宽带交换技术的发展

1.3.3　宽带交换技术的发展

未来网络的发展不会是多个网络，而是一个统一的宽带网络提供多种业务。这个网络中的关键设备——交换机，也必须能实现多种速率、多种服务要求及多种业务的交换。

使宽带网络成为可能的技术有三种：ATM技术、宽带IP技术和光交换技术。

1）ATM与IP

ATM是电信界为实现B－ISDN而提出的面向连接的技术。它集中了电路交换和分组交换的优点，具有可信的QoS来保证语音、数据、图像和多媒体信息的传输。它还具有无级带宽分配、安全和自愈能力强等特点。

另一方面以IP协议为基础的Internet的迅猛发展使IP成为当前计算机网络应用环境中的“既成事实”标准和开放式系统平台。其优点在于：①易于实现异种网络互连；②对延迟、带宽、QoS等要求不高，适于非实时的信息通信；③具有统一的寻址体系，易于管理。

ATM和IP都是发展前景良好的技术，但它们在发展过程中都遇到了问题。

从技术角度看，ATM技术是最佳的，而且ATM过于完善了，其协议体系的复杂性造成了ATM系统研制、配置、管理、故障定位的难度；ATM没有机会将现有设施推倒重来，构建一个纯ATM网。相反，ATM必须支持主流的IP协议才能够生存。

传统的IP网络只能提供尽力而为（Best Effort）的服务，没有任何有效的业务质量保证机制。IP技术在发展过程中也遇到了路由器瓶颈问题。

如果把这两种技术结合起来，既可以利用ATM网络资源为IP用户提供高速直达数据链路，发展ATM上的IP用户业务，又可以解决Internet发展中的瓶颈问题，推动Internet业务的进一步发展。

在支持IP协议时，ATM处于第二层，IP协议处于第三层，这是业界普遍认可的一种网络模型。当网络中的交换机接收到一个IP分组时，它首先根据IP分组中的IP地址通过某种机制进行路由地址处理，按路由转发。随后，按已计算的路由在ATM网上建立虚电路（VC）。以后的IP分组在此VC上以直通方式传输，从而有效解决传统路由器的瓶颈问题，提高IP分组转发速度。

随着吉比特高速路由器的出现及IP QoS、MPLS等概念的提出，ATM的优势也发生了变化。新的网络模型被人们提出，IP作为二层处理的呼声日益高涨，甚至有人说随着MPLS产品的出现及IP QoS问题的解决，对ATM的需求将会日益减少。ATM技术与IP技术在未来骨干网中的地位之争达到空前激烈的程度，很多电信运营厂商仍在观望，而更多的厂商则是双管齐下。

尽管在未来谁是主流问题上有很多分歧，但多数厂商和研究人员均认为ATM技术与IP技术在未来很长一段时间内将共存，并最终融合在一起。目前最看好的是支持两者结合的多协议标记交换（MPLS）技术，它的大部分标准已制定。

2）光交换技术

光纤传输技术在不断地进步，波分复用系统在一根光纤中已经能够传输几百吉比特每秒到太比特每秒的数字信息。传输系统容量的快速增长带来的是对交换系统发展的压力和动力。通信网中交换系统的规模越来越大，运行速率也越来越高，未来的大型交换系统将需要处理总量达几百、上千太比特每秒的信息。但是目前的电子交换和信息处理网络的发展已接近了电子速率的极限，其中所固有的RC参数、钟偏、漂移、串话、响应速度慢等缺点限制了交换速率的提高。为了解决电子瓶颈限制问题，研究人员开始在交换系统中引入光子技术，实现光交换。

光交换的优点在于，光信号在通过光交换单元时，不需经过光电、电光转换，因此它不受检测器、调制器等光电器件响应速度的限制，对比特速率和调制方式透明，可以大大提高交换单元的吞吐量。光交换将是未来宽带网络使用的另一种宽带交换技术。