剖析寬帶接入網的主流技術
寬帶接入網還是非常值得我們去學習的，于是我研究了一下寬帶接入網的技術特點與各種模式，在這里拿出來和大家分享一下，希望對大家有用。
引言
通信是目前發展最快的領域之一，它是人們工作和生活必不可少的工具，也是現在和未來經濟發展的基礎平臺之一。通信網絡的發展經歷了由窄帶到寬帶、由人工到智能、由單業務到綜合業務的發展過程。21世紀，通信網絡向提供寬帶化、個人化、分組化和綜合化方向發展的趨勢更為明顯。而目前技術發展和需求增長最快的是Internet和移動通信。
寬帶通信網是一種全數字化、高速、寬帶、具有綜合業務能力的智能化通信網絡。寬帶通信網的顯著特點就是在信息數據傳輸上突破了速度、容量和時間空間的限制。寬帶通信網絡可大致分為寬帶骨干網絡和寬帶接入網絡兩個層面。本文分別從寬帶骨干網絡和寬帶接入網絡兩個層面介紹通信網絡技術的發展歷史、現狀，討論了寬帶通信網絡的發展趨勢。
寬帶骨干網絡技術
較早出現的寬帶骨干網絡的分組交換技術有X.25、幀中繼，到后來的IP、ATM以及MPLS技術，經過幾十年的發展，目前，IP技術成為主流的寬帶網絡技術，未來將朝著以光互聯網技術為主流技術的超寬帶信息網絡方向發展。
幀中繼
幀中繼（FR：Frame Relay），是一種面向連接的快速分組交換技術。是八十年代初發展起來的一種數據通信技術，它是從X.25分組通信技術演變而來的。由于傳輸技術的發展，數據傳輸誤碼率大大降低，分組通信的差錯恢復機制顯得過于繁瑣，幀中繼將分組通信的三層協議簡化為兩層，即在OSI第二層以簡化的方式傳送數據，僅完成物理層和鏈路層核心層的功能，網絡不進行糾錯、重發、流量控制等，而將這些功能留給智能終端去處理。從而大大縮短了處理時間，提高了效率。但幀中繼的最大問題是沒有業務質量等級的相關規定，不能確保高業務的QoS要求。
異步轉移模式
異步轉移模式（ATM:Asynchronous Transfer Mode）[1]是一種快速分組交換技術，ITU-T推薦其為寬帶綜合業務數據網B-ISDN的信息傳輸模式。ATM將信息組織成信元，其包含的來自某用戶信息的各個信元不需要周期性出現，這種傳輸模式是異步的。
ATM信元是固定長度的分組，共有53個字節，分為2個部分。前面5個字節為信頭，主要完成尋址的功能；后面的48個字節為信息段，用來裝載來自不同用戶，不同業務的信息。話音、數據、圖像等所有的數字信息都要經過切割，封裝成統一格式的信元在網中傳遞，并在接收端恢復成所需格式。由于ATM技術簡化了交換過程，去除了不必要的數據校驗，采用易于處理的固定信元格式，所以ATM交換速率大大高于傳統的數據網，如x.25，DDN，幀中繼等。
ATM網絡采用了一些有效的業務流量監控機制，對網上用戶數據進行實時監控，把網絡擁塞發生的可能性降到最小。對不同業務賦予不同優先級，網絡對不同優先級的業務分配不同的網絡資源。因此，ATM提供對話音、圖像等實時業務的QoS保證。盡管ATM具有交換速度快、具有流量控制功能、提供服務質量保證和靈活的帶寬分配等優點，但ATM的開銷大，協議復雜，使得ATM設備的成本高，維護復雜。
多協議標簽交換
多協議標簽交換（MPLS：Multiprotocol Label Switching）[2]屬于第二層與第三層之間的一種交換技術，它引入了基于標簽的機制，把選路和轉發分開，由標簽來規定一個分組通過網絡的路徑，數據傳輸通過標簽交換路徑（LSP）完成。
MPLS網絡由核心部分的標簽交換路由器（LSR）、邊緣部分的標簽邊緣路由器（LER）組成。LSR可以看作是ATM交換機與傳統路由器的結合，由控制單元和交換單元組成；LER的作用是分析IP包頭，決定相應的傳送級別和標簽交換路徑（LSP）。由于MPLS技術隔絕了標簽分發機制與數據流的關系，因此，它的實現并不依賴于特定的數據鏈路層協議，可支持多種的物理和鏈路層技術（IP/ATM、以太網、PPP、幀中繼、光傳輸等）。MPLS使用控制驅動模型初始化標簽捆綁的分配及分發，用于建立標簽交換路徑（LSP），通過連接幾個標簽交換點來建立一條LSP。一條LSP是單向的，全雙工業務需要兩條LSP。同時，MPLS支持流量工程和業務的服務等級。由于MPLS結合了傳統IP和ATM技術，具有實現簡單，交換速度快和支持流量工程和業務的服務等級等優點，因此，MPLS受到人們的普遍重視。
IP網絡技術
人們提出IP技術的動機是為了實現異種網絡之間的互連，以達到資源共享和交換數據的目的。IPv4通過為網絡節點分配一個32位的IP地址來達到唯一標識節點的目的，用戶數據封裝在IP分組中，為了將IP分組由源節點投遞到目的節點，IP通過路由協議建立源節點到目的節點的路由，IP路由器根據目的IP地址和保存的路由表實現IP分組的逐跳（hop by hop）轉發，直到目的節點。
最初，IP技術主要是為一些簡單的數據業務服務，如電子郵件、文件傳輸、遠程登陸等。隨著IP技術在Internet上的成功應用以及Internet的飛速發展，人們要求IP不僅能支持簡單的數據業務，同時也能傳送語音、圖像等實時業務。為了保證語音、圖像等實時業務的QoS，需要改進傳統的盡力而為的IP技術，以提供QoS保證。目前，提供服務質量保證的IP QoS體系結構有InterServ和DiffServ兩種，InterServ基于流預留資源，DiffServ基于類區分業務，對不同類型的業務，采用不同的隊列調度策略。DiffServ由于在網絡邊界對業務流進行匯聚，不需要維護基于流的狀態信息，因此，同InterServ相比，DiffServ具有良好的可擴展性，更適合大型的IP網絡。
隨著Internet規模的增長，以及越來越多的移動終端寬帶接入網Internet，IPv4的缺點逐漸顯露出來，主要包括：地址空間緊張、不支持節點的移動性、安全性差、不提供QoS保證等。為了解決這些問題，IPv6應運而生，IPv6采用128位的地址空間，同時支持節點的移動性、提供QoS保證，并具有良好的安全性。因此，IPv6可能最終取代IPv4,但在IPv4向IPv6過渡的過程中，需要解決兩者的互通問題，以及由此帶來的安全問題。
【編輯推薦】
