寬帶IP

在ARPAnet網絡中首次引入IP協議時，網絡只須支持250個站點和750台計算機的互聯。但如今因特網須支持上億的用户，因特網上有數十萬的站點和數千萬的計算機。網絡用户和連接站點數目的飛速增加要求因特網體系結構和承載技術均須作相應的改進。21世紀因特網的應用領域可能超出目前我們可以想象的範圍，多媒體筆記本計算機、蜂窩調製解調設備甚至電視機等人們在工作、生活以及娛樂中可接觸的絕大多數設備都將和因特網連接，這就意味着網絡中用户數將飛速增長，網絡應用的個人性和安全性需求將變得非常重要。新的運行環境和網絡應用要求TCP/IP協議增加新的功能，下一代的TCP/IP協議(IPv6)正是基於這一思想提出的。1994年11月7日因特網工程導航工作組(IESG，Internet Engineering Steering Group)正式通過將IPv6或稱為下一代IP協議IPng作為標準研究，這些新的協議或標準的目的是在TCP/IP協議框架下支持更多新的功能。除了吸收IPv4協議的優點、解決IPv4協議的許多缺陷和不足之處之外，IPv6還有以下主要特徵：一是實時業務支持，IPv6協議中流機制可保證路由器識別端到端的分組流；二是即插即用功能，可方便無TCP/IP經驗的用户接入因特網，該功能是以網絡自動配置為前提的；三是可擴展性，IPv6協議中的128bit的地址空間是IPv4協議32 bit地址長度的4倍，可容納更多的網絡節點；四是安全性，IPv6協議族定義了有關安全性的基本信息，如數據包封裝安全協議和發送數據包認證。IPv6將成為新一代因特網的基礎，並將支持更為廣泛的網絡互聯和全球電子貿易業務。

IP網傳統上是由路由器和專線組成，這樣的組網隨着IP業務的爆炸性發展，已經不能滿足高速發展的IP業務的要求。因此，網絡技術的變化和演進是必然的，而網絡技術演進的首選技術是將IPover ATM。ATM是IP之後發展起來的一種分組交換技術，它克服了IP原來設計的不足，其性能大大優於IP，ATM作為IP業務的承載網將具有特殊的好處，與路由器加專線相比，至少它可以提供高速點對點連接，從而大大提高IP網的寬帶性能，當ATM以網絡形式來承載IP業務時，還可以提供十分優良的網絡整體性能。儘管IP over ATM，特別是ATM以網絡形式來支持能獲得很好的網絡整體性能，但IP over ATM的技術進展比較緩慢，這是由於用ATM來支持IP業務尚有兩個問題需要解決，其一是ATM的通信方式是面向連接的，而IP是不面向連接的；其二是ATM和IP是按照各自的方式來尋址的，IP地址和ATM地址之間的映射是一個很大的難題。另外，特別是MPLS的標準化工作尚需時日，並且IP over ATM的效率太低，使得ATM仍不能滿足業務高速發展對寬帶的要求，從而這就導致了IP over SDH技術的出現。

IP over SDH 是一種將IP與SDH網絡結合起來的數據通信體系結構，物理層、數據鏈路層和網絡層分別定義為SDH、LAPS和基於IP的協議或PPP協議。LAPS(鏈路接入規程—SDH)是HDLC的一個子集，包括數據鏈路服務和協議規範，主要用於IP over SDH 網絡和以太網在SDH上運行。IP over SDH using LAPS是一種把IP協議或其他協議同SDH傳輸網絡結合起來的一種數據通信體系結構。簡言之，IP over SDH就是把IP數據包先封裝在PPP協議幀中，然後再把PPP幀通過HDLC放入SDH的淨荷中，IP over SDH的實質是以SDH網絡作為IP數據包的物理傳輸網絡。SDH是基於時分複用的，在網管的配置下完成半永久性連接的網，在IP over SDH中，SDH只可能以鏈路的工作方式來支持IP網，它不能參與IP網的尋址，其作用只是將路由器以點到點的方式連接起來，提高點到點之間的傳送速率，它不可能從總體上提高IP網的性能，由此而形成的IP網其本質上仍是一個路由器網。IP網整體性能的提高將取決於路由器技術是否有突破性進展，目前吉比特路由器(IP overSDH)在技術上有了突破，但是技術上的突破往往帶來了設備複雜度大大的提高，造成目前並不能廣泛應用於普通路由器中，只有IP網中的路由器全部採用吉比特路由器，才有可能從整體上提高IP網的水平。另外SDH是依靠網管來完成端到端的半永久性連接的配置的，一個大網完全依靠網管來配置是不可想象的，所以吉比特路由器只可能在幹線上應用，用以疏導高速率數據流。IP over SDH的優點在於傳輸效率較高、網絡體系結構簡單，其缺點是業務單一、擁塞控制能力差。

目前最新流行的技術是IP over WDM/DWDM，有時也稱為IP over OPTIC，IP直接放在光纖上進行傳輸。現在可以進行實地運行的系統還是採用SDH幀結構，只是在入光纖時採用波分複用技術，將多個波長的信息放在一根光纖上傳送，基於這種工作方式的IP over WDM/DWDM，其本質仍是IP over SDH。目前也有人指出SDH幀結構過於複雜，很多用於管理和維護等功能的比特對IP網是無用的或用處不大，另外SDH的幀結構是基於電路交換時分複用的，而IP是包交換，它的幀結構對IP包將不是最佳的，需要對SDH的幀結構進行簡化和改進，以適應IP包的特定要求。更有人提出來，IP網中以太網入網的比重十分大，如果採用以太網的幀結構，將會更合理，它在包傳遞過程中不必進行多次轉換，使效率大大提高。當然在這方面爭議是很大的，因為那樣的話，網絡管理和維護方面的能力將會有所下降。