一 、宽带IP技术的发展动态
1 IP Over ATM
IP Over ATM技术的核心问题在于它只对数据流的第一个数据包进行路由地址处理，按路由转发，接着根据已计算的路由在ATM网上建立虚电路VC，以后的数据包沿着VC以直通（Cut－Through）方式进行传输，不再经过路由器，从而将数据包的转发速度提高到第二层交换程度。IP Over ATM的分层模型和网络体系结构如图1所示。
用ATM来承载IP业务，大抵可以分为两类：一类为迭加模式，另一类为集成模式 。
（1）迭加模式指的是IP网的寻址是迭加在ATM寻址基础上的，通俗一点说，在迭加模式中ATM的寻址方式不是变的。IP地址在边缘设备中映射成ATM地址，IP包据此传向另一端边缘设备。迭加模式的最大特点是在ATM网中不论是用户网络信令还是网间信令均不变，对ATM网来说IP业务只是它承载的业务之一，ATM的其它功能照样存在，不受影响。最典型的迭加模式有局域网仿真（LANE）、经典地在ATM上传送IP（CIP OA—classical IP over ATM）和ATM上的多协议（MPOA—multiprotocol over ATM）等 。
（2）集成模式指的是将IP网设备和ATM网设备集成在一起。在集成模式中，ATM网的寻址已不再是独立的，将受到IP网设备的干预。在集成模式下，IP网的控制设备一般可称为IPC，它既具有传统路由器的功能，能完成IP网的路由功能，又具有控制建立ATM虚通路的能力。IPC是一个逻辑功能块，它可以是一个独立的物理设备，也可以是ATM交换机中的一个功能模块，但它是必不可少的。ATM交换设备一般仍为普通ATM交换机，但已有重大的改变，最大的变化是信令（UNI和NNI），它们之间的信令已不再是ATM Forum或ITU－T的信令，而是一套特别的控制方式。其目的在于能快速建立连接，以满足无连接IP业务快速切换的要求。
迭加模式和集成模式是按ATM信令来分类的，不能反映网络的整体性能。从网络整体性能角度出发，ATM可以有两种方法来支持IP over ATM。
（1）ATM作为链路。使用ATM的永久性虚通路将地域上分离的路由器连接起来，这里ATM的永久性虚通路取代了传统的专线，这种工作方式即为以ATM作为链路来承载IP业务。在这种工作方式中，ATM只是作为链路将若干路由器连起来，它不参与IP网的寻径功能，因而这种IP网实质上仍是一个路由器网，不改变IP网的整体性能，只是提高了某些部分的传输速率而已。
（2）ATM作为网络。这种方法是ATM网以网络形式来支持IP over ATM。在此场合下，ATM参与了IP网的寻径功能。由于ATM的寻径及其它指标大大优于普通路由器，因而以网络形式来支持IP网（IP over ATM），可以显著提高IP网的性能，不仅提高了传输速率，也大大缩短了传输时延。以网络形式来支持IP网（IP over ATM）的最合理算法是MPLS。MPLS是一种拓扑驱动的算法，它和无连接的IP传输非常适应。基于MPLS算法的ATM上的IP网是一种很好的IP网的组织形式，可构成一个主干物理通信平台多业务同时应用的十分理想的格局，并且能从整体上提高IP的性能。
尽管IP over ATM，特别是ATM以网络形式来支持能获得很好的网络整体性能，但IP over ATM的技术进展比较慢，尤其是MPLS的标准化工作尚需时日，这使得ATM仍不能满足业务高速发展对带宽的要求，从而导致IP over SDH技术的出现。应当特别注意IP over ATM和IP over SDH具有各自的适应面。
2 IP Over SDH／SONET
IP over ATM技术相对来说比较成熟，已在许多电信厂商的骨干网中得到了成功的应用。不过，近来业界对IP网骨干网的建设提出了更新的解决方案，即跳过ATM网而采用IP over SDH的技术，直接在SDH上构建IP网。
二 IP over DWDM
1从IP over SONET/SDH到IP over DWDM
为了尽快缓解因特网的带宽压力,1997年下半年推出了IP over SONET/SDH技术，并受到了不少公司青睐。像Sprint、GTE Internetworking这样的著名通信公司以及像UUNet和AOL这样的大型ISP都宣布要建立全国范围的IP over SONET/SDH骨干网，在美国的下一代Internet中也采用了这一技术。但事隔不到一年，美国Sprint和Frontier于1998年8月宣布要建设OC-48的“IP over DWDM”，即光因特网。有120多个成员的加拿大科研、工业、教育促进网(CANARIE)于1998年8月15日宣布要与贝尔加拿大组成财团建设世界上第一个全国性光因特网CA*net3。该网的总投资估计要超过1.2亿美元。1998年加拿大政府预算为该项目拨款5500万美元。CA*net3初期为加拿大的研究院所和大学服务，以支撑加拿大的高科技部门，但最终将用于加拿大全体公民，商用化只是时间问题。参加该项目的公司有Cisco Systems Canada Co.、JDS Fitel、Newbridge Networks Co.和Nortel。由于CA*net3的容量巨大，足以传送多媒体业务，故能开展许多当今其它网上无法开展的医疗、研究、教育和商业应用。加拿大政府已把它视为加拿大下一世纪发展“数字经济”的重要基础。CA*net3是加拿大第三代Internet骨干网。第一代网叫CA*net3是加拿大第三代Internet骨干网。第一代网叫CA*net，为了升级1994年加拿大建了一个国家试验网，是世界上最大的高速ATM网之一；1997年引入了第二代网CA*net2，与美国的Internet2一样，采用ATM和SONET技术。CA*net3则直接在光上运行，取消了ATM和SONET两层电气层，从底层开始就承载IP业务，DWDM光纤上实现光波长链路层连接。由于结构简化，使速度和效率明显提高。CA*net3采用32波长，最高容量为40Gbit/s，超过世界上任何现有因特网的速度，下载2个半小时的电影“泰坦尼克号”只需1/15s。
为什么第二代网与第三代网之间相隔才不到一年时间呢？这主要是因为因特网业务仍在急剧增长，现每月增长10%左右，每6～9个月翻一番，这意味着到2001年美国需要35Tbit/s的网络容量，加拿大需要3Tbit/s，目前，一些ISP已经在建OC-48IP网，也许用不了多久就需要OC－192或OC-768的IP网。例如，美国的UUnet公司1996年初首建OC-3网，1997年初又建OC-12网，1998年末需建OC-48网，1999年末将建N×OC-48网，每年上一个台阶。用户则开始定购OC-12的IP本地环路，例如MCI已开始连接第一批OC-12用户，Microsoft已定购3×OC-12SONET作因特网接入。而未来的趋势表明IP业务将持续快速增长，因为：随着诸如Inetrnet2和CA*net2（加拿大网）之类第二代网的发展会出现许多新的应用；IP电话可能发展很快；新的经济型无分路器ADSL有可能像现在的调制解调器那样普及，网络容量就须增加100～1000倍;目前尚处于早期阶段的机对机应用（如生物信息传送、IP应用、异地备份、Web缓存、多播馈送、新闻馈送、批处理、数据库同步、电子信箱；将来的应用还包括分布式人类染色体组排序、地－空数据库映射、天体成像、数据库挖掘等）将对网络和带宽提出进一步的要求。预计到2001年，整个北美的数据业务量（主要由因特网业务构成）将超过话音，到2005年话音业务将仅占全部业务的1%。在这种情况下，显而易见，需要更高速、更简单、更灵活、带宽利用更有效的组网技术来解除骨干网的压力。
如果像预计的那样，在不久的将来，IP业务成为主导业务的话，网络设计针对IP业务进行优化显然是合乎逻辑的。关于什么是传送IP业务的最佳技术，业界是有很大争论的。通信公司通常倾向于用ATM作为公共网络技术，而因特网方面则认为对传送IP最优的网络是最好的解决方法，因为很快一切应用都将安放在IP上。虽然从保证服务质量和良好的业务工程管理来看，ATM很可能是最适合的技术。但如果对大部分因特网业务而言，只是要求提供“尽力”或“保证”传送的服务，那么能提供大容量IP通道的技术可能是最适宜的技术。正好在过去的一年中，WDM、千兆比以太网、千兆比/兆兆比交换选路技术取得了长足进步，为发展光因特网创造了条件。基于WDM光因特网是同时能把IP over ATM和IP over DWDM这两种解决方案纳入一个网络结构的技术。所以，它被一些大公司选作新一代的因特网技术，像一颗新星正在升起。
2什么是光因特网
光因特网也叫IP网或IP over DWDM。简言之，直接在光上运行的因特网就是光因特网。在光因特网网中，高性能路由器通过光ADM或WDM耦合器直接连至WDM光纤，光纤内各波长是链路层互连的。高性能路由器取代传统的基于电路交换概念的ATM和SONET/SDH电交换与复用设备(见图1)，成为关键的统计复用设备，用作主要的交换/选路设备，由它控制波长接入、交换、选路和保护。因此，光因特网是一个真正的链路层数据网，可以通过指定波长作旁路或直通连接，网络的业务工程（traffic engineering）可以只在IP层完成。由于使用了指定的波长，在结构上将更加灵活，并具有向光交换和全光选路结构转移的可能。高密度WDM系统使我们能对电信业务进行光复用，一部分波长被指定用于高带宽IP光网，即IP over WDM，它可能用于高业务量的“尽力”传送的机对机业务；另一部分波长被指定用于ATM光网，即IP over ATM，它可能用来支持VPN和执行重要任务的IP网；还有一部分波长则被指定用于传统的SONET/SDH业务，即IP over SONET/SDH，它可能用来集中和传送传统的IP网业务。光复用网的吸引力在于通信公司可以基于用户的特定需求向用户提供一整套服务和协议。
