IP微波的先進性

【摘 要】在現(xiàn)代通信中，傳統(tǒng)的TDM模式在通道的利用率和傳輸容量上對帶寬有要求。IP微波是一種全新的傳輸技術(shù)，具有高寬帶利用率，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的區(qū)分更簡單，提高傳輸質(zhì)量等特點，能充分的利用微波相對于光纖來說不是很富裕的傳輸帶寬。

【關(guān)鍵詞】TDM；IP協(xié)議；IP報文

１．傳統(tǒng)TDM微波的傳輸方式

TDM就是時分復(fù)用模式，時分復(fù)用是指一種通過不同信道或時隙中的交叉位脈沖，同時在同一個通信媒體上傳輸多個數(shù)字化數(shù)據(jù)、語音和視頻信號等的技術(shù)。在TDM模式下，每一個信號都需要時刻的占有分配給它的帶寬，即使在沒有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的情況下也是如此，因此TDM對帶寬的要求很嚴格，假設(shè)某個時間需要傳輸100M帶寬的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通道總帶寬就必須大于或者等于100M，不然就會出現(xiàn)失幀，也就是說數(shù)據(jù)沒能完全傳輸過去。根據(jù)這個原理，在TDM模式下，要保證不會出現(xiàn)失幀，就必須確保通道總帶寬要大于或者等于任何時刻下傳輸?shù)臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶寬，需要提高傳輸?shù)娜萘浚岣咄ǖ赖膸挕?/p>

2.IP微波的傳輸方式

IP是英文Internet Protocol（網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議）的縮寫，中文簡稱為“網(wǎng)協(xié)”，也就是為計算機網(wǎng)絡(luò)相互連接進行通信而設(shè)計的協(xié)議。IP協(xié)議實際上把各種不同“幀”統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成NNT流量或者“IP數(shù)據(jù)包”格式，使所有各種計算機都能在因特網(wǎng)上實現(xiàn)互通，即具有“開放性”的特點。“數(shù)據(jù)包（packet）” 是分組交換的一種形式，就是把所傳送的數(shù)據(jù)分段打成 “包”，再傳送出去。但是，與傳統(tǒng)的“連接型”分組交換不同，它屬于“無連接型”，是把打成的每個“包”（分組）都作為一個“獨立的報文”傳送出去，所以叫做“數(shù)據(jù)包”。

IP數(shù)據(jù)包也叫IP報文分組，傳輸在ISO網(wǎng)絡(luò)7層結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)層，它由IP報文頭和IP報文用戶數(shù)據(jù)組成，IP報文頭的長度一般在20到60個字節(jié)之間，而一個IP分組的最大長度則不能超過65535個字節(jié)。

下圖為IP分組的報文頭格式，報文頭的前20個字節(jié)是固定的，后面的可變。

版本：占4位（bit），指IP協(xié)議的版本號。目前的主要版本為IPV4，即第4版本號，也有一些教育網(wǎng)和科研機構(gòu)在使用IPV6。在進行通信時，通信雙方的IP協(xié)議版本號必須一致，否則無法直接通信。

首部長度：占4位（bit），指IP報文頭的長度。最大的長度（即4個bit都為1時）為15個長度單位，每個長度單位為4字節(jié)（TCP/IP標準，DoubleWord），所以IP協(xié)議報文頭的最大長度為60個字節(jié)，最短為上圖所示的20個字節(jié)。

服務(wù)類型：占8位（bit），用來獲得更好的服務(wù)。其中的前3位表示報文的優(yōu)先級，后面的幾位分別表示要求更低時延、更高的吞吐量、更高的可靠性、更低的路由代價等。對應(yīng)位為1即有相應(yīng)要求，為0則不要求。

總長度：16位（bit），指報文的總長度。注意這里的單位為字節(jié)，而不是4字節(jié)，所以一個IP報文的的最大長度為65535個字節(jié)。

標識（identification）：該字段標記當(dāng)前分片為第幾個分片，在數(shù)據(jù)報重組時很有用。

標志（flag）：該字段用于標記該報文是否為分片（有一些可能不需要分片，或不希望分片），后面是否還有分片（是否是最后一個分片）。

片偏移：指當(dāng)前分片在原數(shù)據(jù)報（分片前的數(shù)據(jù)報）中相對于用戶數(shù)據(jù)字段的偏移量，即在原數(shù)據(jù)報中的相對位置。

生存時間：TTL（Time to Live）。該字段表明當(dāng)前報文還能生存多久。每經(jīng)過1ms或者一個網(wǎng)關(guān)，TTL的值自動減1，當(dāng)生存時間為0時，報文將被認為目的主機不可到達而丟棄。使用過Ping命令的用戶應(yīng)該有印象，在windows中輸入ping命令，在返回的結(jié)果中即有TTL的數(shù)值。

協(xié)議：該字段指出在上層（網(wǎng)絡(luò)7層結(jié)構(gòu)或TCP/IP的傳輸層）使用的協(xié)議，可能的協(xié)議有UDP、TCP、ICMP、IGMP、IGP等。

首部校驗和：用于檢驗IP報文頭部在傳播的過程中是否出錯，主要校驗報文頭中是否有某一個或幾個bit被污染或修改了。

源IP地址：32位（bit），4個字節(jié)，每一個字節(jié)為0～255之間的整數(shù)，及我們?nèi)粘Ｒ姷降腎P地址格式。

目的IP地址：32位（bit），4個字節(jié)，每一個字節(jié)為0～255之間的整數(shù)，及我們?nèi)粘Ｒ姷降腎P地址格式。

3.根據(jù)根據(jù)IP報文的結(jié)構(gòu)，IP微波又有一下幾個特點

3.1高帶寬利用率

IP微波就是根據(jù)IP協(xié)議進行傳輸?shù)模簿褪钦fIP微波就是把原來空中傳輸?shù)臄?shù)字信號變成了IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包信號，具備的IP的特性“開放性”，通俗一些來說就是每一個數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流都不是恒定不變的占用固定的通道帶寬。根據(jù)IP協(xié)議的特性，使用指定規(guī)則進行自動的分配，就好比通道帶寬為50M，而需要傳輸100M的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流，其中有些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流是緊急的，有些是次緊急的，根據(jù)這些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的優(yōu)先級進行傳輸?shù)南群蟠涡虻恼{(diào)整或者是傳輸?shù)娜萘康恼{(diào)整，使每一個數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流都不會產(chǎn)生丟包。這樣就很大程度上加大了通道帶寬的利用率，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的擴容相對與TDM微波而言，更容易也更方便。

3.2數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的區(qū)分更簡單

使用IP協(xié)議進行傳輸，一個通道內(nèi)能進行多種同類型的數(shù)據(jù)的傳輸，只需要在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流上增加不同的VLAN ID識別標簽即可，相對于TDM微波需要使用不同的物理通道才能區(qū)分相同的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流而言，IP微波在傳輸多業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)上更有優(yōu)勢，沒有使用端口的限制，對增加新業(yè)務(wù)的能力上，IP微波更方便也更簡單。

3.3對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的環(huán)保護更智能

對大型的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)而言，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的環(huán)保護是非常需要的，IP微波的環(huán)保護能智能的判斷最優(yōu)的保護通道進行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的保護，相對于TDM微波的必須根據(jù)指定的通道進行環(huán)保護而言，IP微波的環(huán)保護能在占用更小的通道帶寬的前提下保護業(yè)務(wù)。

3.4 QoS功能保證傳輸質(zhì)量

QoS（Quality of Service）服務(wù)質(zhì)量，是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機制， 是用來解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問題的一種技術(shù)。對于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，服務(wù)質(zhì)量包括傳輸?shù)膸挕魉偷臅r延、數(shù)據(jù)的丟包率等。在網(wǎng)絡(luò)中可以通過保證傳輸?shù)膸挕⒔档蛡魉偷臅r延、降低數(shù)據(jù)的丟包率以及時延抖動等措施來提高服務(wù)質(zhì)量，而這在TDM微波中是沒有的功能。

4.結(jié)束語

通過上述對IP微波和TDM微波的功能進行的一些對比，體現(xiàn)了IP微波的技術(shù)的先進性。在現(xiàn)代的通信中，特別是現(xiàn)在的3G時代或者以后的4G時代，IP技術(shù)應(yīng)用將更廣泛，IP微波只是微波傳輸領(lǐng)域的一次更新?lián)Q代。 [科]

【參考文獻】

［１］邵展圖.電路基礎(chǔ)基礎(chǔ).中國勞動出版社.第三版.2003.