光以太网

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　　光以太网指利用在光纤上运行以太网LAN数据包接入SP网络或在SP网络中进行接入。底层连接可以以任何标准的以太网速度运行，包括10Mbps、100Mbps、1Gbps或10Gbps，但在此情况下，这些连接必须以全双工速度(例如双向10Mbps)运行。光纤以太网业务能够应用交换机的速率限制功能，以非标准的以太网速度运行。光纤以太网中使用的光纤链路可以是光纤全带宽(即所谓的“暗光纤”)、一个SONET连接或者是DWDM。光纤以太网可以在交换式LAN的基础上运行，尽管它们可以互联共享的LAN。

　　光纤以太网产品可以借助以太网设备采用以太网数据包格式实现WAN通信业务。该技术可以适用于任何光传输网络——光纤直接传输、SDH以及DWDM网络传输。目前，光纤以太网可以实现10Mbps，100Mbps以及1Gbps等标准以太网速度，而达到10Gbps后它更将成为各种业务的亮点。

　　迄今为止，基本接入端口速度为10M/100Mbps，而最终用户以1 Mbps或10 Mbps为单位来使用网络。光纤以太网业务与其它宽带接入相比更为经济高效，但到目前为止它的使用只限于办公大楼或楼群内己铺设光纤的地方。使用以太网的这种新方法的战略价值不仅仅限于廉价的接入。它既可用于接入网，也可用于服务供应商网络中的本地骨干网。它可以只用在第2层，也可以作为实现第3层业务的有效途径。它可以支持IP、IPX以及其它传统协议。此外，由于在本质上它仍属于LAN，因此可用来帮助服务供应商管理企业LAN及企业LAN和其它网之间的互连。

　　LAN交换机和服务供应商网络在广域光纤传输网络中运行的以太网数据包为基础提供城域网(MANS)业务。在铺设有光纤的楼宇中，光纤以太网连接方式的费用远远低于基于DS3或高速ATM业务的电路连接。

　　网络运营商将光纤以太网视为一种低成本技术，可以用于连接其各个汇接点。规划中的光纤以太网MAN业务将与现有的ATM、帧中继或SMDS网络产生激烈的竞争。

　　基于以太网的光纤以太网城域网使运营商可以提供标准的、众所周知的10/100M bps或1Gbps以太网接口，与目前使用方便的连接办公室网络的接口相同。基于光纤以太网的城域骨干网不再使用SONET环路，它将基于目前正由IEEE 802.3ac工作组完成的10Gbps以太网标准，其优势为：以太网的费用只有目前使用的SONET技术的十分之一；以太网是一种简单并得到广泛普及的技术；以太网最适于传送IP传输流，因为以太网和IP是一起发展起来的。

　　光学技术使以太网网络可以扩展到超越园区以太网之外的更长的距离上。运行在单模光纤之上的光纤以太网使网络链路在采用1310nm波长技术的情况下，距离达到3英里到6英里以上，在采用1550 nm波长技术的情况下距离可达到43.4英里。在802.1qVLAN标准的基础上可望开发出光纤以太网虚拟专用网络功能。关于此项标准的议案经重新讨论可以增加VLAN扇区的数量，由此，VPN的数量将从数千个增加到几十万个。光纤以太网VPN很可能会归入范围广泛的MAN领域。

　　光纤以太网还可以提交保证的时延、抖动和带宽水平。光纤以太网网络利用IETF差别服务（Diff-Serv）项目中开发的技术来提交用户规

　　定的时延和抖动水平。当数据包进入网络时，数据包中的信息被用于将数据包分配到特定的服务类中。用户的合同还可以规定带宽，网络运营商通过将保证服务的数量限制在网络容量范围内来保证带宽。然后，输入传输流的速率与合同进行比较。超出合同的传输流只有在不拥塞保质传输流所需资源的情况下进行传送。

　　利用上述技术，光纤以太网可以容易地处理数据和电路交换应用的需要。电路传输流只需要不多的带宽，但对时延和抖动水平要求相当苛刻。光纤以太网通过将10Gbps骨干网络的高速度与Diff-Serv服务质量结合在一起，很容易达到语音质量要求的时延和抖动水平。

　　光以太网技术是现在两大主流通信技术的融合和发展：以太网和光网络。它集中了以太网和光网络的优点，如以太网应用普遍、价格低廉、组网灵活、管理简单，光网络可靠性高、容量大。光以太网的高速率、大容量消除了存在于局域网和广域网之间的带宽瓶颈，将成为未来融合话音、数据和视频的单一网络结构。随着10G以太网标准(IEEE 802.3ae)的形成，人们相信以太网的应用范围必将得以从局域网延伸到城域网和广域网。光以太网概念的提出，首先将给城域网带来革命性的变化。现在的城域网是基于SDH的体系结构。SDH最初是面向低速、电路交换的话音业务而设计的，虽然其同步机制可保证良好的QoS性能，提供50ms的电路保护倒换时间，缺点是SDH设备价格昂贵，用于数据业务时不够灵活、效率低下。光以太网基于现在应用非常普遍、技术成熟的以太网技术，并对网管和流量工程等方面的功能进行了加强，以便应用于现在的电信网络，满足城域网对数据速率和传输链路可靠性的要求。目前，大约95%的局域网是以太网，现在的接入网迫使用户必须购买昂贵的带ATM或POS端口的路由器来连接电信接入网，协议的转换带来了大量额外的开销。运营商构建光城域以太网，就可以直接在骨干层提供以太网端口，实现和局域网的无缝连接。

　　光以太网的核心思想就是将光网络的巨大容量和可靠性与以太网的简便性及可扩展性有机地结合起来，进而从根本上对营运商规划、建设、管理其网络的方式方法产生影响。需要注意的是，光以太网不是一种独立的技术，而是一种解决方案。城域光以太网有两种主要的实现形式，一种基于10GE（万兆以太网），一种基于RPR。

　　1.基于10GE的光以太网

　　万兆以太网是在以太网技术的基础上发展起来的，但是工作速率大大提高，适用范围有了很大的变化，所以与原来的以太网技术相比有很大的差异。 万兆以太网适用于新型的网络结构，能够实现全网技术统一。它采用IEEE802.3以太网媒体访问控制（MAC）协议、帧格式和帧长度。与它的前辈一样，也是全双工的，因此它本身没有距离限制。它还可以减少网络的复杂性，兼容现有的局域网技术并将其扩展到广域网，同时有望降低系统费用并提供更快、更新的数据业务。它在全面继承现有的以太网技术、不影响用户既有的业务和服务、满足对现有网络的全面兼容、保护用户投资的基础上，将光以太网技术从局域网延伸至城域网和广域网的更大适用范围中，因为万兆以太网技术既能提供广域网接口也能提供局域网接口，从而不仅解决了日益突出的带宽瓶颈问题，满足宽带用户规模增加的要求，也能从网络安全、服务质量、链路保护等多个方面满足宽带IP城域网、骨干IP网承载多业务的要求。

　　2.基于RPR的光以太网

　　EoRPR（EthernetoverRPR），是通过弹性分组环RPR来承载以太网的。

　　当以太网的MAC帧进入到RPR环网节点设备时，RPR成帧器将根据以太网的速率选择合适的容器进行映射和封装，并将其并入到主环的RPR数据流中，多余的带宽仍用于SDH/SONET业务。环上节点上、下业务的带宽颗粒度可细分到1Mbps。EoRPR支持自动拓扑发现，可实时地定位环网上的节点及动态地确定目的节点和源节点之间的最短路径，且仅使用与最短路径相关的节点设备与路径带宽。与此同时，其余节点和路径仍可用于其他业务。由于RPR对上层协议透明，再加上以太网对各种应用的普遍适应性，EoRPR可以高效率地支撑多种不同的业务和应用，包括多媒体应用。

　　传统的以太网采用的是“尽力而为”的传送机制，能够很好地适应数据业务的突发性传输要求，具有良好的扩展性；缺点是无QoS保证，保护倒换能力差。SDH设备具有小于50ms的保护倒换时间，具有良好的QoS性能，但是SDH采用的是面向语音的TDM传输方式，传送数据业务时效率不高。EoRPR综合了千兆以太网的经济性，SDH具有对延时和抖动的严格保障、可靠的时钟和50ms环保护和恢复等优点。EoRPR方案解决了传统的SDH环带宽资源浪费的问题，因为在EoRPR中，SDH环上两个方向的带宽资源都被充分利用了。同时，SDH利用空间重用和统计复用技术，进一步提高了带宽利用率。

　　由于以太网在局域网中的巨大成功以及其在成本、可扩展性、易用性、对IP应用普遍支撑方面的优势，未来的城域网极有可能以光以太网的模式为主。

　　在打造光以太网的众多技术中，10G以太网技术是目前受到业内人士高度关注的链路层技术，IEEE已经于2002年6月正式发布了802.3ae标准，新的标准仍然采用IEEE802.3以太网媒体访问控制(MAC ) 协议、帧格式和帧长度，它和以往的以太网标准相比主要有以下几点区别：

　　1.全新的64B/66B编码方式引入；

　　2.全新定义的物理层介质类型(LAN/WAN两大类，八种介质类型)；

　　3.仅定义光纤介质类型；

　　4.仅支持全双工的MAC层操作；

　　5.在WAN类型中引入WIS接口子层，提供MAC帧到OC-192帧的映射和速率匹配机制，通道开销、线路开销、段开销字节被大量简化;

　　6.在 XGMII 接口下附加XAUI接口选项，采用4路8对低电压差分串行信号线传输，传输信号经过8B/10B编码，信号自带时钟；使MAC层芯片到PHY芯片的布线距离延长至50cm，尤其适合于分布式机架系统；

　　7.支持无中继链路距离超过40km(SMF/1550nm) ，适合城域网应用。

　　10G以太网的优点是减少网络的复杂性，兼容现有的局域网技术并将其扩展到广域网，降低了系统费用，并提供更快、更新的数据业务。是一种融合LAN/MAN/WAN的一种链路技术，可构建端到端的以太网链路。

　　归纳起来10G以太网在LAN/MAN/WAN中的应用包括：

　　1.局域网应用：这种应用是传统的局域网应用，针对运营商数据中心和企业网，包括骨干层中的LAN交换机上行10Gbps汇聚，服务器到交换机间的高速数据链路，数据中心服务器池的数据交换以及连接不同楼宇间的交换设备。

　　2.城域网应用：城域网应用可采用暗光纤和DWDM设备两种传输形式，前者采用10G路由交换机作为节点设备，直接采用城市中敷设的暗光纤，可直接构建格状网络(采用单模光纤，端口链路距离可长达40km)，后者采用城域DWDM设备，通常是环网方式组网，提供光层的业务上/下路和网络自愈恢复保护，对企业/园区骨干网，可实现无服务器建筑、远程备份/系统容灾，对运营商而言，该方式成本大大低于采用T3或OC-3传输设备的组网方案。此外在SAN中，10GbE相对Fiber Channel ， Ultra160/320 SCSI，ATM以及HIPPI(High Performance Parallel Interface)等方式具有更加良好的时延性能，目前已经出现在SAN中应用。

　　3.广域网应用：这是10GbE一个新兴的应用场合，连接ISP的电信级以太网交换机和NSP DWDM光纤传输设备的链路可以是极具成本优势的以太网链路，代替传统方式的昂贵的ATM交换机。10GbE WAN接口还可以将园区中分散的LAN和节点设备连接到广域网。

　　考虑到骨干网中SDH传输设备大量存在的事实， IEEE802.3ae中定义的10Gb EWAN接口采用速率匹配和直接映射的方式，将10GbE MAC帧封装入OC-192c的净荷中传输，确保和现有SDH设备的无缝连接。光网络正在向智能化方向发展，如现在兴起的自动交换光网络技术ASON，假如未来的ASON节点设备(如大容量的OXC)可以实现全光域上的恢复保护(电信级)，实现多波长动态分配和路由，灵活的波长上/下路，SDH体系和产品也会逐步向电信网络的边缘转移，演变为一种客户层信号或标准接口，10Gethernet over Fiber将完全可以实现，网络形态将更为简单。