光乙太網

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　　光乙太網指利用在光纖上運行乙太網LAN數據包接入SP網路或在SP網路中進行接入。底層連接可以以任何標準的乙太網速度運行，包括10Mbps、100Mbps、1Gbps或10Gbps，但在此情況下，這些連接必須以全雙工速度(例如雙向10Mbps)運行。光纖乙太網業務能夠應用交換機的速率限制功能，以非標準的乙太網速度運行。光纖乙太網中使用的光纖鏈路可以是光纖全帶寬(即所謂的“暗光纖”)、一個SONET連接或者是DWDM。光纖乙太網可以在交換式LAN的基礎上運行，儘管它們可以互聯共用的LAN。

　　光纖乙太網產品可以藉助乙太網設備採用乙太網數據包格式實現WAN通信業務。該技術可以適用於任何光傳輸網路——光纖直接傳輸、SDH以及DWDM網路傳輸。目前，光纖乙太網可以實現10Mbps，100Mbps以及1Gbps等標準乙太網速度，而達到10Gbps後它更將成為各種業務的亮點。

　　迄今為止，基本接入埠速度為10M/100Mbps，而最終用戶以1 Mbps或10 Mbps為單位來使用網路。光纖乙太網業務與其它寬頻接入相比更為經濟高效，但到目前為止它的使用只限於辦公大樓或樓群內己鋪設光纖的地方。使用乙太網的這種新方法的戰略價值不僅僅限於廉價的接入。它既可用於接入網，也可用於服務供應商網路中的本地骨幹網。它可以只用在第2層，也可以作為實現第3層業務的有效途徑。它可以支持IP、IPX以及其它傳統協議。此外，由於在本質上它仍屬於LAN，因此可用來幫助服務供應商管理企業LAN及企業LAN和其它網之間的互連。

　　LAN交換機和服務供應商網路在廣域光纖傳輸網路中運行的乙太網數據包為基礎提供城域網(MANS)業務。在鋪設有光纖的樓宇中，光纖乙太網連接方式的費用遠遠低於基於DS3或高速ATM業務的電路連接。

　　網路運營商將光纖乙太網視為一種低成本技術，可以用於連接其各個匯接點。規劃中的光纖乙太網MAN業務將與現有的ATM、幀中繼或SMDS網路產生激烈的競爭。

　　基於乙太網的光纖乙太網城域網使運營商可以提供標準的、眾所周知的10/100M bps或1Gbps乙太網介面，與目前使用方便的連接辦公室網路的介面相同。基於光纖乙太網的城域骨幹網不再使用SONET環路，它將基於目前正由IEEE 802.3ac工作組完成的10Gbps乙太網標準，其優勢為：乙太網的費用只有目前使用的SONET技術的十分之一；乙太網是一種簡單並得到廣泛普及的技術；乙太網最適於傳送IP傳輸流，因為乙太網和IP是一起發展起來的。

　　光學技術使乙太網網路可以擴展到超越園區乙太網之外的更長的距離上。運行在單模光纖之上的光纖乙太網使網路鏈路在採用1310nm波長技術的情況下，距離達到3英里到6英里以上，在採用1550 nm波長技術的情況下距離可達到43.4英里。在802.1qVLAN標準的基礎上可望開發出光纖乙太網虛擬專用網路功能。關於此項標準的議案經重新討論可以增加VLAN扇區的數量，由此，VPN的數量將從數千個增加到幾十萬個。光纖乙太網VPN很可能會歸入範圍廣泛的MAN領域。

　　光纖乙太網還可以提交保證的時延、抖動和帶寬水平。光纖乙太網網路利用IETF差別服務（Diff-Serv）項目中開發的技術來提交用戶規

　　定的時延和抖動水平。當數據包進入網路時，數據包中的信息被用於將數據包分配到特定的服務類中。用戶的合同還可以規定帶寬，網路運營商通過將保證服務的數量限制在網路容量範圍內來保證帶寬。然後，輸入傳輸流的速率與合同進行比較。超出合同的傳輸流只有在不擁塞保質傳輸流所需資源的情況下進行傳送。

　　利用上述技術，光纖乙太網可以容易地處理數據和電路交換應用的需要。電路傳輸流只需要不多的帶寬，但對時延和抖動水平要求相當苛刻。光纖乙太網通過將10Gbps骨幹網路的高速度與Diff-Serv服務質量結合在一起，很容易達到語音質量要求的時延和抖動水平。

　　光乙太網技術是現在兩大主流通信技術的融合和發展：乙太網和光網路。它集中了乙太網和光網路的優點，如乙太網應用普遍、價格低廉、組網靈活、管理簡單，光網路可靠性高、容量大。光乙太網的高速率、大容量消除了存在於區域網和廣域網之間的帶寬瓶頸，將成為未來融合話音、數據和視頻的單一網路結構。隨著10G乙太網標準(IEEE 802.3ae)的形成，人們相信乙太網的應用範圍必將得以從區域網延伸到城域網和廣域網。光乙太網概念的提出，首先將給城域網帶來革命性的變化。現在的城域網是基於SDH的體繫結構。SDH最初是面向低速、電路交換的話音業務而設計的，雖然其同步機制可保證良好的QoS性能，提供50ms的電路保護倒換時間，缺點是SDH設備價格昂貴，用於數據業務時不夠靈活、效率低下。光乙太網基於現在應用非常普遍、技術成熟的乙太網技術，並對網管和流量工程等方面的功能進行了加強，以便應用於現在的電信網路，滿足城域網對數據速率和傳輸鏈路可靠性的要求。目前，大約95%的區域網是乙太網，現在的接入網迫使用戶必須購買昂貴的帶ATM或POS埠的路由器來連接電信接入網，協議的轉換帶來了大量額外的開銷。運營商構建光城域乙太網，就可以直接在骨幹層提供乙太網埠，實現和區域網的無縫連接。

　　光乙太網的核心思想就是將光網路的巨大容量和可靠性與乙太網的簡便性及可擴展性有機地結合起來，進而從根本上對營運商規劃、建設、管理其網路的方式方法產生影響。需要註意的是，光乙太網不是一種獨立的技術，而是一種解決方案。城域光乙太網有兩種主要的實現形式，一種基於10GE（萬兆乙太網），一種基於RPR。

　　1.基於10GE的光乙太網

　　萬兆乙太網是在乙太網技術的基礎上發展起來的，但是工作速率大大提高，適用範圍有了很大的變化，所以與原來的乙太網技術相比有很大的差異。 萬兆乙太網適用於新型的網路結構，能夠實現全網技術統一。它採用IEEE802.3乙太網媒體訪問控制（MAC）協議、幀格式和幀長度。與它的前輩一樣，也是全雙工的，因此它本身沒有距離限制。它還可以減少網路的複雜性，兼容現有的區域網技術並將其擴展到廣域網，同時有望降低系統費用並提供更快、更新的數據業務。它在全面繼承現有的乙太網技術、不影響用戶既有的業務和服務、滿足對現有網路的全面兼容、保護用戶投資的基礎上，將光乙太網技術從區域網延伸至城域網和廣域網的更大適用範圍中，因為萬兆乙太網技術既能提供廣域網介面也能提供區域網介面，從而不僅解決了日益突出的帶寬瓶頸問題，滿足寬頻用戶規模增加的要求，也能從網路安全、服務質量、鏈路保護等多個方面滿足寬頻IP城域網、骨幹IP網承載多業務的要求。

　　2.基於RPR的光乙太網

　　EoRPR（EthernetoverRPR），是通過彈性分組環RPR來承載乙太網的。

　　當乙太網的MAC幀進入到RPR環網節點設備時，RPR成幀器將根據乙太網的速率選擇合適的容器進行映射和封裝，並將其併入到主環的RPR數據流中，多餘的帶寬仍用於SDH/SONET業務。環上節點上、下業務的帶寬顆粒度可細分到1Mbps。EoRPR支持自動拓撲發現，可實時地定位環網上的節點及動態地確定目的節點和源節點之間的最短路徑，且僅使用與最短路徑相關的節點設備與路徑帶寬。與此同時，其餘節點和路徑仍可用於其他業務。由於RPR對上層協議透明，再加上乙太網對各種應用的普遍適應性，EoRPR可以高效率地支撐多種不同的業務和應用，包括多媒體應用。

　　傳統的乙太網採用的是“儘力而為”的傳送機制，能夠很好地適應數據業務的突發性傳輸要求，具有良好的擴展性；缺點是無QoS保證，保護倒換能力差。SDH設備具有小於50ms的保護倒換時間，具有良好的QoS性能，但是SDH採用的是面向語音的TDM傳輸方式，傳送數據業務時效率不高。EoRPR綜合了千兆乙太網的經濟性，SDH具有對延時和抖動的嚴格保障、可靠的時鐘和50ms環保護和恢復等優點。EoRPR方案解決了傳統的SDH環帶寬資源浪費的問題，因為在EoRPR中，SDH環上兩個方向的帶寬資源都被充分利用了。同時，SDH利用空間重用和統計復用技術，進一步提高了帶寬利用率。

　　由於乙太網在區域網中的巨大成功以及其在成本、可擴展性、易用性、對IP應用普遍支撐方面的優勢，未來的城域網極有可能以光乙太網的模式為主。

　　在打造光乙太網的眾多技術中，10G乙太網技術是目前受到業內人士高度關註的鏈路層技術，IEEE已經於2002年6月正式發佈了802.3ae標準，新的標準仍然採用IEEE802.3乙太網媒體訪問控制(MAC ) 協議、幀格式和幀長度，它和以往的乙太網標準相比主要有以下幾點區別：

　　1.全新的64B/66B編碼方式引入；

　　2.全新定義的物理層介質類型(LAN/WAN兩大類，八種介質類型)；

　　3.僅定義光纖介質類型；

　　4.僅支持全雙工的MAC層操作；

　　5.在WAN類型中引入WIS介面子層，提供MAC幀到OC-192幀的映射和速率匹配機制，通道開銷、線路開銷、段開銷位元組被大量簡化;

　　6.在 XGMII 介面下附加XAUI介面選項，採用4路8對低電壓差分串列信號線傳輸，傳輸信號經過8B/10B編碼，信號自帶時鐘；使MAC層晶元到PHY晶元的佈線距離延長至50cm，尤其適合於分散式機架系統；

　　7.支持無中繼鏈路距離超過40km(SMF/1550nm) ，適合城域網應用。

　　10G乙太網的優點是減少網路的複雜性，兼容現有的區域網技術並將其擴展到廣域網，降低了系統費用，並提供更快、更新的數據業務。是一種融合LAN/MAN/WAN的一種鏈路技術，可構建端到端的乙太網鏈路。

　　歸納起來10G乙太網在LAN/MAN/WAN中的應用包括：

　　1.區域網應用：這種應用是傳統的區域網應用，針對運營商數據中心和企業網，包括骨幹層中的LAN交換機上行10Gbps匯聚，伺服器到交換機間的高速數據鏈路，數據中心伺服器池的數據交換以及連接不同樓宇間的交換設備。

　　2.城域網應用：城域網應用可採用暗光纖和DWDM設備兩種傳輸形式，前者採用10G路由交換機作為節點設備，直接採用城市中敷設的暗光纖，可直接構建格狀網路(採用單模光纖，埠鏈路距離可長達40km)，後者採用城域DWDM設備，通常是環網方式組網，提供光層的業務上/下路和網路自愈恢復保護，對企業/園區骨幹網，可實現無伺服器建築、遠程備份/系統容災，對運營商而言，該方式成本大大低於採用T3或OC-3傳輸設備的組網方案。此外在SAN中，10GbE相對Fiber Channel ， Ultra160/320 SCSI，ATM以及HIPPI(High Performance Parallel Interface)等方式具有更加良好的時延性能，目前已經出現在SAN中應用。

　　3.廣域網應用：這是10GbE一個新興的應用場合，連接ISP的電信級乙太網交換機和NSP DWDM光纖傳輸設備的鏈路可以是極具成本優勢的乙太網鏈路，代替傳統方式的昂貴的ATM交換機。10GbE WAN介面還可以將園區中分散的LAN和節點設備連接到廣域網。

　　考慮到骨幹網中SDH傳輸設備大量存在的事實， IEEE802.3ae中定義的10Gb EWAN介面採用速率匹配和直接映射的方式，將10GbE MAC幀封裝入OC-192c的凈荷中傳輸，確保和現有SDH設備的無縫連接。光網路正在向智能化方向發展，如現在興起的自動交換光網路技術ASON，假如未來的ASON節點設備(如大容量的OXC)可以實現全光域上的恢復保護(電信級)，實現多波長動態分配和路由，靈活的波長上/下路，SDH體系和產品也會逐步向電信網路的邊緣轉移，演變為一種客戶層信號或標準介面，10Gethernet over Fiber將完全可以實現，網路形態將更為簡單。