光以太網技術在IP城域光網絡中的應用

光以太網技術是現在兩大主流通信技術的融合和發(fā)展：光網絡和以太網的融合。它集中了以太網和光網絡的優(yōu)點，如以太網應用普遍、價格低廉、組網靈活、管理簡單，光網絡可靠性高、容量大。光以太網的高速率、大容量消除了存在于局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絡結構。光以太網技術是構建寬帶城域光網絡的主流技術之一。

1、光以太網的提出

如今，企業(yè)和運營商都希望降低成本、增加收入：(1)對企業(yè)來說，電子商務環(huán)境給企業(yè)帶來了滿足客戶需求和增加收入的機會。企業(yè)能夠通過網絡實時的聯(lián)系客戶、合作伙伴以及供應商。然而，雖然企業(yè)對網絡的需求在不斷的增長，但是對網絡的投資卻沒有同步增長。企業(yè)希望花更少的錢獲得更多的服務，以最大限度的節(jié)約企業(yè)的成本;(2)對于運營商來說，目前網絡建設主要考慮的是如何在支持已有業(yè)務的同時獲得最大的利潤。城域網的接入帶寬瓶頸、速率不匹配以及多協(xié)議的轉換等問題使得運營商難以提供企業(yè)用戶所要求的接入速率。

光以太網概念的提出解決了上述問題，同時也給寬帶城域網的建設帶來了革命性的變化?，F在的城域網是基于SDH體系結構的。SDH最初是為面向低速、電路交換的語音業(yè)務而設計的，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，用于數據業(yè)務時不夠靈活、效率低下。而光以太網是基于目前應用非常普遍、技術成熟的以太網技術，并對網管和流量工程等方面的功能進行了加強，以便滿足城域網對數據速率和傳輸距離的要求。當運營商構建光城域以太網后，就可以直接在骨干層提供以太網端口，實現與局域網的無縫連接。

2、光以太網的優(yōu)勢

以太網技術是1970年由Xerox公司提出的，最初通過同軸電纜讓用戶共享10Mbit/s帶寬。后來，以太網很快發(fā)展到通過無屏蔽雙絞線傳遞，并采用交換機給用戶提供10Mbit/s的專線連接。今天，交換式以太網可將100Mbit/s的專線帶寬傳送到桌面，很快還會實現千兆(Gbit/s)到用戶。因快速、廉價、容易使用，這種“即插即用”的技術已成為90%以上的企業(yè)局域網(LAN)的標準技術。

無論是專網還是公網，都可以應用光以太網。它可以配置為點對點、網狀或者環(huán)形拓撲結構，可以應用于局域網、城域網以及廣域網。應用光以太網技術帶來的優(yōu)點有：

(1)解除了帶寬瓶頸光以太網以其本身具有的格式和速度傳輸端到端的LAN業(yè)務，不必進行協(xié)議轉換，也無須降低速率，從而打破了存在于局域網和廣域網間的帶寬瓶頸。

(2)可靠性高光以太網技術將在LAN中已證明過的以太網的健壯性和在MAN、WAN中眾所周知的光纖傳輸的優(yōu)點結合起來，可以提供5個9級別的可用性。EthernetoverRPR(EoRPR)可以在災難性故障發(fā)生時保證50ms的保護倒換時間。

(3)安全性好一旦進入光纖以太網網絡，終端用戶的以太網數據幀就被封裝起來以保護所傳的數據，并與其它用戶業(yè)務數據流隔離。

(4)擴充性好由于流量和帶寬已經增加了，以太網技術標準也進展到更高的速率，然而它還保持著與現有網絡結構的兼容性。

(5)端口價格低廉由于目前以太網已在企業(yè)和園區(qū)網中廣泛使用，其硬件成本非常低，技術非常成熟，從而大大降低了運營商的網絡建設成本。如千兆以太網端口的價格只有ATM和SDH端口的1/4，而即將推出的10Gbit/s以太網端口的價格約為SDH端口的1/7。

(6)網絡的效率高傳統(tǒng)的電信網絡采用復雜的多層架構(如IPoverATM、IPoverSONET和IPoverDWDM等)，這種架構的缺點是：一方面，ATM和SDH設備價格非常昂貴，增加了運營商的成本;另一方面，當數據在局域網和廣域網之間傳輸時，需要通過路由器進行復雜的協(xié)議轉換，因此會增加網絡開銷、降低傳輸效率，并且還帶來了延遲和抖動。光以太網是端到端的以太網，數據在局域網和廣域網之間傳輸時不需要進行協(xié)議轉換，因此可以大大提高傳輸效率。

(7)互操作性強光以太網是已定義好的公用技術，它使多廠家的設備在LAN、MAN和WAN中具有互操作性，有利于端到端的兼容。

(8)帶寬管理光以太網可以在數據包的級別上實現帶寬管理，而不必指定某個特定端口。運營商可以按照不同的業(yè)務分配不同的帶寬，從1到 1000Mbit/s可調(以1Mbit/s為增量單位)。企業(yè)可以用單個10/100/1000Mbit/s以太網端口取代多個E1或E3速率的WAN 連接。

(9)新業(yè)務機會光以太網可以提供兩類重要的業(yè)務：運營商直接提供給最終用戶的業(yè)務和運營商提供給其它運營商的業(yè)務。

目前，用戶可以選擇的接入手段基本上是基于銅線的各種接入方式，速率介于kbit/s和Mbit/s之間，它已經無法滿足用戶日益增長的需求。在個人用戶方面，用戶已不僅僅滿足于對Internet的慢速瀏覽，VOD、網絡電視等有較高帶寬需求的應用，也吸引著用戶和內容提供商。

另一方面，超過95%的用戶使用以太網連接其內部網絡，而目前的接入網迫使用戶必須購買昂貴的路由器才能連接電信接入網。協(xié)議的轉換也帶來了大量額外的開銷。運營商選擇ATM和SDH/SONET傳輸IP業(yè)務主要考慮到網絡可擴展性、可靠性以及技術的成熟性。這些方式固然有其眾多優(yōu)點，但在將第2層數據映射到第1層的帶寬的管理上有明顯缺點。從傳輸角度看，他們基于“專線”的方式，需預先確定傳輸所需的帶寬，數據進入骨干網遵循傳統(tǒng)TDM網絡的規(guī)律，其顆粒度可能是E1、E3、STM-1或STM-4，甚至更高。這些方式導致了光傳輸帶寬的浪費。

(2)城域光以太網方案

光以太網技術將以太網的優(yōu)越性擴展到了城域網，提供端到端的以太網連接而無需多協(xié)議的轉換。光以太網能夠解決城域網所面臨的上述問題，為運營商構建新一代的寬帶城域網絡，以滿足市場對帶寬的巨大需求。

光以太網能用不同類型的以太網傳輸，其中包括：裸光纖以太網(EthernetOverFiber)、彈性分組環(huán)以太網(EthernetOverRPR)和DWDM以太網(EthernetOverDWDM)。無論部署哪種類型的傳輸網絡，都可利用以太網的簡單性和經濟性來提供高效的業(yè)務。

EOF

EoF(Ethernetoverfiber)是常見、便捷的光以太網模式，它可支持10Mbps～10Gbps的速率，支持點到點和網狀網的連接方式。EOF是一種極具成本效益和高性能的光以太網解決方案，傳輸距離可達70公里。

EORPR

RPR(彈性分組環(huán))是適用于多業(yè)務分組傳送的新型光纖環(huán)網傳輸技術，具有雙環(huán)結構、帶寬動態(tài)分配、統(tǒng)計復用、支持業(yè)務級別和公平接入等特性，是當前光網絡上傳輸數據包的一種優(yōu)化技術。目前IEEE802.17工作組正在對RPR進行標準化。該標準的提出源于寬帶城域網高效率、低成本傳送多業(yè)務分組流的需要。標準制訂的基本思路是綜合傳統(tǒng)電信網SDH和計算機以太網的優(yōu)點，設計一種具有和SDH相當的可靠性(彈性)、面向分組而不是面向電路、帶寬利用率更高的光纖傳輸技術。

傳統(tǒng)的以太網采用的是“盡力而為”的傳送機制，能夠很好地適應數據業(yè)務的突發(fā)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設備具有小于50ms的保護倒換時間，具有良好的QOS性能，但是SDH采用的是面向語音的。TDM傳輸方式，傳送數據業(yè)務時效率不高。EORPR綜合了千兆以太網的經濟性、SDH具有對延時和抖動的嚴格保障、可靠的時鐘和50ms環(huán)保護和恢復等優(yōu)點。RPR網絡是由分組交換節(jié)點組成的環(huán)型結構，相鄰節(jié)點通過一對光纖連接。節(jié)點間的鏈路是基于光纖的，并可采用WDM來擴容。

EORPR方案解決了傳統(tǒng)SDH環(huán)帶寬資源浪費的問題。因為在EORPR中，SDH環(huán)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(tǒng)計復用技術，進一步提高了帶寬利用率。RPR環(huán)可擴展到幾千公里，能提供靈活、多業(yè)務的光以太網應用。

EODWDM

EODWDM以DWDM為傳輸載體，通過波長復用提高單束光纖的傳輸能力。EODWDM采用以太網幀格式，可以通過端到端、環(huán)狀或網狀連接。EODWDM在高帶寬、高效率的情沉下特別有效，如信息存儲的解決方案，數據中心互連。目前商用的DWDM系統(tǒng)能支持多達32 個波長(每個波長相當于一條OC48或OC192信道)、網絡容量提高到320Gbit/s。這種系統(tǒng)能工作于常規(guī)光纖或非零色散位移光纖上，適用于城域網和廣域網。