光以太网手艺在IP城域光网络中的应用
光以太网手艺是现在两大主流通讯手艺的融合和生长：光网络和以太网的融合 。它集中了以太网和光网络的优点 ，如以太网应用普遍、价钱低廉、组网无邪、治理简朴 ，光网络可靠性高、容量大 。光以太网的高速率、大容量消除了保存于局域网和广域网之间的带宽瓶颈 ，将成为未来融合话音、数据和视频的简单网络结构 。光以太网手艺是构建宽带城域光网络的主流手艺之一 。
1、光以太网的提出
现在 ，企业和运营商都希望降低本钱、增添收入：(1)对企业来说 ，电子商务情形给企业带来了知足客户需求和增添收入的时机 。企业能够通过网络实时的联系客户、相助同伴以及供应商 。然而 ，虽然企业对网络的需求在一直的增添 ，可是对网络的投资却没有同步增添 。企业希望花更少的钱获得更多的服务 ，以最大限度的节约企业的本钱;(2)关于运营商来说 ，现在网络建设主要思量的是怎样在支持已有营业的同时获得最大的利润 。城域网的接入带宽瓶颈、速率不匹配以及多协议的转换等问题使得运营商难以提供企业用户所要求的接入速率 。
光以太网看法的提出解决了上述问题 ，同时也给宽带城域网的建设带来了革命性的转变 。现在的城域网是基于SDH系统结构的 。SDH最初是为面向低速、电路交流的语音营业而设计的 ，可包管优异的QoS性能 ，提供50ms的电路� ；さ够皇奔�;弱点是SDH装备价钱腾贵 ，用于数据营业时不敷无邪、效率低下 。而光以太网是基于现在应用很是普遍、手艺成熟的以太网手艺 ，并对网管和流量工程等方面的功效举行了增强 ，以便知足城域网对数据速率和传输距离的要求 。当运营商构建光城域以太网后 ，就可以直接在主干层提供以太网端口 ，实现与局域网的无缝毗连 。
2、光以太网的优势
以太网手艺是1970年由Xerox公司提出的 ，最初通过同轴电缆让用户共享10Mbit/s带宽 。厥后 ，以太网很快生长到通过无屏障双绞线转达 ，并接纳交流机给用户提供10Mbit/s的专线毗连 。今天 ，交流式以太网可将100Mbit/s的专线带宽传送到桌面 ，很快还会实现千兆(Gbit/s)到用户 。因快速、廉价、容易使用 ，这种“即插即用”的手艺已成为90%以上的企业局域网(LAN)的标准手艺 。
无论是专网照旧公网 ，都可以应用光以太网 。它可以设置为点对点、网状或者环形拓扑结构 ，可以应用于局域网、城域网以及广域网 。应用光以太网手艺带来的优点有：
(1)扫除了带宽瓶颈光以太网以其自己具有的名堂和速率传输端到端的LAN营业 ，不必举行协议转换 ，也无须降低速率 ，从而突破了保存于局域网和广域网间的带宽瓶颈 。
(2)可靠性高光以太网手艺将在LAN中已证实过的以太网的结实性和在MAN、WAN中众所周知的光纤传输的优点团结起来 ，可以提供5个9级别的可用性 。EthernetoverRPR(EoRPR)可以在灾难性故障爆发时包管50ms的� ；さ够皇奔� 。
(3)清静性好一旦进入光纤以太网网络 ，终端用户的以太网数据帧就被封装起来以� ；に氖� ，并与其它用户营业数据流隔离 。
(4)扩充性好由于流量和带宽已经增添了 ，以太网手艺标准也希望到更高的速率 ，然而它还坚持着与现有网络结构的兼容性 。
(5)端口价钱低廉由于现在以太网已在企业和园区网中普遍使用 ，其硬件本钱很是低 ，手艺很是成熟 ，从而大大降低了运营商的网络建设本钱 。如千兆以太网端口的价钱只有ATM和SDH端口的1/4 ，而即将推出的10Gbit/s以太网端口的价钱约为SDH端口的1/7 。
(6)网络的效率高古板的电信网络接纳重大的多层架构(如IPoverATM、IPoverSONET和IPoverDWDM等) ，这种架构的弱点是：一方面 ，ATM和SDH装备价钱很是腾贵 ，增添了运营商的本钱;另一方面 ，当数据在局域网和广域网之间传输时 ，需要通过路由器举行重大的协议转换 ，因此会增添网络开销、降低传输效率 ，并且还带来了延迟和颤抖 。光以太网是端到端的以太网 ，数据在局域网和广域网之间传输时不需要举行协议转换 ，因此可以大大提高传输效率 。
(7)互操作性强光以太网是已界说好的公用手艺 ，它使多厂家的装备在LAN、MAN和WAN中具有互操作性 ，有利于端到端的兼容 。
(8)带宽治理光以太网可以在数据包的级别上实现带宽治理 ，而不必指定某个特定端口 。运营商可以凭证差别的营业分派差别的带宽 ，从1到 1000Mbit/s可调(以1Mbit/s为增量单位) 。企业可以用单个10/100/1000Mbit/s以太网端口取代多个E1或E3速率的WAN 毗连 。
(9)新营业时机光以太网可以提供两类主要的营业：运营商直接提供应最终用户的营业和运营商提供应其它运营商的营业 。
现在 ，用户可以选择的接入手段基本上是基于铜线的种种接入方法 ，速率介于kbit/s和Mbit/s之间 ，它已经无法知足用户日益增添的需求 。在小我私家用户方面 ，用户已不但仅知足于对Internet的慢速浏览 ，VOD、网络电视等有较高带宽需求的应用 ，也吸引着用户和内容提供商 。
另一方面 ，凌驾95%的用户使用以太网毗连其内部网络 ，而现在的接入网迫使用户必需购置腾贵的路由器才华毗连电信接入网 。协议的转换也带来了大宗特另外开销 。运营商选择ATM和SDH/SONET传输IP营业主要思量到网络可扩展性、可靠性以及手艺的成熟性 。这些方法虽然有其众多优点 ，但在将第2层数据映射到第1层的带宽的治理上有显着弱点 。从传输角度看 ，他们基于“专线”的方法 ，需预先确定传输所需的带宽 ，数据进入主干网遵照古板TDM网络的纪律 ，其颗粒度可能是E1、E3、STM-1或STM-4 ，甚至更高 。这些方法导致了光传输带宽的铺张 。
(2)城域光以太网计划
光以太网手艺将以太网的优越性扩展到了城域网 ，提供端到端的以太网毗连而无需多协议的转换 。光以太网能够解决城域网所面临的上述问题 ，为运营商构建新一代的宽带城域网络 ，以知足市场对带宽的重大需求 。
光以太网能用差别类型的以太网传输 ，其中包括：裸光纤以太网(EthernetOverFiber)、弹性分组环以太网(EthernetOverRPR)和DWDM以太网(EthernetOverDWDM) 。无论安排哪种类型的传输网络 ，都可使用以太网的简朴性和经济性来提供高效的营业 。
EOF
EoF(Ethernetoverfiber)是常见、便捷的光以太网模式 ，它可支持10Mbps～10Gbps的速率 ，支持点到点和网状网的毗连方法 。EOF是一种极具本钱效益和高性能的光以太网解决计划 ，传输距离可达70公里 。
EORPR
RPR(弹性分组环)是适用于多营业分组传送的新型光纤环网传输手艺 ，具有双环结构、带宽动态分派、统计复用、支持营业级别和公正接入等特征 ，是目今光网络上传输数据包的一种优化手艺 。现在IEEE802.17事情组正在对RPR举行标准化 。该标准的提出源于宽带城域网高效率、低本钱传送多营业分组流的需要 。标准制订的基本思绪是综合古板电信网SDH和盘算机以太网的优点 ，设计一种具有和SDH相当的可靠性(弹性)、面向分组而不是面向电路、带宽使用率更高的光纤传输手艺 。
古板的以太网接纳的是“起劲而为”的传送机制 ，能够很好地顺应数据营业的突发性传输要求 ，具有优异的扩展性;弱点是无QOS包管 ，� ；さ够荒芰Σ� 。SDH装备具有小于50ms的� ；さ够皇奔� ，具有优异的QOS性能 ，可是SDH接纳的是面向语音的 。TDM传输方法 ，传送数据营业时效率不高 。EORPR综合了千兆以太网的经济性、SDH具有对延时和颤抖的严酷包管、可靠的时钟和50ms环� ；ず突指吹扔诺� 。RPR网络是由分组交流节点组成的环型结构 ，相邻节点通过一对光纤毗连 。节点间的链路是基于光纤的 ，并可接纳WDM来扩容 。
EORPR计划解决了古板SDH环带宽资源铺张的问题 。由于在EORPR中 ，SDH环上两个偏向的带宽资源都被充分使用了 。同时 ，SDH使用空间重用和统计复用手艺 ，进一步提高了带宽使用率 。RPR环可扩展到几千公里 ，能提供无邪、多营业的光以太网应用 。
EODWDM
EODWDM以DWDM为传输载体 ，通过波长复用提高单束光纤的传输能力 。EODWDM接纳以太网帧名堂 ，可以通过端到端、环状或网状毗连 。EODWDM在高带宽、高效率的情沉下特殊有用 ，如信息存储的解决计划 ，数据中心互连 。现在商用的DWDM系统能支持多达32 个波长(每个波长相当于一条OC48或OC192信道)、网络容量提高到320Gbit/s 。这种系统能事情于通例光纤或非零色散位移光纤上 ，适用于城域网和广域网 。
EODWDM具有以下优点：
充分使用了光纤的带宽资源 ，极大地提高了传输速率 。
DWDM系统与以太网或SONET、SDH网有很好的互联能力 ，设置简朴、利便、对已有的网络结构不会做太大的调解、支持未来的宽带营业网及网络升级、并具有可推广性、高度生涯性等特点 。
与信号速率无关 ，可利便地引入宽带、数据等新营业、并可兼容差别体制、差别厂家的装备 。
(3)城域光以太网的应用现状
光以太网首先在北美获得应用 。在近几年 ，北美泛起了一批城域以太网运营商(MEC) ，如Yipes、Cogent、Telseon等 。以Yipes为例 ，现在在美国约20个大都会提供公共以太网接入营业 ，其网络中大宗使用G比特以太网交流机 ，通过光纤到大楼为用户提供Internet接入和透明局域网互连(TLS)营业 ，其主要客户是ISP、基于WEB的企业等商业用户和学校 。
海内宽带IP城域网建设从1999年最先 。与北美差别的是 ，海内的以太网接入营业首先瞄准的是住宅用户 ，由于中国的都会住民大多集中在种种小区中 。部分省市的有线电视台为向其用户提供Internet接入 ，选择以太网建设都会宽带网 ，接纳以太网/HFC混淆的方法 ，在某些小区提供以太网到用户 ，在另外一些小区提供以太网到小区 ，CableModem到用户的方法提供服务 。2000年以来 ，各地电信公司纷纷最先建设宽带城域网 ，主要接纳以太网到用户为主 ，ADSL为辅 。
城域光以太网在美国和日本获得了很好的应用 ，主要缘故原由在于城域光以太网能够以较小的本钱获得较大的带宽 。在外洋 ，城域光以太网服务已被公以为主流生长趋势 。现在及妄想中的光以太网装备以第2层LAN交流机、第3层LAN交流机 ，SONET装备以及DWDM为基础 。如北电通过三种要领来构建光纤以太网 ，包括第2/3层LAN交流机——Passport8600;OPTera分/插复用器 ，它是一种能够通过北电的RPR计划和OPTera数据包边沿系统(OPTeraPacketEdgeSystem)协作的SONET光纤装备;尚有就是在其DWDM产品上直接提供以太网毗连 。
(1)完善的用户治理用户治理是一切营业的基础 ，在网络建设初期 ，为了顺应市场需求 ，快速推出用户接入营业 ，各运营商一样平常接纳包月制的方法 。简朴的包月资费方法确有简朴快速的优点 ，但从久远来看 ，这种过于简单的资费政策 ，不但会使运营商损失大宗的客户、铺张大宗的网络资源 ，同时也使得宽带网的运营缺乏高效、无邪扩展的治理手段 ，使得运营商在未来的市场竞争中处于倒运职位 。因此 ，建设宽带网络运营支持平台成为目今宽带运营商迫切的需求 。
(2)较高的网络可靠性主要包括以下几方面：链路/路径的� ；ず凸收匣指础⒂等刂啤⒙酚裳≡窈土髁靠刂� 。已有的以太网手艺在这几方面保存缺陷 。如在MAN的组网中 ，经� ；岱浩鸹仿� ，虽然天生树(SpanningTree)可用来消除环路 ，但这样不但带宽不可有用使用 ，且当链路爆发故障时 ，天生树的重构又需多达十几秒的时间 。与古板的SDH相比 ，这无法接受 。为解决以上问题 ，IEEE建设了802.17事情组 ，专门致力于环结构以太网手艺弹性分组环(RPR)的研究 ，以期在网络可靠性方面有较大提高 。
(3)健全清静机制 ，主要包括二层严酷隔离、三层受控会见、主机� ；ぁ⑼缜寰驳� 。
(4)富厚的营业提供能力 ，要求能提供高速以太网上网、多播/广播、VoIP、宽带上网卡、VPN、VPDN、带宽出租批发等营业类型 。
(5)无邪多样的计费支持 ，既能支持远端RADIUS认证计费 ，又能支持外地话单准时备份的计费 。
(6)优异的运营维护能力 。
5、光以太网的建设
光以太网首先在北美获得应用 。在近几年 ，北美泛起了一批城域以太网运营商(MEC) ，如Yipes ，Cogent ，Telseon等 。以Yipes为例 ，他现在在美国约20个大都会提供公共以太网接入营业 ，他的网络中大宗使用千兆以太网交流机 ，通过光纤到大楼为用户提供Internet接入和透明局域网互连(TLS)营业 ，主要客户是ISP、状师事务所、基于Web的企业等商业用户和学校 。
与北美差别 ，中国的以太网接入营业首先瞄准了住宅用户 。北美的私人住宅很是疏散 ，接纳光纤到路边的要领 ，每对光纤笼罩的用户数目很是小 ，因此 ，在北美使用ADSL和CableModem更为经济 。中国的情形完全差别 ，都会的住民集中栖身在种种小区内 ，小区内的住宅数目在300到2000户之间 。运营商接纳光纤到小区的要领很是经济适用 。据测算 ，以太网接入用户的本钱(不计光纤和双绞线)约在30到60美元之间 ，大大低于ADSL和CableModem 。
在海内 ，宽带IP城域网的建设从1999年最先 。部分省市的有线电视台为向其有线电视用户提供Internet接入服务 ，选择以太网手艺建设都会宽带网 ，接纳以太网/HFC混淆的方法 ，在某些小区提供以太网到用户 ，在另一些小区接纳以太网到小区 ，CableModem到用户的方法提供服务 。2000年以来 ，各地电信公司纷纷最先建设宽带城域网 ，以以太网到用户为主 ，ADSL为辅 。
宽带城域网的建设基本可以分为3个阶段 。第一阶段主要目的是抢占市场 ，运营商充分熟悉到市场就是公司的生命线 ，以是包括中国电信、联通、网通、有线电视公司等都把快速接入商业楼宇和住宅小区为第一要物 。在这一阶段 ，各人纷纷接纳现有的种种以太网交流机快速搭起网络的架构 ，提供的主要营业是包月制的Internet接入服务 。
第二阶段 ，运营商从公共运营网络的角度重新审阅自己已建成的宽带城域网 ，并且从种种角度举行优化 ，提高网络的可靠性、可治理性 ，并思量接纳新的手艺 。以太网在城域网中的应用 ，同样对业界和装备厂商也提出了挑战 。由于现在以太网产品主要应用在企业网情形下 ，在装备可靠性、网络可靠性等方面保存弱点 。另外 ，生长基于以太网的组网手艺、用户治理、带宽治理、计费系统成为主要使命 。以是 ，第二阶段的主要使命是将宽带城域网优化成为一个真正意义的公共电信网 。
第一阶段网络建设完成之后 ，运营商的的关注焦点将转向营业 ，第三阶段的主要使命是在已有网络的基础上 ，怎样开发出更多吸引用户的营业 ，带来更多的营业收入 ，使其在网络上的投资价值最大化 。现在来看 ，宽带城域网的主要营业是Internet接入 ，我们可以在几个方面拓展营业面 。
6、竣事语
光网络正从广域网和城域网向外地网渗透 ，同时以太网也正从局域网向城域网和广域网延伸 。光以太网是光网络和以太网的融合 ，集中了两者的优点 ，如以太网的应用普遍、价钱低廉、组网无邪以及治理简朴 ，和光网络的可靠性高和容量大等 。城域光以太网大大节约了网络建设的本钱 ，消除了保存于局域网和广域网之间的带宽瓶颈 ，必将成为未来融合话音、数据和视频的下一代IP城域网建设的优异解决计划 。
