局域網(wǎng)到城域網(wǎng)——以太網(wǎng)的飛躍

2019-11-05 03:12:06

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供稿：網(wǎng)友

　　很長一段時間里，以太網(wǎng)主要在局域網(wǎng)中占有優(yōu)勢。業(yè)界普遍認為以太網(wǎng)不能用于城域網(wǎng)，非凡是匯聚層以及骨干層。主要原因在于以太網(wǎng)用作城域網(wǎng)骨干帶寬太低(10/100M以太網(wǎng))，傳輸距離不足。隨著帶寬的逐步提高，千兆以太網(wǎng)粉墨登場：包括短波長光傳輸1000Base-SX、長波長光傳輸1000Base-LX以及五類線傳輸1000BaseT。2002年底IEEE802工作委員會又通過了802.3ae：10Gbps以太網(wǎng)(萬兆以太網(wǎng))。在以太網(wǎng)技術中，100BaseT是一個里程碑，確立了以太網(wǎng)技術在局域網(wǎng)中的統(tǒng)治地位。而千兆以太網(wǎng)以及隨后萬兆以太網(wǎng)標準的推出，使得以太網(wǎng)技術從局域網(wǎng)延伸到了城域網(wǎng)的匯聚和骨干。
　　
　　目前最常見的10/100M以太網(wǎng)，作為城域骨干網(wǎng)帶寬顯然不夠。即使將多個快速以太網(wǎng)鏈路捆綁使用，對滿足多媒體等大帶寬業(yè)務的需求仍然是心有余而力不足。隨著千兆以太網(wǎng)的標準化以及在生產(chǎn)實踐中的廣泛應用，以太網(wǎng)技術逐漸延伸到城域網(wǎng)的匯聚層。但是在當前10/100M寬帶用戶的環(huán)境下，千兆以太網(wǎng)鏈路作為匯聚也是勉強，作為骨干則是力所不能及。雖然以太網(wǎng)多鏈路聚合技術已完成標準化，可以將多個千兆鏈路捆綁使用。但考慮到光纖資源以及波長資源，鏈路捆綁一般只用在POP點內(nèi)或者短距離應用環(huán)境。
　　
　　傳輸距離也是以太網(wǎng)無法作為城域數(shù)據(jù)網(wǎng)匯聚/骨干層鏈路技術的一大障礙。無論是10/100M還是千兆以太網(wǎng)，由于信噪比、碰撞檢測、可用帶寬等原因，五類線傳輸距離都難以突破100米的限制，使用光纖時的傳輸距離則受到以太網(wǎng)的主從同步機制所制約。顯然千兆以太網(wǎng)的5km傳輸距離在城域范圍內(nèi)還是遠遠不夠。
　　
　　綜上所述，以太網(wǎng)技術不適于用在城域網(wǎng)骨干/匯聚層的主要原因是帶寬以及傳輸距離。而新的萬兆以太網(wǎng)標準在設計之初就考慮到了城域骨干網(wǎng)需求，首先帶寬10G足夠滿足現(xiàn)階段以及未來一段時間內(nèi)城域骨干網(wǎng)的帶寬需求；其次萬兆以太網(wǎng)標準中城域網(wǎng)傳輸距離可達40km，且可以配合10G傳輸通道使用(利用廣域網(wǎng)SONET封裝可達上千公里)，完全可以滿足城域網(wǎng)/廣域網(wǎng)的應用范圍。也就是說，隨著萬兆以太網(wǎng)技術的出現(xiàn)，上述兩個問題基本上得到了解決。
　　
　　以太網(wǎng)采用CSMA/CD機制，即帶碰撞檢測的載波監(jiān)聽多重訪問。萬兆以太網(wǎng)技術與千兆以太網(wǎng)類似，仍然保留了以太網(wǎng)幀結(jié)構。通過不同的編碼方式或波分復用提供10Gbps傳輸速度。
　　
　　萬兆以太網(wǎng)與傳統(tǒng)以太網(wǎng)標準除在物理層上完全不同以外(通過不同的編碼方式或波分復用提供10Gbit/s傳輸速度)，數(shù)據(jù)鏈路層也發(fā)生了較大的變化。首先，由于萬兆以太網(wǎng)接口基本應用于點到點鏈路，不需要共享帶寬，碰撞檢測、載波監(jiān)聽和多重訪問機制已經(jīng)不再重要，因此對于CSMA/CD機制的實現(xiàn)似乎也不那么重要了；其次，為了實現(xiàn)10Gbps的高速率，很可能采用OC-192幀格式進行封裝，這就需要在物理子層實現(xiàn)以太網(wǎng)幀到OC-192幀格式的映射功能；另外，以太網(wǎng)原先的設計是面向局域網(wǎng)的，網(wǎng)絡治理功能相對比較薄弱、傳輸距離短且無任何物理線路保護措施，當應用到廣域網(wǎng)范圍中，網(wǎng)管系統(tǒng)、信號頻率相位抖動以及信號同步都需要進行謹慎的設計。

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