實(shí)現(xiàn)運(yùn)營級(jí)光以太網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

    傳統(tǒng)的城域網(wǎng)模式是以TDM為主的SDH/SONET，IP數(shù)據(jù)僅作為副業(yè)通過PPP/HDLC的方式并通過TDM復(fù)用進(jìn)行傳輸。這種方式開銷大、效率低，不適用于IP為主業(yè)的網(wǎng)絡(luò)中。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中的比重愈來愈大，城域網(wǎng)的模式必然以IP業(yè)務(wù)為基準(zhǔn)趨向低成本和高效率。由于以太網(wǎng)在局域網(wǎng)中的巨大成功以及其在成本、可擴(kuò)展性、易用性、對(duì)IP應(yīng)用普遍支撐方面的優(yōu)勢(shì)，筆者認(rèn)為，未來的城域網(wǎng)極有可能是以光以太網(wǎng)的模式為主。在城域光以太網(wǎng)這種模式中，由于可運(yùn)營性的要求，將會(huì)從簡單的Ethernet向Ethernet over SDH/SONET和Ethernet over RPR遷移。在Ethernet over fiber/SDH/SONET中，將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包通過LAPS、PPP/HDLC、SDL映射到SDH幀中傳輸；在Ethernet over RPR中，通過彈性分組環(huán)來承載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包。

    上述遷移是以太網(wǎng)開始具備可營運(yùn)性、逐步向電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)看齊的一個(gè)明顯特征。筆者以為，將光網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，把以太網(wǎng)逐步引入電信網(wǎng)，是運(yùn)營級(jí)光以太網(wǎng)的生命力所在。可以對(duì)運(yùn)營級(jí)光以太網(wǎng)給出如下定義：

    運(yùn)營級(jí)光以太網(wǎng)是一種在光纖上運(yùn)行的智能以太網(wǎng)。它克服了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的諸多不足，具有電信網(wǎng)可運(yùn)營性的主要功能。運(yùn)營級(jí)光以太網(wǎng)能對(duì)用戶的服務(wù)和應(yīng)用及配置等選項(xiàng)進(jìn)行分類、儲(chǔ)存、管理、控制，因而能向用戶提供具有實(shí)在意義的個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，同時(shí)也可為運(yùn)營商帶來管理的便利和運(yùn)營的收益。

    根據(jù)目前已能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營級(jí)光以太網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)涉及以下幾方面：

    1）光以太網(wǎng)技術(shù)的核心是將光網(wǎng)絡(luò)的巨大容量和可靠性與以太網(wǎng)的簡便性及可擴(kuò)展性有機(jī)地結(jié)合起來。光以太網(wǎng)主要具有以下特征：打破LAN與WAN之間的帶寬瓶頸，使得終端用戶能享受更大的帶寬；提供了網(wǎng)絡(luò)對(duì)更多應(yīng)用的支持，即可在其上承載多種不同的寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)；支持點(diǎn)到點(diǎn)、網(wǎng)狀和環(huán)形網(wǎng)等不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，組網(wǎng)能力強(qiáng)；簡化了網(wǎng)絡(luò)層次，降低了開銷和成本；開始具備電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)的可靠性（其網(wǎng)絡(luò)保護(hù)恢復(fù)時(shí)間可控制在50ms之內(nèi)）；光以太網(wǎng)組網(wǎng)應(yīng)用的主要模式是Ethernet over CWDM/DWDM。

    2）EOS技術(shù)是把以太網(wǎng)和電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行嫁接后得出的創(chuàng)新技術(shù)——Ethernet over SDH/SONET，也是真正實(shí)現(xiàn)運(yùn)營級(jí)光以太網(wǎng)的關(guān)鍵。x.86標(biāo)準(zhǔn)的提出迎合了通信和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)，這種趨勢(shì)就是要求設(shè)備成本和運(yùn)營成本愈來愈低。采用LAPS作為中間層協(xié)議不但可以減少協(xié)議的層次，還可以使目前的兩種主流網(wǎng)絡(luò)模式——SDH和Ethernet非常有效地結(jié)合和匹配。在這種城域網(wǎng)模式上，可對(duì)面向終端用戶的以太網(wǎng)提供端到端的遠(yuǎn)端性能監(jiān)視，突破了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的網(wǎng)元級(jí)網(wǎng)管的限制。尤其重要的是，LAPS與以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)的傳送完全匹配。采用EOS具有很低的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)(10μs以內(nèi))，可保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腝oS。另外，借用SDH/SONET的功能特性，可提供1+1保護(hù)功能的以太網(wǎng)/千兆以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。由于是將IP數(shù)據(jù)映射到SDH/SONET網(wǎng)中傳輸，所以安全性比較高。對(duì)運(yùn)營商而言，最現(xiàn)實(shí)的是：可基于現(xiàn)有傳輸網(wǎng)資源，最大限度地發(fā)掘現(xiàn)有傳輸網(wǎng)資源，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音的一體化傳輸。

    3）智能以太網(wǎng)技術(shù)是指通過各種附加的技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)以太網(wǎng)的改造。主要通過以下四個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)：利用MPLSoE、帶寬控制、PPPoE等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)的控制和分等級(jí)的QoS；利用VLAN、NAT、策略路由、Web認(rèn)證等技術(shù)增強(qiáng)以太網(wǎng)的安全性和管理性；利用AAA等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)以太網(wǎng)接入用戶的計(jì)費(fèi)和行為審計(jì)；將CDN技術(shù)、L4-L7交換技術(shù)應(yīng)用于以太網(wǎng)交換設(shè)備中，提供面向用戶的個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。通過以上三種主流技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)營級(jí)光以太網(wǎng)的以下優(yōu)秀特性：根據(jù)終端用戶的實(shí)際應(yīng)用需求分配帶寬，保證帶寬資源的充分和合理應(yīng)用。提供認(rèn)證與授權(quán)功能：用戶訪問網(wǎng)絡(luò)資源必須經(jīng)過響應(yīng)的認(rèn)證和授權(quán)，確保用戶和網(wǎng)絡(luò)資源的安全及合法使用。提供計(jì)費(fèi)功能：及時(shí)獲得用戶的上網(wǎng)時(shí)間記錄和流量記錄；支持按上網(wǎng)時(shí)長，或用戶流量，或包月結(jié)合流量控制的計(jì)費(fèi)方式。支持實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)。支持對(duì)欠費(fèi)用戶的實(shí)時(shí)斷線能力。支持VPN和防火墻。可有效地隔離承載在其上的各種業(yè)務(wù)網(wǎng)，確保網(wǎng)絡(luò)安全。在原有網(wǎng)元級(jí)網(wǎng)管的基礎(chǔ)上逐步提供端到端的電信級(jí)網(wǎng)管。支持MPLS，具有一定的服務(wù)質(zhì)量保證，可提供分等級(jí)的QoS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。兼容已有的通信與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，充分保護(hù)以往投資。可隨著用戶和業(yè)務(wù)的發(fā)展而擴(kuò)展，能方便快速地部署新業(yè)務(wù)。支持儲(chǔ)存和高速緩存那些常用的信息和就近的服務(wù)資源。支持內(nèi)容識(shí)別和用戶定向，并能有效地優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)流量。

    4）EoF（Ethernet over fiber）是常見、便捷的一種光以太網(wǎng)模式，它可支持10Mbps～10Gbps的速率，支持點(diǎn)到點(diǎn)和網(wǎng)狀網(wǎng)的連接方式。EoF是一種極具成本效益和高性能的光以太網(wǎng)解決方案，傳輸距離可達(dá)70公里。

    5）RPR(彈性分組環(huán))是適用于多業(yè)務(wù)分組傳送的新型光纖環(huán)網(wǎng)傳輸技術(shù)，具有雙環(huán)結(jié)構(gòu)、帶寬動(dòng)態(tài)分配、統(tǒng)計(jì)復(fù)用、支持業(yè)務(wù)級(jí)別和公平接入等特性，是當(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)包的一種優(yōu)化技術(shù)。目前IEEE802.17工作組正在對(duì)RPR進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。該標(biāo)準(zhǔn)的提出源于寬帶城域網(wǎng)高效率、低成本傳送多業(yè)務(wù)分組流的需要。標(biāo)準(zhǔn)制定的基本思路是綜合傳統(tǒng)電信網(wǎng)SDH和計(jì)算機(jī)以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種具有和SDH相當(dāng)?shù)目煽啃?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(shù)。傳統(tǒng)的以太網(wǎng)采用的是“盡力而為”的傳送機(jī)制，能夠很好地適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的突發(fā)性傳輸要求，具有良好的擴(kuò)展性；缺點(diǎn)是無QoS保證，保護(hù)倒換能力差。SDH設(shè)備具有小于50ms的保護(hù)倒換時(shí)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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)效率不高。EORPR綜合了千兆以太網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性、SDH具有對(duì)延時(shí)和抖動(dòng)的嚴(yán)格保障、可靠的時(shí)鐘及50ms環(huán)保護(hù)和恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。RPR網(wǎng)絡(luò)是由分組交換節(jié)點(diǎn)組成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，相鄰節(jié)點(diǎn)通過一對(duì)光纖連接。節(jié)點(diǎn)間的鏈路是基于光纖的，并可采用WDM來擴(kuò)容。EORPR方案解決了傳統(tǒng)的SDH環(huán)帶寬資源浪費(fèi)的問題。因?yàn)樵贓ORPR中，SDH環(huán)上兩個(gè)方向的帶寬資源都被充分利用了。同時(shí)，SDH利用空間重用和統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)，進(jìn)一步提高了帶寬利用率。RPR環(huán)可擴(kuò)展到幾千公里，能夠提供靈活、多業(yè)務(wù)的光以太網(wǎng)應(yīng)用。

    6）EODWDM以DWDM為傳輸載體，通過波長復(fù)用提高單束光纖的傳輸能力。EODWDM采用以太網(wǎng)幀格式，可以通過端到端、環(huán)狀或網(wǎng)狀連接。EODWDM在高帶寬、高效率的情況下特別有效，如信息存儲(chǔ)的解決方案、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)等。目前商用的DWDM系統(tǒng)能支持多達(dá)32個(gè)波長（每個(gè)波長相當(dāng)于一條OC48或OC192信道）、網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)和廣域網(wǎng)。
 

    (助編：xiaohu)