局域網(wǎng)到城域網(wǎng)——以太網(wǎng)的飛躍
2019-11-05 03:12:06
供稿：網(wǎng)友
很長(zhǎng)一段時(shí)間里，以太網(wǎng)主要在局域網(wǎng)中占有優(yōu)勢(shì)。業(yè)界普遍認(rèn)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(chǎng)：包括短波長(zhǎng)光傳輸1000Base-SX、長(zhǎng)波長(zhǎng)光傳輸1000Base-LX以及五類線傳輸1000BaseT。2002年底IEEE802工作委員會(huì)又通過(guò)了802.3ae：10Gbps以太網(wǎng)(萬(wàn)兆以太網(wǎng))。在以太網(wǎng)技術(shù)中，100BaseT是一個(gè)里程碑，確立了以太網(wǎng)技術(shù)在局域網(wǎng)中的統(tǒng)治地位。而千兆以太網(wǎng)以及隨后萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的推出，使得以太網(wǎng)技術(shù)從局域網(wǎng)延伸到了城域網(wǎng)的匯聚和骨干。
目前最常見(jiàn)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(gè)快速以太網(wǎng)鏈路捆綁使用，對(duì)滿足多媒體等大帶寬業(yè)務(wù)的需求仍然是心有余而力不足。隨著千兆以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化以及在生產(chǎn)實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用，以太網(wǎng)技術(shù)逐漸延伸到城域網(wǎng)的匯聚層。但是在當(dāng)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(qiáng)，作為骨干則是力所不能及。雖然以太網(wǎng)多鏈路聚合技術(shù)已完成標(biāo)準(zhǔn)化，可以將多個(gè)千兆鏈路捆綁使用。但考慮到光纖資源以及波長(zhǎng)資源，鏈路捆綁一般只用在POP點(diǎn)內(nèi)或者短距離應(yīng)用環(huán)境。
傳輸距離也是以太網(wǎng)無(wú)法作為城域數(shù)據(jù)網(wǎng)匯聚/骨干層鏈路技術(shù)的一大障礙。無(wú)論是10/100M還是千兆以太網(wǎng)，由于信噪比、碰撞檢測(cè)、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(shí)的傳輸距離則受到以太網(wǎng)的主從同步機(jī)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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
綜上所述，以太網(wǎng)技術(shù)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(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)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(lái)一段時(shí)間內(nèi)城域骨干網(wǎng)的帶寬需求；其次萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中城域網(wǎng)傳輸距離可達(dá)40km，且可以配合10G傳輸通道使用(利用廣域網(wǎng)SONET封裝可達(dá)上千公里)，完全可以滿足城域網(wǎng)/廣域網(wǎng)的應(yīng)用范圍。也就是說(shuō)，隨著萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，上述兩個(gè)問(wèn)題基本上得到了解決。
以太網(wǎng)采用CSMA/CD機(jī)制，即帶碰撞檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多重訪問(wèn)。萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)與千兆以太網(wǎng)類似，仍然保留了以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)。通過(guò)不同的編碼方式或波分復(fù)用提供10Gbps傳輸速度。
萬(wàn)兆以太網(wǎng)與傳統(tǒng)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)除在物理層上完全不同以外(通過(guò)不同的編碼方式或波分復(fù)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(wàn)兆以太網(wǎng)接口基本應(yīng)用于點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，不需要共享帶寬，碰撞檢測(cè)、載波監(jiān)聽(tīng)和多重訪問(wèn)機(jī)制已經(jīng)不再重要，因此對(duì)于CSMA/CD機(jī)制的實(shí)現(xiàn)似乎也不那么重要了；其次，為了實(shí)現(xiàn)10Gbps的高速率，很可能采用OC-192幀格式進(jìn)行封裝，這就需要在物理子層實(shí)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(shè)計(jì)是面向局域網(wǎng)的，網(wǎng)絡(luò)治理功能相對(duì)比較薄弱、傳輸距離短且無(wú)任何物理線路保護(hù)措施，當(dāng)應(yīng)用到廣域網(wǎng)范圍中，網(wǎng)管系統(tǒng)、信號(hào)頻率相位抖動(dòng)以及信號(hào)同步都需要進(jìn)行謹(jǐn)慎的設(shè)計(jì)。
