局域網到城域網——以太網的飛躍

2019-11-05 03:12:06

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供稿：網友

　　很長一段時間里，以太網主要在局域網中占有優勢。業界普遍認為以太網不能用于城域網，非凡是匯聚層以及骨干層。主要原因在于以太網用作城域網骨干帶寬太低(10/100M以太網)，傳輸距離不足。隨著帶寬的逐步提高，千兆以太網粉墨登場：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(萬兆以太網)。在以太網技術中，100BaseT是一個里程碑，確立了以太網技術在局域網中的統治地位。而千兆以太網以及隨后萬兆以太網標準的推出，使得以太網技術從局域網延伸到了城域網的匯聚和骨干。
　　
　　目前最常見的10/100M以太網，作為城域骨干網帶寬顯然不夠。即使將多個快速以太網鏈路捆綁使用，對滿足多媒體等大帶寬業務的需求仍然是心有余而力不足。隨著千兆以太網的標準化以及在生產實踐中的廣泛應用，以太網技術逐漸延伸到城域網的匯聚層。但是在當前10/100M寬帶用戶的環境下，千兆以太網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點內或者短距離應用環境。
　　
　　傳輸距離也是以太網無法作為城域數據網匯聚/骨干層鏈路技術的一大障礙。無論是10/100M還是千兆以太網，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的主從同步機制所制約。顯然千兆以太網的5km傳輸距離在城域范圍內還是遠遠不夠。
　　
　　綜上所述，以太網技術不適于用在城域網骨干/匯聚層的主要原因是帶寬以及傳輸距離。而新的萬兆以太網標準在設計之初就考慮到了城域骨干網需求，首先帶寬10G足夠滿足現階段以及未來一段時間內城域骨干網的帶寬需求；其次萬兆以太網標準中城域網傳輸距離可達40km，且可以配合10G傳輸通道使用(利用廣域網SONET封裝可達上千公里)，完全可以滿足城域網/廣域網的應用范圍。也就是說，隨著萬兆以太網技術的出現，上述兩個問題基本上得到了解決。
　　
　　以太網采用CSMA/CD機制，即帶碰撞檢測的載波監聽多重訪問。萬兆以太網技術與千兆以太網類似，仍然保留了以太網幀結構。通過不同的編碼方式或波分復用提供10Gbps傳輸速度。
　　
　　萬兆以太網與傳統以太網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)，數據鏈路層也發生了較大的變化。首先，由于萬兆以太網接口基本應用于點到點鏈路，不需要共享帶寬，碰撞檢測、載波監聽和多重訪問機制已經不再重要，因此對于CSMA/CD機制的實現似乎也不那么重要了；其次，為了實現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以太網幀到OC-192幀格式的映射功能；另外，以太網原先的設計是面向局域網的，網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，當應用到廣域網范圍中，網管系統、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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