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光以太网的主要技术特点和应用

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2003-10-31 10:20:48 吴捷

光以太网技术是现在两大主流通信技术的融合和发展:以太网和光网络。它集中了以太网和光网络的优点,如以太网应用普遍、价格低廉、组网灵活、管理简单,光网络可靠性高、容量大。光以太网的高速率、大容量消除了存在于局域网和广域网之间的带宽瓶颈,将成为未来融合话音、数据和视频的单一网络结构。随着10G以太网标准(IEEE 802.3ae)的形成,人们相信以太网的应用范围必将得以从局域网延伸到城域网和广域网。光以太网概念的提出,首先将给城域网带来革命性的变化。现在的城域网是基于SDH的体系结构。SDH最初是面向低速、电路交换的话音业务而设计的,虽然其同步机制可保证良好的QoS性能,提供50ms的电路保护倒换时间,缺点是SDH设备价格昂贵,用于数据业务时不够灵活、效率低下。光以太网基于现在应用非常普遍、技术成熟的以太网技术,并对网管和流量工程等方面的功能进行了加强,以便应用于现在的电信网络,满足城域网对数据速率和传输链路可靠性的要求。目前,大约95%的局域网是以太网,现在的接入网迫使用户必须购买昂贵的带ATM或POS端口的路由器来连接电信接入网,协议的转换带来了大量额外的开销。运营商构建光城域以太网,就可以直接在骨干层提供以太网端口,实现和局域网的无缝连接。

在打造光以太网的众多技术中,10G以太网技术是目前受到业内人士高度关注的链路层技术,IEEE已经于2002年6月正式发布了802.3ae标准,新的标准仍然采用IEEE802.3以太网媒体访问控制(M AC ) 协议、帧格式和帧长度,它和以往的以太网标准相比主要有以下几点区别:

1.全新的64B/66B编码方式引入;

2.全新定义的物理层介质类型(LAN/WAN两大类,八种介质类型);

3.仅定义光纤介质类型;

4.仅支持全双工的MAC层操作;

5.在WAN类型中引入WIS接口子层,提供MAC帧到OC-192帧的映射和速率匹配机制,通道开销、线路开销、段开销字节被大量简化;

6.在 XGMII 接口下附加XAUI接口选项,采用4路8对低电压差分串行信号线传输,传输信号经过8B/10B编码,信号自带时钟;使MAC层芯片到PHY芯片的布线距离延长至50cm,尤其适合于分布式机架系统;

7.支持无中继链路距离超过40km(SMF/1550nm) ,适合城域网应用。

10G以太网的优点是减少网络的复杂性,兼容现有的局域网技术并将其扩展到广域网,降低了系统费用,并提供更快、更新的数据业务。是一种融合LAN/MAN/WAN的一种链路技术,可构建端到端的以太网链路。归纳起来10G以太网在LAN/MAN/WAN中的应用包括:

1.局域网应用:这种应用是传统的局域网应用,针对运营商数据中心和企业网,包括骨干层中的LAN交换机上行10Gbps汇聚,服务器到交换机间的高速数据链路,数据中心服务器池的数据交换以及连接不同楼宇间的交换设备。

2.城域网应用:城域网应用可采用暗光纤和DWDM设备两种传输形式,前者采用10G路由交换机作为节点设备,直接采用城市中敷设的暗光纤,可直接构建格状网络(采用单模光纤,端口链路距离可长达40km),后者采用城域DWDM设备,通常是环网方式组网,提供光层的业务上/下路和网络自愈恢复保护,对企业/园区骨干网,可实现无服务器建筑、远程备份/系统容灾,对运营商而言,该方式成本大大低于采用T3或OC-3传输设备的组网方案。此外在SAN中,10GbE相对Fiber Channel , Ultra160/320 SCSI,ATM以及HIPPI(High Performance Parallel Interface)等方式具有更加良好的时延性能,目前已经出现在SAN中应用。

3.广域网应用:这是10GbE一个新兴的应用场合,连接ISP的电信级以太网交换机和NSP DWDM光纤传输设备的链路可以是极具成本优势的以太网链路,代替传统方式的昂贵的ATM交换机。10GbE WAN接口还可以将园区中分散的LAN和节点设备连接到广域网。

考虑到骨干网中SDH传输设备大量存在的事实, IEEE802.3ae中定义的10Gb EWAN接口采用速率匹配和直接映射的方式,将10GbE MAC帧封装入OC-192c的净荷中传输,确保和现有SDH设备的无缝连接。光网络正在向智能化方向发展,如现在兴起的自动交换光网络技术ASON,假如未来的ASON节点设备(如大容量的OXC)可以实现全光域上的恢复保护(电信级),实现多波长动态分配和路由,灵活的波长上/下路,SDH体系和产品也会逐步向电信网络的边缘转移,演变为一种客户层信号或标准接口,10Gethernet over Fiber将完全可以实现,网络形态将更为简单。

Link: http://www.asm32.net/article_details.aspx?id=593