侯自強

  面對互聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn)電信業(yè)正在進行電信轉(zhuǎn)型，寬帶業(yè)務是運營商戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，寬帶網(wǎng)需要適應業(yè)務轉(zhuǎn)型的需求，通過網(wǎng)絡技術(shù)轉(zhuǎn)型為業(yè)務轉(zhuǎn)型提供基礎。城域網(wǎng)是網(wǎng)絡技術(shù)轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)。電信運營商希望匯聚網(wǎng)和城域網(wǎng)即能支持面向廣大消費者的運營在公共互聯(lián)網(wǎng)上的多媒體、新媒體業(yè)務，又能夠支持面向企業(yè)、大客戶、VIP的運營在可管理的IP網(wǎng)上的有QoS 保證的安全的連接型業(yè)務。目前電信運營商的城域網(wǎng)和匯聚網(wǎng)主要是SDH網(wǎng)和MSTP平臺不能很好滿足這一需求，運營商級的城域以太網(wǎng)應運而生，得到各大運營商的青睞正在成為城域網(wǎng)的主流。城域以太網(wǎng)有兩重含意，一是指城域以太網(wǎng)業(yè)務、二是城域以太網(wǎng)基礎設施。

1、城域以太網(wǎng)業(yè)務

現(xiàn)在有很多電信運營商和業(yè)務供應商都在提供以太網(wǎng)業(yè)務,已經(jīng)將以太網(wǎng)業(yè)務擴展到了城域甚至是廣域的范圍內(nèi)。現(xiàn)在大量用戶在使用以太網(wǎng)業(yè)務,而且這個數(shù)字還在快速增長。此前電信運營商在SDH網(wǎng)絡上以TDM方式向用戶提供各種專線業(yè)務。現(xiàn)在開始轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)。以太網(wǎng)業(yè)務可以提供和出售連接，主要業(yè)務包括：以太網(wǎng)專線EPL、以太網(wǎng)虛擬專線EVPL和以太網(wǎng)局域網(wǎng)ELAN。與傳統(tǒng)時分復用(TDM)以及其它的2層提供專線業(yè)務相比具有一定的優(yōu)勢，表現(xiàn)在城域以太網(wǎng)快速發(fā)展的原因是簡單、可以快速布設、 帶寬可擴展和粒度可變、內(nèi)部開銷低、時延比采用3層的系統(tǒng)底、城域網(wǎng)(MAN)和廣域網(wǎng)(WAN)采用同一個協(xié)議、較低的維護成本和建設成本開銷等方面。例如與TDM?FR或ATM接口相比,費用可能會低25%-40%；比起高速SONET接口,費用能降低至10%以下。

   目前美國的Vorizon公司英國的BT等大運營商都在提供城域、國內(nèi)和全球的以太網(wǎng)專線和虛擬專線業(yè)務，提供城域和以太網(wǎng)局域網(wǎng)業(yè)務不久將提供國內(nèi)和全球的VPLS業(yè)務

2、 城域以太網(wǎng)做為基礎設施

   過去十多年電信運營商投巨資（2000億美元）建設SDH城域網(wǎng)，目前主要的城域傳輸基礎網(wǎng)是SDH網(wǎng)。開始發(fā)展以太網(wǎng)業(yè)務最經(jīng)濟有效的方法是運行在已經(jīng)有的基礎網(wǎng)絡SDH網(wǎng)上。最簡單的方法是在現(xiàn)有基于SDH的MSPP和MSTP平臺中插入以太網(wǎng)卡，即可以架構(gòu)城域以太網(wǎng)提供以太網(wǎng)業(yè)務。

   隨著寬帶業(yè)務的快速發(fā)展，已經(jīng)有的城域SDH網(wǎng)的帶寬已經(jīng)不夠用了，需要建設新的城域以太網(wǎng)。一些新加入的競爭者也需要建設城域以太網(wǎng)。為滿足未來寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入的需求必須大規(guī)模降低城域網(wǎng)的技術(shù)和運營成本?；A網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型的問題提上日程。最經(jīng)濟有效的方法是在光纖（或CWDM）網(wǎng)上直接架構(gòu)10GE/100GE城域以太網(wǎng)。這時城域以太網(wǎng)成為基礎設施。這種電信級的城域以太網(wǎng)提供匯聚、復用、保護、長距離傳輸、故障隔離、端到端QoS等各種功能。以太網(wǎng)業(yè)務將運行在這種城域以太網(wǎng)上。城域以太網(wǎng)可以以傳統(tǒng)技術(shù)兩倍的代價，提供7－8倍帶寬。廣域以太網(wǎng)成本比傳統(tǒng)技術(shù)低20－30％。此外以太網(wǎng)端口比路由器端口要便宜很多。

   IDC調(diào)查顯示，2004至2009年間，以太網(wǎng)業(yè)務增長將主要集中在三個方向：三重播放－寬帶多媒體、企業(yè)大客戶－商業(yè)互連以及無線匯聚-做為蜂窩基站的上聯(lián)干線。100%的歐洲運營商用以太網(wǎng)做寬帶匯聚，這一比例在亞洲，美洲分別是67％和60％，而ATM的使用則在快速下降。目前我國固網(wǎng)運營商正如火如荼進行的城域網(wǎng)改造和建設也是基于前兩個新業(yè)務對網(wǎng)絡提出的新需求。今后隨著移動牌照發(fā)放，城域以太網(wǎng)還將提供對蜂窩基站接入網(wǎng)或?qū)拵o線電接入的上聯(lián)干線。

Infonetics 對25個頂層服務商的研究結(jié)果表明：以太網(wǎng)持續(xù)走向主流，在城域?qū)⒕又鲗У匚?。在未?0－20年 SONET/SDH 將逐步減少到消失?；谝蕴W(wǎng)的接入和匯聚環(huán)/網(wǎng)所占比重在2005為35％，2007年達到60％。在WDM上提供以太網(wǎng)的運營商的比重從2006年的80％提高到2007年的92％。在SONET/SDH上提供以太網(wǎng)業(yè)務的運營商從2006的88％降低到2007的60％。48％的運營商計劃部署下一代混合以太網(wǎng)-WDM- SONET/SDH 設備。

    最新研究報告稱，在銅纜以太網(wǎng)產(chǎn)品、運營級以太網(wǎng)交換機和路由器強勁增長帶動下，全球城域以太網(wǎng)設備銷售額呈現(xiàn)飛漲，從2005年不足50億美元，到2009年將超過150億美元。報告顯示，在2005年到2009年的5年期間，城域以太網(wǎng)設備銷售額將累積達到496億美元。

3、 城域以太網(wǎng)技術(shù)進展和標準化

城域以太網(wǎng)的快速發(fā)展出現(xiàn)了不同的技術(shù)，其標準化工作已經(jīng)開始。國際上標準化組織(包括IEEE、ITU以及IETF等)開始制定關(guān)于以太網(wǎng)業(yè)務和技術(shù)的標準。其目標是發(fā)展一種面向連接的點到點的分組傳輸方法，可以為網(wǎng)絡運營商提供高級保護、監(jiān)視和控制。根據(jù)采用技術(shù)不同目前分為兩大陣營：一是將MPLS技術(shù)引入傳統(tǒng)以太網(wǎng)，以VPLS為代表，稱為傳輸MPLS(T-MPLS)。另外一個是對傳統(tǒng)以太網(wǎng)進行技術(shù)革新，以MAC-in-MAC為代表稱為PBT。

3.1 、T-MPLS

   城域以太網(wǎng)要提供ELAN業(yè)務技術(shù)需要解決如何連接分布在較大范圍內(nèi)的用戶點。一種解決方法是利用虛擬專用網(wǎng)（VPN）技術(shù)來為企業(yè)用戶提供諸如跨區(qū)域的分支辦公室網(wǎng)絡連接以及Internet接入等服務。第三層VPN（L3VPN）技術(shù)，存在著技術(shù)復雜，對網(wǎng)絡、操作人員的要求高等缺陷，而且還不能很好地提供多點到多點業(yè)務。而第二層VPN（L2VPN）技術(shù)也僅能提供點到點的連接，其應用則被限制于骨干網(wǎng)絡之間的互連，當提供點到多點或多點到多點業(yè)務時，其所需要的連接數(shù)量將隨著用戶數(shù)量的增加呈幾何級數(shù)增長。

   IETF發(fā)展的VPLS（Virtual Private LAN Service，虛擬專用局域網(wǎng)業(yè)務）是城域以太網(wǎng)技術(shù)中的一種，該技術(shù)能夠有效的連接各個接入點，并在該網(wǎng)絡拓撲上實現(xiàn)點到點、點到多點、多點到多點的以太網(wǎng)業(yè)務。VPLS利用IP/MPLS的廣域骨干網(wǎng)絡為企業(yè)用戶提供了一種仿真的LAN連接。VPLS本質(zhì)上是L2VPN技術(shù)與L3VPN技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，利用IP/MPLS域?qū)W(wǎng)絡進行一定程度的分級，將L2服務限制在入口/邊緣網(wǎng)絡中。根據(jù)組網(wǎng)需求，利用VPLS技術(shù)組建的城域以太網(wǎng)可以有兩種構(gòu)成方式。一是為接入網(wǎng)絡提供2層服務，為匯聚和核心網(wǎng)絡提供3層服務。另外一種方式是為接入和匯聚網(wǎng)絡提供2層服務為核心網(wǎng)絡提供3層服務。VPLS技術(shù)有效地結(jié)合了IP/MPLS，VPN，以太網(wǎng)交換等多種技術(shù)各自的特點，實現(xiàn)了最為重要的在廣域范圍的多點到多點LAN的互連。

   VPLS目前已經(jīng)成為運營商提供以太網(wǎng)局域網(wǎng)，在城域網(wǎng)上實現(xiàn)大客戶VPN業(yè)務的一種主要方式。由于VPLS技術(shù)出現(xiàn)較早，標準已經(jīng)相對成熟，而且支持廠商也很多，使其應用范圍更廣。一些傳統(tǒng)運營商如法國電信等已經(jīng)開始部署VPLS網(wǎng)絡，而在中國香港和韓國之間也準備通過城域以太網(wǎng)推出全球首項運營商間VPLS業(yè)務。國內(nèi)鎮(zhèn)江電信也已經(jīng)開通了VPLS業(yè)務。

   這種將VPLS技術(shù)用于城域網(wǎng)二層結(jié)構(gòu)方法的主要問題是系統(tǒng)比較復雜，導致建設和運營成本高。

這種方法過去兩年在ITU-T制定標準，得到阿朗、愛立信、富士通、華為、Tellab的支持。

3.2、PBT

   與IETF自上而下改造城域網(wǎng)的出發(fā)點不同，采用自下而上的方法革新傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)運營商級以太網(wǎng)—IEEE802.1ah (MAC-in-MAC)。“MAC-in-MAC”是在運營商網(wǎng)絡的邊界點將用戶的以太網(wǎng)幀外面再封裝運營商的以太網(wǎng)幀頭，從體系結(jié)構(gòu)上將傳統(tǒng)以太網(wǎng)革新為層次化的結(jié)構(gòu)，可以消除傳統(tǒng)以太網(wǎng)的平面結(jié)構(gòu)帶來的MAC地址學習與泛濫、STP協(xié)議相互影響等安全隱患。中國電信某省的電信級城域網(wǎng)采用北電解決方案基于IEEE802.1ah（M in M），可以建立一個覆蓋整個城域的二層以太交換網(wǎng)，全網(wǎng)支持3萬個VPN，每個VPN都有自已獨立的轉(zhuǎn)發(fā)表，且每個VPN內(nèi)支持4096個VLAN。可以提供安全可靠全程全網(wǎng)的虛擬專網(wǎng)業(yè)務（支持點到點、點到多點和多點到多點），不需要上一級網(wǎng)絡的介入。運營商級以太網(wǎng)交換機擁有能隔離用戶和電信運營網(wǎng)絡的安全機制（UNI）。其全局MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表，不包含最終用戶的MAC地址；而且不同用戶VPN的MAC地址表也是分離的。運營商網(wǎng)絡受到了保護，用戶網(wǎng)絡也受到了保護，安全性大大提升。再配合可為以太網(wǎng)提供面向連接轉(zhuǎn)發(fā)模式的PBT(Provider Backbone Transport)技術(shù)，城域以太網(wǎng)將完全實現(xiàn)流量工程、通路監(jiān)控、保護倒換、多業(yè)務承載等路由型城域網(wǎng)所能提供的功能。PBT技術(shù)增強了以太網(wǎng)的確定性，為運營商指明以太網(wǎng)服務穿過網(wǎng)絡應該采用的路徑。PBT通過為實時服務保留帶寬的方式確保了服務質(zhì)量，即便是連接中止，PBT還保障了50毫秒的服務恢復時間。PBT還有助于解決以太網(wǎng)的可擴展性問題。PBT與IEEE802.1ah的結(jié)合可以滿足城域內(nèi)幾百萬用戶同時享用以太網(wǎng)服務。

目前，北電網(wǎng)絡發(fā)展PBT技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)得到了以英國電信等運營商的認可，并有望在英國電信下一代網(wǎng)絡21CN計劃中得以實際應用。2007年IEEE開始制定此標準稱為“PBB-TE”(Provider Backbone Bridging-traffic Engineering)。得到西門子、Extreme、Meriton World Wide Packets等的支持。。

4、城域以太網(wǎng)網(wǎng)論壇MEF

   城域以太網(wǎng)論壇(MEF)是一個全球產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，擁有大約80家機構(gòu)，包括電信服務提供商、網(wǎng)絡設備/軟件制造商、半導體制造商以及測試機構(gòu)。MEF的使命是加速運營商級以太網(wǎng)網(wǎng)絡及服務在世界范圍內(nèi)的采用。MEF開發(fā)運營商級以太網(wǎng)技術(shù)規(guī)范和實施協(xié)議，以此來推動全球運營以太網(wǎng)的互用性和應用。

   城域以太網(wǎng)論壇特別成立了MEF技術(shù)委員會，專門負責制訂城域以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡管理、協(xié)議/傳送以及城域以太網(wǎng)業(yè)務等四個方面的功能框架定義和業(yè)務實施策略。

   城域以太網(wǎng)論壇（MEF）是一個在全球?qū)Ｗ⒂诩铀僖蕴W(wǎng)技術(shù)用于城域網(wǎng)的國際非營利組織。為了實現(xiàn)與傳統(tǒng)電信級傳送網(wǎng)相同的可靠性，使之有可能作為今后運營商傳送網(wǎng)的一種新的可選技術(shù)，城域以太網(wǎng)論壇特別成立了MEF技術(shù)委員會，專門負責制訂城域以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡管理、協(xié)議/傳送以及城域以太網(wǎng)業(yè)務等四個方面的功能框架定義和業(yè)務實施策略。

   城域以太網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)定義為縱向三層結(jié)構(gòu)，從下至上依次為：傳送層、以太網(wǎng)業(yè)務層、應用業(yè)務層。傳送層實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，如前所述它可以使用以太網(wǎng)、SDH、ATM等各種技術(shù)。如在符合IEEE802.3ae標準的10GE接口中，出現(xiàn)兩種方式，分別稱為WANPHY和LANPHY。WANPHY接口通過將10GE以太網(wǎng)幀封裝在10GSDH幀中傳送，數(shù)據(jù)鏈路層之下還有SDH幀，物理層是透明比特流。但是10GELANPHY接口，則是將10GE以太網(wǎng)幀直接通過裸光纖或波長中傳輸，鏈路層之下就是透明比特流構(gòu)成的物理層；傳輸媒介可以為光纖、銅線、同軸電纜和無線等。以太網(wǎng)業(yè)務層實現(xiàn)傳統(tǒng)的以太網(wǎng)MAC層功能，基本原理仍然遵循以太網(wǎng)網(wǎng)橋特性。應用業(yè)務層提供各種業(yè)務，如語音、視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務等。城域以太網(wǎng)是一個承載網(wǎng)，而不是業(yè)務網(wǎng)。

   為了提高城域以太網(wǎng)的管理能力，MEF提出了網(wǎng)絡管理的結(jié)構(gòu)和端到端OAM＆P技術(shù)。在網(wǎng)絡管理結(jié)構(gòu)方面，MEF提出在NMS（網(wǎng)絡管理系統(tǒng)）和EMS（網(wǎng)元管理系統(tǒng)）之間使用網(wǎng)絡的觀點進行管理。以統(tǒng)一的方式對多種網(wǎng)絡技術(shù)進行管理。在端到端OAM＆P技術(shù)方面，MEF認為，根據(jù)城域以太網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)，每層均應有基本OAM監(jiān)測能力。以太網(wǎng)業(yè)務層的OAM功能獨立于底層傳輸技術(shù)，這使采用不同的技術(shù)提供以太網(wǎng)業(yè)務有很大的靈活性，同時它不影響現(xiàn)有的故障發(fā)現(xiàn)和檢測功能。每層的OAM功能可以互相增強，并提供更好的故障發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測功能。

                     結(jié)束語

   城域以太網(wǎng)（運營商級以太網(wǎng)）技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。它可以大幅度降低城域網(wǎng)的建設和運營成本,降低CAPEX ,同時滿足寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務和接入可管理的IP網(wǎng)（NGN）的需求。因此受到運營商的青睞。世界上各運營商開始大規(guī)模用城域以太網(wǎng)來改造其城域網(wǎng)和建設新城域網(wǎng)。城域以太網(wǎng)正在成為城域網(wǎng)的主流。

此文原發(fā)表于2007 10《中國新通信》雜志