乙太網技術的發展和應用研究論文
乙太網技術的發展和應用研究論文
論文關鍵詞：電信級乙太網；乙太網技術要求；乙太網技術；乙太網技術應用
論文摘要：文章首先提出了電信級乙太網技術的基本概念，然後介紹了電信級乙太網的基本技術要求和幾種典型的電信級乙太網技術，並分析了電信級乙太網技術的發展前景。
1、電信級乙太網的基本技術要求
1.1業務標準劃分
EPL（乙太網專線）：具有兩個UNI介面，每個UNI僅接入一個客戶的業務，實現點到點的乙太網透明傳送，基本特徵是傳送頻寬為專用，在不同使用者之間不共享。
EVPL（乙太網虛擬專線）：具有兩個或多個UNI介面，每個UNI介面接入一個或多個客戶的業務，實現點到點的連線，基本特徵是UNI-N介面或傳送頻寬在不同使用者之間共享。
EPLAN（乙太網專用區域網）：具有多個UNI介面，每個UNI僅接入一個客戶的業務，實現多個客戶之間的多點到多點的乙太網連線，基本特徵是傳送頻寬為專用，在不同使用者之間不共享。
EVPLAN（乙太網虛擬專用區域網）：具有多個UNI介面，每個UNI可以接入多個客戶的業務，實現多個客戶之間的多點到多點的乙太網連線，基本特徵是在EPLAN基礎上增加了不同使用者共享傳送頻寬的功能。
1.2服務質量(QoS）
服務質量（QoS）的量化指標主要有兩個方面：一方面是由呼叫與連線建立的速度，包括端到端延遲（End-to-endDelay）和延遲變化（Jitter）；另一方面是網路資料的吞吐量，吞吐量的主要指標可以表明可用的頻寬大小，吞吐量決定著網路傳輸的流量，與頻寬、出錯率、緩衝區容量和處理機的能力等因素有關。
早期的乙太網在區域網內主要承載資料業務，資料業務的特點是對時延不敏感，TCP的重傳機制又可以容忍乙太網上少量資料包的丟失，因此不需要差異化的服務質量保證。但對於電信級乙太網技術，由於其需要承載綜合業務，這種不區分流量型別的Besteffort服務難以保證業務的質量。電信級乙太網實現QoS有IntServ（整合業務體系結構）和Diff-Serv（區分業務體系結構）兩種方法，通常使用後者，其具體實現過程包括流分類、對映、擁塞控制和佇列排程。
1.3電信級可靠性
傳統的乙太網使用鏈路聚合和生成樹協議進行保護，鏈路聚合耗費大量的線路和埠資源，不適合都會網路，生成樹協議/快速生成樹協議在鏈路出現故障時的恢復時間都在秒級，遠遠大於電信級要求的50ms。電信級乙太網技術可以採取一定的手段保證業務倒換時間小於50ms，如採用MPLS或彈性分組環（RPR）等技術。
除了網路級保護，節點裝置也採用了冗餘技術，如雙處理器架構的高階交換裝置，提供主備倒換功能，當出現故障時可以很快倒換，倒換時間一般在毫秒級，不影響使用者業務。
1.4網路安全
對於電信級乙太網來說，保證裝置和網路的安全性是一項十分重要的工作，需要採取一定的措施防止非法進入其系統造成裝置和網路無法正常工作，以及某些惡意的訊息影響業務的正常提供。
傳統乙太網的安全問題已經透過VLAN技術劃分虛擬網段得到解決。但隨著網際網路的發展，近年來網路經常遭受蠕蟲等網路病毒以及駭客的攻擊，全網癱瘓的案例時有發生，合法使用者的有效頻寬、使用者的資訊保安難以得到保證。因此在建設電信級乙太網時，必須考慮如何保證網路的安全性。比較常見的乙太網安全解決方案是透過ACL（訪問控制列表）或者過濾資料庫來過濾非法資料；埠映象技術可以將任一埠的輸入輸出流量複製到指定埠輸出，幫助網路管理者監控網路的資料內容；一些高階的網路裝置具有強大的應用感知和網路級自動免疫能力，能夠一定程度地自動感知並過濾不安全的資料流。
1.5乙太網的管理
電信級乙太網能夠提供完善強大的網管，並能提供端到端的統一網管能力、叢集管理能力、堆疊管理以及視覺化圖形管理。除了常規的配置、監控、使用者資料取樣分析等，完善的網路管理還能自動發現網路故障，並能及時恢復，能夠自動發現新加入的業務節點，能夠配置端到端的業務；網管還能夠測量端到端的效能，實時掌控網路的執行情況。
2、電信級乙太網技術應用
2.1寬頻流量匯聚
低成本、高可靠的二層的乙太網匯聚；匯聚DSLAM、FTTH和LAN等寬頻接入流量，以及軟交換中AG和3G等接入層流量；統一的以太匯聚網路，減少運營商投資成本。
在寬頻接入網匯聚層，可以採用電信級乙太網裝置直接提供乙太網介面作為網路邊緣的融合節點，最佳化資料業務傳送，提高頻寬利用率，增強組網靈活性，提供對業務的保護；同時利用增強型乙太網的二層交換/匯聚功能，可以節省匯聚節點的業務埠，有利於降低網路成本。
在寬頻接入網接入層，可以採用增強型乙太網裝置完成對大客戶以及軟交換中AG和3G等流量的可靠接入。利用增強型乙太網裝置，配置靈活，業務介面豐富，低成本，並具有完善的L2交換和匯聚功能的特點，可以考慮替代部分傳送網路裝置，降低總體網路成本。
2.2大客戶專網或接入應用
商業使用者或專網使用者ARPU值較高，是運營商重點開發的物件。基於電信級乙太網裝置可以開展影片、資料、語音等綜合業務，並可採用電路模擬方式提供TDM業務的`接入。
在解決大客戶專線業務的初期，匯聚層可利用電信級乙太網裝置組成GE環網，從而完成大客戶的TDM、乙太網專線業務的接入、承載和排程，使網路支援的業務從2M電路到乙太網專線可以平滑過渡，保證使用者網路和業務的發展。如圖中所標示的，在使用者業務量不大時，可透過N×E1、155M、FE/GE等介面將業務直接上聯到都會網路中已有的MSTP傳輸網上，或透過FE/GE等介面直接上聯到都會網路的匯聚層交換機或多業務路由器。
隨著業務的不斷增長，後期還可透過下放千兆環網、上拉萬兆環網等方式將多業務分組承載網路進一步向地市、縣和城域延伸，最終形成提供覆蓋完善的多業務分組化大客戶承載網。
使用者末端覆蓋和業務接入方面的實現方式多種多樣：既可在業務種類單一時採用光纖連線方案，也可像圖中所示的在業務種類複雜時採用N×E1、乙太網交換機、路由器、EPON等技術作為末端接入。大客戶接入點的不確定性，決定多種網路拓撲形式並存的現狀。
採用電信級乙太網裝置組建的網路在結構、容量、管理和發展上均以滿足大客戶業務的開展為基準，提供豐富的業務種類和可定製服務，並構成"業務發展-網路完善-業務發展"的良性迴圈。
在大客戶業務管理方面：可透過基於SNMP的網路級管理系統，負責專線的業務配置、管理以及內部專線業務的監控。
在業務營銷上也是非常有利的武器，由於其能提供乙太網透傳、乙太網VLAN、TDM模擬等業務，而且建網成本較低、使用者側裝置非常節省，因此對運營商和客戶都具有非常大的吸引力。
2.3中小城市的基礎資料承載網
隨著網路的不斷融合和新業務（如Triple-play等）的湧現，現有都會網路逐漸向層次化和分組化的方向進行演進。因此，未來的都會網路是業務驅動的網路：業務與控制分離，控制與承載分離，目標是使業務真正獨立於網路，靈活有效地實現業務提供。其中，城域承載網作為運營商提供業務的基礎平臺，需要具備新的特性和功能，不斷提高使用者的體驗質量，才能滿足日益增加的業務需求，降低使用者離網率，提高ARPU值等增值收益。
在逐步演進的過程中，在中小城市可以考慮將原有的SDH接入層仍然保留，作為A平面，另外新建電信級乙太網網路作為B平面。新建網路主要完成對原有網路業務分流和新業務承載。具備靈活的拓樸提供和業務保護及控制能力，可採用FE、GE、N×GE、10G和N×10G方式平滑升級。
結束語
為了能夠滿足未來幾年NGN和3G網路的大規模應用，國內各大運營商都在不斷改造原有都會網路絡或重新組建新的都會網路絡，力求做到為新業務提供有充分質量保證和頻寬保證的網路平臺。由於新業務對資料網路的QoS和SLA要求日益增長，新的資料承載網路需要能夠實現電信級保護、服務質量保證和TDM（時分複用）能力支援等新的功能，在這種情況下，電信級乙太網技術應運而生，並已成為下一代都會網路發展的方向。然而，還應看到，目前電信級乙太網技術所提出的QoS、可靠性等並不能完全解決乙太網所有的問題，為了真正實現具備電信特徵的乙太網業務，仍然需要在技術標準化、成熟度方面多做努力，還有很長的路要走。