以太網技術的發展和應用研究論文

時間：2021-06-10 10:55:45 論文我要投稿

以太網技術的發展和應用研究論文

　　論文關鍵詞：電信級以太網；以太網技術要求；以太網技術；以太網技術應用

以太網技術的發展和應用研究論文

　　論文摘要：文章首先提出了電信級以太網技術的基本概念，然后介紹了電信級以太網的基本技術要求和幾種典型的電信級以太網技術，并分析了電信級以太網技術的發展前景。

　　1、電信級以太網的基本技術要求

　　1.1業務標準劃分

　　EPL（以太網專線）：具有兩個UNI接口，每個UNI僅接入一個客戶的業務，實現點到點的以太網透明傳送，基本特征是傳送帶寬為專用，在不同用戶之間不共享。

　　EVPL（以太網虛擬專線）：具有兩個或多個UNI接口，每個UNI接口接入一個或多個客戶的業務，實現點到點的連接，基本特征是UNI-N接口或傳送帶寬在不同用戶之間共享。

　　EPLAN（以太網專用局域網）：具有多個UNI接口，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以太網連接，基本特征是傳送帶寬為專用，在不同用戶之間不共享。

　　EVPLAN（以太網虛擬專用局域網）：具有多個UNI接口，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以太網連接，基本特征是在EPLAN基礎上增加了不同用戶共享傳送帶寬的功能。

　　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接建立的速度，包括端到端延遲（End-to-endDelay）和延遲變化（Jitter）；另一方面是網絡數據的吞吐量，吞吐量的主要指標可以表明可用的帶寬大小，吞吐量決定著網絡傳輸的流量，與帶寬、出錯率、緩沖區容量和處理機的能力等因素有關。

　　早期的以太網在局域網內主要承載數據業務，數據業務的特點是對時延不敏感，TCP的重傳機制又可以容忍以太網上少量數據包的丟失，因此不需要差異化的服務質量保證。但對于電信級以太網技術，由于其需要承載綜合業務，這種不區分流量類型的Besteffort服務難以保證業務的質量。電信級以太網實現QoS有IntServ（集成業務體系結構）和Diff-Serv（區分業務體系結構）兩種方法，通常使用后者，其具體實現過程包括流分類、映射、擁塞控制和隊列調度。

　　1.3電信級可靠性

　　傳統的以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端口資源，不適合城域網，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，遠遠大于電信級要求的50ms。電信級以太網技術可以采取一定的手段保證業務倒換時間小于50ms，如采用MPLS或彈性分組環（RPR）等技術。

　　除了網絡級保護，節點設備也采用了冗余技術，如雙處理器架構的高端交換設備，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，不影響用戶業務。

　　1.4網絡安全

　　對于電信級以太網來說，保證設備和網絡的安全性是一項十分重要的工作，需要采取一定的措施防止非法進入其系統造成設備和網絡無法正常工作，以及某些惡意的消息影響業務的正常提供。

　　傳統以太網的安全問題已經通過VLAN技術劃分虛擬網段得到解決。但隨著互聯網的發展，近年來網絡經常遭受蠕蟲等網絡病毒以及黑客的攻擊，全網癱瘓的案例時有發生，合法用戶的有效帶寬、用戶的信息安全難以得到保證。因此在建設電信級以太網時，必須考慮如何保證網絡的安全性。比較常見的以太網安全解決方案是通過ACL（訪問控制列表）或者過濾數據庫來過濾非法數據；端口鏡像技術可以將任一端口的輸入輸出流量復制到指定端口輸出，幫助網絡管理者監控網絡的數據內容；一些高端的網絡設備具有強大的應用感知和網絡級自動免疫能力，能夠一定程度地自動感知并過濾不安全的數據流。

　　1.5以太網的管理

　　電信級以太網能夠提供完善強大的網管，并能提供端到端的統一網管能力、集群管理能力、堆疊管理以及可視化圖形管理。除了常規的配置、監控、用戶數據采樣分析等，完善的網絡管理還能自動發現網絡故障，并能及時恢復，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性能，實時掌控網絡的運行情況。

　　2、電信級以太網技術應用

　　2.1寬帶流量匯聚

　　低成本、高可靠的二層的以太網匯聚；匯聚DSLAM、FTTH和LAN等寬帶接入流量，以及軟交換中AG和3G等接入層流量；統一的以太匯聚網絡，減少運營商投資成本。

　　在寬帶接入網匯聚層，可以采用電信級以太網設備直接提供以太網接口作為網絡邊緣的融合節點，優化數據業務傳送，提高帶寬利用率，增強組網靈活性，提供對業務的保護；同時利用增強型以太網的二層交換/匯聚功能，可以節省匯聚節點的業務端口，有利于降低網絡成本。

　　在寬帶接入網接入層，可以采用增強型以太網設備完成對大客戶以及軟交換中AG和3G等流量的可靠接入。利用增強型以太網設備，配置靈活，業務接口豐富，低成本，并具有完善的L2交換和匯聚功能的特點，可以考慮替代部分傳送網絡設備，降低總體網絡成本。

　　2.2大客戶專網或接入應用

　　商業用戶或專網用戶ARPU值較高，是運營商重點開發的對象。基于電信級以太網設備可以開展視頻、數據、語音等綜合業務，并可采用電路仿真方式提供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以太網設備組成GE環網，從而完成大客戶的TDM、以太網專線業務的接入、承載和調度，使網絡支持的業務從2M電路到以太網專線可以平滑過渡，保證用戶網絡和業務的發展。如圖中所標示的，在用戶業務量不大時，可通過N×E1、155M、FE/GE等接口將業務直接上聯到城域網中已有的MSTP傳輸網上，或通過FE/GE等接口直接上聯到城域網的匯聚層交換機或多業務路由器。

　　隨著業務的不斷增長，后期還可通過下放千兆環網、上拉萬兆環網等方式將多業務分組承載網絡進一步向地市、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。

　　用戶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采用光纖連接方案，也可像圖中所示的在業務種類復雜時采用N×E1、以太網交換機、路由器、EPON等技術作為末端接入。大客戶接入點的不確定性，決定多種網絡拓撲形式并存的現狀。

　　采用電信級以太網設備組建的網絡在結構、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制服務，并構成"業務發展-網絡完善-業務發展"的良性循環。

　　在大客戶業務管理方面：可通過基于SNMP的網絡級管理系統，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，由于其能提供以太網透傳、以太網VLAN、TDM仿真等業務，而且建網成本較低、用戶側設備非常節省，因此對運營商和客戶都具有非常大的吸引力。

　　2.3中小城市的基礎數據承載網

　　隨著網絡的不斷融合和新業務（如Triple-play等）的涌現，現有城域網逐漸向層次化和分組化的方向進行演進。因此，未來的城域網是業務驅動的網絡：業務與控制分離，控制與承載分離，目標是使業務真正獨立于網絡，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，不斷提高用戶的體驗質量，才能滿足日益增加的業務需求，降低用戶離網率，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，另外新建電信級以太網網絡作為B平面。新建網絡主要完成對原有網絡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，可采用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網絡的大規模應用，國內各大運營商都在不斷改造原有城域網絡或重新組建新的城域網絡，力求做到為新業務提供有充分質量保證和帶寬保證的網絡平臺。由于新業務對數據網絡的QoS和SLA要求日益增長，新的數據承載網絡需要能夠實現電信級保護、服務質量保證和TDM（時分復用）能力支持等新的功能，在這種情況下，電信級以太網技術應運而生，并已成為下一代城域網發展的方向。然而，還應看到，目前電信級以太網技術所提出的QoS、可靠性等并不能完全解決以太網所有的問題，為了真正實現具備電信特征的以太網業務，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。

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