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光纤以太网及其应用
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光纤以太网产品可以借助以太网设备采用以太网数据包格式实现WAN通信业务。该技术可以适用于任何光传输网络——光纤直接传输、SDH以及DWDM网络传输。
目前，光纤以太网可以实现10Mbps，100Mbps以及1Gbps等标准以太网速度，而达到10Gbps后它更将成为各种业务的亮点。
迄今为止，基本接入端口速度为10M/100Mbps，而最终用户以1Mbps或10Mbps为单位来使用网络。光纤以太网业务与其它宽带接入(例如DS3)相比更为经济高效，但到目前为止它的使用只限于办公大楼或楼群内己铺设光纤的地方。使用以太网的这种新方法的战略价值不仅仅限于廉价的接入。它既可用于接入网，也可用于服务供应商网络中的本地骨干网。它可以只用在第2层，也可以作为实现第3层业务的有效途径。它可以支持IP、IPX以及其它传统协议。此外，由于在本质上它仍属于LAN，因此可用来帮助服务供应商管理企业LAN及企业LAN和其它网之间的互连。
本文讨论了LAN交换机和服务供应商网络中其它设备如何演进以支持高速接入业务，并以在广域光纤传输网络中运行的以太网数据包为基础提供城域网(MANS)业务。在铺设有光纤的楼宇中，光纤以太网连接方式的费用远远低于基于DS3或高速ATM业务的电路连接。
网络运营商将光纤以太网视为一种低成本技术，可以用于连接其各个汇接点。规划中的光纤以太网MAN业务将与现有的ATM、帧中继或SMDS网络产生激烈的竞争。
在802.1qVLAN标准的基础上可望开发出光纤以太网虚拟专用网络功能。关于此项标准的议案经重新讨论可以增加VLAN扇区的数量，由此，VPN的数量将从数千个增加到几十万个。光纤以太网VPN很可能会归入范围广泛的MAN领域。
目前及规划中的光纤以太网设备是以第2层LAN交换机、第3层LAN交换机，SONET设备和DWDM为基础。一些公司正计划推出专为网络运营商设计的光纤以太网交换机，这种交换机具有多种特性，可以尽量确保服务质量(如实现数据包分类和拥塞管理等)。所有未来产品均可能要求下列关键技术和性能：高可靠性、高端口密度、服务质量保证等功能。
WAN以太网解决方案
最近，一些LAN设备生产商已开始推出新产品，旨在将以太网交换机的优点纳入WAN领域。网络运营商将以太网交换机用于其网络已有多年历史了。同样，以太网交换机使用光纤接口也已非一朝一夕。光纤LAN产品具有长距离传输功能，足以将信号传输到距离网络运营商最近的POP节点。
光纤以太网是一个重大的创新，以太网产品的价格可望比ATM产品还有路由器的价格更低，因此，将极大地影响网络运营商购买其它网络设备。一些运营商先后推出基于以太网的光纤业务。对于专门致力于光纤接入领域的网络运营商，甚至还有一个新名字——FLEC。
客户端概述
在这一领域从事设备销售的生产商有很多，迄今为止，除北电的RPR方案外，其余业务均是在企业LAN交换机上进行。由于光纤以太网具有WAN的功能，势必将促使向运营商出售LAN光纤以太网设备。截至目前，光纤以太网的客户端设备仅仅能在配有接口的客户端上接入这种新技术。这种接口采用以太网光网接口卡(NIC)形式，可以与企业路由器或交换机相连。目前，运营商主张网卡直接连接到企业第二层以太网交换机上。然而，就Internet接入而言，企业更倾向于使用路由器，因为这些企业希望通过防火墙来实现安全的保证。
另一种可选配置方案可望出现，即客户端将不配置防火墙和路由器。根据这种配置方案，光纤以太网接口将直接连接到第二层企业交换机中，路由器和防火墙将配置在运营商端。由此，运营商将能够提供可以管理的路由器，保证业务的安全性。该系统对于中小企业、联合企业以及B2B电子商务网络将具有很大吸引力，而大企业一般不会采用这种系统。
限制因素
光纤以太网的灵活性和相对较低的价格使它很受欢迎。但是有一个因素限制了它的直接影响，即运营商已敷设光纤的大楼或楼群很少。光纤是光纤以太网不可或缺的组件，所以光纤以太网业务只能在已部署光纤的地方，或者可以快捷廉价地铺设新光纤的地方提供。
在大城市的中心区，网络运营商仅仅在大约8-10%的楼宇内部署了光纤，幸运的是，对光纤以太网的这一限制只对最终用户业务起作用。光纤以太网的另一大市场在运营商的网络中，其中光纤以太网可以用于构成运营商的本地骨干网、互连网络或者DSL网络。光纤以太网中企业只能使用光纤的严格限制将逐渐变得模糊，因为光纤以太网向相邻地区的扩展及高速DSL到各个企业的扩展这一混合配置将很可能发生。
定义
以下定义与光纤以太网设备和可能使用该设备的一些业务有关。如上所述，光纤以太网可以单纯用作接入业务。然而，SP设想他们早期销售的产品可用于提供MAN业务，并在MAN间提供透明的LAN业务。
以下是本文中所用的术语：
· 光纤以太网：根据IDC的定义，光纤以太网指利用在光纤上运行以太网LAN数据包接入SP网络或在SP网络中进行接入。底层连接可以以任何标准的以太网速度运行，包括10Mbps、100Mbps、1Gbps或10Gbps，但在此情况下，这些连接必须以全双工速度(例如双向10Mbps)运行。光纤以太网业务能够应用交换机的速率限制功能，以非标准的以太网速度运行。光纤以太网中使用的光纤链路可以是光纤全带宽(即所谓的“暗光纤”)、一个SONET连接或者是DWDM。光纤以太网可以在交换式LAN的基础上运行，尽管它们可以互联共享的LAN。
· 光纤以太网业务：IDC将SP基于光纤以太网接入电路所提供的业务称为光纤以太网业务。光纤以太网业务可以用于创建MAN和透明的LAN，或者仅用于创建高速Internet接入。
· 城域网(MAN)：根据IDC的定义，MAN指基于分组的广域数据业务，这种业务专门用于在有限的地理区域互连独立的LAN。这个区域可以小至一个大城市的金融中心，大到包括若干城市并连带周围的郊区。目前，MAN的构建基础是ATM，帧中继和SMDS。
· 透明的LAN业务(TLS)：根据IDC的定义，透明的LAN业务指一种基于分组的广域数据业务，旨在互连独立的LAN，而且所使用的速率必须能够足以传输所连的全部LAN带宽(例如应用于10Base T的10Mbps全双工)。MAN领域的透明LAN业务被视为光纤以太网设备的早期强势市场之一。然而，因为只有少数公司要求每天24小时提供高带宽连接，所以可变速率业务的普及还需要相当长的一段时间。
光纤以太网设备
光纤以太网最富吸引力的特点是能够提供价格低廉的业务，因为它的多数设备的成本相对较低。大多数光纤以太网设备包括相同的企业第2层以太网交换机(目前早己在企业中普及)，并配备光纤接口。
成本
以太网交换机以大量安装，价格可望急剧下降。例如，千兆比特交换机的平均价格在1999年第一季度是1288美元，而同年第二季度则为768美元。由于光纤以太网需要高强度的激光将信号传输到最近的POP，所以预计它的接口价格将高于平均价格。
总之，1Gbps或10Gbps光纤以太网接口的成本可望远远低于同速ATM或帧中继接口的成本。即使仅就兆比特速度而言，以太网设备的的成本相对较低，使10Mbps的接入成本将低于DS3(T3)电路上运行的电路交换接入管道成本，只是因为以太网光纤接口的成本远远低于SP信道排每端口的成本。此外，SP也在降低成本。例如，Yipe提出“带宽增加一倍，成本降低一半”，即每兆比特价格降低75%。Cogent Communicatios为100Mbps制定的统一价格为每月1000美元，而T1(1.544Mbps)月接入价格将从700到1200美元不等，视距离而定。
然而，只有当SP可以使用光纤(已预先在SP的POP到大楼之间敷设好)时，才能够实现成本的节约。目前，光纤以太网业务的基础是光纤已预先敷设，有别于其他SP业务(支付安装成本和月租费用即可使用)。因此，现在问题的关键是，当需要敷设新光纤时业务的价格是否还具有足够的吸引力。
交换式光纤以太网产品通常是基于第2层LAN交换机。但是，Foundry是基于其Biglron交换机系列销售光纤以太网，该系列属于第3层交换机。Foundry的选择说明了一个事实，即路由器和第3层交换机可以处理第2层，反之则不成立。光纤以太网方案使SP能够构建混合网络，其中一些位于第2层，而另一些则是第2/3层的组合。
北电的三种方法
许多公司只使用LAN设备来构建光纤以太网，而北电却例外，它可以通过三种方法来构建。如上所述，北电销售第2/3层LAN交换机--Passport 8600，还销售OPTera分/插复用器，它是一种能够通过北电的RPR方案和OPTera数据包边缘系统(OPTera Packet Edge System)协作的SONET光纤设备。最后，Nortel还在其DWDM产品上提供以太网连接。
尽管SONET和DWDM设备远远比LAN交换机昂贵，但是它们可以处理更多的业务，具有更高的可靠性，这一点恰是SP所青睐的。这些设备使北电的产品用于许多SP所关注的灵活性。例如，借助RPR方法，SPs可以在环路上传输光纤以太网，得到环路结构的自动保护支持，而且可以比LAN交换机更加有效地使用光纤带宽，因为LAN交换机要求直接连接。
北电的RPR方法可以支持SONET分/插复用器设备(以及DWDM设备)读取第2层的数据包报头，并将数据包放置到相应的SONET帧中(或optical lambda)以传输到目的地。当涉及时间槽，RPR采用异步定时技术，从而可以使数据包传输比SONET的固定长定时帧更加有效。
多数这种设备将出售给SP网络使用，但一些SP可能更倾向于在客户站点设置SONET或DWDM设备，允许不同企业共享同一接入光纤。此外，这些设备还具有非常可靠的接入优势。例如，如果一个大银行力求接入光纤以太网，则可以将其光纤直接连到北电RPR环路中的两点，这样，SP POP位于环路上，另外两个点连接到客户端。如果一条路线中的传输中断，则传输的业务将自动转换到另一条传输路线中。而且，北电还能够采用混和配置，将LAN交换机用于接入，将RPR或DWDM用于SP骨的干网。
这样，北电有两个产品系列，一个基于企业LAN交换机，另一个基于SP电信设备(SONET及DWDM)。这两个系列的成本存在很大差距，其中LAN交换机的成本为几万美元左右，而载波设备的成本至少为10万美元。载波设备具有全面的可靠性，完全符合NEBS标准，而且北电可保证其可用性达到99.999%。LAN交换机具有双电源以及可热插拔的交换系统和接口。然而，两者的可靠性并无太大的差别。
光纤以太网的用途
光纤以太网设备厂商和将要使用光纤以太网的SP的共识是，光纤以太网这种新技术将能够支持以下业务类型：
· 高带宽Internet接入以及(潜在的)其它通信接入，如帧中继和专线
· MAN(如前面所定义)
· MAN内的透明LAN业务(如前面所定义)，即固定速率的LAN到LAN通信
· 存贮区网络(SAN)业务，以太网链接将在本地服务器和远程存贮器之间代替或传输光纤信道连接
· VPN业务(类似于规划中基于多协议标记转换标准的VPN)，该业务是基于802.1p以太网标准
· 为其他SP提供的业务，用于集合和链接DSL及电缆调制解调器
· 可管理的LAN业务和可管理的Internet安全性业务
其他应用
更多的应用可望相继出现(如分组话音业务和光纤以太网话音业务)，这意味着光纤以太网将用作向VOIP骨干网传输话音的接入技术。老牌SP目前正集中注意力于接入业务，此业务可望在近期获利。
例如，Cogent Communication是一个由风险投资商Oak Investment Partners投资的一个新兴运营公司，正计划在12个大城市提供一项称为“光Internet”的业务。光Internet是一种基于光纤以太网的接入业务，它每月将提供100Mbps的固定带宽，成本为1000美元。芝加哥是Cogent最早开展业务的城市之一，它的T1接入成本大约为每月1000美元。由此，光纤以太网一旦被采用将大大降低成本。截至目前，它仅能在已敷设光纤的大楼中使用，在这个前提下可从Metromedia Fiber Network租用光纤。
其他一些公司也正在规划光纤以太网接入业务，其中包括Allied Riser Communications，FiberNet Telecom Group，Bell Canada的Bell Nexxia部门以及Stream ntelligent Networks等。Telseon计划年末在美国的20个城市提供这种业务。Yipes Communications已经开始提供Internet接入和MAN业务，而且正在美国的20个城市构建光纤环路。到11月初，它己在17个城市开展业务。在欧洲，CompleTel己在巴黎推出1Gbps接入业务。
迄今为止，这类业务大多基于千兆比特以太网，但可望采用多数光纤以太网具有的速率限制功能，从而将增加1Mbps。目前，1Gbps业务将全部光纤带宽用于千兆比特信息流，并且将此信息流分配给一个用户。当前大多数接入业务并不打算在楼群中安装本地交换设备。
这意味着，即使1Gbps以太网信息流的速率可以调整，但却不能共享，所以，如果一个客户占用1Mbps，那么1Gbps的其余功能将无法利用。
截至目前，只有Allied Riser的企业模式独树一帜，它商业大楼中敷设自己的光纤，然后在用户中共享接入带宽。这样，如果可能，它将在大楼或楼群内安装自己的LAN交换机和路由器。Allied Riser不提供终端到终端的光纤以太网，而是将光纤以太网用于本地的IP路由器。Allied Riser出售Internet接入带宽，每用户带宽从512Kbps到100Mbps不等，并且利用独立接口在大楼与最近POP间传输业务，速度可从T1到1Gbps，视情况而定。这有别于使用1Gbps以太网连接的Yipes以及其它公司，它们的传输传速率范围较小。
光纤以太网MAN
SP以高速接入为起点，正在力求向MAN扩展其业务，而且通常情况是可变速率的业务。但由于光纤以太网与以太网LAN密切相关，所以急需为分布极不集中的LAN提供全带宽连接，即透明的LAN业务。
尽管勿庸置疑的是，基于光纤以太网的网络不会在扩展到全国或全球，然而各种连接激增，很可能延伸到城域，因为许多公司打算在城域设立办事处。在城域，光纤以太网业务将称为MAN，它们将会与现有的MAN进行激烈竞争，其中与基于ATM和帧中继，以及，在更低程度上，基于SMDS的MAN的竞争将尤为激烈。
如果城域环路或者单个楼群内敷设有光纤，则在传输IP业务以及其它传统协议(如SNA，系统网络结构)时，光纤以太网会比ATM和其他IP技术更具价格优势。
尽管光纤以太网具有封装功能，可以传输令牌环路业务，但截至目前还未开发出封装标准。所以，ATM在这个领域内仍保持优势，但这一市场规模较小，且在日益萎缩。
传统领域和Novell Internetwork Packet Exchange(IPX)LAN领域的发展迈出极为重要的一步，即以太网无需采用昂贵的封装技术即可传输SNA和IPX业务。因此，光纤以太网将比ATM(每个第3层协议专门的接口)和基于路由器的网络(必须支付额外费用为每台设备配置多协议路由器)更具优势。ATM在连接不能使用光纤以太网连接的站点方面仍保持优势。
突发和固定速率MANs
IDC认为固定速率业务(如透明LAN和到光纤扩展SAN)将会在早期的光纤以太网中广泛应用，因为这些正是大型数据中心所要求使用的。光纤以太网交换机要求在所涉及的LAN交换机间设置直接链路，或者使用SONET(或如果可能，用DWDM)分配固定带宽。
Web主机托管业务和应用服务供应商(ASPs)将会对以100Mbps或更高速率连接站点更感兴趣，但这只是一个极有限的市场。企业用户仅会在站点间占用为数不多的固定带宽，原因很简单，很分散的公司办事处间平时很少要求使用高带宽链路接。因此，可望出现固定速率和突发光纤以太网业务。
除了连接企业站点，光纤以太网用户将希望能够高速接入Internet，意即部分光纤接入带宽用于接入Internet，部分用于接入MAN网络。在这一应用的推动下，在光纤以太网内部提供VPN功能的机会将早日到来。
基于VLAN的VPN
既然如此，VPN业务应该与计划推出的基于MPLS（多协议标记交换）的IP业务相似，该协议将数据包分为个人用户业务和/或特定级别的业务。以太网VPN与IP VPN不同，它无需使用隧道和加密，因为这些功能都不必要。
以太网VPN基于802.1q协议。802.1q能同802.1p一道为LAN数据包添加优先级分配功能，把数据包从其它的聚合的业务流量中差分出来，并为它们分配优先级别和QoS特性。因为802.1q是一个VLAN协议，不是VPN协议，所以它能规定虚拟广播域，而不能指定虚拟路径。但是，802.1q的报头能与以太网MAC地址一起使用。
标准802.1q能把网络分为4096个子网。但一些SP认为这还不够，所以北电网络把802.1q标记中的目的地址空间增大了一倍，达到24位，并把总标记长度增加到6个字节。地址空间增加一倍旨在把子网数量增加到1，700多万个。北电网络正计划陆续把修正方案提交给各标准委员会，首先是IETF（Internet工程专家小组）。
然而，由于802.1q VPN和MPLS VPN的概念相似，所以大量的工作都集中在开发能与MPLS协作运行的软件上。更严重的问题是，802.1q目前仍基于桥接的方法，这要求使用生成树算法，在大型网络中很难管理。
但是，SP似乎不会只通过第2层来构建大型的复杂网络。由此，802.1q则能够更好地用于分离发往或来自Internet的接入业务与发往或来自其它SP业务(如MAN)的接入业务。当802.1q报头在带宽更高的LAN骨干网中传输时，它将作为差分业务的工具在MAN中继续使用，例如，如果一个SP必须在单个本地骨干网线路上传输100位不同用户的100Mbps以太网业务流，最可行的方法就是把这些业务集中到一条10Gbps光纤以太网信道上。但以太网与ATM的恒定比特率业务不同，它不能集中业务流，只能集中单个业务流的数据包，这就意味着不同用户的数据包不能在10Gbp线路上混合，而确保各用户安全的唯一办法就是使用VPN字段。
因为每个数据包将按它被接收的先后顺序来处理，所以没有什么机制能保证每个用户都能从端到端网络得到100Mbps，除非SP过量使用10Gbps链路或一些用户比其他用户拥有更高的优先级，这样每个用户才可能获得100Mbps。因为线路昂贵，而且过量使用10Gbps链路是SP增加收入的传统方式，因此，SP过量使用10Gbps链路就是最可行的办法。当线路被过量使用时，SP将努力来保证QoS。使用802.1q和802.1p可把QoS的功能发挥到极限，但它不能扩展ATM的功能。
厂商把VPN看作光纤以太网的功能之一，但似乎VPN是属于MAN范畴，而且被它当作MAN业务销售。因此，在基于信道的VPN中，VPN功能是其他业务的实现技术，它本身不应被当作业务。
以太网或IP，还是以太网和IP？
光纤以太网借助低成本设备实现了成本节约，该技术的巨大优势是它是第二层业务。然而，该特性也有缺陷。如果超大第二层网络建成，他们会面临早期桥接式LAN所导致的问题，如广播风暴和环路故障。但如果在简单的SP网络中使用以太网，就能带来以下优势：
因为在SNA大型机上的以太网接口已使用多年，所以以太网能用低成本传统业务。而且，还能Novell的IPX。它们都无需封装入要求使用多协议路由器们在IP中(如果封装将增大它们的开支，还降低它们的速度)。
只要网络不复杂，光纤以太网就能开发广域或城域以太网，在这些网络中，企业只需在一中心站点维持一台或少量路由器。防火墙和服务器同样可被集中，这样便能方便管理。
当第三层协议使用IP时，SP就能在他们的站点上维护路由器和防火墙，并开展可管理的服务器业务和安全业务。该功能不一定适合大型企业，但非常适合小型企业、共享网络（如，在B2B骨干网中）和联合企业。
光纤以太网和IP在光链路设备上的差别表现为他们分别使用不同的接口，即分别为10Gbps以太网NIC接口和OC-192c POS（SONET上的数据包）接口，它们都以相同的10Gbps数据速率运行。
他们之间最主要的差别就是价格。10Gbps光纤以太网NIC的售价还不清楚，估计就几万美元，但OC-192C POS卡的售价高达20万美元左右。尽管10Gbps以太网标准已经提出，但差别仍然存在，例如像POS，也同样在SONET帧中运行数据包。添加SONET就意味着要增加设备成本，虽然如此，但动态市场要求以太网设备的成本远远低于路由器或ATM领域的设备成本。
以太网NIC与POS接口最明显的差别是，以太网能传输IP，而POS却不能传输以太网（或其他协议）。光纤以太网接口可分别以10Mbps、100Mbps和1Gbps速率运行，而标准POS则必须以SONET OC的速率(如：OC-1 51.8Mbps、OC-3c 155.5Mbps等)运行，该速率与LAN的速度无关。
新环路会影响市场吗？
我们通常提到的环路有两种，即SONET环路和FDDI（光纤分布式数据接口）环路。以太网环路似乎是一个全新的概念，但实际上光纤以太网交换机环路概念早在新IEEE标准制定小组(802.17 Resilient Packet Ring)组建前就已经存在了。
我们已经建立了开发基地来开发高速、环路配置的本地SP数据包骨干网，该骨干网可望以SONET环路的速度来提供备用路径，即少于50毫秒。SP将使用802.17 RPR，而不用直接把第二层交换机相互连接，也不用直接使用ATM或SONET本地骨干网。Cisco、北电网络(请参阅前面“北电网络的三种方法”部分)和其他公司已经向该小组提出了建议。
RPR概念依赖于光传输，它的骨干网环路速率预计不会低于622Mbps，能在10Gbps以太网交换机间连接上运行。RPR与SONET不同，它是基于数据包而非固定时隙。但是它与北电网络的RPR一样，都能使用异步定时。
起初，大家对802.17的提议集中于光纤以太网领域能，但实际上802.17环路不仅仅能运转以太网数据包。一些委员会成员希望协议能提供IP环路（即不在以太网中封装IP），其他委员希望它能够传输帧中继。虽然这会为在802.17 RPR中使用的设备创建更大的市场，但它会把该设备转变为多协议交换机，这样不但增加复杂性，提高成本。委员会可能会更加重视设置流量控制，过去正是该领域阻滞了标准的制定。
对光纤以太网设备的基本要求
SONET、DWDM和特殊环路可能会在SP本地骨干网中扮演重要角色，但SP光纤以太网的边缘仍将依赖第二层交换机。无论怎样，随着该市场的扩大，目前使用的企业LAN交换机急需进行改进。例如，目前LAN交换机的端口很少，但是作为SP网络的边缘，它们的密度必须增加，以便能在接入端提供数百个端口，并在骨干网一端提供十二个或更多端口，具体情况要根据他们是否必须直接连接其他交换机或是否能把业务流量集中而定。
除了增加密度以外，SP可能还需要极高的可靠性和强韧性，也许更严格地遵循NEBS规程，并提供99.999%的可用性。对于光纤以太网，新型LAN交换机希望特殊以太网能提供QoS功能，以及在网络上传输话音和为各个数据包计费的功能。许多在该市场使用的LAN交换机已具备限制用户使用带宽的功能。将来，行业将会普遍要求轻松增加可用带宽，以及能够与SP计费软件配套使用。
结语
虽然在不久的将来，企业使用光纤以太网业务可能会局限于市中心的商业区，但是光纤以太网产品还可用于SP本地骨干网中，用于传输SP间的业务。在相同的高带宽中，该设备会比路由器和ATM设备更具成本优势，除非它变得异常复杂（如变为多协议）。
然而，光纤以太网不会取代路由器（因为仍然需要路由器来接入Internet以及国内和国际IP链路）和ATM。然而，由于1Gbps和10Gbps以太网所需设备的成本远远低于POS或ATM设备，所以使用1Gbps和10Gbps以太网连接就如同使用LAN交换机一样，比路由器更具吸引力。
光纤以太网技术可带来大量创收业务，包括MAN业务、透明LAN业务和SAN的扩展业务。一些SP还希望能够提供可管理的路由器业务和安全业务。一些联合企业和B2B网络可能会使用光纤以太网链路来替代VPN。
该领域的新设备必须能提供高强韧性，可能包括NEBS标准和QoS功能(诸如数据包分级和拥塞管理)。所有未来产品可能需要具备业务设置功能，包括限制和扩展带宽的功能。
摘自《光纤新闻网》
目前，光纤以太网可以实现10Mbps，100Mbps以及1Gbps等标准以太网速度，而达到10Gbps后它更将成为各种业务的亮点。
迄今为止，基本接入端口速度为10M/100Mbps，而最终用户以1Mbps或10Mbps为单位来使用网络。光纤以太网业务与其它宽带接入(例如DS3)相比更为经济高效，但到目前为止它的使用只限于办公大楼或楼群内己铺设光纤的地方。使用以太网的这种新方法的战略价值不仅仅限于廉价的接入。它既可用于接入网，也可用于服务供应商网络中的本地骨干网。它可以只用在第2层，也可以作为实现第3层业务的有效途径。它可以支持IP、IPX以及其它传统协议。此外，由于在本质上它仍属于LAN，因此可用来帮助服务供应商管理企业LAN及企业LAN和其它网之间的互连。
本文讨论了LAN交换机和服务供应商网络中其它设备如何演进以支持高速接入业务，并以在广域光纤传输网络中运行的以太网数据包为基础提供城域网(MANS)业务。在铺设有光纤的楼宇中，光纤以太网连接方式的费用远远低于基于DS3或高速ATM业务的电路连接。
网络运营商将光纤以太网视为一种低成本技术，可以用于连接其各个汇接点。规划中的光纤以太网MAN业务将与现有的ATM、帧中继或SMDS网络产生激烈的竞争。
在802.1qVLAN标准的基础上可望开发出光纤以太网虚拟专用网络功能。关于此项标准的议案经重新讨论可以增加VLAN扇区的数量，由此，VPN的数量将从数千个增加到几十万个。光纤以太网VPN很可能会归入范围广泛的MAN领域。
目前及规划中的光纤以太网设备是以第2层LAN交换机、第3层LAN交换机，SONET设备和DWDM为基础。一些公司正计划推出专为网络运营商设计的光纤以太网交换机，这种交换机具有多种特性，可以尽量确保服务质量(如实现数据包分类和拥塞管理等)。所有未来产品均可能要求下列关键技术和性能：高可靠性、高端口密度、服务质量保证等功能。
WAN以太网解决方案
最近，一些LAN设备生产商已开始推出新产品，旨在将以太网交换机的优点纳入WAN领域。网络运营商将以太网交换机用于其网络已有多年历史了。同样，以太网交换机使用光纤接口也已非一朝一夕。光纤LAN产品具有长距离传输功能，足以将信号传输到距离网络运营商最近的POP节点。
光纤以太网是一个重大的创新，以太网产品的价格可望比ATM产品还有路由器的价格更低，因此，将极大地影响网络运营商购买其它网络设备。一些运营商先后推出基于以太网的光纤业务。对于专门致力于光纤接入领域的网络运营商，甚至还有一个新名字——FLEC。
客户端概述
在这一领域从事设备销售的生产商有很多，迄今为止，除北电的RPR方案外，其余业务均是在企业LAN交换机上进行。由于光纤以太网具有WAN的功能，势必将促使向运营商出售LAN光纤以太网设备。截至目前，光纤以太网的客户端设备仅仅能在配有接口的客户端上接入这种新技术。这种接口采用以太网光网接口卡(NIC)形式，可以与企业路由器或交换机相连。目前，运营商主张网卡直接连接到企业第二层以太网交换机上。然而，就Internet接入而言，企业更倾向于使用路由器，因为这些企业希望通过防火墙来实现安全的保证。
另一种可选配置方案可望出现，即客户端将不配置防火墙和路由器。根据这种配置方案，光纤以太网接口将直接连接到第二层企业交换机中，路由器和防火墙将配置在运营商端。由此，运营商将能够提供可以管理的路由器，保证业务的安全性。该系统对于中小企业、联合企业以及B2B电子商务网络将具有很大吸引力，而大企业一般不会采用这种系统。
限制因素
光纤以太网的灵活性和相对较低的价格使它很受欢迎。但是有一个因素限制了它的直接影响，即运营商已敷设光纤的大楼或楼群很少。光纤是光纤以太网不可或缺的组件，所以光纤以太网业务只能在已部署光纤的地方，或者可以快捷廉价地铺设新光纤的地方提供。
在大城市的中心区，网络运营商仅仅在大约8-10%的楼宇内部署了光纤，幸运的是，对光纤以太网的这一限制只对最终用户业务起作用。光纤以太网的另一大市场在运营商的网络中，其中光纤以太网可以用于构成运营商的本地骨干网、互连网络或者DSL网络。光纤以太网中企业只能使用光纤的严格限制将逐渐变得模糊，因为光纤以太网向相邻地区的扩展及高速DSL到各个企业的扩展这一混合配置将很可能发生。
定义
以下定义与光纤以太网设备和可能使用该设备的一些业务有关。如上所述，光纤以太网可以单纯用作接入业务。然而，SP设想他们早期销售的产品可用于提供MAN业务，并在MAN间提供透明的LAN业务。
以下是本文中所用的术语：
· 光纤以太网：根据IDC的定义，光纤以太网指利用在光纤上运行以太网LAN数据包接入SP网络或在SP网络中进行接入。底层连接可以以任何标准的以太网速度运行，包括10Mbps、100Mbps、1Gbps或10Gbps，但在此情况下，这些连接必须以全双工速度(例如双向10Mbps)运行。光纤以太网业务能够应用交换机的速率限制功能，以非标准的以太网速度运行。光纤以太网中使用的光纤链路可以是光纤全带宽(即所谓的“暗光纤”)、一个SONET连接或者是DWDM。光纤以太网可以在交换式LAN的基础上运行，尽管它们可以互联共享的LAN。
· 光纤以太网业务：IDC将SP基于光纤以太网接入电路所提供的业务称为光纤以太网业务。光纤以太网业务可以用于创建MAN和透明的LAN，或者仅用于创建高速Internet接入。
· 城域网(MAN)：根据IDC的定义，MAN指基于分组的广域数据业务，这种业务专门用于在有限的地理区域互连独立的LAN。这个区域可以小至一个大城市的金融中心，大到包括若干城市并连带周围的郊区。目前，MAN的构建基础是ATM，帧中继和SMDS。
· 透明的LAN业务(TLS)：根据IDC的定义，透明的LAN业务指一种基于分组的广域数据业务，旨在互连独立的LAN，而且所使用的速率必须能够足以传输所连的全部LAN带宽(例如应用于10Base T的10Mbps全双工)。MAN领域的透明LAN业务被视为光纤以太网设备的早期强势市场之一。然而，因为只有少数公司要求每天24小时提供高带宽连接，所以可变速率业务的普及还需要相当长的一段时间。
光纤以太网设备
光纤以太网最富吸引力的特点是能够提供价格低廉的业务，因为它的多数设备的成本相对较低。大多数光纤以太网设备包括相同的企业第2层以太网交换机(目前早己在企业中普及)，并配备光纤接口。
成本
以太网交换机以大量安装，价格可望急剧下降。例如，千兆比特交换机的平均价格在1999年第一季度是1288美元，而同年第二季度则为768美元。由于光纤以太网需要高强度的激光将信号传输到最近的POP，所以预计它的接口价格将高于平均价格。
总之，1Gbps或10Gbps光纤以太网接口的成本可望远远低于同速ATM或帧中继接口的成本。即使仅就兆比特速度而言，以太网设备的的成本相对较低，使10Mbps的接入成本将低于DS3(T3)电路上运行的电路交换接入管道成本，只是因为以太网光纤接口的成本远远低于SP信道排每端口的成本。此外，SP也在降低成本。例如，Yipe提出“带宽增加一倍，成本降低一半”，即每兆比特价格降低75%。Cogent Communicatios为100Mbps制定的统一价格为每月1000美元，而T1(1.544Mbps)月接入价格将从700到1200美元不等，视距离而定。
然而，只有当SP可以使用光纤(已预先在SP的POP到大楼之间敷设好)时，才能够实现成本的节约。目前，光纤以太网业务的基础是光纤已预先敷设，有别于其他SP业务(支付安装成本和月租费用即可使用)。因此，现在问题的关键是，当需要敷设新光纤时业务的价格是否还具有足够的吸引力。
交换式光纤以太网产品通常是基于第2层LAN交换机。但是，Foundry是基于其Biglron交换机系列销售光纤以太网，该系列属于第3层交换机。Foundry的选择说明了一个事实，即路由器和第3层交换机可以处理第2层，反之则不成立。光纤以太网方案使SP能够构建混合网络，其中一些位于第2层，而另一些则是第2/3层的组合。
北电的三种方法
许多公司只使用LAN设备来构建光纤以太网，而北电却例外，它可以通过三种方法来构建。如上所述，北电销售第2/3层LAN交换机--Passport 8600，还销售OPTera分/插复用器，它是一种能够通过北电的RPR方案和OPTera数据包边缘系统(OPTera Packet Edge System)协作的SONET光纤设备。最后，Nortel还在其DWDM产品上提供以太网连接。
尽管SONET和DWDM设备远远比LAN交换机昂贵，但是它们可以处理更多的业务，具有更高的可靠性，这一点恰是SP所青睐的。这些设备使北电的产品用于许多SP所关注的灵活性。例如，借助RPR方法，SPs可以在环路上传输光纤以太网，得到环路结构的自动保护支持，而且可以比LAN交换机更加有效地使用光纤带宽，因为LAN交换机要求直接连接。
北电的RPR方法可以支持SONET分/插复用器设备(以及DWDM设备)读取第2层的数据包报头，并将数据包放置到相应的SONET帧中(或optical lambda)以传输到目的地。当涉及时间槽，RPR采用异步定时技术，从而可以使数据包传输比SONET的固定长定时帧更加有效。
多数这种设备将出售给SP网络使用，但一些SP可能更倾向于在客户站点设置SONET或DWDM设备，允许不同企业共享同一接入光纤。此外，这些设备还具有非常可靠的接入优势。例如，如果一个大银行力求接入光纤以太网，则可以将其光纤直接连到北电RPR环路中的两点，这样，SP POP位于环路上，另外两个点连接到客户端。如果一条路线中的传输中断，则传输的业务将自动转换到另一条传输路线中。而且，北电还能够采用混和配置，将LAN交换机用于接入，将RPR或DWDM用于SP骨的干网。
这样，北电有两个产品系列，一个基于企业LAN交换机，另一个基于SP电信设备(SONET及DWDM)。这两个系列的成本存在很大差距，其中LAN交换机的成本为几万美元左右，而载波设备的成本至少为10万美元。载波设备具有全面的可靠性，完全符合NEBS标准，而且北电可保证其可用性达到99.999%。LAN交换机具有双电源以及可热插拔的交换系统和接口。然而，两者的可靠性并无太大的差别。
光纤以太网的用途
光纤以太网设备厂商和将要使用光纤以太网的SP的共识是，光纤以太网这种新技术将能够支持以下业务类型：
· 高带宽Internet接入以及(潜在的)其它通信接入，如帧中继和专线
· MAN(如前面所定义)
· MAN内的透明LAN业务(如前面所定义)，即固定速率的LAN到LAN通信
· 存贮区网络(SAN)业务，以太网链接将在本地服务器和远程存贮器之间代替或传输光纤信道连接
· VPN业务(类似于规划中基于多协议标记转换标准的VPN)，该业务是基于802.1p以太网标准
· 为其他SP提供的业务，用于集合和链接DSL及电缆调制解调器
· 可管理的LAN业务和可管理的Internet安全性业务
其他应用
更多的应用可望相继出现(如分组话音业务和光纤以太网话音业务)，这意味着光纤以太网将用作向VOIP骨干网传输话音的接入技术。老牌SP目前正集中注意力于接入业务，此业务可望在近期获利。
例如，Cogent Communication是一个由风险投资商Oak Investment Partners投资的一个新兴运营公司，正计划在12个大城市提供一项称为“光Internet”的业务。光Internet是一种基于光纤以太网的接入业务，它每月将提供100Mbps的固定带宽，成本为1000美元。芝加哥是Cogent最早开展业务的城市之一，它的T1接入成本大约为每月1000美元。由此，光纤以太网一旦被采用将大大降低成本。截至目前，它仅能在已敷设光纤的大楼中使用，在这个前提下可从Metromedia Fiber Network租用光纤。
其他一些公司也正在规划光纤以太网接入业务，其中包括Allied Riser Communications，FiberNet Telecom Group，Bell Canada的Bell Nexxia部门以及Stream ntelligent Networks等。Telseon计划年末在美国的20个城市提供这种业务。Yipes Communications已经开始提供Internet接入和MAN业务，而且正在美国的20个城市构建光纤环路。到11月初，它己在17个城市开展业务。在欧洲，CompleTel己在巴黎推出1Gbps接入业务。
迄今为止，这类业务大多基于千兆比特以太网，但可望采用多数光纤以太网具有的速率限制功能，从而将增加1Mbps。目前，1Gbps业务将全部光纤带宽用于千兆比特信息流，并且将此信息流分配给一个用户。当前大多数接入业务并不打算在楼群中安装本地交换设备。
这意味着，即使1Gbps以太网信息流的速率可以调整，但却不能共享，所以，如果一个客户占用1Mbps，那么1Gbps的其余功能将无法利用。
截至目前，只有Allied Riser的企业模式独树一帜，它商业大楼中敷设自己的光纤，然后在用户中共享接入带宽。这样，如果可能，它将在大楼或楼群内安装自己的LAN交换机和路由器。Allied Riser不提供终端到终端的光纤以太网，而是将光纤以太网用于本地的IP路由器。Allied Riser出售Internet接入带宽，每用户带宽从512Kbps到100Mbps不等，并且利用独立接口在大楼与最近POP间传输业务，速度可从T1到1Gbps，视情况而定。这有别于使用1Gbps以太网连接的Yipes以及其它公司，它们的传输传速率范围较小。
光纤以太网MAN
SP以高速接入为起点，正在力求向MAN扩展其业务，而且通常情况是可变速率的业务。但由于光纤以太网与以太网LAN密切相关，所以急需为分布极不集中的LAN提供全带宽连接，即透明的LAN业务。
尽管勿庸置疑的是，基于光纤以太网的网络不会在扩展到全国或全球，然而各种连接激增，很可能延伸到城域，因为许多公司打算在城域设立办事处。在城域，光纤以太网业务将称为MAN，它们将会与现有的MAN进行激烈竞争，其中与基于ATM和帧中继，以及，在更低程度上，基于SMDS的MAN的竞争将尤为激烈。
如果城域环路或者单个楼群内敷设有光纤，则在传输IP业务以及其它传统协议(如SNA，系统网络结构)时，光纤以太网会比ATM和其他IP技术更具价格优势。
尽管光纤以太网具有封装功能，可以传输令牌环路业务，但截至目前还未开发出封装标准。所以，ATM在这个领域内仍保持优势，但这一市场规模较小，且在日益萎缩。
传统领域和Novell Internetwork Packet Exchange(IPX)LAN领域的发展迈出极为重要的一步，即以太网无需采用昂贵的封装技术即可传输SNA和IPX业务。因此，光纤以太网将比ATM(每个第3层协议专门的接口)和基于路由器的网络(必须支付额外费用为每台设备配置多协议路由器)更具优势。ATM在连接不能使用光纤以太网连接的站点方面仍保持优势。
突发和固定速率MANs
IDC认为固定速率业务(如透明LAN和到光纤扩展SAN)将会在早期的光纤以太网中广泛应用，因为这些正是大型数据中心所要求使用的。光纤以太网交换机要求在所涉及的LAN交换机间设置直接链路，或者使用SONET(或如果可能，用DWDM)分配固定带宽。
Web主机托管业务和应用服务供应商(ASPs)将会对以100Mbps或更高速率连接站点更感兴趣，但这只是一个极有限的市场。企业用户仅会在站点间占用为数不多的固定带宽，原因很简单，很分散的公司办事处间平时很少要求使用高带宽链路接。因此，可望出现固定速率和突发光纤以太网业务。
除了连接企业站点，光纤以太网用户将希望能够高速接入Internet，意即部分光纤接入带宽用于接入Internet，部分用于接入MAN网络。在这一应用的推动下，在光纤以太网内部提供VPN功能的机会将早日到来。
基于VLAN的VPN
既然如此，VPN业务应该与计划推出的基于MPLS（多协议标记交换）的IP业务相似，该协议将数据包分为个人用户业务和/或特定级别的业务。以太网VPN与IP VPN不同，它无需使用隧道和加密，因为这些功能都不必要。
以太网VPN基于802.1q协议。802.1q能同802.1p一道为LAN数据包添加优先级分配功能，把数据包从其它的聚合的业务流量中差分出来，并为它们分配优先级别和QoS特性。因为802.1q是一个VLAN协议，不是VPN协议，所以它能规定虚拟广播域，而不能指定虚拟路径。但是，802.1q的报头能与以太网MAC地址一起使用。
标准802.1q能把网络分为4096个子网。但一些SP认为这还不够，所以北电网络把802.1q标记中的目的地址空间增大了一倍，达到24位，并把总标记长度增加到6个字节。地址空间增加一倍旨在把子网数量增加到1，700多万个。北电网络正计划陆续把修正方案提交给各标准委员会，首先是IETF（Internet工程专家小组）。
然而，由于802.1q VPN和MPLS VPN的概念相似，所以大量的工作都集中在开发能与MPLS协作运行的软件上。更严重的问题是，802.1q目前仍基于桥接的方法，这要求使用生成树算法，在大型网络中很难管理。
但是，SP似乎不会只通过第2层来构建大型的复杂网络。由此，802.1q则能够更好地用于分离发往或来自Internet的接入业务与发往或来自其它SP业务(如MAN)的接入业务。当802.1q报头在带宽更高的LAN骨干网中传输时，它将作为差分业务的工具在MAN中继续使用，例如，如果一个SP必须在单个本地骨干网线路上传输100位不同用户的100Mbps以太网业务流，最可行的方法就是把这些业务集中到一条10Gbps光纤以太网信道上。但以太网与ATM的恒定比特率业务不同，它不能集中业务流，只能集中单个业务流的数据包，这就意味着不同用户的数据包不能在10Gbp线路上混合，而确保各用户安全的唯一办法就是使用VPN字段。
因为每个数据包将按它被接收的先后顺序来处理，所以没有什么机制能保证每个用户都能从端到端网络得到100Mbps，除非SP过量使用10Gbps链路或一些用户比其他用户拥有更高的优先级，这样每个用户才可能获得100Mbps。因为线路昂贵，而且过量使用10Gbps链路是SP增加收入的传统方式，因此，SP过量使用10Gbps链路就是最可行的办法。当线路被过量使用时，SP将努力来保证QoS。使用802.1q和802.1p可把QoS的功能发挥到极限，但它不能扩展ATM的功能。
厂商把VPN看作光纤以太网的功能之一，但似乎VPN是属于MAN范畴，而且被它当作MAN业务销售。因此，在基于信道的VPN中，VPN功能是其他业务的实现技术，它本身不应被当作业务。
以太网或IP，还是以太网和IP？
光纤以太网借助低成本设备实现了成本节约，该技术的巨大优势是它是第二层业务。然而，该特性也有缺陷。如果超大第二层网络建成，他们会面临早期桥接式LAN所导致的问题，如广播风暴和环路故障。但如果在简单的SP网络中使用以太网，就能带来以下优势：
因为在SNA大型机上的以太网接口已使用多年，所以以太网能用低成本传统业务。而且，还能Novell的IPX。它们都无需封装入要求使用多协议路由器们在IP中(如果封装将增大它们的开支，还降低它们的速度)。
只要网络不复杂，光纤以太网就能开发广域或城域以太网，在这些网络中，企业只需在一中心站点维持一台或少量路由器。防火墙和服务器同样可被集中，这样便能方便管理。
当第三层协议使用IP时，SP就能在他们的站点上维护路由器和防火墙，并开展可管理的服务器业务和安全业务。该功能不一定适合大型企业，但非常适合小型企业、共享网络（如，在B2B骨干网中）和联合企业。
光纤以太网和IP在光链路设备上的差别表现为他们分别使用不同的接口，即分别为10Gbps以太网NIC接口和OC-192c POS（SONET上的数据包）接口，它们都以相同的10Gbps数据速率运行。
他们之间最主要的差别就是价格。10Gbps光纤以太网NIC的售价还不清楚，估计就几万美元，但OC-192C POS卡的售价高达20万美元左右。尽管10Gbps以太网标准已经提出，但差别仍然存在，例如像POS，也同样在SONET帧中运行数据包。添加SONET就意味着要增加设备成本，虽然如此，但动态市场要求以太网设备的成本远远低于路由器或ATM领域的设备成本。
以太网NIC与POS接口最明显的差别是，以太网能传输IP，而POS却不能传输以太网（或其他协议）。光纤以太网接口可分别以10Mbps、100Mbps和1Gbps速率运行，而标准POS则必须以SONET OC的速率(如：OC-1 51.8Mbps、OC-3c 155.5Mbps等)运行，该速率与LAN的速度无关。
新环路会影响市场吗？
我们通常提到的环路有两种，即SONET环路和FDDI（光纤分布式数据接口）环路。以太网环路似乎是一个全新的概念，但实际上光纤以太网交换机环路概念早在新IEEE标准制定小组(802.17 Resilient Packet Ring)组建前就已经存在了。
我们已经建立了开发基地来开发高速、环路配置的本地SP数据包骨干网，该骨干网可望以SONET环路的速度来提供备用路径，即少于50毫秒。SP将使用802.17 RPR，而不用直接把第二层交换机相互连接，也不用直接使用ATM或SONET本地骨干网。Cisco、北电网络(请参阅前面“北电网络的三种方法”部分)和其他公司已经向该小组提出了建议。
RPR概念依赖于光传输，它的骨干网环路速率预计不会低于622Mbps，能在10Gbps以太网交换机间连接上运行。RPR与SONET不同，它是基于数据包而非固定时隙。但是它与北电网络的RPR一样，都能使用异步定时。
起初，大家对802.17的提议集中于光纤以太网领域能，但实际上802.17环路不仅仅能运转以太网数据包。一些委员会成员希望协议能提供IP环路（即不在以太网中封装IP），其他委员希望它能够传输帧中继。虽然这会为在802.17 RPR中使用的设备创建更大的市场，但它会把该设备转变为多协议交换机，这样不但增加复杂性，提高成本。委员会可能会更加重视设置流量控制，过去正是该领域阻滞了标准的制定。
对光纤以太网设备的基本要求
SONET、DWDM和特殊环路可能会在SP本地骨干网中扮演重要角色，但SP光纤以太网的边缘仍将依赖第二层交换机。无论怎样，随着该市场的扩大，目前使用的企业LAN交换机急需进行改进。例如，目前LAN交换机的端口很少，但是作为SP网络的边缘，它们的密度必须增加，以便能在接入端提供数百个端口，并在骨干网一端提供十二个或更多端口，具体情况要根据他们是否必须直接连接其他交换机或是否能把业务流量集中而定。
除了增加密度以外，SP可能还需要极高的可靠性和强韧性，也许更严格地遵循NEBS规程，并提供99.999%的可用性。对于光纤以太网，新型LAN交换机希望特殊以太网能提供QoS功能，以及在网络上传输话音和为各个数据包计费的功能。许多在该市场使用的LAN交换机已具备限制用户使用带宽的功能。将来，行业将会普遍要求轻松增加可用带宽，以及能够与SP计费软件配套使用。
结语
虽然在不久的将来，企业使用光纤以太网业务可能会局限于市中心的商业区，但是光纤以太网产品还可用于SP本地骨干网中，用于传输SP间的业务。在相同的高带宽中，该设备会比路由器和ATM设备更具成本优势，除非它变得异常复杂（如变为多协议）。
然而，光纤以太网不会取代路由器（因为仍然需要路由器来接入Internet以及国内和国际IP链路）和ATM。然而，由于1Gbps和10Gbps以太网所需设备的成本远远低于POS或ATM设备，所以使用1Gbps和10Gbps以太网连接就如同使用LAN交换机一样，比路由器更具吸引力。
光纤以太网技术可带来大量创收业务，包括MAN业务、透明LAN业务和SAN的扩展业务。一些SP还希望能够提供可管理的路由器业务和安全业务。一些联合企业和B2B网络可能会使用光纤以太网链路来替代VPN。
该领域的新设备必须能提供高强韧性，可能包括NEBS标准和QoS功能(诸如数据包分级和拥塞管理)。所有未来产品可能需要具备业务设置功能，包括限制和扩展带宽的功能。
摘自《光纤新闻网》
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