電信級以太網的發展現狀與走向
訊石光通訊網
2008/7/2 9:30:21
1、發展現狀
以太網作為一種快速、簡單和高帶寬的局域網（LAN）技術，在企業中已經使用了30年之久。由于不具備電信運營商所要求的屬性，故多年來人們一直低估以太網的應用。隨著電信級以太網的出現，以太網現已成為一種標準，運營商既用它來提供接入業務，也用它來提供端到端業務。以太網最終滲透到運營商自己的網絡里。
電信級以太網始于城域網，現正向各種接入技術和全球網絡延伸。4年前，由大約35家公司（多數是設備制造商）發起成立了城域以太網論壇（MEF），旨在把以太網變成能讓電信運營商使用的技術，即電信級以太網，為開拓這一市場奠定基礎。MEF定義了兩種電信級以太網業務類型：E-Line（點到點）和E-LAN（跨越多點）。E-Line也叫以太網虛擬專線，是點到點的，業務流可預測，有很好的服務質量，具備提供服務水平協議（SLA）的能力。而在E-LAN業務中，以太網仍是盡力而為的，能滿足數據業務的需要，但不能滿足諸如話音那樣的重要應用。MEF還定義電信級以太網與其他標準互通的一些規范。這些工作很快得到了設備制造商、運營商和其他公司的廣泛響應?，F在在北美運營商中間已經形成共識：未來的網絡在核心將基于IP/MPLS，在下游基于以太網。
大約在一年半之前，一些主要的電信公司開始介入MEF，使它的成員數量增加到目前的100多個，諸如Verizon、BT、COLT、Orange和AT&T等公司都加入了MEF。電信公司加入MEF是因為它們看到了電信級以太網在大企業應用方面已經獲得可喜的成功。例如，電信級以太網目前已經成為Verizon以兩位數，甚至以三位數快速增長的一個產品，大大超過了預期值。
據Infonics稱，到2009年全球電信級以太網的業務收入將從2005年的59億美元增加到220億，增長280%。其中75%來自以太網專線、廣域網接入和透明局域網業務。尤其是銀行，特別關注大容量對等連接，包括備份和存儲應用以及實時金融業務應用等。在設備市場方面，2006年美國的電信級以太網設備銷售額每季度增長5%～15%，其市場規模在第2季度已達到3150萬美元，比2005年同期增長50%以上。
以太網在美國之所以增長那么快，原因有多方面。一是由于摩爾定律，以太網芯片成本隨著時間下降很快，與ATM和TDM相比有很大的競爭優勢。二是美國的許多最終用戶的帶寬需求現在以每年30%～100%的速度在增長?；趲欣^、ATM和專線的傳統組網技術不能滿足這些用戶如此增長的帶寬需求。最終用戶認為以太網是一種能夠繼續成本有效地擴展其網絡的技術，它們要求運營商提供電信級以太網服務，以滿足它們日益增長的帶寬需求。三是對運營商自身而言目前也有大幅度擴展網絡的內部需求，因為它們（如Verizon）正在向消費者提供諸如娛樂業務這樣的高帶寬應用。傳統技術同樣不能適應，所以許多電信運營商現正在為高帶寬應用實施電信級以太網。
從目前MEF的成員組成來看，電信級以太網已經呈現一種全球現象，因為其成員來自世界各地，包括中國電信、Orange、BT、Telus、Bell Canada與VSNL等。但真正要使它變為全球無所不在還存在很大挑戰。電信級以太網將在標準和應用兩個方面繼續激勵創新，迎接挑戰。
2、主要特征
電信級以太網包括以下主要特征：
●電信級以太網是一種無所不在、標準化的電信級業務，它具備普通局域以太網所沒有的五大屬性（下文詳述）；
●電信級以太網帶來了以太網在成本方面的明顯優點，可以大大節省成本；
●電信級以太網把以太網的使用推向全球網、城域網和接入網領域，而且還便于把以太網業務的可擴展性帶給各種現有的和新出現的匯聚網技術。
由于電信級以太網能使企業、住宅和無線業務使用公共的基礎設施，為提供高速、高性能、高移動性和低成本業務創造了機會，為新一代企業、住宅和移動應用的增長鋪平了道路。
電信級以太網極大地改變了企業的運作方式以及信息在企業內部和企業之間的流動方式。得以實現的應用或者得到明顯增強的應用包括點到點接入、服務器合并、災后恢復、面向服務的體系結構以及互聯網接入。最吸引IT行業的是高速、可控、可靠性、可擴展性、性能好、成本低、實施簡單。
電信級以太網的泛在性還使它成為向住宅用戶提供互聯網、娛樂、寬帶數據、話音和視頻的一種理想手段，并創造了按需提供的經驗。這些都由電信級以太網的良好基本屬性所致。
3、五大屬性
對電信級以太網，業界歸納了以下五大屬性：
?。?）標準化的業務
●E-Line和E-LAN提供透明的專線、VPL和LAN業務；
●通過標準化的設備在本地和全球范圍提供無所不在的服務；
●用戶的LAN設備或網絡不要求變，可以容納現有的網絡連接，如時間敏感的TDM業務和信令；
●比較理想地適合于話音、視頻和數據融合的網絡；
●提供寬泛的選擇，帶寬顆粒和QoS都可任選。
?。?）可擴展性
●具備讓數百萬人使用同一網絡服務的能力，適合于各種各樣的商業、信息、通信與娛樂應用，包括話音、視頻和數據；
●可以在各種物理基礎設施上提供包括接入、城域、全國和全球在內的業務，這些基礎設施包括以太網、Wi-Fi、WiMAX、DSL、電纜以及各種光網，它們都由不同的運營商實施；
●帶寬的擴展性可以從1 Mbit/s到10 Gbit/s，甚至更大，按顆粒逐步增加。
?。?）可靠性
●網絡具備檢測和恢復事故的能力，而且不影響用戶；
●滿足最嚴的質量和可用性要求；
●當發生問題時能夠在50ms內予以迅速恢復。
?。?）服務質量
●在融合的企業、住宅和無線網絡上提供有保證的端到端性能，符合話音、數據和視頻的要求；
●提供寬泛的選擇，帶寬顆粒和QoS都可任選；
●有保證的端到端性能，從而允許基于設備身份登記、承諾的信息速率、幀丟失、時延和時延變化特性去制定服務水平協議（SLA）。
?。?）業務管理
●具備監視、診斷和集中管理網絡的能力，使用基于標準的設備供應商的獨立設施；
●電信級OAM；
●快速業務提供。
4、引人注目的應用
為企業而設計的城域以太網早已進入了教育、保健和金融部門，現在應用開始變得越來越復雜，除了進入醫療圖像和金融事務處理等領域，在學校里，以太網既用來支持其行政工作，也用于互聯網連接各個學校和圖書館的回傳線路。但是無論在企業市場還是在住宅市場，電信級以太網沒有單一的殺手锏應用，只是出現了一些引人注目的應用。對企業（尤其是大企業）而言，它們越來越把以太網看作一石多鳥的手段，包括把它們的IT和電話基礎設施標準化為一種技術以及容納不斷變化的企業需求，甚至希望能把災后恢復、磁碟鏡像、規制遵從、數據中心備份等工作都通過以太網集中在一起。例如，在規制遵從方面，現在有些國家的醫療保險便攜與說明法以及電子簽名法都要求企業留存和實時交換相應文檔，其中有些文檔是很大的，如病人的X光片，這使以太網成為連接辦公室或企業的一種很有吸引力的手段，因為它的帶寬能力強。另外一個例子是石油公司和天然氣公司為了編寫季度財務報告，在上載其鉆井分析報告時也會產生大量數據。這些規制產生了高可靠帶寬的大量需求。在單一的網絡技術上運行多種應用對企業的CIO和IT經理時非常有吸引力的，因為這將減少企業的總成本。對中小企業尤其有吸引力，因為它們不再需要養一個很大的IT部門去管理各種不同的技術，如ATM和幀中繼等。由于CAPEX和OPEX的節省，增強了企業的競爭力。
在住宅市場，同樣因為以太網設備便宜而有吸引力。在接入網，每端口價格比DSLAM和PON約便宜20%～30%。成本上的節省，再加上電信級以太網的管道粗，使它能夠很好滿足帶寬密集的住宅業務，如IPTV和三重業務等，并且在價格上也具有優勢。價格對發展用戶有時候比速度還重要。電信級以太網還便于運營商以簡單的資費向住宅用戶提供一攬子業務。
電信級以太網的成本優勢和簡易性現在開始在全球范圍內顯現出來，大批量的設備采購使以太網成本結構成為全球性的結構，有助于設備成本下降，使業務提供商可以在更多的企業和住宅應用中使用以太網技術來開展業務，進一步有利于電信級以太網在企業和住宅的應用。除了提供有QoS保證的VoIP、呼叫中心等業務外，將來還可以提供QoS由用戶管理的按需帶寬業務，讓用戶自己控制帶寬，按實際使用的帶寬來計費。
5、不同運營商的策略
隨著以太網的流行，不同運營商對這種高效、可擴展和成本有效的技術采取了不同的策略。其中的差異有些是基于市場地位的。例如，新進入的業務提供商往往采取非常積極的策略，把以太網作為一種低成本的選擇推薦給新的用戶。而傳統運營商通常會考慮：在什么場合把以太網放入它們的產品目錄之中，如何讓用戶迅速地從原來的幀中繼業務和ATM業務過渡到新的以太網業務，新的基于銅線的低速以太網業務是否適合作廣泛的部署，甚至考慮以太網是否真的能作為融合和提供增值業務的平臺。
一些新進入的公司，如Mesergy、Time Warner Telecom、Yipes和Verizon，它們利用以太網虛擬專線業務（VPLS）去提供長途、任意一地到任意一地或城市到城市的業務。它們把用戶的LAN延伸到城市的每個角落，或把用戶的以太網變成城市到城市。用戶只需要一張以太網就能管理它們的內部數據、提供互聯網接入和在PBX上提供VoIP。以Verizon公司為例，自1993年它就開始在紐約和華盛頓對特大用戶提供以太網業務。但自2001年以來，該公司采取了更為積極的策略，開發了一系列滿足用戶更多需求的以太網產品。Verizon與MCI合并以后，以太網業務得到了更大的發展。結合公司的光纖到家計劃，以太網現在已經是Verizon數據業務的基石，成為公司的一個業務發展戰略。今年年末Verizon將引入更多的以太網業務，包括N x T1業務和全國性以太網虛擬專線業務，即E-Line業務。Verizon還采取基于光纖的高速以太網策略，它認為基于銅線的策略在10M～100Mbit/s范圍內是不會太成功的。在沒有光纖接入的地方則提供能接入其VPN的以太網業務。而BellSouth和XO Communications等公司采取基于銅線的中帶以太網策略，速率在2～10Mbit/s之間，面向沒有光纖接入的中小企業，旨在開拓新的市場。
傳統運營商中，Bell Canada在對經過仔細研究之后，于2003年決定停止銷售幀中繼業務和ATM業務，全面倒向以太網業務，目前其數據收入的60%來自以太網業務。它采取直接過渡的策略。而AT&T采取比較緩慢的演進策略，原有的幀中繼業務和ATM業務將與以太網業務并存一個時期，因為它們有一張很大的全球MPLS網，過渡先從邊緣開始，然后再到核心。
6、未來走向
總的看，電信級以太網的未來走向主要體現在以下幾個方面：
?。?）擴展性更好、價格更合理、可靠性更高、SLA更嚴格
以太網的可擴展性好，例如使用同一連接可以逐漸地從1 Mbit/s擴展到10 Gbit/s，是深受客戶歡迎的一個特點。當運營商引入三重業務用戶后，擴展性就不是單單指容量了，話音和視頻業務不僅需要比互聯網業務更高的服務質量，而且需要對QoS進行分級，要求網絡對每個住宅用戶的多種業務進行排序，管理不同等級的QoS。所以每個住家的不同類型業務再加上每個企業的多種業務，運營商在極短時間內要處理數千種業務，不僅要對每種業務進行歸類，給予相應的QoS，而且還要保持詳細的統計數，到月底給出明細帳單，并判斷是否滿足服務水平協議的規定。因此，電信級以太網在這方面還有許多工作要做。
為了獲得更加可靠的電信級以太網，也就是在以太網上形成更可靠的點到點連接（E-Line），出現了PBT（Provider Backbone Transport）和T-MPLS（Transport MPLS）兩種技術。目前英國BT與加拿大Nortel Networks結盟在大力推動PBT技術。PBT剝離了以太網的某些復雜性，使業務提供商能夠通過具備SDH性能的網絡，創建可管理可追蹤的點到點以太網隧道，從而使以太網變得更加可管理和可擴展，是面向連接的以太網技術。利用現有的以太網交換機，關掉其某些以太網功能（如生成樹協議和MAC學習等），加入以太網OAM功能，即可實現PBT。BT目前想把PBT用作其接入節點和城域節點之間的回傳技術。BT還在考慮在更大范圍內使用PBT，例如在核心網中使用PBT技術，減少對IP/MPLS的依賴（至今BT的21CN IP/MPLS核心網還沒完全建好）。BT之所以這么考慮，是因為如果把以太網回傳延伸為一個單一的端到端以太網設施，可以為BT節省許多建網開支。當然，如果真這么做，將改變其21世紀網絡（21CN）核心網技術的部署計劃，會在全球業界造成很大影響，因為到目前為止，業界已經公認下一代網絡的核心是IP/MPLS。Nortel Networks于去年6月推出了采用PBT技術的8600城域以太網選路交換機，不久將推出同樣采用PBT技術的6500光多業務邊緣平臺，作為城域網中MPLS的替代品。其它支持PBT的公司還有Siemens Communications、Extreme Networks、World Wide Packets、Verizon和Bell Canada。T-MPLS是ITU-T推薦的一種面向連接的分組傳送技術，它所建立的端到端分組傳送管道具有良好的操作維護和保護恢復性能。實際上可以把T-MPLS看作是MPLS的一個子集，去掉了基于IP的無連接轉發功能，增加了端到端的OAM功能。T-MPLS與IP/MPLS可以無縫地組網。Alcatel-Lucent目前是T-MPLS的最大支持者。至于PBT與T-MPLS兩者中哪個最終會取勝現在還很難說，主要取決于市場。采取觀望態度的公司包括Cisco和Foundry Networks。
?。?）制定能夠進行互通的網絡與網絡接口（NNI），實現跨國無縫連接
當以太網推廣起來，尤其是走向全球網以后，NNI是必須要解決的一個問題。這是為了讓以太網能夠在端到端的基礎上跨越多個運營商網絡在全國，乃至全球進行部署。一家虛擬網絡運營商Vanco正在全球范圍進行這樣的工作。它提出了在不同運營商網絡之間對業務流進行交換和選路的方案，并對NNI進行了長時間的測試。目前在NNI標準化方面的主要障礙是方案太多。不過，電信級以太網的全球無縫連接現在是運營商的共同愿望，它們將為克服各種障礙而作出努力。
?。?）融合，用戶需要在電信級以太網上運行話音、視頻和重要的數據應用
融合是圍繞以太網新出現的一個熱點。許多用戶急于把它們的多張網絡融合為一張以太網。運營商們也希望利用以太網這一平臺，移向價值鏈的上游，向用戶銷售像托管、存儲等其它業務。為了迎合網絡融合的大趨勢，MEF制定了一個流量管理規范MEF 14，其目的是使融合業務能夠在電信級以太網基礎設施上得到支持。這一規范對電信級以太網的未來市場非常重要，它現在已經成為表征電信級以太網能夠支持重要融合業務的一個標桿。以太網運營商將在這方面對廣大用戶做更加充分的宣傳。
?。?）為沒有光纖和相應設施的地方，尋找其他的替代技術，尤其是無線應用
由于目前在不少運營商的網絡中光纖接入并不普遍（例如在美國只有20%的企業是用光纖連接的），在第1英里（即最后1英里）上還存在許多銅線。但是越來越多的用戶，尤其是中小企業，對通信帶寬的需求已經超過現在常用的DSL或E-1的能力，他們希望能夠在沒有光纖的第1英里上，也即在銅線上部署以太網，從而可以提供更多的帶寬顆粒，包括2Mbit/s、4Mbit/s和8Mbit/s。為此，IEEE制定了被稱作以太網第1英里（EFM）的標準802.3ah，最近還對它作了新的修訂，可以在銅線上實現50 Mbit/s以下的電信級以太網，引起了業界的廣泛關注。此新的銅線以太網標準通常還被稱作中帶以太網，它有兩種形式：基于VDSL的不對稱/對稱10Pass-TS和基于增強型SHDSL物理層的對稱2Base-TL。10Pass-TS可以提供100Mbit/s左右的不對稱速率和50Mbit/s對稱速率。2Base-TL原則上提供對稱速率，在2700～3600m的距離上速率為2.3Mbit/s，在更短的距離上速率為5.7Mbit/s。如采用多線對捆綁方案能做到在短距離上8線對提供45Mbit/s的速率，在典型服務區范圍內提供高達20Mbit/s的速率。故原來在兩對線上用E1只能提供2Mbit/s，現在可以提供11.4Mbit/s了。中帶以太網現在正開始大步邁入商用，幾乎全世界每個國家的傳統運營商都在測試此新的IEEE 802.3ah技術。此外，其它的服務提供商也涉足其中，不是在測試或進行商用化工作，就是在考慮購買這種技術。包括AT&T、BT、COLT、Easynet、Finnet、澳大利亞的PowerTel、匈牙利的T-Com、挪威的Telenor以及美國的CenturyTel、TDS Telecom與XO Communications。據Vertical Systems Group估算，在今后5年內，歐洲的中帶以太網市場約150萬線，美國約100萬線。與其對應的業務收入分別為70億美元和80億美元。中帶以太網不僅僅是瞄準中小企業的帶寬需求，而且也可用于蜂窩網、DSLAM、固定無線網和網狀無線網的回傳線路。據Infonetics Research稱，2005年包括1～10Mbit/s和10～50Mbit/s在內的中帶以太網業務已經達到19億美元，到2009年，預計中帶以太網將占全球以太網業務收入的36%。
現在包括UMTS、EV-DO、WiMAX和WiFi在內的無線寬帶通信都在競相發展，但是不管它們的無線技術如何先進，通信的質量并非完全取決于這些無線技術，它們的回傳線路也是一個不可忽視的重要環節。如果回傳線路的帶寬受限，用戶就獲取不到2.5G、3G或4G帶來的好處，諸如音樂和視頻等為無線運營商增加收入的新應用就會受阻，因為在空中傳送的所有1和0都要通過回傳線路落地。
就美國而言，目前總共有14萬個基站，而且還每年以6%的速度在增長。據稱，90%以上的這些基站的回傳線路都采用基于銅線的傳統的TDM設施。只有大約6%的基站采用基于光纖的回傳線路。這些基于TDM的T-1線路為大多數移動運營商的回傳線路提供了合適的帶寬，但它們的租用費都很貴。除了費用，TDM還存在嚴重的靈活性不足問題，它對日益增長的移動寬帶應用不適應，對由這些應用引起的業務類型復雜組合的智能管理也沒有好辦法。由于有些應用如話音和視頻對時延特別敏感，如果TDM不能區分業務類型，它們就無法給這類業務賦予比對時延不敏感的應用更高的優先級。這使移動運營商不能對它們提供的寬帶業務給予可靠性的保證。多年來，無線接入網不斷升級，從模擬到數字，再到2G、2.5G和現在的3G，但是回傳技術卻一直沒有升級。隨著業務的增長，移動運營商只是增加了T-1租用線而已。由于以太網費用低、帶寬大、升級容易，既可基于光纖，也可基于銅線或無線，把以太網作為替代TDM回傳線路的一種有效手段已經是運營商的共同目標。尤其在目前提供回傳線路的固網運營商向IP網過渡、3G和4G以及其它無線寬帶網中的許多網元均基于IP的情況下，對以太網更是有利。隨著移動回傳環境的不斷變化，銅線和光纖不會是唯一的基礎設施，固定無線技術也將越來越多地進入回傳領域。FiberTower、Nextlink、Stratex Networks和Dragonwave等公司已經提供點到點無線方案。在今后幾年中，預計WiMAX和無線網狀網也將進入回傳領域。尤其在銅線和光纖難以覆蓋的基站，無線以太網將是回傳線路明智的選擇。據統計，2005年美國固網運營商從回傳獲得的100億美元總收入中，大約3/4來自基于TDM的T-1租用線。預計到2011年，在總收入180億中只有1/3將繼續來自T-1租用線。主要收入將來自基于以太網的各種方案，包括銅線以太網、光纖以太網以及無線以太網。
7、結語
目前，無論是商業、信息、娛樂，還是通信，人類與世界的互動正在聚焦于以互聯網為中心的模型。電信級以太網正在迅速成為強化下一代互聯網的技術和業務。電信級以太網的屬性意味著它已準備好提供這樣一種無邊界、無限制、無所不在與無縫的高性能服務。世界未來的經濟、文化和社區將在這樣的下一代互聯網上得到發展。
圍繞上述走向，MEF準備開展的下一步工作主要包括：
●制定NNI規范，使電信級以太網能夠伸及客戶所希望的所有端點；
●制定鏈路管理接口（ELMI）規范，使配置信息能夠從網絡傳到路由器，為以太網連接實現自動配置，讓用戶非常容易部署電信級以太網；
●制定OAM標準（配合IEEE和ITU），在設備平臺解決故障檢修和診斷方法上使各設備商趨于更加一致；
在沒有光纖的第1英里上尋找替代技術，例如在銅線上實現50 Mbit/s以下的電信級以太網，以開拓更廣泛的市場。
新聞來源：泰爾網a5