以太网入住城域网成为主力
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2007-1-14 19:53:16
全球电信业面临着严峻的挑战。一方面，话音收入比重持续下降，特别是Skype的兴起。有激进者称话音将变成免费的附属商品。另一方面，数据业务虽然还在增长，但增长幅度大幅下降，难以支撑话音收入和整体ARPU的下滑。这些因素迫使运营商面临抉择关口：业务转型和大幅降低成本。运营商以太网技术将是这一转变中的重要技术之一，成为构建城域网的主力。
运营商以太网技术的兴起
运营商面临的最大挑战之一是成本控制。 特别是随着IPTV 的兴起将带来带宽的数十倍增加。而视频业务的单位比特收费比现有业务低很多。特别是在中国低廉的有线电视收费前提下，视频业务对ARPU的提升有限。假设视频业务可以提高ARPU30％的话，留给新组网技术的建网成本空间只有增加30％去扩大数十倍的带宽来保持现有盈利水平。显然传统的技术难以胜任。
以太网技术在过去的15年里以超摩尔法则的轨迹发展。巨大的经济性优势，被公认是解决运营商成本问题的法宝，因此业界公推产生了一个新领域运营商以太网 （Carrier Ethernet, CE），旨在将传统的以太网技术打造成电信级的技术在城域网大面积部署。
运营商以太网技术分类与标准
运营商级以太网技术是一种组网技术，构成一个城域范围的大网络，旨在支持推动发展triple play, 无线网络中继和企业网络互联。完整的理解包含两方面含义：作为传输层面技术，同时也是一种重要的业务（点到点，特别是点到多点和多点到多点）。
如果把市场上的技术进行简单分类可分为：简单的连接传送技术和支持多种业务的组网技术。
1.简单的连接传送技术：
*MSTP/RPR停留在单纯的传送层面。本质上只有一层MAC地址转发，没有层次化的地址结构，没有用户地址隔离的UNI概念等等。只能满足局部单环接入、连接问题。跨环连接还要依赖其他手段，难以组网。因此，基本上还是停留在传统以太网技术的连接手段。
*QinQ (802.1ad) 对VLAN 标识扩展。但实质上运营商可用的VLAN 标识也只有4096个（内层VLANID 留给用户使用），远远不能满足运营商要求。特别是用于包转发的MAC地址没有变，因此还是一层地址，没有层次化的地址结构，用户地址和运营商MAC地址不能隔离，没有用户地址隔离的UNI概念，同时还保留固有的用户广播风暴，安全漏洞等先天病症等等。因此，也是停留在传统以太网技术的连接手段，不能组大网。
2.组网技术：
城域以太网组网技术有两大流派，两个流派体现了不同的理念： IETF 主导的MPLS PWE (伪线仿真)方式 和 IEEE与ITU 主导的 MACinMAC (又称PBB: Provider Backbone Bridge)流派。
MPLS 方式理念是从核心网演进，用MPLS仿真方式作以太网。MPLS 方式本质是将以太网帧通过加入一个仿真层（PWE）承载在MPLS层面上。此种技术在处理点对点专线较为容易，但在处理点到多点的时候需采用VPLS方式，需要全网状连接fully mesh，需要网络支持复杂的信令、路由和拓扑发现等。操作和管理（每个操作人员都要懂以太网，路由，IP，MPLS等）增加了非常大的难度。同时对设备的要求 （CPU、内存、软件）高，一般要在高档次路由器上实现，设备投资成本大。一句话， MPLS模仿以太网，模仿起来吃力，增加了模仿成本,适合骨干网络。
与IETF自上而下改造城域网的出发点不同，以太网技术的鼻祖IEEE和ITU的理念是自下而上出发，从用户端以太网延展到城域网络，本着用以太网做以太网的理念推出了 802.1ah/MiM(Mac In Mac)标准。MiM在用户MAC地址外加上一层运营商MAC地址，构成层次化结构(hierarchy)。对运营商而言有几大好处 ：
1.清晰的UNI构架，用户MAC无法看到运营商网络MAC，骨干网也无需处理用户MAC；简单安全。
2.运营网还是采用外层MAC进行以太网方式转发，没有仿真层，还是原本地道的以太网，天生支持点到多点业务。
3.扩展性极好，理论上可以支持16M用户/虚拟网。（用户里面还可以维护自己的MAC地址结构）
4.低成本。没有复杂的信令机制，在交换机上可以实现。宏观上交换机的产业规模是路由器的几倍，设备成本优势明显。同时在OPEX（懂以太网的现有维护人员就可操作）上与MPLS相比也具有极大优势。
在MiM的基础上ITU SG15组最新又提出G.PBT(provider backbone trunk)标准。 PBT是对802.1ah/MiM的延伸和增强，是一项简单的点对点通道技术。它在运营商网络层面关闭了传统以太网复杂的MAC地址学习、广播和生成树协议。基于运营商源和目的MAC地址建立面向连接的中继隧道，提供可控、可管的经济高效的路径中继。一旦连接中断，PBT还提供50ms路径保护。PBT的可靠性和确定性堪比SONET和SDH，同时保持了以太网低成本和简易性的特点，可以基于现有的以太网硬件实现。电信分析机构Heavy Reading的高级分析师Stan Hubbard说道：“PBT有潜力成为运营商城域网络的一项颠覆性技术。它有可能为城域网络的低成本部署提供更易于管理和扩展的以太网，从而吸引现有MPLS核心网络的运营商的注意。”
IEEE与ITU还共同推动着以太网OAM管理标准的发展。分别制定了802.1ag和Y.1731标准。Y.1731为802.1ag标准提供补充,提供增强的性能监视功能。使得运营商级以太网在OAM方面达到了运营商的要求。
总结
MiM流派代表了业界对以太的最新理解，具有先进性。包括北电，Cisco，BT和NTT等在内的众多厂商运营商都在积极推动其发展。在今年5月份刚刚结束的IEEE北京会议上，投票定稿了MiM帧的定义，标准着此项技术的成熟。北电是以上几个重要的运营商以太网标准的作者之一，率先在2年前推出了基于MiM技术的商用产品，在北美、欧洲和亚洲有多个成功商用部属，部属端口超过了3万个。在最近的国内一些测试中不但实现了接入环的50ms保护，同时实现了采用PBT技术的环间中继50ms保护。同时，北电在采用MiM的基础上引入了头端加接入模块的概念，一个大型头端交换机可以带两百多模块。操作和维护都在头端进行，台符合电信大容量少局所的需求构架，具有非常大的经济优势。
近期的市场反映也印证了北电的观点。英国电信在前不久发标选择21CN城域以太网伙伴。发标前在公开场合表态支持这个流派 （http://www.lightreading.com/document.asp?doc_id=94724&WT.svl=news1_5）。21CN的总投资额预期100亿英镑，假设城域网投资比例占20～25％的化，可谓是一个巨大的举措。因此，选择一个经济性组网方案更加至关重要。
在转型与成本为王的时代，把运营商以太网技术推向城域网的主力位置。MiM和PBT技术以其显著的经济性带来以太网技术的一次革命，入主城域网将成为必然。
运营商以太网技术的兴起
运营商面临的最大挑战之一是成本控制。 特别是随着IPTV 的兴起将带来带宽的数十倍增加。而视频业务的单位比特收费比现有业务低很多。特别是在中国低廉的有线电视收费前提下，视频业务对ARPU的提升有限。假设视频业务可以提高ARPU30％的话，留给新组网技术的建网成本空间只有增加30％去扩大数十倍的带宽来保持现有盈利水平。显然传统的技术难以胜任。
以太网技术在过去的15年里以超摩尔法则的轨迹发展。巨大的经济性优势，被公认是解决运营商成本问题的法宝，因此业界公推产生了一个新领域运营商以太网 （Carrier Ethernet, CE），旨在将传统的以太网技术打造成电信级的技术在城域网大面积部署。
运营商以太网技术分类与标准
运营商级以太网技术是一种组网技术，构成一个城域范围的大网络，旨在支持推动发展triple play, 无线网络中继和企业网络互联。完整的理解包含两方面含义：作为传输层面技术，同时也是一种重要的业务（点到点，特别是点到多点和多点到多点）。
如果把市场上的技术进行简单分类可分为：简单的连接传送技术和支持多种业务的组网技术。
1.简单的连接传送技术：
*MSTP/RPR停留在单纯的传送层面。本质上只有一层MAC地址转发，没有层次化的地址结构，没有用户地址隔离的UNI概念等等。只能满足局部单环接入、连接问题。跨环连接还要依赖其他手段，难以组网。因此，基本上还是停留在传统以太网技术的连接手段。
*QinQ (802.1ad) 对VLAN 标识扩展。但实质上运营商可用的VLAN 标识也只有4096个（内层VLANID 留给用户使用），远远不能满足运营商要求。特别是用于包转发的MAC地址没有变，因此还是一层地址，没有层次化的地址结构，用户地址和运营商MAC地址不能隔离，没有用户地址隔离的UNI概念，同时还保留固有的用户广播风暴，安全漏洞等先天病症等等。因此，也是停留在传统以太网技术的连接手段，不能组大网。
2.组网技术：
城域以太网组网技术有两大流派，两个流派体现了不同的理念： IETF 主导的MPLS PWE (伪线仿真)方式 和 IEEE与ITU 主导的 MACinMAC (又称PBB: Provider Backbone Bridge)流派。
MPLS 方式理念是从核心网演进，用MPLS仿真方式作以太网。MPLS 方式本质是将以太网帧通过加入一个仿真层（PWE）承载在MPLS层面上。此种技术在处理点对点专线较为容易，但在处理点到多点的时候需采用VPLS方式，需要全网状连接fully mesh，需要网络支持复杂的信令、路由和拓扑发现等。操作和管理（每个操作人员都要懂以太网，路由，IP，MPLS等）增加了非常大的难度。同时对设备的要求 （CPU、内存、软件）高，一般要在高档次路由器上实现，设备投资成本大。一句话， MPLS模仿以太网，模仿起来吃力，增加了模仿成本,适合骨干网络。
与IETF自上而下改造城域网的出发点不同，以太网技术的鼻祖IEEE和ITU的理念是自下而上出发，从用户端以太网延展到城域网络，本着用以太网做以太网的理念推出了 802.1ah/MiM(Mac In Mac)标准。MiM在用户MAC地址外加上一层运营商MAC地址，构成层次化结构(hierarchy)。对运营商而言有几大好处 ：
1.清晰的UNI构架，用户MAC无法看到运营商网络MAC，骨干网也无需处理用户MAC；简单安全。
2.运营网还是采用外层MAC进行以太网方式转发，没有仿真层，还是原本地道的以太网，天生支持点到多点业务。
3.扩展性极好，理论上可以支持16M用户/虚拟网。（用户里面还可以维护自己的MAC地址结构）
4.低成本。没有复杂的信令机制，在交换机上可以实现。宏观上交换机的产业规模是路由器的几倍，设备成本优势明显。同时在OPEX（懂以太网的现有维护人员就可操作）上与MPLS相比也具有极大优势。
在MiM的基础上ITU SG15组最新又提出G.PBT(provider backbone trunk)标准。 PBT是对802.1ah/MiM的延伸和增强，是一项简单的点对点通道技术。它在运营商网络层面关闭了传统以太网复杂的MAC地址学习、广播和生成树协议。基于运营商源和目的MAC地址建立面向连接的中继隧道，提供可控、可管的经济高效的路径中继。一旦连接中断，PBT还提供50ms路径保护。PBT的可靠性和确定性堪比SONET和SDH，同时保持了以太网低成本和简易性的特点，可以基于现有的以太网硬件实现。电信分析机构Heavy Reading的高级分析师Stan Hubbard说道：“PBT有潜力成为运营商城域网络的一项颠覆性技术。它有可能为城域网络的低成本部署提供更易于管理和扩展的以太网，从而吸引现有MPLS核心网络的运营商的注意。”
IEEE与ITU还共同推动着以太网OAM管理标准的发展。分别制定了802.1ag和Y.1731标准。Y.1731为802.1ag标准提供补充,提供增强的性能监视功能。使得运营商级以太网在OAM方面达到了运营商的要求。
总结
MiM流派代表了业界对以太的最新理解，具有先进性。包括北电，Cisco，BT和NTT等在内的众多厂商运营商都在积极推动其发展。在今年5月份刚刚结束的IEEE北京会议上，投票定稿了MiM帧的定义，标准着此项技术的成熟。北电是以上几个重要的运营商以太网标准的作者之一，率先在2年前推出了基于MiM技术的商用产品，在北美、欧洲和亚洲有多个成功商用部属，部属端口超过了3万个。在最近的国内一些测试中不但实现了接入环的50ms保护，同时实现了采用PBT技术的环间中继50ms保护。同时，北电在采用MiM的基础上引入了头端加接入模块的概念，一个大型头端交换机可以带两百多模块。操作和维护都在头端进行，台符合电信大容量少局所的需求构架，具有非常大的经济优势。
近期的市场反映也印证了北电的观点。英国电信在前不久发标选择21CN城域以太网伙伴。发标前在公开场合表态支持这个流派 （http://www.lightreading.com/document.asp?doc_id=94724&WT.svl=news1_5）。21CN的总投资额预期100亿英镑，假设城域网投资比例占20～25％的化，可谓是一个巨大的举措。因此，选择一个经济性组网方案更加至关重要。
在转型与成本为王的时代，把运营商以太网技术推向城域网的主力位置。MiM和PBT技术以其显著的经济性带来以太网技术的一次革命，入主城域网将成为必然。
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