通信網(wǎng)banner.jpg)
相關(guān)專題：
□信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所中國(guó)泰爾實(shí)驗(yàn)室工程師 李巍
一、IEEE 802.3協(xié)議介紹
1．IEEE 802協(xié)議族的框架
IEEE 802協(xié)議是規(guī)范局域網(wǎng)的系列協(xié)議。
2．IEEE 802.3協(xié)議
我們一般把IEEE 802.3協(xié)議稱作以太網(wǎng)協(xié)議，它是IEEE局域網(wǎng)協(xié)議的一支。現(xiàn)有的以太網(wǎng)速率和介質(zhì)有以下幾種：
◇10Mbit/s--10Base-T Ethernet（銅線）；
◇100Mbit/s--Fast Ethernet（銅線或光纖）；
◇1000Mbit/s--Gigabit Ethernet（銅線或光纖）。
我們以前所熟知的802.3z（千兆以太網(wǎng) GBit以太網(wǎng)）、802.3ab（1000Base-T Ethernet）、802.3ac（VLAN Tag）、802.3ad （鏈路聚合）都已經(jīng)成為2002版的802.3標(biāo)準(zhǔn)的一部分而不再單獨(dú)出現(xiàn)。
同時(shí)10-Gigabit Ethernet的標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3ae已于2002年6月12日獲批準(zhǔn)正式發(fā)布。
二、IEEE 802.3ah協(xié)議
1．IEEE 802.3ah研究組的歷程
2000年11月，IEEE 802.3工作組批準(zhǔn)成立一個(gè)新的研究組，其研究題目為"第一英里以太網(wǎng)（Ethernet in the First Mile）"，簡(jiǎn)稱為"EFM"。到2001年第三季度，802.3工作組批準(zhǔn)了其項(xiàng)目授權(quán)申請(qǐng)（Project Authorization Request），授權(quán)EFM特別工作組起草802.3ah標(biāo)準(zhǔn)的草案。2002年7月特別工作組對(duì)一整套基本的技術(shù)建議達(dá)成了一致，這些基本建議的采納成為第一版標(biāo)準(zhǔn)草案的原型，該草案在2002年底提交802.3工作組評(píng)審和投票。上述事件成為802.3ah標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的三個(gè)重要的里程碑。預(yù)計(jì)802.3工作組最早將于2003年底正式批準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)。
2．IEEE 802.3ah研究組的目標(biāo)
802.3ah研究題目中"第一英里"指的是用戶端到電信運(yùn)營(yíng)商局端設(shè)備的這一段連接，這段連接從使用者的角度是最先一英里，而從運(yùn)營(yíng)者的角度是最后一英里。因此，從標(biāo)準(zhǔn)的名稱中我們可以發(fā)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)將用戶的需求放在第一位。它的目標(biāo)是將已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的以太網(wǎng)技術(shù)推廣到電信用戶的接入網(wǎng)市場(chǎng)。這樣可以使網(wǎng)絡(luò)性能明顯提高，同時(shí)降低設(shè)備和運(yùn)維的成本。
802.3ah項(xiàng)目的研究范圍包括寬帶以太網(wǎng)必備的所有技術(shù)要素，包括運(yùn)行在銅線、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光纖上的物理層規(guī)范，運(yùn)行管理與維護(hù)的通用機(jī)制，形成對(duì)商業(yè)和住宅用戶提供寬帶業(yè)務(wù)的能力。研究組的幾個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)為：
◇ 一條單模光纖上點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的100M和1000M以太網(wǎng)，距離大于等于10km；
◇ 一條單模光纖上點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的PON上的1000M以太網(wǎng)，距離大于等于10km，復(fù)用比大于等于1:16；
◇ 現(xiàn)有銅線上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)10M以太網(wǎng)，距離大于等于750m；
◇ OAM包括遠(yuǎn)端故障指示，遠(yuǎn)端環(huán)回和鏈路監(jiān)視。
3．IEEE 802.3ah的關(guān)鍵技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商會(huì)根據(jù)其商業(yè)模式和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃選擇其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜臀锢韺蛹夹g(shù)。EFM為運(yùn)營(yíng)商建設(shè)和升級(jí)其接入網(wǎng)絡(luò)提供了幾種各具優(yōu)勢(shì)的技術(shù)，同時(shí)這幾種技術(shù)可以用共同的工具和OAM程序來(lái)管理。為充分利用現(xiàn)有的語(yǔ)音質(zhì)量的銅線資源以及已經(jīng)鋪設(shè)到小區(qū)的光纖資源，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的銅線以太網(wǎng)是非常合適的一種技術(shù)。在需要安裝新的傳輸媒質(zhì)時(shí)，單模光纖是最佳的選擇。至于選擇點(diǎn)對(duì)點(diǎn)還是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，要由下述商業(yè)和技術(shù)因素決定：設(shè)備間的距離，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的獲利模式，收入潛能，資金成本，財(cái)務(wù)規(guī)劃，未來(lái)應(yīng)用的設(shè)想等。
（1）單模光纖上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以太網(wǎng)
為了降低成本，EFM提出了運(yùn)行在單條光纖上的以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，作為對(duì)現(xiàn)行的運(yùn)行在光纖對(duì)上的以太網(wǎng)的補(bǔ)充。單條光纖的工作原理是在兩個(gè)方向上使用不同的波長(zhǎng)，而非兩條獨(dú)立的光纖使用相同的波長(zhǎng)。在其他方面，EFM采用了已有的技術(shù)，如1000Base-LX和100Base-FX。
（2）單模光纖上的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)EPON
EPON規(guī)范包括多點(diǎn)控制協(xié)議（Multi-Point Control Protocol），點(diǎn)對(duì)點(diǎn)仿真，兩種物理媒質(zhì)相關(guān)子層（PMD）的規(guī)范。
（3）基于DSL技術(shù)的銅線以太網(wǎng)
銅線以太網(wǎng)是EFM標(biāo)準(zhǔn)起草過(guò)程中爭(zhēng)議最大的一個(gè)部分。特別任務(wù)組在短距離以太網(wǎng)業(yè)務(wù)（在至少750米的有效傳輸距離上支持10Mbit/s以上的傳輸速率）方面達(dá)成了采用VDSL技術(shù)的一致意見(jiàn)。但是針對(duì)有效傳輸距離2700m以上，傳輸速率2Mbit/s以上的情況，還要在ADSL plus和SHDSL兩種方案之間做出抉擇。
（4）網(wǎng)絡(luò)的OAM
為提高網(wǎng)絡(luò)的可操作和可維護(hù)性，EFM提供連接的遠(yuǎn)端OAM功能，包括遠(yuǎn)端故障指示，遠(yuǎn)端環(huán)回和鏈路監(jiān)視。
4. IEEE 802.3ah的結(jié)構(gòu)
三、 與寬帶以太網(wǎng)接入相關(guān)的IEEE協(xié)議
相關(guān)的以太網(wǎng)協(xié)議還有：
IEEE 802.3ae 10Gigabit Ethernet--該協(xié)議已經(jīng)在2002年6月12日被批準(zhǔn)，目前有包括Agilent、Extreme、Intel和Nortel在內(nèi)的多家廠商可以提供支持該標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。由于初次使用的投資較高，估計(jì)該技術(shù)將主要應(yīng)用于城域骨干網(wǎng)。
IEEE 802.3af DTE power via MDI--該標(biāo)準(zhǔn)定義通過(guò)MDI為DTE設(shè)備遠(yuǎn)程供電的方法，在5類UTP電纜上提供多達(dá)15w的功率。
相關(guān)的局域網(wǎng)協(xié)議還有：
IEEE 802.11 Wireless LAN--該標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)規(guī)范無(wú)線接口，使各種DCE設(shè)備能夠無(wú)需布線就組成局域網(wǎng)。
IEEE 802.17 Resilient Packet Ring--該標(biāo)準(zhǔn)使用802.3協(xié)議定義的1G和10G的以太網(wǎng)接口，將單模光纖連接成環(huán)路，稱為彈性分組環(huán)。
四、 與寬帶以太網(wǎng)接入相關(guān)的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)
隨著以太網(wǎng)技術(shù)向通信領(lǐng)域的滲透，國(guó)內(nèi)的通信標(biāo)準(zhǔn)研究組也逐漸開(kāi)始制定一系列與以太網(wǎng)技術(shù)關(guān)系密切的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前已經(jīng)發(fā)布的有：
YD/T 1148-2001 《網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器（NAS）技術(shù)要求--寬帶網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器》；
YD/T 1160-2001 《接入網(wǎng)技術(shù)要求--基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)》；
YD/T 1239-2002 《接入網(wǎng)技術(shù)要求--甚高速數(shù)字用戶線（VDSL）系統(tǒng)》；
YDN 078-1998 《接入網(wǎng)技術(shù)要求--不對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL) 》；
YD/T 1064-2000 《接入網(wǎng)技術(shù)要求--無(wú)話音分離器的低速不對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL.lite）》；
YD/T 1188-2002 《接入網(wǎng)技術(shù)要求--基于ATM方式的不對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL）用戶端設(shè)備》；
YD/T 1185-2002 《接入網(wǎng)技術(shù)要求--單線對(duì)高比特率數(shù)字用戶線（SHDSL）》；
YD/T 1099-2001 《千兆比以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備技術(shù)規(guī)范》。
還有一些與以太網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)組正在研究起草相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中，包括：
三層交換機(jī)設(shè)備技術(shù)要求；
虛擬局域網(wǎng)（VLAN）技術(shù)要求和測(cè)試方法；
接入網(wǎng)技術(shù)要求--基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）；
接入網(wǎng)技術(shù)要求--增強(qiáng)型不對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL+）；
以太網(wǎng)交換機(jī)集群管理技術(shù)要求；
寬帶網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器技術(shù)要求（修訂）；
AAA服務(wù)器認(rèn)證計(jì)費(fèi)接口標(biāo)準(zhǔn)--寬帶網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器。
五、 以太網(wǎng)的發(fā)展展望
1．安全問(wèn)題
以太網(wǎng)接入方式被大家質(zhì)疑的一個(gè)主要問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)的安全問(wèn)題。因?yàn)榻尤刖W(wǎng)是一個(gè)公用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而以太網(wǎng)原本是面向一個(gè)私有的局域網(wǎng)來(lái)設(shè)計(jì)的，這樣在用戶的安全與計(jì)費(fèi)方面存在一些缺陷。目前有以下技術(shù)可以解決這方面的問(wèn)題。
用交換機(jī)代替共享式集線器在減少網(wǎng)絡(luò)沖突的同時(shí)避免了單播包網(wǎng)絡(luò)偵聽(tīng)。采用VLAN技術(shù)隔離ARP、DHCP等攜帶用戶個(gè)人信息的廣播消息，可以使用戶的安全性得到進(jìn)一步的提高。為對(duì)用戶進(jìn)行有效的管理，需要對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證和計(jì)費(fèi)的方法。目前應(yīng)用比較多的方法有PPPoE和IEEE 802.1X等，接入服務(wù)器一般采用Radius協(xié)議與AAA服務(wù)器交互實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的認(rèn)證和計(jì)費(fèi)。在認(rèn)證后可以將已認(rèn)證用戶的MAC地址，分配給他的IP地址、他所在的VLAN捆綁在一起提供更佳的安全保障。
2．基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)
鑒于目前的解決方案和設(shè)備還不能完全滿足接入網(wǎng)這樣一個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求，接入標(biāo)準(zhǔn)組提出了基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)。基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)由局側(cè)設(shè)備和用戶側(cè)設(shè)備組成。局域設(shè)備提供與IP骨干網(wǎng)的接口，用戶側(cè)設(shè)備提供與用戶終端計(jì)算機(jī)相接的10/100BASE-T接口。局側(cè)設(shè)備具有匯聚用戶側(cè)設(shè)備網(wǎng)管信息的功能。
在基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)中，用戶側(cè)設(shè)備只有鏈路層功能，工作在MUX（復(fù)用器）方式下，各用戶之間在物理層和鏈路層相互隔離，從而保證用戶數(shù)據(jù)的安全性。另外用戶側(cè)設(shè)備可以在局側(cè)設(shè)備的控制下動(dòng)態(tài)改變其端口速率，從而保證用戶最低接入速率、限制用戶最高接入速率，支持對(duì)業(yè)務(wù)的QoS保證。對(duì)于組播業(yè)務(wù)，由局側(cè)設(shè)備控制各多播組狀態(tài)和組內(nèi)成員的情況，用戶側(cè)設(shè)備只執(zhí)行受控的多播復(fù)制，不需要多播組管理功能。局側(cè)設(shè)備還支持對(duì)用戶的認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)以及用戶IP地址的動(dòng)態(tài)分配。為了保證設(shè)備的安全性，局側(cè)設(shè)備與用戶側(cè)設(shè)備之間采用邏輯上獨(dú)立的內(nèi)部管理通道。
在基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)中，局側(cè)設(shè)備不同于路由器，路由器維護(hù)的是端口--網(wǎng)絡(luò)地址映射表，而局側(cè)設(shè)備維護(hù)的是端口--主機(jī)地址映射表；用戶側(cè)設(shè)備不同于以太網(wǎng)交換機(jī)，以太網(wǎng)交換機(jī)隔離單播數(shù)據(jù)幀，不隔離廣播地址的數(shù)據(jù)幀，而用戶側(cè)設(shè)備完成的功能僅僅是以太網(wǎng)幀的復(fù)用和解復(fù)用。
基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)還具有強(qiáng)大的網(wǎng)管功能。與其它接入網(wǎng)技術(shù)一樣，能進(jìn)行配置管理、性能管理、故障管理和安全管理；還可以向計(jì)費(fèi)系統(tǒng)提供豐富的計(jì)費(fèi)信息，使計(jì)費(fèi)系統(tǒng)能夠按信息量、按連接時(shí)長(zhǎng)或包月制等進(jìn)行計(jì)費(fèi)。
3．應(yīng)用前景
寬帶接入市場(chǎng)現(xiàn)在有多種技術(shù)和協(xié)議共存，但這些技術(shù)在帶寬約束、有效性、應(yīng)用的簡(jiǎn)便、成本等方面各有不足。同時(shí)目前許多所謂的寬帶連接實(shí)際上并非真正意義的寬帶接入，它們只是大多數(shù)公司能夠得到的最快的連接。寬帶接入的要求應(yīng)該是連接速度快到可以做與瀏覽網(wǎng)頁(yè)有根本不同的事情，例如接收高清晰度電視等。
隨著光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的延伸，以太網(wǎng)可以更方便地進(jìn)入城域網(wǎng)市場(chǎng)。由于以太網(wǎng)的成本優(yōu)勢(shì)，它已經(jīng)成為局域網(wǎng)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，我們可以預(yù)見(jiàn)它的成本優(yōu)勢(shì)也必然對(duì)它在廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)中的成長(zhǎng)起著重要的作用。因此，寬帶接入市場(chǎng)如果采用以太網(wǎng)技術(shù)結(jié)束那些不必要的協(xié)議轉(zhuǎn)換，也很有可能取得接入市場(chǎng)的統(tǒng)治地位。
綜上所述，我們有理由相信以太網(wǎng)未來(lái)將成為一個(gè)事實(shí)上的全程的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。然而，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商有可能擔(dān)心把一個(gè)速度更快而價(jià)格更低的技術(shù)引入市場(chǎng)會(huì)破壞其現(xiàn)有的價(jià)格和市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，減少其收入。從這一點(diǎn)來(lái)看，運(yùn)營(yíng)商是否有足夠的動(dòng)機(jī)將基于以太網(wǎng)的寬帶接入方式迅速推向市場(chǎng)還不是十分明朗。但是隨著電信市場(chǎng)的進(jìn)一步開(kāi)放，以及EFM市場(chǎng)的急速成長(zhǎng)（據(jù)媒體預(yù)測(cè)，全球以太網(wǎng)EFM的家庭用戶將會(huì)有一個(gè)迅速的成長(zhǎng)，由2001年的130萬(wàn)戶，發(fā)展到2006年的3680萬(wàn)戶。同時(shí)未來(lái)亞太地區(qū)將是EFM的最大市場(chǎng)，將占有全球63%的份額），基于以太網(wǎng)的寬帶接入在電信市場(chǎng)中的普及只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。
摘自《通信世界》
