首先是传输带宽,目前最常见的10/100M以太网作为城域骨干网带宽显然不够。即使将多个快速以太网链路捆绑使用,对满足多媒体等大带宽业务的需求仍然是心有余而力不足。随着千兆以太网的标准化以及在生产实践中的广泛应用,以太网技术逐渐延伸到城域网的汇聚层。千兆以太网通常用作将小区用户汇聚到城域业务接入(POP)点,或者将汇聚层设备连接到骨干层。但是在当前10/100M宽带用户的环境下,千兆以太网链路作为汇聚开始有些勉强,作为骨干则是力所不能及。虽然以太网多链路聚合技术已完成标准化,可以将多个千兆链路捆绑使用。但考虑到光纤资源以及波长资源,链路捆绑一般只用在POP点内或者短距离应用环境中。
传输距离也是以太网无法作为城域数据网汇聚/骨干层链路技术的一大障碍。无论是10/100M 还是千兆以太网,由于信噪比、
碰撞检测、可用带宽等原因,五类线传输距离都难以突破100m的限制,使用光纤时的传输距离则受到以太网的主从同步机制所制约。802.3规定1000Base-SX接口使用纤芯62.5μm的多模光纤最长传输距离275m,使用纤芯50μm的多模光纤最长传输距离550m; 1000Base-LX接口使用纤芯62.5μm的多模光纤最长传输距离550m,使用纤芯50μm的多模光纤最长传输距离550m,即使是使用纤芯为 10μm的单模光纤最长传输距离5km。显然千兆以太网的5km传输距离在城域范围内还是远远不够。目前也有厂商力推40km的千兆以太网长距接口,但这毕竟是一种非标实现,难以保证所有厂商在该类接口便捷的互连互通。
为了突破以上限制,新的万兆以太网标准在设计之初就考虑到了城域骨干网需求,首先带宽10G足够满足现阶段以及未来一段时间内城域骨干网的带宽需求;其次,万兆以太网标准中城域网传输距离可达40km,且可以配合10G传输通道使用(利用广域网SONET封装可达上千公里),完全可以满足城域网/广域网的应用范围。也就是说,随着万兆以太网技术的出现,上述问题得到了圆满的解决。
目前,10G以太网标准主要包括10GBASE-X、10GBASE-R和10GBASE-W。10GBASE-X使用一种特紧凑包装,含有1个波分复用器件、4个接收器和4个工作在1300nm波长附近的激光器,每一对发送器/接收器在3.125Gbit/s速度(码流速率为2.5Gbit/s,接口速率为2.5Gbit/s×4=10Gbit/s)下工作;10GBASE-R是一种使用64B/66B编码的串行接口,数据流为10.000Gbit/s,时钟速率为10.3Gbit/s;10GBASE-W是一种广域网接口,与SONETOC-192兼容,其时钟为9.953Gbit/s,数据流为9.585Gbit/s。
特别需要指出的是,万兆以太网与传统以太网标准除在物理层上完全不同以外(通过不同的编码方式或波分复用提供10Gbit/s传输速度),数据链路层也发生了较大的变化。首先,由于万兆以太网接口应用于点到点链路,不需要共享带宽,碰撞检测、载波监听和多重访问机制已经不再重要,因此没有必要实现 CSMA/CD;其次,为了实现10Gbit/s的高速率,很可能采用OC-192帧格式进行封装,这就需要在物理子层实现以太网帧到OC-192帧格式的映射功能;另外,以太网原先的设计是面向局域网的,网络管理功能相对比较薄弱,传输距离短且无任何物理线路保护措施,当应用到广域网范围中,网管系统、信号频率相位抖动以及信号同步都需要进行谨慎的设计。但无论如何,万兆与传统以太网采用完全相同的以太网帧结构,就其本质而言万兆以太网仍属于以太网的范畴。
三、从有线到无线
无线局域网(WLAN,WirelessLocalAreaNetwork)作为有线局域网技术的重要分支,也是以太网技术的延伸,以其灵活便捷的魅力,越来越展现出蓬勃生机。在某些有线局域网架设受到环境制约的条件下,无线局域网解决方案作为有线局域网的补充或替代,以其灵活性、移动性和较低的投资成本等优势,得到了快速的应用发展。