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光以太網(wǎng)彈性分組環(huán)技術(shù)

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光以太網(wǎng)提出的背景
IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，使以太網(wǎng)局域網(wǎng)飛速發(fā)展，這就需要一個(gè)高速的MAN或WAN把它們連接起來(lái)，很多廠商提出了IPoverATM或IPoverSDH的方案，利用的協(xié)議有MPoA和PoS，但是它們都有一個(gè)缺點(diǎn)，就是當(dāng)?shù)?層的服務(wù)進(jìn)入第1層的WAN結(jié)構(gòu)時(shí)，它們的帶寬是靜態(tài)分配的，這樣帶寬的利用率不高 。一個(gè)好的解決方法是采用光以太網(wǎng)RPR技術(shù)（OpticalEthernetRPR），它使RPR環(huán)上的設(shè)備共享環(huán)上的所有或部分的帶寬 。
以太網(wǎng)IP數(shù)據(jù)采用盡力傳送的機(jī)制，是現(xiàn)在廣泛采用的局域網(wǎng)技術(shù)，具有很好的擴(kuò)展性，很適應(yīng)現(xiàn)在的突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但是，QoS沒有保障，保護(hù)倒換的能力也很差 。SDH設(shè)備具有小于50ms的倒換時(shí)間，有多種保護(hù)方式，具有良好的QoS，但是SDH采用的是固定傳送帶寬，傳送IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的效率不高，造成很大的浪費(fèi)（表1），SDH對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送不是最佳的選擇 。
光以太網(wǎng)RPR綜合了以太網(wǎng)和SDH的優(yōu)點(diǎn)，它定義了一個(gè)獨(dú)立的物理層——彈性分組環(huán)媒介訪問(wèn)控制層，該標(biāo)準(zhǔn)將幫助網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)不必依靠特定廠商的設(shè)備，該標(biāo)準(zhǔn)將給各個(gè)廠商提供互通性，從而增加競(jìng)爭(zhēng)，降低用戶的投資 。它提供了一個(gè)雙環(huán)結(jié)構(gòu)，在環(huán)上傳送反方向的信號(hào)，并提供保護(hù)，它解決城域網(wǎng)中大量使用的環(huán)技術(shù)中的多業(yè)務(wù)傳輸問(wèn)題，而以太網(wǎng)解決了點(diǎn)到點(diǎn)傳輸?shù)膯?wèn)題 。
彈性分組環(huán)
彈性分組環(huán)（RPR）就是要在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中提出一個(gè)新的媒介訪問(wèn)控制層，以延伸現(xiàn)在廣泛采用的以太網(wǎng) 。它在終端用戶服務(wù)方面和以太網(wǎng)協(xié)議兼容，RPR補(bǔ)充終端用戶以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，它提供一個(gè)有效的傳輸協(xié)議，使多位用戶的以太網(wǎng)原始數(shù)據(jù)在城域網(wǎng)上傳輸 。RPR標(biāo)準(zhǔn)提供：
*空間重用（spatialreuse）：答應(yīng)多個(gè)信息在環(huán)上同時(shí)發(fā)送 。
*當(dāng)環(huán)或節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，高速度的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)（小于50ms） 。
*在單個(gè)光通道上通過(guò)統(tǒng)計(jì)復(fù)用有效地利用光纖帶寬，為不同業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)地分配帶寬 。
*提供基于分組交換的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)面向連接的電路交換業(yè)務(wù)進(jìn)行簡(jiǎn)化和降低成本 。
RPR是一個(gè)高效的優(yōu)化協(xié)議，可以在環(huán)網(wǎng)上傳輸IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時(shí)提供小于50ms的保護(hù)倒換 。RPR將充分應(yīng)用到城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中，提供高速、可靠的園區(qū)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心的連接 。RPR還可以運(yùn)行在SDH上，RPRMAC和第1層是獨(dú)立的，它可以在標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)物理層和SDH幀傳輸上運(yùn)行 。RPR一個(gè)很大的應(yīng)用就是應(yīng)用在SDH環(huán)物理層上，另一個(gè)就是以太網(wǎng)物理層 。RPR對(duì)SONET/SDH是一個(gè)補(bǔ)充，SONET/SDH分為獨(dú)特的兩層：靜態(tài)的時(shí)分復(fù)用層和監(jiān)視映射層 。RPR用統(tǒng)計(jì)的分組交換代替靜態(tài)的時(shí)分復(fù)用，用于控制從環(huán)或SDH傳輸層上的節(jié)點(diǎn)上下流量，同時(shí)提供小于50ms的恢復(fù)保護(hù) 。
光以太網(wǎng)的要害技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)都有其物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)，物理結(jié)構(gòu)的選擇受到經(jīng)濟(jì)可行性的限制，而邏輯結(jié)構(gòu)的選擇則要依靠其運(yùn)行的業(yè)務(wù) 。網(wǎng)絡(luò)更需要一個(gè)彈性的邏輯結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@樣更有利于業(yè)務(wù)的運(yùn)行，即要求在物理結(jié)構(gòu)上自由選擇邏輯結(jié)構(gòu) 。光纖環(huán)是一個(gè)非常有效的物理結(jié)構(gòu)，而RPR就是在這種環(huán)上運(yùn)行分組交換業(yè)務(wù)，它提供在這種環(huán)上選擇所有邏輯結(jié)構(gòu)的彈性 。在電路交換中，每個(gè)電路的帶寬是固定的，不可能根據(jù)業(yè)務(wù)的情況預(yù)先分配帶寬，這樣對(duì)于現(xiàn)在的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，尤其是IP業(yè)務(wù)，利用率非常低，RPR通過(guò)分組的優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)地提供虛擬的帶寬分配表，以便充分地利用帶寬 。RPR一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)就是有效的利用帶寬，它采用以下技術(shù)：
統(tǒng)計(jì)的空間復(fù)用技術(shù)
RPR協(xié)議的主要特征是統(tǒng)計(jì)空間復(fù)用技術(shù)（SpatialReuse），即空間的再利用能力，應(yīng)用在環(huán)形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中增加環(huán)的傳輸效率 。它容許信息在發(fā)送點(diǎn)和接收點(diǎn)沿著環(huán)雙方向傳送，并不利用環(huán)上其他段的帶寬，在接收節(jié)點(diǎn)把信息從環(huán)上剝離下來(lái)，環(huán)上其他段的帶寬可以被其他分組利用 。接收點(diǎn)從環(huán)上剝離信息，和以前的基于環(huán)的協(xié)議如令牌環(huán)網(wǎng)、光纖分布數(shù)字接口（FDDI）不同，它會(huì)排除流量中被源節(jié)點(diǎn)占用的多余帶寬，信息剝離后并不占用帶寬 ?？臻g再利用的機(jī)制在城域網(wǎng)中是非常有用的，它大大提高了帶寬的利用率和有效帶寬 。

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