1973年诞生的以太网，在其发展的数十年中，虽然出现了多种技术与以太网竞争，但都无法阻止以太网技术快速前进的步伐。今天，以太网无处不在已成事实，数据流中超过99%起源和结束于以太网接口，以太网一统网络的趋势更加明显。基于以太网为核心的众多新技术层出不穷，云计算、物联网、移动互联、数据中心网络、40G/100G、虚拟化、802.11n、IP SAN都是业界关注的热点。

　　以太网技术显然已经超越了其最初的局域网起源，成为一种吸引人的、强健的解决方案。其中最引入瞩目质的飞跃，便是电信级以太网CE(Carrier Ethernet)的引入。运营商可利用电信级以太网CE超群的效率和灵活性，部署高质量的、创造收入的新宽带服务，同时大大减少CAPEX(投资成本)和OPEX(运维成本)，使最终用户可以享受到种类更多、更灵活和费用更低的服务。

　　一、 电信级以太网的发展

　　电信级以太网又称运营商级以太网(CE，Carrier Ethernet)，最早由城域以太网论坛(MEF，Metro Ethernet Forum)在2005年初提出。MEF的战略旨在开发"电信级"以太网必要的规范，从而能打破以太网只能为局部地区服务的一般看法。按照MEF定义，电信级以太网技术主要以网络能够支持的以太网业务类型和业务所能够达到的性能为衡量标准，并不专指某种网络技术。其主要包括5个方面的内容：

• 标准化的业务(专线/虚拟专线、专用局域网/虚拟专用局域网)
• 可扩展性(业务带宽和业务规模均可灵活扩展)
• 可靠性(低于50ms的保护倒换)
• QoS(端到端有保障的业务性能)
• 电信级网络管理(快速业务建立、用户网络管理)

图1.电信级以太网关键特征

　　电信级以太网CE发挥以太网内在的可伸缩性和灵活性，使其可以轻松地支持高质量、高带宽的服务。通过运营商级OAM(操作、管理、维护)、服务质量保证和故障保护支持能力上的技术增强，电信级以太网已经能为大部分的关键应用提供标准化、高性能的服务。截至2010年，已经有750多家厂商和运营商得到了MEF的认证。以太网服务业务收入持续走强，根据Infonetics研究公司的预测，到2014年以太网服务业务的全球收入可以达到400亿美元。Infonetics最新进行的全球服务提供商调查显示，100%的受访者声称会在2010年部署IP/以太网回传网络，65%的服务提供商计划转向单一IP/以太网回传网络。英国电信选择电信级以太网作为21CN承载网技术，以支撑多业务的统一承载;德国电信利用电信级以太网技术实现全网的优化，提供每用户20Mbit/s接入带宽。

　　二、 电信级以太网的应用需求

　　新型的运营商级以太网服务被证明确实“有利于商业运作”。无论是提供城域内的基于Ethernet UNI的L2/L3 VPN业务，还是实现宽带业务的汇聚，或者替代ATM/FR的传统业务，以及未来移动网络应用与FMC固定移动融合，电信级以太网CE都扮演着越来越重要的角色。我们分析运营商业务发展需求及网络现状，可以看到城域网建设体现出三大发展趋势：带宽提速、全业务承载、云级以太网演进。其中尤以“带宽提速”最为重要，是实现后两者的基础和前提(如表1所示)。

表1. 三大客户群带宽提速需求

　　公众宽带的接入手段不断丰富：DSLAM、WLAN、PON、Ethernet;应用越来越开放灵活：高速宽带、P2P、视频共享、IPTV、VOD。公众客户对带宽的渴求几乎是无止境的，这给运营商带来两难的选择：如何平衡竞争导致的更低廉的价格与不断攀升的客户期待?电信级以太网简单、自然、可靠、便利高效，更低的CAPEX和OPEX成为吸引世界各地服务提供商的关键原因。CE超强的大容量汇聚能力，使成本效益能得到充分体现。40G/100G以及更高速率以太网技术的不断推出，也为网络的长期发展提供保障。

　　针对政府、金融、大企业等集团客户的VPN互联专线业务一直是运营商“含金量”最高也最为重视的业务类别。随着信息化程度的增加，企业互联的需求也十分明确地向高带宽、多业务、灵活扩展和低IT成本转移，这给运营商传统的专线提供模式(基于MSTP，ATM等)带来巨大挑战(如图2所示)。

图2.集团客户VPN互联专线发展趋势

　　如图2所示，根据数据统计，到2013年集团客户企业互联专线带宽速率90%的线路至少都需要提速到10M以上，“如何以更低的建设成本，提供更高速的专线业务”成为运营商关切的重要问题。传统企业互联专线基于电路交换平台。不支持带宽复用，利用率低;不支持流量突发能力，灵活性差;带宽持续升级困难，价格高昂。在中高速率的环境下支持能力弱，不适合长期发展。利用电信级以太网CE构建面向政企客户的高速城域以太专线网络，可以轻松实现全万兆高速组网，具备大规模部署百兆专线能力。专线规模从几百条到上万条平滑演进，带宽从10M向1000M平滑演进，整网采用较小的收敛比保证服务质量。相比传统的MSTP/SDH专线而言，运营级以太网UNI用户侧为以太网端口，带宽扩展时无需更换设备/线路，仅通过配置命令即可实现1M至1G平滑升级。利用电信级以太网CE能够很好地完成传统低速专线用户到高速以太专线的带宽升级和需求转变，抓住以太专线市场的大好商机。

　　iPhone、Android及新一批功能强大的移动终端创新了大量应用，手机游戏、移动支付、GPS导航、PTT对讲电话及无线互联网接入等功能正日趋完善，带宽的持续升级要求给移动回程网络带来前所未有的巨大压力。运营商面临着两种抉择，要么固守专为移动语音市场而设计的传统技术，要么跟随数据业务的浪潮而投入以太网的怀抱。2009年1月，MEF发布“移动回程电信级以太网实施协议”(MBIA)，加速了基于以太网的移动回程网络的有效实施。电信级以太网可以提供可测量、可控性、可靠性、性能保障、CoS、QoS，可以按需分配带宽、减少风险性、随市场及时变化，并易于实施。经实践验证，电信级以太网的性能和可靠性与SONET这类传统的电信传输技术能够很好地匹配。与传统架构不同，电信级以太网的终端运行数据可以简易地进行测量，商业模式也十分健壮。随着下一代业务传输网络为本地以太网开放接口，无线网络运营商和制造商实现更高带宽的战略将变得简单。

　　三、 关键技术及组网架构

　　电信级以太网技术流派众多，广义的电信级以太网技术包括PBB/PBT、VPLS、MPLS-TP。这3种广义以太网CE技术目的都是希望能够在保留传统以太网的简单、低成本等优势的基础之上，具有高可靠性、网管等电信级特征，满足下一代城域网的要求。

　　PBB/PBT：属于Ethernet+技术，直接在以太网上进行扩展。继承了以太网的转发策略，通过重新定义标准帧帧头后字段等方式技巧性地修改了帧的结构，是在MAC in MAC(IEEE 802.1ah)基础上的扩展。它通过区分运营商和用户MAC提高了设备的安全性，并且通过引入面向连接的功能实现了以太网上的端到端的业务提供和管理功能。

　　VPLS：引入MPLS(多协议标签交换)的封装格式，本质上是二层隧道技术，它将以太网帧承载在MPLS隧道上，转发的基本数据单元是MPLS标签，转发策略上抛弃以太网帧转发，引入智能的MPLS标签，对以太网帧的传输另辟捷径。VPLS技术有效地结合了IP/MPLS、L2VPN以太网交换等多种技术的特点，支持点到点、点到多点、多点到多点的业务类型，能够在较大网络规模下支持电信级以太网服务。

　　MPLS-TP：MPLS-TP是MPLS的一个子集，数据基于MPLS标签进行转发，是基于MPLS的面向连接的分组传送技术。和MPLS相比，MPLS-TP去掉了对路由信令的需求，并在数据平面进行了相应的简化，目前的MPLS-TP技术采用基于预配置的业务管理方式。与其他电信级以太网相比，MPLS-TP技术本身更偏向传送网技术。由于采用了MPLS作为业务层面，MPLS-TP对多业务的支持能力较好。但是MPLS-TP采用简化的静态配置功能在大规模业务部署和灵活性上存在限制。此外，由于对MPLS现有机制进行了简化，MPLS-TP设备和现有MPLS设备的互通也可能存在问题

　　几种技术彼此之间也并不是完全对立的，在实际应用组网中可采用一机多协议栈的方式，融合各自的优点，达到最佳应用效果。三种技术流派虽然各有差异，但仔细分析，它们在一些方面都采用了同样的思路甚至同样的关键技术来解决传统以太网存在的问题。其中共性的关键技术包括：

　　高速城域以太网：以太网速率的不断提高，其发展已经超越了“摩尔定律”预测的速度。10G以太网在提供基于以太网的城域承载网络方面向前迈出了非常重要的一步，自从10G以太网标准于2002年7月在IEEE通过，目前多数设备厂商和用户已经在提供和使用万兆以太网设备，万兆以太网的技术继承了以太网技术优点，在用户普及率、使用的方便性、网络的互操作性及简易性上皆占有极大的引进优势，升级的风险非常低。带宽10G足够满足现阶段以及未来一段时间内城域骨干/接入网带宽需求(现阶段多数城域、骨干网带宽不超过2.5G)，并且万兆以太网最长传输距离可达40公里，足够满足大多数城市城域网覆盖。更高速的IEEE 802.3ba标准，即40/100G以太网标准已经在2010年6月获得正式批准，这也为新一波更高速的以太网应用和核心交换产品铺平了发展之路。

　　以太环网技术：环形拓扑结构简单，便于层次化组网，转发延迟相对确定，便于网络管理，非常适合用来提供快速灵活的保护……如此多的优点使环网技术在现有的城域传送网络得到了广泛的应用。传统的以太网始终没有解决快速收敛问题。任何链路的中断会导致网络长达数十秒的不可用，这对承载于网络上的各种实时业务是难以忍受的。电信级以太网技术融合了以太网和环网技术的优点，革新性的提出以太环网技术，将以太网的低成本与环网的高可靠相结合，既可以大幅减少网络自愈的收敛时间，而又不会增加投资额。方案领先的厂家，甚至还能够做到以太环网业务保护时间与环网节点数目、设备负荷、网络所承载业务、网络流量等因素无关，尤其适合城域接入层大规模组网的需求。

　　基于MPLS的灵活部署：运营级网络区别于企业级网络的典型特点在于网络规模大，连接数量多，开通和维护要求高，这导致网络扩展性和易维护管理始终是运营商最关注的问题。传统的传输技术是静态配置的，依赖于外部的网络管理系统和服务配置工具来计算和建立绕过故障点的路由，所有的配置和管理依赖一个集中的管理中心，管理中心收集全网信息，根据对信息的分析和判断，再控制每一个设备做出反应。这种模式在简单应用模式下取得了不错的应用效果，但静态配置模式随着网络规模的扩大运维复杂度会越来越高，难以适应网络灵活部署的需求。以MPLS为基础的技术引入，很好的解决了这个问题，MPLS的动态部署结合BFD等OAM故障检测能力，被证明是更加经济、更加可行的方案。

　　电信级以太网技术虽然取得了巨大发展，但仍然在持续完善，数据平面、控制平面的深入研究将推动整体技术体系不断走向成熟。

　　四、 电信级以太网的部署路线图

　　电信级以太网的部署更多的是以需求为导向，发展演进将呈现如下趋势：

图3.电信级以太网部署路线图

　　对于不同的运营商，由于城域网的部署情况不同，其电信级以太网业务的部署策略也会有所不同。对于新兴运营商，为了满足未来业务发展需求，本着“先人一步，快人一招”的原则，可以直接部署电信级以太网。而对于传统优势运营商，在保护其现有投资的同时，为了在与其他运营商的竞争中取得优势地位，仍需要部署以太网。可以首先在新的业务领域部署电信级以太网，并逐步将业务需求大的原有城域网络改造为电信级以太网，原有城域网业务种类将逐步减少，电信级以太网络逐步扩大，具备大客户VPN专线、流媒体、话音以及移动业务统一承载能力。

图4.CE城域网拓扑架构图

　　城域网单网单平面，业务混合的模式将随着业务发展进一步演化。现有城域网承载的公众、集团客户、基站业务模型各不相同，单网架构导致开放型互联网业务与封闭型政企重要业务混合承载，安全风险大。业务难以做严格隔离，互联网开放性流量可访问到重要业务网络，导致网络安全风险大，需单独增加安全设备投资。而且宽带业务与重要业务模型不同，可规划性不同。宽带业务的网络扩容或调整，必然影响关键业务承载的稳定性。而且单网部署存在较严重的流量迂回问题，城域内可终结的流量，都需要绕行城域核心层跨设备转发，网络流量模型需要进一步优化，以适应大规模城域高速业务的发展。因为经验证明，“分网建设”在安全、网络规划和运维、设备投资等方面存在综合优势。城域网将呈现出独立构建电信级以太网“精品第二平面”的趋势(如图4所示)。

图5.

　　五、 向云级以太网(Cloud Ethernet)演进

　　虚拟化、云计算、物联网等技术的成熟，将带来城域承载网络革命性的变化。构建在数据中心基础架构上的内容服务将成为核心，接入终端会更加人性化，而作为中间承载的网络层会演变为更具弹性，支持业务灵活、动态、可靠生成的 “云载网”。

　　电信级以太网(Carrier Ethernet)向更高等级的云级以太网(Cloud Ethernet)演进值得我们期待!