局域网到城域网——以太网的飞跃

　　很长一段时间里，以太网主要在局域网中占有优势。业界普遍认为以太网不能用于城域网，特别是汇聚层以及骨干层。主要原因在于以太网用作城域网骨干带宽太低(10/100M以太网)，传输距离不足。

　　随着带宽的逐步提高，千兆以太网粉墨登场：包括短波长光传输1000Base-SX、长波长光传输1000Base-LX以及五类线传输1000BaseT。2002年底IEEE802工作委员会又通过了802.3ae：10Gbps以太网(万兆以太网)。在以太网技术中，100BaseT是一个里程碑，确立了以太网技术在局域网中的统治地位。而千兆以太网以及随后万兆以太网标准的推出，使得以太网技术从局域网延伸到了城域网的汇聚和骨干。

　　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。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也是勉强，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。

　　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100米的限制，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。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。

　　综上所述，以太网技术不适于用在城域网骨干/汇聚层的主要原因是带宽以及传输距离。而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，上述两个问题基本上得到了解决。

　　以太网采用CSMA/CD机制，即带碰撞检测的载波监听多重访问。万兆以太网技术与千兆以太网类似，仍然保留了以太网帧结构。通过不同的编码方式或波分复用提供10Gbps传输速度。

　　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基本应用于点到点链路，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，因此对于CSMA/CD机制的实现似乎也不那么重要了；其次，为了实现10Gbps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。