Ethernet網路具有彈性高，構建容易的優點，目前已成為提供都會寬頻服務的新興趨勢。本文將介紹都會乙太網路論壇(Metro Ethernet Forum, MEF)中所定義的各項都會乙太網路(Metro Ethernet)服務技術，及其目前的市場趨勢發展...
Ethernet網路具有彈性高，構建容易的優點，目前已成為提供都會寬頻服務的新興趨勢。本文將介紹都會乙太網路論壇(Metro Ethernet Forum, MEF)中所定義的各項都會乙太網路(Metro Ethernet)服務技術，及其目前的市場趨勢發展。隨著多媒體視訊時代的到來，影像與儲存網路等需求倍增，大量的頻寬和保證服務品質的應用快速成長，也造就了都會網路高頻寬及多元化服務的需求。由於目前最廣泛的區域網路是Ethernet，但為了解決都會與接取端的網路瓶頸，目前技術上可解決的方法之一是利用光纖乙太網路(Optical Ethernet)技術，將Ethernet應用領域延伸至都會網路。都會乙太網路已被業界譽為可解決企業區域網路與服務供應商骨幹網路的接取解決方案，而其中位於關鍵地位的「都會乙太網路論壇」，可說是都會乙太網路催生的最佳推手。
都會乙太網路論壇為一非營利組織，目前會員已超過六十個，包括了系統設備商Alcatel、Cisco、Extreme、Foundry、Fujitsu、Juniper、Lucent、NEC、Nortel、Siemens、華為、中興等，系統晶片商AMCC、PMC-Sierra、Vitesse、Zarlink等，測試設備商Agilent、Spirent，還有電信服務業者Bell South、British Telecom、France Telecom、NTT、SBC等，其成立的主要目的為促進光纖乙太網路技術在都會網路的使用。都會乙太網路所需的服務技術由MEF內成立的各個工作群組主導研議，討論出的服務技術規格再送交IETF相關工作群組訂立標準。以下，我們針對目前MEF技術工作群組內所提出的各項都會乙太網路服務技術分別做說明。
使用者網路介面(User Network Interface, UNI)的功能主要劃分在電話用戶的資料終端設備(DTE)與都會乙太網路資料傳送設備(DCE)之間，UNI允許都會乙太網路提供者明確地識別出UNI 連接的運作狀態，以便精確地了解存取連結的運轉與狀態。因為劃分UNI功能，所以DTE與DCE維持不同的自治權來執行，都會乙太網路提供者負責從提供者端到D-mark點的所有UNI，而UNI資料傳送設備與資料終端設備都能支援都會乙太網路提供者技術功能與配合UNI標準，將符合MEF的執行規劃。使用者網路介面參考點提供電話用戶與都會乙太網路範圍之間的界線，如所示。UNI功能參考模型分為三大部分，分別為UNI資料平面、UNI控制平面與UNI 功能參考模型如所示。
UNI資料平面包括實體層與資料連結層，標準IEEE 802.3乙太網路為訊框基礎，也包含標準802.1 Q虛擬網路(VLAN)標籤(tagging)與流量管理(Traffic Management)。UNI控制平面提出兩種控制方式，為靜態服務搜尋(Static Service Discovery)與動態連接設定(Dynamic Connection Setup)，靜態服務搜尋類似ATM連線方式的永久電路連線(Permanent Virtual Circuit, PVC)的觀念一樣，而動態連接設定類似ATM連接方式的交換電路連線(Switched Virtual Circuit, SVC)，此二種UNI控制平面定義的方式在現有的標準802.1與802.3並沒有定義。UNI管理平面包括網路服務品質(Quality of Service, QoS)、運營管理與維護(Operation Administration and Maintenance，OAM)、保護(Protection)與復原(Restoration)技術。
乙太網路數據終端設備(DTE)與數據通信設備(DCE)都包含了UNI所定義的資料、控制與管理平面之前提下，便能互通網路並有效率地管控網路流量與狀態，如為UNI參考功模組與MEN功能架構的關係。
由於都會乙太網路服務可承載在多種不同的高速傳輸協定上，如ATM SONET，SDH等等。而且這些既有的傳輸層協定本身都有自己的OAM協定，因此EMF決議於乙太服務層裡定義一個新的OAM協定給乙太服務層，以讓各層次仍保有各層次的OAM協定，且彼此可相互獨立運作。而目前於OAM部份的探討出來的進度主要有以下幾個要點，包括OAM訊息必須利用乙太訊框來傳送，但不同於一般乙太服務資料封包的是在於訊框的目的MAC位址(Destination MAC address)與OAM乙太訊框型態OAM(Ether Type)兩個欄位。訊框格式如。
OAM Dest Mac可分為兩種形式: 一為廣播位址(multicast address)，一為單一位址(unicast address)。廣播位址主要用於做OAM狀態回報用，而單一位址用於乙太服務連結的診斷與測試。OAM Src Mac為此OAM訊息的來源端位址。VLAN EtherType (VLANTag)為支援IEEE 802.3 VLAN所需的欄位。OAM(EtherType)為一個給乙太服務層OAM的預留值。OAM(Frame Type)指示出目前此OAM訊框為何種OAM訊息。目前定出的訊息有下列4種:
‧Connectivity Test Request(0x0000)
‧Connectivity Test Response(0x0001)主要作用於一個乙太服務連結的連接性測試，將以ICMP ping來完成此動作
‧Status Report Request(0x0002)
‧Status Report Response(0x0003)主用作用於獲取乙太服務OAM連結狀況參數
‧連接情況(connectivity )：乙太服務層的OAM要能夠去定義出目前設備上所有的乙太服務的連接情況為何
‧延遲(delay)：乙太服務層的OAM 要能夠提供單一方向傳輸延遲時間與去回傳輸延遲時間。因為這兩種參數可以提供給影像語音或其它即時性的應用服務使用
‧延遲變化量：大部份的即時性應用服務皆需要此連接路徑上延遲變化量，才可維持其傳輸的服務品質。
‧協定運作：OAM協定主要有4個功能，包括：
‧安全性：由於乙太服務OAM協定是給予網路服務供應者(service provider)用於監測服務的情況與服務品質使用，因此一般的使用者是不能送出OAM訊息的，且於文中也提到必須處理不同carrier網域之間的 OAM訊息，不能流出自己的網域而影響到其他carrier網路。
Mentro Ethernet protection標準的訂定要分為3個探討群組，一為 Protection Requirements Document，二為Protection Framework Document，第三MPLS Protection Implementation Agreement。Protection requirement主要在於訂定一些保護動作所需的相關的參數之定義，如恢復連線的最大時間，保護的型式，訊號毀壞程度臨界值等等。 Protection framework 則負責定出保護的基本模型架構，運作機制。而最後的群組則特別探討乙太服務在MPLS 層上如何實現其保護機制。以下將對目前探討的進度一一介紹。
由已產出的文件中可知，目前已訂出了Protection Reference Model(PRM)圖，如所示MEF的保護機制可分為APCP、EEPP、ALNP此3個功能區塊。APCP主要為解讀SLA中所包含的SLS (Service Level Specification)參數，再進而驅動EEPP與ALNP等功能區塊去完成相關的保護動作。EEPP(End-to-end Path protection)功能區塊，主要負責建立一條備用的端點到端點的路徑，用以保護目前工作的路徑。而路徑的建立則利用現成的訊令(signal)協定，如RSVP-TE CR-LDP，來完成備用路徑的建立，且也提到需要借助routing protocol (OSPF,IS-IS)及traffic engineering來完成計算出一條有效率的備用路徑。(Aggregated Line and Node Protection)功能區塊，主要用於最節點的保護，不同於針對路徑作保護的EEPP功能區塊，因此其考慮到的層面會較貼近傳輸層，且其保護節點的方式可參照IETF的fast-route Draft，將可以接近於SDH系統50ms的保護切換時間。
由於乙太都會網路有著可以工作於許多不同網路拓樸(Mesh, Ring)所組成的網路架構特性，因此需要此層來取得不同網路架構的網路拓樸現況，以提供給更上層的保護機制使用，以便完成保護的動作。
由於乙太都會網路為確保乙太網路服務層能獨立運作，因此對於傳輸層本身所提供的保護機制MEF採取由下往上逐一的運作保護機制。
CES是一種在乙太網路上提供傳統TDM服務的技術，目前所定義的TDM服務介面包括T1/E1，T3/E3，OC-3及OC-12。用戶端可繼續使用原有的專線服務而不需要知道自己的資料流是經由傳統SONET/SDH網路或是Metro Ethernet網路上傳。為CES架構示意圖。
目前有98%的區域網路是Ethernet，EOS結合Ethernet與SONET/SDH的優點，同時也利用SONET/SDH網路的優點彌補了 Ethernet可靠度不高及網管不成熟的缺點。MEF內所提的EOS技術可分成兩類：訊框映射技術及動態頻寬配置技術，其中訊框映射技術較被看好可成為下一代主流映射技術的有ITU-T建議書G.7041定義的Generic Framing Procedure(GFP)，以及ITU-T建議書X.85/86 Link Access Procedure-SDH(LAPS)。
動態頻寬配置技術則是為了提供即時性的動態頻寬配置，EOS使用了新定義於ITU-T建議書G.707的Virtual Concatenation以及ITU-T建議書G.7042的Link Capacity Adjustment Scheme(LCAS)這兩種技術。
都會乙太網路服務最早是從美國開始，業者企圖與傳統的電信服務商相抗衡，但前幾年的網路泡沫化造成產業停滯不前，都會乙太網路的優勢及經濟效益卻已吸引傳統電信業者的注意，也使得系統設備商及晶片商加速都會乙太網路服務相關產品的進程。
根據MEF的調查報告，都會乙太網路設備的全球營收在2002年已達到2.5億美元，預估到2006年會成長到5.7億美元。而都會乙太網路的全球服務產值預估更從2001年的4.6億美元到達2006年的40億美元。
台灣在全球區域乙太網路產業中一直佔有重要地位，同時也是寬頻接取設備輸出大國(如DSL、Cable Modem及Access Gateway)，面對都會乙太網路市場全球如此大的商機，更應好好把握機會，積極參與規格制定及掌握關鍵技術，創造台灣下一世代的新興產業。