华为 WAN技术之广域网接口

前言：

局域网和广域网的不同之处：

1.局域网的应用范围是几百米或者是几公里，这样的小范围，但是广域网，是将分布到不同区域的局域网连接到一起，形成一个广域网，因特网就是世界上范围最大的广域网；

2. 接口类型，局域网通常会使用RJ45，光纤等，广域网中通常会使用wan口/POS/T1

3.接口速率不同，局域网有10M,100M,1G,10G,40G,100G,广域网有E1,T1,

4.协议的不同，在局域网中，使用的协议是Ethernet，广域网中使用的一般是PPP或者是HDLC ,OC-3,OC-12.

本次博客主要介绍关于广域网中常见的接口类型。

路由器物理接口带宽演进

PDH是比较早期的ATM网络中使用的一个技术，是一个典型的ATM接口，如上图所示的E1/T1,E3/T3这些都是PDH的接口，它存在一个很大的问题，就是标准不统一，E1,T1这些都是PDH同时期的技术，但是T1是北美和日本，不同的地区使用不同的接口，这就导致了，在国际范围内想要连通网络，存在很大的一个障碍，并且给网络添加了很大的复杂性，不利于网络的演进。还有一个方面就是标准的不同，使用光接口的标准也不一样，就导致了更复杂的问题。

后期开发出了SDH，就是用来应用在广域网中使用统一标准的技术，后面会提到一个POS技术，packet over SDH的技术。

后期使用的都是使用的基于SDH，SONET的广域网网络

从上图可以看到，随着时间的推移，带宽是呈增长的。

路由器POS/Ethern

SONET是北美的标准，可以和SDH兼容使用，POS口的带宽是采用的是一个类似最小承载量OC，这样的一个模式，这个是光载体的一个标准，OC-N，N是一个标准，最小的一个单位就是OC-1,OC-1传输的带宽约等于51.84mbps，如上图有OC3，OC12,OC192等，数字越大，代表着带宽越大。

以太网接口

以太网由Xerox公司PARC研究中心于1973年5月22日首次提出。

以太网类型：

10M以太网（标准以太网）E

100M以太网（快速以太网）FE

1000M以太网（千兆以太网）1G

10G以太网（万兆以太网）

100G以太网（100G以太网）

……

10M/100M以太网

10M/100M以太网物理层按照速率等级和传输介质来划分。常见的类型如下：

10BASE-T: 采用两对非屏蔽的3类、4类、5类双绞线；采用电话双绞线

BASE：baseband基带指的是没有使用频分复用或者是其他的频率转换技术，每一个信号都在单一频率上进行传输

T：使用的介质时双绞线

F：光纤

TX：X是扩展的意思，TX就是两对双绞线

FX：两根光纤，一根收，一根发

100BASE-TX: 采用两对屏蔽双绞线或高质量的5类非屏蔽双绞线；

100BASE-FX: 采用两根光纤，一根用于发送，一根用于接收。

100BASE-X:100BASE-TX和100BASE-FX的统称

T: 表示双绞线；

TX：表示2对高质量的双绞线；

FX：表示2根光纤。

1000M以太网标准如下：

1000BASE-T: IEEE802.3ab，5类非屏蔽双绞线

1000BASE-X: IEEE802.3z，多模光纤、单模光纤和150欧平衡屏蔽式双绞线。

1000BASE-CX: 由于最大长度25米，现在应用已经很少。CX：同轴电缆

1000BASE-SX: 短波850nm，激光范围（770～860nm）只用于多模光纤。

1000BASE-LX: 长波1310nm，激光范围（1270～1355nm）主要用于单模光纤，但也可以用于多模光纤。

10GE以太网

标准：IEEE802.3ae

10Gbs/s 以太网有两类：

串行的10GBase-S/L/E-R/W ：

10GBase-S：短距；850nm；多模。

10GBase-L：长距；1310nm；单模。

10GBase-E：超长距；1550nm；单模。

W = WAN PHY，广域网物理层, 9.95328Gb/s 码率, 采用SONET STS-192c及SDH VC-4-64C封装，可以使用DWDM或SDH/SONET光传输网作传送，使10G以太网无缝接入光传输网。

R = LAN PHY，局域网物理层, 10.3125Gb/s码率。

4路并行WDM (波分复用)的10GBase-LX4：

10GBase-LX4：1310nm；多模。

10GBase-LX4：1310nm；单模。

注：LX4采用的是波分复用的技术，在单对光缆上以四倍的光波长的方式来发送信号，是1310nm的光纤，可以支持多模，也可以支持单模。

100GE以太网

100G以太网（100GE）标准从开始讨论制订到正式获批发布，经历了长达4年之久：2010年6月，IEEE正式对外宣布IEEE 802.3ba标准。

在当前正式发布的802.3ba标准中，对于100Gbps MAC速率，提供了如下物理层规范：

40km单模光纤（SMF）: 对应的PHY为100GBASE-ER4，由4个WDM（1310nm, 800GHz间隔）通道组成。

注：ER中的E表示超长波的光纤，R表示可以连接以太网链路，通常情况下，ER可以用来连接暗光纤（暗光纤指的是已经铺设但是没有投入使用的光缆。）

10km单模光纤: 对应的PHY为100GBASE-LR4，由4个WDM（1310nm,800，GHz波长间隔）通道组成。

注：LR4中的L表示采用的长距离传输的光纤，

100m OM3多模光纤: 对应的PHY为100GBASE-SR10，由10条独立的多模光纤通道（850nm）组成。

7m铜线: 对应的PHY为100GBASE-CR10，由10条独立的铜缆通道组成。

POS接口

Packet Over SONET/SDH：在SONET/SDH上承载IP包或其他数据包的传输技术。

POS将长度可变的数据包直接映射进SONET同步载荷中，使用SONET物理层传输标准，提供了一种高速、可靠、点到点的数据连接。采用光纤进行传输。

POS常用接口速率：

OC-3/STM-1: 155.52Mbps

OC-12/STM-4: 622.08Mbps

OC48/STM-16: 2488.32Mbps

OC192/STM-64: 9953.28Mbps

OC768/STM-256:39813.12Mbps

SONET（Synchronous Optical Network）同步光纤网。北美、日本的传输标准，采用OC-n速率格式。

SDH（Synchronous Digital Hierarchy）同步数字系列。欧洲、中国等地区的传输标准，采用STM-n速率格式。

Ethernet接口和POS接口的比较

Ethernet接口和POS接口在速率上，都可以达到10G、40G。在100G Ethernet标准发布后，速率上Ethernet接口更胜一筹。

POS端口里采用PPP或HDLC的二层封装来承载IP，二层报头开销最长9个字节，也可能是7个字节。而10G LAN和WAN都是以太封装，二层报头开销是18个字节。由此看出，POS接口对IP报文的传输效率更高。

成本上，Ethernet接口/Ethernet单板价格更低。例如10GE接口，近似10G POS接口价格的一半。

接口LAN/WAN模式

10G XFP多模光收发模块可以工作在LAN或WAN两种模式，需要根据实际的应用来选择合适的模式。

10G LAN/WAN的区别在于封装不同。10G LAN是纯Ethernet封装，10G WAN接口链路层采用Ethernet封装，但是在物理层把封装好的数据直接映射到SDH的序列中。

无论是LAN或是WAN模式，都可以用来作为WAN口实现广域网长距离传输。在广域网的两端，两台路由设备接口模式必须相同。

在路由器之间存在传输设备的情况下，需要注意与传输设备的配合。一般来说，当传输设备是10G POS时，路由器可以用10G POS、10GE WAN来配合；当传输设备是10G以太时，路由器只能用10GE LAN来配合。需要注意的是，对于当前较新的传输设备而言，无论路由器侧是10GE LAN/WAN还是10G POS都可以支持，只需要更改软件配置即可。