一、引述
1、CE的产生背景
随着Internet和基于IP的下一代网络的迅速发展，IP网络已经成为多业务宽带信息通信网络基础设施，包括话音、视频在内的各种通信应用都以IP数据包的方式在网络中传递，通信网已经从以话音业务为主转为以数据业务为主，用户对于接入带宽的需求正日益快速地增加。长期以来，面对宽带数据业务的需求，运营商通常采用数字数据网（DDN）、帧中继、异步传输模式（ATM）等技术部署其数据网络，这些技术服务质量高、安全性好，可以很好地为企业用户提供专线服务。但是，在以IP为核心的下一代网络环境中，这些技术显得灵活性不够、成本较高，尤其是难以延伸到用户端，随着厂商在这些技术上的投入日益减少，其运行维护和扩容升级等成本将更加昂贵。为此，运营商迫切需要一种适于多业务IP网络环境的灵活高效的宽带传送技术，要求具有良好的技术经济性，能在大规模网络上部署运行，而且对于用户来说能够即插即用。正是在这一背景下，业界提出了电信级以太网（CE Carrier Ethernet）的概念。
2、关于以太网的特征
众所周知，以太网（Ethernet）是计算机网络中应用最为广泛的一种局域网技术，以太网帧可以封装任何协议数据，实际上大量携带的都是IP数据包。自从Internet问世以来，以太网就是IP网络的第一级汇聚网络，互联网工程任务组（ETF）定义了大量的技术规范使得用户主机可以方便地经由以太网接入Internet，以太网的广播特性极大地简化了用户自动发现、地址聚合、可靠接入的实现。
以太网技术的突出优点是易于使用、成本低、灵活性好。以太网通过全球标准化的网络接口提供服务，几乎所有IP网络设备和主机都装备有以太网网卡。采用以太网技术联网，对于用户来说可以即插即用，对于运营商来说可以简化网络的运行、管理和配备。由于网卡价格低廉，设备、服务和运行成本低，用户可以按需请求带宽（如以1 Mb/s为单位增加带宽），而且带宽调整在几分钟内就可以完成，无需增添设备或求助运营商维护人员，因此采用以太网可以有效地降低运营商和用户的建设成本（CAPEX）和维护成本（OPEX）。以太网技术还可以灵活地为用户提供各种联网服务，例如：企业用户通过同一个以太网接口既可以经由内联网虚拟专用网（VPN）连接不同地理位置的子网，也可以经由外联网VPN和合作方或供应商连接，还可以实现和因特网服务提供商（ISP）的高速连接。
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3、MEF提出了CE的概念
当然，以太网原本是针对局域网环境设计的，是面向企业网应用的“企业级”技术，要将其应用于面向公众用户的运营商网络，必须在安全性、可扩展性、可管理性等诸多方面加以改进，使之具有“电信级”的性能。正是出于这样的考虑，于2001成立的城域以太网论坛（MEF）组织提出了将增强以太网技术用于城域网的思路，提出了城域以太网的概念。从2005年开始，又将其改称为电信级以太网（CE），以进一步明确是在运营商网络中应用的以太网技术。
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二、电信级以太网（CE）简介
1、CE的技术特征
MEF将CE定义为具有5大技术特征、区别于局域以太网、标准化的、泛在可用的电信级服务和网络。它可利用以太网的成本优势获得显著的效益，为企业提供新的分布式应用并能快速部署。其所有网元应该通过认证测试，不但能为本地用户，而且能为全球范围的所有用户提供服务，其用户包括企业、商业客户和家庭端用户。虽然它是针对城域网应用提出的，但是其概念和技术也同样适用于广域网，许多运营商开始探索作这样的尝试，积累这方面的经验。MEF定义的CE的5大技术特征详见下表2-1。
表 2-1：MEF定义的CE的5大技术特征
由此可知，CE包括业务和技术两个方面。其中，CE业务面向用户，独立于所使用的技术，由MEF负责定义。CE技术面向网络，由电子电气工程师协会（IEEE）、国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）、互联网任务工程组（IETF）等组织提出，提供所定义的CE业务。特别需要指出的是，CE技术并不是专指某种特定的网络技术，任何技术只要满足MEF所定义的CE技术特征，都属于CE技术的范畴，运营商可以根据业务需求、网络环境、部署成本、已有设施等多种因素考虑，决定采用哪一种CE技术。
2、CE的业务分类
CE业务模型入下图2-2所示。图中城域以太网（MEN）泛指基于以太网技术构建的运营商网络，即CE，包括城域网和骨干网。MEF定义了3类CE业务，包括：E-LINE、E-LAN和E-TREE，其涵义详见下表2-2-1。这些业务的每一种连接可以是针对整个UNI端口的，也可以是针对UNI中的某个虚拟局域网（VLAN）的，据此可将每一类业务再划分为“专用”和“虚拟专用”两个子类，例如以太网-专线和以太网-虚拟专线业务。
图 2-2：CE业务模型
表 2-2-1：MEF定义的3类CE业务
MEF按照“类型-属性-参数”的方式来描述每个特定业务的特性，共定义了以下9个属性，每个属性可包含多个参数，具体详见下表2-2-2。通过类别-属性-参数的组合，可以定义众多不同的业务实例，每个业务实例的数据帧由一个“以太网虚连接（EVC）”传递。
表 2-2-2：MEF定义的业务属性
3、CE的各类技术
可扩展性是电信级以太网技术首先需要解决的重要问题，即如何使运营商网络能够支持大量并存的CE业务实例。对于企业应用来说，大型城域网应能支持数万个EVC，跨越广域网应能支持数十万个EVC；对于家庭应用来说，大型城域网通常需支持数十万至数百万个EVC；对于E-LAN业务来说，大型城域网应能支持数万至数十万个MAC层地址，跨越广域网的全球应用应能支持数十万至数百万个MAC层地址。另一个重要的问题是必须使CE具有局域以太网所没有的可靠性和OAM能力。
根据上述要求，IEEE、IETF和ITU-T分别以以太网技术、多协议标签交换（MPLS）技术和光传输技术为基础，提出了多种电信级以太网技术，大体上可分为增强以太网技术、MPLS技术和光环网技术3大类。同时，还提出了针对电信级以太网的OAM技术。
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三、CE的发展
电信级以太网（CE）的概念于2005年由城域以太网论坛（MEF）正式提出。在此之前，以太网主要局限于局域网（LAN）场景，缺乏电信级网络所需的可靠性、可管理性和服务质量保障。MEF的核心理念是：CE不以某种特定网络技术为衡量标准，而是以网络能够支持的以太网业务类型和性能来定义。这一阶段，MEF定义了CE 1.0体系，重点解决了以太网服务的标准化问题：定义了E-LINE（专线）、E-LAN（局域网互联）等基础业务模型，并确立了50ms保护倒换、端到端QoS保障等核心性能指标。
2012年，MEF正式发布电信级以太网2.0（CE 2.0），这是CE发展史上的里程碑事件。CE 2.0在CE 1.0基础上新增了三大核心能力：多服务类别（Multi-CoS）、服务互连、更强的管理能力。具体详见下表3-1的描述。与此同时，IEEE于2010年确立了40G/100G以太网技术框架，为CE提供了更高速的物理层支撑。CE 2.0支持的以太网服务类型也从CE 1.0的三种扩展到八种，更好地满足了运营商大流量业务的需求。这八种服务分布在 E-LINE、E-LAN、E-TREE 和 E-ACCESS 这四大服务类型中，每个类型下各包含两种模式，即“专线（Private）”和“虚拟专线（Virtual Private）”两种模式。具体详见下表3-2的介绍。这种设计使运营商能够为企业、移动回传、云计算等不同场景，提供从简单的点到点专线到复杂的多点虚拟网络等多种选择，更好地满足了多样化的业务需求。
表 3-1：CE 2.0新增的三大核心能力
表 3-2：CE 2.0支持的八大以太网服务类型介绍
近年来，CE标准体系进一步演进。MEF（现已更名为Mplify Alliance）在原有CE 2.0认证基础上推出了MEF 3.0认证，并进一步将其细化为两大方向：面向企业的运营商以太网（Carrier Ethernet for Business）和面向人工智能的运营商以太网（Carrier Ethernet for AI）。具体详见下表3-3的描述。此外，CE over Broadband（宽带上的CE）认证也在计划中，旨在将标准化的性能保障扩展到宽带接入服务。
表 3-3：CE的新两大发展方向
当前，CE正站在5G、云计算和AI三大浪潮的交汇点，一方面面临SD-WAN等新技术的竞争压力，另一方面也在通过技术升级（如CE for AI认证）积极拥抱新的产业机遇。
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