進入 5G 時代，我們學習傳輸網知識，經常會看到“Flex”這個字首。比如說，FlexE、FlexO、FlexHaul、Flex Grid、FlexXXX……

那麼，Flex 到底是什麼意思？

沒錯，Flex 是英語 Flexible 的縮寫，意思就是“靈活的，可變動的，柔韌的”。

那 FlexE 的 E，又是什麼呢？

E，就是我們耳熟能詳的“乙太網（Ethernet）”。

大家學計算機網路，第一課應該就會介紹乙太網。什麼 CSMA/CD（載波監聽多路訪問及衝突檢測）、匯流排型拓撲、100BASE-T，不知道大家還有沒有印象？

最早的乙太網，誕生於上世紀 70 年代。

一個名叫 Bob Metcalfe 的哈佛博士，利用自己在夏威夷大學 Aloha 專案（世界上最早的無線電計算機通訊網）學習時受到的啟發，在施樂公司（Xerox）帕洛阿爾託研究中心，和另一名同事 David Boggs，共同設計並實現了世界上第一個乙太網。

BobMetcalfe，乙太網之父

後來，1982 年，Xerox 與 DEC 及 Intel 組成 DIX 聯盟，共同發表了 Ethernet Version 2（EV2）的規格，並將它投入商用市場，且被普遍使用。

沒錯，就是那個賣印表機的施樂

這個 EV2，就是受 IEEE 承認的 10BASE5。10 代表速度是 10Mbps，BASE 代表傳輸訊號調製方式為基帶調製，5 代表傳輸距離 500 米。

乙太網誕生之後，得到了快速的發展，逐漸從最開始的匯流排式乙太網（也叫經典乙太網），演變為交換式乙太網。

乙太網的速率，從最開始的 1Mbps，10Mbps，100Mbps，慢慢衍生出了 1Gbps，10Gbps，100Gbps……

乙太網的傳輸介質，也從早期的同軸電纜，變成了雙絞線（80 年代末出現），再到後面的光纖（90 年代中後期出現）。

乙太網演進（點選可看大圖）

在 OSI 七層模型裡面，乙太網是資料鏈路層和物理層的技術。在 TCP/IP 模型中，是網路介面層。

回過頭來，我們再看看光。

進入 2010 年代之後，人們開始發現，光傳輸裝置的發展，漸漸無法跟上需求。

一方面，光通訊場景較多，UNI（使用者網路介面）可能出現多種情況，而底層光傳輸鏈路介面和模組是固定的，難以應對這些變化。例如，光傳輸裝置只有三個 40G 通道，而我們的業務是 100G 的。

另一方面，高速率光模組的價格太高，一時半會降不下來。行業需要尋找更低成本的解決方案，例如，1 個 400G 光模組的價格，比 4 個 100G 加起來還高。那麼，是不是可以通過繫結多個低速率的方式，實現高速率？

於是，人們開始思考，Ethernet 介面的速率，和光傳輸的能力速率，能不能解除匹配關係。這個，就是我們常說的“解耦”。

為了實現這個願望，2016 年，OIF（光互聯論壇）推出了 FlexE。

FlexE 的作用，有點像一個“超級變速齒輪”。

它在傳統乙太網架構的基礎上，引入了全新的 FlexE Shim 層，實現 MAC（介質訪問控制子層，屬於資料鏈路層）和 PHY（物理層）的解耦。

上層和下層的資料流速率，不再強制繫結。

FlexE 的架構，如下圖所示：

FlexE Client

對應於網路的各種使用者介面（UNI），與現有 IP/ETH 網路中的傳統業務介面一致。可根據頻寬需求靈活配置，例如 10G、40G、100G、200G、n*25G。

FlexE Group

本質上就是 IEEE 802.3 標準定義的各種乙太網物理層（PHY）。

FlexE Shim

FlexE Shim 是整個 FlexE 的核心。

它把 FlexE Group 中的每個 100GE PHY 劃分為 20 個 Slot (時隙) 的資料承載通道，每個 PHY 所對應的這一組 Slot 被稱為一個 Sub-calendar，其中每個 Slot 所對應的頻寬為 5Gbps。

FlexE 幀結構（來源:《靈活乙太網技術白皮書》）

FlexE Client 原始資料流中的乙太網幀，以 Block 原子資料塊 (為 64/66B 編碼的資料塊) 為單位進行切分，這些原子資料塊可以通過 FlexE Shim 實現在 FlexE Group 中的多個 PHY 與時隙之間的分發。

由於 FlexE Group 的 100GE PHY 中每個 Slot 頻寬為 5Gbps 粒度，FlexE Client 理論上也可以按照 5Gbps 速率顆粒度進行任意數量的組合設定，支援更加靈活的多速率承載。

（注意，最開始的 FlexE 版本，每個 slot 頻寬是 5Gbps。後來的 FlexE 版本，又推出了其它大小。）

FlexE 的功能，簡單來說，就是三個：捆綁、子速率、通道化。

捆綁 (Bonding)

捆綁，就是多根小水管，綁起來，給一個大資料流用。

多路 PHY 一起工作，支援更高速率。

例如，4 路 100GE PHY 實現 400G MAC 速率。

子速率 (Sub-Rate)：

子速率，就是一根或多根大水管，給一個小資料流用。

單一低速率 MAC 資料流共享一路或者多路 PHY，並通過特殊定義的 Error Control Block 實現降速工作。

例如，在 100G PHY 上僅僅承載 75G MAC 資料流。

通道化 (Channelization)：

通道化，是一根或多根大水管，給若干小資料流（或大資料流）用。

多路低速率 MAC 資料流共享一路或者多路 PHY。

例如，在 100G PHY 上承載 10G、40G、50G 的三路 MAC 資料流。或者，在兩路 100G PHY 上覆用承載 125G 的 MAC 資料流。

來幾個動圖，看得更明白一些：

通道化

通道化

通道化 + 捆綁

總而言之，FlexE 在不同基礎設施條件下，實現了對不同業務頻寬的支援。這就是所謂的“靈活性（Flexible）”。

基於 FlexE 通道化功能，運營商可以在現有線路上，構建端到端的管道。這些管道的服務等級可以不同。

大家應該也想到了網路切片。是的，Flex 也能夠滿足網路切片的需求。

基於 FlexE 的 5G 網路切片（來源:《靈活乙太網技術白皮書》）

FlexE 在現有技術標準和裝置的基礎上，做了一些“小改動”，就實現了靈活的速率，更大的頻寬，以及通道隔離。可以說是既省錢又好用。這樣的技術，自然而然受到了大家的歡迎。目前，OIF 已經將標準發展到了 2.1 版本。

現在，FlexE 已經是公認的 5G 承載閘道器鍵技術之一，也是第三代乙太網技術的核心。

三代乙太網