華強(qiáng)盛電子導(dǎo)讀：10G網(wǎng)絡(luò)變壓器系列篇開始整理編寫，本篇為10G網(wǎng)絡(luò)變壓器系列篇之1 認(rèn)識(shí)10G以太網(wǎng) 10G以太網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用定位

　　10G網(wǎng)絡(luò)變壓器系列篇之1 認(rèn)識(shí)10G以太網(wǎng)

　　10G以太網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用定位

　　10G以太網(wǎng)技術(shù)概述

　　10G以太網(wǎng)是以太網(wǎng)在速度和距離方面的自然演化，它的標(biāo)準(zhǔn)于2002年6月正式頒布。雖然以太網(wǎng)速度在不斷提高，但是其基本幀格式仍保持不變，10GE遵循的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.3ae，對(duì)應(yīng)OSI的數(shù)據(jù)鏈路層。包括IEEE802.1 MAC媒體訪問(wèn)控制子層(負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)Framing和Media access，對(duì)應(yīng)OSI第1.5層)和IEEE802.2 LLC邏輯鏈路控制子層(LLC負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)timing和flow control，對(duì)應(yīng)OSI第2層)。對(duì)IP數(shù)據(jù)包的封裝采用RFC 1042建議。它以全雙工模式工作，取消了CSMA/CD沖突檢測(cè)，10G以太網(wǎng)支持局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩種物理接口。為了適用于廣域網(wǎng)，10G以太網(wǎng)在MAC子層增加了數(shù)據(jù)控制模式，使MAC子層的數(shù)據(jù)速率適配到SONET/SDH的數(shù)據(jù)速率。。

　　10G以太網(wǎng)技術(shù)介紹

　　10G以太網(wǎng)主要在物理層取得較大進(jìn)展，因此下面我們簡(jiǎn)要介紹10G以太網(wǎng)的物理層和芯片接口XAUI。

　　物理層結(jié)構(gòu)

　　以太網(wǎng)的物理層分為PCS(物理編碼子層)、PMA(物理介質(zhì)附加子層)、和PMD(物理介質(zhì)相關(guān)子層)三層。PCS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，10G以太網(wǎng)定義了全新的64B/66B編碼方式;PMA提供獨(dú)立于媒體介質(zhì)的方法;PMD定義物理層采用光纖介質(zhì)時(shí)支持的鏈路距離

　　鏈路距離

　　10G以太網(wǎng)的物理層支持四種PMD，單模光纖的最長(zhǎng)距離可以達(dá)到40Km，多模光纖的最長(zhǎng)距離能達(dá)到300m。由于局域網(wǎng)型物理層和廣域網(wǎng)型物理層將采用共同的PMD,因而它們的傳輸距離相同。

　　物理層的類型

　　物理層分為局域網(wǎng)LAN PHY和廣域網(wǎng)WAN PHY兩種類型，廣域網(wǎng)物理層不同于局域網(wǎng)物理層在于它包含一個(gè)WIS(廣域網(wǎng)接口子層)子層，即在WAN接口子層包含于一個(gè)簡(jiǎn)化的SONET/SDH幀，實(shí)現(xiàn)到SDH的映射。這樣就把基于分組統(tǒng)計(jì)復(fù)用的IP/Enthernet交換機(jī)和基于二維幀結(jié)構(gòu)的SONET/SDH時(shí)分復(fù)用體系結(jié)合起來(lái)，使得在跨越廣域傳輸骨干網(wǎng)時(shí)，10G以太網(wǎng)也能使用SONET/SDH作為第1層承載平臺(tái)。

　　10G以太網(wǎng)LANPHY接口可以是：10GBASE-SR、10GBASE-LX4、10GBASE-LR、10GBASE-ER;10G以太網(wǎng)WANPHY接口可以是：10GBASE-SW、10GBASE-LW和10GBASE-EW。下圖列出了上述接口所采用的編碼方式和工作波長(zhǎng)。

　　芯片接口XAUI

　　XAUI技術(shù)是10G以太網(wǎng)的創(chuàng)新技術(shù)之一。XAUI是一種由千兆以太網(wǎng)1000BASE-XPHY發(fā)展而來(lái)的自帶時(shí)鐘串行總線技術(shù)。其接口速率是原1000BASE-X的2.5倍。通過(guò)4個(gè)串行通道，這種4Bit XAUI 支持10G以太網(wǎng)要求的比1000BASE-X快10倍的數(shù)據(jù)吞吐量。 由于XAUI具有內(nèi)部集成時(shí)鐘的特性(不需要外部觸發(fā)的高頻時(shí)鐘)，它有良好的電磁兼容特性，可以實(shí)現(xiàn)MAC層到物理層芯片，甚至是MAC層直接到光纖收發(fā)模塊的連接。目前許多芯片供應(yīng)商已經(jīng)發(fā)布或能提供XAUI接口。

　　10G以太網(wǎng)的應(yīng)用定位

　　以太網(wǎng)速率發(fā)展到10G，不僅僅是帶寬的提升，它標(biāo)志著以太網(wǎng)技術(shù)在相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的倡導(dǎo)和運(yùn)營(yíng)商的推動(dòng)下，以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的局域網(wǎng)范圍擴(kuò)展到城域網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，今后有可能進(jìn)一步應(yīng)用于廣域網(wǎng)。

　　在局域網(wǎng)領(lǐng)域，以太網(wǎng)技術(shù)最初戰(zhàn)勝了Token Ring和FDDI，然后由于速率更高，成本更低，與IP結(jié)合更成熟，替代了ATM局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)到桌面，致使目前97%以上的終端用戶通過(guò)以太網(wǎng)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)流量的發(fā)送和接收，實(shí)現(xiàn)各種形式的聯(lián)網(wǎng)。在局域網(wǎng)范圍，10G以太網(wǎng)適用于POP節(jié)點(diǎn)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的背靠背高速連接以及局域網(wǎng)內(nèi)存網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)器、磁帶庫(kù)之間的高速連接，相對(duì)于10GPOS接口，10GE性價(jià)比高。由于目前主機(jī)的性能還沒(méi)有達(dá)到與10G相匹配的程度(包括CPU的運(yùn)算頻率、內(nèi)存及硬盤的讀寫速度、總線帶寬等)，因此目前服務(wù)器和主機(jī)配置10G網(wǎng)卡的必要性不大。

　　城域網(wǎng)內(nèi)，適合在網(wǎng)絡(luò)核心層設(shè)備之間采用10GE互連，10GE接口已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以是高端路由器或第三層核心交換機(jī);物理層可以是裸光纖或SDH傳送網(wǎng)，以太網(wǎng)接口需要分別采用LAN PHY和WAN PHY。由于10G以太網(wǎng)幀沿襲了傳統(tǒng)802.3模式，沒(méi)有特殊的字段來(lái)描述網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)行故障定位，如SDH的AIS、LOS等，還是采用802.1d/w生成樹協(xié)議來(lái)進(jìn)行環(huán)路保護(hù)，在網(wǎng)絡(luò)核心層這樣的鏈路保護(hù)性能無(wú)法滿足針對(duì)運(yùn)營(yíng)商的電信級(jí)要求，這是目前以太網(wǎng)技術(shù)仍然欠缺的地方。在實(shí)際組網(wǎng)應(yīng)用中，可以采用WAN PHY接口，通過(guò)

　　SDH系統(tǒng)的復(fù)用段/通道保護(hù)提供小于50ms的故障恢復(fù)，或者采用L3設(shè)備，將10G以太網(wǎng)只作為點(diǎn)到點(diǎn)鏈路應(yīng)用，將故障恢復(fù)交由第三層IP路由協(xié)議的收斂去完成。

　　好了，今天關(guān)于10G以太網(wǎng)技術(shù)就討論至此，下一篇，我們將繼續(xù)討論10G以太網(wǎng)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)及其10G以太網(wǎng)本身的局限性，謝謝!

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