萬兆以太網(wǎng)規(guī)范

萬兆以太網(wǎng)標準和規(guī)范比較繁多，在標準方面，有2002年的IEEE 802.3ae，2004年的IEEE 802.3ak，2006年的IEEE 802.3an、IEEE 802.3aq和2007年的IEEE 802.3ap；在規(guī)范方面，總共有10多個（是一比較龐大的家族，比千兆以太網(wǎng)的9個又多了許多）。在這10多個規(guī)范中，可以分為三類：一是基于光纖的局域網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)規(guī)范，二是基于雙絞線（或銅線）的局域網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)規(guī)范，三是基于光纖的廣域網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)規(guī)范。下面分別予以介紹。

1.基于光纖的局域網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)規(guī)范

就目前來說，用于局域網(wǎng)的基于光纖的萬兆以太網(wǎng)規(guī)范有：10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-LRM、10GBase-ER、10GBase-ZR和10GBase-LX4這六個規(guī)范。

10GBase-SR

10GBase-SR中的SR代表短距離（short range）的意思，該規(guī)范支持編碼方式為64B/66B的短波（波長為850nm）多模光纖（MMF），有效傳輸距離為2～300m，要支持300m傳輸需要采用經(jīng)過優(yōu)化的50μm線徑OM3（Optimized Multimode 3，優(yōu)化的多模3）光纖（沒有優(yōu)化的線徑50μm光纖稱為OM2光纖，而線徑為62.5μm的光纖稱為OM1光纖）。

10GBase-SR具有最低成本、最低電源消耗和最小的光纖模塊等優(yōu)勢。

10GBase-LR

10GBase-LR中的LR代表長距離（Long Range）的意思，該規(guī)范支持編碼方式為64B/66B的長波（1310nm）單模光纖（SMF），有效傳輸距離為2m到10km，事實上最高可達到25km。

10GBase-LR的光纖模塊比下面將要介紹的10GBase-LX4光纖模塊更便宜。

10GBase-LRM

10GBase-LRM中的LRM代表長度延伸多點模式（Long Reach Multimode），對應的標準為2006年發(fā)布的IEEE 802.3aq。在1990年以前安裝的FDDI 62.5?m多模光纖的FDDI網(wǎng)絡和100Base-FX網(wǎng)絡中的有效傳輸距離為220m，而在OM3光纖中可達260m，在連接長度方面，不如以前的10GBase-LX4規(guī)范，但是它的光纖模塊比10GBase-LX4規(guī)范光纖模塊具有更低的成本和更低的電源消耗。

10GBase-ER

10GBase-ER中的ER代表超長距離（Extended Range）的意思，該規(guī)范支持超長波（1550nm）單模光纖（SMF），有效傳輸距離為2m到40km。

10GBase-ZR

幾個廠商提出了傳輸距離可達到80km超長距離的模塊接口，這就是10GBase-ZR規(guī)范。它使用的也是超長波（1550nm）單模光纖（SMF）。但80km的物理層不在EEE 802.3ae標準之內(nèi)，是廠商自己在OC-192/STM-64 SDH/SONET規(guī)范中的描述，也不會被IEEE 802.3工作組接受。

10GBase-LX4

10GBase-LX4采用波分復用技術，通過使用4路波長統(tǒng)一為1300 nm，工作在3.125Gb/s的分離光源來實現(xiàn)10Gb/s傳輸。該規(guī)范在多模光纖中的有效傳輸距離為2～300m，在單模光纖下的有效傳輸距離最高可達10km。它主要適用于需要在一個光纖模塊中同時支持多模和單模光纖的環(huán)境。因為10GBase-LX4規(guī)范采用了4路激光光源，所以在成本、光纖線徑和電源成本方面較前面介紹的10GBase-LRM規(guī)范有不足之處。

2.基于雙絞線（或銅線）的局域網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)規(guī)范

在2002年發(fā)布的幾個萬兆以太網(wǎng)規(guī)范中并沒有支持銅線這種廉價傳輸介質(zhì)的，但事實上，像雙絞線這類銅線在局域網(wǎng)中的應用是最普遍的，不僅成本低，而且容易維護，所以在近幾年就相繼推出了多個基于雙絞線（6類以上）的萬兆以太網(wǎng)規(guī)范包括10GBase-CX4、10GBase-KX4、10GBase-KR、10GBase-T。下面分別予以簡單介紹。

10GBase-CX4

10GBase-CX4對應的就是2004年發(fā)布的IEEE 802.3ak萬兆以太網(wǎng)標準。10GBase-CX4使用802.3ae中定義的XAUI（萬兆附加單元接口）和用于InfiniBand中的4X連接器，傳輸介質(zhì)稱之為CX4銅纜（其實就是一種屏蔽雙絞線）。它的有效傳輸距離僅15m。

10GBase-CX4規(guī)范不是利用單個銅線鏈路傳送萬兆數(shù)據(jù)，而是使用4臺發(fā)送器和4臺接收器來傳送萬兆數(shù)據(jù)，并以差分方式運行在同軸電纜上，每臺設備利用8B/10B編碼，以每信道3.125GHz的波特率傳送2.5Gb/s的數(shù)據(jù)。這需要在每條電纜組的總共8條雙同軸信道的每個方向上有4組差分線纜對。另外，與可在現(xiàn)場端接的5類、超5類雙絞線不同，CX4線纜需要在工廠端接，因此客戶必須指定線纜長度。線纜越長一般直徑就越大。

10GBase-CX4的主要優(yōu)勢就是低電源消耗、低成本、低響應延時，但是接口模塊比SPF+的大。

10GBase-KX4 和10GBase-KR

10GBase-KX4 和10GBase-KR所對應的是2007年發(fā)布的IEEE 802.3ap標準。它們主要用于背板應用，如刀片服務器、路由器和交換機的集群線路卡，所以又稱之為背板以太網(wǎng)。

萬兆背板目前已經(jīng)存在并行和串行兩種版本。并行版（10GBase-KX4規(guī)范）是背板的通用設計，它將萬兆信號拆分為4條通道（類似XAUI），每條通道的帶寬都是3.125Gb/s。而在串行版（10GBase-KR規(guī)范）中只定義了一條通道，采用64/66B編碼方式實現(xiàn)10Gb/s高速傳輸。在10GBase-KR規(guī)范中，為了防止信號在較高的頻率水平下發(fā)生衰減，背板本身的性能需要更高，而且可以在更大的頻率范圍內(nèi)保持信號的質(zhì)量。IEEE 802.3ap標準采用的是并行設計，包括兩個連接器的1m長銅布線印刷電路板。10GBase-KX4使用與10GBase-CX4規(guī)范一樣的物理層編碼，10GBase-KR使用與10GBase-LR/ER/SR三個規(guī)范一樣的物理層編碼。目前，對于具有總體帶寬需求或需要解決走線密集過高問題的背板，有許多家供應商提供的SerDes芯片均采用10GBase-KR解決方案。

10GBase-T

10GBase-T對應的是2006年發(fā)布的IEEE 802.3an標準，可工作在屏蔽或非屏蔽雙絞線上，最長傳輸距離為100m。這可以算是萬兆以太網(wǎng)一項革命性的進步，因為在此之前，一直認為在雙絞線上不可能實現(xiàn)這么高的傳輸速率，原因就是運行在這么高工作頻率（至少為500MHz）基礎上的損耗太大。但標準制定者依靠4項技術構件使10GBase-T變?yōu)楝F(xiàn)實：損耗消除、模擬到數(shù)字轉換、線纜增強和編碼改進。