10Gb以太網物理層接口

隨著多家供應商可以提供具有卸載（offload）能力和高密度、低延遲交換能力的網絡接口適配器，10Gb以太網產業(yè)鏈正在迅速成熟。對于許多要求高速數(shù)據傳輸?shù)膽妙I域，10Gb以太網正在逐漸引入許多比傳統(tǒng)光纖通道和InfiniBand互連更具有吸引力的特點。隨著市場的成熟，物理層連接方案也有了多種選擇，這正如當年千兆位時代，人們可以在光互連和銅互連之間進行選擇一樣。每種物理層連接方案都在傳輸距離、成本、延遲和物理媒質方面具有各自的優(yōu)勢，對于系統(tǒng)級應用，必須仔細權衡這些因素。

主板和背板接口形式的差異


在板級，由于引腳數(shù)的降低和允許更長的走線長度，XAUI（10Gb附屬單元接口）接口正逐漸替代XGMII（10Gb媒質獨立接口）接口。在背板領域，XAUI已經成為了10Gb以太網事實上的標準，它可以實現(xiàn)一種低設計風險、高效率和低成本的機箱與插件板之間的互連。XAUI的信號通過預加重和補償，其走線長度可以擴展到超過20英寸。XAUI也提供對多路連接器的支持，且只需要很少的幾層，并有通道反轉功能。

IEEE標準委員會最近針對以太網背板提出了802.3ap標準，規(guī)定了在標準FR4PCB上高達40英寸走線長度下10Gb以太網的工作規(guī)范。10GbASE-KX標準提供了兩種不同的實現(xiàn)方式：10GbASE-KX4和10GbASE-KR。10GbASE-KX4標準規(guī)定了4個通道（類似XAUI），而10GbASE-KR則是在一個通道上采用64/66B編碼方式實現(xiàn)的。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，如表1所示。

機箱外的互連

銅互連幾乎壟斷了數(shù)據中心1Gb速率或更低速率的互連應用，這是由于在服務器之間短距離互連方面，銅互連是最具有成本效率優(yōu)勢的。使用非屏蔽雙絞線電纜（10GbASE-T）的銅互連技術預計也將統(tǒng)治數(shù)據中心10Gb以太網的互連，而且第一代解決方案已經面世了。

早期在UTP電纜上將10Gb數(shù)據傳輸100m遠的可行性已經得到驗證了，但是它被廣泛采用的潛在優(yōu)勢將需要下一代或再下一代的方案才能實現(xiàn)。同時，其他互連技術，包括光互聯(lián)和銅互連也應該考慮進來。

銅互連物理層接口

1、10GbASE-CX4

10GbASE-CX4是高性能數(shù)據中心的理想選擇，CX4在短距離互連中具有低成本和零附加延時的優(yōu)點。屏蔽雙絞線電纜的使用與InfiniBand互連類似，XAUI信號的傳輸距離可以遠至15m，如果增加信號補償，可以使成本范圍之內的每端口成本降到最低。CX4連接器的引腳定義中也提供了電源引腳。市場上也有CX4連接器的光纜，而且電纜本身具有電-光和光-電轉換電路，信號傳輸距離可以遠遠超過15m。

2、10GbASE-T

10GbASE-T是最近剛剛發(fā)布的千兆位數(shù)據傳輸標準，它使用人們熟悉的緊湊型RJ-45連接器和廉價的6類電纜，信號傳輸距離可以遠至55m，并且在千兆位和10Gb傳輸速率之間支持自動協(xié)商。新劃分的6類電纜的延伸版本，或稱為Cat6a電纜規(guī)范可以降低UTP電纜對兒之間的串擾，10GbASE-T的信號傳輸距離可以遠至100m，目前該規(guī)范仍然處于草案階段。已經有多家供應商進行了10GbASE-T的傳輸試驗，然而10GbASE-T的不足也是明顯的，功耗比較大而且信號有幾微秒的延時，這種情況可能在器件成熟后會得到改善。對于企業(yè)千兆位匯聚產品而言，10GbASE-T可能是一種比較好的選擇。

光互連物理層接口

對于數(shù)據中心的互連應用，光纖連接是一種比較簡潔的方案，這是由于光纖尺寸小、重量輕、易于管理、信號傳輸距離長、EMI敏感性低，以及比較低的延遲。與銅互連相比，光纖互連成本的降低將使其更具有競爭力，如表2所示。

1、帶狀光纜

帶狀光纜是由多條光纖組成的扁平光纖，它有4條發(fā)送光纖和4條接收光纖，具有重量輕、柔韌性好的特點，帶有CX4連接器，信號傳輸距離大約是100m。當使用850nmVCSEL光信號時，扁平光纜的成本相對較低，而且功耗也很低（但不是可以忽略），但信號的傳輸延遲基本上是可以忽略的。