跨千兆越万兆 十万兆以太网离你有多远?

IEEE旗下的一个特别研究组在近期确定了下一代以太网技术的发展方向，100Gbps以太网将比目前最快的10Gbps以太网速度快10倍。此消息一出，群情振奋者有之，怀疑观望者亦有之，以太网发展已经历以太网（10Mbps）、快速以太网（100Mbps）、千兆以太网和10G以太网4个阶段，100Gbps（十万兆）以太网到底离我们有多远呢？大家知道，从计算机与网络诞生的那一刻起，其对速度的追求就从未停息过。802.3标准家族是以太网最为核心的内容所系，在高速以太网中，目前应用最主流的还是千兆标准。1998年7月，千兆以太网标准802.3z发布，光纤千兆位以太网标准（LX和SX）和短距离铜线传输千兆位以太网标准（CX），即IEEE 802.3z广泛支持光纤实现方案。1999年，802.3ab定义的在5类线的基础上运行千兆以太网的物理层1000BASE-T标准面世，1000BASE-T可五类线上提供1000Mbps的传输带宽。   

◆ 802.3ae万兆光纤标准   

10G以太网标准中有3种类型：①IEEE 802.3ae，定义了在光纤上传输10G以太网的标准，传输距离从300米到40公里。②IEEE 802.3ak，定义了在对称铜缆上运行10G以太网的标准，传输距离小于15米，适用于数据中心内部服务器之间的连接应用。③IEEE 802.3an，定义了基于双绞线作为媒质的10G以太网标准，希望传输距离至少达到100米，该标准今年已被正式通过。

802.3ae在2002年6月通过，即10Gbit/s以太网，又称万兆以太网，它包括了10GBASE-R、10GBASE-W、10GBASE-LX4三种物理接口标准。10G以太网的优点在于保留了802.3以太网媒体访问控制（MAC）协议，保持以太网的帧格式不变。只工作在全双工模式；增加了广域网接口子层（WIS），可实现与SDH的无缝连接。   

在物理层，802.3ae大体上可以分为两种类型，一种是与传统以太网连接速率为10Gbps的局域网PHY，另一种为连接SDH/SONET速率为9.58464Gbps的WAN PHY。在数据链路层，802.3ae继承了802.3以太网的帧格式及最大/最小帧长度，支持多层星型连接、点到点连接及上述拓扑的组合，充分保证已有应用的兼容性。   

10GBASE-SR、10GBASE-LR和10GBASE-ER的物理编码子层（PCS）使用了效率较高的64B/66B编码，在线路上传输的速率是10.3Gb/s。10GBASE-SR使用850nm的激光器，在多模光纤上的传输距离是300米；10GBASE-LR和10GBASE-ER分别使用1310nm和1550nm的激光器，在单模光纤上的传输距离分别是10公里和40公里，适用于城域范围内的传输，是目前的主流应用。

◆ 802.3ak/an万兆铜缆标准   

万兆铜缆的标准有两个，即IEEE 802.3ak（即10GBase-CX4标准）和IEEE 802.3an（10GBase-T）。802.3ak是在同轴铜缆上实现万兆以太网传输，已于2004年3月获得了批准，但传输距离被限制在15米之内。802.3an是在双绞线铜缆上实现万兆以太网，同样有屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线之分。这两种铜缆标准中，更值得关注的当然是802.3an。

10GBase-T让6类双绞线涅磐

2003年11月，IEEE成立了IEEE 802.3an工作组，它的任务是对新型物理层（PHY）进行技术开发，PHY定义的操作传输速度为万兆位/秒，该操作的全双工通道以八芯布线为基础，而且每条线对同时在两个方向的传输速度都可以达到205千兆位/秒。2004年7月发布了IEEE 802.3an的第一份草案，它为标准提供了路线图及目标。10GBase-T的目标是：10位误差率（BER）；在100米长的F级布线（7类）上数据传输速度达到万兆位/秒；在55到100米长的E级布线（6类）上数据传输速度到达万兆位/秒。   

要想6类布线支持10GBase-T所遇到的主要挑战是"外部串扰"，即由邻近干扰电缆中的线会对其它电缆造成数据干扰。TIA 568-B.2-10的目前工作副本描述了新的增强型6类UTP布线，用以支持10GBase-T并使传输距离达到100米。测试表明，10G以太网需要至少500MHz的线性传输性能，大多数的增强五类电缆只有150MHz或250MHz。六类虽没有被强制其性能达到500MHz，但对于高带宽传输是更好的媒质，许多制造商提供的六类电缆标称600MHz，已可达到10GBase-T所能提供的更高的性能。

在几经波折后，2006年7月IEEE 10GBase-T万兆以太网标准正式获得了通过。新颁布的IEEE 802.3an 110GBase-T标准详细列明了在4对双绞线上传输10Gb/s数据的各项指标，用户选择这类产品有了依据。  

◆ 万兆布线时代已到来

万兆以太网采用了IEEE802.3以太网媒体访问控制（MAC）协议、IEEE802.3以太网帧格式，以及IEEE802.3帧的最大和最小尺寸。万兆以太网是以太网在速度和距离方面的进步，采用全双工技术，不需要应用低速的、半双工的CSMA/CD协议。在其他方面，万兆以太网保留了初期以太网模型的精髓，因而可以和现有以太网环境无缝融合，支持客户已有应用。   

目前最新的万兆交换机也可全面支持万兆局域网传输标准：10GBASE-R（IEEE 802.3ae）、10GBASE-W（IEEE 802.3ae）、10GBASE-LX4（IEEE 802.3ae）、10GBASE-CX4（IEEE 802.3ak）、10BGASE-T（IEEE 802.3an），五种传输标准在数据链路层以上都相同，差别在于物理层。

来源：千家综合布线网