万兆以太网规范
40G 100G以太网标准正式颁布
北京时间6月22日消息,IEEE近日对外宣布,IEEE 802.3ba标准,即40/100G以太网标准已于上周四(6月17日)获批,首个规范将同时使用两种新的以太网速率。
该标准组织称,这一标准的正式批准将为新一波更高速的以太网服务器连通性和核心交换产品铺平发展之路。
[详细]
网界网专家解读:802.3ba 的正式获批给整个业界带来的影响将是巨大的。
如果仅仅从速度提升的角度来看待40/100G以太网标准的通过是不够的。
因为它的通过对整个产业链、生态系统都会带来巨大的影响。
40/100G端口有了,必将取代很多“10G多端口捆绑”的情况,节能一些,环保一些。
[详细]。
以太网
成立刚一年的IEEE 802.3工作组发布10BASE-5“粗缆”以太网标准。该标准用于粗同轴电缆、速度为10M的基带局域网络,最大传输距离不超过500米。这是最早的以太网标准。
1995年:百兆标准出世 开启以太网规模应用时代
IEEE 802.3u ——100M以太网(快速以太网)标准通过。快速以太网与原来在100M带宽下工作的FDDI相比具有许多优点。最主要体现在其可以支持3、4、5类双绞线以及光纤的连接,能够有效保障用户在现有布线基础实施上的投资。快速以太网开启了以太网大规模应用的新时代。
· 100BASE-TX:是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用两对双绞线,一对用于发送,一对用于接收数据。在传输中使用4B/5B编码方式,信号频率为125MHz。符合EIA586的5类布线标准和IBM的SPT 1类布线标准。使用同10BASE-T相同的RJ-45连接器。它的最大网段长度为100米。它支持全双工的数据传输。
2004年:同轴电缆万兆标准发布 开启短距、高速数据中心连接大门
IEEE 802.3ak——同轴电缆10G以太网标准颁布。802.3ak标准可以在同轴电缆上提供10G的速率,从而开启了短距离、高速度数据中心连接的大门。新标准为数据中心内相互距离不超过15米的以太网交换机和服务器集群提供了一个以10G速度互联的经济的方式。由于10G速率可以通过电口来实现,802.3ak标准对于交换机和服务器的集群提供了一个比光解决方案的成本低很多的解决办法,从而引发了10G产品价格的迅速下降。
2006年:非屏蔽双绞线万兆标准通过 万兆价格骤降
IEEE 802.3an 10GBASE-T—— 基于非屏蔽双绞线的10G以太网规范得以通过。10GBASE-T标准使得网络管理员在将网络扩展到10G的同时,能够沿用原来已布设的铜质电缆基础结构,并且让新装用户也可以利用铜质结构电缆的高性价比特点。由于10GBASE-T具有较大的端口密度和相对较低的元件成本,因此它有助于网络设备厂商大幅降低10G以太网互联的成本,这使需要更高带宽的应用最终成为可能。可以说,10GBASE-T对10G以太网的普及功不可没。
以太网详细介绍
Balanced Copper Xcvr Shielded Balanced Copper Cable
2005©
zqiangwu@
GBN支持的传输供介质
1000 Mbps MAC (Media Access Control) 802.3z CSMA/CD Ethernet
1000BaseLX (1300 nm)
多模光纤连接的最大距离为550米 单模光纤连接的最大距离为3000米
铜基连接距离最大为25米,基于5类无屏蔽双绞线的连接距离增至 100 米的技术
可选的千兆位介质无关接口(GMII) 基于光纤的全双工和半双工操作
2005©
zqiangwu@
GBN的优点
千兆以太网采用和以太网、快速以太网一样的可变长的 (64-1514byte)IEEE802.3帧格式 千兆以太网在不改变现有的网络结构的前提下得到更高的 带宽。千兆网和以前的以太网以及快速以太网几乎一样, 都支持相同的IEEE 802.3帧格式、全双工和流控制模式。 根据IEEE802.3x的定义,当两个节点以全双工通讯时,线 路上能同时发送和接收数据包。千兆以太网在全双工模式 下遵循该标准进行通讯 ,也遵循标准以太网的流控制模 式来避免冲突和拥挤简单、直接的转移低成本;支持新应 用程序能力强;弹性化的网络设计简单、直接的转移到高 性能平台
2005©
zqiangwu@
千兆网的技术规范
规范名称
1000BASE-LX
传输介质
62.5um 多模 50um 多模 10um 单模 62.5um 多模
编码方式
8B/10B 8B/10B 8B/10B 8B/10B
传输带宽
500MHz 400/500MHz
以太网技术规范
⒈ IEEE802.3z
IEEE802.3z 工作组负责制定光纤(单模或多模)和同轴电缆的全双工链路标准。 IEEE802.3z 定义了基于光纤和短距离铜缆的 1000Base-X,采用 8B/10B 编码技术,信道 传输速度为 1.25Gbit/s,去耦后实现 1000Mbit/s 传输速度。IEEE802.3z 具有下列千兆以太 网标准:
以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
用同 10BASE-T 相同的 RJ-45 连接器。它的最大网段长度为 100 米。它支持全双工的数 据传输。
· 100BASE-FX:是一种使用光缆的快速以太网技术,可使用单模和多模光纤(62.5 和 125um)。多模光纤连接的最大距离为 550 米。单模光纤连接的最大距离为 3000 米。 在传输中使用 4B/5B 编码方式,信号频率为 125MHz。它使用 MIC/FDDI 连接器、ST 连接 器或 SC 连接器。它的最大网段长度为 150m、412m、2000m 或更长至 10 公里,这与所 使用的光纤类型和工作模式有关,它支持全双工的数据传输。100BASE-FX 特别适合于有 电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。
以太网详解
以太网详解1.以太网是什么?以太网(Ethernet)最早是由Xerox(施乐)公司创建的局域网组网规范,1980年DEC、Intel和Xeox三家公司联合开发了初版Ethernet规范—DIX 1.0,1982年这三家公司又推出了修改版本DIX 2.0,并将其提交给EEE 802工作组,经IEEEE成员修改并通过后,成为IEEE的正式标准,并编号为IEEE 802.3。
虽然Ethernet规范和IEEE 802.3规范并不完全相同,但一般认为Ethernet和正IEEE 802.3是兼容的。
以太网是应用最广泛的局域网技术。
根据传输速率的不同,以太网分为标准以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbis)千兆以太网(1000Mbs)和万兆以太网(10Gbit/s),这些以太网都符合IEEE 802.3是兼容的。
2、标准以太网标准以太网是最早期的以太网,其传输速率为10Mbts,也称为传统以太网。
此种以太网的组网方式非常灵活,既可以使用粗、细缆组成总线网络,也可以使用双绞线组成星状网络,还可以同时使用同轴电缆和双绞线组成混合网络。
这些网络都符合EE8023标准,EEE8023中规定的一些传统以太网物理层标准如下。
①10 Base-2:使用细同轴电缆,最大网段长度为185m。
②10 Base-5:使用粗同轴电缆,最大网段长度为500m。
③10 Base-T:使用双纹线,最大网段长度为100m。
④10 Boad-36:使用同轴电缆,最大网段长度为3600m。
⑤10 Base-F:使用光纤,最大网段长度为2000m,传输速率为10Mb/s。
以土标准中首部的数字代表传输速率,单位为Mbis;末尾的数字代表单段网线长度(基准单位为100m);Base表示基带传输,Broad表示宽带传输。
3、快速以太网随着网络的发展和各项网络技术的普及,标准以太网技术已难以满足人们对网络数据流量和速率的需求。
1993年10月以前,人们只能选择价格昂贵、基于100Mbs光缆的FDD技术组建高标准网络,1993年10月,Grand Junction 公司推出了世界上第一台快速以太网集线器FastSwitch10/100和百兆网络接口卡Fast NIC 100,快速以太网技术正式得到应用。
万兆以太网规范
5.5.1 万兆以太网规范5.5.1 万兆以太网规范从前面的介绍可以得出,就目前来说,万兆以太网标准和规范都比较繁多,在标准方面,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;在规范方面,总共有10多个(是一比较庞大的家族,比千兆以太网的9个又多了许多)。
在这10多个规范中,可以分为三类:一是基于光纤的局域网万兆以太网规范,二是基于双绞线(或铜线)的局域网万兆以太网规范,三是基于光纤的广域网万兆以太网规范。
下面分别予以介绍。
1.基于光纤的局域网万兆以太网规范就目前来说,用于局域网的基于光纤的万兆以太网规范有:10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-LRM、10GBase-ER、10GBase-ZR和10GBase-LX4这六个规范。
10GBase-SR10GBase-SR中的"SR"代表"短距离"(short range)的意思,该规范支持编码方式为64B/66B的短波(波长为850nm)多模光纤(MMF),有效传输距离为2~300m,要支持300m传输需要采用经过优化的50μm线径OM3(Optimized Multimode 3,优化的多模3)光纤(没有优化的线径50μm光纤称为OM2光纤,而线径为62.5μm的光纤称为OM1光纤)。
10GBase-SR具有最低成本、最低电源消耗和最小的光纤模块等优势。
10GBase-LR10GBase-LR中的"LR"代表"长距离"(Long Range)的意思,该规范支持编码方式为64B/66B的长波(1310nm)单模光纤(SMF),有效传输距离为2m到10km,事实上最高可达到25km。
10GBase-LR的光纤模块比下面将要介绍的10GBase-LX4光纤模块更便宜。
1以太网介绍及工作原理
以太网的解释以太网(EtherNe t)以太网最早由X e rox(施乐)公司创建,在1980年,D EC、lntel和X erox三家公司联合开发成为一个标准,以太网是应用最为广泛的局域网,包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网,采用的是CSMA/CD访问控制法,它们都符合IEEE802.3IEEE 802.3标准它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。
以太网是当前应用最普遍的局域网技术。
它很大程度上取代了其他局域网标准,如令牌环、FDDI和AR CNET。
历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后,目前千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。
历史以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。
人们通常认为以太网发明于1973年,当年罗伯特.梅特卡夫(RobertMetcalf e)给他PARC的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。
但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。
在1976年,梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网:局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。
1979年,梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐,成立了3Com公司。
3com 对迪吉多, 英特尔, 和施乐进行游说,希望与他们一起将以太网标准化、规范化。
这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。
当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和AR CNET,在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。
而在此过程中,3Com也成了一个国际化的大公司。
梅特卡夫曾经开玩笑说,Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。
以太网分类
一、标准以太网开始以太网只有10Mbps的吞吐量,使用的是CSMA/CD(带有碰撞检测的载波侦听多路访问)的访问控制方法,这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。
以太网主要有两种传输介质,那就是双绞线和同轴电缆。
所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准,下面列出是IEEE 802.3的一些以太网络标准,在这些标准中前面的数字表示传输速度,单位是“Mbps”,最后的一个数字表示单段网线长度(基准单位是 100m),Base表示“基带”的意思,Broad代表“带宽”。
·10Base-5 使用粗同轴电缆,最大网段长度为500m,基带传输方法;·10Base-2 使用细同轴电缆,最大网段长度为185m,基带传输方法;·10Base-T 使用双绞线电缆,最大网段长度为100m;· 1Base-5 使用双绞线电缆,最大网段长度为500m,传输速度为1Mbps;·10Broad-36 使用同轴电缆(RG-59/U CATV),最大网段长度为3600m,是一种宽带传输方式;·10Base-F 使用光纤传输介质,传输速率为10Mbps;二、快速以太网随着网络的发展,传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求。
在1993年10月以前,对于要求10Mbps以上数据流量的 LAN应用,只有光纤分布式数据接口(FDDI)可供选择,但它是一种价格非常昂贵的、基于100Mpbs光缆的LAN。
1993年10月,Grand Junction公司推出了世界上第一台快速以太网集线器Fastch10/100和网络接口卡FastNIC100,快速以太网技术正式得以应用。
随后 Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。
与此同时,IEEE802工程组亦对 100Mbps以太网的各种标准,如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中继器、全双工等标准进行了研究。
10GE技术介绍
2010年10月13日
10个GE技术探讨 个 技术探讨
万兆位ETHERNET 万兆位ETHERNET
万兆位以太网目前只采用全双工光纤的传 输模式技术,所以不适应应用于低速的、半 输模式技术,所以不适应应用于低速的、 双工的状态;目前它只适应光纤物理介质, 双工的状态;目前它只适应光纤物理介质, 对于同轴电缆和铜线电缆有待于进一步开发; 对于同轴电缆和铜线电缆有待于进一步开发; 它定义了两种类型的PHY,即局域网PHY和广 它定义了两种类型的PHY,即局域网PHY和广 PHY PHY 域网PHY。 域网PHY。 PHY
PHY (physical sublayer) 物理子层
2010年10月13日
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10个GE技术探讨 个 技术探讨
10GE物理层的结构 10GE物理层的结构
“Ethernet” Upper Layers Logical Link Control (LLC) Media Access Control (MAC)
10GE传输距离与波长 10GE传输距离与波长
2010年10月13日
前一页 后一页
10个GE技术探讨 个 技术探讨
10GE传输距离与波长 10GE传输距离与波长
10GBase-EW 10GBase-ER 10GBase-LW 10GBase-LR 10GBase-LX4 10GBase-SW 10GBase-SR
XGMII or XAUI XGMII or XAUI XGMII or XAUI
WWDM LAN PHY (8B/10B) WWDM PMD 1310 nm
Serial LAN PHY (64B/66B)
Serial WAN PHY (64B/66B + WIS)
关于万兆以太网标准
万兆以太网标准关于万兆以太网标准万兆以太网物理层规格在IEEE 中定义了万兆以太网物理层规格(PHY)和支持光模块,如下图所示(左)。
在以太网标准中,光模块被正式定义为一种物理媒体依赖接口(PMD)。
右图显示了PMD、PHY和MAC(媒体访问控制)在交换路由器板卡上的逻辑设计。
万兆以太网MAC(右图)在服务接口(向PHY)以10Gb/s的速率运行,在MAC PHY层之间适应速率,通过调试Inter-Packet Gaps (IPG)以适应LAN PHY 和WAN PHY的略有不懂的数据速率。
速率适应机制在IEEE 中叫做Open Loop Control。
Stack Diagram of 10GE PHYS & PMDs Typical Switch Card Layout万兆以太网物理层规格(PHY)为:连续LAN PHY连续物理层由64b/66b多媒体数字信号编解码器(译码/解码)配置和serializer/deserializer (SerDes)组成。
64b/66b多媒体数字信号编解码器配置是执行包描绘的块状编码配置。
SerDes为连续光模块或PMD,在传送器上将16- bit并行数据路径(每个644 Mb/s)排序到一个s的连续数据流,并将一个s的连续数据流去序列化到16-bit并行数据路径(每个644Mb/s)。
连续WAN PHY连续WAN PHY由WAN接口子层(WIS)、64b/66b多媒体数据信号编解码器配置(与上文描述一样)、和SerDes组成,SerDes也与上文描述一样,除了连续数据流的速度为s(OC-192),每个16-bit并行数据路径为622Mb/s。
WIS 为SONET framing和X7+ X6 + 1 scrambling专门设计。
与SONET OC-192速度结合,连续WAN PHY使万兆以太网能在现有SONET OC-192设施和10Gb/s Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)光学网络上无中断运行。
profinet和以太网区别有哪些
profinet和以太网区别有哪些1、PROFINET:实时以太网。
基于工业以太网,具有很好的实时性,可以直接连接现场设备,使用组件化的设计,PROFINET支持分布的自动化控制方式。
PROFINET技术定义了三种类型:PROFINET1.0基于组件的系统主要用于控制器与控制器通讯;PROFINET-SRT软实时系统用于控制器与I/O设备通讯;PROFINET-IRT硬实时系统用于运动控制。
PROFINET也是一种新的以太网通讯系统,是由协会开发。
PROFINET具有多制造商产品之间的通讯能力,自动化和工程模式,并针对分布式智能自动化系统进行了优化。
其应用结果能够大大节省配置和调试费用。
PROFINET系统集成了基于系统,提供了对现有系统投资的保护。
它也可以集成其它现场总线系统。
2、以太网:基本特征是采用一种称为载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection)的共享访问方案,即多个工作站都连接在一条总线上,所有的工作站都不断向总线上发出监听信号,但在同一时刻只能有一个工作站在总线上进行传输,而其它工作站必须等待其传输结束后再开始自己的传输。
以太网有四类:一是标准以太网:开始以太网只有10Mbps的吞吐量,使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD,CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection)的访问控制方法,这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。
以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接,并且在IEEE802.3标准中,为不同的传输介质制定了不同的物理层标准,在这些标准中前面的数字表示传输速度,单位是“Mbps”,最后的一个数字表示单段网线长度(基准单位是100m),Base表示“基带”的意思,Broad代表“宽带”。
以太网技术规范
标准以太网
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以太网技术规范
李良庭 1999 年 12 月整理
以太网
开始以太网只有 10Mbps 的吞吐量,使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD,Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的访问控制方法。这种 早期的 10Mbps 以太网称之为标准以太网,以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非 屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接。并且在 IEEE 802.3 标准中,为 不同的传输介质制定了不同的物理层标准,在这些标准中前面的数字表示传输速度,单位是 “Mbps”,最后的一个数字表示单段网线长度(基准单位是 100m),Base 表示“基带”的意 思,Broad 代表“宽带”。
为了能够侦测到 64Bytes 资料框的碰撞,千兆以太网(Gigabit Ethernet)所支持的距 离更短。Gigabit Ethernet 支持的网络类型,如下表所示:
传输介质 距离
1000Base-CX Copper STP 25m
1000Base-T Copper Cat 5 UTP 100m
· 100BASE-T4:是一种可使用 3、4、5 类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网 技术。100Base-T4 使用 4 对双绞线,其中的三对用于在 33MHz 的频率上传输数据,每一 对均工作于半双工模式。第四对用于 CSMA/CD 冲突检测。在传输中使用 8B/6T 编码方式, 信号频率为 25MHz,符合 EIA586 结构化布线标准。它使用与 10BASE-T 相同的 RJ-45 连接器,最大网段长度为 100 米。
1000Base-SX Multi-mode Fiber 500m
关于万兆以太网标准
万兆以太网标准关于万兆以太网标准万兆以太网物理层规格在IEEE 802.3ae中定义了万兆以太网物理层规格(PHY)和支持光模块,如下图所示(左)。
在以太网标准中,光模块被正式定义为一种物理媒体依赖接口(PMD)。
右图显示了PMD、PHY和MAC(媒体访问控制)在交换路由器板卡上的逻辑设计。
万兆以太网MAC(右图)在服务接口(向PHY)以 10Gb/s的速率运行,在MAC PHY层之间适应速率,通过调试Inter-Packet Gaps (IPG)以适应LAN PHY和WAN PHY的略有不懂的数据速率。
速率适应机制在IEEE 802.3ae中叫做Open Loop Control。
Stack Diagram of 10GE PHYS & PMDs Typical Switch Card Layout万兆以太网物理层规格(PHY)为:连续LAN PHY连续物理层由64b/66b多媒体数字信号编解码器(译码/解码)配置和serializer/deserializer (SerDes)组成。
64b/66b多媒体数字信号编解码器配置是执行包描绘的块状编码配置。
SerDes为连续光模块或PMD,在传送器上将16- bit并行数据路径(每个644 Mb/s)排序到一个10.3Gb/s的连续数据流,并将一个10.3Gb/s的连续数据流去序列化到16-bit并行数据路径(每个644Mb/s)。
连续WAN PHY连续WAN PHY由WAN接口子层(WIS)、64b/66b多媒体数据信号编解码器配置(与上文描述一样)、和SerDes组成,SerDes也与上文描述一样,除了连续数据流的速度为9.95Gb/s(OC-192),每个16-bit并行数据路径为622Mb/s。
WIS为SONET framing和X7+ X6 + 1 scrambling专门设计。
与SONET OC-192速度结合,连续WAN PHY使万兆以太网能在现有SONET OC-192设施和10Gb/s Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)光学网络上无中断运行。
万兆以太网的标准是
万兆以太网的标准是
万兆以太网是指网络中传输速率达到10Gbps的以太网。
它是目前最先进的以太网标准之一,被广泛应用于数据中心、企业网络和高性能计算环境。
万兆以太网的标准化工作由IEEE(电气和电子工程师协会)进行,其标准为IEEE 802.3ae。
万兆以太网的标准化工作始于2002年,当时IEEE发布了802.3ae标准。
该标准定义了万兆以太网的物理层和数据链路层规范,包括光纤传输介质、MAC(媒体访问控制)协议、数据帧格式等。
与此同时,IEEE还发布了相关的光纤以太网标准,用于支持万兆以太网的光纤传输。
在万兆以太网的标准化过程中,IEEE考虑了多种因素,如成本、功耗、传输距离、兼容性等。
最终确定的标准旨在提供高速、高效、可靠的网络连接,以满足不断增长的数据传输需求。
万兆以太网的标准还包括了一系列的物理介质接口(PHY)规范,以支持不同的传输介质和连接方式。
这些规范涵盖了铜缆、光纤、无线等多种传输介质,使得万兆以太网可以适应各种不同的网络环境和应用场景。
随着技术的不断发展,万兆以太网的标准也在不断更新和完善。
IEEE发布了多个扩展标准,如IEEE 802.3an用于支持千兆以太网的双绞线传输、IEEE 802.3bj 用于支持高速串行连接等。
这些扩展标准为万兆以太网的部署和应用提供了更多的选择和灵活性。
总的来说,万兆以太网的标准是一个不断演进的过程,它不仅代表了最先进的网络技术,也反映了对于高速、高效、可靠网络连接的不断追求。
随着数字化时代的到来,万兆以太网的标准将继续发挥重要作用,推动着网络技术的进步和创新。
万兆以太网规范
5.5.1 万兆以太网规范从前面的介绍可以得出,就目前来说,万兆以太网标准和规范都比较繁多,在标准方面,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;在规范方面,总共有10多个(是一比较庞大的家族,比千兆以太网的9个又多了许多)。
在这10多个规范中,可以分为三类:一是基于光纤的局域网万兆以太网规范,二是基于双绞线(或铜线)的局域网万兆以太网规范,三是基于光纤的广域网万兆以太网规范。
下面分别予以介绍。
1.基于光纤的局域网万兆以太网规范就目前来说,用于局域网的基于光纤的万兆以太网规范有:10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-LRM、10GBase-ER、10GBase-ZR和10GBase-LX4这六个规范。
10GBase-SR10GBase-SR中的"SR"代表"短距离"(short range)的意思,该规范支持编码方式为64B/66B的短波(波长为850nm)多模光纤(MMF),有效传输距离为2~300m,要支持300m传输需要采用经过优化的50μm 线径OM3(Optimized Multimode 3,优化的多模3)光纤(没有优化的线径50μm光纤称为OM2光纤,而线径为62.5μm的光纤称为OM1光纤)。
10GBase-SR具有最低成本、最低电源消耗和最小的光纤模块等优势。
10GBase-LR10GBase-LR中的"LR"代表"长距离"(Long Range)的意思,该规范支持编码方式为64B/66B的长波(1310nm)单模光纤(SMF),有效传输距离为2m到10km,事实上最高可达到25km。
10GBase-LR的光纤模块比下面将要介绍的10GBase-LX4光纤模块更便宜。
万兆以太网接口的命名规范
万兆以太网接口的命名规范
自从IEEE 802.3ae标准于2002年中获得批准以来,万兆以太网端口的售货量已经从每季度几百个端口增加到了每季度几万个端口。
万兆以太网的物理层接口通常使用下列命名规范:
前缀= “10GBASE-”= 10Gbps基带通信
首个后缀= 介质类型或者波长(如果介质类型是光纤的话)
第二个后缀= PHY编码类型
第三个后缀= 宽波分复用(WWDM)波长或者XAUI通道个数
编码,4个WWDM波长。
10GBASE-SR光传输模块使用一个串行850nm的激光束,LAN PHY (64B/66B)编码,1个波长。
IEEE 802.3an任务组计划在2006年的稍晚些时候,确定基于双绞线铜缆的万兆以太网(10GBASE-T)的标准。
下表总了可在企业环境中使用的万兆以太网接口所支持的传输范围和介质类型。
以太网规范及体系结构
使用的传输介质 50Ω粗同轴电缆 50Ω细同轴电缆 75Ω同轴电缆 双绞线 光纤(与 FOIRL 协同工作/纯单段光纤) 光纤 无源光纤
有效距离 500m 180m 3.8km 100m 1000/2000m 2000m 500m
快速以太网采用 IEEE802.3u 标准,采用的传输介质为双绞线(5 类或超五类屏 蔽双绞线或者非屏蔽双绞线),其对应表如下:
万兆以太网规范 10GBase-SR 10GBase-LR 10GBase-LRM 10GBase-ER 10GBase-ZR 10GBase-LX4 10GBase-CX4 10GBase-T 10GBase-KX4 10GBase-KR 10GBase-SW 10GBase-LW 10GBase-EW 10GBase-ZW
使用的传输介质 850nm 多模光纤,50um 的 OM3 光纤 1310nm 单模光纤 62.5um 多模光纤,OM3 光纤 1550nm 单模光纤 1550nm 单模光纤 1300nm 单模光纤或多模光纤 屏蔽双绞线 6 类,6a 类双绞线 铜线(并行接口) 铜线(串行接口) 850nm 多模光纤,50um 的 OM3 光纤 1310nm 单模光纤 1550nm 单模光纤 1550nm 单模光纤
标准以太网
快速以太网
千兆以太网
万兆以太网
标准以太网采用了 IEEE802.3,IEEE802.3A,IEEE802.3B,IEEE802.3I, IEEE802.3J 等标准,采用的传输介质有同轴电缆,光纤,双绞线,其对应表如 下:
标准以太网规范 10Base5 10Base2 10Broad36 10Base-T 10Base-FL 10Base-FB 10Base-FP
有效距离 300m 10km 260m 40km 80km 300m(多模)10km(单模) 15m 55m(6 类线)100m(6a 类线) 1m 1m 300m 10km 40km 80km
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5.5.1 万兆以太网规范5.5.1 万兆以太网规范从前面的介绍可以得出,就目前来说,万兆以太网标准和规范都比较繁多,在标准方面,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;在规范方面,总共有10多个(是一比较庞大的家族,比千兆以太网的9个又多了许多)。
在这10多个规范中,可以分为三类:一是基于光纤的局域网万兆以太网规范,二是基于双绞线(或铜线)的局域网万兆以太网规范,三是基于光纤的广域网万兆以太网规范。
下面分别予以介绍。
1.基于光纤的局域网万兆以太网规范就目前来说,用于局域网的基于光纤的万兆以太网规范有:10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-LRM、10GBase-ER、10GBase-ZR和10GBase-LX4这六个规范。
10GBase-SR10GBase-SR中的"SR"代表"短距离"(short range)的意思,该规范支持编码方式为64B/66B的短波(波长为850nm)多模光纤(MMF),有效传输距离为2~300m,要支持300m传输需要采用经过优化的50μm线径OM3(Optimized Multimode 3,优化的多模3)光纤(没有优化的线径50μm光纤称为OM2光纤,而线径为62.5μm的光纤称为OM1光纤)。
10GBase-SR具有最低成本、最低电源消耗和最小的光纤模块等优势。
10GBase-LR10GBase-LR中的"LR"代表"长距离"(Long Range)的意思,该规范支持编码方式为64B/66B的长波(1310nm)单模光纤(SMF),有效传输距离为2m到10km,事实上最高可达到25km。
10GBase-LR的光纤模块比下面将要介绍的10GBase-LX4光纤模块更便宜。
10GBase-LRM10GBase-LRM中的"LRM"代表"长度延伸多点模式"(Long Reach Multimode),对应的标准为2006年发布的IEEE 802.3aq。
在1990年以前安装的FDDI 62.5?m多模光纤的FDDI 网络和100Base-FX网络中的有效传输距离为220m,而在OM3光纤中可达260m,在连接长度方面,不如以前的10GBase-LX4规范,但是它的光纤模块比10GBase-LX4规范光纤模块具有更低的成本和更低的电源消耗。
10GBase-ER10GBase-ER中的"ER"代表"超长距离"(Extended Range)的意思,该规范支持超长波(1550nm)单模光纤(SMF),有效传输距离为2m到40km。
10GBase-ZR几个厂商提出了传输距离可达到80km超长距离的模块接口,这就是10GBase-ZR规范。
它使用的也是超长波(1550nm)单模光纤(SMF)。
但80km的物理层不在EEE 802.3ae标准之内,是厂商自己在OC-192/STM-64 SDH/SONET规范中的描述,也不会被IEEE 802.3工作组接受。
10GBase-LX410GBase-LX4采用波分复用技术,通过使用4路波长统一为1300 nm,工作在3.125Gb/s 的分离光源来实现10Gb/s传输。
该规范在多模光纤中的有效传输距离为2~300m,在单模光纤下的有效传输距离最高可达10km。
它主要适用于需要在一个光纤模块中同时支持多模和单模光纤的环境。
因为10GBase-LX4规范采用了4路激光光源,所以在成本、光纤线径和电源成本方面较前面介绍的10GBase-LRM规范有不足之处。
2.基于双绞线(或铜线)的局域网万兆以太网规范在2002年发布的几个万兆以太网规范中并没有支持铜线这种廉价传输介质的,但事实上,像双绞线这类铜线在局域网中的应用是最普遍的,不仅成本低,而且容易维护,所以在近几年就相继推出了多个基于双绞线(6类以上)的万兆以太网规范包括10GBase-CX4、10GBase-KX4、10GBase-KR、10GBase-T。
下面分别予以简单介绍。
10GBase-CX410GBase-CX4对应的就是2004年发布的IEEE 802.3ak万兆以太网标准。
10GBase-CX4使用802.3ae中定义的XAUI(万兆附加单元接口)和用于InfiniBand中的4X连接器,传输介质称之为"CX4铜缆"(其实就是一种屏蔽双绞线)。
它的有效传输距离仅15m。
10GBase-CX4规范不是利用单个铜线链路传送万兆数据,而是使用4台发送器和4台接收器来传送万兆数据,并以差分方式运行在同轴电缆上,每台设备利用8B/10B编码,以每信道3.125GHz的波特率传送2.5Gb/s的数据。
这需要在每条电缆组的总共8条双同轴信道的每个方向上有4组差分线缆对。
另外,与可在现场端接的5类、超5类双绞线不同,CX4线缆需要在工厂端接,因此客户必须指定线缆长度。
线缆越长一般直径就越大。
10GBase-CX4的主要优势就是低电源消耗、低成本、低响应延时,但是接口模块比SPF+的大。
10GBase-KX4 和10GBase-KR10GBase-KX4 和10GBase-KR所对应的是2007年发布的IEEE 802.3ap标准。
它们主要用于背板应用,如刀片服务器、路由器和交换机的集群线路卡,所以又称之为"背板以太网"。
万兆背板目前已经存在并行和串行两种版本。
并行版(10GBase-KX4规范)是背板的通用设计,它将万兆信号拆分为4条通道(类似XAUI),每条通道的带宽都是3.125Gb/s。
而在串行版(10GBase-KR规范)中只定义了一条通道,采用64/66B编码方式实现10Gb/s 高速传输。
在10GBase-KR规范中,为了防止信号在较高的频率水平下发生衰减,背板本身的性能需要更高,而且可以在更大的频率范围内保持信号的质量。
IEEE 802.3ap标准采用的是并行设计,包括两个连接器的1m长铜布线印刷电路板。
10GBase-KX4使用与10GBase-CX4规范一样的物理层编码,10GBase-KR使用与10GBase-LR/ER/SR三个规范一样的物理层编码。
目前,对于具有总体带宽需求或需要解决走线密集过高问题的背板,有许多家供应商提供的SerDes芯片均采用10GBase-KR解决方案。
10GBase-T10GBase-T对应的是2006年发布的IEEE 802.3an标准,可工作在屏蔽或非屏蔽双绞线上,最长传输距离为100m。
这可以算是万兆以太网一项革命性的进步,因为在此之前,一直认为在双绞线上不可能实现这么高的传输速率,原因就是运行在这么高工作频率(至少为500MHz)基础上的损耗太大。
但标准制定者依靠4项技术构件使10GBase-T变为现实:损耗消除、模拟到数字转换、线缆增强和编码改进。
10GBase-T的电缆结构也可用于1000Base-T规范,以便使用自动协商协议顺利从1000Base-T升级到10GBase-T网络。
10GBase-T相比其他10G规范而言,具有更高的响应延时和消耗。
在2008年,有多个厂商推出一种硅元素可以实现低于6W的电源消耗,响应延时小于百万分之一秒(也就是1μs)。
在编码方面,不是采用原来1000Base-T的PAM-5,而是采用了PAM-8编码方式,支持833Mb/s和400MHz带宽,对布线系统的带宽要求也相应地修改为500MHz,如果仍采用PAM-5的10GBase-T对布线带宽的需求是625MHz。
在连接器方面,10GBase-T使用已广泛应用于以太网的650MHz版本RJ-45连接器。
在6类线上最长有效传输距离为55m,而在6a类类双线上可以达到100m。
3.基于光纤的广域网万兆以太网规范前面提到的10GBase-SW、10GBase-LW、10GBase-EW和10GBase-ZW规范都是应用于广域网的物理层规范,专为工作在OC-192/STM-64 SDH/SONET环境而设置,使用轻量的SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)/SONET(Synchronous Optical Networking,同步光纤网络)帧,运行速率为9.953Gb/s。
它们所使用的光纤类型和有效传输距离分别对应于前面介绍的10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-ER和10GBase-ZR规范。
在10GBase-LX4和10GBase-CX4规范中没有广域网物理层,因为以前的SONET/SDH5.5.2 万兆以太网的物理层结构5.5.2 万兆以太网的物理层结构万兆以太网采用了IEEE 802.3以太网介质访问控制(MAC )协议、IEEE 802.3以太网帧格式,以及IEEE 802.3帧的最大和最小尺寸。
正如千兆以太网标准1000Base-X 和1000Base-T 保留了以太网模型的基本内容一样,万兆以太网在本质上仍然是以太网在速度和距离方面的自然进化。
但因为万兆以太网是一种只采用全双工的传输技术,所以网络运营商不需要应用低速的、半双工的CSMA/CD 协议。
在许多万兆以太网规范中,也对应了许多不同类型的万兆以太网物理层,但总体类型还是与最初于2002年发布的几类万兆以太网规范差不多。
下面分基于光纤传输介质万兆以太网规范物理层和基于铜线传输介质万兆以太网规范物理层两种类型进行介绍。
在2002年发布的7个规范中,可以分为三大类,即10GBase-X (仅包括10GBase-X 规范)、10GBase-R (包括10GBase-SR 、10GBase-LR 和10GBase-ER 三个规范)和10GBase-W (包括10GBase-SW 、10GBase-LW 和10GBase-EW 三个规范)。
这三个子系列所对应的物理层体系结构分别对应图5-19中的左、中、右图(注意其中用颜色标注的部分)。
在万兆以太网技术中,其中比较突出的是一种称之为XAUI 的接口。
XAUI 借用了原来的以太网附加单元接口(Attachment Unit Interface ,AUI )的简称,而X 源于罗马数字中的10,代表每秒传输10千兆比特的意思。
XAUI 被设计成既是一个接口扩展器,又是一个接口。
其实在体系结构中就是将在下面提到的10Gb/s 介质独立接口(10 Gigabit MediaIndependent Interface ,XGMII ),也可以看成是对XGMII 接口的扩展。