万兆以太网技术发展及应用

术将在不久的将来成为网络应用的主流， 本文综合阐述了 市

场及应用。 应用 10GBase-T 铜缆布线解决方案构建高性能

网络核心成为 行业发展趋势。

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以太网( Ethernet )技术由施乐公司 (Xerox) 于 1973 年提出并实现，它 采用“载波监听多路访问 / 冲突检测 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple

Access/Collision Detection) ”的共享访问方案 , 将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发出监听信号。但在同一时刻，只能 有一个工作站在总线上传输，其它工作站必须等待传输结束后，再开始自己 的传输。由于以太网技术具有共享性、开放性、加上设计技术上的一些优势

(如结构简单、算法简洁、良好的兼容性和平滑升级 )以及关键的传输速率的

大幅提升，它不但在局域网领域站稳了脚跟，而且在城域网甚至广域网范围 内都得到了进一步的应用。

最早的以太网传输速率为 10Mbps 。采用 CSMA/CD 介质访问控制方 式的局域

网技术，由 Xerox 公司于 1975 年研制成功。而在 1979 年 7 月 至 1982 年间，当时的 DEC 、Intel 和 Xerox 三家公司共同制定了以太网的 技术规范

DIX 。在这个技术规范的基础上， 形成了 IEEE802.3 以太网标准，

并在 1989 年正式成为一种以太网技术的国际标准。在

技术经历了不断发展，成为迄今最广泛应用的局域网技术。

千兆以太网技术作为一种高速以太网技术，给用户带来了提高核心网络 的有效解决方案。它继承了传统以太网技术价格便宜的特点，采用与 10M

以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全 / 半双工工作方式、流控模式 以及布线系统。 由于这项技术可以不用改变传统以太网的桌面应用和操作系 统，因此可与 10M 或 100M 的以太网很好地配合工作。在升级到千兆以太 网时，不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统，能够最大程度地 保护用户投资，所以这项技术的万兆 太网技术发展 及应用 摘要：随着互联网技术的更新与发展，万兆以太网( 10GBase-T ）技

10GBase-T 技术、 20 多年中，以太网

市场前景十分被用户看好。

再发展就进入到以太网的万兆时代。万兆以太网使用IEEE 802.3 以太网介质接入控制（MAC ）协议、IEEE 802.3 以太网帧格式和IEEE 802.3

帧格式，不需要修改以太网介质接入控制（MAC ）协议或分组格式。所以，能够支持所有网络的上层服务，包括在OSI 七层模型的第二/ 三层或更高层次上运行的智能网络服务，具有高可用性、多协议标记交换（MPLS ）、含

IP 语音（VoIP ）在内的服务质量（QoS ）、安全与策略实施、服务器负载均衡（SLB ）和Web 高速缓存等特点。

10GBase-T 万兆以太网技术

万兆以太网技术（10GBase-T ）始于2002 年6 月802.3ae10GE 标准的正式发布。在物理层，802.3ae 大致分为两种类型，一种为与传统以太网连接速率为10Gbps 的“ LANPHY ”，另一种为连接SDH/SONET 速率为9.58464Gbps 的“ WANPHY ”；WANPHY 与SONETOC-192 帧结构的融合，可以与OC-192 电路和SONET/SDH 设备一起运行，保护了传统基础设施投资，使运营商能够在不同地区中通过城域网提供端到端以太网。

在传输介质方面，802.3ae目前可以支持9um 单模、50um 多模和62.5um 多模光纤。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，充分保证对已有应用的兼容性，对上层应用没有影响，使得升级风险极低。与全双工快速以太网和千兆位以太网一样，万兆以太网也采用全双工，因此没有固有的距离限制。由于万兆以太网仍然是以太网，使用了相关的管理工具和体系结构，因而能缩短实施和推广的时间。

在制定802.3ae 后，IEEE 着手10GBase-T 网络在铜线上传送标准的研究和制定。2002 年11 月成立了两个研究铜线万兆以太网的组织，一个组织研究在Cat5e 或Cat6 双绞线上的10GBaseT ；另一个组织正在研究用4 对同轴电缆实现万兆以太网的方法。西蒙公司于2003 年1 月率先在全球市场推出10Gip 全系统10G 布线解决方案。近期推出的MTP? 即插即用型光纤网络布线解决方案，可保证对重要数据中心链路具有前瞻性的支持，包括10Gb/s ，未来的

40Gb/s 以及100Gb/s 的应用。目前，西蒙是唯一拥有全套7 类/F 级连接器的公司。西蒙的TERA? 系统是完全支持4 连接情况下100 米万兆传输的7 类F 级布线系统，也是世界上性能最好的支持多媒体应用的标准化铜缆布线系统。

随着10GBase-T 标准的制定，万兆以太网的光模块技术也得到了迅速的发展。万兆以太网光模块已有300针MSA模块、XENPAK、XPAK、X2

和XFP 五种。其中300 针MSA 模块属于第一代模块，最初面向SDH 网络而设计，尺寸大并且价格比较昂贵。Xenpak 是面向万兆以太网的第一代光模块，相对300 针MSA 而言价格低且尺寸校现在各个光模块生产厂商正

在积极进行小型化10G 光模块的研发。Xpak 和X2 是Xenpak 模块的直接改进版，体积缩小了40 ％，光接口、电接口都与原来保持一致。Finisar

等公司正在研发的XFP 相比以上各种MSA 都不同。在电接口方面没有采用标准的XAUI接口，而是采用了自行规定的XFI接口°XFP支持局域网PHY 和广域网

PHY ，具有可插拔、尺寸更加小巧、价格更有竞争力等特点。

三10GBase-T 技术的应用领域

万兆以太网技术突破了传统以太网近距离传输的限制。除了应用在局域网和园区网外，也能够方便地应用在城域甚至广域范围，来构建高性能的网络核心。

1.宽带IP 城域网

10GBase-T 网络设备可提供高密度万兆、千兆以太网接口，为服务提

供商和企业用户提供城域网和广域网的连接。万兆以太网在裸光纤上最远可

以传送40〜80公里，满足城域范围的要求。也可以连接DWDM 和SDH/SONET 设备实现广域范围的传输。

2.企业和校园

医疗行业会采用10GBase-T 技术，尤其是涉及到数字化放射治疗计划的时候。通过一种新出现的叫做熔合的过程能将多张反映身体结构和新陈代谢变化的图像合在一起。利用这一技术，治疗计划制定者能利用这些图像使放射束充分对准肿瘤而对周围组织的伤害最小。视频也将会受益于这项技术。实时交互式视频会出现在大学、培训中心，也许下载一部电影将变得与下载一首歌一样容易。另一个会采用这项技术的是CAD/CAM 行业。CAD

文件正变得越来越大，会因各种原因被模拟和展示，在有些情况下还被应用

到计算机辅助制造和机器人。在工程方面，这将使工程师们为测试任何的情形建立更好的模型。

3.数据中心和Internet 交换中心

随着Internet 应用的普及，大量的数据访问需要一个可升级、高性能的内容服务汇聚网络。数据中心需要汇聚数百计的快速以太网和千兆以太网线路，在用户端，服务器汇聚网络要提供具有L2 交换、L3 路由的高密度