万兆以太网技术发展及应用

1、万兆以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）技术将在不久的将来成为网络应用的主流，本文综合阐述了10GBase-T技术、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。关键字：万万兆以太太网 8022.3aae100GE标标准 10GGBasse-TT铜缆布布线 线性传传输性能能一 以太网网技术的的发展以太网（EEtheerneet）技技术由施施乐公司司(Xeeroxx)于19773年提提出并实实现，它它采用“载波监监听多路路访问/冲突检检测CSSMA/CD(Carrrieer SSensse MMulttip

2、lle AAcceess/Colllissionn Deetecctioon)”的共享享访问方方案,将多个个工作站站都连接接在一条条总线上上，所有有的工作作站都不不断向总总线发出出监听信信号。但但在同一一时刻，只只能有一一个工作作站在总总线上传传输，其其它工作作站必须须等待传传输结束束后，再再开始自自己的传传输。由由于以太太网技术术具有共共享性、开开放性、加加上设计计技术上上的一些些优势(如结构构简单、算算法简洁洁、良好好的兼容容性和平平滑升级级)以及关关键的传传输速率率的大幅幅提升，它它不但在在局域网网领域站站稳了脚脚跟，而而且在城城域网甚甚至广域域网范围围内都得得到了进进一步的的应用。最早

3、的以太太网传输输速率为为10MMbpss。采用用CSMMA/CCD介质质访问控控制方式式的局域域网技术术，由XXeroox公司司于19975年年研制成成功。而而在19979年年7月至19982年年间，当当时的DDEC、Inttel和和Xerrox三三家公司司共同制制定了以以太网的的技术规规范DIIX。在在这个技技术规范范的基础础上，形形成了IIEEEE8022.3以以太网标标准，并并在19989年年正式成成为一种种以太网网技术的的国际标标准。在在20多年年中，以以太网技技术经历历了不断断发展，成成为迄今今最广泛泛应用的的局域网网技术。千兆以太网网技术作作为一种种高速以以太网技技术，给给用户带带

4、来了提提高核心心网络的的有效解解决方案案。它继继承了传传统以太太网技术术价格便便宜的特特点，采采用与110M以以太网相相同的帧帧格式、帧帧结构、网网络协议议、全/半双工工工作方方式、流流控模式式以及布布线系统统。由于于这项技技术可以以不用改改变传统统以太网网的桌面面应用和和操作系系统，因因此可与与10MM或1000M的以以太网很很好地配配合工作作。在升升级到千千兆以太太网时，不不必改变变网络应应用程序序、网管管部件和和网络操操作系统统，能够够最大程程度地保保护用户户投资，所所以这项项技术的的市场前前景十分分被用户户看好。再发展就进进入到以以太网的的万兆时时代。万万兆以太太网使用用IEEEE 8

5、802.3以太太网介质质接入控控制（MMAC）协协议、IIEEEE 8002.33以太网网帧格式式和IEEEE 8022.3帧帧格式，不不需要修修改以太太网介质质接入控控制（MMAC）协协议或分分组格式式。所以以，能够够支持所所有网络络的上层层服务，包包括在OOSI七七层模型型的第二二/三层或或更高层层次上运运行的智智能网络络服务，具具有高可可用性、多多协议标标记交换换（MPPLS）、含含IP语音音（VooIP）在在内的服服务质量量（QooS）、安安全与策策略实施施、服务务器负载载均衡（SLB）和Web高速缓存等特点。二 10GGBasse-TT万兆以以太网技技术万兆以太网网技术（10GBas

6、e-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

7、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8002.33ae后后，IEEEE着着手100GBaase-T网络络在铜线线上传送送标准的的研究和和制定。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

8、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10GGBasse-TT标准的的制定，万万兆以太太网的光光模块技技术也得得到了迅迅速的发发展。万万兆以太太网光模模块已有有3000针MSAA模块、XXENPPAK、XPAAK、X2和XFPP五种。其其中3000针MSAA模块属

9、属于第一一代模块块，最初初面向SSDH网网络而设设计，尺尺寸大并并且价格格比较昂昂贵。XXenppak是是面向万万兆以太太网的第第一代光光模块，相相对3000针MSAA而言价价格低且且尺寸校校现在各各个光模模块生产产厂商正正在积极极进行小小型化110G光光模块的的研发。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 10GGB

10、asse-TT技术的的应用领领域万兆以太网网技术突突破了传传统以太太网近距距离传输输的限制制。除了了应用在在局域网网和园区区网外，也也能够方方便地应应用在城城域甚至至广域范范围，来来构建高高性能的的网络核核心。1.宽带IIP城域域网10GBaase-T网络络设备可可提供高高密度万万兆、千千兆以太太网接口口，为服服务提供供商和企企业用户户提供城城域网和和广域网网的连接接。万兆兆以太网网在裸光光纤上最最远可以以传送44080公里里，满足足城域范范围的要要求。也也可以连连接DWWDM和和SDHH/SOONETT设备实实现广域域范围的的传输。2.企业和和校园医疗行业会会采用110GBBasee-T技技

11、术，尤尤其是涉涉及到数数字化放放射治疗疗计划的的时候。通通过一种种新出现现的叫做做熔合的的过程能能将多张张反映身身体结构构和新陈陈代谢变变化的图图像合在在一起。利利用这一一技术，治治疗计划划制定者者能利用用这些图图像使放放射束充充分对准准肿瘤而而对周围围组织的的伤害最最小。视视频也将将会受益益于这项项技术。实实时交互互式视频频会出现现在大学学、培训训中心，也也许下载载一部电电影将变变得与下下载一首首歌一样样容易。另另一个会会采用这这项技术术的是CCAD/CAMM行业。CCAD文文件正变变得越来来越大，会会因各种种原因被被模拟和和展示，在在有些情情况下还还被应用用到计算算机辅助助制造和和机器人人

12、。在工工程方面面，这将将使工程程师们为为测试任任何的情情形建立立更好的的模型。3.数据中中心和IInteerneet交换换中心 随着Intternnet应应用的普普及，大大量的数数据访问问需要一一个可升升级、高高性能的的内容服服务汇聚聚网络。数数据中心心需要汇汇聚数百百计的快快速以太太网和千千兆以太太网线路路，在用用户端，服服务器汇汇聚网络络要提供供具有LL2交换换、L33路由的的高密度度GE/10GGE路由由器和交交换机。万万兆以太太网设备备可满足足汇聚网网络的需需求，并并为未来来网络升升级预留留了的空空间。 中石油北京京数据中中心项目目现场四 10GGBasse-TT铜缆布布线开发这项技技

13、术的主主要驱动动力是成成本，现现实应用用需要降降低成本本。100GBaase-T技术术标准的的目的是是用3倍的成成本实现现10倍的的性能，衡衡量的标标准是目目前使用用的最先先进的以以太网技技术（以以千兆以以太网技技术来衡衡量，成成本是其其3倍，性性能达到到其100倍）。对对于大范范围的实实施万兆兆以太网网来说，利利用光纤纤传输的的解决方方案已经经被证明明过于昂昂贵，因因此铜缆缆的解决决方案得得以被开开发。 测试表明，10G以太网需要至少500MHz（起初是625MHz）的线性传输性能。大多数的增强五类电缆只有150MHz或250MHz，标准也只要求有150MHz。六类虽没有被强制其性能达到50

14、0MHz，但对于高带宽传输是更好的媒质；许多制造商提供的电缆标称600MHz，正是预计到有应用需要更高的性能。万兆铜缆以太网10GBase-T标准工作组宣布的布线系统支持目标包括：4连接器双绞线铜缆系统信道；100米长度 F级（7类）布线信道；55米长度 E级（6类）布线信道；100米长度 新型E级（6类）信道。开放式机架架安装现现场在过去十年年，对带带宽的需需求呈指指数级增增长。以以太网应应用从110BAASE-T、1000BASSE-TT、10000BAASE-T发展展到现在在的100GBAASE-T。众众所周知知，芯片片存储和和处理能能力每118个月月增加一一倍。网网络设备备和布线线基础设设施必须须和这种种更新速速