跨千兆越萬兆 十萬兆以太網離你有多遠
IEEE旗下的一個特別研究組在近期確定了下一代以太網技術的發展方向，100Gbps以太網將比目前最快的10Gbps以太網速度快10倍。此消息一出，群情振奮者有之，懷疑觀望者亦有之，以太網發展已經歷以太網（10Mbps）、快速以太網（100Mbps）、千兆以太網和10G以太網4個階段，100Gbps（十萬兆）以太網到底離我們有多遠呢？大家知道，從計算機與網絡誕生的那一刻起，其對速度的追求就從未停息過。802.3標準家族是以太網最為核心的內容所系，在高速以太網中，目前應用最主流的還是千兆標準。1998年7月，千兆以太網標準802.3z發布，光纖千兆位以太網標準（LX和SX）和短距離銅線傳輸千兆位以太網標準（CX），即IEEE 802.3z廣泛支持光纖實現方案。1999年，802.3ab定義的在5類線的基礎上運行千兆以太網的物理層1000BASE-T標準面世，1000BASE-T可五類線上提供1000Mbps的傳輸帶寬。
◆ 802.3ae萬兆光纖標準
10G以太網標準中有3種類型：①IEEE 802.3ae，定義了在光纖上傳輸10G以太網的標準，傳輸距離從300米到40公里。②IEEE 802.3ak，定義了在對稱銅纜上運行10G以太網的標準，傳輸距離小于15米，適用于數據中心內部服務器之間的連接應用。③IEEE 802.3an，定義了基于雙絞線作為媒質的10G以太網標準，希望傳輸距離至少達到100米，該標準今年已被正式通過。
802.3ae在2002年6月通過，即10Gbit/s以太網，又稱萬兆以太網，它包括了10GBASE-R、10GBASE-W、10GBASE-LX4三種物理接口標準。10G以太網的優點在于保留了802.3以太網媒體訪問控制（MAC）協議，保持以太網的幀格式不變。只工作在全雙工模式；增加了廣域網接口子層（WIS），可實現與SDH的無縫連接。
在物理層，802.3ae大體上可以分為兩種類型，一種是與傳統以太網連接速率為10Gbps的局域網PHY，另一種為連接SDH/SONET速率為9.58464Gbps的WAN PHY。在數據鏈路層，802.3ae繼承了802.3以太網的幀格式及***/最小幀長度，支持多層星型連接、點到點連接及上述拓撲的組合，充分保證已有應用的兼容性。
10GBASE-SR、10GBASE-LR和10GBASE-ER的物理編碼子層（PCS）使用了效率較高的64B/66B編碼，在線路上傳輸的速率是10.3Gb/s。10GBASE-SR使用850nm的激光器，在多模光纖上的傳輸距離是300米；10GBASE-LR和10GBASE-ER分別使用1310nm和1550nm的激光器，在單模光纖上的傳輸距離分別是10公里和40公里，適用于城域范圍內的傳輸，是目前的主流應用。
◆ 802.3ak/an萬兆銅纜標準
萬兆銅纜的標準有兩個，即IEEE 802.3ak（即10GBase-CX4標準）和IEEE 802.3an（10GBase-T）。802.3ak是在同軸銅纜上實現萬兆以太網傳輸，已于2004年3月獲得了批準，但傳輸距離被限制在15米之內。802.3an是在雙絞線銅纜上實現萬兆以太網，同樣有屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線之分。這兩種銅纜標準中，更值得關注的當然是802.3an。
10GBase-T讓6類雙絞線涅磐
2003年11月，IEEE成立了IEEE 802.3an工作組，它的任務是對新型物理層（PHY）進行技術開發，PHY定義的操作傳輸速度為萬兆位/秒，該操作的全雙工通道以八芯布線為基礎，而且每條線對同時在兩個方向的傳輸速度都可以達到205千兆位/秒。2004年7月發布了IEEE 802.3an的***份草案，它為標準提供了路線圖及目標。10GBase-T的目標是：10位誤差率（BER）；在100米長的F級布線（7類）上數據傳輸速度達到萬兆位/秒；在55到100米長的E級布線（6類）上數據傳輸速度到達萬兆位/秒。
要想6類布線支持10GBase-T所遇到的主要挑戰是“外部串擾”，即由鄰近干擾電纜中的線會對其它電纜造成數據干擾。TIA 568-B.2-10的目前工作副本描述了新的增強型6類UTP布線，用以支持10GBase-T并使傳輸距離達到100米。測試表明，10G以太網需要至少500MHz的線性傳輸性能，大多數的增強五類電纜只有150MHz或250MHz。六類雖沒有被強制其性能達到500MHz，但對于高帶寬傳輸是更好的媒質，許多制造商提供的六類電纜標稱600MHz，已可達到10GBase-T所能提供的更高的性能。
在幾經波折后，2006年7月IEEE 10GBase-T萬兆以太網標準正式獲得了通過。新頒布的IEEE 802.3an 110GBase-T標準詳細列明了在4對雙絞線上傳輸10Gb/s數據的各項指標，用戶選擇這類產品有了依據。 #p#
◆ 萬兆布線時代已到來
萬兆以太網采用了IEEE802.3以太網媒體訪問控制（MAC）協議、IEEE802.3以太網幀格式，以及IEEE802.3幀的***和最小尺寸。萬兆以太網是以太網在速度和距離方面的進步，采用全雙工技術，不需要應用低速的、半雙工的CSMA/CD協議。在其他方面，萬兆以太網保留了初期以太網模型的精髓，因而可以和現有以太網環境無縫融合，支持客戶已有應用。
目前***的萬兆交換機也可全面支持萬兆局域網傳輸標準：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），五種傳輸標準在數據鏈路層以上都相同，差別在于物理層。
萬兆布線時代已經到來
10GBASE-R、10GBASE-CX4、10GBASE-T用于傳統的以太網環境，10GBASE-R采用光纖作為傳輸介質，10GBASE-CX4采用同軸銅纜作為傳輸介質，10GBASE-T采用雙絞線銅纜作為傳輸介質，而10GBASE-W可與OC-192電路、SONET/SDH設備一起運行，保護傳統基礎投資，使運營商能夠在不同地區通過城域網提供端到端以太網。
10GBSE-LX4則使用WDM波分復用技術進行數據傳輸。這些標準可為千兆光纖主干提供了簡單的升級途徑；也可為以太局域網（LAN）與城域網（MAN）和廣域網（WAN）的連接進行準備。萬兆位以太網的出現能夠滿足高速網絡的多種關鍵需求，包括比當前替代技術更低的擁有成本、靈活性，以及與現有以太網網絡的互操作性。綜合所有這些因素，使得萬兆位以太網成為城域網（MAN）的***選擇。
而今年中期IEEE 802.3an 110GBase-T標準的正式確定，更為萬兆網絡設備在骨干網絡中的普及提供了更好的解決方案。毫無疑問，標準的步步確定，將一掃10G市場發展所受到的抑制，10Gb/s網絡在未來5-10年成為網絡設備供應商最為著重的領域，全新的10G布線時代已到來。
◆ 十萬兆虎視眈眈
10G肯定不是網絡速度拓展的終點，2006年11月，IEEE 802.3高速研究小組在達拉斯會議上開始投票表決支持100Gbps（十萬兆）高速以太網的標準化制定工作。
在下一代超萬兆標準的竟爭中，40G、80G、100G、120G等標準都獲得了一些廠商的支持。比如思科就認為以太網的下一目標也許是40G，因為開發40G以太網的技術難度比開發100G以太網要小一些。思科的旗艦企業交換機產品線Catalyst 6500系列采用***推出的Supervisor Engine 720已經可以支持每接口卡40Gb/s。思科還為帶Supervisor Engine 720的6500開發了單口40Gb/s模塊。而且Catalyst 6500平臺的每模塊40Gb/s容量可以翻一番，只是提速時機將視客戶需要而定。
思科的SE20 40Gb/s模塊
但目前來看，100Gbps的數據傳輸標準更被看好，其在IEEE會議中獲得了75%的支持，100G更符合以太網速度十倍式跳躍發展的傳統思維。現正在實驗室試驗100Gbps的以太網技術，因為朗訊、Infinera等廠商在100Gbps系統上的實際進展而鼓舞。
去年，朗訊貝爾實驗室在ECOC上***報道了100Gbps光以太網信號傳輸試驗，這次試驗被稱為是向著100Gbps數據傳輸發展的一個里程碑。貝爾實驗室負責人表示這次的實驗突破了目前傳輸速率的限制，為了達到100G傳輸他們采用了兩項***的技術——其一是雙二進制信號編碼，利用正，負和零三種電平來代表一個二進制信號，這種信號方式比傳統的NRZ碼性需要更少的帶寬；其二是單芯片光均衡器技術。
新型以太網速度將達100Gbps
除了朗訊，在超級計算2006大會SC06上，Finisar、Infinera等業界領先機構成功展示基于10Gbps波長的100G以太網技術是可以在現有光網絡中實現的。該實驗系統成功實現從佛羅里達Tampa傳送100Gbps信號到德州休斯敦再回到Tampa的傳輸，基于10個10Gbps波長信道，利用Level3現有的網絡。這是100Gbps信號***在實際網絡中傳輸。
2006年9月，朗訊科技貝爾實驗室又在ECOC2006上宣布實現2000公里的107GbpsX10的光傳輸，朗訊同時表示2000公里的傳輸距離已經可以滿足100Gbps系統的絕大多數商業應用，證明了100Gbps以太網是一種可以實用的技術。
“很多人看好的40Gbps以太網很難成為100Gbps以太網的競爭對手，而120Gbps的提議更值得重視”。從10G以太網向100G以太網的平滑升級需要標準制定者和系統設計技術者的緊密合作，未來數年后，以太網絡可肯定將邁入十萬兆時代。雖然根據以往的開發經驗，標準100Gbps以太網產品可能要等到2009年底或2010年初的時候才能完成研究。
◆ 總結：千兆萬兆主流，十萬兆5年后
雖然隨著系統密度不斷增高，用10G以太網作上行連接的效率正在下降，導致網絡的瓶頸產生，100G以太網技術是解決這個問題的有效手段。但從目前的技術發展趨勢來看，隨著現在桌面用戶對于速度提升的要求，千兆到桌面將很快得以實現普及。
未來5年內，10G+1000M（1000BASE-T可以繼續使用現有的線纜設施，在5類線上的傳輸距離最遠可達100米）組成的混合網絡將成為以太網應用的絕對主流，而且千兆以太網向桌面的普及將大大助長服務器和企業干線對萬兆以太網的需求，對于相對于現在的百兆+千兆網絡，萬兆+千兆網絡價格和較低的投入都有很大的吸引力。在城域網乃至局域網中實施的10G+1000M（萬兆+千兆）以太網將把以太網的速度和成本優勢與光網絡的傳輸距離和可靠性***結合起來。
而100Gbps（十萬兆）網絡亦并非遙不可及，樂觀估計十萬兆在3-5年后便能正式走進商用骨干網絡，并最終改變家庭網絡應用方式。
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