万兆以太网技术及测试
从 1973 年施乐公司( Xerox )提出并实现以太网技术以来,历经了 30 年的时间,以太网技术最
终战胜了令牌总线、令牌环、 wangnet、25M ATM等技术,成为局域网的事实标准。以太网技术当前
在全球范围局域网占绝对主导地位,市场占有率超过了 90%。
虽然以太网在局域网中占有绝对优势, 但是在很长的一段时间内, 人们普遍认为以太网不能适用
于城域网。主要原因有两个,一是以太网用作城域网骨干带宽太低。即使是千兆以太网链路在当前
10M以太网到用户桌面的环境下,作为汇聚也是勉强,作为骨干则更是力所不能及。二是以太网传输
距离过短。无论是 10M、100M还是千兆以太网,由于信噪比、碰撞检测、可用带宽等原因双绞线传输
距离都是 100m;使用光纤传输时距离由光纤的损耗和色散等所制约。 IEEE 802.3z 规定 1000Base-SX
接口使用纤芯 62.5/125 的多模光纤最长传输距离 275m,使用纤芯 50/125 的多模光纤最长传输距离
550m;1000Base-LX接口使用纤芯 62.5/125 的多模光纤最长传输距离 550m,使用纤芯 50/125 的多
模光纤最长传输距离 550m,使用纤芯为 9/125 的单模光纤最长传输距离 5000m。据局域网 5 公里的最
长传输距离对城域网来说是远远不够的。 虽然某些厂商开发的千兆接口已经能达到 80km传输距离(如
1000base-ZX),而且一些厂商之间已完成互通测试,但毕竟是非标准的实现,不能保证所有厂商该
类接口的互联互通。
2002 年 6 月 12 日,随着 802.3ae10GE 万兆以太网标准的正式颁布, 以太网迎来了一个新的春天。
万兆以太网技术是以太网技术发展中的一个重要标准。 它是一种只适用于全双工模式, 所以它不需要
带有冲突检测的载波侦听多路访问协议( CSMA/CD)。除此之外,万兆以太网与原来的以太网模型完
全相同,仍然保留了以太网帧结构,只是通过不同的编码方式或波分复用提供 10Gbit/s 传输速度。
万兆以太网可以分为局域网应用和广域网应用: 10Gbps局域以太网物理层的特点是,支持
802.3MAC全双工工作方式,允许以太网复用设备同时携带 10 路 1G信号,帧格式与以太网的帧格式
致,工作速率为 10Gbps。10Gbps局域网可用最小的代价升级现有的局域网,并与 10/100/1000Mbps
兼容,使局域网的网络范围最大达到 40km。10Gbps广域网物理层的特点是采用 OC-192c帧格式在线
路上传输,传输速率为 9.58464Gbps。
万兆以太网能够使用多种光纤介质,具体表示方法为 10Gbase-[ 介质类型 ][ 编码方案 ][ 波长数 ] ,
或更加具体些表示为: 10GBase[E/L/S][R/W/X][/4] 。在光纤介质类型中, S 为短波长 (850nm),用于
多模光纤在短距离 ( 约为 35m)传送数据; L 为长波长,用于在校园的建筑物之间或大厦的楼层进行数
据传输,在使用多模光纤时,传输距离为 9Om,而当使用单模光纤时可支持 10km的传输距离; E 为特
长波长,用于广域网或城域网中的数据传送, 当使用 1550nm波长的单模光纤时, 传输距离可达 40km。
在编码方案中, X为局域网物理层中的 8B/10B 编码, R为局域网物理层中的 64B/66B 编码, W为广域
网物理层中的 64B/66B 编码 ( 简化的 SONET/SDH封装) 。最后的波长数可以为 4,使用的是宽波分复用
(WWDM)。在进行短距离传输时, WWDM要比密集波分复用 (DWDM)适宜得多。如果不使用波分复用,则
波长数就是 l ,并且可将其省略。为了解决因现有多模光纤模式带宽过低而造成传输距离过短这一问
题,又开发出一种高带宽多模光纤( HDMMF),可以使多模光纤支持的最远传输距离达到 300m。
Fiber 62.5 Micron MFF 50 Micron MFF SFM