万兆技术及万兆网络设计
摘要：本文主要参考了万兆技术的发展，万兆技术的优势和应用特点，分析了万兆技术在校园网网络建设中的需求，阐述了构建万兆园区网的主要架构，并描述和万兆网络布线相关的经验。
关键词：万兆万兆网络
一、万兆技术的出现
目前应用最为广泛的以太网技术最早出现于1973年，当初的速率只有3M，后来陆续出现了10M、100M、1000M、10G的以太网技术，在30多年的时间里，以太网技术得到了飞速的发展，增长了3千多倍，推动了各行业信息化的突飞猛进。
2002年6月份，万兆以太网技术基于光纤传输的第一个标准IEEE 802.3ae获得了通过。这个统一的标准，使用户在选择时不必再担心厂商之间的产品不能兼容的问题，大大规范了产商之间的竞争。其最终对万兆以太网技术发展的促进意义，是显而易见的。目前，包括锐捷网络、Cisco、华为3Com等公司在内的多家厂商已推出多款万兆以太网交换机产品，成就了今天以太网技术的全新局面。万兆以太网采用了IEEE802.3以太网媒体访问控制（MAC）协议、IEEE802.3以太网帧格式，保留802.3以太网的最大帧长和最小帧长。万兆以太网是以太网在速度和距离方面的进化，定义了广域网和局域网两种物理层，是一种只采用全双工的技术。
二、万兆以太网的技术特色和应用特征
1、从技术角度分析，万兆以太网具有以下特色：
首先，万兆以太网相对于以往代表最高适用度的千兆以太网拥有着绝对的优势和特点。其技术特色首先表现在物理层面上。万兆以太网是一种只采用全双工与光纤的技术，其物理层(PHY)和OSI模型的第一层(物理层)一致，它负责建立传输介质(光纤或铜线)和MAC层的连接，MAC层相当于OSI模型的第二层(数据链路层)。
其次，万兆以太网技术基本承袭了以太网、快速以太网及千兆以太网技术，因此在用户普及率、使用方便性、网络互操作性及简易性上皆占有极大的引进优势。在升级到万兆以太网解决方案时，用户不必担心既有的程序或服务是否会受到影响，升级的风险非常低，同时在未来升级到100G都将是很明显的优势。
第三，万兆标准意味着以太网将具有更高的带宽(10GB)和更远的传输距离(最长传输距离可达80公里)。
第四、在企业网中采用万兆以太网可以最好地连接企业网骨干路由器，这样大大简化了网络拓扑结构，提高网络性能。
第五、万兆以太网技术提供了更多的更新功能，大大提升QoS，具有相当的革命性，因此，能更好的满足网络安全、服务质量、链路保护等多个方面需求。
最后，随着网络应用的深入，WAN/MAN与LAN融和已经成为大势所趋，各自的应用领域也将获得新的突破，而万兆以太网技术让工业界找到了一条能够同时提高以太网的速度、可操作距离和连通性的途径，万兆以太网技术的应用必将为三网发展与融和提供新的动力。
2、万兆以太网还有十分明显的应用特征：
1、万兆以太网结构简单、管理方便、价格低廉。由于没有采用访问优先控制技术，简化了访问控制的算法，从而简化了网络的管理，并降低了部署的成本，因而得到了广泛的应用。
2、过去有时需采用数个千兆捆绑以满足交换机互连所需的高带宽，因而浪费了更多的光纤资源，现在可以采用万兆互连，甚至4个万兆捆绑互连，达到40GB的宽带水平。
3、采用万兆以太网，网络管理者可以用实时方式，也可以用历史累积方式轻松地看到第2层到第7层的网络流量。允许“永远在线”监视，能够鉴别干扰或入侵监测，发现网络性能瓶颈，获取计费信息或呼叫数据记录，从网络中获取商业智能。
4、以太网的可平滑升级保护了用户的投资，以太网的改进始终保持向前兼容，使得用户能够实现无缝的升级，一方面不需要额外的投资升级上层应用系统，也不影响原来的业务部署和应用。
以太网技术的持续改进满足了用户不断增长的需求，以太网技术在发展过程中得到了不断的改进，如物理介质从粗同轴电缆到细同轴电缆、双绞线、光纤的扩展，网络功能从共享以太网到全双工、交换以太网的进步，传输速率从10MB到100MB、1000MB乃至10GB 的提升，极大地满足了广大用户对各类应用的需求。
三、万兆以太网在校园网中的应用
万兆以太网标准出台，标志着万兆技术成熟，其应用前景非常广泛，各种迅速增长的带宽密集型项目，像高带宽园区骨干、数据中心汇聚、集群和网格计算、合一(语音、视频、图像和数据)的通信、存储组网、金融交易以及政府、医疗保健领域和大学的超级计算研究等，都离不开万兆以太网技术。
教育园区网是万兆技术应用的一个重要场合。如今的教育园区网，无论在信息访问量、用户数还是业务应用上，与几年前相比已有极大的改变。根据近几年权威机构的统计，所有行业的信息访问量排行中，教育行业一直高居榜首，出口访问利用率可以达到97%以上，这是一个非常值得关注的现象。
因此，随着高校多媒体网络教学、数字图书馆等应用的开展，高校校园网将是万兆以太网的重要应用场合，利用10GE的高速链路构建校园网的骨干链路以及各个分校区和本部之间的连接，实现端到端的以太网访问，提高网络传输的效率，有效地保证远程多媒体教学、数字图书馆等业务的开展。
高校校园网络建设的主要目的是将校园网络的性能、带宽、主要网络业务进行全网的建设，建设成一个“利用先进、成熟、可靠、稳定、安全的网络和技术，建成一个高带宽、高可靠性、可管理的信息化基础。”
由于高校校园网需要采用大量的多媒体教学，应用系统非常丰富，所以，在校园网中有各种各样的应用业务数据流，当网络流量处于高峰期时，必定会影响到关键业务数据流的响应时间，对于多媒体业务来说，就会有说话结巴、图像出现马赛克的情况。因此，在高校的信息化建设上，尤其是在网络的建设与应用上，网络的性能至关重要。也就要求构建校园网络的组网技术必须是高带宽的组网技术，核心交换设备必须支持线速交换，以保证无阻塞的数据交换。
从网络结构设计上，需要考虑到一些高流量多媒体应用的分布式部署，以降低跨骨干网的流量，提高网络的性能。所以网络建设的重点就落在了对整网的规划和建设上，落在了采用先进的硬件平台上，目的是不言而喻的，以满足未来应用扩展的需要，并对核心和汇聚进行万兆连接实现完整骨干，满足大流量数据的需要。
四、万兆校园网架构设计
万兆校园网是成规模的高校网络建设的一个基本方向，这样可以满足多业务、高带宽对网络性能的要求。但是，考虑到整个网络信息点分布、高流量业务的分布情况，需要建设一个结构化的网络基础架构，才能更充分的利用网络基础资源。
根据目前网络建设的主流趋势，采用树形结构设计整个网络的骨干架构，比较符合网络业务流趋势。在需要采用万兆链路的场合，可以把网络按照规模分成两层架构和三层架构两种模型。
1、两层网络架构
两层网络架构主要分成核心层和接入层。这种架构适合于信息点规模比较小（比如，1000个信息点以内的网络）、信息点分布比较集中的网络。如下图：
在接入层和用户电脑之间，需要采用千兆连接的场合，由于接入层交换机上行口存在瓶颈，因此，上行采用万兆设计，实现网络万兆骨干，千兆接入的模式。
核心层在设计中，可以采用单核心、双核心、核心环路等各种结构。
2、三层网络机构
三层网络架构主要分成核心层、汇聚层和接入层。这种架构适合于信息点规模比较大的
网络、信息点分布比较分散的场合。
由于目前常用的接入层交换机大多数是百兆下行，千兆上行的设备，因此，在三层的网络架构中，存在的瓶颈是汇聚层网上的位臵。汇聚层交换机提供多个千兆下行，上行需要扩展成万兆，避免形成性能瓶颈。如下图：
核心层在设计中，可以采用单核心、双核心、核心环路等各种结构。
3、万兆校园网设计案例
A、单核心万兆骨干
B、双核心万兆骨干
C、万兆核心环路
五、万兆网络部署经验
1、万兆铜缆布线方案
综合布线系统差不多每七年会更新一次，从三类到五类系统用了五年时间，超五类系统替换五类系统，仅用了三年的时间，而现在，六类系统已经成熟并日益广泛的应用，在六类系统上实现千兆以太网已经是潮流，而七类系统的标准正在制定和初步执行中，将铜缆布线系统的发挥到极致是万兆铜缆最新目标。
由于包括视频会议、流媒体广播、基于因特网的语音电话（VoIP）、网格计算和存储网络在市场的高速增长，带宽的需求也在飞速的增长。今天在数据中心的内部连接中，已经实现了万兆光纤的连接。但业界开始关注成本更低的更易于实现的基于铜缆的万兆解决方案。基于铜缆布线的万兆系统的第一个用户对象将是数据中心，而到桌面的应用最终可能锁定在千兆以太网。
万兆铜缆以太网出现的主要驱动力是降低了万兆以太网的组网成本，对于大范围的实施万兆以太网来说，利用光纤传输的解决方案已经被证明过于昂贵，因此基于铜缆的解决方案得以被开发和应用。
近来IEEE正在进行一个新的项目，这个项目就是制定基于铜缆的结构化布线系统上运行万兆以太网（10GbE）的传输标准，这个研究小组正在和来自于综合布线、电气、测试仪器和系统设计等方面领先的厂家进行协作。10G以太网标准也被定名为IEEE 802.3ae 的国际标准。
万兆铜缆以太网10GBase-T标准工作组宣布的布线系统支持的目标如下：
1、4连接器双绞线铜缆系统信道
2、100米长度F级（7类）布线信道
3、55米长度E级（6类）布线信道
4、100米长度增强型E级（6类）信道
10G 6类布线系统如下图：
10G 7类布线系统如下图：
下图是从面板、信息模块、线缆、配线架到跳线的完整的七类系统万兆铜缆解决方案：
2、布线施工中应当注意的问题
由于网络综合布线工程实施设计对布线的全过程起着决定性的作用，工程实施的设计机构应慎之又慎。从整体上来说，在实施设计时首先应注意符合规范化标准。结构化布线的实施设计不仅要做到设计严谨，满足用户使用要求，还要使其造价合理，符合规范化标准。国际和国内对结构化布线有着严格的规定和一系列规范化标准，这些标准对结构化布线系统的各个环节都做了明确的定义，规定了其设计要求和技术指标。
其次示根据实际情况设计。首先要对工程实施的建筑物进行充分地调查研究，收集该建筑物的建筑工程、装修工程和其他有关工程的图纸资料，并充分考虑用户的建设投资预算要求、应用需求及施工进度要求等各方面因素。如果建筑物尚在筹建之中就确定了结构化布线
方案，则可以根据建筑的整体布局、走线的需求向建筑的设计机构提出有关结构化布线的特定要求，以便在建筑施工的同时将一些布线的前期工程完成。如果是在原有建筑物的基础上与室内装修工程同步实施的布线工程，则必须根据原有建筑物的情况、装修工程设计和实际勘查结果进行布线实施设计;
最后是要注意选材和布局。布线实施设计中的选材用料和布局安排对建设成本有直接的影响。在设计中，应根据网络建设机构的需求，选择合适类型的布线线缆和接插件，所选布线材料等级的不同对总体方案技术指标的影响很大。建议在布线中使用一家厂商的系列配套产品，因为布线是一套系统，而不是线缆和元件的简单组合。布局安排的设计除了对建设成本有直接的影响外，还关系到网络布线是否合理，对于一座多层建筑物来说，安装整个建筑物网络主干交换机的信息中心网络机房，最好设臵在建筑物的中部楼层，如果各个楼层设臵配线间，最好设臵在楼层的中段，这样设计不但可以尽量缩短垂直和水平主干子系统的布线长度，节约材料，降低成本，还可以减少不必要的信道传输距离，有利通信质量的提高。
如果要从细节上来讲，还需要注意的还有施工现场督导人员要认真负责，及时处理施工进程中出现的各种情况，协调处理各方意见;如果现场施工碰到不可预见的问题，应及时向工程单位汇报，并提出解决办法供工程单位当场研究解决，以免影响工程进度;对工程单位计划不周的问题，要及时妥善解决;对工程单位新增加的点要及时在施工图中反映出来;对部分场地或工段要及时进行阶段检查验收，确保工程质量;最好制订出工程进度表，但在制订工程进度表时，要留有余地，还要考虑其他工程施工时可能对本工程带来的影响，避免出现不能按时完工、交工的问题，因此，建议使用督导指派任务表、工作间施工表。
而在工程施工结束时，还应该注意清理现场，保持现场清洁、美观；对墙洞、竖井等交接处要进行修补；各种剩余材料汇总，并把剩余材料集中放臵一处，并登记其还可使用的数量；并做好总结材料：开工报告、布线工程图、施工过程报告、测试报告、使用报告和工程验收所需的验收报告等。
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 ，2004年的IEEE ，2006年的IEEE 、IEEE 和2007年的IEEE ；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-SR 10GBase-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μm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-LR 10GBase-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-LRM 10GBase-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 。在1990年以前安装的FDDI 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-ER
万兆技术及万兆网络设 计 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
万兆技术及万兆网络设计 摘要：本文主要参考了万兆技术的发展，万兆技术的优势和应用特点，分析了万兆技术在校园网网络建设中的需求，阐述了构建万兆园区网的主要架构，并描述和万兆网络布线相关的经验。 关键词：万兆万兆网络 一、万兆技术的出现 目前应用最为广泛的以太网技术最早出现于1973年，当初的速率只有3M，后来陆续出现了10M、100M、1000M、10G的以太网技术，在30多年的时间里，以太网技术得到了飞速的发展，增长了3千多倍，推动了各行业信息化的突飞猛进。 2002年6月份，万兆以太网技术基于光纤传输的第一个标准IEEE 获得了通过。这个统一的标准，使用户在选择时不必再担心厂商之间的产品不能兼容的问题，大大规范了产商之间的竞争。其最终对万兆以太网技术发展的促进意义，是显而易见的。目前，包括锐捷网络、Cisco、华为3Com等公司在内的多家厂商已推出多款万兆以太网交换机产品，成就了今天以太网技术的全新局面。万兆以太网采用了以太网媒体访问控制（MAC）协议、以太网帧格式，保留以太网的最大帧长和最小帧长。万兆以太网是以太网在速度和距离方面的进化，定义了广域网和局域网两种物理层，是一种只采用全双工的技术。 二、万兆以太网的技术特色和应用特征 1、从技术角度分析，万兆以太网具有以下特色： 首先，万兆以太网相对于以往代表最高适用度的千兆以太网拥有着绝对的优势和特点。其技术特色首先表现在物理层面上。万兆以太网是一种只采用全双工与光纤的技术，
其物理层(PHY)和OSI模型的第一层(物理层)一致，它负责建立传输介质(光纤或铜线)和MAC层的连接，MAC层相当于OSI模型的第二层(数据链路层)。 其次，万兆以太网技术基本承袭了以太网、快速以太网及千兆以太网技术，因此在用户普及率、使用方便性、网络互操作性及简易性上皆占有极大的引进优势。在升级到万兆以太网解决方案时，用户不必担心既有的程序或服务是否会受到影响，升级的风险非常低，同时在未来升级到100G都将是很明显的优势。 第三，万兆标准意味着以太网将具有更高的带宽(10GB)和更远的传输距离(最长传输距离可达80公里)。 第四、在企业网中采用万兆以太网可以最好地连接企业网骨干路由器，这样大大简化了网络拓扑结构，提高网络性能。 第五、万兆以太网技术提供了更多的更新功能，大大提升QoS，具有相当的革命性，因此，能更好的满足网络安全、服务质量、链路保护等多个方面需求。 最后，随着网络应用的深入，WAN/MAN与LAN融和已经成为大势所趋，各自的应用领域也将获得新的突破，而万兆以太网技术让工业界找到了一条能够同时提高以太网的速度、可操作距离和连通性的途径，万兆以太网技术的应用必将为三网发展与融和提供新的动力。 2、万兆以太网还有十分明显的应用特征： 1、万兆以太网结构简单、管理方便、价格低廉。由于没有采用访问优先控制技术，简化了访问控制的算法，从而简化了网络的管理，并降低了部署的成本，因而得到了广泛的应用。
资料编码产品名称 使用对象产品版本 编写部门资料版本 以太网标准和物理层、数据链路层专题 拟制：日期： 审核：日期： 审核：日期： 批准：日期： 华为技术有限公司 版权所有侵权必究 修订记录 日期修订版本作者描述
目录 1 以太网标准 5 1.1 以太网标准 5 1.2 IEEE标准 5 1.3 物理层 8 1.3.1 以太网接口类型 8 1.3.2 电口 8 1.3.3 光口 11 1.4 FE自协商 12 1.4.1 自协商技术的功能规范 13 1.4.2 自协商技术中的信息编码 14 1.4.3 自协商功能的寄存器控制 16 1.4.4 GE自协商 18 1.5 物理层芯片和MAC层芯片接口简介 19 1.5.1 MII 19 1.5.2 MDIO管理寄存器 20 1.5.3 RMII 20
1.5.4 SMII 21 1.5.5 SS－SMII 21 1.5.6 GMII 22 1.5.7 TBI 22 2 以太网数据链路层 23 2.1 以太网的帧格式 23 2.2 以太网的MAC地址 25 2.3 CSMA/CD算法 26 2.3.1 CSMA/CD发送过程 27 2.3.2 CSMA/CD如何接收 28 2.4 半双工以太网的限制 31 2.5 以太网流量控制 34 2.5.1 反压（Backpressure） 34 2.5.2 PAUSE 流控 34 关键词： 以太网物理层数据链路局域网城域网协议标准祯结构
摘要： 本文详细地阐述了以太网的标准，以太网在各个传输层面的具体结构和工作方式以及控制方式。 缩略语清单： 无。 参考资料清单 无。 以太网标准和物理层、数据链路层专题 1 以太网标准 1.1 以太网标准 局域网(LAN)技术用于连接距离较近的计算机，如在单个建筑或类似校园的集中建筑中。城市区域网(MAN)是基于10－100Km的大范围距离设计的，因此需要增强其可靠性。但随着通信的发展，从技术上看，局域网和城域网有融合贯通的趋势。 1.2 IEEE标准 IEEE是电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）的简称，IEEE组织主要负责有关电子和电气产品的各种标准的制定。IEEE于1980年2月成立了IEEE 802委员会，专门研究和指定有关局域网的各种标准。IEEE 802委员会由6个分委员会组成，其编号分别为802.1
以太网技术在工业控制领域的应用及意义 随着计算机和网络技术的飞速发展，在企业网络不同层次间传送的数据信息己变得越来越复杂，工业网络在开放性、互连性、带宽等方面提出了更高的要求。现场总线技术适应了工业网络的发展趋势，用数字通信代替传统的模拟信号传输，大量地减少了仪表之间的连接电缆、接线端口等，降低了系统的硬件成本，被誉为自动化领域的计算机局域网。 现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线这类专用实时通信网络具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷，以及总线通信协议的多样性使得不同总线产品不能直接互连、互用和互可操作等，无法达到全开放的要求，因此现场总线在工业网络中的进一步发展受到了限制。 随着Internet技术的不断发展，以太网己成为事实上的工业标准，TCP/IP 的简单实用已为广大用户所接受，基于TCP/IP协议的以太网可以满足工业网络各个层次的需求。目前不仅在办公自动化领域，而且在各个企业的上层网络也都广泛使用以太网技术。由于它技术成熟，连接电缆和接口设备价格较低，带宽也在飞速增加，特别是快速Ethernet与交换式Ethernet的出现，使人们转向希望以物美价廉的以太网设备取代工业网络中相对昂贵的专用总线设备。 Ethernet通信机制 Ethernet是IEEE802. 3所支持的局域网标准，最早由Xerox开发，后经数字仪器公司、Intel公司和Xerox联合扩展，成为Ethernet标准。Ethernet采用星形或总线形结构，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或是更高，传输介质可采用双绞线、光纤、同轴电缆等，网络机制从早期的共享式发展到目前盛行的交换式，工作方式从单工发展到全双工。 在OSI/ISO 7层协议中，Ethernet本身只定义了物理层和数据链路层，作为一个完整的通信系统，它需要高层协议的支持。自从APARNET将TCP/IP和Ethernet捆绑在一起之后，Ethernet便采用TCP/IP作为其高层协议，TCP用来保证传输的可靠性，IP则用来确定信息传递路线。 Ethernet的介质访问控制层协议采用CSMA/CD，其工作原理如下：某节点要
百度文库-让每个人平等地提升自我 10GBase-ER 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 ，2004 年的IEEE ，2006 年的IEEE、IEEE 和2007 年的IEEE ;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-SR 10GBase-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50艸线径0M3 （Optimized Multimode 3，优化的多模3）光纤（没有优化的线径50 ^m光纤称为OM2光纤，而线径为叩的光纤称为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-LR 10GBase-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-LRM 10GBase-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。在1990年以前安装的FDDI ?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。
修订记录 第二章以太网标准 目标： 了解以太网标准结构。 熟悉各以太网标准定义的内容 一、以太网标准 局域网(LAN)技术用于连接距离较近的计算机，如在单个建筑或类似校园的集中建筑中。城市区域网(MAN)是基于10－100Km的大范围距离设计的，因此需要增强其可靠性。但随着通信的发展，从技术上看，局域网和城域网有融合贯通的趋势。 IEEE是电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）的简称，IEEE组织主要负责有关电子和电气产品的各种标准的制定。 IEEE于1980年2月成立了IEEE 802委员会，专门研究和指定有关局域网的各种标准。IEEE 802委员会由6个分委员会组成，其编号分别为802.1至802.6，其标准分别称为标准802.1至标准802.6，目前它已增加到12个委员会，这些分委员会的职能如下： ·802.1--高层及其交互工作。提供高层标准的框架，包括端到端协议、网络互 连、网络管理、路由选择、桥接和性能测量。 ·802.2--连接链路控制LLC，提供OSI数据链路层的高子层功能，提供LAN 、 MAC子层与高层协议间的一致接口。 ·802.3--以太网规范，定义CSMA/CD标准的媒体访问控制（MAC）子层和物理 层规范。 ·802.4--令牌总线网。定义令牌传递总线的媒体访问控制（MAC）子层和物理 层规范。 ·802.5--令牌环线网，定义令牌传递环的媒体访问控制（MAC）子层和物理层 规范。 ·802.6--城域网MAN，定义城域网（MAN）的媒体访问控制（MAC）子层和物理
工业以太网的特色技术及其应用选择 发布时间：2007-05-15 浏览次数：105 | 我要说几句 | ?? 用户解决方案2012优秀论文合订本 ?? NIDays2012产品演示资料套件 ?? 《提高测量精度的七大技巧》资源包 ?? LabVIEW 2012评估版软件 关键词：工业以太网实时特色技术 编者按：工业以太网成为自动化领域业界的技术热点已有时日，其技术本身尚在发展之中，还没有走向成熟，还存在许多有待解决的问题。究竟什么是工业以太网，它有哪些特色技术，如何应用与选择适合自己需求的工业以太网技术与产品，依然是今天人们所关心的问题。 一什么是工业以太网 工业以太网技术，是以太网或者说是互联网系列技术延伸到工业应用环境的产物。前者源于后者又不同于后者。以太网技术原本不是为工业应用环境准备的。经过对工业应用环境适应性的改造，通信实时性改进，并添加了一些控制应用功能后，形成了工业以太网的技术主体。因此，工业以太网是一系列技术的综称。 二工业以太网涉及企业网络的各个层次
企业网络系统按其功能划分，一般称为以下三个层次：企业资源规划层(Enterprise Resource Plan NI ng, ERP)、制造执行层(Manufacturing Excurtion System, MES)和现场控制层(Field Control System，FCS)。通过各层之间的网络连接与信息交换，构成完整的企业信息系统。( 见图1) 图中的ERP与MES功能层属于采用以太网技术构成信息网络。这个层次的工业以太网，其核心技术依然是信息网络中原本的以太网以及互联网系列技术。工业以太网在该层次的特色技术是对其实行的工业环境适应性改造。而现场控制层FCS中，基于普通以太网技术的控制网络、实时以太网则属于该层次中工业以太网的特色技术范畴。可以把工业以太网在该层的特色技术看作是一种现场总线技术。除了工业环境适应性改造的内容之外，通信实时性、时间发布与同步、控制应用的功能与规范，则成为工业以太网在该层次的技术核心。
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-SR 10GBase-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-LR 10GBase-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-LRM 10GBase-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-ER
以太网物理层信号测试与分析 1 物理层信号特点 以太网对应OSI七层模型的数据链路层和物理层，对应数据链路层的部分又分为逻辑链路控制子层(LLC)和介质访问控制子层(MAC)。MAC与物理层连接的接口称作介质无关接口（MII）。物理层与实际物理介质之间的接口称作介质相关接口（MDI）。在物理层中，又可以分为物理编码子层（PCS）、物理介质连接子层（PMA）、物理介质相关子层（PMD）。根据介质传输数据率的不同，以太网电接口可分为10Base-T，100Base-Tx和1000Base-T三种，分别对应10Mbps，100Mbps和1000Mbps三种速率级别。不仅是速率的差异，同时由于采用了不同的物理层编码规则而导致对应的测试和分析方案也全然不同，各有各的章法。下面先就这三种类型以太网的物理层编码规则做一分析。 1、1 10Base-T 编码方法 10M以太网物理层信号传输使用曼彻斯特编码方法，即“0”=由“+”跳变到“-”，“1”=由“-”跳变到“+”,因为不论是”0”或是”1”,都有跳变,所以总体来说,信号是DC平衡的, 并且接收端很容易就能从信号的跳变周期中恢复时钟进而恢复出数据逻辑。 图1 曼彻斯特编码规则 1、2100Base-Tx 编码方法 100Base-TX又称为快速以太网，因为通常100Base-TX的PMD是使用CAT5线传输，按TIA/EIA-586-A定义只能达到100MHz，而当PCS层将4Bit编译成5Bit时，使100Mb/s数据流变成125Mb/s数据流，所以100Base-TX同时采用了MLT-3（三电平编码）的信道编码方法，目的是使MDI的5bit输出的速率降低了。MLT-3定义只有数据是“1”时，数据信号状态才跳变，“0”则保持状态不变，以减低信号跳变的频率，从而减低信号的频率。
千兆以太网技术与应用 1. 简介 于1998年6月通过的IEEE 802.3z千兆比以太网标准描述了用于一个通用链路编码且可进行1000Mb/s 传输的3个物理层接口(1000BASE-SX、1000BASE-LX和1000BASE-CX)。1000BASE-SX、 1000BASE-LX接口采用光纤作为介质时，最远传输距离可达5000米，因而可应用于建筑物内或校园主干网络。 1000BASE-CX接口计划用于限制在25米内的计算机房内的连接。 IEEE 802.3ab千兆比以太网标准于1999年6月通过认证，它描述了用于不同线路编码的附加物理层接口(1000BASE-T)。 1000BASE-T接口通过5类非屏蔽双绞线(UTP)介质传输的最远距离可达100米，并主要应用于面向桌面的网络连接。 在1999年3月，一个IEEE 802.3研究小组正式成立，主要致力于发展通过光纤介质传输万兆比以太网的标准。 2. 铜缆布线系统 事实上，所有采用结构化综合布线系统的建筑物都有双绞线铜缆水平子系统，用于连接每一层的通讯配线间和墙上的信息出口。而这些布线系统的安装大部分都采用5类产品，所以1000BASE-T是设计应用于5类布线系统的。 1000BASE-T采用一根电缆中的所有4对线来传输，每对线的有效传输速率为250Mb/s，以此完成全双工传输。为了应用于5类带宽的布线系统，1000BASE-T 采用5级编码传输，而接收器采用数字信号处理(DSP)技术以减少来自布线系统中反射和近端串音干扰(NEXT)的影响。 应用于1000BASE-T的布线系统要求包括原5类系统未描述的附加的传输性能，如ELFEXT(等电平远端串扰)和回路损耗。这可由经强力推荐的最新专业测试仪测试、认可，多数已安装的5类布线系统能够支持1000BASE-T来证实。 ---https://www.doczj.com/doc/8511191103.html,(学电脑) 1000BASE-T布线系统的规范将反馈到随ANSI/TIA/EIA的发展而形成的新的规程中。“4对100欧姆5类布线系统的附加传输性能参数”有望于今年年底由TSB-95颁布。 ANSI/TIA/EIA还发布了一篇说明“4对100欧姆增强型5类布线系统的传输性能参数”的草案，现在已是第12稿，预计作为ANSI/TIA/EIA568A标准的附录5在今年年底颁布。该草案同TSB-95的描述类似，但回路损耗和NEXT性能指标好2dB~3dB。 ANSI建议新的布线安装至少应满足增强型5类布线性能要求。
计算机网络应用万兆以太网 在前面讲到的千兆以太网通常用作将小区用户汇聚到网络的交换中心，或者将汇聚层设备连接到骨干层。虽然以太网多链路聚合技术已完成标准化且多厂商互通指日可待，可以将多个千兆链路捆绑使用，但是考虑光纤资源以及波长资源，链路捆绑等因素，它一般只用在POP点内或者短距离应用环境。 为了解决由带宽及传输距离而导致以太网技术不适用于用在城域网骨干/汇聚层的问题，随后由IEEE 802.3委员会成立的IEEE 802.3ae工作组制定了IEEE 802.3ae 10Gbps（10000Mbps）以太网标准，从而解决了该问题。 万兆以太网能够应用到核心层之间，以及核心层与汇聚层之间的链路上，目前包括华为3Com、Cisco、Avaya、Enterasys、Foundry和Riverstone公司在内的多家厂商已经推出多款万兆以太网交换机产品，成就了今天以太网技术的全新局面。 万兆以太网同样保留了IEEE 802.3的大部分格式，但它只支持全双工工作模式、使用光纤作为传输媒体，制定了新的光物理媒体相关子层（PMD）具有更高的数据传输速率。 万兆以太网包括IEEE 802.3ae万兆以太网标准和IEEE 802.3ak万兆以太网标准两种技术标准。 1．IEEE 802.3ae万兆以太网标准 IEEE 802.3ae万兆以太网标准是基于光纤设计的，它定义了在光纤上传输10Gbps以太网的标准，传输距离从300米到40公里，它将物理层分为局域网物理层（LAN PHY）和广域网物理层（WAN PHY）两个层次，其体系结构如图5-10所示。 10GBASE-R10GBASE-W10GBASE-X 图5-10 IEEE 802.ae定义的LAN和WAN物理层结构 其中，局域网物理层是指与标准以太网的连接，其速率为10Gbps；广域网物理层是指与SDH/SONET的连接，其速率为9.58464Bbps。每种PHY分别可以使用10Gbase-S（850nm 短波）、10Gbase-L（1310nm长波）、10Gbase-E（1550nm长波）3种规格，其最大传输距离分别为300m、10km、40km。 10GBase-S 10GBase-S是针对有850nm激光接收器和10Gbps带宽的多模式光纤（MMF）而设计的。
基于FPGA的万兆以太网接口的设计与实现 李伟;窦衡;周宇 【期刊名称】《光通信技术》 【年(卷),期】2009(033)011 【摘要】This paper introduces the protocols of 10GE standard assocaited in Physical Coding Sublayer and Media Access Control sublayer. As used in 10GBASE-R, It specifys the function and implementation of each module in the 10GE interface in detail. FPGA report shows that the design for this 10GE interface can reach the performances of connecting the Ethernet at a high speed of 10Gb/s,which has a great effect on the improv-ing the Ethemet application scope and its performance.%介绍了IEEE802.3ae标准中万兆以太网物理层及媒质接入控制子层的相关协议.以10GBASE-R应用物理环境为例,阐述了万兆以太网接口各个单元模块的功能和设计实现方法.FPGA仿真结果表明,该万兆以太网接口可以实现以太网之间的万兆接入,对以太网的应用空间和性能提升有着重大的意义. 【总页数】3页(6-8) 【关键词】万兆以太网;物理编码子层;XGMII;XSBI;FPGA 【作者】李伟;窦衡;周宇 【作者单位】电子科技大学,成都,611731;电子科技大学,成都,611731;电子科技大学,成都,611731 【正文语种】中文
计算机网络万兆以太网 随着千兆以太网的标准化以及在生产实践中的广泛应用，以太网技术逐渐延伸到城域网的汇聚层。千兆以太网通常用作将小区用户汇聚到城域节点，或者将汇聚层设备连接到骨干层。虽然以太网多链路聚合技术已完成标准化且多厂商互通指日可待，可以将多个千兆链路捆绑使用。但是考虑光纤资源以及波长资源，链路捆绑等因素，它一般只用在点内或者短距离应用环境。 为了解决由带宽及传输距离而导致以太网技术不适于用在城域网骨干/汇聚层的问题，1999年IEEE标准委员会成立了IEEE 802.3ae工作组进行研究。在2002年6月由IEEE正式发布了IEEE 802.3ae 10Gbps以太网标准，自此以太网的发展势头又进一步增强。这标志着万兆位以太网标准的统一，使用户在选择时不必再担心厂商之间的产品不能互相兼容的问题，也规范了各厂商间的竞争。目前包括华为3Com、Cisco、Avaya、Enterasys、Foundry和Riverstone 公司在内的多家厂商已经推出多款万兆位以太网交换机产品，成就了今天以太网技术的全新局面。 网络拓扑结构的设计和操作也随着智能化万兆位以太网多层交换机的推出发生了转变。比如第三层路由和第四层至第七层智能，包括服务质量（QoS）、服务级别（CoS）、高速缓存、服务器负载均衡、安全性和基于策略的网络功能。万兆以太网的主要特点包括以下几个方面。 ●保留802.3以太网帧格式； ●保留802.3以太网的最大帧长和最小帧长； ●只使用全双工工作模式，彻底改变了传统以太网的半双工广播工作模式； ●使用光纤作为传输媒体，已不再适用铜缆； ●使用点对点链路，支持星型结构的LAN； ●数据传输率非常高，不直接和端用户相连； ●制定了新的光物理媒体相关（PMD）子层； ●与SONET OC-192帧结构的融合，可以与OC-192电路和SONET/SDH设备仪器运行。
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：万兆以太网802.3ae10GE标准10GBase-T铜缆布线线性传输性能 一以太网技术的发展 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20多年中，以太网
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。 二10GBase-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。
多模光纤万兆以太网的PMD之争 本文关键字: 光纤收发器网络千兆以太网数据通信IEEE802.3FDDI 2.5G 激光 多模光纤是用户驻地网络中最受欢迎的光纤媒质，因为多模光纤可以使用便宜的LED和VCSEL作为光源，对于数据通信来说这种特性占有很大优势。随着多模光纤网络使用者对带宽的需求越来越高，多模光纤标准和收发器技术也跟着向更高速率演进。 这些标准必须考虑多模光纤的模式色散，因为模式色散决定了光纤的带宽上限，而模式色散与波长、入射光的特性和光纤的折射率分布有关。通过这个带宽上限，可以在波长、发射条件、传输距离和数据速率之间建立联系。IEEE已经制定了快速以太网（100Mbps），吉比特以太网（1Gbps）和万兆以太网（10Gbps）支持单模和多模光纤的光学标准。 图:多模光纤的种类不同，万兆以太网PMD的性能也随之不同 网络建设者必须确定哪种PMD能够满足其对成本和性能的要求。 尤其是万兆以太网，标准制定者必须考虑各种光纤中的模式色散问题。由此提出了数种光纤和光收发器标准，网络规划者们在设计网络时必须考虑这些标准。在多模光纤网络的实际部署当中，有几个因素会影响收发器的选型。 从千兆以太网到万兆以太网 要了解使用多模光纤万兆以太网技术的演进，最好先看看千兆以太网的发展历史。IEEE P802.3标准化组织发布了两个关于多模光纤千兆以太网的标准，一个是1000Base-SX，另一个是1000Base-LX。1000Base-SX标准在通信光接口方面更加成功一些。现在，每个季度会有150万到200万端口的1000Base-SX设备交货。1000Base-SX标准只适用于各种多模光纤，工作波长为850nm。 1000Base-LX标准在1310nm波长工作，所以通常使用单模光纤（SMF）。不过它也可以使用一些多模光纤。目前，每个季度会有几十万端口的1000Base-LX设备交货。 与千兆以太网类似，万兆以太网标准为各种多模光纤制定了两个不同的PMD（physical media dependents，与物理介质相关的规范），另外还有第三个标准正在标准委员会的评审
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-SR 10GBase-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-LR 10GBase-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-LRM 10GBase-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
万兆以太网作为最新以太网技术，不仅是以太网的“高速翻版”，更是从私有网 络到公众网络的融合。作为网络的核心设备，万兆以太网交换机需要满足更高的需求。 近年来，从局域网到城域网，从城域网到广域网，以太网技术以惊人的速度正占 据着越来越多的市场，尤其在企业网络和运营商网络中，以太网技术越来越多地成为 毫无争议的选择。从快速以太网到千兆以太网，再到万兆以太网，技术上的更新满足 了新一代互联网技术所带来的高速带宽增长和新一代应用的需求。 应市场及广大用户的需求，丰润达首次推出48口万兆以太网交换机，性能超群，相当于4～6台普通交换机进行集群的容量，并且能够达到更高的可靠性，零延迟、零丢包，无论是大型网吧还是大型企业，均能满足其组网及接入需求。 大家知道，用户购买万兆以太网交换机，是因为需要能够在任何情况下线速处理 数据包的转发，需要能够处理新一代的互联网应用，同时也需要交换机能够提供最好 的投资保护、能够占用最少的机架空间、能够尽量地节省电量、能够看得见用户的流 量等。 很显然，千兆交换机不能容纳大容量万兆端口的线速转发，目前的千兆交换机只 能够提供几十到几百个G的吞吐量，而新一代的万兆交换机能够提供每秒处理一千个 G以上的吞吐。万兆交换机不仅应该提供大容量的背板交换矩阵，还应该提供大容量 的本地交换矩阵，无阻塞的并行交换矩阵是目前最为先进的技术。 衡量万兆以太网交换机时要测试哪些方面 首先是测试它是否能够达到线速转发的吞吐量，同时观察端到端的传输延迟，一 台优秀的万兆交换机应该能够在加载关键应用的前提下（如组播应用、IPv6 应用、大容量访问列表控制），线速无阻塞地转发数据包，并且保证端到端的数据延迟尽可能 地小。 其次，衡量万兆交换机还需通过测试关键协议，如BGP4的容量、路由收敛和路 由震荡来检验，测试针对攻击的防范特性、测试流量管理的关键特性。冗余性的测试 也非常重要，冗余性包含硬件系统的冗余性和软件特性的冗余性。 可以说，选择万兆以太网交换机不仅仅是几个单项功能的选择，更是一项全面评 估的系统选择。丰润达万兆以太网交换机正好满足上面指标，是转发性能优异、且低 碳节能环保全新交换机。
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
万兆以太网技术
目录 1.基于光纤的局域网万兆以太网规范 (1) 2.基于双绞线（或铜线）的局域网万兆以太网规范 (2) 3.基于光纤的广域网万兆以太网规范 (3) 4.万兆以太网物理层规格 (4) 4.1万兆以太网物理层规格（PHY） (4) 4.2相关物理介质层（PMD） (7)
万兆以太网技术 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，总共可以分为三类：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 目前，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。 （1）10GBase-SR 10GBase-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。 （2）10GBase-LR 10GBase-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。 （3）10GBase-LRM 10GBase-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 62.5μm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。 （4）10GBase-ER 10GBase-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。 （5）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。 （6）10GBase-LX4 10GBase-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