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。
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。
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。
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
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/198834209.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。
万兆交换机的出现彻底实现了私有网络到大众网络的融合，并且其能够提供在一 秒钟超过一千个G的吞吐量，这是传统的交换机所不能做到的。作为兼容于以往的最 新以太网技术，万兆以太网不仅仅是以太网的“高速翻版”，万兆以太网第一次提出了 万兆广域以太网技术，第一次实现了私有网络到公众网络的融合。 NS10480，是丰润达自主研发的一款万兆以太网交换机，专为构建高安全高性能 网络需求而研发，是新一代万兆二层网管交换机。具有完善的QoS策略以及丰富的VLAN功能、易于管理维护，其智能以太环网保护技术，毫秒级的收敛时间，满足企业、小区、酒店、办公网及园区网的组网及接入要求。 万兆以太网交换机（NS10480）特色 工业级环网协议，收敛速度更快，零延时，零丢包
万兆环网收敛时间更短，零延时，零丢包。万兆主干环网，自愈保护能力取决于 交换机环网保护协议的优越性。目前大多厂商万兆环网使用最普通的生成树协议：IEEE802.1D STP（收敛时间50秒）和IEEE802.1W RSTP（收敛时间1秒），而RUNDATA万兆环网方案采用工业级环网协议ERPS。与EAPS、RRPP协议相同，都是用在电力，交通，金融等高要求的领域中，相比普通的生成树协议，收敛时间可以缩 短至50毫秒左右，也就是说是STP的1/1000的时间。 无节点限制，环网无限扩容 万兆环网交换机节点数量无限制，可根据网络规模随意扩容。万兆主干环网，由 一批支持环网协议的交换机通过万兆端口相互连接，根据终端数量调整交换机数量即可。简单的说，终端PC增加，只需在任意两台交换机之间增加一台环网交换机即可，不影响其他业务。目前大多厂商研发的环网交换机组环最多支持8台，也就是说，网 络规模再大，超过8台交换机以后环网将失效，只能组第2个环网。 万兆环网交换机采用工业级环网协议，并且对环网协议做了进一步优化，彻底解 决了交换机组环数量的限制，进一步简化网络的复杂度及维护的难度。 万兆端口精准对接，转发性能更高 万兆交换机优化万兆端口参数，将万兆转发性能发挥至极致。针对万兆环网方案，当交换机与交换机互联时，可通过“端口配置”页面，更改万兆口工作模式为“switch”，精准匹配交换机芯片参数；当交换机与服务器连接时，可通过“端口配置”页面，更改万兆口工作模式为“server”，精准匹配万兆网卡芯片参数，从而最大的发挥万兆环网性能。目前大多厂商采用中庸模式，局限在与交换机/服务器能通信的模式下，转发性能大打折扣。 硬件转发，更突显环网速度 万兆环网交换机拥有强大的二、三层硬件转发特性，基于 VCore-III MIPS-based CPU强大、稳定的处理能力，将万兆/千兆端口数据流通过硬件转发芯片高速转发，配合主干全万兆、千兆到客户端的构架，更突显环网速度。 全新节能设计，引领低碳通信 遵循IEEE 802.3az（Energy Efficient Ethernet 能效以太网），提供端口低耗电闲置模式，根据线缆长度进行相应输出功率调整，并且支持无连接时端口休眠，大幅度 降低功耗。
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
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。
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
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
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
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。
在昨天的万兆网卡单端口传输速度极限测试中(https://www.doczj.com/doc/198834209.html,/thread-1795724-1-1.html)，我们测试得到的结果十分理想，实测单向/双向带宽均达理论峰值带宽的99%以上。经过一些参数调整，最后得到的最高单向传输速度是稳定的1248MB/s，达到了万兆理论带宽的99.84%。 这个传输速度看似非常强大，已经比一般硬盘的速度快了不少。但是，万兆网卡作为目前网卡中的高端型号其比较对象应该是高端SSD硬盘，如果这样一对比就会发现这个速度其实并不是想象得那么强。硬盘技术最近也在突飞猛进地发展，在百度上搜了一下，找到的民用领域硬盘传输速度的纪录是这一个: https://www.doczj.com/doc/198834209.html,/a/20090902/000457.htm 这是译自一家国外网站做的评测，他们利用16块intel X25-E SSD加上两块LSI的6.0Gbps SAS阵列卡组成RAID0，最大读取速度达到了惊人的3.5GB/s。需要说明的是这只是2009年的纪录，之后应该有更高的纪录但我暂时没有找到。实际上，现在连单块SSD的读写速度都已经逼近了这一纪录，目前单块SSD的读写速度已经接近3GB/s(如OCZ的天价SSD硬盘Z-Drive R4实测达2.8GB/s)。这些传输速度都已经远远超过了单块万兆网卡的极限，如果在配有此类高端硬盘的机器之间传输文件，那么连万兆网络都会成为瓶颈。 本测试所使用的网卡拥有两个万兆端口，在昨天的测试中只使用了其中
的一个端口，如果两个端口并发显然应该达到更高的的速度。但是否也能达到理论峰值的99%? 下面我们就对此进行测试。 类似于硬盘作RAID，网卡可以通过端口bonding(汇聚)技术提升传输速度。但是，网卡bonding会对总性能会造成细微的损失。因此，在以下测试中我们并不使用bonding技术，而是直接通过双端口进行多线程传输测试。这样做可以测出网卡的极限传输性能，这也是我们测试目的所在。 除了连接双绞线从1根改为2根外，测试的其他软硬件环境和昨天的相同，因此这里不再复述。下面是具体的测试结果： 双万兆端口并发测试结果 1、单向单线程测试(从pc1的两个万兆端口上各用1个线程向pc2发送数据) 测试结果：pc1两个端口的出流量实测速度之和约为1800MB/s(14400Mbps)，这个速度仅为单端口极限实测速度的1.44倍，有些令人失望。 2、单向多线程测试(从pc1的两个万兆端口上各用多个线程向pc2发送数据) 测试结果：传输速度不升反降，变为1770MB/s左右，比单线程时还少了30MB/s。 因此，单线程的1800MB/s就是我们测得的双端口并发最大传输速度。
‘农业网络信息》２００７年第１１期一蝽与电子商务／政务 万兆以太网技术 王树广 山东理工大学网络中心，山东淄博２５５０４９） 摘要：奉文舟绍了当前阿摧电最新技术一万兆旺太厨。文章详细说明了万兆以太两标准ｌＥＥＥ８０２３鹏的主要内客、万兆以太网的应用以；阿时也介绍７万兆以太网的铜癌标准。 美键词：以太网；万晃以太网；局域网；广蛾网；物理层 中圈分类号：ＴＰ３９９文献标识码：Ｂ文章编码：１６７２－６２５１１２００７｝１１—００９８—０３ １０ＧＥ山ｅｒｎ“ ＷＡＮＧｓｈｕ—ｇＩｌ蛳ｇ （ｓｌ画一ｇｕ血哪酊０ｆ‰ｈ叫。盯，ｚｉｂ０２５５０４９，ｃｈｉＭ） ＾ｂ咖ｃｌ：１１ｌｉＢ删ｃｌｅｉｍｒｏｄｕ哪岫ｌ岫ｌｎ咖Ⅲｋｔｅｃ洲唧一１０ｃｍ唧ｅＬ‰枷ｄｅ慨ｐｌａｉ哪‰ｍ且ｉｎ删删０ｆｌＥＥＥ８０２３胛，ｔｌｌｅａｐ一；ｃ出∞０ｆ１０ＧＥｌｈｅｍ吐ｈｄ豳吐‰ｏｏｐｐ肝ｃ出ｅｓ诅ｎｄ埘面丑ｌ吕ｏｉ曲甜ｕ∞也 Ｅ时ｗｏＩｄｓ：Ｅ山唧Ｈ；１０ＧＥ血唧一；Ｌ衄ｄⅢ札ｎ咖ｏｒｋ；Ｗｉｄｅ删ｎｎ珊Ｉｋ；Ｐｌｌ撺ｉ脚ｈｙ盯 １ＩＥＥＥ８０２．３∞标准的诞生 ２００２年６月１２日．ＩＥＥＥＥ终于批准了１０ｃ以太网的标准８０２．３ａｅ一万兆位，秒的媒体接人控制参数、 物理层和管理参数。８０２．３ａｅ的批准进一步确定了以太网在未来局域网的霸主地位。也使得以太网未来在城域网、广域网中将占有重要的一席之地。自１９７３年施乐公司开发出以太网．以太网从粗缆的１０Ｂ船ｅ５到细缆的１０ＢａＢｅ２．再到双绞线１０Ｂ鹳ｅ—Ｔ．又到五类线的１００Ｂ衄ｅ—１ｘ。随后又出现了现在还未来得及大面积使用的千兆以太网１０００ＢａＢｅ＿Ｓｘ、１００Ｂａ８ｅ—ｕ、１０００Ｂａ∞一Ｔ。以太网在过去的３０年中击败了ＴｏｋｅｎＲｉＩｌｇ和ＦＤＤＩ．成为局域冈的首选。万兆网的出现叉开创了以太网的新纪元。ＩＥＥＥ８０２３．耻是由３Ｃ哪、ＣｉＢｃｏ、Ｅｘ骶Ⅱ坨、Ｉｎｔｅｌ、Ｎｏｎｅｌ、ｓｌｌｎ等组成的１０ｃＥＡ（万兆以太网联盟）创立的。我国的中兴、华为等公司也是１０ＧＥＡ的戚员，这对我国高速局域网的发展起了重要的作用。 ２ＩＥＥＥ８０２．３ａｅ标准的主要内容 ２．１万兆以太网的主要技术特点 保留８０２．３以太网的帧格式；保留８０２．３以太网的最大帧长和最小帧长；使用光纤作为传输媒体（丽不使用铜线）；只使用全双工工作方式，彻底改变了传统以太网的半双工的广播工作方式；使用点对点链路，支持星形结构的局域网；数据率非常高，不直接和端用户相连；创造了新的光物理媒体相关（ＰＭＤ）子层。 ２．２万兆以太网的模型 万兆以太网属于以太网，但它是一种只适用于全双工模式并且只能使用光纤的技术．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噬太网模型完全相同。其模型如图１。在以太网中．ＰＨＹ表示以太网的物理层设备。它对应于ＯｓＩ模型的第一层。ＰＨＹ通过连接介质（光纤或铜线）与ＭＡＣ层相连，而ＭＡＣ层对应的是ＯｓＩ模型中的第二层。在万兆以太网的体系结构中。ＰＨＹ（第一层）进一步划分为物理介质相关层（ＰＭＤ）和物理编码子层（ＰＣＳ）。万兆以太网有两种不同的物理层：局域网物理层和广域网物理层．这两种物理层的数据率并不一样。局域网物理层使用简单的编码机制传送数据。而广域网物理层则需要增加一个ｓ０Ｎ明ｙｓＤＨ组帧子层（ｗＩｓ层），以便利用ｓＯＮＥ鹏ＤＨ作为第一层来传送数据。 ＰＭＤ（Ｐｈｙ８ｉｃａｌＭｅｄｉｕｍＤｅｐｅｎｄｅｎｔ）子层：ＰＭＤ子层的功能是支持在ＰＭＡ子层和介质之间交换串行化的符号代码位，ＰＭＤ子层将这些电信号转换成适合于在某种特定介质上传输的形式。ＰＭＤ是物理层的最低子 杖稿日期：２００７埘埘 作者筒舟：王树广（１９６８一），男，工程师，研究方向卅算机罔络和信息系统。 一９８—