10 Gbit/s以太网的必由之路——全光物理网络(1)

1、10 Gbit/s以太网的现状及趋势

2002年春季，10 Gbit/s以太网标准IEEE 802.3ae-2002正式得到批准。这一标准引发了设备制造商、服务提供商和最终用户前所未有的兴趣，因为这一技术不仅能使局域网络的运行速度更快、容量更大，还可使服务提供商和网络管理人员运用这一技术建立新型企业广域网和城域网。

从现有大部分企业的网络接口来看，现有的网卡几乎都能用于10 Mbit/s和100 Mbit/s以太网，某些网卡甚至开始支持通过光纤运行的吉比特以太网标准。当老式100 Mbit/s集线器或交换机被运行速率更高的集线器或交换机取代时，网络容量将自动提高10倍或100倍，而速率更高的交换链路的汇聚将增大主干网络的负荷量，从而有可能使网络吞吐量达到吉比特以上。随着应用的发展，局域网带宽需求很快将达到10～160 Gbit/s。在这种情况下，网络管理人员势必要考虑从交换机到服务器的新的链路标准、多条吉比特以太网链路的汇聚以及办公楼群之间的超高速连接，从而使10 Gbit/s以太网水到渠成。

从服务质量方面来看，网络容量的增大有可能解决传统以太网服务质量存在的问题。10 Mbit/s和100 Mbit/s具有冲突检测的载波侦听多路存取（CSMA/CD）机制，可使几个网络节点共享同一条链路，但是每一节点只能在它侦听到该链路未被使用时才发送信息。如果两个节点同时发送信息，就可能发生冲突，使信息传送不出去，只有在随机时间出现时才能再次发送。发生冲突时网络运行速度下降，有可能引发接收数据包的顺序错误，从而使以太网不适合实时应用。同时，由于每个用户争用网络接入，因此也无法保证网络带宽。以太网应用中的这一实际问题使10 Gbit/s以太网应势而生。

10 Gbit/s以太网可为保证网络带宽提供解决方案，从而使以太网带宽资源紧缺的问题得到解决，而且可以满足不同业务的需求。

2、10 Gbit/s以太网标准基本技术

IEEE 10 Gbit/s以太网特别工作组所定义的基本技术要求在于满足以下这样一些设计目标。

●在媒体存取控制层（MAC）客户服务器接口保留802.3以太网帧格式；

●保留802.3标准最小和最大帧长度；

●只支持全双工；

●采用点到点连接和结构化电缆敷设技术，支持星型局域网拓扑；

●在MAC/PLS（专线业务）接口支持10 Gbit/s的传输速率；

●定义局域网和广域网两个物理层装置（PHY）系列，并定义MAC/PLS数据传输速率适应广域网物理层装置数据传输速率的机制；

●提供支持多模和单模光纤连接距离的物理层技术规范，见表1。

表1　IEEE 802.3ae最低传输距离要求

802.3ae主要定义两种类型的物理层装置：局域网物理层装置和广域网物理层装置。广域网物理层装置是一种加到局域网物理层上的可扩充式操作功能。局域网和广域网物理层装置将支持每一种类型的独立物理媒体（PMD），因此支持相同的传输距离。