万兆以太网技术发展及应用精编通信电子数据通信与网络_计算机-网络与通信.pdf

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1、万兆以太网技术发展及 应用精编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 Multipie Access/Collision Detecti

2、on)”的共享访问方案，将多个匚作站都连接在一条 总线上，所有的工作站都不断向总线发岀监听信号。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10Mbpso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

3、 Xerox三家公司共同制定了以太网的技术规范DIXo在这个 技术规范在不久的将来成为网络应用的主流本文综合阐述了技术市场及应用应用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标准铜缆布线线性传输性能一以太网技术的发展以太网技术由施乐公司于年提出并实线发岀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以太网传输速率为采用介质访问控制方式的局域网技术由公司于年研制成功而在年月至年间当时的和三家公司共同制定了以太网的技术规范在这

4、个技术规范的基础上形成了以太网标准并在年正式成为一种以太网技术的国际标准在多的基础上，形成了以太网标准，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。在升级到干兆以太网时，不必改变网络应用程序、网

5、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以太网介质接入控制(MAC)协议、IEEE以太网帧格 式和IEEE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0SI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(lOGBase-T

6、)始于2002年6月标准 的正在不久的将来成为网络应用的主流本文综合阐述了技术市场及应用应用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标准铜缆布线线性传输性能一以太网技术的发展以太网技术由施乐公司于年提出并实线发岀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以太网传输速率为采用介质访问控制方式的局域网技术由公司于年研制成功而在年月至年间当时的和三家公司共同制定了以太网的技术规范在这个技术规范的基础上形成了以太网标准并在年

7、正式成为一种以太网技术的国际标准在多式发布。在物理层，大致分为两种类型，一种为与传 统以太网连接速率为lOGbps的“LANPHY”，另一种为连接 SDH/SONET 速率为的“WANPHY”；WANPHY 与 S0NET0C-192 帧结构的融合，可以与0C-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。在传输介质方面，目 前可以支持9uni单模、50um多模和多模光纤。在数据链路 层，继承了以太网的帧格式及最大/最小帧长度，支持多层 星型连接、点到点连接及上述拓扑的组合，充分保证对已 有应用的兼容性，对上层应用没

8、有影响，使得升级风险极 低。与全双工快速以太网和千兆位以太网一样，万兆以太 网也采用全双工，因此没有固有的距离限制。由于万兆以 太网仍然是以太网，使用了相关的管理工具和体系结构，因而能缩短实施和推广的时间。在制定后，IEEE着手10GBase-T网络在铜线上传送标 准的研究和制定。2002年11月成立了两个研究铜线万兆以 太网的组织，一个组织研究在Cat5e或Cat6双绞线上的 lOGBaseT；另一个组织正在研究用4对同轴电缆实现万兆 以太网的方法。西蒙公司于2003年1月率先在全球市场推 出lOGip全系统10G布线解决方案。近期推出的MTP?即插 即用型光纤网络布线解决方案，可保证对重要

9、数据中心链 路具有前瞻性的支持，包括10Gb/s,未来的40Gb/s以及 lOOGb/s的应用。目前，西蒙是唯一拥有全套7类/F级连 接器的公司。西蒙的TERA?系统是在不久的将来成为网络应用的主流本文综合阐述了技术市场及应用应用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标准铜缆布线线性传输性能一以太网技术的发展以太网技术由施乐公司于年提出并实线发岀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以太网传输速率为采用介质访问

10、控制方式的局域网技术由公司于年研制成功而在年月至年间当时的和三家公司共同制定了以太网的技术规范在这个技术规范的基础上形成了以太网标准并在年正式成为一种以太网技术的国际标准在多完全支持4连接情况下 100米万兆传输的7类F级布线系统，也是世界上性能最好 的支持多媒体应用的标准化铜缆布线系统。随着10GBase-T标准的制定，万兆以太网的光模块技 术也得到了迅速的发展。万兆以太网光模块已有300针MSA 模块、XE7PAK、XPAK、X2和XFP五种。其中300针MSA模 块属于第一代模块，最初面向SDH网络而设计，尺寸大并 且价格比较昂贵。Xenpak是面向万兆以太网的第一代光模 块，相对300

11、针MSA而言价格低且尺寸校现在各个光模块 生产厂商正在积极进行小型化10G光模块的研发。Xpak和 X2是Xenpak模块的直接改进版，体积缩小了 40%,光接 口、电接口都与原来保持一致。Finis吐等公司正在研发的 XFP相比以上各种MSA都不同。在电接口方面没有采用标准 的XAUI接口，而是采用了自行规定的XFI接口。XFP支持 局域网PHY和广域网PHY,具有可插拔、尺寸更加小巧、价格更有竞争力等特点。三10GBase-T技术的应用领域 万兆以太网技术突破了传统以太网近距离传输的限 制。除了应用在局域网和园区网外，也能够方便地应用在 城域甚至广域范围，来构建高性能的网络核心。1.宽带I

12、P城域网 10GBase-T网络设备可提供高密度万兆、干兆以太网接 口，为服务提供商和企业用户提供城域网和广域网的连 接。万兆以在不久的将来成为网络应用的主流本文综合阐述了技术市场及应用应用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标准铜缆布线线性传输性能一以太网技术的发展以太网技术由施乐公司于年提出并实线发岀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以太网传输速率为采用介质访问控制方式的局域网技术由公司于年研制成功而

13、在年月至年间当时的和三家公司共同制定了以太网的技术规范在这个技术规范的基础上形成了以太网标准并在年正式成为一种以太网技术的国际标准在多太网在裸光纤上最远可以传送4080公里，满 足城域范围的要求。也可以连接DWDM和SDH/SONET设备实 现广域范围的传输。2.企业和校园 医疗行业会采用lOGBase-T技术，尤其是涉及到数字 化放射治疗计划的时候。通过一种新出现的叫做熔合的过 程能将多张反映身体结构和新陈代谢变化的图像合在一 起。利用这一技术，治疗计划制定者能利用这些图像使放 射束充分对准肿瘤而对周围组织的伤害最小。视频也将会 受益于这项技术。实时交互式视频会出现在大学、培训中 心，也许下

14、载一部电影将变得与下载一首歌一样容易。另 一个会采用这项技术的是CAD/CAM行业。CAD文件正变得越 来越大，会因各种原因被模拟和展示，在有些情况下还被 应用到计算机辅助制造和机器人。在工程方面，这将使工 程师们为测试任何的情形建立更好的模型。3.数据中心和Internet交换中心 随着Internet应用的普及，大量的数据访问需要一个 可升级、高性能的内容服务汇聚网络。数据中心需要汇聚 数百计的快速以太网和千兆以太网线路，在用户端，服务 器汇聚网络要提供具有L2交换、L3路由的高密度GE/10GE 路由器和交换机。万兆以太网设备可满足汇聚网络的需 求，并为未来网络升级预留了的空间。在不久的

15、将来成为网络应用的主流本文综合阐述了技术市场及应用应用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标准铜缆布线线性传输性能一以太网技术的发展以太网技术由施乐公司于年提出并实线发岀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以太网传输速率为采用介质访问控制方式的局域网技术由公司于年研制成功而在年月至年间当时的和三家公司共同制定了以太网的技术规范在这个技术规范的基础上形成了以太网标准并在年正式成为一种以太网技术的国际标准在多中

16、石油北京数据中心项目现场 四10GBase-T铜缆布线 开发这项技术的主要驱动力是成本，现实应用需要降 低成本。10GBase-T技术标准的目的是用3倍的成本实现 10倍的性能，衡量的标准是目前使用的最先进的以太网技 术（以千兆以太网技术来衡量，成本是其3倍，性能达到 其10倍）。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，因此铜缆的解决方 案得以被开发。在不久的将来成为网络应用的主流本文综合阐述了技术市场及应用应用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标准铜缆布线线性传输性能一以太网技术的发展以太网技术由施乐公司于年提出并实线发岀监

17、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以太网传输速率为采用介质访问控制方式的局域网技术由公司于年研制成功而在年月至年间当时的和三家公司共同制定了以太网的技术规范在这个技术规范的基础上形成了以太网标准并在年正式成为一种以太网技术的国际标准在多测试表明，10G以太网需要至少500MHz（起初是 625MHz）的线性传输性能。大多数的增强五类电缆只有 150MHz或250MHz,标准也只要求有150MHz。六类虽没有被 强制其性能达到500MHz

18、,但对于高带宽传输是更好的媒 质；许多制造商提供的电缆标称600MHz,正是预计到有应 用需要更高的性能。万兆铜缆以太网lOGBase-T标准工作 组宣布的布线系统支持目标包括：4连接器双绞线铜缆系统 信道；100米长度F级（7类）布线信道；55米长度E级（6类）布线信道；100米长度 新型E级（6类）信道。开放式机架安装现场 在过去十年，对带宽的需求呈指数级增长。以太网应用从 10BASE-T、100BASE-T、1000BASE-T 发展到现在的 在不久的将来成为网络应用的主流本文综合阐述了技术市场及应用应用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标准铜缆布线线性

19、传输性能一以太网技术的发展以太网技术由施乐公司于年提出并实线发岀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以太网传输速率为采用介质访问控制方式的局域网技术由公司于年研制成功而在年月至年间当时的和三家公司共同制定了以太网的技术规范在这个技术规范的基础上形成了以太网标准并在年正式成为一种以太网技术的国际标准在多10GBASE-To众所周知，芯片存储和处理能力每18个月增 加一倍。网络设备和布线基础设施必须和这种更新速度保 持一致。出于上述原因及其

20、他诸如不断增加的基于IP应用 之类的因素，对10G布线系统提供的带宽需求只是时间问 题。布线系统是网络设备中最难升级的一部分，其使用寿 命至少10年，是有源网络电子设备生命周期的两倍。尽管 布线系统只占整个网络总投资的5%,但它却是构建整个网 络的基础。因此当打算更新或升级网络时，最好是投资高 质量、高性能的布线系统。在不久的将来成为网络应用的主流本文综合阐述了技术市场及应用应用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标准铜缆布线线性传输性能一以太网技术的发展以太网技术由施乐公司于年提出并实线发岀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以太网传输速率为采用介质访问控制方式的局域网技术由公司于年研制成功而在年月至年间当时的和三家公司共同制定了以太网的技术规范在这个技术规范的基础上形成了以太网标准并在年正式成为一种以太网技术的国际标准在多