计算机网络：万兆以太网的最新发展

2002 年6 月, IEEE 802.3ae 委员会颁布了基于光纤的万兆位以太网标准, 其距离在300 m ～40 km 之间, 具有可靠性高、安装和维护都相对简单等优点, 主要适用于新型的网络结构, 如传输速率较高的数据中心服务器集群、楼内垂直主干网络以及远距离的园区主干网络等。

万兆以太网不仅支持局域网的应用, 也支持广域网的应用, 所以其标准和规范也比较多, 其标准主要有2002 年推出的IEEE 802.3ae, 2004 年推出的IEEE 802.3ak, 2006 年推出的IEEE 802.3an、IEEE 802.3aq 和2007 年推出的IEEE 802.3ap 等。

1.10GBASE-SR 标准

10GBASE-SR 标准中, SR 表示短距离, 它采用的数据编码方法为64B/66B, 数据传输速率为10.000 Gb/s, 对应万兆以太网的IEEE 802.3ae 标准, 是短距离的局域网万兆以太网规范。

该规范支持短波(波长为850 nm) 多模光纤作为传输介质, 有效传输距离范围为2 ～300 m, 具有最低电源消耗、最低成本以及最小光纤模块等优势。

2.10GBASE-SW 标准

10GBASE-SW 标准对应万兆以太网的IEEE 802.3ae 标准, 数据传输速率为9.585 Gb/s,是短距离的广域网万兆以太网规范, 其编码方法、传输介质、波长和传输距离与10GBASESR 的规范一样。 10GBASE-SW 通过广域网的接口子层能够将以太网帧进行封装, 并作速率匹配, 从而实现与SDH 的无缝对接。

3.10GBASE-LR 标准

10GBASE-LR 标准中, LR 表示长距离, 即长距离的局域网万兆以太网规范。 该规范使用长波的单模光纤作为传输介质, 采用64B/66B 的数据编码方法, 数据传输速率为10.000 Gb/s,有效传输距离为2 m ～10 km, 最高传输距离可达25 km。

4.10GBASE-LW 标准

10GBASE-LW 标准用于长距离的广域网万兆以太网, 它对应万兆以太网的IEEE 802.3ae 标准, 其有效距离、光纤类型、编码方法与10GBASE-LR 的规范一样。

5.10GBASE-LX4 标准

10GBASE-LX4 标准是基于光纤的局域网万兆以太网规范, 对应IEEE 802.3ae 标准, 采用波分复用技术, 使用单模光纤和多模光纤作为传输介质。 该规范在多模光纤中有效传输距离为2 m ～300 m, 在单模光纤中有效传输距离为10 km, 一般适用于在同一个光纤模块中支持单模和多模光纤的环境。(www.xing528.com)

6.10GBASE-CX4 标准

10GBASE-CX4 标准对应2004 年推出的IEEE 802.3ak 万兆以太网标准, 它是基于双绞线(或铜线) 的局域网万兆以太网规范, 使用屏蔽双绞线作为传输介质, 其有效传输距离为15 m。该规范采用复用技术, 通过4 台发送器和4 台接收器来实现万兆数据的传输, 每台设备的数据编码方法为8B/10B。 CX4 的线缆需要在工厂进行端接, 因此需要客户指定线缆的长度,一般随着线缆长度的增加直径也会增大。

10GBASE-CX4 标准的特点是低成本、低时延与低电源消耗, 主要适用于内部服务器与数据中心交换机之间的应用连接。

7.10GBASE-T 标准

10GBASE-T 标准是基于双绞线(或铜线) 的局域网万兆以太网规范, 对应2006 年发布的IEEE 802.3an 标准, 使用6 类、6a 类双绞线作为传输介质。 当其使用6 类双绞线作为传输介质时, 有效传输距离为55 m； 当其使用6a 类双绞线作为传输介质时, 有效传输距离为100 m。

8.10GBASE-KX4、10GBASE-KR 标准

10GBASE-KX4、10GBASE-KR 标准是基于双绞线(或铜线) 的局域网万兆以太网规范, 对应2007 年的IEEE 802.ap 标准, 主要用于背板, 又可称之为“背板以太网”。 其使用铜线作为传输介质, 有效传输距离为1 m。

万兆以太网具有网络管理简单、低时延、高带宽等特点, 其主要的应用场合包括教育行业、数据中心出口以及城域网的主干等。 随着高校数字图书馆、多媒体网络教学的不断普及, 使用万兆以太网构建校园网的主干能实现本部与各个校区之间的衔接, 提高数据的传输效率； 万兆以太网的高带宽能够为数据中心出口提供充足的保障, 解决服务器上行带宽汇聚时的业务瓶颈问题； 使用万兆以太网部署城域网的骨干能够维护、简化网络结构, 支持多种内容业务, 如多媒体互动游戏及流媒体视频应用等。

万兆以太网的高带宽及较强的处理能力, 能够节约投资。 但是其目前还处于发展的初期, 存在一些不足, 具体如下。

(1) 通信厂商推出的10GE 端口尚未真正实现线速处理, 带宽优势不足。

(2) 仍然没有解决区分业务承载问题。

(3) 10GE 的端口价格是GE 端口的100 倍左右, 因此如果不能有效利用带宽, 就容易造成投资的浪费。