计算机网络技术及应用：1.3万兆位以太网

1.万兆位以太网技术的发展背景

以太网技术已经成为现代计算机局域网占有绝对优势的主流技术。但是，以太网技术至今还没有能够成为城域网技术的一员。由于种种原因，当前只有ATM技术成为城域网汇聚层和骨干层的首选方案。我国覆盖面最广的广电城域网几乎全部都采用了ATM技术。

随着千兆位以太网的标准化以及广泛应用，以太网技术开始逐渐延伸到城域网的汇聚层。如把千兆位以太网用做把区域用户主机汇聚到城域网POP点（运营商网络接入点）或者将汇聚层设备连接到骨干层。但是在当前10/100Mbit/s以太网用户的环境下，千兆位以太网链路作为汇聚层还是非常勉强，作为骨干还是力所不能及。虽然以太网多链路聚合技术已完成标准化，通过链路聚合技术可以将多个千兆链路捆绑使用。但考虑光纤资源以及波长资源的限制，链路捆绑一般只用在运营商网络接入点内或者短距离应用环境。

除了上述带宽的原因之外，传输距离也曾经是以太网无法作为城域网骨干层或汇聚层链路技术的一大障碍。如5.1.2节中所述，即使是采用单模光纤的千兆位以太网，其标准传输最大距离也只有5km。这个距离对于架构城域网的应用还是远远不够的。

综上所述，以太网技术不适于用在城域网骨干或汇聚层的主要原因是带宽以及传输距离。随着万兆以太网技术的出现，上述两个问题基本已得到解决。

2.万兆位以太网的技术特点

万兆位以太网仍采用CSMA/CD机制，即带碰撞检测的载波监听多重访问。不过，由于万兆位以太网接口基本应用在点到点线路，共享带宽、碰撞检测、载波监听和多重访问已不再重要。与千兆位以太网一样，万兆位以太网仍保留了以太网帧结构。只不过万兆位以太网通过不同的编码方式或波分复用方式，得以提供10Gbit/s传输速度。所以，就其本质而言，万兆位以太网技术仍属于以太网的一种类型。

3.万兆位以太网的技术类型(www.xing528.com)

万兆位以太网的技术标准IEEE 802.3ae于2002年7月正式通过。万兆位以太网技术包括以下三个基本类型。

1）10GBase-X：使用一种特紧凑包装，含有一个较简单的WDM器件、四个接收器和四个在1300nm波长附近以大约25nm为间隔工作的激光器，每一对发送器/接收器在3.125Gbit/s速度（数据流速度为2.5Gbit/s）下工作。

2）10GBase-R：一种使用64B/66B编码（不是在千兆以太网中所用的8B/10B）的串行接口，数据流速度为10Gbit/s，时钟频率为10.3GHz。

3）10GBase-W：一种广域网接口，与SONET OC-192兼容，其时钟频率为9.953GHz，数据流速度为9.585Gbit/s。

由于10G以太网实质上是高速以太网，所以为了与传统的以太网兼容必须采用传统以太网的帧格式承载业务。为了达到10Gbit/s的高数据传输速率，若采用OC-192c帧格式传输，就需要解决从以太网帧到OC-192c帧格式的映射问题。同时，由于以太网的原设计是面向局域网的，网络管理功能较弱，传输距离短并且其物理线路没有任何保护措施。当以太网作为广域网进行长距离、高速率传输时必然会导致线路信号频率和相位产生较大的抖动，而且以太网的传输是异步的，在接收端实现信号同步比较困难。因此，如果以太网帧要在广域网中传输，需要对以太网帧格式进行修改。

可以这样认为，万兆位以太网技术虽然仍属于以太网的技术范畴（由于仍采用CSMA/CD机制），但实际上已不再是原来的以太网应用了。万兆位以太网完全是为满足城域骨干网而开发的，其最大传输距离可达40km。由于以太网端口价格远远低于相应的POS端口或者ATM端口的价格，若采用万兆位以太网作为城域网骨干的话，可以节约城域网架构成本。此外，若采用万兆位以太网技术，可以使端到端的数据交换采用以太网帧成为可能。总之，在城域网骨干层采用万兆位以太网链路，可以提高网络性价比，并简化网络结构。这正是万兆位以太网技术发展的直接原因。