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如果您符合上面這幾種情況中的任何一種，本文就可以幫助您全面地了解10GbE技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的端口類型，以 及理解思科交換機(jī)、路由器上的多種10GbE可插拔模塊的區(qū)別、共性和應(yīng)用。
IEEE 802.3ae任務(wù)小組于2002年將10GbE確立為標(biāo)準(zhǔn)。雖然它已存在三年，這在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代足以讓一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)成為過時(shí)的技術(shù)，但是10GbE技術(shù)仍然處于旺盛發(fā)展的時(shí)期，而10GbE市場(chǎng)也還處于起步階段。
在深入可插拔光接口的細(xì)節(jié)之前，首先讓我們了解一下10GbE標(biāo)準(zhǔn)，以及各種10GbE標(biāo)準(zhǔn)端口類型的主要應(yīng)用。
基于光纖的10GbE：802.3ae概覽
首先要指出的是，10GbE仍然屬于以太網(wǎng)，只是速度快得多。除了將速度水平提高到了10000Gb/s以外，IEEE 802.3ae 10GbE標(biāo)準(zhǔn)的主要目標(biāo)是保留以太網(wǎng)的幀格式，保持802.3標(biāo)準(zhǔn)的最大和最小幀尺寸，以及只支持全雙工操作（因而不符合CSMA/CD協(xié)議的要求）。IEEE 802.3ae標(biāo)準(zhǔn)的很大一部分都是用于定義10GbE物理層。
隨著標(biāo)準(zhǔn)化工作的深入，人們定義了四種主要的光接口類型，它們可以在不同的距離上支持單模和多模光纖。按照IEEE的術(shù)語(yǔ)，這些接口被稱為依賴于物理介質(zhì)的子層，簡(jiǎn)稱PMD。除了這四種PMD以外，該標(biāo)準(zhǔn)還制定了兩個(gè)用以支持LAN和WAN應(yīng)用的物理層規(guī)范（PHY）系列。一般而言，PHY的屬性是在負(fù)責(zé)編碼和解碼功能的物理編碼子層（PCS）定義的。目前，總共有七種10GbE端口類型。
IEEE 802.3ae PMD子層
10GbE標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的PMD子層看起來似乎容易混淆。每個(gè)PMD都具有不同的技術(shù)特性，可以支持不同的光纖介質(zhì)和操作距離。在定義PMD子層時(shí)，IEEE傾向于為每種特定的應(yīng)用提供成本最低廉的光傳輸技術(shù)：
只用于單模光纖的PMD
10GBASE-L?D?D工作在1300nm頻段，最長(zhǎng)距離為10公里（6.2英里）。
10GBASE-E?D?D工作在1550nm頻段，最長(zhǎng)距離為40公里（24.8英里）。
IEEE 802.3ae標(biāo)準(zhǔn)為L(zhǎng)AN或者WAN應(yīng)用定義了四種PMD和三個(gè)PCS層，以及七種可選的10GbE端口類型。
IEEE 802.3ae 萬(wàn)兆以太網(wǎng)端口類型
只用于多模光纖的PMD
10GBASE-S?D?D采用低成本的850nm激光技術(shù)，在傳統(tǒng)多模光纖上覆蓋26到82米的距離。利用針對(duì)激光優(yōu)化的多模光纖（也被稱為OM3光纖），10GBASE-S的覆蓋距離可以擴(kuò)展到300米。
適用于多模和單模光纖的PMD
10GBASE-LX4采用了一個(gè)由四束激光組成的陣列，每個(gè)以3.125Gb/s發(fā)射，并且四個(gè)接收器以波分復(fù)用（WDM）的方式排列。該P(yáng)MD工作在1300nm頻段，可以在傳統(tǒng)的FDDI級(jí)多模光纖上支持300米的連接距離，在單模光纖上支持10公里的連接距離。
如需詳細(xì)了解PMD所支持的各種光纖類型和連接距離，請(qǐng)參閱思科產(chǎn)品簡(jiǎn)介，網(wǎng)址是：cisco.com/packet/173_5b1。
IEEE 802.3ae PHY系列
10GbE標(biāo)準(zhǔn)框架包含兩個(gè)新的物理層規(guī)范：LAN PHY和WAN PHY。另外還有三種PCS子層：10GBASE-X、10GBASE-R和10GBASE-W。前兩個(gè)屬于LAN PHY系列，最后一個(gè)屬于WAN PHY。
LAN PHY和WAN PHY的區(qū)別在于幀類型和接口速度。串行LAN PHY（10GBASE-R）采用的是以太網(wǎng)幀，數(shù)據(jù)速率為10.3125Gb/s（MAC的運(yùn)行速度為10.000Gb/s；加上64B/66B的編碼開銷，實(shí)際的線路速率為10.000* 66/64=10.3125Gb/s）。而WAN PHY則可以將64B/66B編碼負(fù)荷包裝到一個(gè)通過SONET連接的STS-192c幀中，數(shù)據(jù)速率為9.953Gb/s。
我們?yōu)槭裁葱枰猈AN PHY？
SONET/SDH是光傳輸網(wǎng)絡(luò)上采用的主要技術(shù)，因而傳統(tǒng)的光傳輸基礎(chǔ)設(shè)施都建立在工作速率為9.953Gb/s的SONET/SDH協(xié)議的基礎(chǔ)上。但是，線路速率為10.3125Gb/s的LAN PHY與SONET/SDH的速率不匹配，因而不能在基于SONET/SDH的WAN上傳輸。WAN PHY是IEEE為讓10GbE數(shù)據(jù)速率適應(yīng)SONET/SDH速度而提供的方法。
WAN PHY可以讓10GbE兼容ANSI定義的SONET STS-192c格式和數(shù)據(jù)速率，以及ITU規(guī)定的SDH VC-4-64c容器。WAN PHY并不是嚴(yán)格兼容SONET。它更適于被形容為10GbE的一種適應(yīng)SONET的變體。它的光傳輸規(guī)格和延時(shí)、抖動(dòng)要求仍然與SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)截然不同。
基于銅線的10GbE：802.3ak概覽
在2004年，10GbE標(biāo)準(zhǔn)端口類型迎來了一個(gè)新的成員：10GBASE-CX4。這項(xiàng)經(jīng)過IEEE 802.3ak任務(wù)小組審批的標(biāo)準(zhǔn)是第一個(gè)基于銅線接口的10GbE規(guī)范。CX4可以滿足市場(chǎng)對(duì)于在無(wú)需光纖介質(zhì)的傳輸距離的應(yīng)用中使用成本極低的10GbE連接的需求。10GBASE-CX4運(yùn)行在15米長(zhǎng)的四對(duì)雙軸銅線上，采用由Infiniband貿(mào)易協(xié)會(huì)制定的IBX4連接器標(biāo)準(zhǔn)。
不同的10GbE端口類型可以滿足各種企業(yè)和電信運(yùn)營(yíng)商應(yīng)用的需要，提供最經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)解決方案。
IEEE 802.3ae萬(wàn)兆以太網(wǎng)端口類型的對(duì)應(yīng)情況
不久之后，10GBASE-CX4將不會(huì)再是唯一可以在銅纜上支持10GbE的標(biāo)準(zhǔn)；事實(shí)上，IEEE任務(wù)小組802.3an目前正在制定10GBASE-T標(biāo)準(zhǔn)，它將可以在六類UTP線纜上支持55到100米的距離，在七類線和“增強(qiáng)六類線”（即Cat6e線纜）上支持100米的距離。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)將于2006年7月被核準(zhǔn)。
IEEE 10GbE的應(yīng)用
如前所述，10GbE標(biāo)準(zhǔn)中的端口類型數(shù)量旨在經(jīng)濟(jì)有效地滿足各種應(yīng)用的需要。每種物理層技術(shù)都可以滿足特定的市場(chǎng)需求，并提供成本最低廉的技術(shù)解決方案。顯示了最常見的10GbE應(yīng)用與特定的10GbE端口類型的對(duì)應(yīng)情況（按照傳輸介質(zhì)的距離和可用性分類）。事實(shí)上，端口類型并不一定僅限于表中所顯示的應(yīng)用。
10GBASE-SR和10GBASE-CX4主要用于數(shù)據(jù)中心或者服務(wù)器群應(yīng)用。有限的距離要求和靈活的傳輸介質(zhì)選項(xiàng)（銅線/光纖）讓機(jī)架內(nèi)/機(jī)架間服務(wù)器－交換機(jī)和交換機(jī)－交換機(jī)互聯(lián)成為了這些技術(shù)的理想目標(biāo)。請(qǐng)注意，CX4需要IBX4軟線，不支持結(jié)構(gòu)化布線。
10GBASE-LX4在支持的光纖介質(zhì)和傳輸距離方面的靈活性使它成為了最適用于企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。盡管并沒有針對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行成本優(yōu)化，但是LX4也可以用于這種采用了大量多模光纖的環(huán)境。因此，LX4被視為是企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的“瑞士軍刀”式10GbE技術(shù)。
利用10GBASE-LR和10GBASE-ER，我們可以支持那些需要延長(zhǎng)的傳輸距離和只支持單模光纖的應(yīng)用：園區(qū)骨干網(wǎng)和城域應(yīng)用。這兩種端口類型最適用于電信運(yùn)營(yíng)商的部署應(yīng)用，例如城域以太網(wǎng)服務(wù)匯聚，DSL回程線路，以及POP間連接等。
在需要使用一個(gè)基于長(zhǎng)途SONET/SDH的光傳輸基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，電信運(yùn)營(yíng)商應(yīng)當(dāng)考慮將WAN PHY用于POP間或者辦公室間應(yīng)用。
對(duì)于那些希望從一個(gè)運(yùn)營(yíng)商那里租用一條OC-192 TDM線路或者一條OC-192光纖，用于跨越多個(gè)國(guó)家甚至大陸的WAN應(yīng)用的企業(yè)來說，10BASE-W常常是唯一的選擇。
下面讓我們了解一下三種思科10GbE光收發(fā)器。它們代表了此前所介紹的端口類型的實(shí)際應(yīng)用。
“X”模塊所支持的特性
“X”模塊（Xenpak、X2和XFP）之間的主要區(qū)別在于它們的尺寸和支持的端口類型、協(xié)議。
思科10GbE可插拔接口
目前，思科交換機(jī)和路由器上的幾乎每個(gè)10GbE端口都是獨(dú)立于光纖或者銅線物理接口銷售的。這讓最終用戶可以根據(jù)應(yīng)用要求選擇不同的熱插拔收發(fā)器，從而定制10GbE端口。
思科10GbE收發(fā)器建立在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（被稱為多來源協(xié)議或者M(jìn)SA）的基礎(chǔ)上。思科采用了三種具有不同的電氣和機(jī)械特性的10GbE收發(fā)器：
Xenpak（www.xenpak.org）
X2（www.x2msa.org）
XFP（www.xfpmsa.org）
從最終用戶的角度來說，Xenpak、X2和XFP之間最主要的區(qū)別在于機(jī)械尺寸，以及它們所支持的端口類型和10G協(xié)議（除了10GbE以外）。注意，從技術(shù)上說所有三種X模塊都可以支持光纖通道，但是目前沒有出現(xiàn)這樣的商業(yè)應(yīng)用）。
Xenpak是這三種模塊中尺寸最大的。但是尺寸的增大也使它具有了多功能優(yōu)勢(shì)：更多的空間有助于集成光網(wǎng)和電子組件，具有更高的熱能效率，從而降低對(duì)散熱的需求。因此，Xenpak可以支持范圍最廣泛的端口類型，滿足大功率的DWDM接口和80公里PMD的需要。隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，現(xiàn)有的在所支持的端口類型方面的不足將會(huì)消失。
通過將WDM光纖集成到一臺(tái)交換機(jī)或者路由器中，可以避免在網(wǎng)絡(luò)中使用收發(fā)器。
DWDM Xenpak集成的好處
X2在電氣上與Xenpak兼容，因而可以與Xenpak共用主板設(shè)計(jì)和組件。同時(shí)，它可以讓具有尺寸和熱量限制的小型交換機(jī)支持10GbE。
XFP是尺寸最小的X模塊，這在一定程度上是因?yàn)樗〕隽撕芏嚯娮悠骷瑢⒊杀巨D(zhuǎn)移到主機(jī)線卡上。有趣的是，按照設(shè)計(jì)，XFP可以支持電信協(xié)議的數(shù)據(jù)速率，這使它成為了使用以太網(wǎng)的路由平臺(tái)和SONET/SDH分組或者永續(xù)分組環(huán)（RPR）接口的理想模塊。
超越10GbE端口類型：Xenpak
思科的10GbE產(chǎn)品線支持兩種非IEEE Xenpak端口類型：DWDM（從2004年7月開始供貨）和ZR（預(yù)計(jì)于2005年第四季度發(fā)布）。DWDM采用了一個(gè)PMD來發(fā)送32個(gè)不同的通道，從而可以在單股光纖上達(dá)到驚人的320Gb/s速率。在光大器的幫助下，DWDM信號(hào)可以在200公里的范圍內(nèi)傳輸。ZR能夠達(dá)到80公里的范圍，比802.3ae 10GBASE-E標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的距離大一倍。
DWDM Xenpak：尋求無(wú)限的帶寬
DWDM Xenpak讓企業(yè)不需要利用專門的DWDM收發(fā)器進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，從而大幅度減少網(wǎng)絡(luò)中的傳輸設(shè)備的數(shù)量。但是，DWDM Xenpak真正的獨(dú)特之處在于它可以實(shí)現(xiàn)光傳輸層與交換、路由的無(wú)縫集成。利用DWM Xenpak，10GbE路由器和交換機(jī)可以在同一個(gè)平臺(tái)和架構(gòu)中綜合第一層到第三層（甚至以上層次）的OSI功能。
這樣，DWDM Xenpak可以在高端交換機(jī)和路由器的傳輸和以太網(wǎng)/IP功能之間提供新的集成水平。
對(duì)于那些正在建設(shè)下一代三網(wǎng)合一網(wǎng)絡(luò)的電信運(yùn)營(yíng)商而言，在同一個(gè)平臺(tái)上整合DWDM功能和第二層、第三層轉(zhuǎn)發(fā)可以大幅度節(jié)約資本開支（例如，不需要使用轉(zhuǎn)發(fā)器，減少網(wǎng)絡(luò)中的光纖數(shù)量）和運(yùn)營(yíng)開支（避免收發(fā)器系統(tǒng)的管理和運(yùn)營(yíng)成本）。
對(duì)于企業(yè)而言，這種10GbE DWDM技術(shù)可以在很大程度上消除對(duì)于專用傳輸設(shè)備的需求。這些設(shè)備往往非常復(fù)雜，而且會(huì)給企業(yè)帶來昂貴的運(yùn)營(yíng)開支。利用DWDM Xenpak，傳輸層可以只限于那些不需要任何管理的、簡(jiǎn)單的無(wú)源多路復(fù)用設(shè)備。
在只需要一個(gè)通道時(shí)，企業(yè)甚至可以為前期部署使用DWM Xenpak：DWDM Xenpak的價(jià)值在于它能夠通過將新的DWDM Xenpak插入到核心交換機(jī)中，平穩(wěn)地在同一個(gè)光纖基礎(chǔ)設(shè)施上升級(jí)帶寬。企業(yè)可以方便地從熟悉的IOS命令行界面（CLI）管理光傳輸層，完成這個(gè)流程。DWDM Xenpak目前是?D?D而且在將來相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都將是?D?D市場(chǎng)上技術(shù)水平最高的可插拔模塊。思科致力于在它的10GbE產(chǎn)品線中支持所有三種10GbE可插拔模塊（Xenpak、X2和XFP），以及提供IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)中定義的所有端口類型。而且，思科將繼續(xù)在標(biāo)準(zhǔn)之外，為客戶提供最廣泛的技術(shù)和不斷擴(kuò)大10GbE應(yīng)用的范圍。
