10吉位元乙太網路

10吉位元乙太網路，也譯為10吉位乙太網、萬兆乙太網，一種乙太網路的傳輸標準，最初在2002年透過，成為 IEEE Std 802.3ae-2002。它規範了以 10 Gbit/s 的速率來傳輸的乙太網路，因為速率是吉位元乙太網的十倍，因此得名。10 Gigabit 乙太網路，以全雙工方式連線到網路交換器等網路裝置，並不支援半雙工模式與CSMA/CD。標準.多年來，美國電氣和電子工程師協會。802.3ae-2002和802.3ak-2004修訂被合併為 IEEE 802.3-2005。 IEEE802.3-2005 和其它修訂被合併為 IEEE Std 802.3-2008。物理層模組.為了支援不同的萬兆乙太網物理層標準，很多介面包含一個標準的物理插座，可插入不同的PHY模組。物理層模組沒有正式的標準規範，而是由多源協議。XENPAK 是第一個符合多源協議的萬兆乙太網小型裝置標準規範，是獨立於收發光訊號的大型封裝電路和光學元器件，具有較大的體積。 X2和XPAK後來競爭的標準與更小的外形尺寸。在市場上，X2 和 XPAK 沒有像 XENPAK 一樣成功。XFP是 X2 和 XPAK 的後繼者，擁有更小的封裝規模。最新的模組標準是增強小封裝可插拔收發器，一般稱為SFP+，其基於小封裝可插拔收發器，由ANSI T11光纖通道小組開發的。比起XFP，SPF+ 的體積更小、功耗更低，SFP+ 已經成為萬兆乙太網系統中最流行的可熱插拔光學收發器。SFP+ 模組只負責光訊號到電訊號的轉換，並沒有時鐘、資料恢復和主機通道均衡的功能。SFP+ 模組相容傳統的SFP模組，其外形完全一致，比 XFP 允許更高的埠密度，還能重複利用於現有24個或48個埠的19"刀片機架。光模組透過一個XAUI，XFI或SFI介面連線到主機。XENPAK、X2 和 XPAK 模組使用 XAUI 連線到主機，XAUI採用四條資料通道，其定義在 IEEE 802.3 Clause 48 中；XFP 模組使用 XFI 介面、SFP+ 模組使用 SFI 介面，XFI 和 SFI 使用單條資料通道和64B/66B編碼傳輸，其定義在 IEEE 802.3 Clause 49 中。SFP+ 模組可進一步分為兩種型別的主機介面：Linear 線性放大介面和 Limiting 包含限幅放大器介面。除非需要使用 10GBASE-LRM 提供的 Linear 介面，舊的光纖基礎設施應首選使用 Limiting 介面。光纖.光纖有兩種：單模光纖驅動，同時多模光纖的聯結器更為便宜，在現場能更容易和更可靠地安裝。IEEE 802.3 標準參考了FDDI級別的多模光導纖維，其具有62.5μm的內芯，850nm的波長最小的頻寬是160MHz/公里，最初被安裝在上世紀90年代初的FDDI和 100Base-FX 網路中。IEEE 802.3 標準還引用了 ISO/IEC 11801 定義了多模光纖的纖維型別有OM1、OM2、OM3和OM4。OM1具有62.5μm的內芯，而其它型別則具有50μm的內芯。在850nm波長下，OM1的最小頻寬為200MHz/千米，OM2為500MHz/千米，OM3為2000MHz/千米，OM4為4700MHz/千米。FDDI級別的光纜現在已經過時，新的結構化佈線安裝必須使用OM3或OM4，OM3光纜可以使用低成本的 10GBASE-SR 標準，其最大可以傳輸300米，OM4則可以傳輸400米。多模光纖和單模光纖的區別是，單模光纖外皮通常是黃色的，而多模光纖的外皮則是橙色，有源光纜模組消除了電纜和光學模組之間的相容問題，其可被插入到標準的光模組插槽中。有源光纜模組的成本比其它光學解決方案低，是因為廠商可以一次性生產配對的電纜的型別和所需的長度。10GBase-SR.10GBASE-SR則被定義在 Clause 52，其線路速率可達 10.3125 Gbit/s，可提供序列資料。與已經過時的FDDI級別62.5μm多模光纖內芯佈線最大傳輸局裡26米相比，62.5μm內芯的OM1可達33米，50μm內芯的OM2可達82米，OM3可達300米，OM4可達400米。OM3和OM4是建築物內結構化光纖的首選，比起單模光纖系統，使用多模光纖系統的 10GBASE-SR 標準不論鐳射發生器還是聯結器都具有較低的成本和功耗。OM3和OM4光纖佈線有時被稱為最佳化鐳射，因為它們設計為VCSEL工作。10GBASE-SR 可以提供最低成本、最低功耗和最小尺寸的光模組。在2011年，10GBASE-SR 一季度的出貨量穩居 10GbE 介面卡埠第一。有一個非標準低成本和低功耗的變體被稱為 10GBASE-SRL ，其完全兼容於 10GBASE-SR 但最大可傳輸距離只有100米。10GBase-LR.10GBASE-LR的距離內傳輸而不會丟失資料。10GBASE-LR 的鐳射是透過法布里-珀羅分佈反饋鐳射器產生的，DFB鐳射器比VCSEL昂貴，但是更高的功率和更長的波長使其可以實現高效的耦合，透過內芯較小的單模光纖能傳輸更遠的距離。10GBASE-LRM.10GBASE-LRM作為接收均衡器。有些 10GBASE-LRM 的傳輸模組在使用標準單模光纖的傳輸距離 ，但它不是IEEE或MSA的規範。10GBASE-ER.10GBASE-ER產生鐳射。10GBASE-ER 可以在長達40千米的範圍內傳輸資料，超過了標準鏈路設計的30公里範圍。10GBASE-ZR.一些廠商已經推出了傳輸距離可達80千米的 10GBASE-ER 標準，稱為 10GBASE-ZR。在 IEEE 802.3ae 標準中並沒有定義這個標準，10GBASE-ZR 是廠商基於 OC-192/STM-64 SDH/SONET 規範創造自己的規格。10GBASE-ZR 將不會被納入到 802.3 標準中。10GBASE-LX4.10GBASE-LX4 是一個可被用在多模光纖或單模光纖上，使用1310nm波長的鐳射的標準。它使用4個獨立的鐳射源，透過波分複用使用1310nm附近的4個獨特的波長，使線路速率可達到 3.125 Gbit/s。它的物理層編碼使用 IEEE 802.3 Clause 48 定義的 8b/10b PCS，物理介質的單模光纖。對於多模光纖連結的 WDM 輸出，需要調節單模光纖鐳射間接發射模式跳線進行耦合，這定義在 IEEE 802.3 規範 53.6 和 38.11.4 章節中。在2005年，10GBASE-LX4 的光模組比 10GBASE-LR 光模組便宜。使用 10GBASE-LX4 的人多數是想在同一個光模組下同時使用多模光纖和單模光纖。不過 10GBASE-LX4 現在是過時的技術，已經沒有多少市場佔有率。10GBASE-PR.10GBASE-PR則被定義在 Clause 52，在點對多配置的線路速率都可達 10.3125 Gbit/s10GBASE-PR 可以選擇 10GBASE-PR10、10GBASE-PR20 和 10GBASE-PR30 三種光功率的分配模式。銅纜.10Gbps 乙太網也可以執行在雙軸電纜，雙絞線和背板上。10GBASE-CX4.10GBASE-CX4 是由 802.3 小組公佈的首個 10Gbps 銅纜標準，每個通道的頻寬為 3.125 Gbps。10GBASE-CX4 具有低功耗、低成本和低延時的優點，但它的物理外形較大、電纜更加笨重，可傳輸的距離較新的單通道SFP+標準光纖和 10GBASE-T 更短。該種電纜製造工藝要求當嚴格，其價格大大高於 CAT-5 或 CAT-6 的UTP。現在 10GBASE-CX4 的出貨量非常低。雖然有些網路供應商有提供的此介面，可用於任何的 10GBase 乙太網交換機進行堆疊。堆疊乙太網的一個例子是戴爾的 PowerConnect PCT6200、PCT7000 和 1G 的 PowerConnect 交換機刀片和PCM6220、PCM6348。直連SFP+.也被稱為DA、10GSFP+Cu、10GBASE-CR、10GBASE-CX1、SFP+ 或者 10GbE Cu SFP。直連SFP+採用的是被動式雙軸線纜元件，可直接插入SFP+外殼。直連SFP+是固定長度的電纜，一般為1米到7米。並且直連SFP+像 10GBASE-CX4 一樣具有低功耗、低成本和低延時的特點，同時使用不太笨重的電纜和物理外形小巧的附件等優勢。在多埠連線中，直連SFP+比 10GBASE-SR 更流行。背板.又被稱為 802.3ap 是用在主機背板中的 10Gbps 傳輸標準，例如刀鋒伺服器、模組化的路由器/交換機和升級線路卡。802.3ap 標準的實現中需要在超過1米的銅印刷電路板，此外還定義了一個可選層的FEC、背板自動協商協議和 10GBASE-KR，其中接收器可以設定多達3個埠的負載均衡鏈路。自動協商協議可以自動選擇 1000BASE-KX、10GBASE-KX4、10GBASE-KR 和 40GBASE-KR4，40GBASE-KR4 定義在 802.3ba。較新的背板設計均應採用 10GBASE-KR 而不是 10GBASE-KX4。10GBASE-KX4.工作在4個背板通道中，使用相同的物理層編碼，和 10GBASE-CX4 一樣。10GBASE-KR.工作在單一的背板通道中，使用相同的物理層編碼，和 10GBASE-LR/ER/SR 一樣。10GBASE-T.又被稱為 IEEE 802.3an 標準 - 是在2006年釋出，能提供 10 Gbit/s 的連線速率。透過非遮蔽雙絞線或遮蔽雙絞線電纜，其傳輸距離可達100米，最終的可用距離需要使用500MHz的訊號進行實際測試。10GBASE-T 的電纜也可用於 1000BASE-T，它們都允許使用自動協商來選擇要使用的速度。與 1000BASE-T 的1微秒至12微秒延遲相比，10GBASE-T 僅有2微秒至4微秒的延遲。10GBASE-T 採用了 IEC 60603-7 8P8C介面，其已廣泛使用在各種乙太網中。根據傳輸的特性，傳輸時頻率需要達到500MHz，為了達到這個頻率 CAT-6A 或者在 ISO/IEC 11801 的修訂2或 ANSI/TIA-568-C.2 要求更好的雙絞線電纜來進行 10GBASE-T 長達100米的距離。按照 ISO TR 24750 或 TIA-155-A 的指引合格的 CAT-6 電纜也可進行 10GBASE-T 傳輸，只是可傳輸的距離較短。802.3an 標準規定了用於 10GBASE-T 的 湯姆林森原島預編碼編碼使用了 (2048,1723) 低密度奇偶校驗碼，其根據 GF(26) 生成一個廣義的 裡德-所羅門碼 奇偶校驗矩陣結構 (32,2,31)。而 PAM-5 則是在 1000BASE-T 千兆乙太網中使用的調製技術。WAN PHY (10GBASE-W).WAN PHY 使用和 10GBASE-S、10GBASE-L、10GBASE-E 光纖PMD作為 LAN PHY，與 10GBASE-SW、10GBASE-LW 或 10GBASE-EW 相同。它所使用的物理層編碼 64B/66B PCS 被定義在 IEEE 802.3 Clause 49，而物理介質則在 Clause 52 中定義，它也採用了 廣域網介面子層，其被定義在 Clause 50 中，並增加了額外封裝格式的幀資料以相容 SONET STS-192c。WAN PHY 能夠相容使用在 9.953 Gbit/s 的輕量級 SDH/SONET OC-192/STM-64 裝置上。可支援的最大連線距離達80千米，實際取決於所使用的光纖標準。10GbE 網絡卡.多個廠家都有生產 10GbE 網絡卡，這些網絡卡使用 PCI Express 介面，提供一個或多個PHY模組、LC或8P8C聯結器。