10 吉位元乙太網路（，縮寫為、、或），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 8023ae2002。它規範了以 10 Gbits 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 CSMACD。 標準 多年來，美國電氣和電子工程師協會（IEEE）8023 工作組已經發布數個涉及到 10GbE 的標準。這些標準包括：8023ae2002 光纖 SR LR ER 和 LX4 PMDs，8023ak2004（CX4 銅纜雙軸型 InfiniBand 電纜），8023an2006（10GBASET 銅纜雙絞線），8023ap2007（銅纜背板 KR 和 KX4 PMD）和 8023aq2006（增強負載均衡的光纖 LRM PMD）。8023ae2002 和 8023ak2004 修訂被合併為 IEEE 80232005。 IEEE80232005 和其它修訂被合併為 IEEE Std 80232008。 標準 年份 簡介 8023ae 2002 年 基於光纖的 10 Gbits 乙太網 LAN 10GBASESR 10GBASELR 10GBASEER 10GBASELX4 和 WAN 10GBASESW 10GBASELW 10GBASEEW 8023ak 2004 年 10GBASECX4，基於雙軸 InfiniBand 電纜的 10 Gbits 乙太網 80232005 2005 年 合併先前的修訂 8023an 2006 年 10GBASET，基於銅纜雙絞線的 10 Gbits 乙太網 8023ap 2007 年 背板乙太網 1 Gbits 和 10 Gbits 的印刷電路板 8023aq 2006 年 10GBASELRM，基於負載均衡的 10 Gbits 多模光纖乙太網 80232008 2008 年 結合了 8023anapaqas 的修訂，合併到 8021AX 8023av 2009 年 10GBASEPR，基於光纖的 10 Gbits 以 EPON 為物理層的乙太網 80232012 2012 年 最新版本 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（MSAs）進行快速協商。萬兆乙太網的多源協議包括 XENPAK（及其相關的 X2 和 XPAK），XFP 和 SFP。選擇 PHY 模組時，設計人員需要考慮成本、跨越的距離、介質型別、功耗和尺寸（外形）。只要插入物理模組的萬兆乙太網光纖或銅線的埠型別是相同的（例如 10GBASESR），一個單一點到點連結的兩端就可以有不同多源協議的可插拔物理模組（例如 XPAK 和 SFP）。 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（SFP），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（XGXS）採用四條資料通道，其定義在 IEEE 8023 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 64B66B 編碼傳輸，其定義在 IEEE 8023 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 10GBASELRM 提供的 Linear 介面，舊的光纖基礎設施應首選使用 Limiting 介面。 連線標準 俗稱 釋出日期 聯結器 介質 媒體型別 波長 最大長度 簡介 10GBASEUSR 超短跨距 2011 年開始出現 X2SFP 光纖 序列多模 850nm 100 到 150 米 特定廠商，除了較低的效能和跨距，其它和 10GBASESR 相同 10GBASESR 短跨距 2002 年 XENPAKX2XFPSFP 光纖 序列多模 850nm 400 米 10GBASELR 長跨距 2002 年 XENPAKX2XFPSFP 光纖 序列單模 1310nm 10 千米 10GBASEER 擴充套件跨距 2002 年 XENPAKX2XFPSFP 光纖 序列單模 1550nm 40 千米 10GBASEZR XENPAKX2XFPSFP 光纖 序列單模 1550nm 80 千米 不包括 IEEE 8023ae 10GBASELX4 2002 年 XENPAKX2SFP 光纖 WDM 單模 WDM 多模 1310nm 300 米 多模 10 千米 單模 昂貴且複雜，已被 10GBASELRM 取代 10GBASELRM 多模長跨距 2006 年 XENPAKX2SFP 光纖 序列多模 1310nm 220 米 10GBASECX4 2004 年 XENPAKX2 銅纜 8 股 InfiniBand 4X 雙軸銅纜 15 米 4 通道，每條通道 3125Gbits。較大的尺寸、笨重的電纜和比直連 SFP 更加昂貴 直連 SFP DA10GBASECR 2006 年 SFP 銅纜 2 股雙絞線 15 米 便宜、低延遲、低功耗 10GBASET 2006 年 8P8C 銅纜 CAT6CAT6ACAT7 雙絞線 55 米 CAT6 100 米 CAT6A 或 CAT7 可以重複利用現有的電纜，埠密度高，功率高 10GBASEKX4 8023ap 2007 年 銅纜 PCB 背板 1 米 10GBASEKR 8023ap 2007 年 銅纜 PCB 背板 1 米 10GBASEPR 8023av 2009 年 光纖 無源光網路 1270nm1577nm 20 千米 10G EPON 光纖 光纖有兩種：單模光纖（SMF）和多模光纖（MMF）。單模光纖是一種設計用來傳送單一光束 模 的光纖，通常此光束內有多種波長的光；而在多模光纖中，光線有多個傳輸路徑產生差模延遲（DMD）。單模光纖用於長距離通訊，多模光纖則用於傳輸距離小於 300 米的通訊。單模光纖的芯比較窄（83μm），所以需要更精密的終端和連線，其優點是可傳輸的距離更遠。多模光纖的芯則比較寬（50μm 到 625μm），其優點是在較短的距離下可以由一個成本比較低的垂直腔面發射雷射器（VCSEL）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 8023 標準參考了 FDDI 級別的多模光導纖維，其具有 625μm 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 100BaseFX 網路中。IEEE 8023 標準還引用了 ISOIEC 11801 定義了多模光纖的纖維型別有 OM1、OM2、OM3 和 OM4。OM1 具有 625μm 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 10GBASESR 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（OM1 和 OM2）或藍色（OM3 和 OM4）。然而不論是多模光纖還是單模光纖，除了物理聯結器（APC）是統一的綠色外，光纖並沒有統一的外皮顏色標準用於區分光纖的最大速率。現在比較流行的是使用有源光纜（AOC），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。 10GBaseSR 10GBASESR（短跨距）使用多模光纖和 850nm 波長的雷射。它的物理層編碼使用 IEEE 8023 Clause 49 定義的 64b66b PCS ，物理介質（PMD）則被定義在 Clause 52，其線路速率可達 103125 Gbits，可提供序列資料。 與已經過時的 FDDI 級別 625μm 多模光纖內芯佈線最大傳輸局裡 26 米相比，625μm 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 10GBASESR 標準不論雷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雷射，因為它們設計為 VCSEL 工作。10GBASESR 可以提供最低成本、最低功耗和最小尺寸的光模組。在 2011 年，10GBASESR 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 10GBASESRL （精簡版 10GBASESR），其完全兼容於 10GBASESR 但最大可傳輸距離只有 100 米。 10GBaseLR 10GBASELR（長跨距）使用單模光纖和 1310nm 波長的雷射。它的物理層編碼使用 IEEE 8023 Clause 49 定義的 64b66b PCS ，物理介質（PMD）則被定義在 Clause 52，其線路速率也可達 103125 Gbits，可提供序列資料。10GBASELR 的最大傳輸距離可達 10 千米（62 英里），但 10GBASELR 光模組其實通常可以在長達 25 千米（16 英里）的距離內傳輸而不會丟失資料。 10GBASELR 的雷射是透過法布里 珀羅分佈反饋雷射器（DFB）產生的，DFB 雷射器比 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。 10GBASELRM 10GBASELRM（多模長跨距）使用多模光纖和 1310nm 波長的雷射。它的物理層編碼使用 IEEE 8023 Clause 49 定義的 64b66b PCS ，物理介質（PMD）則被定義在 Clause 68，其線路速率亦可達 103125 Gbits，可提供序列資料。10GBASELRM 最大傳輸距離可達 220 米（720 英尺），與舊的 FDDI 級別多模光纖相同，220 米也已經達到 OM1、OM2 和 OM3 的水平。10GBASELRM 是受到老標準 10GBASELX4 的影響而研發。為確保符合規格能達到 FDDI 級別的要求，OM1 和 OM2 傳輸發射器應透過調整模式接插線進行耦合，如果不能使用調節模式跳線則需要使用 OM3 或 OM4。10GBASELRM 使用電子色散補償（EDC）作為接收均衡器。 有些 10GBASELRM 的傳輸模組在使用標準單模光纖（G652）的情況下支援超過 300 米（980 英尺）的傳輸距離 ，但它不是 IEEE 或 MSA 的規範。 10GBASEER 10GBASEER（擴充套件跨距）使用單模光纖和 1550nm 波長的雷射。它的物理層編碼使用 IEEE 8023 Clause 49 定義的 64b66b PCS ，物理介質（PMD）則被定義在 Clause 52，其線路速率均可達 103125 Gbits，可提供序列資料。10GBASEER 使用外調變雷射器（EML）產生雷射。 10GBASEER 可以在長達 40 千米（25 英里）的範圍內傳輸資料，超過了標準鏈路設計的 30 公里範圍。 10GBASEZR 一些廠商已經推出了傳輸距離可達 80 千米（50 英里）的 10GBASEER 標準，稱為 10GBASEZR。在 IEEE 8023ae 標準中並沒有定義這個標準，10GBASEZR 是廠商基於 OC192STM64 SDHSONET 規範創造自己的規格。 10GBASEZR 將不會被納入到 8023 標準中。 10GBASELX4 10GBASELX4 是一個可被用在多模光纖或單模光纖上，使用 1310nm 波長的雷射的標準。它使用 4 個獨立的雷射源，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 3125 Gbits。它的物理層編碼使用 IEEE 8023 Clause 48 定義的 8b10b PCS，物理介質（PMD）則被定義在 Clause 53。10GBASELX4 在 FDDI 級別、OM1、OM2 或 OM3 多模光纖下支援的最大傳輸距離為 300 米（980 英尺），所有的光纖型別使用 1310nm 波長雷射事所能提供的頻寬必須超過 500MHz 千米。10GBASELX4 還支援最大傳輸距離為 10 公千米（62 英里）的單模光纖。 對於多模光纖連結的 WDM 輸出，需要調節單模光纖雷射間接發射模式跳線進行耦合，這定義在 IEEE 8023 規範 536 和 38114 章節中。 在 2005 年，10GBASELX4 的光模組比 10GBASELR 光模組便宜。使用 10GBASELX4 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 10GBASELX4 現在是過時的技術，已經沒有多少市場佔有率。 10GBASEPR 10GBASEPR（PON）最初是在 IEEE 8023av 標準中被指定為 10G 乙太網 P 物理層的無源光網路，下行使用波長為 1577nm 的雷射，上行使用波長為 1270nm 的雷射傳輸資料。物理介質（PMD）則被定義在 Clause 52，在點對多配置的線路速率都可達 103125 Gbits 10GBASEPR 可以選擇 10GBASEPR10、10GBASEPR20 和 10GBASEPR30 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。 10GBASECX4 10GBASECX4 是由 8023 小組公佈的首個 10Gbps 銅纜標準（也就是 8023ak2004）。它採用 4 通道的 XAUI PCS（Clause 48），銅纜佈線方式類似於使用 InfiniBand 技術，最大傳輸距離達 15 米（49 英尺），每個通道的頻寬為 3125 Gbps。10GBASECX4 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 10GBASET 更短。該種電纜製造工藝要求當嚴格，其價格大大高於 CAT5 或 CAT6 的 UTP。 現在 10GBASECX4 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、10GSFPCu、10GBASECR、10GBASECX1、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（無源電纜）或 15 米（主動式傳輸線）。並且直連 SFP 像 10GBASECX4 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 10GBASESR 更流行。 背板 又被稱為 8023ap 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。8023ap 標準的實現中需要在超過 1 米的銅印刷電路板（39 針）與兩個聯結器的環境中進行操作。該標準定義了兩種型別的 10 Gbits 埠（10GBASEKX4 和 10GBASEKR）和 1Gbits 埠（1000BASEKX），此外還定義了一個可選層的 FEC、背板自動協商協議和 10GBASEKR，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 1000BASEKX、10GBASEKX4、10GBASEKR 和 40GBASEKR4，40GBASEKR4 定義在 8023ba。較新的背板設計均應採用 10GBASEKR 而不是 10GBASEKX4。 10GBASEKX4 工作在 4 個背板通道中，使用相同的物理層編碼（定義在 IEEE 8023 Clause 48），和 10GBASECX4 一樣。 10GBASEKR 工作在單一的背板通道中，使用相同的物理層編碼（定義在 IEEE 8023 Clause 49），和 10GBASELRERSR 一樣。 10GBASET 又被稱為 IEEE 8023an 標準（在 2006 年釋出），能提供 10 Gbits 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（330 英尺）。CAT6 標準的電纜的傳輸距離可達 55 米（180 英尺），而要達到 100 米（330 英尺）則需要 CAT6A 標準的電纜，最終的可用距離需要使用 500MHz 的訊號進行實際測試。10GBASET 的電纜也可用於 1000BASET，它們都允許使用自動協商來選擇要使用的速度。與 1000BASET 的 1 微秒至 12 微秒延遲相比，10GBASET 僅有 2 微秒至 4 微秒的延遲。 10GBASET 採用了 IEC 606037 8P8C（俗稱 RJ45）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 CAT6A 或者在 ISOIEC 11801 的修訂 2 或 ANSITIA568C2 要求更好的雙絞線電纜來進行 10GBASET 長達 100 米的距離。按照 ISO TR 24750 或 TIA155A 的指引合格的 CAT6 電纜也可進行 10GBASET 傳輸，只是可傳輸的距離較短。 8023an 標準規定了用於 10GBASET 的 湯姆林森原島預編碼（THP）PAM16 編碼，預編碼使用被稱為 DSQ128 的編碼，前向糾錯（FEC）編碼使用了 20481723 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 32231。而 PAM5 則是在 1000BASET 千兆乙太網中使用的調製技術。 WAN PHY 10GBASEW WAN PHY 使用和 10GBASES、10GBASEL、10GBASEE 光纖 PMD 作為 LAN PHY，與 10GBASESW、10GBASELW 或 10GBASEEW 相同。 它所使用的物理層編碼 64B66B PCS 被定義在 IEEE 8023 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（WIS），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 STS192c。 WAN PHY 能夠相容使用在 9953 Gbits 的輕量級 SDHSONET OC192STM64 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。 參考文獻 參看 乙太網路 1G 乙太網 25GBASET 與 5GBASET 100G 乙太網 1000G 乙太網 外部連結 IEEE 8023 標準全文 Category 乙太網路