10G以太网标准化的最新进展和未来发展趋势分析
发布时间:2007/8/29 0:00:00 访问次数:499
本文介绍了10Gbps以太网的最新发展以及10GBASE-LRM开发中的技术挑战、解决方案、草议规范和时限,并深入探讨了10G以太网标准未来的发展趋势。
10G以太网(IEEE 802.3ae)在2002年完成了标准化的初始阶段。10G以太网标准化第一阶段规定了10GBASE-LR/ER/SR和LX4光学端口,当初要求采用这些端口以满足10G以太网早期市场采用者的需求。但是,为面向更广阔的市场,10G以太网开始了标准化的第二阶段和第三阶段。第二阶段面向的是基于铜缆的低成本10G以太网。这一阶段始于2002年,开发10GBASE-CX4(针对机房中的设备间互连)和10GBASE-T(交换机到桌面互连)标准。现在10GBASE-CX4已经完成,预计10GBASE-T将在2006年完成。第三阶段需要开发新型的低成本(大批量)、低功率、小型化、通用的多模光纤端口类型,称为10GBASE-LRM。10GBASE-LRM支持传统类型和新型多模光纤。
10GBASE-LRM概述
目前,已有两种10GE端口支持多模光纤,即10GBASE-SR和10GBASE-LX4。为什么IEEE 802.3创建另一种多模光纤端口类型10GBASE-LRM?部分原因如下:
1. 只有安装新型高带宽OM3(50um纤芯)多模光纤,10GBASE-SR才能支持300米的距离。在通常安装的带宽较低的多模光纤OM1(62μm纤芯)和OM2(50μm纤芯)上,10GBASE-SR只能用于机房中的设备间互连。
2. 10GBASE-LX4是一种昂贵的波分复用解决方案。对于早期市场,它是一种具有鲁棒性的解决方案。但是,从根本上讲,它不能满足成熟市场的要求,即低成本、大批量、低功率和小型化。
3. OM1和OM2光纤的安装数量庞大,而且正在不断增长,其要求真正经济的10G以太网解决方案。参见图1。
图1: 10GBASE-LRM确定
链路预算的方法图。
因此,IEEE802.3授权开发了10GBASE-LRM,此单波长的串行传输规范兼容低成本、低功率和小型化光端口,支持超过220米链路长度的已安装多模光纤。
10GBASE-LRM委员会的目标如下:
1. 利用现有的10G以太网串行LAN PHY编码子层;
2. 支持好于或等于10-12的误码率;
3. 支持62.5μm纤芯的多模光纤:160/500MHz-km和200/500MHz-km(OM1);
4. 支持50μm纤芯的多模光纤:400/400MHz-km, 500/500MHz-km(OM2)和1,500/500MHz-km(OM3)。
5. 提供一个物理层规范,支持下述链路长度:在已安装的500MHz.km多模光纤上最低支持220米的链路,在选定的多模光纤上最低支持300米的链路。
10GBASE-LRM委员会预计将在已安装的OM1和OM2多模光纤上实现300米的链路距离。
在已有的低带宽光纤上实现10GBASE-LRM的挑战
在已安装的多模光纤上,实现10GBASE-LRM,必须克服某些特定的技术挑战。这些挑战包括:
1.非常低的光纤带宽规范 - 在此规范极限上,没有为10Gbps串行NRZ传输提供足够的带宽;
2.带宽和脉冲响应的光纤到光纤统计分布是非常宽的对数正态分布:低带宽的光纤占了很大比重,但同时高带宽的光纤也占了很大比重;
3.对特定光纤链路,静态脉冲响应与激光的发射、连接器以及链路长度相关;
4.对特定光纤链路,脉冲响应随着光纤的机械扰动而变化;
5.常见的噪声可能引起传输问题;
10GBASE-LRM委员会中,许多光纤领域、电均衡领域和光收发一体模块设计领域的专家研究了这些问题。委员会现在已经从实践和理论上全面了解这些问题,并开发出解决这些问题的模型或工程设计规则。下面是部分研究结果:
1. 委员会已经为多模光纤开发了两种统计模型:由5000个用例组成的Monte-Carlo集合及108光纤集合,其中后者把重点放在大约最坏的5%范围内的光纤上。这些模型扩展了千兆位以太网和OM3光纤规范制订过程中开发的模型。
2. 所有非均衡的IEEE 802和光纤通道激光器标准一直采用模式噪声模型,这一模型已经被更新,使其更加准确,并包括了均衡效应。 3. 委员会已经掌握了光纤由机械扰动而导致的脉冲响应变化,并制订了简单的设计程序,以实现规范开发。
为实现功率预算规范,已经协商确定了理想均衡器使用的一个品质因子,称为PIE_D3。PIE_D是为了保证均衡器正常的性能而必须分配的最小光功率。
10GBASE-LRM基础技术
为实现IEEE 802.3确立的10GBASE-LRM目标,解决已安装光纤提出的挑战,10GBASE-LRM委员会已经选择下述基础技术方案:
1. 串行、基带、NRZ传输,使用一个激光器,降低发射机的
本文介绍了10Gbps以太网的最新发展以及10GBASE-LRM开发中的技术挑战、解决方案、草议规范和时限,并深入探讨了10G以太网标准未来的发展趋势。
10G以太网(IEEE 802.3ae)在2002年完成了标准化的初始阶段。10G以太网标准化第一阶段规定了10GBASE-LR/ER/SR和LX4光学端口,当初要求采用这些端口以满足10G以太网早期市场采用者的需求。但是,为面向更广阔的市场,10G以太网开始了标准化的第二阶段和第三阶段。第二阶段面向的是基于铜缆的低成本10G以太网。这一阶段始于2002年,开发10GBASE-CX4(针对机房中的设备间互连)和10GBASE-T(交换机到桌面互连)标准。现在10GBASE-CX4已经完成,预计10GBASE-T将在2006年完成。第三阶段需要开发新型的低成本(大批量)、低功率、小型化、通用的多模光纤端口类型,称为10GBASE-LRM。10GBASE-LRM支持传统类型和新型多模光纤。
10GBASE-LRM概述
目前,已有两种10GE端口支持多模光纤,即10GBASE-SR和10GBASE-LX4。为什么IEEE 802.3创建另一种多模光纤端口类型10GBASE-LRM?部分原因如下:
1. 只有安装新型高带宽OM3(50um纤芯)多模光纤,10GBASE-SR才能支持300米的距离。在通常安装的带宽较低的多模光纤OM1(62μm纤芯)和OM2(50μm纤芯)上,10GBASE-SR只能用于机房中的设备间互连。
2. 10GBASE-LX4是一种昂贵的波分复用解决方案。对于早期市场,它是一种具有鲁棒性的解决方案。但是,从根本上讲,它不能满足成熟市场的要求,即低成本、大批量、低功率和小型化。
3. OM1和OM2光纤的安装数量庞大,而且正在不断增长,其要求真正经济的10G以太网解决方案。参见图1。
图1: 10GBASE-LRM确定
链路预算的方法图。
因此,IEEE802.3授权开发了10GBASE-LRM,此单波长的串行传输规范兼容低成本、低功率和小型化光端口,支持超过220米链路长度的已安装多模光纤。
10GBASE-LRM委员会的目标如下:
1. 利用现有的10G以太网串行LAN PHY编码子层;
2. 支持好于或等于10-12的误码率;
3. 支持62.5μm纤芯的多模光纤:160/500MHz-km和200/500MHz-km(OM1);
4. 支持50μm纤芯的多模光纤:400/400MHz-km, 500/500MHz-km(OM2)和1,500/500MHz-km(OM3)。
5. 提供一个物理层规范,支持下述链路长度:在已安装的500MHz.km多模光纤上最低支持220米的链路,在选定的多模光纤上最低支持300米的链路。
10GBASE-LRM委员会预计将在已安装的OM1和OM2多模光纤上实现300米的链路距离。
在已有的低带宽光纤上实现10GBASE-LRM的挑战
在已安装的多模光纤上,实现10GBASE-LRM,必须克服某些特定的技术挑战。这些挑战包括:
1.非常低的光纤带宽规范 - 在此规范极限上,没有为10Gbps串行NRZ传输提供足够的带宽;
2.带宽和脉冲响应的光纤到光纤统计分布是非常宽的对数正态分布:低带宽的光纤占了很大比重,但同时高带宽的光纤也占了很大比重;
3.对特定光纤链路,静态脉冲响应与激光的发射、连接器以及链路长度相关;
4.对特定光纤链路,脉冲响应随着光纤的机械扰动而变化;
5.常见的噪声可能引起传输问题;
10GBASE-LRM委员会中,许多光纤领域、电均衡领域和光收发一体模块设计领域的专家研究了这些问题。委员会现在已经从实践和理论上全面了解这些问题,并开发出解决这些问题的模型或工程设计规则。下面是部分研究结果:
1. 委员会已经为多模光纤开发了两种统计模型:由5000个用例组成的Monte-Carlo集合及108光纤集合,其中后者把重点放在大约最坏的5%范围内的光纤上。这些模型扩展了千兆位以太网和OM3光纤规范制订过程中开发的模型。
2. 所有非均衡的IEEE 802和光纤通道激光器标准一直采用模式噪声模型,这一模型已经被更新,使其更加准确,并包括了均衡效应。 3. 委员会已经掌握了光纤由机械扰动而导致的脉冲响应变化,并制订了简单的设计程序,以实现规范开发。
为实现功率预算规范,已经协商确定了理想均衡器使用的一个品质因子,称为PIE_D3。PIE_D是为了保证均衡器正常的性能而必须分配的最小光功率。
10GBASE-LRM基础技术
为实现IEEE 802.3确立的10GBASE-LRM目标,解决已安装光纤提出的挑战,10GBASE-LRM委员会已经选择下述基础技术方案:
1. 串行、基带、NRZ传输,使用一个激光器,降低发射机的
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