于永学译自《iCD》
作为解决服务提供商面临的带宽需求问题的一个新手段，10-G 以太网(GbE)标准正日益引起人们的重视。尽管最初被看作是对铜线局域网的升级，或者是Gb以太网设备的上行或中继链路，事实上，在建造数据速率10Gb/s或以上的城域光纤网、接入网和传输网中，10- G以太网也是主要的解决方案。
图1 使用集成和分立功能组件的典型10GBE体系结构
随着IEEE P802.3ae 10-GbE 草案标准批准日期的临近，开发者面临的实际问题是如何将10-GbE功能添加到他们的系统中。相关的组件已经可以拿到，早期互操作测试的完成，促使开发者尽快推出这样的高速系统。
有几个问题对于成功的开发10-GbE系统至关重要：
·10-GbE应该支持什么网络袻AN、WAN，或LAN和WAN都支持？
·使用什么样的光接口标准：XSBI，XAUI，或XSBI和XAUI都支持，但需要不同的板卡？
·系统如何划分(集成的还是分立的组件)
·所有需要的部件是否容易获得
10-GbE概述
为适应两种宽带网络的需要，IEEE正制订一个10-GbE WAN 物理层和 LAN物理层标准。LAN 物理层标准是使数据速率最大能达到10-Gb/s ，而WAN物理层是为了和现有的OC-192(9.95328Gb/s)城域网和广域网设施数据速率兼容。
IEEE P802.3ae 已经起草了一个规范，其描述了对串行和4波长光模块的LAN物理层和WAN物理层的特性。LAN和WAN物理层的主要区别在于：数据速率、物理编码子层(PCS)、物理媒质依赖(PMD)接口和链路管理。
为了和现有的SONET/SDH广域网及光纤网络的数据速率匹配，WAN物理层的数据速率和帧结构经过特别的设计，这样，10-GbE业务的通信格式和速率能够和现有的SONET/SDH及光纤传输设施兼容。
针对10-GbE应用，简化传统SONET网络的时钟同步和管理功能，以便减少成本，降低复杂性。尽管10-GbE广域网物理层设备不能直接插入到标准的SONET设备中，第1层(通路)中继功能能够完成SONET设备与10-GbE设备间电气、光学和开销的转换。
速率匹配功能实现MAC层10 Gb/s速率和WAN物理层9.953 Gb/s线路速率之间的速率匹配。在这一过程中，MAC层在以太网帧与帧之间插入特别的空号(空闲字符)，从而降低实际数据速率，以便与WAN物理层匹配。为了把以太网帧流装入9.58464Gb/s速率下的SONET/SDH净荷中，WAN物理层将删除以太网帧之间的空闲字符。同局域网物理层相比，广域网物理层损失了4%的吞吐量。
局域网和广域网物理层
广域网物理层采用基本SONET帧拼装方式来传送以太网帧。64B/66B编码字符(和LAN物理层的编码方案相同)被封装在SONET帧中传送，而不是直接送到光学介质上。接收端通过识别有效的64B/66B编码的数据块完成组帧。
LAN物理层选择10Gb/s速率，是为了优化吞吐量。为便于更长距离应用，增加了更多的光纤管理性能。LAN物理层的线路速率主要取决于采用的编码方案。串行LAN物理层使用64B/66B编码，4-λ光波使用8B/10B编码。它们的数据速率分别是10.3Gb/s和4路3.125Gb/s。
有两种可选的连接光模块接口：XSBI和XAUI 。使用这种接口的模块由多源协议组织（MSA)定义，保证不同厂商产品的互操作性。
在这一点上，选择基于XSBI还是基于XAUI的光接口取决于以下几个因素：支持需要的物理层(LAN、WAN或二者都有)的光设备是否容易得到、连接距离、是否需要热插拔功能。表3列出了支持IEEE各种距离情况的光介质类型。表4比较了三种支持10-GbE多源协议组织标准的300针、200针和XENPAK的不同特性。
某些系统，特别是企业级交换设备需要具备插拔能力，光学模块能够通过前面板插到10-GbE的机架上。给最终用户带来的好处是能够在线组装光学模块，不必拔出系统板卡，在板卡集成度高，单卡支持多口的场合，更有意义。
基于XAUI接口的XENPAK模块具有以上的特点，这种模块很快就可以拿到，目前还不支持WAN物理层和1550-nm长距离光模块。
基于XSBI的光模块(300针和200针模块)比XENPAK模块更成熟一些，支持LAN和WAN物理层应用，还有1550-nm光模块，但不具有插拔性能。在插入200针或300针模块时，板卡必须从交换机上拔下来，这在企业系统的应用中存在问题。但不影响大型系统应用的场合，如路由器和多业务交换机。
设计一个出厂时XSBI和XAUI接口可选的板卡是很难做到的。XENPAK光学模块在插入板卡时需要一个通道，使光模块滑入到主板上。而XSBI光学接口是竖着插到板子上的。因此，设计同时支持两种接口的板卡结构，是一个挑战性的工作。
结构组成
10-GbE的组成主要分为两大类，支持集成的或分立的功能。下图显示了使用两种功能的典型10-GbE体系结构，同时与IEEE的分层结构和OSI参考模型作了对比。一方面，交换机厂商正使用分立和集成功能两种体系结构，越来越多的人喜欢在更高的层面上直接开发增值业务，系统提供商通常更愿意将MAC层嵌入到物理层设备中，集中精力开发高层的增值业务。如第二层交换，第三层路由，数据包分类和业务量管理。已经投资开发10-GbE MAC技术的厂商，在决定使用哪种体系结构时，必须考虑原来的MAC协议升级到与IEEE802.3ae标准兼容需要的费用。另一方面，一些交换机厂商生产单独的10-GbE MAC设备(分立器件，或在更大的第二层ASIC中集成更多的功能)，加快了上市时间。对于这种情况，系统提供商将使用分立的PCS设备实现解决方案。
让游戏开始
随着IEEE P802.3ae工作组加快完成他们的规范，及时推出标准兼容的系统显得尤为重要。系统开发人员面临的压力是在他们的产品中嵌入10-GbE功能。为了加快进程，他们必须解决10-GbE的很多实际技术细节问题。设计中主要考虑的问题包括：
·10-GbE是否支持LAN物理层、WAN物理层标准，或两者都支持
·集成哪一种光接口（XSBI 或XAUI）
·支持何种MSA定义（XSBI 的300/200针或XAUI的XENPAK）
众多支持10-GbE功能厂家的出现，为系统设计者提供了很多分立和集成功能的模块。10-GbE的发展更需要不同的厂商提供支持互操作的模块和解决方案。
10-GbE技术的发展将沿着10-GbE联盟在2001年9月所发起的第一次互操作演示前进。接下来，继续进行标准兼容性和多厂家产品互操作能力是解决产品差异性和10-GbE解决方案成功的基础。■
摘自《电子产品世界》
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