广域网的各种接口
1.路由器物理接口带宽的演进
2.以太网接口标准
以太网（英语：Ethernet）是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是当前应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网标准如令牌环、FDDI和ARCNET。
以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但当前的快速以太网（100BASE-T、1000BASE-T标准）为了减少冲突，将能提高的网络速度和使用效率最大化，使用交换机（Switch hub）来进行网络连接和组织。如此一来，以太网的拓扑结构就成了星型；但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，即载波多重访问/碰撞侦测）的总线技术。
2.1 10M以太网
- 10BASE5（又称粗缆（Thick Ethernet）或黄色电缆）──最早实现10 Mbit/s以太网。早期IEEE标准，使用单根RG-11同轴电缆，最大距离为500米，并最多可以连接100台计算机的收发器，而缆线两端必须接上50欧姆的终端电阻。接收端透过所谓的“插入式分接头”插入电缆的内芯和屏蔽层。在电缆终结处使用N型连接器。尽管由于早期的大量布设，到现在还有一些系统在使用，这一标准实际上被10BASE2取代。
- 10BASE2（又称细缆（Thin Ethernet）或模拟网络）── 10BASE5后的产品，使用RG-58同轴电缆，最长转输距离约200米（实际为185米），仅能连接30台计算机，计算机使用T型适配器连接到带有BNC连接器的网卡，而线路两头需要50欧姆的终结器。虽然在能力、规格上不及10BASE5，但是因为其线材较细、布线方便、成本也便宜，所以得到更广泛的使用，淘汰了10BASE5。由于双绞线的普及，它也被各式的双绞线网络取代。
- StarLAN ──第一个双绞线上实现的以太网络标准10 Mbit/s。后发展成10BASE-T。
- 10BASE-T ──使用3类双绞线、4类双绞线、5类双绞线的4根线（两对双绞线）100米。以太网集线器或以太网交换机位于中间连接所有节点。
FOIRL ──光纤中继器链路。光纤以太网络原始版本。
- 10BASE-F ── 10Mbps以太网光纤标准通称，2公里。只有10BASE-FL应用比较广泛。
- 10BASE-FL ── FOIRL标准一种升级。
- 10BASE-FB ──用于连接多个Hub或者交换机的骨干网技术，已废弃。
- 10BASE-FP ──无中继被动星型网，没有实际应用的案例。
2.2 100M以太网
快速以太网（Fast Ethernet）为IEEE在1995年发表的网络标准，能提供达100Mbps的传输速度。[2]
- 100BASE-T -- 下面三个100 Mbit/s双绞线标准通称，最远100米。
- 100BASE-TX -- 类似于星型结构的10BASE-T。使用2对电缆，但是需要5类电缆以达到100Mbit/s。
- 100BASE-T4 -- 使用3类电缆，使用所有4对线，半双工。由于5类线普及，已废弃。
- 100BASE-T2 -- 无产品。使用3类电缆。支持全双工使用2对线，功能等效100BASE-TX，但支持旧电缆。
- 100BASE-FX -- 使用多模光纤，最远支持400米，半双工连接 （保证冲突检测），2km全双工。
- 100VG AnyLAN -- 只有惠普支持，VG最早出现在市场上。需要4对三类电缆。也有人怀疑VG不是以太网。
2.3 1Gbps以太网
2.4 10Gbps以太网
| 标准 |
年份 |
简介 |
| 802.3ae |
2002年[1] |
基于光纤的 10 Gbit/s 以太网LAN(10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-LX4) 和 WAN (10GBASE-SW, 10GBASE-LW, 10GBASE-EW) |
| 802.3ak |
2004年 |
10GBASE-CX4，基于双轴InfiniBand电缆的 10 Gbit/s 以太网 |
| 802.3-2005 |
2005年 |
合并先前的修订 |
| 802.3an |
2006年 |
10GBASE-T，基于铜缆双绞线的 10 Gbit/s 以太网 |
| 802.3ap |
2007年 |
背板以太网(1 Gbit/s 和 10 Gbit/s 的印刷电路板) |
| 802.3aq |
2006年 |
10GBASE-LRM，基于负载均衡的 10 Gbit/s 多模光纤以太网 |
| 802.3-2008 |
2008年 |
结合了 802.3an/ap/aq/as 的修订，合并到 802.1AX |
| 802.3av |
2009年 |
10GBASE-PR，基于光纤的 10 Gbit/s 以EPON为物理层的以太网 |
| 802.3-2012 |
2012年 |
最新版本 |
| 连接标准 |
俗称 |
发布日期 |
连接器 [2] |
介质 |
媒体类型 |
波长 |
最大长度 |
简介 |
| 10GBASE-USR |
超短跨距 |
2011年开始出现 |
X2/SFP+ |
光纤 |
串行多模 |
850nm |
100到150米 |
特定厂商，除了较低的性能和跨距，其它和 10GBASE-SR 相同[3] |
| 10GBASE-SR |
短跨距 |
2002年 |
XENPAK/X2/XFP/SFP+ |
光纤 |
串行多模 |
850nm |
400米 |
|
| 10GBASE-LR |
长跨距 |
2002年 |
XENPAK/X2/XFP/SFP+ |
光纤 |
串行单模 |
1310nm |
10千米 |
|
| 10GBASE-ER |
扩展跨距 |
2002年 |
XENPAK/X2/XFP/SFP+ |
光纤 |
串行单模 |
1550nm |
40千米 |
|
| 10GBASE-ZR |
- |
- |
XENPAK/X2/XFP/SFP+ |
光纤 |
串行单模 |
1550nm |
80千米 |
不包括 IEEE 802.3ae |
| 10GBASE-LX4 |
- |
2002年 |
XENPAK/X2/SFP+ |
光纤 |
WDM单模 |
1310nm |
300米(多模) |
昂贵且复杂, 已被 10GBASE-LRM 取代 |
| WDM多模 |
10千米(单模) |
|||||||
| 10GBASE-LRM |
多模长跨距 |
2006年 |
XENPAK/X2/SFP+ |
光纤 |
串行多模 |
1310nm |
220米 |
|
| 10GBASE-CX4 |
- |
2004年 |
XENPAK/X2 |
铜缆 |
8股 InfiniBand 4X |
- |
15米 |
4通道，每条通道 3.125Gbit/s。较大的尺寸、笨重的电缆和比直连SFP+更加昂贵 |
| 双轴铜缆[4] |
||||||||
| 直连SFP+ |
DA |
2006年 |
SFP+ |
铜缆 |
2股双绞线 |
- |
15米 |
便宜、低延迟、低功耗 |
| 10GBASE-CR |
||||||||
| 10GBASE-T |
- |
2006年 |
8P8C |
铜缆 |
CAT-6/CAT-6A/CAT-7 |
- |
55米(CAT-6) |
可以重复利用现有的电缆，端口密度高，功率高 |
| 双绞线 |
100米(CAT-6A或CAT-7) |
|||||||
| 10GBASE-KX4 |
802.3ap |
2007年 |
- |
铜缆 |
PCB背板 |
- |
1米 |
|
| 10GBASE-KR |
802.3ap |
2007年 |
- |
铜缆 |
PCB背板 |
- |
1米 |
|
| 10GBASE-PR |
802.3av |
2009年 |
- |
光纤 |
无源光网络 |
1270nm |
20千米 |
10G EPON |
| 1577nm |
2.5 100Gbps以太网
新的40G/100G以太网标准在2010年中制定完成，包含若干种不同的节制类型。当前使用附加标准IEEE 802.3ba。
- 40GBASE-KR4 -- 背板方案，最少距离1米。
- 40GBASE-CR4 / 100GBASE-CR10 -- 短距离铜缆方案，最大长度大约7米。
- 40GBASE-SR4 / 100GBASE-SR10 -- 用于短距离多模光纤，长度至少在100米以上。
- 40GBASE-LR4 / 100GBASE-LR10 -- 使用单模光纤，距离超过10公里。
- 100GBASE-ER4 -- 使用单模光纤，距离超过40公里。
3.POS接口标准
Packet Over SONET/SDH：在SONET/SDH上承载IP包或其他数据包的传输技术。
POS将长度可变的数据包直接映射进SONET同步载荷中，使用SONET物理层传输标准， 提供了一种高速、可靠、点到点的数据连接。采用光纤进行传输。
- SONET/SDH名称和带宽
同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH），根据国际电信联盟远程通信标准化组（ ITU-T）的建议定义，是不同速度的数字信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。
早期，美国贝尔通信研究所提出SONET体制，也是一种分等级的数字信号传输体制。后来，国际电话电报委员会（CCITT）于1988年接受了这个创新的概念，并更名为“同步数字层次结构”。现时SDH是除了美加以外世界各地的标准，主要应用光纤作为传输介质，同时也可以用微波作为介质。同步数字体系在20世纪90年代之前几乎完全应用于公共交换电话网（PSTN）传输语音电信业务。20世纪90年代的国际互联网飞速发展导致数据通信对数据传输的要求越来越高。当前通过扩展不同的协议来增强SDH的面向多业务的应用的技术成为研究的热点。
| 光载波级别 |
帧格式 |
SDH级别 |
帧格式 |
线路速率 |
| OC-1 |
STS-1 |
- |
- |
51.840 Mbit/s |
| OC-3 |
STS-3 |
SDH-1 |
STM-1 |
155.520 Mbit/s |
| OC-9 |
STS-9 |
- |
- |
466.560 Mbit/s |
| OC-12 |
STS-12 |
SDH-4 |
STM-4 |
622.080 Mbit/s |
| OC-18 |
STS-18 |
- |
- |
933.120 Mbit/s |
| OC-24 |
STS-24 |
SDH-8 |
STM-8 |
1.244 160 Gbit/s |
| OC-36 |
STS-36 |
SDH-12 |
STM-12 |
1.866 240 Gbit/s |
| OC-48 |
STS-48 |
SDH-16 |
STM-16 |
2.488 320 Gbit/s |
| OC-96 |
STS-96 |
SDH-32 |
STM-32 |
4.976 640 Gbit/s |
| OC-192 |
STS-192 |
SDH-64 |
STM-64 |
9.953 280 Gbit/s |
| OC-256 |
STS-256 |
- |
- |
13.271 040 Gbit/s |
| OC-384 |
STS-384 |
- |
STM-128 |
19.906 560 Gbit/s |
| OC-768 |
STS-768 |
- |
STM-256 |
39.813 120 Gbit/s |
| OC-1536 |
STS-1536 |
- |
STM-512 |
79.626 240 Gbit/s |
| OC-3072 |
STS-3072 |
- |
STM-1024 |
159.252 480 Gbit/s |
4. 对比以太网和POS
Ethernet接口和POS接口在速率上，都可以达到10G、40G。在100G Ethernet标准发布后，速率上Ethernet接口更胜一筹。
POS端口里采用PPP或HDLC的二层封装来承载IP，二层报头开销最长9个字节，也可能是7个字节。而10G LAN和WAN都是以太封装，二层报头开销是18个字节。由此看出，POS接口对IP报文的传输效率更高。
成本上，Ethernet接口/Ethernet单板价格更低。例如10GE Ethernet，近似10G POS价格的一半。
5.接口的LAN和WAN模式差异
10G XFP多模光收发模块可以工作在LAN或WAN两种模式，需要根据实际的应用来选择合适的模式。
10G LAN/WAN的区别在于封装不同。10G LAN是纯Ethernet封装，10G WAN接口链路层采用Ethernet封装，但是在物理层把封装好的数据直接映射到SDH的序列中。
无论是LAN或是WAN模式，都可以用来作为WAN口实现广域网长距离传输。在广域网的两端，两台路由设备接口模式必须相同。
在路由器之间存在传输设备的情况下，需要注意与传输设备的配合。一般来说，当传输设备是10G POS时，路由器可以用10G POS、10GE WAN来配合；当传输设备是10G以太时，路由器只能用10GE LAN来配合。需要注意的是，对于当前较新的传输设备而言，无论路由器侧是10GE LAN/WAN还是10G POS都可以支持，只需要更换单板模块和软件配置即可。