万兆网标准能改变什么？

历史上在局域网络中应用过多种网络类型，包括以太网、令牌总线、令牌环、wangnet、25MATM等。最后，以太网以低廉的价格、简单的配置、方便的管理成为局域网的事实标准，并占据了90％以上市场份额，成为校园网、企业网、城域网建设中日益重要的选择。1982年，IEEE把以太网技术标准化成802.3。随后技术类型经历了快速发展变化，从粗缆的10Base5发展到细缆的10Base2，再到1Base5（短暂的后退）、双绞线10BaseT，又到快速以太网五类线传输的100BaseTX、三类线传输的100BaseT4和光纤传输的100BaseFX，随后又出现的千兆以太网接口，包括短波长光传输1000BaseSX、长波长光传输1000BaseLX以及五类线传输1000BaseT。今年7月18日，IEEE又正式通过了802.3ae：10Gbps以太网标准（也叫万兆以太网），给业界带来了不小的震撼。

    万兆标准是什么？

    万兆标准意味着以太网将具有更高的带宽（10G）和更远的传输距离（最长传输距离可达40公里）。万兆标准内容包括10GBASE－X、10GBASE－R和10GBASE－W三种类型。10GBASE－X使用一种特紧凑包装，含有1个较简单的WDM器件、4个接收器和4个在1300nm波长附近以大约25nm为间隔工作的激光器，每一对发送器/接收器在3.125Gbps速度（数据流速度为2.5Gbps）下工作。10GBASE－R是一种使用64B/66B编码（不是在千兆以太网中所用的8B/10B）的串行接口，数据流为10.000Gbps，因而产生的时钟速率为10.3Gbps。10GBASE－W是广域网接口，与SONETOC192兼容，其时钟为9.953Gbps,数据流为9.585Gbps。万兆以太网标准接口如图所示。具体介绍如下：
 

 
    1.10G串行物理媒体层：包括如图所示的10GBASER、10GBASERW等。10GBASESR/SW传输距离按照波长不同由2米到300米。10GBASELR/LW传输距离为2米到10公里。10GBASEER/EW传输距离为2米到40公里。它们各自对应不同的串行局域网物理层设备。
    2.PMD（物理介质相关）子层：PMD子层的功能是支持在PMA子层和介质之间交换串行化的符号代码位。PMD子层将这些电信号转换成适合于在某种特定介质上传输的形式。PMD是物理层的最低子层，标准中规定物理层负责从介质上发送和接收信号。
    3.PMA（物理介质接入）子层：PMA子层提供了PCS和PMD层之间的串行化服务接口。和PCS子层的连接称为PMA服务接口。另外PMA子层还从接收位流中分离出用于对接收到的数据进行正确的符号对齐（定界）的符号定时时钟。
    4.WIS（广域网接口）子层：WIS子层是可选的物理子层，可用在PMA与PCS之间，产生适配ANSI定义的SONETSTS192c传输格式或ITU定义SDHVC－4－64c容器速率的以太网数据流。该速率数据流可以直接映射到传输层而不需要高层处理。
    5.PCS（物理编码）子层：PCS子层位于协调子层（通过GMII）和物理介质接入层（PMA）子层之间。PCS子层完成将经过完善定义的以太网MAC功能映射到现存的编码和物理层信号系统的功能上去。PCS子层和上层RS/MAC的接口由XGMII提供，与下层PMA接口使用PMA服务接口。
    6.RS(协调子层)和XGMII(10G比介质无关接口)：协调子层的功能是将XGMII的通路数据和相关控制信号映射到原始PLS服务接口定义(MAC/PLS)接口上。XGMII接口提供了10G比MAC和物理层间的逻辑接口。XGMII和协调子层使MAC可以连接到不同类型的物理介质上。

    万兆标准的影响

    1．扩展校园/企业骨干网带宽
    由于标准的千兆以太网传输距离大约5公里，虽然在校园范围足够使用，但万兆以太网最长传输距离可达40公里，能够继续扩展校园网骨干网带宽，给宽带应用带来好处。

    2．简化城域网
    传统以太网用于接入通常很难进行用户管理、网络管理、用户隔离、用户识别、认证以及计费。万兆以太网的出现也不可能解决传统以太网用于接入的固有问题，所以万兆以太网对城域以太网接入没有影响。但引入万兆以太网对城域以太网汇聚层影响与校园网类似，能够扩展汇聚带宽，因此万兆标准的出现对城域骨干网带来较大的影响。
    在万兆以太网技术出现以前，以太网技术用于城域网骨干层存在一定困难。主要原因是带宽和传输距离问题。首先千兆以太网链路作为城域骨干网带宽太少，无法满足城域宽带应用的带宽需求。其次千兆以太网标准规定最长传输距离至少5公里，无法满是城域范围网络建设需求。虽然一些厂商制造了传输距离80公里的千兆以太网接口，但是由于未列入标准，无法保证不同厂家该类型端口互联互通。
    万兆以太网在设计之初就考虑城域骨干网需求。首先带宽10G足够满足现阶段以及未来一段时间内城域骨干网带宽需求（现阶段多数城域骨干网骨干带宽不超过2.5G）。其次万兆以太网最长传输距离可达40公里，且可以配合10G传输通道使用，足够满足大多数城市城域网覆盖。
    采用万兆以太网作为城域网骨干可以省略骨干网设备的POS或者ATM链路。首先可以节约成本：以太网端口价格远远低于相应的POS端口或者ATM端口。其次可以使端到端采用以太网帧成为可能：一方面可以端到端使用链路层的VLAN信息以及优先级信息，另一方面可以省略在数据设备上的多次链路层封装解封装以及可能存在的数据包分片，简化网络设备。在城域网骨干层采用万兆以太网链路可以提高网络性价比并简化网络。
    我们可以清楚地看到，万兆以太网可以应用在校园网、城域网、企业网。但由于当前宽带业务并未广泛开展，万兆以太网技术相对其他替代的链路层技术（例如2.5GPOS、捆绑的千兆以太网）并没有明显优势。虽然有些公司已推出万兆以太网接口（依据802.3ae草案实现），但在国内几乎没有应用。目前城域网的瓶颈在于并不是在于带宽，而是在于如何将城域网建设成为可管理、可运营和可盈利的网络。万兆以太网技术的应用将取决于宽带业务地开展。只有广泛开展宽带业务，如视频电波、视频组播、高清晰度电视和实时游戏等，才能促使万兆以太网技术广泛应用和网络健康有序发展。