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2024年4月29日发(作者：)
10G以太网光接口及其实现
2002年6月，IEEE通过了10 Gb/s速率的以太网标准——IEEE 802.3ae[1]。至此为
止，以太网的发展已经历了4个阶段，即以太网、快速以太网、千兆以太网和10G以太网(10GE)
阶段。10G以太网作为传统以太网技术的一次较大的升级，在原有的千兆以太网的基础上将
传输速率提高了10倍，传输距离也大大增加，摆脱了传统以太网只能应用于局域网范围的
限制，使以太网延伸到了城域网和广域网。10G以太网的优点在于保留了IEEE 802.3以太
网媒体访问控制(MAC)协议，保持以太网的帧格式不变。10G以太网主要有以下特点：只工
作在全双工模式；增加了广域网接口子层(WIS)，可实现与SDH的无缝连接。10G以太网技
术适用于各种网络结构，可以降低网络的复杂性，能够简单、经济地构建各种速率的网络，
满足骨干网大容量传输的需求，解决了城域传输的“瓶颈”问题。由于局域网、城域网、广
域网采用同一种核心技术，避免了协议转换，实现了无缝连接，因此10G以太网是实现未来
端到端光以太网的基础。
1 10G以太网光接口
10G以太网标准中关于物理接口有3种类型：
(1)IEEE 802.3ae，定义了在光纤上传输10G以太网的标准，传输距离从300 m到40 km。
(2)IEEE 802.3ak，定义了在对称铜缆上运行10G以太网的标准，传输距离小于15 m，
适用于数据中心内部服务器之间的连接应用。
(3)IEEE 802.3an，定义了基于双绞线作为媒质的10G以太网标准，希望传输距离至少
达到100 m，目前该标准正在制订中。
3种类型中，基于IEEE 802.3ae标准定义的10G以太网光接口，可以根据光纤类型、
传输距离等进一步细分为7种类型，如表1所示。
在表1所示接口类型中，10GBASE-LX4使用了粗波分复用(CWDM)技术，把12.5 Gb/s的
数据流分成4路3.125 Gb/s的数据流在光纤中传播，由于采用了8B/10B编码，因此有效数
据流量是10 Gb/s。这种接口类型的优点是应用场合比较灵活，既可以使用多模光纤，应用
于传输距离短对价格敏感的场合，也可以使用单模光纤，支持较长传输距离的应用。
10GBASE-SR、10GBASE-LR和10GBASE-ER的物理编码子层(PCS)使用了效率较高的
64B/66B编码，在线路上传输的速率是10.3 Gb/s。
10GBASE-SR使用850 nm的激光器，在多模光纤上的传输距离是300 m；10GBASE-LR和
10GBASE-ER分别使用1 310 nm和1 550 nm的激光器，在单模光纤上的传输距离分别是10 km
和40 km，适用于城域范围内的传输，是目前的主流应用。
10GBASE-SW、10GBASE-LW和10GBASE-EW是应用于广域网的接口类型，其传输速率和
OC-192 SDH相同，物理层使用了64B/66B的编码，通过WIS把以太网帧封装到SDH的帧结
构中去，并做了速率匹配，以便实现和SDH的无缝连接。
2 10G光模块
由于光收发模块集成化程度越来越高，因此10G以太网光接口的功能完全可以由一个光
模块来实现。10G光模块主要包括光/电转换、时钟提取和同步、复用/解复用、64B/66B编
解码、WIS、8B/10B编解码等子功能模块。
据LIGHT READING杂志的研究报告[2]显示，10G光模块将是未来几年最具市场潜力的
光器件。现在应用比较广泛的10G光模块有以下几种：300pin、Xenpak[3]、Xpak、X2和XFP[4]。
其中300pin属于第一代模块，主要应用于SDH，把电接口改成10G以太网16位接口(XSBI)
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