万兆以太网规范
万兆AC方案
万兆AC方案引言随着互联网技术的飞速发展，企业、学校以及个人对网络速度和稳定性的要求越来越高。
为满足这些需求，万兆AC方案应运而生。
本文旨在介绍万兆AC方案的基本原理和应用场景，以及其在提供高速、稳定网络服务方面的优势。
什么是万兆AC方案？万兆AC方案是指利用万兆以太网技术和AC（接入控制器）设备相结合，提供高速、稳定的网络接入服务。
其中，万兆以太网（10 Gigabit Ethernet）是一种基于以太网技术且传输速率为10Gbps的网络标准，而AC设备是一种能够提供统一管理和控制网络接入的设备。
万兆AC方案的基本原理万兆AC方案的基本原理可以分为以下几个方面：1. 万兆以太网技术万兆以太网技术是一种高速网络传输技术，其传输速率可达到10Gbps。
它采用了一系列高速传输协议和技术，如光纤通信、多工和高密度连接等，以实现高速、可靠的数据传输。
2. AC设备AC设备是万兆AC方案中的关键组成部分，它提供了统一的管理和控制功能，可以实现对网络接入的认证、授权和流量控制等操作。
AC设备通常集成了无线控制器、交换机和路由器等功能，用于管理和调度网络中的各种设备。
3. 硬件设备和布线万兆AC方案需要使用支持万兆以太网的硬件设备和优质的网络布线。
硬件设备包括网络交换机、路由器、服务器等，而网络布线则需要采用高质量的光纤或双绞线等传输介质，以确保高速、稳定的数据传输。
万兆AC方案的应用场景万兆AC方案在各个领域都有广泛的应用，特别适用于对网络速度和稳定性要求较高的场景，如：1. 企业办公网络在大型企业中，几百甚至几千名员工需要同时访问企业内部的各种资源，如内部网站、文件服务器等。
万兆AC方案可以提供足够的带宽，确保员工能够高效地访问这些资源，并实现网络流量的优化和管理。
2. 教育机构网络学校、大学或研究机构的网络通常需要满足大量学生和教职员工的需求。
万兆AC方案可以满足这些人群同时在线学习和教学的需求，通过合理的流量控制和优化策略，提供稳定、高速的网络环境。
40G 100G以太网标准正式颁布
北京时间6月22日消息，IEEE近日对外宣布，IEEE 802.3ba标准，即40/100G以太网标准已于上周四(6月17日)获批，首个规范将同时使用两种新的以太网速率。
该标准组织称，这一标准的正式批准将为新一波更高速的以太网服务器连通性和核心交换产品铺平发展之路。
[详细]
网界网专家解读：802.3ba 的正式获批给整个业界带来的影响将是巨大的。
如果仅仅从速度提升的角度来看待40/100G以太网标准的通过是不够的。
因为它的通过对整个产业链、生态系统都会带来巨大的影响。
40/100G端口有了，必将取代很多“10G多端口捆绑”的情况，节能一些，环保一些。
[详细]。
计算机网络技术04 以太网基础
网络技术专业学科带头
8
人
（2）交换式以太网的优点
交换式以太网采用与传统的共享式以太网相同的介 质访问控制方法（CSMA/CD）、帧格式、包长度、 差错检测和控制、信息管理和控制。
网络技术专业学科带头
17
人
·1000Base-SX：采用直径50um或62.5um的多模光纤，传 输距离为220-550m。
·1000Base-LX：采用直径9um或10um的单模光纤，传输 距离可达3km。
·1000Base-T：与10Base-T、100Base-TX完全兼容，可保护
用户在5类UTP布线系统上的投网资络技。术专业学科带头
（3）千兆以太网
千兆以太网（Gigabit Ethernet）技术包括IEEE802.3z和IEEE 802.3ab两个标准，IEEE802.3z规定了光纤和短距离铜缆连接 标准，IEEE802.3ab规定了5类双绞线连接标准。
千兆以太网术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统，可 兼容10M或100M以太网。升级到千兆以太网不必改变网络应 用程序、网管部件和网络操作系统，能够最大程度地保护投 资。为了减少64Bytes长数据帧之间的碰撞，千兆以太网支持 的传输距离更短。
·10GBASE-ER和10GBASE-EW：主要支持超长 波单模光纤，最大传输距离40km。
·10GBASE-LX4：采用波分复用技术，在单对光
缆上以四倍光波长发送信号，设计目标是针对300m
的多模光纤模式或10km的网单络技模术专光业学纤科带模头 式。
以太网详细介绍
Balanced Copper Xcvr Shielded Balanced Copper Cable
2005©
zqiangwu@
GBN支持的传输供介质
1000 Mbps MAC (Media Access Control) 802.3z CSMA/CD Ethernet
1000BaseLX (1300 nm)
多模光纤连接的最大距离为550米 单模光纤连接的最大距离为3000米
铜基连接距离最大为25米，基于5类无屏蔽双绞线的连接距离增至 100 米的技术
可选的千兆位介质无关接口(GMII) 基于光纤的全双工和半双工操作
2005©
zqiangwu@
GBN的优点
千兆以太网采用和以太网、快速以太网一样的可变长的 （64－1514byte）IEEE802.3帧格式 千兆以太网在不改变现有的网络结构的前提下得到更高的 带宽。千兆网和以前的以太网以及快速以太网几乎一样， 都支持相同的IEEE 802.3帧格式、全双工和流控制模式。 根据IEEE802.3x的定义，当两个节点以全双工通讯时，线 路上能同时发送和接收数据包。千兆以太网在全双工模式 下遵循该标准进行通讯 ，也遵循标准以太网的流控制模 式来避免冲突和拥挤简单、直接的转移低成本；支持新应 用程序能力强；弹性化的网络设计简单、直接的转移到高 性能平台
2005©
zqiangwu@
千兆网的技术规范
规范名称
1000BASE-LX
传输介质
62.5um 多模 50um 多模 10um 单模 62.5um 多模
编码方式
8B/10B 8B/10B 8B/10B 8B/10B
传输带宽
500MHz 400/500MHz
10吉比特以太网
10吉比特以太网10吉比特以太网•10吉比特以太网又称万兆位。
以太网万兆位以太网正式标准于2002年6月完成，即IEEE802.3ae万兆位以太网的主要有以下特点：•MAC子层的帧格式与10Mb/s、100Mb/s和1Gb/s以太网的帧格式完全相同。
•由于数据率很高，万兆位以太网的传输媒体不再使用铜线而只使用光纤。
•万兆位以太网只工作在全双工方式，因此不存在争用问题，也就不使用CSMA/CD协议。
•万兆位以太网定义了两种不同的物理层：（1）局域网物理层LAN PHY。
（2）广域网物理层WAN PHY。
10吉比特以太网的拓扑结构•10吉比特以太网在传统国际标准化组织的开放系统互连（Open Systems Interconnection,OSI）参考模型中，属于2层协议，仍然使用IEEE802.3以太网媒体访问控制（Media access Control,MAC）协议，其帧格式和大小也符合IEEE802.3标准。
但是10吉比特以太网与以往的以太网标准相比，除了速度显著提高外，还有其他一些显著不同的地方•星形拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准的以太局域网中；•所以是星形拓扑结构星型拓扑结构•星型拓扑由中央结点集线器与各个结点连接组成。
这种网络各结点必须通过中央结点才能实现通信。
星型结构的特点是结构简单、建网容易，便于控制和管理。
其缺点是中央结点负担较重，容易形成系统的“瓶颈”，线路的利用率也不高。
星型网络的实际应用集线器多端口的中继器，工作在物理层功能：在网段之间复制比特流，信号整形和放大可认为它是将总线折叠到铁盒子中的集中连接设备特点：具有与中继器同样的特点可改变网络物理拓扑形式：总线连接→星形连接逻辑上仍是一个总线型共享介质网络端口数：8，12，16，24是构成以太网拓扑结构的基本设备以太网设备集线器的类型：按结构形式划分独立式（Standalone）固定端口配置，扩充时用级连的方法。
万兆光衰正常值范围
万兆光衰正常值范围 1. 引言 随着信息技术的快速发展，网络传输速度也在不断提高。万兆以太网作为当前最高速的网络传输标准之一，其使用光纤作为传输介质，在高速数据传输过程中需要考虑光衰的影响。本文将详细介绍万兆光衰的概念、原因、正常值范围以及对网络性能的影响。
2. 什么是光衰 光衰指的是光信号在传输过程中所遭受到的弱化现象。它是由于各种因素引起的，如纤芯材料、连接器质量、弯曲半径等。在万兆以太网中，由于数据传输速度较快，对于光衰的控制非常重要。
3. 光衰的原因 3.1 纤芯材料 纤芯材料是影响光衰的重要因素之一。不同材料具有不同的折射率和损耗特性，直接影响到信号在传输过程中受到的损耗程度。
3.2 连接器质量 连接器是将光纤连接到设备的关键部件，其质量直接影响到光信号的传输质量。连接器的插拔次数、接触面积、接触方式等都会对光衰产生影响。
3.3 弯曲半径 光纤在弯曲过程中会引起传输信号的损耗，弯曲半径越小，损耗越大。因此，在布线过程中需要合理设计弯曲半径，以减小光衰的影响。
4. 万兆光衰的正常值范围 万兆以太网中，对于光衰有一定的要求。一般情况下，正常值范围为-7到-20 dBm。其中，-7 dBm为最小值，-20 dBm为最大值。超出这个范围将会对网络性能产生不利影响。
5. 光衰对网络性能的影响 5.1 数据传输速率 当光衰超过正常范围时，信号强度减弱，可能导致数据传输速率下降。这会严重影响网络性能和用户体验。 5.2 误码率 高光衰会增加误码率，导致数据传输错误。网络中的误码率通常以Bit Error Rate (BER)来衡量，当光衰超过正常范围时，BER会增加，从而降低网络的可靠性。
5.3 网络延迟 光衰会引起信号传输延迟，这会影响到实时通信和对网络速度要求较高的应用。特别是在大规模数据中心等场景下，延迟问题更加突出。
6. 如何控制光衰 为了保证万兆以太网的正常运行，我们需要采取一些措施来控制光衰。 ### 6.1 使用优质设备和材料 选择质量好、性能稳定的设备和材料可以减小光衰的发生。这包括选用合适的纤芯材料、连接器和光纤等。
万兆网络解决方案
1.网络架构设计
采用分层设计，分为核心层、汇聚层和接入层：
1.核心层：负责整个网络的高速数据交换，采用高性能的万兆交换机；
2.汇聚层：连接多个接入层，采用万兆交换机；
3.接入层：为终端设备提供接入，采用千兆交换机。
2.网络设备选型
1.核心层交换机：选择性能稳定、支持万兆端口的交换机；
2.汇聚层交换机：选择支持万兆端口、具备一定安全防护功能的交换机；
-支持万兆端口，具备良好的扩展性。
-强大的流量管理能力。
-高可靠性与故障恢复能力。
3.接入层
接入层交换机应具备以下特性：
-千兆端口，满足终端设备需求。
-支持PoE，简化布线。
-嵌入式安全特性，如MAC地址过滤。
五、网络安全策略
1.防火墙
-在核心层与汇聚层部署防火墙，实现安全隔离。
-采用下一代防火墙技术，支持深度包检查。
2.入侵检测与防御
-实时监控网络流量，检测并阻止恶意行为。
-定期更新入侵特征库，提升防御能力。
3. VPN
-部署VPN设备，提供安全远程访问。
-采用加密技术，保障数据传输安全。
六、网络优化
1. QoS策略
-根据业务重要性，分配带宽与优先级。
-确保关键业务在网络拥塞时优先传输。
2.负载均衡
-采用负载均衡技术，合理分配网络资源。
5.组织项目验收，提交相关验收报告。
五、运维与管理
1.制定网络运维管理制度，确保网络稳定运行；
2.定期对网络设备进行维护和升级；
3.实施网络监控，及时发现并解决网络问题；
4.定期对网络设备进行安全检查，防止潜在风险；
5.建立应急预案，应对突发网络事件。
高速以太网——精选推荐
高速以太网定义：速率达到或超过100Mb/s的以太网称为高速以太网。
一、高速以太网的特点高速以太网系统分两类：由共享型集线器组成的共享型高速以太网系统和有高速以太网交换机构成的交换性高速以太网系统。
100Base-FX因使用光缆作为媒体充分发挥了全双工以太网技术的优势。
100Base-T的网卡有很强的自适应性，他能够自动识别能够自动识别10Mb/s和100Mb/s。
10Mb/s和100Mb/s的自适应系统是指端口之间10Mb/s和100Mb/s传输率的自动匹配功能。
自适应处理过程具有以下两种情况：（1）原有10Base-T网卡具备自动协商功能，即具有10Mb/s和100Mb/s自动适应功能，则双方通过FLP信号进行协商和处理，最后协商结果在网卡和100Base-TX集线器的相应端口上均形成100Base-TX的工作模式。
（2）原有10Base-T网卡不具备自动协商功能的，当网卡与具备10Mb/s和100Mb/s自动协商功能的集线器端口连接后，集线器端口向网卡端口发出FLP信号，而网卡端口不能发出快速链路脉冲（FLP）信号，但由于在以往的10Base-T系统中，非屏蔽型双绞线（UTP）媒体的链路正常工作时，始终存在正常链路脉冲（NLP）以检测链路的完整性。
所以在新系统的自动协调过程中，集线器的10Mb/s和100Mb/s自适应端口接收到的信号是NLP信号；由于NLP信号在自动协调协议中也有说明，FLP向下兼容NLP，这样集线器的端口就自动形成了10Base-T工作模式与网卡相匹配。
二、高速以太网的体系结构高速以太网的体系结构如图所示：从OSI层次模型看，与10Mb/s以太网相同，仍有数据链路层、物理层和物理媒体。
从IEEE802模型看，它具有MAC子层和物理层的功能。
三、高速以太网的类型（1）、共享型快速以太网系统：使用共享型集线器。
（2）、交换型以太网系统：使用快速以太网交换器。
四、高速以太网的适用范围适用于较远距离的传输五、高速以太网使用的介质光纤：作为网络的物理介质，提供基本带宽。
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百度文库-让每个人平等地提升自我 10GBase-ER 11
5.5.1万兆以太网规范 5.5.1万兆以太网规范 从前面的介绍可以得出，就目前来说，万兆以太网标准和规范都比较繁多， 在标准方面， 有 2002 年的 IEEE ，2004 年的 IEEE ，2006 年的 IEEE、IEEE 和 2007 年的 IEEE ;在规 范方面，总共有10多个（是一比较庞大的家族，比千兆以太网的 9个又多了许多）。在这 10多个规范中，可以分为三类：一是基于光纤的局域网万兆以太网规范，二是基于双绞线 （或铜线）的局域网万兆以太网规范，三是基于光纤的广域网万兆以太网规范。 下面分别予 以介绍。
1 •基于光纤的局域网万兆以太网规范 就目前来说，用于局域网的基于光纤的万兆以太网规范有： 10GBase-SR、10GBase-LR、 10GBase-LRM、10GBase-ER、10GBase-ZR 和 10GBase-LX4 这六个规范。
10GBase-SR 10GBase-SR中的"SR"代表”短距离”（short range）的意思，该规范支持编码方式为 64B/66B的短波（波长为 850nm）多模光纤（MMF ），有效传输距离为 2〜300m，要支持 300m传输需要采用经过优化的 50艸线径0M3 （Optimized Multimode 3，优化的多模 3） 光纤（没有优化的线径 50 ^m光纤称为OM2光纤，而线径为 叩的光纤称为 OM1光纤）。
10GBase-SR具有最低成本、最低电源消耗和最小的光纤模块等优势。 10GBase-LR 10GBase-LR中的"LR"代表"长距离”（Long Range）的意思，该规范支持编码方式为 64B/66B的长波（1310nm）单模光纤（SMF），有效传输距离为 2m到10km，事实上最高 可达到25km。
10GBase-LR的光纤模块比下面将要介绍的 10GBase-LX4光纤模块更便宜。 10GBase-LRM 10GBase-LRM中的"LRM"代表"长度延伸多点模式 "（Long Reach Multimode ），对应的 标准为2006年发布的IEEE。在1990年以前安装的 FDDI ?m多模光纤的FDDI网络和 100Base-FX网络中的有效传输距离为 220m，而在OM3光纤中可达260m,在连接长度方面， 不如以前的10GBase-LX4规范，但是它的光纤模块比 10GBase-LX4规范光纤模块具有更低 的成本和更低的电源消耗。百度文库-让每个人平等地提升自我 22 10GBase-ER中的"ER"代表"超长距离”（Extended Range）的意思，该规范支持超长波 （1550nm）单模光纤（SMF），有效传输距离为 2m到40km。
10GBase-ZR 几个厂商提出了传输距离可达到 80km超长距离的模块接口，这就是10GBase-ZR规范。 它使用的也是超长波 （1550nm）单模光纤（SMF）。但80km的物理层不在 EEE标准之内， 是厂商自己在 OC-192/STM-64 SDH/SONET 规范中的描述，也不会被 IEEE工作组接受。
10GBase-LX4 10GBase-LX4采用波分复用技术，通过使用 4路波长统一为1300 nm，工作在s的分离 光源来实现10Gb/s传输。该规范在多模光纤中的有效传输距离为 2〜300m,在单模光纤下 的有效传输距离最高可达 10km。它主要适用于需要在一个光纤模块中同时支持多模和单模 光纤的环境。因为 10GBase-LX4规范采用了 4路激光光源，所以在成本、光纤线径和电源 成本方面较前面介绍的 10GBase-LRM规范有不足之处。
2.基于双绞线（或铜线）的局域网万兆以太网规范 在2002年发布的几个万兆以太网规范中并没有支持铜线这种廉价传输介质的，但事实 上，像双绞线这类铜线在局域网中的应用是最普遍的，不仅成本低，而且容易维护，所以在 近几年就相继推出了多个基于双绞线（ 6类以上）的万兆以太网规范包括 10GBase-CX4、 10GBase-KX4、10GBase-KR、10GBase-T。下面分别予以简单介绍。
10GBase-CX4 10GBase-CX4对应的就是2004年发布的IEEE万兆以太网标准。10GBase-CX4使用中 定义的XAUI （万兆附加单元接口）和用于InfiniBand中的4X连接器，传输介质称之为"CX4 铜缆”（其实就是一种屏蔽双绞线）。它的有效传输距离仅 15m。
10GBase-CX4规范不是利用单个铜线链路传送万兆数据，而是使用 4台发送器和4台 接收器来传送万兆数据，并以差分方式运行在同轴电缆上，每台设备利用 8B/10B编码，以 每信道的波特率传送 s的数据。这需要在每条电缆组的总共 8条双同轴信道的每个方向上有 4组差分线缆对。另外，与可在现场端接的 5类、超5类双绞线不同，CX4线缆需要在工厂 端接，因此客户必须指定线缆长度。线缆越长一般直径就越大。
10GBase-CX4的主要优势就是低电源消耗、 低成本、低响应延时，但是接口模块比 SPF+ 的大。
10GBase-KX4 和 10GBase-KR 10GBase-KX4和10GBase-KR所对应的是2007年发布的IEEE标准。它们主要用于背 板应百度文库-让每个人平等地提升自我 23 用，如刀片服务器、路由器和交换机的集群线路卡，所以又称之为 ”背板以太网”。百度文库-让每个人平等地提升自我
33 万兆背板目前已经存在并行和串行两种版本。并行版（ 10GBase-KX4规范）是背板的 通用设计，它将万兆信号拆分为 4条通道（类似XAUI ），每条通道的带宽都是 s。而在串 行版（10GBase-KR规范）中只定义了一条通道，采用 64/66B编码方式实现10Gb/s高速传 输。在10GBase-KR规范中，为了防止信号在较高的频率水平下发生衰减， 背板本身的性能 需要更高，而且可以在更大的频率范围内保持信号的质量。 IEEE标准采用的是并行设计， 包括两个连接器的 1m长铜布线印刷电路板。10GBase-KX4使用与10GBase-CX4规范一样 的物理层编码，10GBase-KR使用与10GBase-LR/ER/SR三个规范一样的物理层编码。 目前， 对于具有总体带宽需求或需要解决走线密集过高问题的背板， 有许多家供应商提供的 SerDes 芯片均采用10GBase-KR解决方案。
10GBase-T 10GBase-T对应的是2006年发布的IEEE标准，可工作在屏蔽或非屏蔽双绞线上，最 长传输距离为100m。这可以算是万兆以太网一项革命性的进步，因为在此之前，一直认为 在双绞线上不可能实现这么高的传输速率，原因就是运行在这么高工作频率（至少为 500MHz ）基础上的损耗太大。但标准制定者依靠 4项技术构件使10GBase-T变为现实：损 耗消除、模拟到数字转换、线缆增强和编码改进。
10GBase-T的电缆结构也可用于 1000Base-T规范，以便使用自动协商协议顺利从 1000Base-T升级到10GBase-T网络。10GBase-T相比其他10G规范而言，具有更高的响应 延时和消耗。在 2008年，有多个厂商推出一种硅元素可以实现低于 6W的电源消耗，响应 延时小于百万分之一秒（也就是 1卩S。在编码方面，不是采用原来 1000Base-T的PAM-5 , 而是采用了 PAM-8编码方式，支持 833Mb/s和400MHz带宽，对布线系统的带宽要求也相 应地修改为500MHz，如果仍采用 PAM-5的10GBase-T对布线带宽的需求是 625MHz。
在连接器方面，10GBase-T使用已广泛应用于以太网的 650MHz版本RJ-45连接器。在 6类线上最长有效传输距离为 55m，而在6a类类双线上可以达到 100m。
3•基于光纤的广域网万兆以太网规范 前面提到的 10GBase-SW、10GBase-LW、10GBase-EW 和 10GBase-ZW 规范都是应用 于广域网的物理层规范，专为工作在 OC-192/STM-64 SDH/SONET 环境而设置，使用轻量 的 SDH （Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系） /SONET （Synchronous Optical Networking，同步光纤网络）帧，运行速率为 s。它们所使用的光纤类型和有效传输距离分 别对应于前面介绍的 10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-ER 和 10GBase-ZR 规范。在 10GBase-LX4和10GBase-CX4规范中没有广域网物理层，因为以前的 SONET/SDH标准都 是工作在串行传输方式的，而 10GBase-LX4和10GBase-CX4规范采用的是并行传输方式。
以上各种规范的综合比较如表 5-7所示。百度文库-让每个人平等地提升自我 44 表5-7万兆以太网规范比较 万兆以太 网规范 使用 的传输介 质 有效 距离 应用领 域
lOGBase- SR
85O n m多模光 纤，
50卩
m
的OM3光 纤
300m
局域 网、 城域网
lOGBase- LR
1310 n
m单模光 纤
10km
lOGBase- LRM
^m 多模光
纤， OM3光纤
260m
lOGBase- ER
1550 n
m单模光 纤
40km
lOGBase- ZR 1550 n
m单模光 纤
80km
lOGBase- LX4 1300 n
m单模或 者多
模光 纤
300m （多模 时），10km （单模时）
lOGBase- CX4 屏蔽
双绞线 15米
lOGBase- T 6类、
6a类双绞 线
55m （6类线 时），100m （6a类线 时）
lOGBase- KX4 铜线
（并行接 口） 1m
背板以 太网 / lOGBase-
KR
铜线
（串行接 口）
1m
lOGBase- SW
850n m多模光 纤，
50卩
m
的OM3光 纤
300m SDH/S ONET广域
网