揭開10G Base-T以太網(wǎng)的神秘面紗

最近這一兩年P(guān)C 領(lǐng)域相關(guān)的新總線、新協(xié)議如雨后春筍一般冒出來: PCI-E 進(jìn)入二代(5Gbps) ，正在向三代(8Gbps) 邁進(jìn)；SATA/SAS 進(jìn)入6Gbps 時代; HDMI 1.3 正熱，馬上1.4 的浪潮又開始了；USB 大躍進(jìn)，直接從480Mbps 跳到5Gbps 。信息時代，連手機(jī)3G 都在搖旗吶喊，作為我們這些電腦用戶日常生活最重要部分的以太網(wǎng)，怎能不鬧點動靜出來？這個新動作就是– 局限網(wǎng)/ 個人電腦正式大步向10Gbps 的速率挺進(jìn)啦！

IEEE組織早在2006年就推出了802.3an協(xié)議，也就是我們通常所說的10G Base-T。但直到最近，才正式有產(chǎn)品開始應(yīng)用這項協(xié)議。作為1000M Base-T的升級版，這個協(xié)議沿用了1000M Base-T的一些重要的定義和設(shè)定，向下兼容1000M/100M/10M Base-T，只是變得“更快、更高、更強(qiáng)”。那就來一起看看它是怎么更快、更高、更強(qiáng)吧。

更快 – 10G Base-T采用的仍然是RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口， 傳輸雙絞線采用六類線，支持的傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)100米，是局域網(wǎng)和個人電腦網(wǎng)絡(luò)接口的不二選擇。仍然采用四個差分對同時傳輸，全雙工，但傳輸?shù)目偹俾矢哌_(dá)10Gbps，每對線的速率高達(dá)2.5Gbps。

更高 – 10G Base-T采用PAM16調(diào)制，比1000M Base-T的PAM5調(diào)制更高端。PAM即脈沖幅度調(diào)制，PAM16調(diào)制下，脈沖電壓幅度分為16級電平，這樣每個電壓幅度(稱之為”Symbol”)可以表示4個bit的信息，其中3.125 bit是有效數(shù)據(jù)，另外的0.875位用于輔助和校驗等。當(dāng)然了，這個3.125和0.875都是平均下來的一個數(shù)值。采用了PAM-16編碼后，10G Base-T每對傳輸線的數(shù)據(jù)傳輸率為800M Symbols/s。就這樣，這個協(xié)議變戲法一般的把一個10G的超高速總線變成了只有800M的低速總線，使得100M的遠(yuǎn)距離傳輸變成現(xiàn)實，也讓信號完整性驗證變得簡單。

更強(qiáng) – 10G Base-T的強(qiáng)大是顯而易見的。常用的RJ-45接口，常用的六類傳輸線，同樣的100M傳輸距離，速率可以達(dá)到1000M Base-T的10倍！跟光纖相比，則具有更低的成本。

由于采用了PAM-16編碼，10G Base-T每對信號實際信號速率僅為800M Symbols/s, 其基頻分量為400MHZ?；谑静ㄆ髁繙y5次諧波原則，只需要一臺2GHZ以上的示波器就可以滿足10G Base-T的測量要求了。另外考慮到PSD測量項需要覆蓋到3GHZ頻率，示波器帶寬3GHZ以上就足夠了。這種需求相比PCI-E和SATA等協(xié)議動輒8GHZ，12.5GHZ甚至16GHZ的高帶寬要求，對測試部門經(jīng)理來說是一個福音。

802.3an協(xié)議中關(guān)于物理層電信號一致性測試定義了六大類、共7項測試，分別是: Maximum output droop, Transmitter timing jitter-master, Transmitter timing jitter-slave, Transmit clock frequency, Transmitter linearity, Power spectral density(PSD) and power level, Return loss。目前泰克公司已經(jīng)推出了10G Base-T的全套測量方案，全面覆蓋所有的測試項目，具體配置可以參考下表。相比其它的測量方案，所需儀器最少，價格最低，為用戶的開發(fā)和調(diào)試大大節(jié)省了成本。

后話: 在中國電信壟斷行業(yè)不思進(jìn)取，滿足于ADSL 2M傳輸?shù)默F(xiàn)狀下，10G Base-T想要在個人電腦互聯(lián)網(wǎng)訪問和下載上發(fā)揮實效尚有待時日，直接通過互聯(lián)網(wǎng)觀看高清影視仍是一個夢。但梅花已經(jīng)開了，春天還會遠(yuǎn)嗎？