揭開(kāi)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(lái): PCI-E 進(jìn)入二代(5Gbps) ，正在向三代(8Gbps) 邁進(jìn)；SATA/SAS 進(jìn)入6Gbps 時(shí)代; HDMI 1.3 正熱，馬上1.4 的浪潮又開(kāi)始了；USB 大躍進(jìn)，直接從480Mbps 跳到5Gbps 。信息時(shí)代，連手機(jī)3G 都在搖旗吶喊，作為我們這些電腦用戶(hù)日常生活最重要部分的以太網(wǎng)，怎能不鬧點(diǎn)動(dòng)靜出來(lái)？這個(gè)新動(dòng)作就是– 局限網(wǎng)/ 個(gè)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(shuō)的10G Base-T。但直到最近，才正式有產(chǎn)品開(kāi)始應(yīng)用這項(xiàng)協(xié)議。作為1000M Base-T的升級(jí)版，這個(gè)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(lái)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(lèi)線，支持的傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)100米，是局域網(wǎng)和個(gè)人電腦網(wǎng)絡(luò)接口的不二選擇。仍然采用四個(gè)差分對(duì)同時(shí)傳輸，全雙工，但傳輸?shù)目偹俾矢哌_(dá)10Gbps，每對(duì)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(jí)電平，這樣每個(gè)電壓幅度(稱(chēng)之為”Symbol”)可以表示4個(gè)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(yàn)等。當(dāng)然了，這個(gè)3.125和0.875都是平均下來(lái)的一個(gè)數(shù)值。采用了PAM-16編碼后，10G Base-T每對(duì)傳輸線的數(shù)據(jù)傳輸率為800M Symbols/s。就這樣，這個(gè)協(xié)議變戲法一般的把一個(gè)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(shí)，也讓信號(hào)完整性驗(yàn)證變得簡(jiǎn)單。

更強(qiáng) – 10G Base-T的強(qiáng)大是顯而易見(jiàn)的。常用的RJ-45接口，常用的六類(lèi)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(duì)信號(hào)實(shí)際信號(hào)速率僅為800M Symbols/s, 其基頻分量為400MHZ。基于示波器量測(cè)5次諧波原則，只需要一臺(tái)2GHZ以上的示波器就可以滿(mǎn)足10G Base-T的測(cè)量要求了。另外考慮到PSD測(cè)量項(xiàng)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(dòng)輒8GHZ，12.5GHZ甚至16GHZ的高帶寬要求，對(duì)測(cè)試部門(mén)經(jīng)理來(lái)說(shuō)是一個(gè)福音。

802.3an協(xié)議中關(guān)于物理層電信號(hào)一致性測(cè)試定義了六大類(lèi)、共7項(xiàng)測(cè)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(cè)量方案，全面覆蓋所有的測(cè)試項(xiàng)目，具體配置可以參考下表。相比其它的測(cè)量方案，所需儀器最少，價(jià)格最低，為用戶(hù)的開(kāi)發(fā)和調(diào)試大大節(jié)省了成本。

后話: 在中國(guó)電信壟斷行業(yè)不思進(jìn)取，滿(mǎn)足于ADSL 2M傳輸?shù)默F(xiàn)狀下，10G Base-T想要在個(gè)人電腦互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)和下載上發(fā)揮實(shí)效尚有待時(shí)日，直接通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)觀看高清影視仍是一個(gè)夢(mèng)。但梅花已經(jīng)開(kāi)了，春天還會(huì)遠(yuǎn)嗎？