10Gb以太網(wǎng)物理層接口

隨著(zhù)多家供應商可以提供具有卸載（offload）能力和高密度、低延遲交換能力的網(wǎng)絡(luò )接口適配器，10Gb以太網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈正在迅速成熟。對于許多要求高速數據傳輸的應用領(lǐng)域，10Gb以太網(wǎng)正在逐漸引入許多比傳統光纖通道和InfiniBand互連更具有吸引力的特點(diǎn)。隨著(zhù)市場(chǎng)的成熟，物理層連接方案也有了多種選擇，這正如當年千兆位時(shí)代，人們可以在光互連和銅互連之間進(jìn)行選擇一樣。每種物理層連接方案都在傳輸距離、成本、延遲和物理媒質(zhì)方面具有各自的優(yōu)勢，對于系統級應用，必須仔細權衡這些因素。

主板和背板接口形式的差異


在板級，由于引腳數的降低和允許更長(cháng)的走線(xiàn)長(cháng)度，XAUI（10Gb附屬單元接口）接口正逐漸替代XGMII（10Gb媒質(zhì)獨立接口）接口。在背板領(lǐng)域，XAUI已經(jīng)成為了10Gb以太網(wǎng)事實(shí)上的標準，它可以實(shí)現一種低設計風(fēng)險、高效率和低成本的機箱與插件板之間的互連。XAUI的信號通過(guò)預加重和補償，其走線(xiàn)長(cháng)度可以擴展到超過(guò)20英寸。XAUI也提供對多路連接器的支持，且只需要很少的幾層，并有通道反轉功能。

IEEE標準委員會(huì )最近針對以太網(wǎng)背板提出了802.3ap標準，規定了在標準FR4PCB上高達40英寸走線(xiàn)長(cháng)度下10Gb以太網(wǎng)的工作規范。10GbASE-KX標準提供了兩種不同的實(shí)現方式：10GbASE-KX4和10GbASE-KR。10GbASE-KX4標準規定了4個(gè)通道（類(lèi)似XAUI），而10GbASE-KR則是在一個(gè)通道上采用64/66B編碼方式實(shí)現的。目前，對于具有總體帶寬需求或需要解決走線(xiàn)密集過(guò)高問(wèn)題的背板，有許多家供應商提供的SerDes芯片均采用10GbASE-KR解決方案，如表1所示。

機箱外的互連

銅互連幾乎壟斷了數據中心1Gb速率或更低速率的互連應用，這是由于在服務(wù)器之間短距離互連方面，銅互連是最具有成本效率優(yōu)勢的。使用非屏蔽雙絞線(xiàn)電纜（10GbASE-T）的銅互連技術(shù)預計也將統治數據中心10Gb以太網(wǎng)的互連，而且第一代解決方案已經(jīng)面世了。

早期在UTP電纜上將10Gb數據傳輸100m遠的可行性已經(jīng)得到驗證了，但是它被廣泛采用的潛在優(yōu)勢將需要下一代或再下一代的方案才能實(shí)現。同時(shí)，其他互連技術(shù)，包括光互聯(lián)和銅互連也應該考慮進(jìn)來(lái)。

銅互連物理層接口

1、10GbASE-CX4

10GbASE-CX4是高性能數據中心的理想選擇，CX4在短距離互連中具有低成本和零附加延時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。屏蔽雙絞線(xiàn)電纜的使用與InfiniBand互連類(lèi)似，XAUI信號的傳輸距離可以遠至15m，如果增加信號補償，可以使成本范圍之內的每端口成本降到最低。CX4連接器的引腳定義中也提供了電源引腳。市場(chǎng)上也有CX4連接器的光纜，而且電纜本身具有電-光和光-電轉換電路，信號傳輸距離可以遠遠超過(guò)15m。

2、10GbASE-T

10GbASE-T是最近剛剛發(fā)布的千兆位數據傳輸標準，它使用人們熟悉的緊湊型RJ-45連接器和廉價(jià)的6類(lèi)電纜，信號傳輸距離可以遠至55m，并且在千兆位和10Gb傳輸速率之間支持自動(dòng)協(xié)商。新劃分的6類(lèi)電纜的延伸版本，或稱(chēng)為Cat6a電纜規范可以降低UTP電纜對兒之間的串擾，10GbASE-T的信號傳輸距離可以遠至100m，目前該規范仍然處于草案階段。已經(jīng)有多家供應商進(jìn)行了10GbASE-T的傳輸試驗，然而10GbASE-T的不足也是明顯的，功耗比較大而且信號有幾微秒的延時(shí)，這種情況可能在器件成熟后會(huì )得到改善。對于企業(yè)千兆位匯聚產(chǎn)品而言，10GbASE-T可能是一種比較好的選擇。

光互連物理層接口

對于數據中心的互連應用，光纖連接是一種比較簡(jiǎn)潔的方案，這是由于光纖尺寸小、重量輕、易于管理、信號傳輸距離長(cháng)、EMI敏感性低，以及比較低的延遲。與銅互連相比，光纖互連成本的降低將使其更具有競爭力，如表2所示。

1、帶狀光纜

帶狀光纜是由多條光纖組成的扁平光纖，它有4條發(fā)送光纖和4條接收光纖，具有重量輕、柔韌性好的特點(diǎn)，帶有CX4連接器，信號傳輸距離大約是100m。當使用850nmVCSEL光信號時(shí)，扁平光纜的成本相對較低，而且功耗也很低（但不是可以忽略），但信號的傳輸延遲基本上是可以忽略的。