您可能已经阅读了大量关于万兆以太网（以下简称10GbE）的文章，进而确信它将是您的数据中心下一项需要采用的技术。现在，您需要做的是深入了解这项技术的具体细节。或者，您可能在寻找您的下一个配线间升级方案，或者考虑用10GbE满足下一代城域网（MAN）的需要。或者，您可能只是一个喜欢站在技术前沿的技术爱好者。

如果您符合上面这几种情况中的任何一种，本文就可以帮助您全面地了解10GbE技术和标准的端口类型，以 及理解思科交换机、路由器上的多种10GbE可插拔模块的区别、共性和应用。

IEEE 802.3ae任务小组于2002年将10GbE确立为标准。虽然它已存在三年，这在互联网时代足以让一项标准成为过时的技术，但是10GbE技术仍然处于旺盛发展的时期，而10GbE市场也还处于起步阶段。

在深入可插拔光接口的细节之前，首先让我们了解一下10GbE标准，以及各种10GbE标准端口类型的主要应用。

基于光纤的10GbE：802.3ae概览

首先要指出的是，10GbE仍然属于以太网，只是速度快得多。除了将速度水平提高到了10000Gb/s以外，IEEE 802.3ae 10GbE标准的主要目标是保留以太网的帧格式，保持802.3标准的最大和最小帧尺寸，以及只支持全双工操作（因而不符合CSMA/CD协议的要求）。IEEE 802.3ae标准的很大一部分都是用于定义10GbE物理层。

随着标准化工作的深入，人们定义了四种主要的光接口类型，它们可以在不同的距离上支持单模和多模光纤。按照IEEE的术语，这些接口被称为依赖于物理介质的子层，简称PMD。除了这四种PMD以外，该标准还制定了两个用以支持LAN和WAN应用的物理层规范（PHY）系列。一般而言，PHY的属性是在负责编码和解码功能的物理编码子层（PCS）定义的。目前，总共有七种10GbE端口类型（如图1所示）。

IEEE 802.3ae PMD子层

10GbE标准所规定的PMD子层看起来似乎容易混淆。每个PMD都具有不同的技术特性，可以支持不同的光纤介质和操作距离。在定义PMD子层时，IEEE倾向于为每种特定的应用提供成本最低廉的光传输技术：

只用于单模光纤的PMD

10GBASE-L?D?D工作在1300nm频段，最长距离为10公里（6.2英里）。
10GBASE-E?D?D工作在1550nm频段，最长距离为40公里（24.8英里）。
图1 IEEE 802.3ae标准为LAN或者WAN应用定义了四种PMD和三个PCS层，以及七种可选的10GbE端口类型。

IEEE 802.3ae 万兆以太网端口类型

只用于多模光纤的PMD

10GBASE-S?D?D采用低成本的850nm激光技术，在传统多模光纤上覆盖26到82米的距离。利用针对激光优化的多模光纤（也被称为OM3光纤），10GBASE-S的覆盖距离可以扩展到300米。
适用于多模和单模光纤的PMD

10GBASE-LX4采用了一个由四束激光组成的阵列，每个以3.125Gb/s发射，并且四个接收器以波分复用（WDM）的方式排列。该PMD工作在1300nm频段，可以在传统的FDDI级多模光纤上支持300米的连接距离，在单模光纤上支持10公里的连接距离。
如需详细了解PMD所支持的各种光纤类型和连接距离，请参阅思科产品简介，网址是：cisco.com/packet/173_5b1。

IEEE 802.3ae PHY系列

10GbE标准框架包含两个新的物理层规范：LAN PHY和WAN PHY。另外还有三种PCS子层：10GBASE-X、10GBASE-R和10GBASE-W。前两个属于LAN PHY系列，最后一个属于WAN PHY。

LAN PHY和WAN PHY的区别在于帧类型和接口速度。串行LAN PHY（10GBASE-R）采用的是以太网帧，数据速率为10.3125Gb/s（MAC的运行速度为10.000Gb/s；加上64B/66B的编码开销，实际的线路速率为10.000* 66/64=10.3125Gb/s）。而WAN PHY则可以将64B/66B编码负荷包装到一个通过SONET连接的STS-192c帧中，数据速率为9.953Gb/s。

我们为什么需要WAN PHY？

SONET/SDH是光传输网络上采用的主要技术，因而传统的光传输基础设施都建立在工作速率为9.953Gb/s的SONET/SDH协议的基础上。但是，线路速率为10.3125Gb/s的LAN PHY与SONET/SDH的速率不匹配，因而不能在基于SONET/SDH的WAN上传输。WAN PHY是IEEE为让10GbE数据速率适应SONET/SDH速度而提供的方法。
WAN PHY可以让10GbE兼容ANSI定义的SONET STS-192c格式和数据速率，以及ITU规定的SDH VC-4-64c容器。WAN PHY并不是严格兼容SONET。它更适于被形容为10GbE的一种适应SONET的变体。它的光传输规格和延时、抖动要求仍然与SONET/SDH网络截然不同。