10G速度的以太网时代已经来临！随着云计算的重要性日显突出，以及对统一的数据/存储连接和企业数据中心服务器虚拟化提高利用率的重要性日益增加，使得10Gbps的以太网正在迅速普及。不久前还不被看好的降级到大容量的回程连接选项，现在，越来越多的应用程序正充分利用着10GbE链接的可用性和成本效益的优势。如前三代以太网一样，无处不在的成熟管理工具、以及其令人信服的成本结构优势使得10G以太网（10GbE）迅速占领计算机网络市场。根据一家数据中心技术行业领先的分析研究机构CrehanResearch的分析报告显示，有超过八百万家数据中心在2011年采用了10GE端口。而另一家业内领先的分析机构TheLinleyGroup今年1月的分析报告就已经预测10GbE增长强劲，并预计，到2014年，10GbE网卡/LOM（LanOnMotherboard，主板自带以太网接口）的出货量将超过1600万。

　　从2002年开始，美国电气和电子工程师学会（IEEE）就制定了10G以太网连接的标准。比较流行的概述如下：

• 10GBASE-SR使用850nm激光器光模块，多模光纤工作。
• 10GBASE-LR使用1310nm激光器光模块，单模光纤工作。
• 10GBASE-LRM使用1310nm激光器光模块，多模光纤工作。
• 10GBASE-ER使用1550nm激光器光模块，单模光纤可达40公里以上工作。
• 10GBASE-KX4运行超过四铜背板布线距离可达1米。
• 10GBASE-KR运行单一背板布线距离可达1米。
• 10GBase-T运行超过6类（CAT6）和6A类（CAT6A）双绞线铜缆布线距离可达100米。

　　此外，一项名为SFP+DirectAttach的非IEEE标准也十分普及。此方法使用一个被动双斧头电缆组件，直接连接到SFP+模块。电缆组件排列在预先指定的长度来链接SFP+模块。支持3至10米的距离，这取决于使用的同轴电缆厚度。

　　这篇文章的重点旨在介绍10GBase-T标准的连接性选项。在所有可供选择的选项中，10GBase-T标准（也被称为IEEE协会802.3an）可说是最灵活、最经济、向后兼容和用户友好的万兆以太网连接选项。它是设计用来与成熟的非屏蔽双绞线布线技术，这在千兆以太网环境中已经是普遍使用的了，它可以直接与本协议相互操作。通过一个单一的电缆类型，其覆盖能力在任何距离可达100米，因此在数据中心和企业环境中的距离要求达到99％。在这篇文章中，我们将探讨10GBase-T标准的基础技术，介绍其将给数据中心的诸多益处，并概述其目前的使用现状，探索其未来的发展及其影响。

　　10GBase-T标准的基础技术

　　IEEE于2006年6月批准的802.3an为芯片制造商开发和引进兼容和互操作设备，允许10Gbps通信通过非屏蔽双绞线，提供一个确定的蓝图。10GBase–T标准是第四代所谓的BASE-T技术，全部采用RJ45连接器和非屏蔽双绞线电缆提供高达10Mbps、100Mbps、1Gbps、和10Gbps的数据传输，同时保持向后兼容前几代的技术。因为BASE-T的设备已经使用了IEEE定义的自动协商协议，以确定链接另一端的支持能力。同时，向后兼容性意味着可以在同一时间进行一端升级，在不改变布线或设备进行叉车式升级的情况下允许快速并相当容易提高网络速度。

　　该10GBASE-T收发器采用全双工传输消除回声，可让四个双绞线以标准以太网电缆传输，从而使每一对双绞线都以2.5Gbps有效传输。这些位被转换成带宽降低线路代码，称为128–DSQ（doublesquare），将10GBASE-T的调制解调器的模拟带宽利用率限制在了400MHz。

　　高性能线路均衡计数器影响传输通道的低通滤波器的效果，和额外的数字信号处理（DSP）功能，取消在布线中存在串扰和回波障碍。此外，强大的低密度奇偶校验码，或LDPC，前向纠错编码的DSP功能，可以几乎无差错检测接近极限的信号噪声比。

　　由于10GBase-T收发器的数字信号处理功能导致内部线对之间的串扰完全取消，这些收发器的性能只受到有限的外来串扰，即：相邻的元件和布线之间的耦合，干扰信号。轴承这种敏感性在心，虽然10GBase-T收发器能够在不同类型的双绞线布线运行，6A类布线是专为这种类型的传输。具体来说，6A类布线的要求制定了解决外来串扰的净空要求，支持10GBase-T超过100米的电缆，包含了四个连接器布线，并提供信号外来串扰和高达500MHz的扩展频率带宽。

　　虽然6A类电缆是最理想的，主要针对支持100Base-T和1000BASE-T收发器的6类电缆，也可能适用于一些10GBase–T的应用程序。因为6类双绞线电缆的外来串扰非常依赖于安装的做法（例如：捆绑、用系带和途径填充），而部署指南是基于一个“典型的”最坏的环境制定了。这些指导方针表明，100Base–T收发器应运行在6类UTP，信道长度可达37米，可以运营长度为37至55米的通道，具体取决于实际外来串扰水平。TIATSB-155-A和ISO/IEC24750技术公告确定额外的性能提升空间，以及适用的专业资格测试要求和程序，必须满足安装6类电缆以支持10GBase–T。

　　与以前的BASE-T标准相比，前面提到的128-DSQ行代码用于10GBASE-T系统增加每个符号的比特数。这一点很重要，因为一个外部信号引入的电磁干扰（EMI）双倍于电缆的共模并转换为差分信号可能会导致10GBase–T100米的链接错误。

　　常见的电磁干扰测试，如TelcordiaGR1089规定的相关标准，要求采用8.5v/m的磁场强度进行测试。在8.5v/m电磁领域使用5类和6类非屏蔽双绞线电缆测试表明，差动传感器可以很容易地达到60mv，从而接收超过100米的10GBase-T链接接收器电压幅度。

　　为了抵消这种电磁干扰事件，特别是在一个非屏蔽布线系统，10GBase-T收发机支持自适应干扰抵消。这种算法需要三个主要步骤：检测干扰、确定、然后删除。

　　检测可以根据在每个接收器获得的差分信号进行分析。这种检测必须运行在从对方的发射机存在发送所需的信号给另一方，因此需要复杂的信号处理。傅里叶变换（Fouriertransform）或其他技术应用于接收到的差分信号可以揭示干扰源，因为它的电压水平低于该信号发射器，否则将不被发现。

　　电磁干扰信号可以通过更高的共模信号被检测到，但传统上使用的Base-T以太网链接用于在没有接收共模信号隔离变压器。新一代的10Base-T解决方案提供一个所谓的第五通道专用的共模信号。这一接收器需要一个额外的超越传统磁性的变压器，可以大大提高电磁干扰检测的可靠性。那些诸如PLX科技之类的供应商所提供的10Base–TPHY技术设计，可配置为两种操作模式，使系统制造商自己权衡鲁棒性与成本。

　　一旦干扰信号被检测到，自适应滤波技术可以获取干涉的频率和相对振幅，并将其过滤出来。最新一代的10Base-T设备可以在不到10微秒的时间内从较大的电磁干扰事故中恢复（10伏特/米域），同时在适应电磁干扰之后取消多个电磁干扰事件和操作无误。下图2是一个摄影试验室，用来测试10Base-T启用设备的电磁干扰测试。

　　网络设备制造商测试和10Base–T设备资格预审在上图所示的实验室中进行，以确保其符合TelcordiaGR1089规定的相关的电磁干扰标准。从而保证了电磁干扰对于数据中心的设备用户来说不会是一个问题。

　　总结

　　10Base–T技术旨在提供一个向后兼容，增量升级为10Gbps以太网，并尽量减少过渡到10Gbps速度可能带来的其它互连技术的破坏。这种注重简单的过渡出现在从支持100Base-T和1000Base-T互连，到支持较大体系结构的实现，简化管理领域，以继续使用现有的布线做法。

　　本文的第二部分将更深层次的探讨10GBase-T技术，以及其如何对数据中心进行革命性的部署。