高速以太网_百度百科
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高速以太网
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速率达到或超过100Mb/s的以太网称为高速以太网。分两类：由组成的共享型高速以太网系统和有高速以太网交换机构成的交换性高速以太网系统。
高速以太网定义
速率达到或超过100Mb/s的以太网称为高速以太网。
高速以太网以太网的内容
高速以太网高速以太网的特点
高速以太网系统分两类：由组成的共享型高速以太网系统和有高速以太网交换机构成的交换性高速以太网系统。
100Base-FX因使用光缆作为媒体充分发挥了全双工的优势。100Base-T的有很强的自适应性，他能够自动识别能够自动识别10Mb/s和100Mb/s。
10Mb/s和100Mb/s的自适应系统是指端口之间10Mb/s和100Mb/s传输率的自动匹配功能。自适应处理过程具有以下两种情况：
（1）原有10Base-T具备自动协商功能，即具有10Mb/s和100Mb/s自动适应功能，则双方通过FLP信号进行协商和处理，最后协商结果在网卡和100Base-TX的相应端口上均形成100Base-TX的工作模式。
（2）原有10Base-T网卡不具备自动协商功能的，当网卡与具备10Mb/s和100Mb/s自动协商功能的端口连接后，集线器端口向网卡端口发出FLP信号，而网卡端口不能发出快速链路脉冲（FLP）信号，但由于在以往的10Base-T系统中，非屏蔽型双绞线（UTP）媒体的链路正常工作时，始终存在正常链路脉冲（NLP）以检测链路的完整性。所以在新系统的自动协调过程中，的10Mb/s和100Mb/s自适应端口接收到的信号是NLP信号；由于NLP信号在自动协调协议中也有说明，FLP向下兼容NLP，这样集线器的端口就自动形成了10Base-T工作模式与网卡相匹配。
高速以太网高速以太网的体系结构
高速以太网的体系结构如图所示：
从OSI看，与10Mb/s以太网相同，仍有、和。
从IEEE802模型看，它具有MAC子层和的功能。
高速以太网高速以太网的类型
（1）、共享型快速以太网系统：使用。
（2）、交换型以太网系统：使用快速以太网。
高速以太网高速以太网的适用范围
于较远距离的传输
高速以太网高速以太网使用的介质
：作为网络的物理介质，提供基本。
高密度波分多路复用：基本带宽的增倍器，提高每根光纤的通信。
交换式，是大量的基本带宽转化为可用的带宽。
高速以太网高速以太网的传输速率
高速以太网以太网分类
高速以太网的传输速率最低为百兆，基本传输速率应为千兆、万兆甚至更高。
高速以太网千兆以太网
在1995年后期，IEEE 802.3委员会就组建了一个工作小组，以研究在以太网的环境下如何使分组包的传输速度达到Gbit（即千兆）级。如今千兆以太网的技术标准已经成熟，并有了一些成功的应用。千兆以太网不仅仅定义了新的媒体和，还保留了10M和100M以太网的协议、帧格式，以保持其向下兼容性。随着越来越多的人使用100M以太网，越来越多的业务负荷在骨干网上承载，千兆以太网就应运而生。
用于连接核心服务器和高速。每个都有10/100M自适应端口和1G的。图1为的典型应用。
的协议栈结构包括和介质访问层（MAC），该MAC层是802.3的MAC层算法的增强版本。除了使用非屏蔽的双绞线，对于其他媒介，都可以使用新定义的gigabit medium-independent interface (GMII)，GMII是一种8bits的并行同步收发接口，它用于芯片和芯片的标准接口，可以满足不同芯片供应商对于MAC层和的互连互通。
1.1 介质访问层
使用IEEE 802.3定义的10M/100M以太网一致的CSMA/CD帧格式和MAC层协议。以太网交换机（全双工模式）中的千兆端口不能采用共享信道方式访问介质，而只能采用专用信道方式，这是因为在专用信道方式下，数据的收发能够不受干扰地同步进行。
由于以太网交换技术的发展，不采用CSMA/CD协议也能全双工操作。规范发展完善了PAUSE协议，该协议采用不均匀方法最先应用于100M以太网中。
协议定义了以下四种接口：
● 1000BASE-LX：较长波长的光纤，支持550 m长的多模光纤（62.5μm或50μm）或5 Km长的单模光纤（10μm），波长范围为 nm；
● 1000BASE-SX：较短波长的光纤，支持275 m长的多模光纤（62.5μm）或550 m长的多模光纤（50μm），波长范围为770到860 nm；
● 1000BASE-CX：支持25 m长的短距离屏蔽双绞线，主要用于单个房间内或机架内的端口连接；
● 1000BASE-T：支持4对100 m长的UTP5线缆，每对线缆传输250M数据。
1.3 用于千兆以太网的数字信号编码技术
除非是双绞线方式，的数字信号均是8B/10B，这种方式在发送的时候将8bits数据转换成10bits，以提高数据的传输可靠性。8B/10B方式最初由IBM公司发明并应用于ESCON(200M互连系统）中。
这种具有以下优点：
● 实现相对简单，并以廉价的方式制造可靠的收发器；
● 对于任何数字序列，相对平衡地产生一样多的0，1比特；
● 提供简便的方式实现时钟的恢复；
● 提供有用的纠错能力。
8B/10B编码是mBnB的一个特例。所谓mBnB编码即在发送端，将m bits的基带数据映射成n bits数据发送。当n & m时，在发送侧就产生了冗余性。对于8B/10B编码，即是将8bits的基带数据映射成10bits的数据进行发送，这种方式也叫做不一致控制。从本质上讲，这种方式防止在基带数据中过多的0码流或1码流，任何一方过多的码流均造成了这种不一致性。协议中还定义了12种非有效数据的序列，主要用于系统同步和其他控制用途。
对于为双绞线的，编码方式为PAM-5（5 Level Pulse Amplitude Modulation)。PAM-5采用5种不同的信号电平编码来代替简单的，可以达到更好的带宽利用。每四个信号电平能够表示2个bits信息，再加上第五个信号电平用于机制。
高速以太网万兆以太网
当还没有大规模应用的时候，人们已经提出万兆以太网的概念。特别是Internet和Intranet上的业务流量呈爆炸式的增长，万兆以太网的协议研究及工程实现就越发迫切起来。目前造成Internet和Intranet上业务流量快速增长的几个因素如下：
● 网络连接数的增加；
● 的连接速率的增加（例如10M网用户升级到100M网用户，56K的Modem用户升级到xDSL或Cable Modem用户）；
● 对要求高的业务的增加，例如高清晰度的视频点播业务；
● 网络主机的增加及主机业务的增加。
最初，运营商们主要将应用于大容量的以太网交换机间的高速互连，随着带宽需求的增长，万兆以太网将应用于整个网络，包括应用服务器，骨干网和校园网。这种技术使得ISP和NSP能够以一种廉价的方式提供高速的服务。
这种技术同时可以应用于和的建设，这样局域网技术就能够与ATM或其他广域网络技术竞争。在大多数情况下，用户需要数据通过TCP/IP实现全网的无缝连接，从用户到网络业务提供者，而真正做到这一点。由于不需要将以太网的分组包分拆或重组成ATM信元，避免了的浪费，这种网络真正做到端到端的以太网。
IP技术和万兆以太网技术的结合不仅仅能够提供高质量的服务，同时能够进行有效的流量控制，而在以前只有ATM能够做到。
根据的应用场合不同，已经定义了不同的光纤接口（光纤的波长和传输距离）。最大的传输距离从300 m一直到40 km，并采用了多种光纤介质，以全双工方式运行。图2比较了几种不同以太网的最大传输距离。
另外，具有以下几个显著特征：
● 不再支持半双工数据传输，所有数据传输都以全双工方式进行，这不仅极大地扩展了网络的覆盖区域，而且使标准得以大大简化。
● 为使不但能以更优的性能为企业骨干网服务，更重要的是，还要从根本上对以及其它长距离网络应用提供最佳支持，尤其是还要与现存的大量SONET网络兼容，该标准对进行了重新定义，使得其兼容性大大提高。
● 网络费用是决定一种网络技术发展速度的重要因素。竞争和规模效应使以太网设备的价格很快下降。尽管快速以太网产品从1994年才进入市场，但是最近两年，这些产品的价格也大幅度下降。10G以太网的价格趋势也会与快速以太网一样。IEEE的目标是以两到三倍的100Base-FX接口的价格建立10G以太网连接。
高速以太网以太网技术发展存在的问题
尽管10G以太网在提供基于以太网的方面向前迈出了非常重要的一步，但要作为的全面解决方案还是缺乏一些关键的性能。在中，10G以太网还面临着其他一些挑战。
以太网因为其最优化而著称，这种技术对于共享访问和突发性业务流量是非常有效的。但是10G以太网难于支持多业务，因为它缺乏QoS能力。RSVP和IEEE802.1P能提供QoS，但是仍无法和的ATM技术的QoS相比。服务供应商们可能会在中继续使用SONET/SDH技术。
建立多业务的另一种方法是使用DWDM，让一部分波长载运10G以太网，另一部分载运其他业务流比如SONET/SDH，以及多个。虽然与相比，10G以太网网络的可扩展性因为速度和传输距离的提高而得到了提高，但这些改进在本质上仍然是有限的。当的需求扩展到OC-768（或者是40Gbps）时，问题还没有解决。此外，考虑到的复杂性不断增加，所以必须进行流量工程设计。DWDM的MPLamda与10G以太网的多协议标记交换（MPLS）技术共同提供了这一至关重要的业务流量工程设计能力。
总之, 虽然10G以太网的容量和传输距离得到了很大提高，但是，无法解决新型对多业务的要求，同时，在传输距离进一步提高的情况下，难以应付。
根据现在最新的消息：前不久，IEEE投票反对把802.3ae（10G以太网）标准更快地进行通过，因为他们认为零部件销售商还没有足够的设备能够通过标准测试。虽然存在一些程序上的小问题，但标准化草案在技术上是切实可行的。事实上，10G以太网标准方案已经完全成熟。IEEE暂停此方案进入最后批准阶段并不是因为技术原因，而仅仅是程序操作的问题。按计划在2002年3月前通过仍然是很有可能的。君，已阅读到文档的结尾了呢~~
以太网物理层信号测试与分析
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以太网物理层信号测试与分析
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3秒自动关闭窗口千兆以太网编码方式_中华文本库
在传输中使用 8B/6T 编码方式, 信号频率为 25MHz,符合 EIA586 结构化布线...千兆以太网千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术, 给用户带来了提高核心网络的...
( 物理层) 使用了不同的编解码方式: 10GBase- X 采用 的是和千兆以太网...64B/66B 编码器各个模块完成的功能分配 如下: ( 1 ) 寄存器模块 把 64B ...
千兆以太网规范---讲了千兆以太网的各种接口,很全面,很好--打出来_计算机硬件...1000Base-SX 规范采用8B/10B 数据编码方法,适用于作为 大楼网络系 统的主干...
在以上9种千兆以太网规范中,就有6种是基于光纤的。它们分别是已以标准形式发布...1000Base-SX 规范采用8B/10B 数据编码方法,适用于作为 大楼网络系 统的主干...
2. 100Base-T 以太网编码方法 100 Base -TX(物理层) 因为通常100Base-TX的PMD是使用CAT5线传输,按 TIA/EIA-586-A定义只能达到100MHz,而当PCS层将4Bit编译...
3 1 速以太网技术。 在传输中使用 8B/6T 编码方式,信号频率为 25MHz,符合..., IEEE802.3z 具有下列千兆以太网标准: 有下列千兆以太网标准: (1) 1000Base...
以太网物理层标准标识方法_信息与通信_工程科技_专业资料。3.5 3.5.1 ? 高速以太...10Base-F 粗细 快速以太网和千兆以太网 ? 100Base-T ? 100Base-F ? 1000...
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尽管在双绞线 千兆以太网规范中还有 1000Base-TX 规范,但是它只能使用 6 类...对应的编码格式如图 5-15 所示。PAM-5 编码方使用-1、0、+1 三种电平,其-...
电路设计 以太网测试模块采用两种接口方式: RJ45 电口和 图 3 千兆以太网分析技术实现电路框图 9 电子质量 (2011 第 11 期) 到接口芯片, 由接口芯片进行编码...君，已阅读到文档的结尾了呢~~
基于2DPAM5编码方法的距离增强型以太网物理层技术要求技术,距离,方法,基于2D,技术要求,以太网,编码方式,物理层,要求,编码方法
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基于2DPAM5编码方法的距离增强型以太网物理层技术要求
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3秒自动关闭窗口电口以太网物理层一致性测试原理与过程&
关键字： 以太网& 物理层& 一致性测试
　　1、 以太网物理层信号特点
　　以太网对应OSI七层模型的数据链路层和物理层，对应数据链路层的部分又分为逻辑链路控制子层(LLC)和介质访问控制子层(MAC)。MAC与物理层连接的接口称作介质无关接口(MII)。物理层与实际物理介质之间的接口称作介质相关接口(MDI)。在物理层中，又可以分为物理编码子层(PCS)、物理介质连接子层(PMA)、物理介质相关子层(PMD)。根据介质传输数据率的不同，以太网电接口可分为10Base-T，100Base-Tx和1000Base-T三种，分别对应10Mbps，100Mbps和1000Mbps三种速率级别。不仅是速率的差异，同时由于采用了不同的物理层编码规则而导致对应的测试和分析方案也全然不同，各有各的章法。下面先就这三种类型以太网的物理层编码规则做一分析。
　　1、1 10Base-T 编码方法
　　10M以太网物理层信号传输使用曼彻斯特 编码方法，即“0”=由“+”跳变到“-”，“1”=由“-”跳变到“+”,因为不论是”0”或是”1”,都有跳变,所以总体来说,信号是DC平衡的, 并且接收端很容易就能从信号的跳变周期中恢复时钟进而恢复出数据逻辑。
　　1、2 100Base-Tx 编码方法
　　100Base-TX又称为快速以太网，因为通常100Base-TX的PMD是使用CAT5线传输，按TIA/EIA-586-A定义只能达到100MHz，而当PCS层将4Bit编译成5Bit时，使100Mb/s数据流变成125Mb/s数据流，所以100Base-TX同时采用了MLT-3(三电平编码)的信道编码方法，目的是使MDI的5bit输出的速率降低了。MLT-3定义只有数据是“1”时，数据信号状态才跳变，“0”则保持状态不变，以减低信号跳变的频率，从而减低信号的频率。
　　100Base-Tx的MAC层在数据帧与帧之间，会插入IDEL帧(IDEL=11111)，告诉网上所连接的终端，链路在闲置但正常的工作状态中(按CSMA/CD，DTE数据终端机会检测链路是否空闲，才会发送数据)。事实上链路绝大部分时间，以IDEL“11111”为主，5Bit IDLE“11111”若每个“1”都跳变的话，MDI信号的频率将会是125MHz，但是经过MLT-3编码后，原来的125MHz变成31.25MHz的信号，使频率变成原来的1/4。FCC要求以太网不能产生过大的EMI，因为链路绝大部分时间是传输IDEL，MLT-3编码会使频率集中在31.25MHz范围，因此，在MLT-3编码前，PCS层会对数据流进行伪随机的Scrambling扰码，使“11111”分散，同时将能量与频谱扩散。
　　1、3 1000Base-T 以太网编码方法
　　1000Base-T在物理层使用5电平4D-PAM编码，每个电平表示5符号-2,-1,0,1,2中的一个符号，每个符号代表2比特信息(其中4电平中每个电平代表2比特位,分别表示00，01，10，11，还有一个电平表示前向纠错码FEC)，这比二电平编码提高了带宽利用率，并能把波特率和所需信号带宽减为原来的一半(125Mbps)。但多电平编码需要用多位A/D，D/A转换，采用更高的传输信噪比和更好的接收均衡性能。
　　五个符号与电平的映射关系为:-2-&-1, -1-&-0.5, 0-&0, 1-&0.5, 2-&1。
　　1000Base-T采用了UTP里所有的4对线，并且同时收发，在全双工的模式下，加上使用4D-PMA5编码方法实现1000MB/s的数据传输率。每对线的数据率为100Mb/s，经8b/10b编码后变为125Mb/s。每个Baud波特码元代表两个比特的信息，4对线的总带宽为
　　o 125Mb/s x2 x4=1000Mb/s
　　所以，尽管是千兆速率，但实际上对示波器的带宽要求只需能高保真采集125MHz信号即可，原因就是每对线上实际传输率是125Mbps。
　　2、 测试参数说明
　　负责制定以太网标准化规范的是IEEE学会下属的802.3委员会，该规范的一部分内容就是标准测试流程，包括需要分析的参数集、测试工具的使用、结果如何判定等，目的是保证世界上各个不同厂家生产的以太网产品能满足“互操作性”。三种速率以太网物理层由于编码方法不同，自然而然也就有完全不同的测试规程。下面逐一解释标准测试集中各参数的具体含义。
　　2、1 10 Base-T测试项目
　　 DOV Mask and Voltage Test(差分输出电压的模板以及电压测试)
　　o DOV Mask MAU Ext for external MAU testing ( MAC 模块与PHY模块分离情况下的差分输出电压模板测试)
　　o DOV Mask MAU Ext Inv for external MAU testing of the negative-going pulses ( MAC 模块与PHY模块分离情况下的差分输出电压负脉冲模板测试)
　　o DOV Mask MAU for internal MAU testing ( MAC 模块与PHY模块集成情况下的差分输出电压负脉冲模板测试)
　　o DOV Mask MAU Inv for internal MAU testing of the negative-going
　　pulses( MAC 模块与PHY模块集成情况下的差分输出电压负脉冲模板测试)
　　 Link Test Pulse Mask (链接脉冲测试)
　　o Link Test Pulse head Mask (链接脉冲帧头模板测试)
　　o Link Test Pulse tail Mask (链接脉冲帧尾模板测试)
　　 TP_IDL Mask Test (空闲信号模板测试)
　　o TP_IDL Head Mask(空闲信号帧头模板测试)
　　o TP_IDL Tail Mask (空闲信号帧尾模板测试)
　　 Output Timing Jitter (输出抖动测试)
　　o Output Timing Jitter 8 BT (触发点后8 bit的抖动测试)
　　o Output Timing Jitter 8 BT (触发点后8.5 bit的抖动测试)
　　2、2 100Base-Tx测试项目
　　 Mask Test (眼图/模板测试)
　　 Jitter(抖动测试)
　　 Duty cycle distortion (占空比失真)
　　 Amplitude, Symmetry, and Overshoot(信号幅度，对称性，以及过冲测试)
　　 Rise and Fall Time(信号上升，下降时间测试)
　　2、 3 1000Base-Tx测试项目
　　 测试模式1：模板测试、峰值电压测试、衰落测试
　　模式1信号是由+2，然后接着127个0，-2，然后接着127个0，+1，然后接着127个0，-1，然后接着127个0，接着是128个+2，128个-2，128个+2，128个-2，最后是1024个0。
　　验证的目的是：
　　 接口有否驱动足够的能量将信号传送100米距离。
　　 上升时间是否足够快得以实现快速的数据交换
　　 接口有否发射过多的EMI，超过FCC Class A的要求
　　 信号是否对称，即A与B，C与D是否对称
　　 对测试模式1信号的F点500nS后的G点以及H点500nS后的J点，测量他们的电压验证插入磁损耗是否过大。规范要求，G点的幅度需要大于73.1% F点的幅度，同样J点的幅度需要大于73.1%H点的幅度。
　　 测试模式2：主模式抖动
　　 测试模式3：从模式抖动
　　 测试模式4：波形失真测试、共模输出电压
　　3、测试配置
　　3、1 示波器的选择
　　&#6M 以太网电口测试
　　要求示波器带宽高于400MHz，支持型号有力科WaveRunner 6Zi，WavePro 7Zi-A，WaveMaster 8Zi-A，LabMaster 10Zi系列。
　　&#6M 以太网电口测试
　　每路数据线传输速率是125M
　　示波器主机带宽至少为 1GHz;
　　支持型号包括 WaveRunner 610Zi ～ 640Zi;WavePro 7Zi-A，WaveMaster8 Zi-A，LabMaster 10Zi。
　　&#6M 以太网电口测试
　　每路数据线传输速率是125M
　　示波器主机带宽至少为 1GHz;
　　支持型号包括 WaveRunner 610Zi ～ 640Zi;WavePro 7Zi-A，WaveMaster8 Zi-A，LabMaster 10Zi。
　　3、2 测试夹具
　　测试夹具的主要功能是将双绞线信号转换成示波器能够直接识别的探头或通道信号。
　　力科为测试工程师提供的新型以太网测试夹具TF-ENET-B,具有优势特性包括：
　　* 同时支持10/100/1000Mbps三种 以太网速率级别
　　* 免探头设计，只需使用SMA线缆，降低费用，操作便利
　　* 高信号质量转发，支持全部以太网测试项目
　　3、3 测试报文生成
　　802.3标准委员会规定，完全测试以太网必须DUT(被测设备)发出专门的测试报文，物理层PHY芯片内部都有测试寄存器。底层驱动设计工程师通过编程置位此寄存器，PHY芯片就会向UTP线路上发出特定的测试序列报文。有些厂商，比如Intel和Realtek公司提供高层应用软件，允许测试人员能够直接操作以Intel(或RealTek)以太网芯片为核心处理单元的网卡，并驱动该网卡发送特定测试序列报文到双绞线，示波器采集这种测试序列并加以后处理与分析!
　　4. 力科以太网物理层测试方案
　　力科的以太网物理层信号测试和分析解决方案包括全系列带宽的数字示波器、串行数据分析仪、测试夹具和功能强大、易于使用的QualiPHY软件包，其具有的优势特性包括：
　　4.1、用户可定制测量项目
　　完整的一致性测试包含十几个甚至几十个项目，但不是每次测试都要遍历全部项目。
　　QualiPHY软件支持用户可定制化测试项目，可以选择单个或多个项目分别测试，从而大大提高了灵活性。图5描述的是100Base-T测试项目定制窗口。
　　4.2、 自动化测试
　　根据选择好的测试项目，QualiPHY 随即展开一系列自动化测试过程：自动设置示波器工作参数包括采样率、存储深度、采集时间、纵轴刻度、触发电平等;自动定义测量参数;自动调用第三方软件如Matlab 对波形运算，自动分析波形和测量结果，自动输出分析结果，整个测试过程完全是自动化的，无需任何人工干预。在测试过程中会同步显示测试状态和过程提示。
　　4.3、图表化提示
　　QualiPHY 软件的用户界面设计非常人性化和直观实用，它会以图表化的方式显示出一致性测试的每个环节中测试夹具、示波器主机和DUT 三者之间的拓扑关系，使用者无需记忆，就能正确设置测试环境。下图7 清晰 显示了100Base-T 测试中的夹具、DUT 和示波器连接关系。
　　4.4、自动分析测量数据
　　示波器采集波形并按规程测量参数后，QualiPHY 软件会自动将其与标准值做对比，并输出此参数通过或失败的结论。下图8 展示了QualiPHY 软件包对上升时间分析的结果，实际测量值为4.323ns，802.3 标准合格范围是3ns 到5ns，显然此参数测试通过。
　　4.6、自动输出报告
　　QualiPHY 软件在完成所有指定项目的测量和分析任务后，会自动生成美观、实用、符合标准规范的测试报告，如图9所示，报告格式可以选择是XML、HTML或PDF格式。节省了编写测试报告的时间，工程师就可以把更多精力放在产品设计上，而不是测试上。
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