萬兆乙太網技術及測試

2022-12-19 09:18:03 字數 3668 閱讀 3752

從2023年施樂公司(xerox)提出並實現乙太網技術以來,歷經了30年的時間,乙太網技術最終戰勝了令牌匯流排、令牌環、wangnet、25m atm等技術,成為區域網的事實標準。乙太網技術當前在全球範圍區域網佔絕對主導地位,市場占有率超過了90%。

雖然乙太網在區域網中占有絕對優勢,但是在很長的一段時間內,人們普遍認為乙太網不能適用於都會網路。主要原因有兩個,一是乙太網用作都會網路骨幹頻寬太低。即使是千兆乙太網鏈路在當前10m乙太網到使用者桌面的環境下,作為匯聚也是勉強,作為骨幹則更是力所不能及。

二是乙太網傳輸距離過短。無論是10m、100m還是千兆乙太網,由於訊雜比、碰撞檢測、可用頻寬等原因雙絞線傳輸距離都是100m;使用光纖傳輸時距離由光纖的損耗和色散等所制約。ieee 802.

3z規定1000base-sx介面使用纖芯62.5/125的多模光纖最長傳輸距離275m,使用纖芯50/125的多模光纖最長傳輸距離550m;1000base-lx介面使用纖芯62.5/125的多模光纖最長傳輸距離550m,使用纖芯50/125的多模光纖最長傳輸距離550m,使用纖芯為9/125的單模光纖最長傳輸距離5000m。

據區域網5公里的最長傳輸距離對都會網路來說是遠遠不夠的。雖然某些廠商開發的千兆介面已經能達到80km傳輸距離(如1000base-zx),而且一些廠商之間已完成互通測試,但畢竟是非標準的實現,不能保證所有廠商該類介面的互聯互通。

2023年6月12日,隨著802.3ae10ge萬兆乙太網標準的正式頒布,乙太網迎來了乙個新的春天。萬兆乙太網技術是乙太網技術發展中的乙個重要標準。

它是一種只適用於全雙工模式,所以它不需要帶有衝突檢測的載波偵聽多路訪問協議(csma/cd)。除此之外,萬兆乙太網與原來的乙太網模型完全相同,仍然保留了乙太網幀結構,只是通過不同的編碼方式或波分復用提供10gbit/s傳輸速度。萬兆乙太網可以分為區域網應用和廣域網應用:

10gbps局域乙太網物理層的特點是,支援802.3mac全雙工工作方式,允許乙太網復用裝置同時攜帶10路1g訊號,幀格式與乙太網的幀格式致,工作速率為10gbps。10gbps區域網可用最小的代價公升級現有的區域網,並與10/100/1000mbps相容,使區域網的網路範圍最大達到40km。

10gbps廣域網物理層的特點是採用oc-192c幀格式**路上傳輸,傳輸速率為9.58464gbps。

萬兆乙太網能夠使用多種光纖介質,具體表示方法為10gbase-[介質型別][編碼方案][波長數],或更加具體些表示為:10gbase[e/l/s][r/w/x][/4]。在光纖介質型別中,s為短波長(850nm),用於多模光纖在短距離(約為35m)傳送資料;l為長波長,用於在校園的建築物之間或大廈的樓層進行資料傳輸,在使用多模光纖時,傳輸距離為9om,而當使用單模光纖時可支援10km的傳輸距離;e為特長波長,用於廣域網或都會網路中的資料傳送,當使用1550nm波長的單模光纖時,傳輸距離可達40km。

在編碼方案中,x為區域網物理層中的8b/10b編碼,r為區域網物理層中的64b/66b編碼,w為廣域網物理層中的64b/66b編碼(簡化的sonet/sdh封裝)。最後的波長數可以為4,使用的是寬波分復用(wwdm)。在進行短距離傳輸時,wwdm要比密集波分復用(dwdm)適宜得多。

如果不使用波分復用,則波長數就是l,並且可將其省略。為了解決因現有多模光纖模式頻寬過低而造成傳輸距離過短這一問題,又開發出一種高頻寬多模光纖(hdmmf),可以使多模光纖支援的最遠傳輸距離達到300m。

fiber

62.5 micron mff

50 micron mff

sfmmhzkmsr/sw850nm serial

lr/lw

16026m2.6db

20033m2.4db

40066m

50082m

2000300m——

2.2db2.3db2.6db

10km

—1310nm serial

er/ew

—1550 nm serial

lx4300m@500 mhzkm

1310nm wwdm

2.0db2.5db240m

300m

—6.2db——

——11.4db10km——

——6.3db40km

鑑於萬兆乙太網的應用主要集中在區域網和園區網的骨幹鏈路、都會網路中,並且資料是以10gbps的高速在傳輸,確保整體的傳輸效能就非常重要。在這種情況下,對物理鏈路的測試就更加不能疏忽。為了使光纖鏈路的測試方法和手段滿足日益發展的光纖區域網應用的需求,tia/eia委員會於2023年2月正式通過了tsb-140標準。

tsb-140標準就是要去除人們對光纖鏈路要進行什麼樣的測試和如何進行測試的疑惑。

tsb-140包括了諸如:如何使用可視故障定位裝置進行連續性和極性測試、如何使用光纖損耗測試包(olts)進行插入損耗測試、以及如何使用otdr進行故障查詢等等內容。tsb-140將光纖測試分為兩個等級,等級1包括了使用olts進行的插入損耗設定,等級2在olts損耗測試基礎上增加了otdr測試。

結合兩個等級的測試方式,施工者可以最全面的認識光纜的安裝,網路所有者也有了安裝質量的證明。

根據tsb-140標準,所有光纜鏈路都需要進行等級1的測試。等級1測試測試光纜的衰減(插入損耗)、長度以及極性。進行等級1測試時,要使用光纜損耗測試裝置(olts)測量每條光纜鏈路的衰減,通過光學測量或借助電纜護套標記計算出光纜長度,使用olts或可視故障定位器(vfl)驗證光纜極性。

等級2測試是可選的,但也是非常重要的。等級二測試包括等級1的測試引數,還包括對每條光纖鏈路的otdr曲線。otdr曲線是一條光纖隨長度變化的衰減圖形。

通過檢查路徑的不一致性,您可以深入檢視鏈路的詳細效能(電纜、聯結器或接合處)以及施工質量。otdr曲線不能替代使用olts進行的插入損耗測量,但可用於光纜鏈路的補充性評估。眾所周知,使用otdr測試出的鏈路插入損耗與實際的插入損耗沒有關係,而實際的插入損耗是只能由olts的測試方法來得到(這也是為什麼沒有乙個網路標準使用otdr的資料來作為系統衰減的引數的原因)。

目前,大多數的otdr產品是不適合用來對光纖佈線系統進行測試的,主要的原因是他們難以滿足對距離解析度的要求、以及由於使用另類測試技術而導致不能滿足對損耗測試的精度要求。目前在結構化佈線的從業人員中很少有人得到過對otdr使用以及資料分析的培訓,所以常常會有對測試結果分析的誤解情況發生。此外,otdr的測試是乙個「昂貴」的工作,會增大光纖佈線系統的成本。

所以在tsb-140的適用範圍中增加了這樣乙個說明,等級1的測試是本標準中的強制要求。

近期安恆網路測試服務中心已經成功地為幾個園區網進行了萬兆乙太網佈線系統的驗收檢測,發

現主要的問題是使用者和施工方對萬兆乙太網不限的測試標準和測試方法缺乏了解。為此,安恆網路維護學院在其開設的cctt、cftt佈線及光纖認證測試工程師培訓中增加了萬兆乙太網工程測試驗收及tsb-140標準的相應內容。

在對萬兆乙太網的物理鏈路的測試中還有乙個非常重要的引數,這個引數就是色散。色散是指傳輸中引起的資料訊號的變形和失真,如果系統中的色散過大就會使接收裝置識別訊號發生錯誤,導致系統誤位元速率的公升高。色散在高速率長距離的傳輸中影響更大,所以在短距離的網路傳輸中是可以不對色散進行測試的。

當萬兆乙太網進行遠距離傳輸(>40km)時,由於色散的原因系統的效能會嚴重下降。這個時候就需要使用色散測試儀對色散進行測試,以保證系統能夠穩定的傳輸。如果色散測試結果過大,還需要在鏈路中適當加入色散補償光纖,以使系統的總色散符合要求。

總之,由於萬兆乙太網傳輸速率高,對傳輸介質的效能要求要遠高於千兆乙太網,所以對於萬兆乙太網物理介質層的測試必須遵照國際標準的要求,全面仔細地進行,只有這樣才能夠確保萬兆以太網路的傳輸效能,使萬兆以太網路發揮它真正的作用。

高效乙太網交換技術介紹

高效乙太網交換技術應用 分析 進入二十一世紀以來,中國的金融業在經濟全球化,金融放鬆管制,混業經營等多種機遇和挑戰下,進入了高速發展的階段,金融創新成為主旋律。各金融機構的推出了豐富的金融產品 多樣化服務手段,更高效的業務支援,以提高核心競爭力。金融資料中心作為承載金融業務的重要it基礎設施,承擔著...

下一代乙太網安全與西電捷通TLSec技術

西電捷通系統安全技術研究 摘要 伴隨雲計算的蓬勃發展,全球乙太網交換機市場近兩年頻頻重新整理歷史記錄,運營商級乙太網技術標準制定的行業組織 城域乙太網論壇 mef 認為,乙太網正在迎來 乙太網即服務 的 下一代乙太網 時代。但在美國喬治亞州計算機安全系統服務研究機構principle logic,l...

VoIP原理介紹及組網技術

摘要主要介紹vo ip 的原理,以及相關的h.323 協議族,重點闡述了vo ip 的呼叫過程及vo ip 的網路規劃,同 時對vo ip 的服務及話音質量的控制及實現做出進一步的論述。最後結合相關產品說明vo ip 具體實現的方法。關鍵詞vo ip h.323 呼叫服務質量rsvp 延遲話音編碼 ...