10G速度的以太網時代已經來臨！隨著云計算的重要性日顯突出，以及對統一的數據/存儲連接和企業數據中心服務器虛擬化提高利用率的重要性日益增加，使得10Gbps的以太網正在迅速普及。不久前還不被看好的降級到大容量的回程連接選項，現在，越來越多的應用程序正充分利用著10GbE鏈接的可用性和成本效益的優勢。如前三代以太網一樣，無處不在的成熟管理工具、以及其令人信服的成本結構優勢使得10G以太網（10GbE）迅速占領計算機網絡市場。根據一家數據中心技術行業領先的分析研究機構CrehanResearch的分析報告顯示，有超過八百萬家數據中心在2011年采用了10GE端口。而另一家業內領先的分析機構TheLinleyGroup今年1月的分析報告就已經預測10GbE增長強勁，并預計，到2014年，10GbE網卡/LOM（LanOnMotherboard，主板自帶以太網接口）的出貨量將超過1600萬。
從2002年開始，美國電氣和電子工程師學會（IEEE）就制定了10G以太網連接的標準。比較流行的概述如下：
10GBASE-SR使用850nm激光器光模塊，多模光纖工作。
10GBASE-LR使用1310nm激光器光模塊，單模光纖工作。
10GBASE-LRM使用1310nm激光器光模塊，多模光纖工作。
10GBASE-ER使用1550nm激光器光模塊，單模光纖可達40公里以上工作。
10GBASE-KX4運行超過四銅背板布線距離可達1米。
10GBASE-KR運行單一背板布線距離可達1米。
10GBase-T運行超過6類（CAT6）和6A類（CAT6A）雙絞線銅纜布線距離可達100米。
此外，一項名為SFP+DirectAttach的非IEEE標準也十分普及。此方法使用一個被動雙斧頭電纜組件，直接連接到SFP+模塊。電纜組件排列在預先指定的長度來鏈接SFP+模塊。支持3至10米的距離，這取決于使用的同軸電纜厚度。
這篇文章的重點旨在介紹10GBase-T標準的連接性選項。在所有可供選擇的選項中，10GBase-T標準（也被稱為IEEE協會802.3an）可說是最靈活、最經濟、向后兼容和用戶友好的萬兆以太網連接選項。它是設計用來與成熟的非屏蔽雙絞線布線技術，這在千兆以太網環境中已經是普遍使用的了，它可以直接與本協議相互操作。通過一個單一的電纜類型，其覆蓋能力在任何距離可達100米，因此在數據中心和企業環境中的距離要求達到99％。在這篇文章中，我們將探討10GBase-T標準的基礎技術，介紹其將給數據中心的諸多益處，并概述其目前的使用現狀，探索其未來的發展及其影響
10GBase-T標準的基礎技術
IEEE于2006年6月批準的802.3an為芯片制造商開發和引進兼容和互操作設備，允許10Gbps通信通過非屏蔽雙絞線，提供一個確定的藍圖。10GBase–T標準是第四代所謂的BASE-T技術，全部采用RJ45連接器和非屏蔽雙絞線電纜提供高達10Mbps、100Mbps、1Gbps、和10Gbps的數據傳輸，同時保持向后兼容前幾代的技術。因為BASE-T的設備已經使用了IEEE定義的自動協商協議，以確定鏈接另一端的支持能力。同時，向后兼容性意味著可以在同一時間進行一端升級，在不改變布線或設備進行叉車式升級的情況下允許快速并相當容易提高網絡速度。
該10GBASE-T收發器采用全雙工傳輸消除回聲，可讓四個雙絞線以標準以太網電纜傳輸，從而使每一對雙絞線都以2.5Gbps有效傳輸。這些位被轉換成帶寬降低線路代碼，稱為128–DSQ（doublesquare），將10GBASE-T的調制解調器的模擬帶寬利用率限制在了400MHz。
高性能線路均衡計數器影響傳輸通道的低通濾波器的效果，和額外的數字信號處理（DSP）功能，取消在布線中存在串擾和回波障礙。此外，強大的低密度奇偶校驗碼，或LDPC，前向糾錯編碼的DSP功能，可以幾乎無差錯檢測接近極限的信號噪聲比。如下圖1即描繪了一個10GBASE-T收發器的例子。
圖1：一個10GBASE-T收發器的主要DSP塊線路均衡，LDPC前向糾錯和模擬線路代碼數據轉換框圖。
由于10GBase-T收發器的數字信號處理功能導致內部線對之間的串擾完全取消，這些收發器的性能只受到有限的外來串擾，即：相鄰的元件和布線之間的耦合，干擾信號。軸承這種敏感性在心，雖然10GBase-T收發器能夠在不同類型的雙絞線布線運行，6A類布線是專為這種類型的傳輸。具體來說，6A類布線的要求制定了解決外來串擾的凈空要求，支持10GBase-T超過100米的電纜，包含了四個連接器布線，并提供信號外來串擾和高達500MHz的擴展頻率帶寬。
雖然6A類電纜是最理想的，主要針對支持100Base-T和1000BASE-T收發器的6類電纜，也可能適用于一些10GBase–T的應用程序。因為6類雙絞線電纜的外來串擾非常依賴于安裝的做法（例如：捆綁、用系帶和途徑填充），而部署指南是基于一個“典型的”最壞的環境制定了。這些指導方針表明，100Base–T收發器應運行在6類UTP，信道長度可達37米，可以運營長度為37至55米的通道，具體取決于實際外來串擾水平。TIATSB-155-A和ISO/IEC24750技術公告確定額外的性能提升空間，以及適用的專業資格測試要求和程序，必須滿足安裝6類電纜以支持10GBase–T。
與以前的BASE-T標準相比，前面提到的128-DSQ行代碼用于10GBASE-T系統增加每個符號的比特數。這一點很重要，因為一個外部信號引入的電磁干擾（EMI）雙倍于電纜的共模并轉換為差分信號可能會導致10GBase–T100米的鏈接錯誤。
常見的電磁干擾測試，如TelcordiaGR1089規定的相關標準，要求采用8.5v/m的磁場強度進行測試。在8.5v/m電磁領域使用5類和6類非屏蔽雙絞線電纜測試表明，差動傳感器可以很容易地達到60mv，從而接收超過100米的10GBase-T鏈接接收器電壓幅度。
為了抵消這種電磁干擾事件，特別是在一個非屏蔽布線系統，10GBase-T收發機支持自適應干擾抵消。這種算法需要三個主要步驟：檢測干擾、確定、然后刪除。
檢測可以根據在每個接收器獲得的差分信號進行分析。這種檢測必須運行在從對方的發射機存在發送所需的信號給另一方，因此需要復雜的信號處理。傅里葉變換（Fouriertransform）或其他技術應用于接收到的差分信號可以揭示干擾源，因為它的電壓水平低于該信號發射器，否則將不被發現。
電磁干擾信號可以通過更高的共模信號被檢測到，但傳統上使用的Base-T以太網鏈接用于在沒有接收共模信號隔離變壓器。新一代的10Base-T解決方案提供一個所謂的第五通道專用的共模信號。這一接收器需要一個額外的超越傳統磁性的變壓器，可以大大提高電磁干擾檢測的可靠性。那些諸如PLX科技之類的供應商所提供的10Base–TPHY技術設計，可配置為兩種操作模式，使系統制造商自己權衡魯棒性與成本。
一旦干擾信號被檢測到，自適應濾波技術可以獲取干涉的頻率和相對振幅，并將其過濾出來。最新一代的10Base-T設備可以在不到10微秒的時間內從較大的電磁干擾事故中恢復（10伏特/米域），同時在適應電磁干擾之后取消多個電磁干擾事件和操作無誤。下圖2是一個攝影試驗室，用來測試10Base-T啟用設備的電磁干擾測試。
網絡設備制造商測試和10Base–T設備資格預審在上圖所示的實驗室中進行，以確保其符合TelcordiaGR1089規定的相關的電磁干擾標準。從而保證了電磁干擾對于數據中心的設備用戶來說不會是一個問題。
總結
10Base–T技術旨在提供一個向后兼容，增量升級為10Gbps以太網，并盡量減少過渡到10Gbps速度可能帶來的其它互連技術的破壞。這種注重簡單的過渡出現在從支持100Base-T和1000Base-T互連，到支持較大體系結構的實現，簡化管理領域，以繼續使用現有的布線做法。
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