第九章 Gigabit Ethernet 網路 8-9 10 GbE 電信網路

9-1 Gigabit Ethernet 簡介 『超高速 Ethernet』：1000BaseX (LX, SX, CX) 為 IEEE 802.3z 標準；1000BaseT 為 IEEE 802.3ab 標準。  基本特性如下： 傳輸速率：1000 Mbps IEEE 802.3 CSMA/CD 訊框 Cat-5 UTP、STP、光纖傳輸媒介 網路以 Hub 或 Switch 為佈線骨幹 不提供優先等級服務 頻寬使用不保證公平 高負載時頻寬使用率降低 適合多媒體傳送 網路容錯性高

9-2 Gigabit Ethernet 基本原理 以 Hub 為佈線骨幹 增加最小訊框 (64 Bytes) 長度，以延伸訊號在傳輸媒介上的時間，克服碰撞偵測的問題。 最小訊框延伸為 512 Bytes，但為了合乎 CSMA/CD 標準 (最短為 64 Bytes，最長 1518 Bytes)，所增加停留時間以『載波延伸』訊號取代。 利用『訊爆』技術增加連續傳送訊框的機會。

9-3 Gigabit Ethernet 協定堆疊 必須相容於：1  Mbps。10 Mbps、100 Mbps、1000 Mbps Ethernet 網路 協定堆疊： 聚合次層 (Convergence Sublayer, CS) 媒介相關介面 (Medium Dependent Interface, MDI) 媒介無關介面 (Medium Independent Interface, MII) Gigabit 媒介無關介面 (Gigabit Medium Independent Interface, GMII)

9-4 Gigabit Ethernet 訊框格式 (一) 最短訊框 512 Bytes (4096 bits) 最長訊框 1518 Bytes (12144 bits)  (CSMA/CD 標準) 1997 年 IEEE 802.3z 建議提升為 65536 bits 載波延伸 (Carrier Extension) 如果傳送訊框長度低於 512 Bytes，則以載波延伸增加訊框的長度到 512 Bytes。(CSMA/CD 標準為 64 Bytes) 如果訊框長度超過 512 Bytes，則直接發送，不用增加載波延伸。

9-4 Gigabit Ethernet 訊框格式 (二) 訊框爆發 在第一次延伸載波時間後連續加入訊框傳輸。 如時間未超過 1200 位元時間，則在訊框間格 (96 位元時間) 後，在連續傳送下一個訊框。 重複上述動作，如時間超過 1200 位元時間則停止傳送。

9-5 Gigabit Ethernet 通訊結構 (一) IEEE 802.3z ：1000BaseX 標準 IEEE 802.3ab ：1000BaseT 標準

9-5 Gigabit Ethernet 通訊結構 (二) 8B/10B 編碼技巧 位元串列編碼，8 個位元以 10 個符號來編碼。 提高傳輸效率 位元水準時序復原 (Bit-level Recovery) 增加位元錯誤偵測能力 區分資料和控制不同編碼 

9-5 Gigabit Ethernet 通訊結構 (三) 1000BaseX 1000Base-SX (Short-Wavelength Fiber) 1000Base-LX (Long-Wavelength Fiber) 1000Base-CX (150 歐姆 STP

9-5 Gigabit Ethernet 通訊結構 (四) 1000BasT 全雙供或半雙工作業模式 四對雙絞線工作模式 訊號編碼與脈衝整形

9-6 Gigabit Ethernet 網路架構 多重速率半雙工集線架構

9-7 10 Gigabit Ethernet 網路簡介 IEEE 802.3ae 標準 10 GEA (10 Gigabit Ethernet Alliance) 傳輸速率為 10000 Mbps IEEE 802.3 訊框格式 不提供半雙工之 CSMA/CD 運作模式 一律使用全雙工交換器作網路傳輸骨幹 具有廣域網路連接能力 相容於 10 Mbps, 100 Mbps, 1000 Mbps 目前規範不提供點對點傳送，只提供傳輸骨幹使用。 10 Gigabit Ethernet 基本原理 一律使用全雙工交換器，因此沒有碰撞問題。 一律使用光纖傳輸媒介。 實體層採用 SONET/SDH 傳輸模式。

9-8 10 Gigabit Ethernet 協定堆疊 調節次層 (Reconciliation Sublay, RS) 10 Gigabit 媒介獨立介面 (XGMII) 實體編碼次層 (Physical Coding Sublay, PCS)：使用 64B/66B 編碼技巧。 廣域網路介面次層 (WAN Interface Sublay,

9-9 10 GbE 電信網路 (一) 10 GbE 區域網路應用 區域網路傳輸骨幹  集中式傳輸交換器

9-9 10 GbE 電信網路 (二) 10 GbE 大都會電信網路 各地區之電信網路連結 SDH/SONET 連結

9-9 10 GbE 電信網路 (三) 10 GbE 廣域電信網路 密集式波幅多工 (Dense Wave Division Multiplexing, DWDM)