Ken's Blog

這篇文章原本發表於 2002 年 8 月 12 日。

當時最普遍的上網方式，是 512K/64K ADSL，一個浮動 IP 每個月 NT$898 元，因為這是篇科技文，為了避免誤導，必須加上一些補充或更正。

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 * 也要寫一些 "文以載道" 的文章
 * 所以我就寫了.. 嘿嘿
 * 建議你不要轉載這篇文章
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2002 年 6 月 17 日，IEEE 正式 100% 認可了 802.3ae，也正式宣佈了 10 Gigabit Ethernet 的降世；其實在這之前，包括 Cisco、Extreme 等大廠就紛紛推出了 10GE 的產品，並且甚至都已經做了相容性的測試，IEEE 的宣示，只是確認了 10GE 的各項規格，讓所有的廠商有確認的標準可以遵循。

在過去，Ethernet 似乎是侷限在區域網路 (Local Area Network)，但隨著 Ethernet Switches 的進步，都會網路 (MAN, Metro Area Network) 大量採用 Ethernet 的技術；廠商紛紛發現，在現行的技術上，Ethernet 可以很輕易的提供 1Gbps 的速度，但是 SONET、ATM 等其他向來使用在 WAN 上的技術，卻過於昂貴與複雜。

Ethernet 狹著各大廠的支持，以 Ethernet 為主要架構的 MAN，一路在美洲、歐洲、亞洲漫燒，以矽谷灣區的 Yipes 這家公司為例，直接使用 Ethernet 連接每一個客戶，當然，客戶可以選擇他們想要的速度；而由於 Ethernet 隨便就是可以到 100Mbps 的特性，客戶可以由網路上面直接調整他們想要的 Internet Access 頻寬，並且可以幾乎 "立即" 的提升到客戶所要求的頻寬。

  Yipes 在 2007 年被印度公司 Reliance Communications 併購

在過去的技術裡面，就算您有大把的銀子，想把 T1 (1.544M) 提升到 T3 的頻寬，恐怕得花上個把個星期吧！

這就是 Ethernet 的魅力，很便宜、很容易懂，而且又有很高的頻寬 (對於現有的 WAN 來說)。

因此有人大膽的預測，在未來的網路環境中，會只有 DWDM 和 Ethernet 兩種技術；不知道會不會這樣，但至少，已經有 "國家級" 的網路骨幹，是單純的使用 DWDM + Ethernet 構成的。

看 2015 年 TWNIC 的國內 85 個連線單位的連線頻寬統計，幾乎都是 Ethernet 了，只有一點點 SDH (STM-1、STM-4…)，和一點點 E1、T1 的專線，至於為何也有為數不少的 SDH？看下去就知道。

OK，把話題回到 10GE。

早在設計 10GE 的時候，就不把 10GE 侷限在 LAN 的環境中了。

10GE 和 Ethernet 一樣，從 Layer 2 一路向下，有 MAC、AUI 和 PHY 這幾層；值得特別介紹的是 PHY 這一層。

為了與現有的 WAN 介接，10GE 在 PHY 這一層，設計了使用 WWDM 的 LAN PHY 和 serial 傳輸的 LAN PHY、WAN PHY 至少三種不同的 PHY。

WWDM LAN PHY 使用的編碼方式，使用四個波長，並且採用 8B/10B (10 個 bits 裡面，8bits 是資料)，而 serial 的 LAN/WAN PHY，都是使用效率較好的 64B/66B 編碼。

在實際使用的傳輸線路上，有多膜光纖 (MMF) 使用 850nm，或者單膜光纖 (SMF) 使用 1310nm 或 1550nm；當使用 SMF 和 1550nm 時，距離可達 40KM。

其中，WWDM 的 LAN PHY 並沒有設計使用 MMF 的界面。

最讓人有疑問的是，為什麼要分 LAN PHY 和 WAN PHY？

在 WAN PHY 的編碼上，除了 64B/66B 以外，還有個 WIS 的的規格，也就是完整的稱呼應該是 64B/66B+WIS，LAN PHY 則沒有 WIS。

WIS 的功能，是將 Ethernet 的封包 "SONET 化"，也就是透過 10GE 的 WAN PHY 送出的封包，是可以在 SONET 中傳輸的，在 10GE 的規格中，這個封包是和 SONET OC-192c/SDH VC-4-64c 相同的。

強調一點，這邊提的並不是 10GE 可以和 SONET/SDH 相容，僅是 10GE WAN PHY 送出的封包，是可以讓 SONET/SDH 解讀的。

這樣設計的目的是，10GE 可以輕易和現有的骨幹 SONET/SDH 並存。

看到這裡，就知道為什麼 2015 年 TWNIC 的統計，除了 Ethernet 以外，就是 SDH 了 ，猜想是提供語音服務。

綜合以上所述，10GE 有不同的 PHY (WWDM LAN PHY、serial WAN/LAN PHY) 和不同的實體線路 (MMF、SMF/1310nm、SMF/1550nm)，為了避免混淆也方便稱呼，10GE 也有不同的名稱。

以 10GBASE-xyz 的形式涵蓋各式各樣的 10GE 規格，其中 x 代表的介質 (Short/Long wavelength/Extra-long wavelength)、y 代表的是編碼和封包組成方式 (X: 8B/10B WWDM LAN PHY、R: 64B/66B LAN PHY、W: 64B/66B+WIS WAN PHY)、z 代表的是使用之波長 (1: serial，可省略、4: 四個波長)。

例如，使用 SMF 1310nm、LAN PHY 和 serial 傳輸的 10GE，就叫做 10BASE-LR1，因為代表 serial 的 "1" 可以省略，所以叫做 10GBASE-LR。

這樣子，就可以很輕易的從 10GBASE-xyz 了解這個 10GE port 使用的是怎樣的規格，總共有七種不同的 10GBASE-xyz 組合。

接下來的問題，因為有七種不同的組合，使用者要選擇到長久可用的 10GE port，或者廠商要生產正確的 10GE port 都很麻煩。

這一方面，也由眾多廠商支持的 XENPAK 界面正在成形中，這個界面宛如 Gigabit Ethernet 的 GBIC 界面，未來客戶只要根據需求，使用不同的 XENPAK 界面就可以了。

總結以上所述，10GE 的改變，在於他可以輕易的侵佔過往由 SONET/SDH 把持的 WAN 骨幹，而 XENPAK 界面，預期也將大幅降低 10GE 的決策成本。

不過近來廠商比較愛用 XFP、SPF+，XENPAK 迅速的失寵中。

未來，Ethernet 是否會朝向 100Gbps 邁進？這很難講，不過今年年底，也許就會有 40 Gigabit Ethernet 的技術問世。

40 Gigabit Ethernet 似乎隔了很久才出現，第一片 40 Gigabit Ethernet 網路卡可能是在 2009 年 9 月才問世，2010 年 802.3ba 定義了 40G 和 100G Gigabit Ethernet 的標準，規劃上用 40G 連接 servers，100G 作為網路的連接。

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