05/09/2005,
Kathy.wang, Andy.xiao,Fiberxon，Inc
1．引言
    目前，1000BASE-T雙絞線收發(fā)模塊已被廣泛應(yīng)用在千兆以太網(wǎng)中。1000BASE-T雙絞線收發(fā)模塊能在現(xiàn)有的第5類雙絞線中實現(xiàn)千兆位的傳輸，將傳統(tǒng)的十/百兆位以太網(wǎng)連接平滑升級到千兆位以太網(wǎng)，大大降低了以太網(wǎng)升級成本。光通信模塊制造商飛博創(chuàng)公司已在國內(nèi)領(lǐng)先推出具有自動協(xié)商功能的1000BASE-T雙絞線收發(fā)模塊，該收發(fā)模塊采用世界流行的SFP迷你封裝，能廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外著名廠商提供的千兆以太網(wǎng)通信產(chǎn)品中。
2．千兆以太網(wǎng)傳輸技術(shù)簡介
    IEEE802.3協(xié)議族規(guī)范了四種媒質(zhì)可以承載千兆以太網(wǎng)的傳輸（見圖一），表一則列出了信號在這四種媒質(zhì)中的傳輸距離。1000BASE-T技術(shù)以其簡單和低廉的升級方式而倍受廣大網(wǎng)絡(luò)使用者的親瞇，1000BASE-T接口已成為各大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商的必備接口。以下將簡要介紹1000BASE-T關(guān)鍵技術(shù)。
 
圖 1 – 千兆以太網(wǎng)傳輸協(xié)議族

表 1 – 千兆以太網(wǎng)不同傳輸媒質(zhì)比較
         
3．1000BASE-T關(guān)鍵技術(shù)
    1000BASE-T的承載媒質(zhì)是第5類雙絞線。第5類雙絞線由ANSI/EIA//TIA-568-A定義，是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的以太網(wǎng)傳輸媒質(zhì)。在第5類雙絞線上傳輸千兆位的信號，設(shè)計者將面臨巨大的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)來自于線纜信號的衰減，回波及串?dāng)_（見圖二）。衰減是由于線纜阻抗而引起的能量的減少，并隨著頻率的升高而增大。回波是由于信號的雙向傳輸而引起的，即發(fā)射信號和接收信號都在同一對線中進行。我們通常用回波損耗來測量回波帶來的影響。串?dāng)_是指相鄰線對間信號的相互干擾，分為近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_。
 
圖 2 – 非屏蔽第5類雙絞線傳輸特性

    1000BASE-T使用了第5類雙絞線中所有的4對線，并在每對線中實現(xiàn)信號的雙向傳輸（見圖三）。這樣，每對線中的信號比特率降為1/4，即250bps，從而降低了線纜對信號的衰減�；觳�電路是實現(xiàn)這種雙向傳輸?shù)暮诵牟糠�，它將發(fā)射信號和接收信號偶合在同一對線纜中傳輸，并使其不相互干擾。
 
圖 3 – 1000BASE-T雙向傳輸技術(shù)

    1000BASE-T使用5級PAM制編碼方式。5級PAM制編碼使用-2、-1、0、+1、+2五種電平，其中四個電平用于信號編碼，一個電平用于前向糾錯編碼（見圖四和圖五）。5級PAM制編碼相對與二進制編碼將信道利用率提高了一倍，這樣每線對的信號波特率下降為125MB/s，再一次降低了信號所占用的帶寬，從而進一步減少線纜對信號的衰減。

圖 4 – 二進制編碼與PAM-5編碼比較

 
圖 5 – 通過示波器觀察到的PAM-5編碼的波形

    1000BASE-T雙絞線收發(fā)模塊內(nèi)置了一塊功能強大的物理層芯片，可以支持1000BASE-X串行（SERDES）接口，即可以與現(xiàn)有的千兆光模塊完全兼容，充分體現(xiàn)了其強大的適應(yīng)力。1000BASE-T雙絞線收發(fā)模塊同時還能支持由思科提出的SGMII接口，該接口能支持模塊在10M/100M/1000M多種速率下工作，使得1000BASE-T模塊比千兆光模塊有更大的生存力。
4．1000BASE-T應(yīng)用簡介
    基于以上技術(shù)，1000BASE-T得以在第5類雙絞線上傳輸千兆位的高速信號。目前世界上85%的以太網(wǎng)采用雙絞線連接，其中大部分為第5類雙絞線。1000BASE-T技術(shù)可以利用現(xiàn)有的線纜設(shè)施，最大程度的保護客戶的現(xiàn)有投資，從而為客戶提供最具性價比的千兆連接解決方案。1000BASE-T技術(shù)主要應(yīng)用在以下三個方面（見圖6）：

— 高速網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互連
— 高速服務(wù)器的訪問
— 高速桌面的接入
 
圖 6 – 1000BASE-T的應(yīng)用

5．結(jié)論
    本文綜述了千兆以太網(wǎng)雙絞線傳輸（1000BASE-T）的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)方式，并簡單介紹了1000BASE-T技術(shù)在實際中的應(yīng)用。1000BASE-T技術(shù)將與千兆以太網(wǎng)其他傳輸技術(shù)長期并存，并為千兆以太網(wǎng)的傳輸提供了一種極具性價比的解決方案。