原创 揭开10G Base-T以太网的神秘面纱

    最近这一两年PC领域相关的新总线、新协议如雨后春笋一般冒出来: PCI-E进入二代(5Gbps)，正在向三代(8Gbps)迈进；SATA/SAS进入6Gbps时代; HDMI 1.3正热，马上1.4的浪潮又开始了；USB大跃进，直接从480Mbps跳到5Gbps。信息时代，连手机3G都在摇旗呐喊，作为我们这些电脑用户日常生活最重要部分的以太网，怎能不闹点动静出来？这个新动作就是 – 局限网/个人电脑正式大步向10Gbps的速率挺进啦！

IEEE组织早在2006年就推出了802.3an协议，也就是我们通常所说的10G Base-T。但直到最近，才正式有产品开始应用这项协议。作为1000M Base-T的升级版，这个协议沿用了1000M Base-T的一些重要的定义和设定，向下兼容1000M/100M/10M Base-T，只是变得“更快、更高、更强”。那就来一起看看它是怎么更快、更高、更强吧。

更快 – 10G Base-T采用的仍然是RJ-45网络接口， 传输双绞线采用六类线，支持的传输距离最远可达100米，是局域网和个人电脑网络接口的不二选择。仍然采用四个差分对同时传输，全双工，但传输的总速率高达10Gbps，每对线的速率高达2.5Gbps。

更高 – 10G Base-T采用PAM16调制，比1000M Base-T的PAM5调制更高端。PAM即脉冲幅度调制，PAM16调制下，脉冲电压幅度分为16级电平，这样每个电压幅度(称之为”Symbol”)可以表示4个bit的信息，其中3.125 bit是有效数据，另外的0.875位用于辅助和校验等。当然了，这个3.125和0.875都是平均下来的一个数值。采用了PAM-16编码后，10G Base-T每对传输线的数据传输率为800M Symbols/s。就这样，这个协议变戏法一般的把一个10G的超高速总线变成了只有800M的低速总线，使得100M的远距离传输变成现实，也让信号完整性验证变得简单。

更强 – 10G Base-T的强大是显而易见的。常用的RJ-45接口，常用的六类传输线，同样的100M传输距离，速率可以达到1000M Base-T的10倍！跟光纤相比，则具有更低的成本。

由于采用了PAM-16编码，10G Base-T每对信号实际信号速率仅为800M Symbols/s, 其基频分量为400MHZ。基于示波器量测5次谐波原则，只需要一台2GHZ以上的示波器就可以满足10G Base-T的测量要求了。另外考虑到PSD测量项需要覆盖到3GHZ频率，示波器带宽3GHZ以上就足够了。这种需求相比PCI-E和SATA等协议动辄8GHZ，12.5GHZ甚至16GHZ的高带宽要求，对测试部门经理来说是一个福音。

802.3an协议中关于物理层电信号一致性测试定义了六大类、共7项测试，分别是: Maximum output droop, Transmitter timing jitter-master, Transmitter timing jitter-slave, Transmit clock frequency, Transmitter linearity, Power spectral density(PSD) and power level, Return loss。目前泰克公司已经推出了10G Base-T的全套测量方案，全面覆盖所有的测试项目，具体配置可以参考下表。相比其它的测量方案，所需仪器最少，价格最低，为用户的开发和调试大大节省了成本。

 后话: 在中国电信垄断行业不思进取，满足于ADSL 2M传输的现状下，10G Base-T想要在个人电脑互联网访问和下载上发挥实效尚有待时日，直接通过互联网观看高清影视仍是一个梦。但梅花已经开了，春天还会远吗？