What is a 10G Fiber Network

以太网是几乎伴随网络计算存在的计算网络技术。1980年施乐公司首次推出以太网，当时传输速度为每秒10兆比特（10Mb/s）。经改进的以太网陆续被发布，网速通常以10倍递增，设计往往向后兼容。多年来，网速逐步从每秒10Mb向每秒100Mb、1000Mb、1Gb演进。在网速达到每秒10Gb后，不再采取“十倍”增速，下一个速度为每秒40Gb。 最新一代的数据中心网络设计传输速度为每秒400Gb，并且已有计划将传输速度增加至每秒1.6Tb。

在本文中我们将以在局域网（LAN）或数据中心（DC）环境中的光纤链路上运行的10Gb/s以太网或万兆以太网（10GbE）的相关技术为例进行讲解用于数据通信环境的10GbE（万兆）网络于2002年首次推向市场，并有几种实现10GbE传输的方式：应用于局域网和数据中心的10GBASE-SR、10GBASE-LR、10GBASE-ER和10GBASE-LX4；应用于广域网（WAN）的10GBASE-SW、10GBASE-LW和10GBASE EW。这些传输方式各自具有不同的特点，使用不同类型的激光器和光纤，达到的传输长度也不同。值得注意的是，各个选择的成本点有很大差异。在接下来的几年中，可供局域网和数据中心应用的传输方式选择减少至三个主要规范：SR（短波，短距离）、LR（长波，长距离）和ER（超长波，超长距离）。 每个规范的主要特点见下方。

10GbE以太网交换机的结构设有插入收发器（发送/接收）的端口。收发器的主要功能是将交换机中的万兆网络电信号（10GbE）转换为随后通过光纤发送的光信号，并将通过光纤接收的光信号转换为万兆网络（10GbE）电信号。 早期的万兆以太网存在各种的收发器，但随后基于LC双工连接器的小型可热插拔式（SFP+）收发器成为实际标准。相比早前的收发器，它的碳足迹低，功耗低，一个机架单位（1RU）的网络交换机可提供48个端口。

万兆以太网（10GbE）的出现给局域网和数据中心的光纤网络带来巨大变化。这些新型10GBASE-SR收发器应用了VCSEL激光器（垂直腔面发射激光器），其价格比单模激光器便宜，但效能比以前使用的多模发光二极管（LED）发射器更强。 这些垂直腔面发射激光器有一个非常集中的光点（直径约30μm），需要新型的激光优化的多模光纤。虽然可以使用传统OM1（62.5 / 125）和OM2（50/125）成缆光纤，但由于它们的带宽容量有限，传输范围非常有限（分别为33m和82m）。 新型增强带宽光纤符合ISO / IEC 11801-1标准，形式为OM3和OM4，传输距离分别为300米和400米。 OM3和OM4光缆通常配有青色（Aqua）护套，以便将它们与传统的橙色或灰色护套的OM1和OM2光缆区分开来。

在10GBASE-SR的规范文件中，当使用OM3传输距离超过300米时，最大信道插入损耗为2.6分贝；使用OM4传输距离超过400米时，最大信道插入损耗为2.9分贝。 信道插入损耗是指从信道一端的收发器到信道另一端收发器的总光信号损耗。 这两个参数联系紧密——随着信道长度减小，允许的损耗值增加，数值大于因光纤长度缩短而减少的光衰减值。这是因为，为了补偿信号失真的影响，当传输长度到达最大距离时，势必需要增加损失余量。通过使用OM4光纤，利用更高规格收发器，链路最长可延伸至400米或更远。

小结：如今的10GbE网络（万兆以太网）采用OM3光纤，最长传输距离可达300米，采用OM4光纤则可达400米。利用LC双工连接器，OM3的最大信道插入损耗为2.6 分贝，OM4的最大信道插入损耗为2.9 分贝。 现在，10GbE网络交换机用于设备连接的端口数最多可达48X 10GbE，用于网络上行链路的端口数最多可达6X 40GbE。现代光纤网络中的所有10GbE端口都安装了SFP+小型可热插拔收发器。

英文原版请查阅：

https://www.aflhyperscale.com/what-is-a-10g-fiber-network

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