1000BASE-T千兆以太网双绞线收发技术

1．引言
　　目前，1000BASE-T双绞线收发模块已被广泛应用在千兆以太
网中。1000BASE-T双绞线收发模块能在现有的第5类双绞线中实现
千兆位的传输，将传统的十/百兆位以太网连接平滑升级到千兆位
以太网，大大降低了以太网升级成本。光通信模块制造商飞博创
公司已在国内领先推出具有自动协商功能的1000BASE-T双绞线收
发模块，该收发模块采用世界流行的SFP迷你封装，能广泛应用于
国内外著名厂商提供的千兆以太网通信产品中。
　　2．千兆以太网传输技术简介
　　IEEE802.3协议族规范了四种媒质可以承载千兆以太网的传输
（见图一），表一则列出了信号在这四种媒质中的传输距离。100
0BASE-T技术以其简单和低廉的升级方式而倍受广大网络使用者的亲眯，1000BASE-T接口已成为各大网络设
备供应商的必备接口。以下将简要介绍1000BASE-T关键技术
　　3．1000BASE-T关键技术
　　1000BASE-T的承载媒质是第5类双绞线。第5类双绞线由ANSI/EIA//TIA-568-A定义，是现在应用最广泛
的以太网传输媒质。在第5类双绞线上传输千兆位的信号，设计者将面临巨大的挑战，这些挑战来自于线缆
信号的衰减，回波及串扰（见图二）。衰减是由于线缆阻抗而引起的能量的减少，并随着频率的升高而增
大。回波是由于信号的双向传输而引起的，即发射信号和接收信号都在同一对线中进行。我们通常用回波
损耗来测量回波带来的影响。串扰是指相邻线对间信号的相互干扰，分为近端串扰和远端串扰。
　　1000BASE-T使用了第5类双绞线中所有的4对线，并在每对线中实现信号的双向传输（见图三）。这
样，每对线中的信号比特率降为1/4，即250bps，从而降低了线缆对信号的衰减。混波电路是实现这种双向
传输的核心部分，它将发射信号和接收信号偶合在同一对线缆中传输，并使其不相互干扰。
　　1000BASE-T使用5级PAM制编码方式。5级PAM制编码使用-2、-1、0、+1、+2五种电平，其中四个电平用
于信号编码，一个电平用于前向纠错编码（见图四和图五）。5级PAM制编码相对与二进制编码将信道利用
率提高了一倍，这样每线对的信号波特率下降为125MB/s，再一次降低了信号所占用的带宽，从而进一步减
少线缆对信号的衰减
　　1000BASE-T双绞线收发模块内置了一块功能强大的物理层芯片，可以支持1000BASE-X串行（SERDES）
接口，即可以与现有的千兆光模块完全兼容，充分体现了其强大的适应力。1000BASE-T双绞线收发模块同
时还能支持由思科提出的SGMII接口，该接口能支持模块在10M/100M/1000M多种速率下工作，使得1000BASE
-T模块比千兆光模块有更大的生存力。
　　3．1000BASE-T应用简介
　　基于以上技术，1000BASE-T得以在第5类双绞线上传输千兆位的高速信号。目前世界上85%的以太网采
用双绞线连接，其中大部分为第5类双绞线。1000BASE-T技术可以利用现有的线缆设施，最大程度的保护客
户的现有投资，从而为客户提供最具性价比的千兆连接解决方案。1000BASE-T技术主要应用在以下三个方
面（见图6）：
　　- 高速网络设备的互连
　　- 高速服务器的访问
　　- 高速桌面的接入
　　3．结论
　　本文综述了千兆以太网双绞线传输（1000BASE-T）的关键技术和实现方式，并简单介绍了1000BASE-T
技术在实际中的应用。1000BASE-T技术将与千兆以太网其他传输技术长期并存，并为千兆以太网的传输提
供了一种极具性价比的解决方案。
参考文献：
1．IEEE Std 802.3ab-1999, http://www.ieee802.org
2．IEEE Std 802.3-2002, http://www.ieee802.org
3．Gigabit Ethernet-1000BASE-T Whitepaper, Gigabit Ethernet Alliance, 1997, http://www.gigabi
t-ethernet.org
4．Gigabit Ethernet Over Copper Performance, Jason Knickerbocker, June, 2003, www.marvell.com
5．Serial-GMII Specification, Yi-Chin Chu, Oct, 1999, www.cisco.com