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第1章 万兆位以太网简介1

1.1 万兆位以太网概述1

1.1.1 选用万兆位以太网的理由1

1.1.2 万兆位以太网的优势2

1.1.3 10GbE技术要点4

1.2 以太网的发展与展望6

1.2.1 万兆位以太网的技术背景6

1.2.2 发展历程8

1.2.3 万兆位以太网发展动向9

1.3 万兆位以太网的标准体系11

1.3.1 IEEE 802协议族11

1.3.2 IEEE 802.3协议15

1.3.3 万兆位以太网协议标准21

1.4 万兆位以太网产品及其选择27

1.4.1 产品种类与分析27

1.4.2 产品重要指标28

1.4.3 万兆位以太网产品的选购30

1.4.4 万兆位以太网交换机／路由器产品序列32

1.4.5 10GbE边缘网卡34

第2章 以太网技术基础36

2.1 以太网基本知识36

2.1.1 以太网的概念36

2.1.2 以太网的目标与优势36

2.1.3 以太网的技术特性38

2.1.4 以太网络主要网元设备39

2.1.5 以太网的配置42

2.2 以太网的体系结构与协议43

2.2.1 以太网的体系结构43

2.2.2 以太网介质访问控制44

2.2.3 CSMA/CD介质访问控制45

2.2.4 以太网帧格式47

2.3 早期以太网的主要传输方法51

2.3.1 10Base-5粗缆以太网51

2.3.2 10Base-2细缆以太网53

2.3.3 双绞线以太网（10Base-T）54

2.3.4 10Base-F光缆以太网57

2.4 100 Mbps的快速以太网59

2.4.1 快速以太网的体系结构及其改进59

2.4.2 快速以太网物理层技术规范62

2.4.3 快速以太网的介质无关接口65

2.4.4 自动协商机制66

2.5 千兆位以太网68

2.5.1 千兆位以太网简介68

2.5.2 千兆位以太网的协议结构和模型71

2.5.3 千兆位以太网的物理层技术72

2.5.4 千兆位以太网的介质无关接口77

2.5.5 千兆位以太网的自动协商78

2.6 其他以太网及其应用技术82

2.6.1 交换式以太网82

2.6.2 以太网宽带接入技术86

2.6.3 以太网供电系统的关键技术91

第3章 万兆位以太网的体系结构及技术实现99

3.1 万兆位以太网技术的系统结构99

3.1.1 万兆位以太网技术的层次模型99

3.1.2 万兆位以太网物理层规范的表达方式100

3.1.3 两种物理层的功能模型与速率适配101

3.1.4 帧结构104

3.1.5 物理传输介质105

3.1.6 网络的监控与管理106

3.2 10GbE网络构件的原理与技术107

3.2.1 10GbE光收发模块设计中的主要问题及原理107

3.2.2 10GbE光发射机109

3.2.3 10GbE光接收机111

3.2.4 10GbE光模块及其比较114

3.2.5 10GbE介质访问控制MAC的设计与实现116

3.2.6 10GbE介质访问控制器120

3.2.7 一种极低功率万兆位以太网LAN/WAN收发器121

3.3 10GBase-X编码方式与码元组合122

3.3.1 编码方式122

3.3.2 码元组合和特定码元124

3.4 8B/10B的编码／解码方法126

3.4.1 8B/10B码简介126

3.4.2 8B/10B字符编码和解码128

3.4.3 8B/10B的逻辑实现133

3.5 万兆位以太网的64B/66B编码135

3.5.1 64B/66B的结构与特点135

3.5.2 64B/66B系统数据通路135

3.5.3 64B/66B传输码流程136

3.5.4 数据与控制块结构137

3.5.5 编码器与解码器的逻辑设计141

3.5.6 扰码、解扰及其他144

3.6 局域和广域10GbE在物理层上的实现技术146

3.6.1 局域10GbE的物理层实现147

3.6.2 广域10GbE的物理层实现148

第4章 万兆位以太网物理层接口150

4.1 10GbE的物理层与各接口、子层的关系150

4.1.1 10GbE物理层介绍150

4.1.2 10GbE物理子层与接口之间的关系151

4.1.3 10GbE物理层电平接口标准153

4.1.4 几种流行的最新通信接口154

4.2 管理数据输入／输出（MDIO）接口158

4.2.1 MDIO接口及其寄存器158

4.2.2 MDIO接口设备与地址159

4.3 XGMII接口162

4.3.1 XGMII接口的信号组成及其特性分析162

4.3.2 XGMII的电子特性166

4.3.3 XGMII管理接口167

4.3.4 XGMII收发机的设计与实现168

4.4 万兆位附加单元接口XAUI173

4.4.1 XAUI基本知识与概念173

4.4.2 XAUI模块接口功能的实现175

4.4.3 XAUI接口在系统互连中的应用180

4.5 10 Gbps 16位通道接口XSBI183

4.5.1 XSBI的接口信号与技术要求183

4.5.2 XSBI的一般电子特性186

4.5.3 PMC山脉公司基于XSBI光模块的单芯片10GbE LAN PHY188

4.6 10GbE ATM通用测试及操作物理层接口UTOPIA的设计与实现190

4.6.1 UTOPIA接口概述190

4.6.2 UTOPIA接口的实现191

4.6.3 降低功耗的考虑192

4.7 10GbE线路接口的设计192

4.7.1 10GbE线路接口设计的数据处理流程和功能分析192

4.7.2 基于FPGA的10GbE线路接口设计结构193

第5章 万兆位以太网物理子层协议196

5.1 调和子层RS和XGMII扩展子层XGXS196

5.1.1 调和子层RS196

5.1.2 XGMII扩展子层XGXS198

5.2 物理编码子层PCS199

5.2.1 PCS子层技术分析199

5.2.2 基于10GBase-X的物理编码子层PCS203

5.2.3 基于10GBase-R的PCS子层209

5.3 WAN接口子层WIS211

5.3.1 WIS的目标与服务原语211

5.3.2 WIS子层的数据收发过程及功能分析214

5.4 物理介质附件子层PMA218

5.4.1 基于光纤介质的PMA物理子层218

5.4.2 基于10GBase-LX4的PMA子层220

5.5 物理介质相关子层PMD221

5.5.1 基于光纤介质的PMD221

5.5.2 基于10GBase-LX4的PMD子层223

第6章 万兆位以太网物理层规范实体与实现方法225

6.1 10GBase-X物理层规范实体226

6.1.1 10GBase-X物理层工作原理226

6.1.2 10GBase-LX4规范实体227

6.1.3 面向MMF的10GBase-LX4230

6.1.4 10GBase-LX4的基本要素与替代方案231

6.2 串行的万兆位LAN 10GBase-R物理层规范234

6.2.1 10GBase-R物理层工作原理234

6.2.2 10GBase-SR规范实体235

6.2.3 10GBase-LR237

6.2.4 10GBase-ER239

6.3 串行的万兆位WAN 10GBase-W物理层规范240

6.4 10GBase-LRM241

6.4.1 10GBase-LRM概述242

6.4.2 10GBase-LRM的标准化进程243

6.4.3 GBase-LRM的主要技术245

6.5 铜缆万兆位以太网10GBase-CX4规范实体248

6.5.1 10GBase-CX4的工作原理249

6.5.2 链路的连接251

6.5.3 10GBase-CX4的MDI电子特性253

6.5.4 电缆部件的特性257

6.6 双绞线铜缆10GBase-T261

6.6.1 10GBase-T的发展动态261

6.6.2 10GBase-T的性能指标263

6.6.3 线缆之间的串扰及其解决方案267

6.6.4 10GBase-T的结构、原理与实现271

第7章 万兆位以太网交换机、路由器及其技术实现274

7.1 万兆位以太网交换机274

7.1.1 万兆位以太网交换机的分类274

7.1.2 万兆位以太网交换机中的新一代技术283

7.1.3 以太网交换机的堆叠与级联技术286

7.1.4 交换机背板的设计295

7.2 ProCurve Switch 8100fl万兆位以太网交换机301

7.2.1 系统组成及配置302

7.2.2 硬件结构及原理304

7.3 运营商万兆位以太网路由系统CRS-1的软硬件及实现原理309

7.3.1 CRS-1的硬件结构309

7.3.2 CRS-1的重要软件IOS XR及其结构312

7.3.3 CRS-1的可管理性及其架构318

7.4 Quidway S8500系列万兆位核心路由交换机系统及其技术实现322

7.4.1 Quidway S8500系统组成322

7.4.2 S8500体系结构与实现特点323

第8章 万兆位以太网布线技术329

8.1 综合布线系统329

8.1.1 综合布线系统概述329

8.1.2 双绞线电缆及其结构特性334

8.1.3 同轴电缆及其特性340

8.1.4 光纤及其连接器件344

8.2 6类布线系统和方法355

8.2.1 综合布线6类铜缆双绞线标准355

8.2.2 6类布线发展趋势358

8.2.3 6类布线系统的特点与技术优势359

8.2.4 6类双绞线及其连接部件363

8.2.5 6类布线系统的安装365

8.2.6 6类系统主流布线方案370

8.3 7类布线系统374

8.3.1 7类布线系统概述374

8.3.2 7类布线的标准376

8.3.3 7类布线产品378

8.4 万兆位以太网布线379

8.4.1 万兆位以太网布线技术及发展379

8.4.2 10GbE综合布线与6类综合布线的基本区别381

8.4.3 10GbE布线系统382

8.4.4 10GbE布线系统的线缆测试386

8.4.5 万兆位以太网光纤和光缆测试390

8.4.6 安普万兆位XG光纤解决方案391

8.4.7 万兆位铜缆布线解决方案394

第9章 万兆位以太网的组网应用及其解决方案397

9.1 万兆位以太网的升级397

9.1.1 网络改造升级397

9.1.2 网络交换机硬件设备升级400

9.1.3 万兆位以太网的边缘部署405

9.1.4 城域网2.5 Gbps到10 Gbps网络升级方案的实施410

9.1.5 某大学校园网络改造升级成万兆位413

9.2 万兆位以太网的应用415

9.2.1 万兆位以太网应用概述415

9.2.2 10GbE技术应用于广域网418

9.2.3 万兆位以太网在局域网方面的应用419

9.2.4 万兆位以太网在宽带IP城域骨干网的应用420

9.3 10GbE在教育科研网络方面的解决方案与案例422

9.3.1 某大学万兆位校园网建设案例422

9.3.2 某大学万兆位基础设施建设425

9.3.3 某实验室万兆位IPv6科研网成功案例428

9.4 企业万兆位以太网的解决方案430

9.4.1 某报社万兆位以太网构建与解决方法430

9.4.2 某电力公司调度通信楼万兆位网络案例432

9.5 万兆位城域网的案例及解决方法435

9.5.1 某油田万兆位城域骨干网的改造升级435

9.5.2 IP电信万兆位城域网的案例与分析438

9.5.3 万兆位教育城域网的典型建网方案441

附录A 英文缩写语及其中英文对照443

参考文献454