承续Ethernet优质产业模式

本文作者:admin       点击: 2003-04-01 00:00
前言:
G-bit Ethernet网络卡的平均单价在2001年中约近300美元,在2002年已滑落至100美元,同年年底甚至已有40美元的产品推出,逐渐逼近100M级的价格。预料2003~2004年将是G-bit Ethernet大幅度崛起的一年。业界若无法在10G-bit Ethernet的双绞线版做好准备,无异将为Ethernet的蓬勃发展划上句点。故10GBASE-T的出现对于业界具有积极而正面的定义。

网络追求高速化是电子产业追求创新不变的法则,却也不能忽略低价化的经济效益。光纤通讯虽可轻易地达到高速化,成本下降速度缓慢一直是致命伤,遂而难以普及化。

高速化和平价化是Ethernet最具优势的资产
在网络的解决方式中,以Ethernet最具成本效益,盖其传输范围定位在局域网络,距离较短,可以使用材质十分便宜的双绞线(UTP) 而非光纤,作为传输媒介。另一个有利的条件是Ethernet是附挂在PC的界面上,具备可观的市场需求。尤其在九○年代中期以后,硅谷的专业IC设计公司大力投入Ethernet的芯片设计,大幅度压低价格,使Ethernet的市场接受度大增。台湾业界在九○年代末期的介入更使Ethernet彻底廉价化。台湾业界主攻的低价市场有所区隔,美系业界在此时渐抢入G-bit Ethernet,甚至为了展示技术的领导力,Broadcom和Intel在2000年都陆续推出10G-bit Ethernet的样品。
10G-bit Ethernet的诞生恰和光纤通讯的OC-192速度相当,被视为数据通讯产业跨入电信业的切入点,在2000年曾引起业界间广泛的讨论,直到2001年网络泡沫化为止。

2003年初启动10G BASE-T标准化作业
10G-bit Ethernet虽立下了新的里程碑,必须使用光纤来传输的限制,将无法突显过去经济的优越性。事实上业界在九○年代末期开始研究10G-bit Ethernet的规格时,就已认为如此高速的传输,使用双绞线做为传输媒介,几乎是不可能的。然而拜讯号处理等技术的进步,在2002年底已有六家新兴创业的IC设计公司,提出了使用双绞线传输的10G-bit Ethernet的规格,在标准化组织IEEE 802.3委员会下,称为『10GBASE-T』,于2002年11月正式设立研究小组(SG,Study Group)。2003年1月起开始研拟规格,2003年3月承认基本方针(PAR,Project Authorization Request),同年7月移交作业给Task Force,预定2004年上半年公布草案,2006年中正式公布规格。10GBASE-T之成立,将持续为Ethernet注入活水,带动市场的扩大。G-bit Ethernet网络卡的平均单价在2001年中约近300美元,在2002年已滑落至100美元,同年年底甚至已有40美元的产品推出,逐渐逼近100M级的价格。预料2003~2004年将是G-bit Ethernet大幅度崛起的一年,业界若无法在10G-bit Ethernet的双绞线版做好准备,无异将为Ethernet的蓬勃发展划上句点。故10GBASE-T的出现对于业界具有积极而正面的定义。

六家公司投入先期开发
当终端客户端开始采用G-bit级之后,理论上服务器端的界面至少要10倍以上,亦即10G-bit。依过去的经验,服务器端界面卡的价格是客户端的2~3倍,因此10G-bit网络卡的可能合理价格是100美元左右。在G-bit渐成为主流之际,10G-bit的双绞线版的最初产品应有可能在2004年内问世。

目前投入10G-bit Ethernet双绞线版的业者大致有六家,包括SolarFlare、Plato Labs、Cicada Semi、Accelerant Networks、Mysticom和Telicos等。欲达到10G的传输速度,又是在双绞线上传输等于是双重挑战,困难度极高,每个业者都有各自独特的处理方式,但部份主张倒是共通的。诸如使用在G-bit Ethernet的5值PAM(Pulse Amplitude Modulation)提高至10值PAM转用在10G-bit Ethernet等。

以新技术解决严苛的模拟问题
SolarFlare的技术是以数字讯号处理,并结合MIMO(Multiple-input Multiple-Qutput)为核心。MIMO亦被Agere System使用在WLAN上,并于2002年11月发表,据称可达到162Mbps的高速。MIMO是解决远近串音和等化的最新技术。此两公司运用讯号处理讯号解决模拟部份的技术问题,因而需要高阶的AD转换器,如SolarFlare即使用了800M Sample/s的规格。Plato Labs则使用了Maxim的可调式线缆(quad 3.2-Gbps)均衡器配合解决以讯号处理方式达成等化效果。MIMO最大的副作用是运算规模庞大。SolarFlare即承认其晶粒面积高达20x20mm2,必须再经改良。Cicada是运用1000BASE-T的扩张技术结合FEXT(Far End Cross Talk)消除技术,而完成其10GBASE-T之技术。

各公司所提的技术基础实和所提出的传输媒介种类有密切的关系。大部份的业者,虽提出和G-bit Ethernet规格相同的Category 5改良版Category 5e,但仍搭配了插入损失和近端衰减特性较不严重的Category 6。在10Gbps的传输速度下,4条铜线的串音,传收讯号间的反射等,受到外部噪声影响严重。各业者需在模拟电路上改良。

只是个开始,待克服课题仍多
SolarFlare表示10GBASE-T的PHY价格,将可落在1000BASE-T的10~30美元,以及10-Gbit Ethernet光纤版的1000美元之间。在功率消耗方面,可由7W再降低至1W以下。10G-bit Ethernet双绞线版似乎已成功地踏出第一步。不过现阶段这些公司的技术都只能在25公尺的传输距离内实现,尚难符合Ethernet要求的100公尺以上,未来待努力的空间仍很大。部份业者对10GBASE-T技术的可行性仍心存怀疑,并认为同轴电缆版(Twinax)的10GBASE-CX4技术障碍较低,应早于10GBASE-T发展,把握度较高。

Ethernet由100M转换至1G,相对于10M交替至100M所耗费的时间,已有延长的倾向。由1G转换至10G,恐怕困难度更高,整个IT产业如无法有默契地共同营造高速化的必要性,Ethernet的世代交替势必更加缓慢。如应用方式的多媒体化驱动局域网络数据流量需求的增加,PC内部总线仍高速化等,都将决定Ethernet速度提升步伐的快慢,亦影响业界投入开发资源的多寡。10G-bit Ethernet双绞线版的标准化启动,只不过个开始,使Ethernet产业模式承继下去,未来待克服的难题仍不少。