以太网收发器不断增加端口数量以提高网络利用率

　　以太网已成为最常用的企业通信标准之一。随着大多数企业从传统信息系统转移到基于网络的应用，各企业网络中的带宽利用率在大幅提高。

　　带宽要求不断提高，推动交换机—路由器生产商不得不设计出新型系统以满足不断增长的带宽需求。这一趋势也在交换机—路由器的端口数量上得到了充分的 体现。比较典型的是，交换机—路由器端口数量从每系统8个在短时间内上升至每系统72个。

　　设计人员目前面临的关键问题之一是，端口密度不断增长的同时还要求降低系统成本，减少功耗并缩小系统尺寸。为了解决上述问题，业界推出了多端口千兆 位以太网收发器(串行器/解串器)。

　　千兆位以太网可分为两组。将第一组收发器统称为1000BaseT收发器(铜缆千兆位以太网PHY，符合IEEE 802.3ab标准)。第二组收发器称为电子收发器，用于驱动SFP(小型可插拔)和GBIC(千兆接口转换器)等光学模块。通常将上述收发器称为千兆位 以太网收发器或串行器/解串器(符合IEEE 803.z标准)，图1是千兆位以太网的信号链示意图。本文将着重介绍第二种类型的收发器，因为该类型的收发器对当前系统设计的成本、功耗以及尺寸大小均产生了巨大影响。

　　图 1：千兆以太网信号链

　　企业网络中部署的10/100/1000BaseT端口越来越多，路由器的瓶颈主要存在于千兆位以太网的上行端口。所以，为解决这一问题，不仅在交换机路由器上需要增加更多千兆位以太网上行端口，而且配线室与数据中心也需要较大型的千兆位以太网交换机。

　　图 2：千兆位以太网光端口数量预测

　　用于驱动光学上行端口的千兆位以太网收发器，经过10年来的不断发展，已从单端口器件逐渐演变成一个大型而复杂的多端口片上系统。图2显示了千兆位 以太网光纤端口的发展情况及对未来增长的预测。随着10/100/1000BaseT端口不断增长，以太网交换机路由器需要继续增加上行端口的数量。

　　关键的设计问题与需求

　　开发人员在为某个应用选择千兆位以太网收发器时必须考虑多个标准，尤其是端口数量较多的设计。因为这种设计面临着功耗高、散热问题突出以及板级空间 有限等问题。设计人员应考虑四大关键部分：接口(并行与串行)、功耗、封装以及成本。

　　● 并行接口

　　设计人员应考虑千兆位以太网收发器的多个接口并加以选择。这些接口包括并行数据接口、高速串行接口以及控制接口。千兆位以太网收发器的并行接口近期 发展较快。多年来，10位并行接口(TBI)一直主导着千兆位以太网收发器的市场格局，因为这种接口的设计和实施都比较方便。10位接口(TBI)从千兆 媒体独立接口(GMII)演化而来，GMII接口是由执行以太网规范的标准机构定义的。