一种一种40/100G高速以太网测试的设计和实现高速以太网测试的设计和实现
1 引言 网络流量快速增长很快就突破了当前以太网传输速度标准的极限。随着宽带用户数量的增加、用户
对高带宽需求业务的快速增长以及"实时在线"对网络计算和存储资源的要求，使互联网骨干网的带宽每年必须以
75%~125%的速度增长才能满足多方面的要求。在这种背景下，高速以太网技术的研究与应用也越来越普遍。
根据目前的说法，高速以太网（HSE,High Speed Ethernet）是专指40GE和100GE的以太网。2006年7
月，IEEE 802.3成立了高速链路研究组（HSSG,Higher Speed Study Group）来定义标准的目标。2007年12
月，HSSG正式转变为IEEE 8
1 引言引言
网络流量快速增长很快就突破了当前以太网传输速度标准的极限。随着宽带用户数量的增加、用户对高带宽需求业务的快
速增长以及"实时在线"对网络计算和存储资源的要求，使互联网骨干网的带宽每年必须以75%~125%的速度增长才能满足多方
面的要求。在这种背景下，高速以太网技术的研究与应用也越来越普遍。根据目前的说法，高速以太网（HSE,High Speed
Ethernet）是专指40GE和100GE的以太网。2006年7月，IEEE 802.3成立了高速链路研究组（HSSG,Higher Speed Study
Group）来定义标准的目标。2007年12月，HSSG正式转变为IEEE 802.3ba任务组，其任务是制订在光纤和铜缆上实现
40Gbit/s和100Gbit/s数据速率的标准。2种速度主要针对服务器和网络方面不同的需求，100GE适用于聚合及核心网络应用，
而40GE则适用于服务器和存储应用。如何更好地理解40/100G对于网络的影响，需要有相应的测试解决方案。
2 100G BASE-R实现实现
一条40/100G链路通过复用多条通道（Lane）来实现，通常分为若干个25G通道或者10G通道。发送端通常把40/100G的
流分成4个或者10G 并行通道，在接收端把并行通道的码流再重组成40/100G 流。 与传统的以太网物理接口一样，40/100G接
口也分为PCS,PMA和PMD子层。PCS子层把编码数据分发到多个逻辑的通道上，这些逻辑通道就称为虚通道（Virtual
Lane）。 标准没有对逻辑通道如何静态映射到物理通道上做规定，一个或者多个虚通道可以被承载到一个物理通道上，可能
存在通道交换。 图1 显示了100G接口可能的通道映射关系，其中括号中的值表示一个子层的进出通道数。PCS子层包括20个
虚拟通道，在PMA和PMD子层，根据不同的实现通道数会发生变化，比如100GBASE-R4；在PCS子层，包含20个虚拟通
道；在PMA子层为10个；在PMD子层为4个通道。
图1 100G BASE-R实现
3 40/100G测试测试
和其他新技术一样，如何测试40/100G是一件有挑战的事情，虽然100G和其他速率接口的重要区别是在PCS层，但是完
整的2~7层测试对100G来说同样重要。100GE和40GE链路和交换机、路由器和服务器直接相连接。所以，真实业务的流量性
能测试是必不可少的。另外，100G接口也必须能够和其他低速率的接口一起配合进行测试。在目前阶段，根据IXIA的经验，
首要进行的测试点集中在PCS层，主要考虑的测试点包括：
（ （1））64/66bit同步位锁定同步位锁定
每个接收侧的虚通道必须根据控制bits正确识别64/66bit块，接收侧能够根据规范对相应的bit位进行锁定。为了评估和标
准的一致性，各种bit位在标准的规定下必须由测试仪表产生，这样被测试的接收端口就可以根据需要加入错误的同步位bits或
者错序检测，并可以得到监测和分析，在测试过程中，可以对错误的同步bits位实时计数与统计。
（ （2）虚通道对齐标示锁定）虚通道对齐标示锁定
每一个虚通道必须正确锁定对齐标示，这和用于64/66bit同步位锁定的技术类似。但是除了基本的对齐标示锁定之外，还
要对一些限制条件进行验证。比如，如果标准要求经过n个连续的非错误对齐标示锁定，那么测试必须保证对任意对齐标示位
进行锁定。相反，如果虚通道锁定经过m个连续的错误对齐标示位丢失，那么测试必须保证能够锁定相应的错误对齐标示。这
就要求测试仪表能够对相应的错误信息进行计数与统计。
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