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10기가비트 이더넷

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목차

1. 개요

10기가비트 이더넷(10GbE)은 초당 10기가비트의 데이터 전송 속도를 제공하는 이더넷 표준이다. IEEE 802.3 워킹 그룹에 의해 여러 표준이 제정되었으며, 다양한 물리 계층(PHY)을 지원하여 광섬유, 구리 케이블, 백플레인 등 다양한 매체를 통해 데이터를 전송할 수 있다. 주요 표준으로는 802.3ae, 802.3an, 802.3ap 등이 있으며, XENPAK, XFP, SFP+ 등의 PHY 모듈이 사용된다. 10GbE는 10GBASE-R, 10GBASE-W, 10GBASE-X, 10GBASE-T와 같은 다양한 부호화 방식을 사용하며, 장거리 및 단거리 통신을 위한 다양한 인터커넥트 옵션을 제공한다. 10GBASE-T는 구리 케이블을 사용하며, 10GBASE-SR, 10GBASE-LR 등은 광섬유를 사용한다.

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10기가비트 이더넷
개요
종류이더넷 표준
최대 속도10 기가비트/초 (10 Gbps)
표준IEEE 802.3ae
개발IEEE
기술
전송 매체광섬유 케이블
UTP 케이블 (10GBASE-T)
최대 케이블 길이광섬유: 최대 40km (표준에 따라 다름)
UTP: 최대 100m (카테고리 6a 케이블 사용 시)
일반적인 용도서버 연결
NAS 연결
데이터 센터 네트워크
표준 및 변종
10GBASE-TUTP 케이블을 사용하는 10 기가비트 이더넷
최대 100m 거리 지원
10GBASE-SR단거리 광섬유를 사용하는 10 기가비트 이더넷
최대 300m 거리 지원 (OM3 광섬유 사용 시)
10GBASE-LR장거리 광섬유를 사용하는 10 기가비트 이더넷
최대 10km 거리 지원
10GBASE-ER확장된 장거리 광섬유를 사용하는 10 기가비트 이더넷
최대 40km 거리 지원
장점
높은 대역폭기존 기가비트 이더넷보다 10배 빠른 속도 제공
낮은 지연 시간데이터 전송 지연 시간을 줄여 성능 향상
다양한 애플리케이션서버 가상화
클라우드 컴퓨팅
고해상도 비디오 스트리밍
단점
비용기존 기가비트 이더넷에 비해 장비 및 설치 비용이 높음
전력 소비기가비트 이더넷에 비해 전력 소비가 높음 (특히 10GBASE-T)
케이블 요구 사항10GBASE-T의 경우 카테고리 6a 이상의 케이블 필요
시장 동향
보급률 증가데이터 센터 및 기업 네트워크에서 보급률이 증가하는 추세
가격 하락기술 발전으로 인해 장비 가격이 점차 하락
경쟁 기술40 기가비트 이더넷, 100 기가비트 이더넷 등 더 빠른 이더넷 기술의 등장

2. 표준

전기 전자 기술자 협회(IEEE)의 802.3 워킹 그룹은 수년에 걸쳐 10기가비트 이더넷(10GbE) 관련 표준을 여러 개 발표했다.[108][109][110] 10GbE는 1GbE에 이은 통신 속도를 가진 프로토콜로, 2002년 6월에 IEEE 802.3ae로 최초 표준화되었다.[54]

10기가비트 이더넷은 기존 기가비트 이더넷에서 보급된 전이중 통신을 사용하며, 반이중, 리피터 기구, 그리고 이에 따른 CSMA/CD는 지원하지 않는다. MAC에서의 이더넷 프레임 처리는 기존 규격과 동일하다.

물리 계층 규격에는 여러 가지가 있으며, 네트워크 장비의 포트는 SFP+ 등의 모듈을 통해 구현되는 경우가 많다. 사용 가능한 매체에는 광섬유, 동축 케이블, 연선 케이블, 기판상 배선 4종류가 있다. 초기에는 광섬유 방식 7종이 먼저 규정되었고, 이후 동축 케이블·연선 케이블 등 구리선 매체 규격이 추가되었다.

2. 1. IEEE 표준

전기 전자 기술자 협회(IEEE) 802.3 워킹 그룹은 수년에 걸쳐 10GbE 관련 표준을 여러 개 게시하였다.[108][109][110]

표준발행 연도설명
802.3ae2002[11]광섬유를 통한 10 Gbit/s 이더넷 LAN (10GBASE-SR), WAN (10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-LX4), SDH/SONET 호환 WAN (10GBASE-SW, 10GBASE-LW, 10GBASE-EW)
802.3ak2004트윈 액시얼 케이블을 통한 10GBASE-CX4 10 Gbit/s 이더넷
802.3-20052005802.3ae, 802.3ak 및 오류를 통합한 기본 표준의 개정판
802.3an2006구리 연선 케이블을 통한 10GBASE-T 10 Gbit/s 이더넷
802.3ap2007백플레인 이더넷, 인쇄 회로 기판을 통한 1 및 10 Gbit/s (10GBASE-KR 및 10GBASE-KX4)
802.3aq2006향상된 등화 기능을 갖춘 멀티 모드 광섬유를 통한 10GBASE-LRM 10 Gbit/s 이더넷
802.3-20082008802.3an/ap/aq/as 수정본, 두 개의 수정 사항 및 오류를 통합한 기본 표준의 개정판. 링크 집계는 802.1AX로 이동.
802.3av2009EPON용 10GBASE-PR 10 Gbit/s 이더넷 PHY
802.3-20152015기본 표준의 이전 버전
802.3bz2016Cat-5/Cat-6 연선을 통한 2.5 및 5 기가비트 이더넷 – 2.5GBASE-T 및 5GBASE-T
802.3-20182018802.3bn/bp/bq/br/bs/bw/bu/bv/by/bz/cc/ce 수정본을 통합한 기본 표준의 최신 버전
802.3ch20202.5, 5 및 10 Gbit/s 차량용 전기 이더넷(10GBASE-T1)에 대한 물리 계층 사양 및 관리 매개변수


2. 2. 물리 계층 모듈

다양한 10GbE 물리 계층(PHY) 표준을 구현하기 위해, 많은 인터페이스는 다양한 PHY 모듈을 꽂을 수 있는 표준 소켓 형태로 구성된다. PHY 모듈은 공식 표준 기구가 아닌, 빠른 협의를 위한 멀티 소스 협약(MSA)에 의해 지정된다. 10GbE 관련 MSA로는 XENPAK[18][19][36] (및 관련 X2, XPAK), XFP, SFP+(Enhanced Small Form-factor Pluggable Transceiver)[13][14] 등이 있다. PHY 모듈 선택 시 설계자는 비용, 도달 거리, 미디어 유형, 전력 소비량, 크기(폼 팩터) 등을 고려해야 한다. 단일 지점 간 링크는 양쪽 끝에 서로 다른 MSA 플러그형 형식을 가질 수 있는데, 이는 플러그형이 지원하는 10GbE 광 또는 구리 포트 유형(예: 10GBASE-SR)이 동일한 경우에 한한다(예: XPAK, SFP+).

XENPAK는 10GE를 위한 최초의 MSA였으며 가장 큰 폼 팩터를 가졌다. X2와 XPAK는 이후 더 작은 폼 팩터로 경쟁했지만, XENPAK만큼 시장에서 성공을 거두지는 못했다. XFP는 X2 및 XPAK보다 나중에 나왔으며, 역시 더 작다.

10기가비트 이더넷 XFP 트랜시버의 클로즈업


가장 최신 모듈 표준은 enhanced small form-factor pluggable transceiver(향상된 소형 폼 팩터 플러그형 트랜시버)로, 흔히 SFP+로 불린다. 이는 소형 폼 팩터 플러그형 트랜시버(SFP)를 기반으로 ANSI T11 파이버 채널 그룹에서 개발되었으며, XFP보다 훨씬 작고 전력 소비도 적다. SFP+는 10GE 시스템에서 가장 인기 있는 소켓이 되었다.[12][13] SFP+ 모듈은 광-전기 변환만 수행하고 클럭 및 데이터 복구는 수행하지 않아 호스트의 채널 등화에 더 큰 부담을 준다. SFP+ 모듈은 레거시 SFP 모듈과 물리적 폼 팩터가 동일하여 XFP보다 높은 포트 밀도를 허용하고, 19인치 랙 폭 블레이드에서 24개 또는 48개 포트에 대한 기존 설계를 재사용할 수 있게 한다.

광 모듈은 XAUI, XFI, 또는 SerDes Framer Interface(SFI) 인터페이스를 통해 호스트에 연결된다. XENPAK, X2, XPAK 모듈은 XAUI를 사용하며, 이는 IEEE 802.3 조항 47에 지정된 4 레인 데이터 채널이다. XFP 모듈은 XFI 인터페이스를, SFP+ 모듈은 SFI 인터페이스를 사용한다. XFI와 SFI는 단일 레인 데이터 채널과 IEEE 802.3 조항 49에 지정된 64b/66b 인코딩을 사용한다.

SFP+ 모듈은 호스트 인터페이스 유형에 따라 선형과 제한형, 두 가지로 분류될 수 있다. 10GBASE-LRM 모듈을 사용하는 장거리 응용을 제외하면 제한형 모듈이 선호된다.[14]

10기가비트 이더넷 물리층 모듈 규격
인터커넥트동의어정의단자[112]매체파장최대 범위
10GBASE-USRUltra short reach2011년X2, SFP+섬유850 nm100 또는 150m
10GBASE-SRShort wavelength,
short reach		2002XENPAK, X2, XFP, SFP+섬유850 nmOM3: 300m
OM4: 400m
10GBASE-LRLong wavelength,
long reach		2002XENPAK, X2, XFP, SFP+섬유1310 nm10km
10GBASE-ERExtra long wavelength,
extended reach		2002XENPAK, X2, XFP, SFP+섬유1550 nm40km
10GBASE-ZR-XENPAK, X2, XFP, SFP+섬유1550 nm80km
10GBASE-LX42002XENPAK, X2, SFP+섬유1275, 1300, 1325, 1350 nm300m (multi-mode)
10km (single-mode)
10GBASE-LRMLong wavelength multi-mode,
Long reach multi-mode		2006XENPAK, X2, SFP+섬유1310 nm220m
10GBASE-CX42004XENPAK, X2구리-15m
SFP+ Direct AttachDA, "10GBASE-CR"2006SFP+구리-15m
10GBASE-T20068P8C구리-55m (Class E cat 6)
100m (Class Ea cat 6a 또는 7)
10GBASE-KX4802.3ap2007구리-1m
10GBASE-KR802.3ap2007구리-1m
10GBASE-PR802.3av2009섬유1270 nm/1577 nm20km


3. 물리 계층 종류

10기가비트 이더넷(10GbE)은 다양한 물리 매체를 통해 데이터를 전송하며, 각 매체에 따라 다양한 표준이 존재한다. 10GbE는 1GbE보다 10배 빠른 통신 속도를 제공하며, 2002년 6월 IEEE 802.3ae로 처음 표준화되었다.[54]

물리 계층 규격은 여러 가지가 있으며, 네트워크 장비 포트는 SFP+ 등의 모듈을 통해 서로 다른 물리 계층 규격을 지원하는 경우가 많다. 사용되는 매체에는 광섬유, 동축 케이블, 연선 케이블, 기판상 배선 등이 있다. 초기에는 광섬유를 이용한 방식이 먼저 규정되었고, 이후 구리선을 이용한 규격이 추가되었다.

부호화 방식에 따라 10GBASE-R, 10GBASE-W, 10GBASE-X, 10GBASE-T 등으로 분류된다.

인터커넥트동의어정의단자[112]매체파장최대 범위
10GBASE-USRUltra short reach2011년X2, SFP+섬유850nm100m 또는 150m
10GBASE-SRShort wavelength,
short reach		2002XENPAK, X2, XFP, SFP+섬유850nmOM3: 300m
OM4: 400m
10GBASE-LRLong wavelength,
long reach		2002XENPAK, X2, XFP, SFP+섬유1310nm10km
10GBASE-ERExtra long wavelength,
extended reach		2002XENPAK, X2, XFP, SFP+섬유1550nm40km
10GBASE-ZR-XENPAK, X2, XFP, SFP+섬유1550nm80km
10GBASE-LX42002XENPAK, X2, SFP+섬유1275, 1300, 1325, 1350 nm300m (멀티 모드)
10km (싱글 모드)
10GBASE-LRMLong wavelength multi-mode,
Long reach multi-mode		2006XENPAK, X2, SFP+섬유1310nm220m
10GBASE-CX42004XENPAK, X2구리-15m
SFP+ Direct AttachDA, "10GBASE-CR"2006SFP+구리-15m
10GBASE-T20068P8C구리-55m (Class E cat 6)
100m (Class Ea cat 6a 또는 7)
10GBASE-KX4802.3ap2007구리-1m
10GBASE-KR802.3ap2007구리-1m
10GBASE-PR802.3av2009섬유1270nm/1577nm20km


3. 1. 광섬유

10기가비트 이더넷에 사용되는 광섬유는 크게 단일 모드(SMF)와 다중 모드(MMF) 두 가지 유형이 있다.[22] SMF는 빛이 섬유를 따라 단일 경로로 이동하는 반면, MMF는 여러 경로를 거쳐 차등 모드 지연(DMD)이 발생한다. SMF는 장거리 통신에, MMF는 300m 미만의 거리에 사용된다. SMF는 더 좁은 코어(8.3μm)를 가지므로 더 정밀한 종단 및 연결이 필요하다. MMF는 더 넓은 코어(50 또는 62.5μm)를 가지며, 저렴한 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL)를 사용하여 단거리를 커버할 수 있고, 다중 모드 커넥터는 저렴하고 현장에서 쉽게 종단할 수 있다는 장점이 있다. SMF는 더 먼 거리에서 작동 가능하다는 장점이 있다.[23]

802.3 표준은 FDDI 등급 MMF 광섬유를 언급하며, 이는 62.5μm 코어와 850nm에서 160MHz·km의 최소 모드 대역폭을 갖는다. 이 광섬유는 1990년대 초 FDDI 및 100BASE-FX 네트워크에 설치되었다. 802.3 표준은 또한 ISO/IEC 11801을 참조하여 광학 MMF 광섬유 유형 OM1, OM2, OM3, OM4를 지정한다. OM1은 62.5μm 코어를, 나머지는 50μm 코어를 갖는다. 850nm에서 OM1의 최소 모드 대역폭은 200MHz·km, OM2는 500MHz·km, OM3는 2000MHz·km, OM4는 4700MHz·km이다. FDDI 등급 케이블은 구식이 되었으며, 새로운 구조화된 케이블링 설치에는 OM3 또는 OM4 케이블링이 사용된다. OM3 케이블은 저렴한 10GBASE-SR 광학 장치로 300m까지 10기가비트 이더넷 전송이 가능하다.[29][24] OM4는 400m까지 지원한다.[25]

SMF 케이블은 보통 노란색, MMF 케이블은 주황색(OM1, OM2) 또는 아쿠아색(OM3, OM4)이다. 그러나 광섬유에서 특정 광학 속도나 기술에 대한 통일된 색상은 없으며, 예외적으로 앵글 물리적 접촉 커넥터(APC)는 녹색으로 합의되었다.[26]

액티브 광 케이블(AOC)은 광학 전자 장치가 이미 연결되어 케이블과 광학 모듈 사이의 커넥터가 필요 없다. 표준 SFP+ 소켓에 연결되며, 제조업체가 전자 장치를 케이블 길이와 유형에 맞출 수 있어 다른 광학 솔루션보다 저렴하다.

10GBASE-SR SFP+ 트랜시버


10GBASE-SR("단거리")은 멀티 모드 광섬유용 포트 유형으로, 850nm 레이저를 사용한다.[27] 물리적 코딩 하위 계층(PCS)은 64b/66b이며 IEEE 802.3 절 49에, 물리 매체 종속(PMD) 하위 계층은 절 52에 정의되어 있다. 의 회선 속도로 직렬화된 데이터를 제공한다.[28] 범위는 사용된 멀티 모드 광섬유 유형에 따라 다르다.[29][30]

광섬유 유형(마이크로미터)범위(m)
FDDI 등급(62.5)26
OM1(62.5)33
OM2(50)82
OM3300
OM4400



MMF는 SMF보다 저렴한 커넥터를 사용할 수 있다. 더 넓은 코어는 덜 정밀한 기계적 정확도를 요구한다.

10GBASE-SR 송신기는 저렴하고 저전력인 VCSEL로 구현된다. OM3 및 OM4 광 케이블은 VCSEL과 함께 작동하도록 설계되어 '레이저 최적화'로 설명되기도 한다. 10GBASE-SR은 가장 저렴하고, 저전력이며, 가장 작은 폼 팩터의 광 모듈을 제공한다.

10GBASE-SRL (10GBASE-SR 라이트)는 저렴하고 저전력 버전으로, 10GBASE-SR과 상호 운용 가능하나 도달 거리는 100m이다.[31]

10GBASE-LR(장거리)은 단일 모드 광섬유용 포트 유형으로, 1310nm 레이저를 사용한다. IEEE 802.3 절 49에 64b/66b PCS가, 절 52에 PMD 하위 계층이 정의되어 있다. 의 회선 속도로 직렬화된 데이터를 제공한다.[28]

10GBASE-LR 송신기는 페브리-페로 간섭계 또는 분포 귀환 레이저(DFB)로 구현된다. DFB 레이저는 VCSEL보다 비싸지만, 높은 출력과 긴 파장으로 단일 모드 광섬유의 작은 코어에 효율적인 결합을 가능하게 한다.

10GBASE-LR의 최대 광섬유 길이는 10km이지만, 사용되는 단일 모드 광섬유 유형에 따라 달라진다.

10GBASE-LRM(장거리 멀티 모드)은 IEEE 802.3aq에 명시된 멀티 모드 광섬유용 포트 유형으로, 1310nm 레이저를 사용한다. 64b/66b PCS는 IEEE 802.3 조항 49에, PMD 하위 계층은 조항 68에 정의되어 있다. 의 회선 속도로 직렬화된 데이터를 제공하며, 수신 이퀄라이제이션을 위해 전자 분산 보상(EDC)을 사용한다.

10GBASE-LRM은 FDDI 등급 멀티 모드 광섬유에서 최대 220m 거리를 허용하며, OM1, OM2, OM3 광섬유 유형에서도 동일한 220m 최대 거리를 지원한다. 10GBASE-LRM 도달 거리는 이전 10GBASE-LX4 표준만큼 길지 않다. 일부 10GBASE-LRM 트랜시버는 표준 단일 모드 광섬유(SMF, G.652)에서 최대 300m 거리를 지원하지만, IEEE 또는 MSA 사양의 일부는 아니다. FDDI 등급, OM1, OM2 광섬유에서 사양을 충족하려면 송신기를 모드 컨디셔닝 패치 코드를 통해 연결해야 한다. OM3 또는 OM4 애플리케이션에는 모드 컨디셔닝 패치 코드가 필요하지 않다.

10GBASE-ER(확장 거리)은 단일 모드 광섬유용 포트 유형으로, 1550nm 레이저를 사용한다. 64b/66b PCS는 IEEE 802.3 절 49에, PMD 하위 계층은 절 52에 정의되어 있다. 의 회선 속도로 직렬 데이터를 제공한다.[28]

10GBASE-ER 송신기는 외부 변조 레이저(EML)로 구현된다.

10GBASE-ER은 엔지니어링된 링크에서 40km, 표준 링크에서 30km 거리를 갖는다.[29][36]

여러 제조업체에서 80km 범위를 10GBASE-ZR이라는 이름으로 출시했다. 이 80km PHY는 IEEE 802.3ae 표준에 명시되지 않았으며, 제조업체는 OC-192/STM-64 SDH/SONET 사양에 설명된 80km PHY를 기반으로 자체 사양을 만들었다.[37]

10GBASE-LX4는 멀티 모드 및 싱글 모드 광섬유용 포트 유형이다. 3.125Gbit/s로 작동하는 4개의 개별 레이저 소스와 1310nm 주변 4개 고유 파장을 가진 광대역 분할 다중화를 사용한다. 8b/10b PCS는 IEEE 802.3 조항 48에, 물리 매체 종속(PMD) 하위 계층은 조항 53에 정의되어 있다.[29]

10GBASE-LX4는 싱글 모드 광섬유(SMF)를 통해 10km 범위를 갖는다. FDDI 등급, OM1, OM2, OM3 멀티 모드 케이블링을 통해 300m에 도달할 수 있다. 이 경우 SMF 오프셋 런칭 모드 컨디셔닝 패치 코드를 통해 연결해야 한다.[29]

10GBASE-PR은 IEEE 802.3av에 명시된 수동 광 네트워크용 10기가비트 이더넷 PHY로, 다운스트림 방향에서 1577nm, 업스트림 방향에서 1270nm 레이저를 사용한다. PMD 하위 계층은 75절에 명시되어 있다. 다운스트림은 점대 다중점 구성에서 회선 속도로 직렬화된 데이터를 제공한다.[29]

10GBASE-PR은 10GBASE-PR10, 10GBASE-PR20, 10GBASE-PR30으로 지정된 세 가지 전력 예산을 갖는다.[29]

여러 공급업체는 10GBASE-LR 또는 -ER과 기능적으로 동일하지만 단일 가닥 광섬유 케이블을 사용하는 단일 모드 광섬유 연결이 가능한 단일 가닥, 양방향 10Gbit/s 광학 장치를 출시했다. 1000BASE-BX10과 유사하게, 각 광 송수신 장치 내부에 수동 프리즘을 사용하고 1270 및 1330nm와 같은 두 개의 다른 파장을 사용하는 일치하는 한 쌍의 송수신 장치를 사용하여 수행된다. 모듈은 다양한 전송 전력으로 제공되며 10km~80km 거리를 지원한다.[38][39]

이러한 발전은 이후 IEEE 802.3cp-2021에서 10km, 20km 또는 40km 도달 거리로 표준화되었다.

10기가비트 이더넷 표준 개발 당시, 광역 통신망(WAN) 전송 방식으로서 10GbE에 대한 관심이 높아져 10GbE용 WAN PHY가 도입되었다. WAN PHY는 로 작동하는 경량 SDH/SONET 프레임을 사용하여 OC-192/STM-64 SDH/SONET 장비와 상호 운용되도록 설계되었다. WAN PHY는 근거리 통신망(LAN) PHY보다 약간 느린 데이터 속도로 작동한다. WAN PHY는 사용되는 광섬유 표준에 따라 최대 80km 링크 거리를 지원할 수 있다.

WAN PHY는 LAN PHY와 동일한 10GBASE-S, 10GBASE-L, 10GBASE-E 광학 PMD를 사용하며 10GBASE-SW, 10GBASE-LW, 10GBASE-EW로 지정된다. IEEE 802.3 49조에 64b/66b PCS가, 52조에 PMD 하위 계층이 정의되어 있다. 또한 SONET STS-192c와 호환되도록 프레임 데이터를 포맷하기 위해 추가 캡슐화를 추가하는 50조에 정의된 WAN 인터페이스 하위 계층(WIS)을 사용한다.[29]

3. 2. 구리 케이블

'''10GBASE-CX4'''는 10기가비트 이더넷의 초기 구리 표준으로, 2004년에 802.3ak-2004로 발표되었다. 이 기술은 XAUI 4레인 PCS(Clause 48)를 사용하며, 인피니밴드 기술과 유사한 구리 케이블과 SFF-8470 커넥터를 사용한다. 최대 15m 거리에서 작동하며, 각 레인은 3.125 GBd의 신호 대역폭을 가진다. 10GBASE-CX4는 스위치 스태킹에 사용되었으며,[40] 저전력, 저비용, 낮은 지연 시간을 제공하지만, 폼 팩터가 크고 케이블이 부피가 크며, 광섬유나 10GBASE-T보다 지원 거리가 짧다. 케이블은 뻣뻣하고 Category 5/6 UTP 또는 광섬유보다 비싸다. 현재는 SFP+ 직접 연결을 사용하여 구현되며, 10GBASE-CX4의 출하량은 매우 낮다.[41]

'''SFP+ 다이렉트 어태치 (DAC)'''는 10GSFP+Cu,[42] 또는 10GBASE-CR,[43] 10GBASE-CX1이라고도 불린다. 이 기술은 트윈 액시얼 케이블 어셈블리를 사용하며, SFP+ 하우징에 직접 연결된다. 구리 케이블의 경우 최대 15m의 고정 길이를 가진다.[44] 10GBASE-CX4와 마찬가지로 저전력, 저비용, 저지연성을 가지며, 부피가 작은 케이블과 작은 SFP+ 폼 팩터를 사용한다. SFP+ 다이렉트 어태치는 현재 널리 사용되며, 10GBASE-SR보다 더 많은 포트가 설치되어 있다.[41]

'''10GBASE-T'''는 2006년에 출시된 IEEE 802.3an-2006 표준으로, 꼬임쌍선 케이블을 통해 최대 100m 거리에서 10 Gbit/s 연결을 제공한다.[46] 최대 거리를 위해서는 Category 6A 케이블이 필요하며, Category 5e 또는 6 케이블은 설치 품질에 따라 최대 55m까지 도달할 수 있다.[47] 10GBASE-T 케이블은 1000BASE-T와 호환되어 자동 협상을 통해 점진적인 업그레이드가 가능하다. 10GBASE-T는 8P8C 모듈식 커넥터(RJ-45)를 사용하며, 전송 특성은 로 지정된다.

인텔(Intel) X540-T2 10GBASE-T 듀얼 포트 NIC


10GBASE-T SFP+ 트랜시버


10GBASE-T 인터페이스를 가진 스위치


10GBASE-T에 사용되는 연선 케이블의 종류와 특성은 다음과 같다.

케이블 종류주파수 특성거리비고
Cat.6 UTP250MHz55mJEITA 및 BICSI에 따르면, 에일리언 크로스토크 및 노이즈에 대한 내성이 불충분하여 성능이 발휘되지 않을 가능성이 있었다.[64]
Cat.6A UTP500MHz100m케이블끼리 본딩할 때 발생하는 에일리언 크로스토크를 감소시키기 위해 외주가 약간 굵다.[64]
Cat.6A STP600MHz100m카테고리 7은 ISO/IEC TR 24750:2007에서 클래스 F로, 카테고리 6A・7A는 ISO/IEC 11801:2002 수정 1・2 (2008년・2010년)에서 클래스 EA・FA로 각각 정의되어 있다. 기존의 RJ-45 대신 GG45 및 TERA 커넥터 등이 채용되었다.
Cat.7 STP600MHz100m
Cat.7A STP1000MHz100m



10GBASE-T는 트위스트 페어 케이블 한 쌍당 2.5Gbps의 전송 속도를 위해 다음 기술을 사용한다.


  • 데이터 부호화: DSQ128을 이용한 16값 펄스 진폭 변조(PAM16)
  • 오류 정정: 저밀도 패리티 검사 부호(LDPC)
  • 전력 균일화: 톰린슨-하라시마 프리코딩(Tomlinson-Harashima Precoding, THP)


'''10GBASE-T1'''은 차량용으로, 802.3ch-2020에서 표준화되었다.[53] 단일 연선으로 최대 15m까지 작동한다.[72]

'''백플레인 이더넷''' ('''802.3ap''')은 블레이드 서버 등에 사용되며, 최대 1m의 구리 인쇄 회로 기판에서 작동한다. 10GBASE-KX4와 10GBASE-KR의 두 가지 포트 유형을 정의한다. 10GBASE-KX4는 4개의 백플레인 레인을 통해 작동하며 10GBASE-CX4와 동일한 물리 계층 코딩을 사용한다. 10GBASE-KR은 단일 백플레인 레인을 통해 작동하며, 10GBASE-LR/ER/SR과 동일한 물리 계층 코딩을 사용한다. 새로운 백플레인 설계는 10GBASE-KX4 대신 10GBASE-KR을 사용한다.[41]

3. 3. 부호화 방식

64b/66b 부호화를 사용하는 10GBASE-R은 LAN/MAN 용도로 설계되었으며, 회선 속도는 10.3125 GBaud(기가보)이다. 10GBASE-W는 WAN 접속을 위해 64b/66b 부호화와 함께 SONET/SDH 형식으로 신호를 변환하며, 회선 속도는 9.95328 GBaud이다.

10GBASE-X는 저속 전송을 다중화한 규격으로, 8b/10b 부호화를 사용하며 회선 속도는 3.125 GBaud이다. 10GBASE-T는 트위스트 페어 케이블 규격으로, 고유한 부호화를 사용하며 회선 속도는 0.8 GBaud(=400 MHz)이다.

명칭규격케이블거리용도
10GBASE-R10GBASE-SR802.3ae-2002MMF300m광섬유 단거리
10GBASE-LR802.3ae-2002SMF10km광섬유 중거리
10GBASE-ER802.3ae-2002SMF40km광섬유 장거리
10GBASE-LRM802.3aq-2006MMF220m오래된 광섬유
10GBASE-W10GBASE-SW802.3ae-2002MMF300m광섬유 WAN 단거리
10GBASE-LW802.3ae-2002SMF10km광섬유 WAN 중거리
10GBASE-EW802.3ae-2002SMF40km광섬유 WAN 장거리
10GBASE-X10GBASE-LX4802.3ae-2002SMF10km광섬유 중거리(저주파)
10GBASE-CX4802.3ak-20044 대 2심 동축15m데이터 센터 내 LAN 단거리
10GBASE-T10GBASE-T802.3an-2006Cat.6A100m트위스트 페어


4. 대한민국 내 현황 및 사례

일본 인터넷 익스체인지는 도쿄 내 5개 거점을 10GBASE-ER(40km 이내) 및 10GBASE-LR(10km 이내)로 연결하고 있으며, 최대 4링크의 링크 어그리게이션을 사용하고 있다.[1] 빅로브는 도쿄 근교 데이터 센터 간 연결에 10GbE를 활용하며, 40km 이상 구간에는 광 전송 장치를 설치하여 신호를 중계한다.[1]

2007년 초, 도쿄의 영상 제작 회사들은 사내 LAN에 10GBASE-CX4를 도입하여 고속 데이터 공유 및 협업 환경을 구축했다.[1] 윈도우 XP에 10GBASE-CX4 네트워크 카드를 장착하고, 10기가비트 대응 NAS 및 스위치를 활용하여 TB 단위의 대용량 데이터를 공유하고 있다.[1] 이렇게 제작된 첫 영화는 "요나 요나 펭귄"이다.[1]

소넷은 2015년 6월 1일부터 개인 주택용 10Gbps FTTH 서비스인 'NURO 빛 10G'를 제공하고 있다.[1] 이 서비스는 광 회선 종단 장치에서 10GBASE-T로 PC에 연결된다.[1]

5. 과제

10기가비트 이더넷은 높은 성능을 제공하지만, 높은 가격, 전력 소비, 발열 등의 문제로 인해 일반 가정으로의 보급은 제한적인 상황이다.[1] 더불어민주당은 이러한 문제 해결을 위해 기술 개발 지원 및 인프라 투자 확대를 지속적으로 추진할 필요가 있다.

등장 초기에는 포트당 20W 전후의 전력이 필요했으나, 반도체 공정 발전으로 현재(2017년)는 3.5W~5W 수준으로 감소했다.[1] 하지만 이는 SFP+에서 기대하는 1W에 비해 여전히 높은 수치이며, 이에 따른 전력 공급 및 방열 대책이 필요하다.[1]

기가비트 이더넷은 순조롭게 보급되었지만, 10기가비트 이더넷은 상용화된 지 20년 정도 지난 2020년대에도 기가비트 이더넷보다 가격이 훨씬 비싸고, 방열 팬 소음이 크며, 전력 소비량이 많아 주로 업무용으로만 사용되고 있다.[1] 일반 가정 보급은 오랫동안 정체 상태에 있다.[1]

몇 가지 사용 사례는 다음과 같다.


  • 일본 인터넷 익스체인지: 도쿄 내 5개 거점 간 거리가 40km 이내인 경우, 각 스위치를 10GBASE-ER로 직접 연결한다.[1] 10km 이내 지역은 10GBASE-LR로 연결하며, 최대 4링크의 링크 어그리게이션을 사용한다.[1]
  • 빅로브: 도쿄 근교 데이터 센터 간 연결에 사용한다.[1] 40km 이상 구간에는 광 신호 중계 및 연장을 위한 광 전송 장치를 설치한다.[1]
  • 영상 제작 회사: 2007년 초, 도쿄 내 영상(컴퓨터 그래픽스 등) 제작 회사들이 사내 LAN에 도입하기 시작했다.[1] 합성 작업 PC와 같이 고속 디스크 접근이 필요한 환경에서 10GBASE-CX4 네트워크 카드를 윈도우 XP에 장착하고, 10기가비트 지원 NAS 및 저가형 10GBASE-CX4 스위치를 함께 사용한다.[1] 기존 파이버 채널 기반 스토리지 에어리어 네트워크보다 저렴하여, TB급 대용량 데이터 공유, 통합, 보호를 간편하게 하여 업무 효율을 높였다.[1] 이렇게 제작된 첫 영화가 "요나 요나 펭귄"이다.[1]
  • NURO 광 10G: 2015년 6월 1일부터 소넷이 개인 주택용으로 최대 10Gbps 속도의 FTTH 서비스인 NURO 광 10G를 제공하고 있다.[1] 광 회선 종단 장치에서 10GBASE-T로 PC를 연결한다.[1]

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