摘要：文章综述了千兆以太网的发展现状，介绍了以太网技术标准及其技术特点，重点阐述了千兆以太网技术的两个标准：IEEE802.3z和IEEE802.3ab，展望了千兆以太网的发展前景；并阐述了以太网接入中的技术问题，论述了千兆以太网铜缆布线系统和光缆布线系统
1.概述
随着网络技术飞速发展，多媒体应用愈来愈多，对网络的需求也越来越大，尤其是在端上，100Mbps的速度已不能满足要求。于是Gigabit Ethernet诞生了。就如同Fast Ethernet的起源一样，Gigabit Ethernet也必须要能够向下相容Fast Ethernet以及Ethernet。目前中大型企业新一代的区域网络规划中，Gigabit Ethernet普遍使用在区域网络的骨干上，并以光纤界面为主流。在铜线（UTP）Gigabit部分，短期内则还不会像100baseTX那样快速延伸至桌面。
以太网最初是由Xerox公司研制而成的，并且在1980年由DEC公司和Xerox公司共同使之规范成形。后来它被作为802.3标准为电气与电子工程师协会（IEEE）所采纳。
以太网的基本特征是采用一种称为载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的共享访问方案，即多个工作站都连接在一条总线上，所有的工作站都不断向总线上发出监听信号，但在同一时刻只能有一个工作站在总线上进行传输，而其他工作站必须等待其传输结束后再开始自己的传输。冲突检测方法保证了只能有一个站在电缆上传输。早期以太网传输速率为10Mbps。
2.以太网技术标准
采用CSMA/CD（载波监听多路存取和冲突检测）介质访问控制方式的局域网技术，最初由Xerox公司于1975年研制成功，1979年7月-1982年间，由DEC、Intel和Xerox三家公司制定了以太网的技术规范DIX，以此为基础形成的IEEE802.3以太网标准在1989年正式成为国际标准。在20多年中以太网技术不断发展，成为迄今最广泛应用的局域网技术，产生了多种技术标准。
10base5；是原始的以太网标准，使用直径10mm的50欧姆粗同轴电缆，总线拓扑结构，站点网卡的接口为DB-15连接器，通过AUI电缆，用MAU装置栓接到同轴电缆上，末端用50Ω/1W的电阻端接（一端接在电气系统的地线上）；每个网段允许有100个站点，每个网段最大允许距离为500m，网络直径为2500m，可由5个500m长的网段和4个中继器组成。利用基带的10M传输速率，采用曼彻斯特编码传输数据。
10Base2；是为降低10base5的安装成本和复杂性而设计的。使用廉价的R9-58型50欧姆细同轴电缆，总线拓扑结构，网卡通过T形接头连接到细同轴电缆上，末端连接50欧姆端接器；每个网段允许30个站点，每个网段最大允许距离为185m，仍保持10Base5的4中继器、5网段设计能力，允许的最大网络直径为5x185=925m。利用基带的10M传输速率，采用曼彻斯特编码传输数据。与10base5相比，10Base2以太网更容易安装，更容易增加新站点，能大幅度降低费用。
10base-T；是1990年通过的以太网物理层标准。10base-T使用两对非屏蔽双绞线，一对线发送数据，另一对线接收数据，用RJ-45模块作为端接器，星形拓扑结构，信号频率为20MHz，必须使用3类或更好的UTP电缆；布线按照EIA568标准，站点-中继器和中继器-中继器的最大距离为100m。保持了10base5的4中继器、5网段的设计能力，使10base-T局域网的最大直径为500m。10Base-T的集线器和网卡每16秒就发出"滴答"(Hear-beat)脉冲，集线器和网卡都要监听此脉冲，收到"滴答"信号表示物理连接已建立，10base-T设备通过LED向网络管理员指示链路是否正常。双绞线以太网是以太网技术的主要进步之一，10base-T因为价格便宜、配置灵活和易于管理而流行起来，现在占整个以太网销售量的90%以上。
10base-F；是使用光缆的以太网，使用双工光缆，一条光缆用于发送数据，另一条用于接收；使用ST连接器，星形拓扑结构；网络直径为2500m，定义了3种不同的规范：
10Base-FL；是10base-F中使用最多的部分，只有10base-FL连接时，光缆链路段的长度可达到2000m，与FOIRL设备混用时，混合段的长度可达1000m。
10Base-FB；是用来说明一个同步信令骨干网段，用于在一个跨越远距离的转发主干网系统中将专用的10Base-FB同步信令中继器连接在一起。单个10base-FB网段最长可达2000m。
10Base-FP；是用来说明点对点的连接方式，一个网段的长度可达500m。一个光缆无源星形耦合器最多可连接33台计算机。
100base-T；是以太网标准的100M版，1995年5月正式通过了快速以太网/100Base-T规范，即IEEE 802.3u标准，是对IEEE802.3的补充。与10base-T一样采用星形拓扑结构，但100Base-T包含4个不同的物理层规范，并且包含了网络拓扑方面的许多新规则。
100Base-TX；使用两对5类非屏蔽双绞线或1类屏蔽双绞线，一对用于发送数据，另一对用于接收数据，最大网段长度为100m，布线符合EIA568标准；采用4B/5B编码法，使其可以125MHz的串行数据流来传送数据；使用MLT-3（多电平传输-3）波形法来降低信号频率到125/3=41.6MHz。100Base-TX是100Base-T中使用最广的物理层规范。
100Base-FX；使用多模（62.5或125um）或单模光缆，连接器可以是MIC/FDDI连接器、ST连接器或廉价的SC连接器；最大网段长度根据连接方式不同而变化，例如：对于多模光纤的机-机连接或交换机-网卡连接最大允许长度为412m，如果是全双工链路，则可达到2000m。100Base-FX主要用于高速主干网，或远距离连接，或有强电气干扰的环境，或要求较高保密链接的环境。
100Base-T4；是为了利用大量的3类音频级布线而设计的。它使用4对双绞线，3对用于同时传送数据，第4对线用于冲突检测时的接收信道，信号频率为25MHz,因而可以使用数据级3、4或5类非屏蔽双绞线，也可使用音频级3类线缆。最大网段长度为100m，采用EIA568布线标准；由于没有专用的发送或接收线路，所以100Base-T4不能进行全双工操作；100base-T4采用比曼彻斯特编码法高级得多的6B/6T编码法。
100Base-T2；随着数字信号处理技术和集成电路技术的发展，只用2对3类UTP线就可以传送100Mbps的数据，因而针对100Base-T4不能实现全双工的缺点，IEEE开始制定100Base-T2标准。100Base-T2采用2对音频或数据级3、4或5类UTP电缆，一对用于发送数据，另一对用于接收数据，可实现全双工操作；采用RJ45连接器，最长网段为100m，符合EIA568布线标准。采用名为PAM5x5的5电平编码方案。
自动协商模式；在100Base-T问世以后，在以太网RJ-45连接器上可能出现的信号可能是5种以上不同的以太网信号（10Base-T、10base-T全双工、100base-TX、100Base-TX全双工或100Base-T4）中的任一种。为了简化管理，3.11.71 IEEE已推出了Nway（IEEE自动协商模式），它能使集线器和网卡知道线路另一端能有的速度，把速度自动调节到线路两端能达到的最高速度（优先的顺序为：100Base-T2全双工，100Base-T2,100Base-TX全双工，100Base-T4,100Base-TX,100Base-T全双工，10Base-T）。这是增强型的10Base-T链路一体化信号方法，并与链路一体化反向兼容。这种技术避免了由于信号不兼容可能造成的网络损坏。具有这种特性的装置仍允许人工选择可能的模式。
3.快速以太网与千兆以太网
3.1快速以太网
100Base-T快速以太网是从10Base-T以太网标准发展而来的。它保留了以太网的帧结构和CSMA/CD，使10Base-T和100Base-T站点间进行数据通信时不需要进行转换。随着桌面计算机和应用程序功能的增加，网络用户日益增加，所产生的数据量也越来越大。所以网络带宽就成为一个瓶颈问题，100Base-T较好解决了这一问题。快速以太网能显著提高工作站和的传输带宽，从而可以地增大网络上的负载。 IEEE于1995年5月正式通过了快速以太网100Base-T标准，即IEEE802.3u标准。
3.2千兆以太网
千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术，给用户带来了提高核心网络的有效解决方案，这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。
千兆技术仍然是以太技术，它采用了与10M以太网相同的帧格式、帧结构、网络、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。由于该技术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统，因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统，能够最大程度地保护投资，因此该技术的市场前景十分看好。
为了能够侦测到64Bytes资料框的碰撞，Gigabit Ethernet所支持的距离更短。Gigabit Ethernet支持的网络类型。
千兆以太网技术有两个标准：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准，目前已完成了标准制定工作。IEEE802.3ab制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准。
3.2.1 IEEE802.3z
IEEE802.3z工作组负责制定光纤（单模或多模）和同轴电缆的全双工链路标准。IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000Base-X，采用8B/10B编码技术，信道传输速度为1.25Gbit/s，去耦后实现1000Mbit/s传输速度。IEEE802.3z具有下列千兆以太网标准：
(1) 1000Base-SX：
1000Base-SX只支持多模光纤，可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤，工作波长为770-860nm，传输距离为220-550m。
(2)1000Base-LX2：同时支持多模和单模光纤
多模光纤：000Base-LX可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤，工作波长范围为1270-1355nm，传输距离为550m。
单模光纤：000Base-LX可以支持直
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