1.概述
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，多媒體應(yīng)用愈來愈多，對網(wǎng)絡(luò)的需求也越來越大，尤其是在服務(wù)器端上，100Mbps的速度已不能滿足要求。于是Gigabit Ethernet誕生了。就如同F(xiàn)ast Ethernet的起源一樣，Gigabit Ethernet也必須要能夠向下相容Fast Ethernet以及Ethernet。目前中大型企業(yè)新一代的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，Gigabit Ethernet普遍使用在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的骨干上，并以光纖介面為主流。在銅線（UTP）Gigabit部分，短期內(nèi)則還不會像100baseTX那樣快速延伸至桌面。
以太網(wǎng)最初是由Xerox公司研制而成的，并且在1980年由DEC公司和Xerox公司共同使之規(guī)范成形。后來它被作為802.3標準為電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）所采納。
以太網(wǎng)的基本特征是采用一種稱為載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的共享訪問方案，即多個工作站都連接在一條總線上，所有的工作站都不斷向總線上發(fā)出監(jiān)聽信號，但在同一時刻只能有一個工作站在總線上進行傳輸，而其他工作站必須等待其傳輸結(jié)束后再開始自己的傳輸。沖突檢測方法保證了只能有一個站在電纜上傳輸。早期以太網(wǎng)傳輸速率為10Mbps。
2.以太網(wǎng)技術(shù)標準
采用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路存取和沖突檢測）介質(zhì)訪問控制方式的局域網(wǎng)技術(shù)，最初由Xerox公司于1975年研制成功，1979年7月～1982年間，由DEC、Intel和Xerox三家公司制定了以太網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范DIX，以此為基礎(chǔ)形成的IEEE802.3以太網(wǎng)標準在1989年正式成為國際標準。在20多年中以太網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，成為迄今最廣泛應(yīng)用的局域網(wǎng)技術(shù)，產(chǎn)生了多種技術(shù)標準。
10base5；是原始的以太網(wǎng)標準，使用直徑10mm的50歐姆粗同軸電纜，總線拓撲結(jié)構(gòu)，站點網(wǎng)卡的接口為DB-15連接器，通過AUI電纜，用MAU裝置栓接到同軸電纜上，末端用50歐姆/1W的電阻端接（一端接在電氣系統(tǒng)的地線上）；每個網(wǎng)段允許有100個站點，每個網(wǎng)段最大允許距離為500m，網(wǎng)絡(luò)直徑為2500m，既可由5個500m長的網(wǎng)段和4個中繼器組成。利用基帶的10M傳輸速率，采用曼徹斯特編碼傳輸數(shù)據(jù)。
10Base2；是為降低10base5的安裝成本和復雜性而設(shè)計的。使用廉價的R9-58型 50歐姆細同軸電纜，總線拓撲結(jié)構(gòu)，網(wǎng)卡通過T形接頭連接到細同軸電纜上，末端連接50歐姆端接器；每個網(wǎng)段允許30個站點，每個網(wǎng)段最 大允許距離為185m，仍保持10Base5的4中繼器/5網(wǎng)段設(shè)計能力，允許的最大網(wǎng)絡(luò)直徑為5x185=925m。利用基帶的10M傳輸速率，采用曼徹斯特 編碼傳輸數(shù)據(jù)。與10base5相比，10Base2以太網(wǎng)更容易安裝，更容易增加新站點，能大幅度降低費用。
10base-T；是1990年通過的以太網(wǎng)物理層標準。10base-T使用兩對非屏蔽雙絞 線，一對線發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對線接收數(shù)據(jù)，用RJ-45模塊作為端接器，星形拓撲結(jié)構(gòu)，信號頻率為20MHz，必須使用3類或更好的UTP電纜； 布線按照EIA568標準，站點-中繼器和中繼器-中繼器的最大距離為100m。保持了10base5的4中繼器/5網(wǎng)段的設(shè)計能力，使10base-T局域 網(wǎng)的最大直徑為500m。10Base-T的集線器和網(wǎng)卡每16秒就發(fā)出"滴答"(Hear-beat)脈沖，集線器和網(wǎng)卡都要監(jiān)聽此脈沖，收到"滴答" 信號表示物理連接已建立，10base-T設(shè)備通過LED向網(wǎng)絡(luò)管理員指示鏈路是否正常。雙絞線以太網(wǎng)是以太網(wǎng)技術(shù)的主要進步之一，10base-T因為價格便宜、配置靈活和易于管理而流行起來，現(xiàn)在占整個以太網(wǎng)銷售量的90%以上。
10base-F；是使用光纜的以太網(wǎng)，使用雙工光纜，一條光纜用于發(fā)送數(shù)據(jù)， 另一條用于接收；使用ST連接器，星形拓撲結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)直徑為2500m，定義了4種不同的規(guī)范：
10Base-FL；是10base-F中使用最多的部分，只有10base-FL連接時，光纜鏈路 段的長度可達到2000m，與FOIRL設(shè)備混用時，混合段的長度可達1000m。
10Base-FB；是用來說明一個同步信令骨干網(wǎng)段，用于在一個跨越遠距離的 轉(zhuǎn)發(fā)主干網(wǎng)系統(tǒng)中將專用的10Base-FB同步信令中繼器連接在一起。單個10base-FB網(wǎng)段最長可達2000m。
10Base-FP；是用來說明點對點的連接方式，一個網(wǎng)段的長度可達500m。一個光 纜無源星形耦合器最多可連接33臺計算機。
100base-T；是以太網(wǎng)標準的100M版，1995年5月正式通過了快速以太網(wǎng)/100Bas e-T規(guī)范，即IEEE 802.3u標準，是對IEEE802.3的補充。與10base-T一樣采用星形拓撲結(jié)構(gòu)，但100Base-T包含4個不同的物理層規(guī)范， 并且包含了網(wǎng)絡(luò)拓撲方面的許多新規(guī)則。
100Base-TX；使用兩對5類非屏蔽雙絞線或1類屏蔽雙絞線，一對用于發(fā)送數(shù) 據(jù)，另一對用于接收數(shù)據(jù)，最大網(wǎng)段長度為100m，布線符合EIA568標準；采用4B/5B編碼法，使其可以125MHz的串行數(shù)據(jù)流來傳送數(shù)據(jù)； 使用MLT-3（多電平傳輸-3）波形法來降低信號頻率到125/3=41.6MHz。100Base-TX使100Base-T中使用最廣的物理層規(guī)范。
100Base-FX；使用多模（62.5或125um）或單模光纜，連接器可以是MIC/FDDI 連接器、ST連接器或廉價的SC連接器；最大網(wǎng)段長度根據(jù)連接方式不同而變化，例如：對于多模光纖的交換機-交換機連接或交換機-網(wǎng)卡 連接最大允許長度為412m，如果是全雙工鏈路，則可達到2000m。100Base-FX主要用于高速主干網(wǎng)，或遠距離連接，或有強電氣干擾的環(huán) 境，或要求較高安全保密鏈接的環(huán)境。
100Base-T4；是為了利用大量的3類音頻級布線而設(shè)計的。它使用4對雙絞線， 3對用于同時傳送數(shù)據(jù)，第4對線用于沖突檢測時的接收信道，信號頻率為25MHz,因而可以使用數(shù)據(jù)級3、4或5類非屏蔽雙絞線，也可使用音 頻級3類線纜。最大網(wǎng)段長度為100m，采用EIA568布線標準；由于沒有專用的發(fā)送或接收線路，所以100Base-T4不能進行全雙工操作； 100base-T4采用比曼徹斯特編碼法高級的多的6B/6T編碼法。
100Base-T2；隨著數(shù)字信號處理技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展，只用2對3類UTP 線就可以傳送100Mbps的數(shù)據(jù)，因而針對100Base-T4不能實現(xiàn)全雙工的缺點，IEEE開始制定100Base-T2標準。100Base-T2 采用2對音頻或數(shù)據(jù)級3、4或5類UTP電纜，一對用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對用于接收數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)全雙工操作；采用RJ45連接器，最長網(wǎng)段為 100m，符合EIA568布線標準。采用名為PAM5x5的5電平編碼方案。
自動協(xié)商模式；在100Base-T問世以后，在以太網(wǎng)RJ-45連接器上可能出現(xiàn)的信 號可能是5種以上不同的以太網(wǎng)信號（10Base-T、10base-T全雙工、100base-TX、100Base-TX全雙工或100Base-T4）中的任一種。為了簡化 管理，3.11.71 IEEE已推出了Nway（IEEE自動協(xié)商模式），它能使集線器和網(wǎng)卡知道線路另一端能有的速度，把速度自動調(diào)節(jié)到線路兩端 能達到的最高速度（優(yōu)先的順序為：100Base-T2全雙工，100Base-T2,100Base-TX全雙工，100Base-T4,100Base-TX, 100Base-T全雙工， 10Base-T）。這是增強型的10Base-T鏈路一體化信號方法，并與鏈路一體化反向兼容。這種技術(shù)避免了由于信號不兼容可能造成的網(wǎng)絡(luò) 損壞。具有這種特性的裝置仍允許人工選擇可能的模式。
3.千兆以太網(wǎng)
千兆以太網(wǎng)技術(shù)作為最新的高速以太網(wǎng)技術(shù)，給用戶帶來了提高核心網(wǎng)絡(luò)的有效解決方案，這種解決方案的最大優(yōu)點是繼承了傳統(tǒng)以太技術(shù)價格便宜的優(yōu)點。
千兆技術(shù)仍然是以太技術(shù)，它采用了與10M以太網(wǎng)相同的幀格式、幀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、全/半雙工工作方式、流控模式以及布線系統(tǒng)。由于該技術(shù)不改變傳統(tǒng)以太網(wǎng)的桌面應(yīng)用、操作系統(tǒng)，因此可與10M或100M的以太網(wǎng)很好地配合工作。升級到千兆以太網(wǎng)不必改變網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序、網(wǎng)管部件和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，能夠最大程度地投資保護，因此該技術(shù)的市場前景十分看好。
為了能夠偵測到64Bytes資料框的碰撞，Gigabit Ethernet所支持的距離更短。Gigabit Ethernet 支持的網(wǎng)絡(luò)類型，千兆以太網(wǎng)技術(shù)有兩個標準：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纖和短程銅線連接方案的標準，目前已完成了標準制定工作。IEEE802.3ab制定了五類雙絞線上較長距離連接方案的標準。
3.1IEEE802.3z
IEEE802.3z工作組負責制定光纖（單模或多模）和同軸電纜的全雙工鏈路標準。IEEE802.3z定義了基于光纖和短距離銅纜的1000Base-X，采用8B/10B編碼技術(shù)，信道傳輸速度為1.25Gbit/s，去耦后實現(xiàn)1000Mbit/s傳輸速度。 IEEE802.3z具有下列千兆以太網(wǎng)標準：
（1）1000Base-SX；1000Base-SX只支持多模光纖，可以采用直徑為62.5um或50um的多模光纖，工作波長為770-860nm，傳輸距離為220-550m。
（2）1000Base-LX 2 多模光纖；1000Base-LX可以采用直徑為62.5um或50um的多模光纖，工作波長范圍為1270-1355nm，傳輸距離為550m。
單模光纖；1000Base-LX可以支持直徑為9um或10um的單模光纖，工作波長范圍為1270-1355nm，傳輸距離為5km左右。
（3）1000Base-CX采用150歐屏蔽雙絞線（STP），傳輸距離為25m。
3.2IEEE802.3ab
IEEE802.3ab工作組負責制定基于UTP的半雙工鏈路的千兆以太網(wǎng)標準，產(chǎn)生IEEE802.3ab標準及協(xié)議。IEEE802.3ab定義基于5類UTP的1000Base-T標準，其目的是在5類UTP上以1000Mbit/s速率傳輸100m。IEEE802.3ab標準的意義主要有以下兩點：
（1）保護用戶在5類UTP布線系統(tǒng)上的投資。
（2）1000Base-T是100Base-T自然擴展，與10Base-T、100Base-T完全兼容。不過，在5類UTP上達到1000Mbit/s的傳輸速率需要解決5類UTP的串擾和衰減問題，因此，使得IEEE802.3ab工作組的開發(fā)任務(wù)要比IEEE802.3z復雜些。
千兆以太網(wǎng)最初主要用于提高交換機與交換機之間或交換機與服務(wù)器之間的連接帶寬。10/100Mbps交換機之間的千兆連接將極大地提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，使網(wǎng)絡(luò)可以支持更多的10M或100M的網(wǎng)段；也可以通過在服務(wù)器中增加千兆網(wǎng)卡，將服務(wù)器與交換機之間的數(shù)據(jù)傳輸速度提升至前所未有的境界。千兆網(wǎng)標準被所有主要的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品廠商所支持，其中包括HP、3Com、Cisco等公司。
3.3千兆以太網(wǎng)的主要特點
（1）簡易性；千兆以太網(wǎng)繼承了以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)的簡易性，因此其技術(shù)原理、安裝實施和管理維護都很簡單。
（2）擴展性；由于千兆以太網(wǎng)采用了以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)的基本技術(shù)，因此由10Base-T、100Base-T升級到千兆以太網(wǎng)非常容易。
（3）可靠性；由于千兆以太網(wǎng)保持了以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)的安裝維護方法，采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此網(wǎng)絡(luò)具有很高的可靠性。
（4）經(jīng)濟性；由于千兆以太網(wǎng)是10Base-T和100Base-T的繼承和發(fā)展，一方面降低了研究成本，另一方面由于10Base-T和100Base-T的廣泛應(yīng)用，作為其升級產(chǎn)品，千兆以太網(wǎng)的大量應(yīng)用只是時間問題，為了爭奪千兆以太網(wǎng)這個巨大市場，幾乎所有著名網(wǎng)絡(luò)公司都生產(chǎn)千兆以太網(wǎng)產(chǎn)品，因此其價格將會逐月下降。千兆以太網(wǎng)與ATM等寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，其價格優(yōu)勢非常明顯。
（5）可管理維護性；千兆以太網(wǎng)采用基于簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）和遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視（RMON）等網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，許多廠商開發(fā)了大量的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，使千兆以太網(wǎng)的集中管理和維護非常簡便。
（6）廣泛應(yīng)用性；千兆以太網(wǎng)位局域主干網(wǎng)和城域主干網(wǎng)（借助單模光纖和光收發(fā)器）提供了一種高性能價格比的寬帶傳輸交換平臺，使得許多寬帶應(yīng)用能施展其魅力。例如在千兆以太網(wǎng)上開展視頻點播業(yè)務(wù)和虛擬電子商務(wù)等。【未完待續(xù)】
