1.概述
隨著網絡技術飛速發展，多媒體應用愈來愈多，對網絡的需求也越來越大，尤其是在服務器端上，100Mbps的速度已不能滿足要求。于是Gigabit Ethernet誕生了。就如同Fast Ethernet的起源一樣，Gigabit Ethernet也必須要能夠向下相容Fast Ethernet以及Ethernet。目前中大型企業新一代的區域網絡規劃中，Gigabit Ethernet普遍使用在區域網絡的骨干上，并以光纖介面為主流。在銅線（UTP）Gigabit部分，短期內則還不會像100baseTX那樣快速延伸至桌面。
以太網最初是由Xerox公司研制而成的，并且在1980年由DEC公司和Xerox公司共同使之規范成形。后來它被作為802.3標準為電氣與電子工程師協會（IEEE）所采納。
以太網的基本特征是采用一種稱為載波監聽多路訪問/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出監聽信號，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。早期以太網傳輸速率為10Mbps。
2.以太網技術標準
采用CSMA/CD（載波監聽多路存取和沖突檢測）介質訪問控制方式的局域網技術，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的技術規范DIX，以此為基礎形成的IEEE802.3以太網標準在1989年正式成為國際標準。在20多年中以太網技術不斷發展，成為迄今最廣泛應用的局域網技術，產生了多種技術標準。
10base5；是原始的以太網標準，使用直徑10mm的50歐姆粗同軸電纜，總線拓撲結構，站點網卡的接口為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（一端接在電氣系統的地線上）；每個網段允許有100個站點，每個網段最大允許距離為500m，網絡直徑為2500m，既可由5個500m長的網段和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據。
10Base2；是為降低10base5的安裝成本和復雜性而設計的。使用廉價的R9-58型 50歐姆細同軸電纜，總線拓撲結構，網卡通過T形接頭連接到細同軸電纜上，末端連接50歐姆端接器；每個網段允許30個站點，每個網段最 大允許距離為185m，仍保持10Base5的4中繼器/5網段設計能力，允許的最大網絡直徑為5x185=925m。利用基帶的10M傳輸速率，采用曼徹斯特 編碼傳輸數據。與10base5相比，10Base2以太網更容易安裝，更容易增加新站點，能大幅度降低費用。
10base-T；是1990年通過的以太網物理層標準。10base-T使用兩對非屏蔽雙絞 線，一對線發送數據，另一對線接收數據，用RJ-45模塊作為端接器，星形拓撲結構，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網段的設計能力，使10base-T局域 網的最大直徑為500m。10Base-T的集線器和網卡每16秒就發出"滴答"(Hear-beat)脈沖，集線器和網卡都要監聽此脈沖，收到"滴答" 信號表示物理連接已建立，10base-T設備通過LED向網絡管理員指示鏈路是否正常。雙絞線以太網是以太網技術的主要進步之一，10base-T因為價格便宜、配置靈活和易于管理而流行起來，現在占整個以太網銷售量的90%以上。
10base-F；是使用光纜的以太網，使用雙工光纜，一條光纜用于發送數據， 另一條用于接收；使用ST連接器，星形拓撲結構；網絡直徑為2500m，定義了4種不同的規范：
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段，用于在一個跨越遠距離的 轉發主干網系統中將專用的10Base-FB同步信令中繼器連接在一起。單個10base-FB網段最長可達2000m。
10Base-FP；是用來說明點對點的連接方式，一個網段的長度可達500m。一個光 纜無源星形耦合器最多可連接33臺計算機。
100base-T；是以太網標準的100M版，1995年5月正式通過了快速以太網/100Bas e-T規范，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構，但100Base-T包含4個不同的物理層規范， 并且包含了網絡拓撲方面的許多新規則。
100Base-TX；使用兩對5類非屏蔽雙絞線或1類屏蔽雙絞線，一對用于發送數 據，另一對用于接收數據，最大網段長度為100m，布線符合EIA568標準；采用4B/5B編碼法，使其可以125MHz的串行數據流來傳送數據； 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；最大網段長度根據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，或遠距離連接，或有強電氣干擾的環 境，或要求較高安全保密鏈接的環境。
100Base-T4；是為了利用大量的3類音頻級布線而設計的。它使用4對雙絞線， 3對用于同時傳送數據，第4對線用于沖突檢測時的接收信道，信號頻率為25MHz,因而可以使用數據級3、4或5類非屏蔽雙絞線，也可使用音 頻級3類線纜。最大網段長度為100m，采用EIA568布線標準；由于沒有專用的發送或接收線路，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；隨著數字信號處理技術和集成電路技術的發展，只用2對3類UTP 線就可以傳送100Mbps的數據，因而針對100Base-T4不能實現全雙工的缺點，IEEE開始制定100Base-T2標準。100Base-T2 采用2對音頻或數據級3、4或5類UTP電纜，一對用于發送數據，另一對用于接收數據，可實現全雙工操作；采用RJ45連接器，最長網段為 100m，符合EIA568布線標準。采用名為PAM5x5的5電平編碼方案。
自動協商模式；在100Base-T問世以后，在以太網RJ-45連接器上可能出現的信 號可能是5種以上不同的以太網信號（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自動協商模式），它能使集線器和網卡知道線路另一端能有的速度，把速度自動調節到線路兩端 能達到的最高速度（優先的順序為：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。這種技術避免了由于信號不兼容可能造成的網絡 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
千兆以太網技術作為最新的高速以太網技術，給用戶帶來了提高核心網絡的有效解決方案，這種解決方案的最大優點是繼承了傳統以太技術價格便宜的優點。
千兆技術仍然是以太技術，它采用了與10M以太網相同的幀格式、幀結構、網絡協議、全/半雙工工作方式、流控模式以及布線系統。由于該技術不改變傳統以太網的桌面應用、操作系統，因此可與10M或100M的以太網很好地配合工作。升級到千兆以太網不必改變網絡應用程序、網管部件和網絡操作系統，能夠最大程度地投資保護，因此該技術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 支持的網絡類型，千兆以太網技術有兩個標準：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，信道傳輸速度為1.25Gbit/s，去耦后實現1000Mbit/s傳輸速度。 IEEE802.3z具有下列千兆以太網標準：
（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標準，產生IEEE802.3ab標準及協議。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工作組的開發任務要比IEEE802.3z復雜些。
千兆以太網最初主要用于提高交換機與交換機之間或交換機與服務器之間的連接帶寬。10/100Mbps交換機之間的千兆連接將極大地提高網絡帶寬，使網絡可以支持更多的10M或100M的網段；也可以通過在服務器中增加千兆網卡，將服務器與交換機之間的數據傳輸速度提升至前所未有的境界。千兆網標準被所有主要的網絡產品廠商所支持，其中包括HP、3Com、Cisco等公司。
3.3千兆以太網的主要特點
（1）簡易性；千兆以太網繼承了以太網、快速以太網的簡易性，因此其技術原理、安裝實施和管理維護都很簡單。
（2）擴展性；由于千兆以太網采用了以太網、快速以太網的基本技術，因此由10Base-T、100Base-T升級到千兆以太網非常容易。
（3）可靠性；由于千兆以太網保持了以太網、快速以太網的安裝維護方法，采用星型網絡結構，因此網絡具有很高的可靠性。
（4）經濟性；由于千兆以太網是10Base-T和100Base-T的繼承和發展，一方面降低了研究成本，另一方面由于10Base-T和100Base-T的廣泛應用，作為其升級產品，千兆以太網的大量應用只是時間問題，為了爭奪千兆以太網這個巨大市場，幾乎所有著名網絡公司都生產千兆以太網產品，因此其價格將會逐月下降。千兆以太網與ATM等寬帶網絡技術相比，其價格優勢非常明顯。
（5）可管理維護性；千兆以太網采用基于簡單網絡管理協議（SNMP）和遠程網絡監視（RMON）等網絡管理技術，許多廠商開發了大量的網絡管理軟件，使千兆以太網的集中管理和維護非常簡便。
（6）廣泛應用性；千兆以太網位局域主干網和城域主干網（借助單模光纖和光收發器）提供了一種高性能價格比的寬帶傳輸交換平臺，使得許多寬帶應用能施展其魅力。例如在千兆以太網上開展視頻點播業務和虛擬電子商務等。【未完待續】
