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(lái)愈多，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求也越來(lái)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(huì)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(lái)它被作為802.3標(biāo)準(zhǔn)為電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（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(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的共享訪問(wèn)方案，即多個(gè)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(tīng)信號(hào)，但在同一時(shí)刻只能有一個(gè)工作站在總線上進(jìn)行傳輸，而其他工作站必須等待其傳輸結(jié)束后再開(kāi)始自己的傳輸。沖突檢測(cè)方法保證了只能有一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)
采用CSMA/CD（載波監(jiān)聽(tīng)多路存取和沖突檢測(cè)）介質(zhì)訪問(wèn)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(biāo)準(zhǔn)在1989年正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)。
10base5；是原始的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，使用直徑10mm的50歐姆粗同軸電纜，總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，站點(diǎn)網(wǎng)卡的接口為DB-15連接器，通過(guò)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(gè)網(wǎng)段允許有100個(gè)站點(diǎn)，每個(gè)網(wǎng)段最大允許距離為500m，網(wǎng)絡(luò)直徑為2500m，既可由5個(gè)500m長(zhǎng)的網(wǎng)段和4個(gè)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(fù)雜性而設(shè)計(jì)的。使用廉價(jià)的R9-58型 50歐姆細(xì)同軸電纜，總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)卡通過(guò)T形接頭連接到細(xì)同軸電纜上，末端連接50歐姆端接器；每個(gè)網(wǎng)段允許30個(gè)站點(diǎn)，每個(gè)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(jì)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(diǎn)，能大幅度降低費(fèi)用。
10base-T；是1990年通過(guò)的以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)。10base-T使用兩對(duì)非屏蔽雙絞 線，一對(duì)線發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對(duì)線接收數(shù)據(jù)，用RJ-45模塊作為端接器，星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，信號(hào)頻率為20MHz，必須使用3類或更好的UTP電纜； 布線按照EIA568標(biāo)準(zhǔn)，站點(diǎn)-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(jì)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(tīng)此脈沖，收到"滴答" 信號(hào)表示物理連接已建立，10base-T設(shè)備通過(guò)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(jìn)步之一，10base-T因?yàn)閮r(jià)格便宜、配置靈活和易于管理而流行起來(lái)，現(xiàn)在占整個(gè)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?fù)浣Y(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(shí)，光纜鏈路 段的長(zhǎng)度可達(dá)到2000m，與FOIRL設(shè)備混用時(shí)，混合段的長(zhǎng)度可達(dá)1000m。
10Base-FB；是用來(lái)說(shuō)明一個(gè)同步信令骨干網(wǎng)段，用于在一個(gè)跨越遠(yuǎn)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(gè)10base-FB網(wǎng)段最長(zhǎng)可達(dá)2000m。
10Base-FP；是用來(lái)說(shuō)明點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式，一個(gè)網(wǎng)段的長(zhǎng)度可達(dá)500m。一個(gè)光 纜無(wú)源星形耦合器最多可連接33臺(tái)計(jì)算機(jī)。
100base-T；是以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的100M版，1995年5月正式通過(guò)了快速以太網(wǎng)/100Bas e-T規(guī)范，即IEEE 802.3u標(biāo)準(zhǔn)，是對(duì)IEEE802.3的補(bǔ)充。與10base-T一樣采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但100Base-T包含4個(gè)不同的物理層規(guī)范， 并且包含了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞矫娴脑S多新規(guī)則。
100Base-TX；使用兩對(duì)5類非屏蔽雙絞線或1類屏蔽雙絞線，一對(duì)用于發(fā)送數(shù) 據(jù)，另一對(duì)用于接收數(shù)據(jù)，最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100m，布線符合EIA568標(biāo)準(zhǔn)；采用4B/5B編碼法，使其可以125MHz的串行數(shù)據(jù)流來(lái)傳送數(shù)據(jù)； 使用MLT-3（多電平傳輸-3）波形法來(lái)降低信號(hào)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(jià)的SC連接器；最大網(wǎng)段長(zhǎng)度根據(jù)連接方式不同而變化，例如：對(duì)于多模光纖的交換機(jī)-交換機(jī)連接或交換機(jī)-網(wǎng)卡 連接最大允許長(zhǎng)度為412m，如果是全雙工鏈路，則可達(dá)到2000m。100Base-FX主要用于高速主干網(wǎng)，或遠(yuǎn)距離連接，或有強(qiáng)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(jí)布線而設(shè)計(jì)的。它使用4對(duì)雙絞線， 3對(duì)用于同時(shí)傳送數(shù)據(jù)，第4對(duì)線用于沖突檢測(cè)時(shí)的接收信道，信號(hào)頻率為25MHz,因而可以使用數(shù)據(jù)級(jí)3、4或5類非屏蔽雙絞線，也可使用音 頻級(jí)3類線纜。最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100m，采用EIA568布線標(biāo)準(zhǔn)；由于沒(méi)有專用的發(fā)送或接收線路，所以100Base-T4不能進(jìn)行全雙工操作； 100base-T4采用比曼徹斯特編碼法高級(jí)的多的6B/6T編碼法。
100Base-T2；隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展，只用2對(duì)3類UTP 線就可以傳送100Mbps的數(shù)據(jù)，因而針對(duì)100Base-T4不能實(shí)現(xiàn)全雙工的缺點(diǎn)，IEEE開(kāi)始制定100Base-T2標(biāo)準(zhǔn)。100Base-T2 采用2對(duì)音頻或數(shù)據(jù)級(jí)3、4或5類UTP電纜，一對(duì)用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對(duì)用于接收數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)全雙工操作；采用RJ45連接器，最長(zhǎng)網(wǎng)段為 100m，符合EIA568布線標(biāo)準(zhǔn)。采用名為PAM5x5的5電平編碼方案。
自動(dòng)協(xié)商模式；在100Base-T問(wèn)世以后，在以太網(wǎng)RJ-45連接器上可能出現(xiàn)的信 號(hào)可能是5種以上不同的以太網(wǎng)信號(hào)（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(jiǎn)化 管理，3.11.71 IEEE已推出了Nway（IEEE自動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)到線路兩端 能達(dá)到的最高速度（優(yōu)先的順序?yàn)椋?00Base-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(qiáng)型的10Base-T鏈路一體化信號(hào)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(hào)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(lái)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(diǎn)是繼承了傳統(tǒng)以太技術(shù)價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。
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(jí)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(hù)，因此該技術(shù)的市場(chǎng)前景十分看好。
為了能夠偵測(cè)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纖和短程銅線連接方案的標(biāo)準(zhǔn)，目前已完成了標(biāo)準(zhǔn)制定工作。IEEE802.3ab制定了五類雙絞線上較長(zhǎng)距離連接方案的標(biāo)準(zhǔn)。
3.1IEEE802.3z
IEEE802.3z工作組負(fù)責(zé)制定光纖（單�；蚨嗄＃┖屯S電纜的全雙工鏈路標(biāo)準(zhǔn)。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(shí)現(xiàn)1000Mbit/s傳輸速度。 IEEE802.3z具有下列千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：
�。�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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(fù)責(zé)制定基于UTP的半雙工鏈路的千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生IEEE802.3ab標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議。IEEE802.3ab定義基于5類UTP的1000Base-T標(biāo)準(zhǔn)，其目的是在5類UTP上以1000Mbit/s速率傳輸100m。IEEE802.3ab標(biāo)準(zhǔn)的意義主要有以下兩點(diǎn)：
�。�1）保護(hù)用戶在5類UTP布線系統(tǒng)上的投資。
�。�2）1000Base-T是100Base-T自然擴(kuò)展，與10Base-T、100Base-T完全兼容。不過(guò)，在5類UTP上達(dá)到1000Mbit/s的傳輸速率需要解決5類UTP的串?dāng)_和衰減問(wèn)題，因此，使得IEEE802.3ab工作組的開(kāi)發(fā)任務(wù)要比IEEE802.3z復(fù)雜些。
千兆以太網(wǎng)最初主要用于提高交換機(jī)與交換機(jī)之間或交換機(jī)與服務(wù)器之間的連接帶寬。10/100Mbps交換機(jī)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(guò)在服務(wù)器中增加千兆網(wǎng)卡，將服務(wù)器與交換機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)
�。�1）簡(jiǎn)易性；千兆以太網(wǎng)繼承了以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)的簡(jiǎn)易性，因此其技術(shù)原理、安裝實(shí)施和管理維護(hù)都很簡(jiǎn)單。
�。�2）擴(kuò)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(jí)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(hù)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(jì)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(jí)產(chǎn)品，千兆以太網(wǎng)的大量應(yīng)用只是時(shí)間問(wèn)題，為了爭(zhēng)奪千兆以太網(wǎng)這個(gè)巨大市場(chǎng)，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(jià)格將會(huì)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(jià)格優(yōu)勢(shì)非常明顯。
�。�5）可管理維護(hù)性；千兆以太網(wǎng)采用基于簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視（RMON）等網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，許多廠商開(kāi)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(hù)非常簡(jiǎn)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(jià)格比的寬帶傳輸交換平臺(tái)，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(kāi)展視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)和虛擬電子商務(wù)等。【未完待續(xù)】
