万兆位以太网技术的出现，上述两个问题基本已得到解决。万兆位以太网只工作在全双工模式，不存在争用问题，也不使用CSMA/CD 协议，因此，它的传输距离大大提高了。为了使用户更好地在已有以太网中进行升级，万兆位以太网的帧格式与传统以太网、快速以太网、千兆位以太网的帧格式保持完全一致。2002年7月IEEE 通过了万兆位以太网标准IEEE802.3ae规范。10GBase-R 是一种使用64B/66B编码的串行接口。......
2023-10-19
千兆位以太网：计算机网络技术全解析
【摘要】：1998年以太网发展史上又树起一座里程碑，千兆位以太网有了上市产品，其技术标准IEEE802.3z 也逐步完善。千兆位以太网标准分成两个部分：IEEE802.3z 和IEEE802.3ab。千兆位以太网物理层包括编码/译码、收发器和网络介质三个部分。1000Base-T这是一种使用五类UTP 作为网络传输介质的千兆以太网技术，最长有效距离与100Base-TX 一样可以达到100 m。用户可以采用这种技术，在原有的快速以太网系统中实现向千兆位以太网的平滑升级。
1998年以太网发展史上又树起一座里程碑，千兆位以太网有了上市产品，其技术标准IEEE802.3z 也逐步完善。千兆位以太网是在以太网技术的改进和提高的基础上，再次将100 Mbit/s 的快速以太网的数据传输速率提高了10 倍，使其达到了每秒千兆位的网络系统。
与快速以太网不同，为了能够将数据传输速率提高到1 000 Mbit/s 的水平，千兆位以太网必须对物理层规范作很大改动。但为了确保以太网的兼容性，千兆位以太网沿用IEEE802.3规范所采用的CSMA/CD 技术，同时在数据链路层以下，融合了IEEE802.3 以太网和光纤通道两种不同的网络技术，这样不仅能够充分利用光纤通道所提供的高速物理接口技术，而且保留了IEEE802.3 以太网帧的格式，在技术上可以相互兼容，同时还能够支持全双工或半双工模式，使得千兆位以太网成为高速、宽带网络应用的战略性选择。
千兆位以太网标准分成两个部分：IEEE802.3z 和IEEE802.3ab。
IEEE802.3z：定义的传输介质为光纤和宽带同轴电缆，链路操作模式为全双工操作。其中，光纤系统支持多模光纤和单模光纤。多模光纤的传输距离为500 m，单模光纤的传输距离为2 000 m；宽带同轴电缆由短距离的铜介质构成，其传输距离为25 m。
IEEE802.3ab：定义的传输介质为五类UTP 电缆，信息沿4 对双绞线同时传输，传输距离为100 m，链路操作模式为半双工操作。
千兆位以太网物理层包括编码/译码、收发器和网络介质三个部分。不同的收发器对应不同的传输介质类型，如长波多模光纤（1000Base-LX）、短波多模光纤（1000Base-SX）、一种高质量的平衡双绞线对的屏蔽铜缆（1000Base-CX），以及五类非屏蔽双绞线（1000Base-T）。
(1)1000Base-LX
这是一种使用长波激光作为信号源的网络介质技术，在收发器上配置波长为1 270 ～1 355 nm（一般为1 300 nm）的激光传输器，既可以驱动多模光纤，也可以驱动单模光纤。1000Base-LX 所使用的光纤规格：62.5 μm多模光纤、50 μm 多模光纤、9 μm 单模光纤。其中，使用多模光纤时，在全双工模式下，最长传输距离可以达到550 m；使用单模光纤时，全双工模式下的最长有效距离为5 000 m，连接光纤所使用的SC 型光纤连接器与快速以太网100Base-FX 所使用的连接器型号相同。(www.chuimin.cn)
(2)1000Base-SX
这是一种使用短波激光作为信号源的网络介质技术，收发器上所配置的波长为770 ～860 nm（一般为800 nm）的激光传输器不支持单模光纤，只能驱动多模光纤。具体包括两种：62.5 μm 多模光纤和50 μm 多模光纤。使用62.5 μm 多模光纤全双工模式下的最长传输距离为275 m；使用50 μm 多模光纤，全双工模式下最长有效距离为550 m。1000Base-SX 所使用的光纤连接器与1000Base-LX 一样也是SC 型连接器。
(3)1000Base-CX
这是使用铜缆作为网络介质的千兆以太网技术，它使用一种特殊规格高质量平衡双绞线对的屏蔽铜缆，最长有效距离为25 m，适合于交换机之间的短距离连接，尤其适合千兆位主干交换机和主服务器之间的短距离连接。以上连接往往可以在机房配线架上以跨线方式实现，不需要再使用长距离的铜缆或光纤。
(4)1000Base-T
这是一种使用五类UTP 作为网络传输介质的千兆以太网技术，最长有效距离与100Base-TX 一样可以达到100 m。用户可以采用这种技术，在原有的快速以太网系统中实现向千兆位以太网的平滑升级。1000Base-T 不支持8B/10B 的编码/译码方案，需要采用专门的更加先进的编码/译码机制。
总之，千兆位以太网提供了一种高速主干网的解决方案，以改变交换机与交换机之间以及交换机与服务器之间的传输带宽，是对现有主干网（如ATM、交换式快速以太网）或FDDI 等解决方案的有力补充。因此，向千兆位以太网升级的方案中，一种简单的方案，即将交换机与交换机之间的链路传输速率由100 Mbit/s 升级到1 000 Mbit/s。这种升级方案需要在相应的交换机上安装千兆位以太网的网络端口模块，并通过这些模块实现千兆链路连接；另一种升级方案，即将企业网中的超级服务器迁移到交换机的千兆位以太网端口上，使链路传输速率升级到1 000 Mbit/s。这种升级方案需要在交换机和服务器上分别安装千兆位以太网网络端口模块和千兆位以太网网卡，以实现1 000 Mbit/s 的链路连接。也可以通过一个带高速缓存的分配器来支持多台服务器。升级后的网络可以增加服务器的吞吐量，为用户提供更快速的信息访问。
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