计算机网络中的千兆以太网技术

随着桌面电视会议、数据仓库及三维图形等应用的快速发展, 快速以太网已不能满足人们对网络更大带宽的需求。 千兆以太网, 是近几年推出的一种高速局域网技术, 它是以太网标准IEEE 802.3 的一种扩展(即IEEE 802.3z), 其传输速率为1 000 Mb/s 或1 Gb/s, 也称为吉比特以太网。 与快速以太网相比, 千兆以太网在数据格式、介质访问控制方法(CSMA/CD)、组网方式等方面均与之相同。 在不改变传统以太网应用环境情况下, 可以与传统以太网、快速以太网很好地配合, 最大限度地保护投资。

1.千兆以太网的特点

千兆以太网具有如下5 个特点。

(1) 帧格式遵循IEEE 802.3 的协议标准。

(2) 允许在全双工和半双工的方式下进行工作。

(3) 在半双工的工作方式下采用CSMA/CD 协议。

(4) 与传统以太网、快速以太网有良好的兼容性, 且网络易于扩展。

(5) 支持新的数据类型与应用。 随着计算机技术的快速发展, 千兆以太网对于新的数据类型与应用具备高速传输能力。

2.千兆以太网的物理层规范

千兆以太网的标准主要分为两类： IEEE 802.3z 与IEEE 802.3ab, IEEE 802.3z 技术标准于1998 年6 月出台, 主要制定了光纤和同轴电缆的全双工链路标准, 分别为1000BASESX 标准、1000BASE-LX 标准和1000BASE-CX 标准。 IEEE 802.3ab 技术标准制定了基于UTP 的半双工链路的标准, IEEE 802 委员会在1999 年6 月批准发布了1000Base-T 规范。

1) 1000BASE-SX 标准(www.xing528.com)

1000BASE-SX 标准中, SX 表示短波长(使用850 nm 的激光器), 传输介质为多模光纤, 不支持单模光纤。 在数据传输的过程中, 1000BASE-SX 标准采用的数据编码方法为8B/10B。 若使用62.5 nm 的多模光纤, 其最大传输距离为275 m, 在选用50 nm 的多模光纤时, 其最大传输距离是550 m, 可以用于同一层建筑物之间的短距离主干网。

2) 1000BASE-LX 标准

1000BASE-LX 标准中, LX 表示长波长(使用1 300 nm 的激光器), 使用单模光纤和多模光纤作为传输介质, 采用的数据编码方法是8B/10B。 若使用长波激光作为信号源, 则需配置波长为1 300 m 的激光传输器。

多模光纤工作波长为850 nm, 在全双工模式下, 使用多模光纤的最大传输距离为550 m； 单模光纤工作波长为1 300 nm 或1 550 nm； 使用单模光纤的最大传输距离为5 000 m,可以用于校园网以及城域网的主干。

3) 1000BASE-CX 标准

1000BASE-CX 标准中, CX 表示为铜线, 其传输介质采用的是150 Ω 的屏蔽双绞线, 最大传输距离为25 m, 采用的数据编码方法还是8B/10B。 该标准不适用于网络的架设, 主要用于集群设备的连接。

4) 1000BASE-T 标准

1000BASE-T 标准使用5 类、超5 类、6 类、7 类非屏蔽双绞线作为传输介质, 在传输过程中, 使用双绞线的所有4 对线进行传输, 每对线都可用于数据的发送与接收。 其最大传输距离是100 m, 在全双工模式下工作, 主要用于结构布线中同一层建筑之间的通信, 也可以用于大楼内的主干网络。

千兆以太网与快速以太网相比有着比较明显的优势。 千兆以太网的性价比高, 其价格只有快速以太网的2 ～3 倍, 但速度却是快速以太网的10 倍。 另外, 从现有的传统以太网、快速以太网平稳过渡到千兆以太网, 说明千兆以太网的兼容性好。 目前, 千兆以太网主要用于大楼或园区的主干网络, 也可用于要求较高的高性能桌面环境。