计算机网络千兆以太网的体系结构和传输速率

100Mbit/s快速以太网在20世纪90年代中后期飞速发展，成为当时局域网连接应用的主要技术。但在高速宽带连接中面对ATM和FDDI技术的挑战，只达到100Mbit/s的快速以太网已显吃力。1995～1997年，IEEE802.3委员会组建两个工作组，研究以太网环境下不同介质上如何使分组包的传输速率达到Gbit/s（即千兆）级数据传输，分别制定了IEEE802.3z和IEEE802.3ab标准，下面分别介绍这两种技术标准。千兆以太网标准如图3-11所示。

图3-11 千兆以太网标准

1.IEEE802.3z千兆以太网

IEEE802.3z千兆以太网标准的体系结构结合了IEEE802.3 Ethernet和ANSI X3Tll两个标准。千兆以太网信号系统的基础是光纤信道，有关光纤技术的标准是由ANSI制定的（ANSI X3.230-1994（FC-PH）描述）标准。光纤通道标准定义了5层操作，千兆以太网使用FCO和FCI层。其中，FCO层定义的是物理链路部分，包括接口（连接器）和介质标准。FCI层定义的是8B/10B编码方案的编码和解码操作。IEEE802.3z千兆以太网系统采用8B/10B编码方案，并以1.25G波特的速率在信道上发送信号，以达到1Gbit/s的传输速率。

IEEE802.3z标准定义了3种介质系统：

（1）1000Base-SX

1000Base-SX是短波长激光器（SWL）多模光纤介质系统标准，是一种在收发器上使用短波激光作为信号源的媒体技术。1000Base-SX收发器上的光纤激光传输器的激光波长为770～860nm（一般为800nm）。1000Base-SX仅支持多模光纤介质，不支持单模光纤，根据光纤类型和工作模式不同，最大传输距离为275m至550m不等。1000Base-SX标准规定连接光缆所使用的连接器是SC标准光纤连接器。(www.xing528.com)

（2）1000Base-LX

1000Base-LX是长波长激光器（LWL）光纤介质系统标准，是一种在收发器上使用长波激光作为信号源的媒体技术。它使用激光波长为1270～1355nm（一般为1300nm）的光纤激光传输器。1000Base-LX既支持多模光纤，也支持单模光纤。1000Base-LX规定在使用多模光纤且工作在全双工模式时，最长传输距离为550m。对于单模光纤，全双工模式下最长的传输距离可达5km。1000Base-LX与1000Base-SX相同，也使用SC标准光纤连接器。

（3）1000Base-CX

1000Base-CX是短距离铜线千兆以太网标准，使用一种特殊规格的屏蔽双绞线，即TW型带屏蔽铜线，双绞线的特性阻抗为150Ω，最长传输距离仅25m。连接这种屏蔽双绞线的连接器是9针的D型连接器或8针带屏蔽光纤信道2型（HSSC）连接器。

2.IEEE802.3ab千兆以太网

IEEE802.3ab工作组成立于1997年，负责制定基于UTP的半双工链路的千兆位以太网标准，该工作组制定了IEEE802.3ab标准及其协议。IEEE802.3ab定义基于5类UTP的1000Base-T标准，其目的是在5类UTP上以1000Mbit/s速率传输100m。

IEEE802.3ab标准的意义主要有以下两点：其一，减少用户在5类UTP布线系统上的投资；其二，1000Base-T是100Base-T的自然扩展，与10Base-T、100Base-T完全兼容，保护用户已有投资。在5类UTP上达到1000Mbit/s的传输速率需解决5类UTP衰减和串扰问题，因此，1000Base-T采用与1000Base-X完全不同、更为先进的4D-PAM5编码方案。