随着多媒体技术、网络分布计算、桌面视频会议等应用的不断发展，用户对局域网的带宽提出了更高的要求。同时，100Mbit/s快速以太网也要求主干网服务器一级有更高的带宽，虽然快速以太网是高速局域网方案中的首选技术，具有高可靠性、易扩展性、成本低等优点，但带宽受到限制，为了适应日益增多的用户业务对带宽的需求，推出了千兆位以太网。

千兆位以太网技术作为最新的高速以太网络技术，给用户带来了提高核心网络的有效解决方案，这种解决方案的最大优点是继承了传统以太网技术价格便宜的优点。千兆技术仍然是以太网技术，采用与10Mbit/s以太网相同的帧格式、全/半双工工作方式以及流控模式。由于该技术不改变传统以太网络的帧结构、网络协议、桌面应用、操作系统以及布线系统，因此该技术的市场前景十分看好。千兆位以太网可与现存的10兆或100兆以太网设备及电缆基础设施很好地配合工作，并且由于它还是基于以太网技术，所以升级到千兆位以上的以太网不必改变网络应用程序、网络管理部件和网络操作系统。采用这种自然的升级途径，能够对现有网络设备投资实现最大程度的投资保护。

千兆位以太网技术有两个标准：IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab。IEEE 802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准，目前已完成了标准制定工作。IEEE 802.3ab制定了5类双绞线上较长距离连接方案的标准。开始时，千兆位以太网主要用于提高交换机之间或交换机与服务器之间的连接带宽。在交换机之间增加一个千兆的连接会立即提升网络的带宽，交换机之间的千兆连接使网络可以支持更多的交换或共享式的10兆或100兆的网段。也可以通过在服务器中增加千兆网卡，将服务器与交换机之间的数据传输速度提升到前所未有的境界。千兆网标准被所有主要的网络产品厂商所支持，其中包括HP、3Com、Cisco等公司。

1.IEEE 802.3z工作组

IEEE 802.3z工作组负责制定光纤（单模或多模）和同轴电缆的全双工链路标准。IEEE 802.3z定义了基于光纤和短距离同轴电缆的1000Base—X，采用8B/10B编码技术，信道传输速度为1.25Gbit/s，可以实现1000Mbit/s的传输速度。IEEE 802.3z千兆位以太网标准如图4-8所示。

2.IEEE 802.3ab工作组

IEEE 802.3ab工作组负责制定基于UTP的半双工链路的千兆位以太网标准，产生IEEE 802.3ab标准及其协议。IEEE 802.3ab定义基于5类UTP的1000Base—T规范，其目标是在5类UTP上以1000Mbit/s速率传输100m。

IEEE 802.3ab标准的意义主要有以下两点：

（1）保护用户在5类UTP布线系统上的投资。

（2）1000Base—T是100Base—T的自然扩展，与10Base—T、100Base—T完全兼容。

图4-8　IEEE 802.3z千兆位以太网标准(www.daowen.com)

在1995年11月，IEEE 802.3委员会成立了高速网研究组；在1996年8月，成立了IEEE 802.3z工作组，主要研究使用多模光纤与屏蔽双绞线的千兆位以太网物理层标准；在1997年初，成立了IEEE 802.3ab工作组，主要研究使用单模光纤与非屏蔽双绞线的千兆位以太网物理层标准。在1998年2月，IEEE 802委员会正式批准了千兆位以太网标准（IEEE 802.3z标准），完成了千兆位以太网的研究，并制定出相应标准。

千兆位以太网将IEEE 802.3以太网规范和ANSIX 3 T11光纤通道规范结合在一起，实现物理接口。使用原有以太网的帧结构、帧长及CSMA/CD协议，只是在低层将数据速率提高到了1Gbit/s。因此，它与标准以太网（10Mbit/s）及快速以太网（100Mbit/s）兼容。用户能在保留原有操作系统、协议结构、应用程序及网络管理平台与工具的同时，通过简单的修改，使现有的网络工作站廉价地升级到千兆位速率。

千兆位以太网对媒体的访问采用全双工和半双工两种工作方式。全双工方式适用于交换机到交换机或交换机到站点之间点—点连接，两点间可以同时进行发送与接收，不存在共享信道的争用问题，所以不需采用CSMA/CD协议。半双工协议则适用于共享媒体的连接方式，仍采用CSMA/CD协议解决信道的争用问题。千兆以太网的传输速率比快速以太网快10倍，数据传输速率达到1000Mbit/s。千兆以太网保留着传统的10Mbit/s速率以太网的所有特征（相同的数据帧格式、相同的介质访问控制方法、相同的组网方法），只是将传统以太网每个比特的发送时间由100 ns降低到1 ns。

IEEE 802.3z标准在LLC子层使用IEEE 802.2标准，在MAC子层使用CSMA/CD方法，只是在物理层作了一些必要的调整，它定义了新的物理层标准（1000Base—T）。1000 Base—T标准定义了千兆介质专用接口（Gigabit Media Independent Interface，简称GMII），它将MAC子层与物理层分隔开来。这样，物理层在实现1000Mbit/s速率时所使用的传输介质和信号编码方式的变化不会影响MAC子层。

千兆位以太网的物理层协议包括1000Base—SX、1000Base—LX、1000Base—CE和1000Base—T等标准。

（1）1000Base—SX。是针对工作于多模光纤上的短波长（850nm）激光收发器而制定的IEEE 802.32标准。当使用62.5μm的多模光纤时，连接距离可达260m；当使用50μm的多模光纤时，连接距离可达550m。适用于建筑物中同一层的短距离主干网。

（2）1000Base—LX。是针对工作于单模或多模光纤上的长波长（1300nm）激光收发器而制定的IEEE 802.3z标准。当使用62.5μm的多模光纤时，连接距离可达440m；当使用50μm的多模光纤时，连接距离可达550m；在使用单模光纤时，连接距离可达3000m。主要用于校园主干网。

（3）1000Base—CX。是针对低成本、优质的屏蔽绞合线或同轴电缆的短途铜线缆而制定的IEEE 802.3z标准，连接距离可达25m。主要用于集群设备的连接，如一个交换机房的设备互联。

（4）1000Base—T。使用4对5类非屏蔽双绞线（UTP），传输距离为100m，主要用于结构化布线中同一层建筑的通信，从而可以利用以太网或快速以太网已铺设的UTP电缆。