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千兆以太网

news 来源：原创 2024/9/20 22:38:49

802.3z 是 IEEE 802.3 标准中的一个扩展部分，它定义了千兆以太网（Gigabit Ethernet）在光纤和同轴电缆介质上的操作。这个标准通常被称为“千兆以太网标准”，于 1998 年被批准并发布，标志着以太网速度从 100 Mbps（快速以太网）向 1000 Mbps（1 Gbps）迈进。

802.3z 的关键点：

传输速率：
- 802.3z 定义了 1 Gbps（1000 Mbps）的传输速率，比之前的快速以太网（100 Mbps）有了显著提高。
介质支持：
- 802.3z 支持多种传输介质，包括：
  - 光纤：多模光纤（MMF）和单模光纤（SMF）都被支持，光纤的传输距离可以达到几公里。
  - 同轴电缆：使用短距离的同轴电缆，但这不是主要应用。
物理层子层（PHY）：
- 802.3z 定义了三种不同的物理层子层：
  - 1000BASE-SX：使用多模光纤，适用于短距离（通常在 550 米以内）的千兆以太网连接。
  - 1000BASE-LX：使用单模光纤，支持较长距离（可以超过 5 公里）的连接。
  - 1000BASE-CX：使用同轴电缆，适用于短距离（25 米以内）的连接。
数据编码：
- 802.3z 采用 8b/10b 编码方案，这种编码技术将每 8 位数据编码为 10 位，用于在千兆以太网中提供更好的信号完整性和误码率控制。
全双工和半双工：
- 802.3z 支持全双工模式，这意味着数据可以同时在两个方向上传输，大大提高了网络的效率。虽然也支持半双工模式，但在千兆以太网中主要使用的是全双工模式。

802.3z 的应用：

802.3z 的引入极大地推动了企业网络基础设施的升级，特别是在需要高速数据传输的环境中，如数据中心、骨干网以及需要高带宽的工作站连接等。随着千兆以太网的普及，网络性能和容量得到了显著提升。

这个标准的成功实施也为后来的更高速以太网技术（如 10Gbps、40Gbps 甚至 100Gbps）奠定了基础。

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千兆以太网标准

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千兆以太网（Gigabit Ethernet）标准主要由 IEEE 802.3 规范定义，用于在以太网中实现 1 Gbps（1000 Mbps）的数据传输速率。它是快速以太网（100 Mbps）的继承者，大幅提升了网络的带宽，支持更高的数据传输需求。

主要的千兆以太网标准：

IEEE 802.3z（1998年）:
- 定义: 这是第一个千兆以太网标准，主要用于光纤和同轴电缆介质上。
- 物理层子层:
  - 1000BASE-SX：多模光纤，适用于短距离（通常不超过 550 米）。
  - 1000BASE-LX：单模光纤，支持较长距离（最高可达 5 公里或更远）。
  - 1000BASE-CX：短距离同轴电缆连接，最大支持 25 米。
IEEE 802.3ab（1999年）:
- 定义: 该标准扩展了千兆以太网的适用范围，使其能够在双绞线铜缆（如 Cat 5e、Cat 6 及更高规格的电缆）上运行。
- 物理层子层:
  - 1000BASE-T：这是在铜缆上运行的千兆以太网标准，广泛用于办公室和数据中心环境。1000BASE-T 支持的最大距离为 100 米。
IEEE 802.3ah（2004年）:
- 定义: 该标准主要针对以太网的光纤扩展，包括 1000BASE-LX10 和 1000BASE-BX10，适用于更长距离的千兆以太网连接，尤其是在接入网络中。
IEEE 802.3ae（2002年）:
- 定义: 虽然这是一个 10 Gigabit Ethernet（10GbE）标准，它为更高速的以太网发展提供了基础。1 Gbps 和 10 Gbps 的标准有许多共同的基础。
- 物理层子层:
  - 包括对多模和单模光纤的支持，涵盖了长距离和短距离的应用场景。

其他相关标准：

1000BASE-X 系列：这些标准涵盖了各种基于光纤的千兆以太网实现，具体包括 1000BASE-SX、1000BASE-LX、1000BASE-CX 等。
SFP（小型可插拔光模块）: 这不是一个 IEEE 标准，但它在千兆以太网中非常常见。SFP 模块用于光纤或铜缆的热插拔，可以灵活支持不同的物理介质。

千兆以太网的应用：

千兆以太网广泛应用于企业网络、数据中心、服务提供商网络，以及高带宽需求的工作站。它的普及使得企业能够更加高效地处理大量数据，并支持高清视频、视频会议、云计算等对网络带宽要求较高的应用。

随着网络需求的不断增长，千兆以太网逐渐成为一种标准的网络基础设施，推动了现代网络的发展。

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万兆以太网标准

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万兆以太网（10 Gigabit Ethernet, 10GbE）是以太网标准的一个重要发展，它提供了高达 10 Gbps 的数据传输速率，适用于对带宽和速度要求更高的应用场景。万兆以太网主要由 IEEE 802.3 规范定义，涵盖了多种物理介质和网络拓扑结构。

主要的万兆以太网标准：

IEEE 802.3ae（2002年）:
- 定义: 这是第一个定义 10GbE 的标准，主要用于光纤介质。
- 物理层子层:
  - 10GBASE-SR：多模光纤，适用于短距离（通常为 300 米左右）。
  - 10GBASE-LR：单模光纤，适用于长距离（通常为 10 公里左右）。
  - 10GBASE-ER：单模光纤，支持更长距离（最高可达 40 公里）。
  - 10GBASE-SW/LW/EW：这三种类型与 SR、LR、ER 相似，但它们是为了与 SONET/SDH 网络兼容而设计的。
IEEE 802.3ak（2004年）:
- 定义: 针对短距离的铜缆连接。
- 物理层子层:
  - 10GBASE-CX4：使用短距离的铜缆（最多 15 米），最初用于数据中心内部的连接。
IEEE 802.3an（2006年）:
- 定义: 定义了在双绞线铜缆上实现 10GbE 的标准。
- 物理层子层:
  - 10GBASE-T：支持在 Cat 6a 或更高规格的双绞线铜缆上实现 10 Gbps 的传输，最大距离为 100 米。该标准的普及使得 10GbE 在办公室和数据中心环境中得以推广。
IEEE 802.3aq（2006年）:
- 定义: 该标准扩展了在多模光纤上的 10GbE 实现。
- 物理层子层:
  - 10GBASE-LRM：设计用于更长距离的多模光纤，最大距离为 220 米。
IEEE 802.3ba（2010年）:
- 定义: 尽管该标准主要定义了 40GbE 和 100GbE 的规范，但它也对 10GbE 进行了进一步的优化和补充。
IEEE 802.3bm（2015年）:
- 定义: 这个标准进一步简化了 10GbE 的实现，特别是在低功耗和更紧凑的物理接口（如 SFP+）上。
- 物理层子层:
  - 10GBASE-SR：继续优化短距离多模光纤的实现。