快速乙太網

為了滿足網路應用對頻寬的需求，開發一種簡單，實用，能普遍應用於桌面系統的快速區域網技術，IEEE802.3委員會於1992年提出制定快速乙太網標準。在委員會內部有兩種不同的建議，建議之一就是在原有的乙太網的基礎上，應用IEEE802.3標準中的CSMA/CD共享介質訪問方法，只是將速率提高10倍。另一個建議就是不使用現有的CSMA/CD,而重現制定一套新的標準。經過多次討論過後，802.3委員會決定採納第一個建議，即在IEEE802.3的基礎上，把傳輸速率從10M/s提高到100Mb/s，並於1995年6月，正式把它定為快速乙太網標準IEEE802.3u。IEEE802.3u定義了一整套快速乙太網規範和介質標準，包括100Base-TX。

1.100Base-TX

100Base-TX使用5類非遮蔽（UTP）或1類遮蔽雙絞線（STP）作為傳輸介質，其中5類UTP是目前使用最為廣泛的介質。100Base-TX規定5類UTP電纜採用RJ-45連線頭，而1類STP電纜採用9芯D型（DB-9）聯結器。

100Base-TX的100Mb/s傳輸速率是通過加快傳送訊號（提高10倍），使用高質雙絞線以及縮短電纜長度實現的。100Base-TX使用與乙太網完全相同的協議標準，但是物理層卻採用4B/5B編碼方案。它的處理速率高達125MHZ，而每5個時鐘週期為一組，每組傳送4bit，從而保證100Mb/s的傳輸速率。

2.100Base-T4

100Base-T4是3類非遮蔽雙絞線方案，該方案需使用4對3類非遮蔽雙絞線介質。它能夠在3類線上提供100Mb/s的傳輸速率。雙絞線的最大長度為100m。目前，這種技術沒有得到廣泛的應用。

100Base-T4採用的訊號速度為25MHZ，比起標準乙太網（20MHZ）高25%。為了達到100M頻寬，100Base-T4使用4對雙絞線。一對雙絞線總是傳送，一對總是接收，其他兩對可根據當前的傳輸方向進行切換。100Base-T4使用實現快速傳輸的方法與100Base-TX不同，它將100Mb/s的資料流分為3個33Mb/s的資料流，分別在3對雙絞線上傳輸。第4對雙絞線作為保留通道，可用於檢測碰撞訊號，在第4對線上沒有資料傳送。100Base-T4採用的是8B/6T

編碼方案，即8bit被對映為6個三進位制位，它傳送的就是三元訊號。100Base-T4每秒鐘有25MHZ的時鐘週期，每個時鐘週期可傳送4bit，從而獲得100Mb/s的傳輸速率。100Base-T4的硬體系統和組網規則則與100Base-TX相同，但不支援全雙工的傳輸方式。

3.100Base-FX

100Base-FX是光纖介質快速乙太網，它通常使用光纖芯徑為62.5um，外徑為125um，波長為1310nm的多模光纜。100Base-FX用兩束光纖傳輸資料，一束用於傳送，另一束用於接收，它也是一個全雙工的系統，每個方向上都是100Mb/s的速率。而且，站和集線器之間的距離可以達到2km。在100Base-FX標準中，可以使用3種光纖介質聯結器，常用的標準聯結器有SC.ST和常在FDDI中使用的MIC。

100Base-FX無論是資料鏈路層還是物理層都採用與100Base-TX相同的協議標準，它的訊號編碼也使用4B/5B編碼方案。100Base-FX常用於主幹網或噪聲干擾嚴重的場合。在主幹網應用中，由於其共享頻寬所帶來的問題，故很快被交換式100Base-FX代替。

千兆乙太網

千兆位乙太網是IEEE802.3標準的擴充套件，在保持與乙太網和快速乙太網裝置相容的同時，提供1000Mb/s的資料頻寬。千兆位乙太網的關鍵是利用交換式全雙工操作部件構建主幹網路，連線超級伺服器和工作站。千兆位乙太網可工作於多種介質。目前，由於已在光纜傳輸介質上實現了1000Mb/s的傳輸速率，所有有人習慣上稱為1000Base-F，千兆位乙太網還支援半雙工轉發的區域網和銅芯電纜。

千兆位乙太網有多種網路拓撲結構。它基於乙太網結構，保留了IEEE802.3乙太網標準幀格式以及IEEE802.3的網路管理功能，且網路管理原理保持不變，現有的軟體（如協議）都可執行。現在，大多數網路是基於乙太網的，使用千兆位乙太網來升級或遷移原有網路是明智的選擇，它可以實現桌面到主幹網之間的無縫連線。

IEEE802.3工作組建立了802.3千兆位乙太網工作小組，其任務就是開發適應不同需求的千兆位乙太網工作標準。該標準支援全雙工和半雙工1000Mb/s，相應的操作採用IEEE802.3乙太網的幀格式和CSMA/CD介質訪問控制方法。千兆位乙太網還要與10Base-T和100Base-T向後相容。此外，IEEE標準將支援最大距離為500m的多模光纖，最大距離為3000m的單模光纖和最大距離為25m的同軸電纜。千兆位乙太網將填補802.3乙太網/快速乙太網標準的不足。

千兆位乙太網的優點

1. 傳輸速率高
2. 有較高的網路頻寬，能提供1Gb/s的獨享頻寬（交換式千兆乙太網）
3. 仍然採用乙太網表標準，僅僅是速度快
4. 仍然採用CSMA/CD介質訪問控制協議，僅在載波時間和時間槽等方面有所改進
5. 與乙太網完全相容，現有網路應用均能在千兆位乙太網上執行。
6. 技術簡單，不必專門培訓技術人員就能管理好網路
7. 依靠RSVP，IEEE802.1Q，IEEEE802.1P技術標準提供VLAN服務，提供服務保證，支援多媒體資訊傳輸。
8. 有很好的網路擴充能力，容易升級，容易擴充套件。
9. 對於資料傳輸（DATA）業務資訊有著極佳的效能。

萬兆乙太網

隨著Internet業務和其他資料業務的不斷的擴充套件，對頻寬的要求影響到網路的各個部分，包括骨幹網，都會網路，接入網。

為了充分利用骨幹網頻寬，人們目前採用了密集波分複用技術（DWDM），但是接入網的低頻寬使得網路中的瓶頸問題逐漸突出。網路服務提供商面臨頻寬嚴重不足的問題。為了滿足這一個需求，需要一種新的技術來提供更新的服務。目前應用最廣泛的乙太網技術可以實現這種需求，能夠簡單的經濟的構建各種速率的網路。現階段最實際的做法就是繼承乙太網技術，同時IEEE802.3本身具有可升級性，可將MAC層的速率提高到10GB/s，10G萬兆乙太網技術正是在這樣的背景下產生的。

自1999年3月IEEEE802.3ae工作組成立以來，經過三年多的努力，於2002年6月12日802.3乙太網標準組織批准了10G乙太網標準的最後草案。

萬兆乙太網的特點：萬兆乙太網並非將千兆乙太網的速率提高到了10倍，其中有很多複雜的技術問題要解決。

1. 萬兆乙太網的幀格式與10Mb/s。100Mb/s和1000Mb/s的幀格式完全相同。
2. 萬兆乙太網仍然保留了802.3標準對乙太網最小幀和最大幀長的規定。這就使得使用者在將已有的乙太網升級時，仍便於與較低速率的乙太網進行通訊。
3. 由於資料傳輸速率高達10GB/s，因此萬兆乙太網的傳輸介質不再使用銅質的雙絞線，而只使用光纖。他使用長距離的光收發器與單模光纖介面，以便於能夠在廣域網和都會網路的範圍內工作。也可以使用較便宜的多模光纖，但傳輸距離限制在65~300m。
4. 萬兆乙太網只工作在全雙工方式，因此不存在爭用問題。由於不使用CSMA/CD協議，這就使得萬兆乙太網的傳輸距離不在受到衝突檢測的限制。
5. 標準中採用了局域網和廣域網兩種物理層模型，從而使乙太網技術能方便地引入廣域網中，進而使LAN，MAN和WAN網路可採用同一種乙太網網路核心技術。這樣，也方便對各個網路進行統一管理和維護，並避免了繁瑣的協議轉換，實現了LAN，MAN和WAN網路的無縫連線。

萬兆乙太網的分層結構

（1）Reconciliation子層。簡稱RS子層，即協調子層，用於物理層和資料鏈路層之間的銜接。

（2）MAC層（介質訪問控制層）。MAC子層在MAC使用者之間提供了一條邏輯鏈路，主要負責初始化，控制和管理這條網路。

（3）XGMII（10G介質無關埠）。XGMII在MAC層和物理層之間提供了一個標準的介面，它將MAC層和物理層隔開，使MAC層能夠適應不同的物理層。

（4）PCS（物理編碼子層）。PCS子層主要負責對來自MAC層的資料進行編碼和解碼，現在標準中對預設的編碼方式並未確定，只是提出了幾種候選方案供討論。

（5）PMA（物質接入子層）。PMA子層負責把編碼序列化，變成適合物理層傳輸的位元流。同時資料解碼的同步也在這一層完成，PMA子層能夠接收位元流中分離出來的定時鬧鐘，用於對資料進行同步。

（6）PMD（物理介質相關子層）。PMD子層負責訊號的傳輸。它的功能包括訊號放大，調製，波的整形等。不同的PMD裝置支援不同的物理介質。

（7）MDI（介質相關介面）。MDI就是指聯結器，它定義對應於不同的物理介質和PMD裝置之間的所採用的聯結器型別。