千兆以太網(wǎng)是對(duì)10Mbps和100Mbps802．3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)擴(kuò)展，它提供了1000Mbps的原始數(shù)據(jù)帶寬，同時(shí)和現(xiàn)有的以太網(wǎng)保持完全兼容．千兆以太網(wǎng)提供全雙工或半雙工工作模式．在半雙工的情況下，千兆以太網(wǎng)還將保持CSMA／CD(具有沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議)存取方式，最初的產(chǎn)品建立在光纖信道物理信號(hào)傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)之上，適用于在光導(dǎo)纖維上達(dá)到1000Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率．隨著硅芯片技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已有了適應(yīng)千兆以太網(wǎng)的超5類(lèi)電纜，這為千兆以太網(wǎng)無(wú)論是在技術(shù)上還是在實(shí)際應(yīng)用中都提供了廣泛的發(fā)展前景，而且可以利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，不需改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，方便地升級(jí)為千兆以太網(wǎng)．這意味著可以花費(fèi)不大的網(wǎng)絡(luò)投資，不需增加網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及重新培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)。

　　根據(jù)IEEE802．3z工作組制定的標(biāo)準(zhǔn)，千兆以太網(wǎng)將原先的IEEE802．3以太網(wǎng)規(guī)范和ANSIX3T11光纖通道規(guī)范結(jié)合在一起，以實(shí)現(xiàn)物理接口，即千兆以太網(wǎng)利用以太網(wǎng)協(xié)議管理幀傳送和媒質(zhì)層存取(2層)以及物理接口的光纖通道、連接器和光纜(1層)。

　　千兆以太網(wǎng)還利用以太網(wǎng)的傳統(tǒng)存取方法，即所謂載波偵聽(tīng)多路存取沖突檢測(cè)(CSMA／CD)，并在協(xié)議上增加一些新的特性，以解決在高速環(huán)境里與標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)相一致的物理特性問(wèn)題，其中最著名的特性就是載體擴(kuò)展和分組猝發(fā)傳輸．所謂載體擴(kuò)展是適當(dāng)加長(zhǎng)控制幀，以保證可靠地檢測(cè)沖突．但載體擴(kuò)展也可能耗費(fèi)大量的帶寬，因?yàn)榭刂茙瑐魉烷g隔較短，一般每隔幾個(gè)數(shù)據(jù)幀就要傳送控制幀．而分組猝發(fā)則可以彌補(bǔ)載體擴(kuò)展之不足，它可讓載體擴(kuò)展只用于猝發(fā)數(shù)據(jù)幀的第一幀．單幀猝發(fā)限制在3kB左右，以防止一個(gè)節(jié)點(diǎn)占據(jù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)．采用這兩種技術(shù)，有可能把千兆以太網(wǎng)的沖突檢測(cè)域擴(kuò)展到200m，對(duì)于傳送短的數(shù)據(jù)幀時(shí)，可使網(wǎng)絡(luò)利用率達(dá)30％～40％；傳送大的數(shù)據(jù)幀時(shí)，可使網(wǎng)絡(luò)利用率達(dá)90％。

　　盡管千兆以太網(wǎng)將網(wǎng)絡(luò)主干帶寬提升到千兆位，但是它仍然和傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)一樣缺乏擁塞控制，因此時(shí)常會(huì)影響到用戶(hù)對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的存取．以太網(wǎng)固有的弱點(diǎn)它仍然沿襲下來(lái)，在帶寬的保證、在質(zhì)量服務(wù)方面不如ATM．它始終不太適合多媒體應(yīng)用，特別是聲音圖像這些數(shù)據(jù)．聲音圖像的應(yīng)用不在于帶寬的多少，有384k的帶寬就可以傳得很好，關(guān)鍵在于時(shí)延的抖動(dòng)，而以太網(wǎng)在機(jī)制上就不適應(yīng)，這就是它的缺點(diǎn)．最近雖然發(fā)展了一些用于多媒體傳輸?shù)男聟f(xié)議，但應(yīng)用還很少。

　　千兆以太網(wǎng)絡(luò)是由千兆交換機(jī)、千兆網(wǎng)卡、綜合布線系統(tǒng)等構(gòu)成的。千兆交換機(jī)構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)的骨干部分，千兆網(wǎng)卡安插在服務(wù)器上，通過(guò)布線系統(tǒng)與交換機(jī)相連，千兆交換機(jī)下面還可連接許多百兆交換機(jī)，百兆交換機(jī)連接工作站，這就是所謂的“百兆到桌面”。在有些專(zhuān)業(yè)圖形制作、視頻點(diǎn)播應(yīng)用中，還可能會(huì)用到“千兆到桌面”，及用千兆交換機(jī)聯(lián)到插有千兆網(wǎng)卡的工作站上，滿(mǎn)足了特殊應(yīng)用下對(duì)高帶寬的需求。

　　在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)之前，究竟用千兆還是百兆，要從實(shí)際出發(fā)，從應(yīng)用出發(fā)，考慮網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備哪些功能。不同的應(yīng)用有不同的需求，而且?guī)缀鯖](méi)有只有單一業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。但是，在各種業(yè)務(wù)中，生產(chǎn)性業(yè)務(wù)肯定是優(yōu)先級(jí)最高的。如果在網(wǎng)絡(luò)中傳輸語(yǔ)音，那么語(yǔ)音業(yè)務(wù)也需要優(yōu)先安排。如果對(duì)業(yè)務(wù)優(yōu)先的需求很高，網(wǎng)絡(luò)必須有QoS保證。這樣的網(wǎng)絡(luò)必須要智能化，在交換機(jī)端口能夠識(shí)別是什么類(lèi)型的業(yè)務(wù)通過(guò)，然后對(duì)不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行排隊(duì)，為不同的業(yè)務(wù)分配不同的帶寬，這樣才能保證關(guān)鍵性業(yè)務(wù)的運(yùn)行。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)本身是有智能的，不管多少帶寬都可以傳輸，只是時(shí)間長(zhǎng)短而已，但是語(yǔ)音或者視頻就不一樣了，如果帶寬小了之后，馬上就聽(tīng)不清楚了，或者圖像產(chǎn)生抖動(dòng)，這都是不允許的。所以QoS非常重要。對(duì)單純的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，在QoS方面的需求就很低。在規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，必須先了解清楚哪些功能是必須的，哪些可以不考慮。例如，目前多址廣播是比較重要的性能之一，如果需要在網(wǎng)絡(luò)中傳輸圖像，而網(wǎng)絡(luò)不具備多址廣播的特性，那么網(wǎng)絡(luò)的帶寬浪費(fèi)就會(huì)非常嚴(yán)重，甚至根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

　　1997年1月，通過(guò)了IEEE 802.3z第一版草案；

　　1997年6月，草案V3.1獲得通過(guò)，最終技術(shù)細(xì)節(jié)就此制定；

　　1998年6月，正式批準(zhǔn)IEEE 802.3z標(biāo)準(zhǔn)；

　　1999年6月，正式批準(zhǔn)IEEE 802.3ab標(biāo)準(zhǔn)(即1000Base-T)，可以把雙絞線用于千兆以太網(wǎng)中。

　　千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)三種類(lèi)型的傳輸介質(zhì)：?jiǎn)文９饫w；多模光纖上的長(zhǎng)波激光（稱(chēng)為1000BaseLX）、多模光纖上的短波激光（稱(chēng)為1000BaseSX）；1000BaseCX介質(zhì)，該介質(zhì)可在均衡屏蔽的150歐姆銅纜上傳輸。IEEE 802.3z委員會(huì)模擬的1000BaseT標(biāo)準(zhǔn)允許將千兆位以太網(wǎng)在5類(lèi)、超5類(lèi)、6類(lèi)UTP雙絞線上的傳輸距離擴(kuò)展到100米，從而使建筑樓宇內(nèi)布線的大部分采用5類(lèi)UTP雙絞線，保障了用戶(hù)先前對(duì)以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)的投資。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理人員來(lái)說(shuō)，也不需要再接受新的培訓(xùn)，憑借已經(jīng)掌握的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，完全可以對(duì)千兆以太網(wǎng)進(jìn)行管理和維護(hù)。

　　千兆以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化包括編碼/譯碼、收發(fā)器和網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)三個(gè)主要模塊，其中不同的收發(fā)器對(duì)應(yīng)于不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)類(lèi)型。1000BASE-LX基于1300nm的單模光纜標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，使用8B/10B編碼解碼方式，最大傳輸距離為5000米。1000BASE-SX基于780nm的FibreChannel optics，使用8B/10B編碼解碼方式，使用50微米或62.5微米多模光纜，最大傳輸距離為300米到500米。連接光纖所使用的SC型光纖連接器與快速以太網(wǎng)100BASE FX所使用的連接器的型號(hào)相同。1000BASE-CX是一種基于銅纜的標(biāo)準(zhǔn)，使用8B/10B編碼解碼方式，最大傳輸距離為25米。1000BASE-T基于非屏蔽雙絞線傳輸介質(zhì)，使用1000BASE-T 銅物理層Copper PHY編碼解碼方式，傳輸距離為100米。1000BASE－T在傳輸中使用了全部4對(duì)雙絞線并工作在全雙工模式下。這種設(shè)計(jì)采用 PAM-5 (5級(jí)脈沖放大調(diào)制) 編碼在每個(gè)線對(duì)上傳輸 250Mbps。雙向傳輸要求所有的四個(gè)線對(duì)收發(fā)器端口必須使用混合磁場(chǎng)線路，因?yàn)闊o(wú)法提供完美的混合磁場(chǎng)線路，所以無(wú)法完全隔離發(fā)送和接收電路。任何發(fā)送與接收線路都會(huì)對(duì)設(shè)備發(fā)生回波。因此，要達(dá)到要求的錯(cuò)誤率（BER）就必須抵消回波。1000BASE－T無(wú)法對(duì)頻率集中在125MHz之上的頻段進(jìn)行過(guò)濾，但是使用擾頻技術(shù)和網(wǎng)格編碼能對(duì)80MHz之后的頻段進(jìn)行過(guò)濾。為了解決5類(lèi)線在如此之高的頻率范圍內(nèi)因近端串?dāng)_而受到的限制，應(yīng)該采用合適的方案來(lái)抵消串?dāng)_。

　　最初的千兆以太網(wǎng)采用高速780納米光纖信道的光元件傳輸光纖上的信號(hào)，采用8B/10B的編碼和解碼方法實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的串行化和復(fù)原。目前光纖信道技術(shù)的數(shù)據(jù)運(yùn)行速率為1.063Gbps，將來(lái)會(huì)提高到1.250Gbps，使數(shù)據(jù)速率達(dá)到完整的1000Mbps。對(duì)于更長(zhǎng)的連接距離，將采用1300納米的光元件。為了適應(yīng)硅技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)在MAC層和PHY層之間制定獨(dú)立于介質(zhì)的邏輯接口，以使千兆以太網(wǎng)工作在非屏蔽雙絞線電纜系統(tǒng)中。這一邏輯接口將適用于非屏蔽雙絞線電纜系統(tǒng)的編碼方法，并獨(dú)立于光纖信道的編碼方法。下圖說(shuō)明了千兆以太網(wǎng)的組成。