来自学堂在线《网络技术与应用》课程
以太网根据传输媒体和传输速率组合分类标准，传输媒体分为双绞线缆、多模光纤和单模光纤，传输速率分为10Mbps、100Mbps、1Gbps、和10Gbps等。
3.4.1  10Mbps以太网标准
1.10BASE5
10BASE5是用粗同轴电缆作为传输媒体的以太网标准，10代表10Mbps，BASE代表基带传输方式，5代表单段电缆的长度限制为500m，超过500m需要由中继器互连的两段电缆组成，这个标准已经淘汰。
2.10BASE2
10BASE2是用细同轴电缆作为传输媒体的以太网标准，10和BASE的含义和10BASE5相同，2代表单段电缆的长度限制为200m，超过200m需要由中继器互连的两段电缆组成，这个标准已经淘汰。
3.10BASE T
10BASE T是用双绞线作为传输媒体的以太网标准，10和BASE的含义和10BASE5相同。它采用4对双绞线组成的双绞线电缆，用其中一对双绞线发送数据，另一对双绞线接收数据，因此，可以实现全双工通信。10BASE T的出现是以太网发展史上的一个里程碑，它同时引发了一个新的行业：综合布线，使得综合布线作为计算机网络的基础设施，在计算机网络的实施过程中成为必不可少的一部份。
10BASE-T用于以集线器或以太网交换机为组网设备的以太网中，网络设备之间、网络设备和终端之间的距离必须小于100m。10BASE-T可以采用3类双绞线缆。
3.4.2 100Mbps以太网标准
1.100BASE-TX
100BASE-TX是用双绞线作为传输媒体的以太网标准，100代表100Mbps。100BASE-TX必须采用5类以上双绞线缆。和10BASE-T一样，它也只用于以集线器或交换机为组网设备的以太网中，网络设备之间、网络设备和终端之间距离必须小于100m。如果以集线器为组网设备，整个网络构成一个冲突域，冲突域直径必须小于216m，这样，整个网络中最多只允许2级集线器级联。如果以交换机为组网设备，由于交换机的互连级数不受限制，导致网络覆盖范围不受限制。如果交换机与交换机之间、交换机和终端之间均采用全双工通信方式，就可消除冲突域，无中继通信距离不再受冲突域直径限制。
支持100BASE-TX的以太网交换机端口或网卡一般都支持10BASE-T，在标明速率时，用100/10BASE TX表明同时支持100BASE TX和10BASE T，而且能够根据对方端口或网卡的速率标准自动选择速率（如果对方支持100BASE-TX，则选择100BASE-TX，如果对方只支持10BASE-T，则选择10BASE-T）。
2.100BASE-FX
用双绞线作为传输媒体有一些限制：一是距离较短，不要说楼宇之间，就是同一楼层两端之间的距离就有可能超出100m。二是必须要避开强电和强磁设备。三是封闭性不够，不能用于室外。因此，室外通信或超过100m的室内通信均采用光缆，而且室外通信必须采用铠装光缆：一种封闭性很好、又有金属支撑和保护的光缆，可直埋地下或架空。
100BASE-FX是用多模光纤作为传输媒体的以太网标准，采用2根50/125mm或62.5/125mm的多模光纤，可以同时发送和接收数据，因此，支持全双工通信方式。如果两个100BASE-FX端口（通常情况下，一个是以太网交换机端口，另一个是以太网交换机端口或网卡）以全双工方式进行通信，它们之间的传输距离可达2Km。但如果以半双工方式进行通信，传输距离在500m左右，这是由于一旦采用半双工通信方式，则两个100BASE-FX端口之间就构成一个冲突域，对于100BASE-FX而言，512位二进制数的最短帧长将冲突域直径限制为2.56ms，换算成物理距离，大约等于2/3c×2.56×10-6=200000×103×2.56×10-6=512m(2/3c，如果以m/s为单位，等于200000×103m/s，2.56ms=2.56×10-6s)，因此，光纤连接的2个端口之间必须采用全双工通信方式才能真正体现光纤传输的远距离特点。
3.4.3  1Gbps以太网标准
1.1000BASE-T
1000BASE-T是用双绞线作为传输媒体的以太网标准，1000代表1000Mbps。1000BASE-T必须采用5e类以上的双绞线缆。支持1000BASE-T标准的端口通常也支持100BASE-TX标准，因此，常常标记成1000/100/10BASE-TX，而且能够根据双绞线另一端连接的端口所支持的速率标准，从高到低自动选择速率。
2.1000BASE-SX
1000BASE-SX是用多模光纤作为传输媒体的以太网标准，在全双工通信方式（许多1Gbps以太网光纤端口只支持全双工通信方式）下，如果采用62.5/125mm多模光纤，无中继传输距离可达225m，如果采用50/125mm多模光纤，无中继传输距离可达500m。
3.1000BASE-LX
1000BASE-LX是用单模光纤作为传输媒体的以太网标准，采用9mm单模光纤。在全双工通信方式下，最小无中继传输距离为2Km，不同1000BASE-LX端口，由于采用的激光强度不一样，无中继传输距离可在2km～70km之间。
3.4.4  10Gbps以太网标准
1.10GBASE-LR
10GBASE-LR是用单模光纤作为传输媒体的以太网标准，10G代表10Gbps。10GBASE-LR只能工作在全双工通信方式，无中继传输距离为10km。很显然，交换和全双工通信方式完全消除了冲突域直径问题，使得以太网无论在传输速率上，还是传输距离上都成为城域网的最佳选择之一。
2.10GBASE-ER
10GBASE-ER是用单模光纤作为传输媒体的以太网标准。只能工作在全双工通信方式，无中继传输距离为40km。
10Gbps以太网从2004年推向市场后，逐渐成为校园网主干网络所采用的技术，在城域网中也和SDH（同步数字体系）并驾齐驱，随着10Gbps以太网逐渐成为LAN和MAN主流技术，和10GBASE-T标准和7类布线系统的出台，10Gbps以太网也会像1Gbps以太网一样得到普及。

                    
以下内容摘自笔者编著的《网管员必读——网络基础》（第2版）一书：
6.7.2 三种快速以太网标准
下面对以上所列的快速以太网三种物理层标准进行简介绍。
1. 100Base-TX
100Base-TX介质规范基于ANSI TP-PMD物理介质标准。100Base-TX介质接口在两对双绞线电缆上运行，其中一对用于发送数据，另一对用于接收数据。由于ANSI TP-PMD规范既包括屏蔽双绞线电缆，也包括非屏蔽双绞线电缆，所以100Base-TX介质接口支持两对5类以上非屏蔽双绞线电缆和两对1类屏蔽双绞线电缆。
100Base-TX链路与介质相关的接口有两种：对非屏蔽双绞线电缆，MDI连接器必须是兼容5类及5类以上的8脚RJ-45连接器；对屏蔽双绞线电缆，MDI连接器必须是IBM的STP连接器，使用屏蔽DB-9型连接器。
如果是5类UTP及5类以上UTP，100Base-TXUTP介质接口使用两对MDI连接器线来将信号传出和传入网络介质，这意味着RJ-45连接器8个管脚中的4个是被占用的。为使串音和可能的信号失真最小，另外4条线不应传输任何信号。每对的发送和接收信号是极化的，一条线传输正（+）信号，而另一条线传输负（−）信号。对RJ-45连接器，正确的配线对分配是管脚[1，2]和管脚[3，6]。应尽量在MDI管脚分配中使用正确的彩色编码线对。如表6-2所示即为100Base-TX的UTP MDI连接器引脚分配表。

表6-2    100Base-TX的UTP MDI连接器引脚下分配表


引脚号


信号名


电缆编码


1



发送+




白色/橙色



2



发送-




橙色/白色



3



接收+




白色/绿色



4


保留


 


5


保留


 


6



接收-




绿色/白色



7


保留


 


8


保留


 

100Base-TX标准也支持特征阻抗为150Ω的1类屏蔽双绞线电缆。屏蔽双绞线电缆使用D型连接器并按ANSITP-PMD对屏蔽双绞线架设的规范来布线。在DB-9连接器上正确的配线对分配是管脚[1，6]和管脚[5，9]。如表6-3为100Base-TX的STP MDI连接器引脚分配表。

表6-3  100Base-TX的STP MDI连接器引脚分配表


引脚号


信号名


电缆编码


 


公共地


电缆外壳


1



接收+



橙色


2


保留


 


3


保留


 


4


保留


 


5



发送+



红色


6



接收-



黑色


7


保留


 


8


保留


 


9



发送-



绿色

当两个结点在网段上连到一起时，一个MDI连接器的发送对连到第二个结点的MDI的接收对。当两个结点连到一起单机应用时，必须提供一条外部交叉电缆，将电缆一端8脚RJ-45连接器上的发送管脚连到电缆另一端8脚RJ-45连接器上的接收管脚。在多个结点连到一个集线器或交换机端口的实现中，交叉布线是在集线器或交换机端口内部完成的，这使得直联电缆能用于各个结点和集线器或交换机端口之间。如表6-4所示即为100Base-TX交叉连接引脚分配表。

表6-4    100Base-TX交叉连接引脚分配表


引脚号



5类UTP电缆




1类STP电缆



无交叉时的信号名


交叉时的信号名


无交叉时的信号名


交叉时的信号名


1



发送+




接收+




接收+




发送+



2



发送-




接收-



保留


保留


3



接收+




发送+



保留


保留


4


保留


保留


保留


保留


5


保留


保留



发送+




接收+



6



接收-




发送-




接收-




发送-



7


保留


保留


保留


保留


8


保留


保留


保留


保留


9


N/A


N/A



发送-




接收-



10


N/A


N/A


公共地


公共地

快速以太网的电缆设置安装应符合EIA/TIA-568标准，它描述了接线箱和网络结点之间准确的电缆长度。这一段长度的电缆称为网段，并在以太网规范中被定义为链段。链段正式定义为连接两个且仅仅连接两个MDI的点到点的介质。100Base-TX规范允许两个DTE或DTE与交换端口之间的链路之间的链段最大长度为100米。
2. 100Base-FX
光缆是100Base-FX指定支持的一种介质，而且容易安装、重量轻、体积小、灵活性好、不受EMI干扰。100Base-FX标准指定了两条多状态光纤，一条用于发送数据，一条用于接收数据。当工作站的NIC以全双工模式运行时能超过2km。光缆可分为两类：多模和单模。

l              多模光缆：这种光缆为62.5/125μm，采用基于LED的收发器将波长为820nm的光信号发送到光纤上。当连在两个设置为全双工模式的交换机端口之间时，支持的最大距离为2km。


l              单模光缆：这种光缆为9/125μm，采用基于激光的收发器将波长为1300nm的光信号发送到光纤上。单模光缆率损耗小，较之多模光缆能使光信号传输到更远的距离。

3. 100Base-T4
100Base-T4是100Base-T标准中惟一全新的PHY标准。100Base-T4标准是用来帮助那些已经安装了第3类或第4类电缆的用户的，当然也可以用五类线的。
100Base-T4链路与介质相关的接口是基于3、4、5类非屏蔽双绞线。100Base-T4标准使用4对线。用于100Base-T的RJ-45连接器也可用于100Base-T4。4对中的3对用于一起发送数据，同时第4对用于冲突检测。每对线都是极化的，每对中的一条线传输正（+）信号而另一条线传输负（−）信号。如表6-5所示即为100Base-T4 UTP MDI引脚分配表。

表6-5   100Base-T4 UTP MDI引脚分配表


引脚号


信号名


电缆编码


1


TX_D1+



白色/橙色



2


TX_D1-



橙色/白色



3


RX_D2+



白色/绿色



4


BI_D3+



蓝色/白色



5


BI_D3-



白色/蓝色



6


RX_D2-



绿色/白色



7


BI_D4+



白色/棕色



8


BI_D6-



棕色/白色


当两个结点在网段上连接到一起时，一个MDI连接器的发送对连接第二个结点MDI的接收对。当两个结点连到一起用于单机应用时，必须提供一条外部交叉电缆，将电缆的一端8脚RJ-45连接器上的发送管脚连到电缆另一端8脚RJ-45连接器上的接收管脚。在多个结点连到一个集线器或交换机端口的实现中，交叉布线是在集线器或交换机端口内部完成的，这使得直连电缆能用于各个结点和集线器或交换机端口之间。如表6-6所示即为100Base-T4交叉连接引脚分配表。

表6-6    100Base-T4交叉连接引脚分配表


引脚号


信号名


引脚号


信号名


1


TX_D1+


1


RX_D2+


2


TX_D1-


2


RX_D2-


3


RX_D2+


3


TX_D1+


4


BI_D3+


4


BI_D4+


5


BI_D3-


5


BI_D6-


6


RX_D2-


6


TX_D1-


7


BI_D4+


7


BI_D3+


8


BI_D6-


8


BI_D3-

100Base-T4所采用的8B6T编码方法是指将字节的每位有效地映射到一个称为6T代码组的6 位三进制符号内。6T 代码组散开到3 个发送组上，有效的数据传输率为100 Mbps 的三分之一，即33.3 Mbps。每对线上的三进制符号的传输率是33.3 Mbps的6/8，即25 MHz，与MII 时钟的频率相同，因此100Base-T4 PHY 中不需要PLL（锁相回路）。每对上发送的三进制符号可以有3 个值，与有两个值的二进制信号不一样。
由于快速以太网是从10Base-T 发展而来的，并且保留了IEEE 802.3 的帧格式，所以10 Mbps 以太网可以非常平滑地过渡为100 Mbps 的快速以太网。
本文转自王达博客51CTO博客，原文链接http://blog.51cto.com/winda/29269如需转载请自行联系原作者


茶乡浪子

        
        
                
    

千兆以太网（又名：吉比特以太网）是以gbit/s速率进行以太网帧传输的网络技术，由IEEE802.3定义。

千兆以太网的传输线缆主要有4种：
1. 单模光纤（1000BaseLX）；
2. 多模光纤：
       2-1.多模光纤-长波（1000BaseLX）；
       2-2.多模光纤-短波（1000BaseSX）；
3. 150Ω铜缆（1000BaseCX）；
4. 使用传统的5类、超5类、6类UTP双绞线（1000BaseT）。

千兆以太网的传输介质主要有4种：
1000BaseLX：长波，可用62.5μm、50μm多模光纤以及9μm单模光纤，多模光纤最大传输距离850m，单模最大3000m。
1000BaseSX：短波，只能用62.5μm、50μm多模光纤，62.5μm多模最大275m，50μm多模最大550m。
1000BaseCX：9芯D型连接器+铜电缆，适用于交换机之间连接，最大25m。
1000BaseT：非屏蔽双绞线，通常由100BaseT平滑升级而来，最大100m。

                    
在以太网的发展史中，速度的增长通常以10倍来计算，从10M增长到100M，再发展到1G、10G和100G。

2014年却出现了一个新的趋势，以太网标准中出现了中速标准，即25G和2.5G。10G的以太网速度标准往往满足不了需求，而100G又太大了，25G以太网标准的出现正好弥补了这两者的不足。同样，另一个中速标准是2.5G，因为1G不能满足需求，而10G的标准对于布线来说也不切合实际。
为促进2.5和5Gbps以太网的研发和支持力度，前不久，又一个新的厂商联盟宣告成立——MGBASE-T联盟，其成员有Aruba、Avaya、博通、博科、飞思卡尔半导体、锐捷网络等。而在去年10月末，思科已经宣布成立支持己2.5G和5Gbps的NGBASE-T联盟。两个组织的目的都是要帮助创建和支持新的以太网标准，以填补现有1G以太网设备与10G以太网设备之间的空白。
随着高速802.11ac Wi-Fi的出现，对更高速率的有线技术的需求在不断增长，主要是为了处理1GbE所无法解决的更高带宽问题。尽管10GbE可以提供更高的带宽，但仍存在很多的局限性迫使其不得不掉头向下。局限性之一就是线缆。
现有的1GbE的部署一般需使用Cat5E铜缆，此类铜缆无法有效处理10GbE的流量。而Cat5E甚至Cat6E铜缆却都能够很好地支持新出现的2.5G和5Gbps标准，该标准既可构建一个更快速的有线网络，又无须更换已有的线缆。
而数据中心领域，以太网也正在随着数据中心不断发展，有时这意味着增量改进，而不是巨大的飞跃。
从1G到10G、40G、100G的跨越是非常显著的，这迫使企业部署高速率网络。虽然在网络基础设施部署额外的容量总不会错，但事实是，有些企业可能会看到有一半或者四分之三的高带宽解决方案闲置数年。
正如技术顾问Robin Harris指出的，10G只有很少的部署率，即使它已经推出十年。绝大多数PC到服务器的连接最多只有1G，所以大部分时候企业仍然在采取渐进的步骤来实现高带宽连接，以逐步升级。 在某种程度上，以太网的发展反映了数据中心本身的发展，从通用的解决方案到动态解决方案——为满足应用需求和数据需求进行调整。
以太网联盟主席John D'Ambrosia指出，2014年正是业界探讨新的以太网标准最合适的一年。在2013年，以太网刚刚庆祝完40岁生日，以及其实现10倍的历史跨越。
D'Ambrosia说：“除了40G，我们一直在追求10倍的跨越，我们想利用手里的解决方案去解决一切问题，但实际上这是不可能的。现在的市场发展得越来越大，不容忽视，而以太网也不能以以前的方式继续发展了。”
这些举措都是以太网社区内更广泛的运动的一部分，即调整标准来解决现实世界的问题，而不是迫使解决方案符合几个标准。D'Ambrosia认为，25G以太网标准从资本支出的角度来看有着它存在的价值，它对于多个市场来说都是一个可行的解决方案。2014年6月，25G以太网标准制定的工作开始，并且这一工作一直都得到业界的认可和共识。同样，以太网联盟也在致力于2.5G以太网标准规范的制定工作。
D'Ambrosia说：“虽然，以太网联盟并不只是业界唯一讨论以太网标准的地方，但是我们在以太网标准讨论的过程中做出了贡献，并提供了赞助。以太网标准的讨论促进了业界关于以太网标准达成共识，而以太网联盟在这其中一直扮演了非常重要的角色，发挥着重要作用。”
他认为：“总体来说，业界对于一个单一以太网标准需求强烈，以便满足多个供应商之间的互操作性。”不过，“虽然我们的目标是为以太网标准的制定找到一个规范，但是有多个解决方案也是件不错的事。当你看到这一市场广阔的潜力，多个联盟共同参与也非常有利，两个不同的组织具有同样兴趣去解决一件事情，这种合作很重要。”


原文发布时间为：2015年1月10日
本文作者：蒙克 
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