科技信息 OIT 技术论坛。 SCIENCE & TECHNOLOGY因FORMATION 2008 年第 31 期
快速以大网和千兆位以末网技术
龚小琼
(江西外语外贸职业学院江西南昌 330098)
[摘 要]快速以太网是我们常说的百兆以太网，它在保持帧格式、MAC(介质存取控制)机制和 MTU(最大传送单元)质量的前提下，其速
率比 10Base-T 的以太网增加了 10 倍。千兆位以太网是一种新型高速局域网，它可以提供 lGbps 的通信带宽，采用和传统 10M、 100M 以太网
同样的 SMA/CD 协议、帧格式和帧长，因此可以实现在原有低速以太网基础上平滑、连续性的网络升级。
[关键词}快速以网;千兆以太网;技术发展
一、电气和电子工程师协会 (IEEE)专门成立了快速以太
网 (Fast Ethernet) 研究组评估以太阿传输速率提升到
100Mbps 的可能性。
该研究组织为快速以太网的发展确立了重要目标，但是，在采用
哪→种媒体访问方法的问题上支却产生了严重的分岐，最终导致研究
小组分化为快速以太网联盟和 100VG-AnyLAN 论坛两个不同的组
织。 100BaseT 是 IEEE 正式接受的 100Mbps 以太网规范，采用非屏蔽
双绞线 (UTP) 或屏蔽双绞线 (STP) 作为网络介质，媒体访问控制
(MAC) 层与 协议所规定的 MAC 层兼容，被 IEEE 作为
规范的补充标准 公布。 1∞VG-AnyLAN 是 100Mbps 令牌
环网和采用 4 对 UTP 作为网络介质的以太网的技术规范，MAC 层与
标准的 MAC 层并不兼容。 100VG-ANYLAN 由 HP 公司开
发，主要是面对那些对网络时延要求较高的应用，例如，为多媒体信息
的传输等提供支持，IEEE 将其作为 2 规范公布。
和 协议: 100BaseT 沿用了 规范
所采用的 CSMAlCD 技术。元论是帧的结构、长度还是错误检测机制等
都没有做任何的改动。此外， 100BaseT 支持所有能够在 网
络环境下运行的软件和应用。 100BaseT 提供了 IOMbps 和 100Mbps 两
种网络传输速率的自适应功能，网络设备之间可以通过发送快速链路
脉冲 (FLP)进行自动协商，从而 IOBASETT 100BASET 两种不同网络
环境的共存和平滑过度。从下图中我们可以看出位于 100BASET 之上
的 层和更高层协议都没有任何改变。
OOBASE-T 网络组成
100BASE-T 网络组成: 100BASE-T 标准定义了两级中继器，一个
网络中最多允许有一个 l 级中继器或两个 2 级中继器。
100BaseT 硬件组成
网络介质:网络介质用于计算机之间的信号传递。 looBaseT 主要
采用三种不同类型的网络介质 分别是 100BaseTX 、 100BaseFX 和
looBaseT4 如图所示。
媒体相关接口 (MDI) :MDI 是一种位于传输媒体和物理层设备之
间的机械和电气接口。物理层设备 (PHY):PHY 提供 10Mbps 或
100Mpbs 操作，可以是一组集成电路，也可以作为外部独立设备使用，
通过 MII 电缆与网络设备上的 MII 端口连接。媒体独立接口 (MII) :使
用 100Mbps 外部收发器， MII 可以把快速以太网设备与任何→种网络
介质连接在一起。
100BASE-Tι
100巳ASE 吨，
lj 斗理斗 (
如上图所示，在统一的 层下面有三种不同的物理
介质，可以分别用满足不同的布线环境。 looBase-T4:4CF UTP 电缆系
统，支持 3 类、4 类、5 类 UTP 电缆。采用 8B6T-NRZ(不归零)的编码方
法。 8B6T 编码是将数据流中的每 8bit 作为一组，然后按编码规则转换
为每组 6bit 的三元制 (Tern町)码元。它同时使用 3 对线同时传送数据
(每对线以 的速率传送数据)，
1.对线用作冲突检测的接收信道。 100B困←TX，两对 UTP5 或
STP，一对用于发送数据，另一对用于接收数据。信号的编码采用"多电
平传输 3 (MLT-3) "的编码方法，使信号的主要能量集中在 30MHZ 以
下，以便减少辐射的影响。 MLT-3 用三元制进行编码，即用正、负、零
三种电平传送信号。其编码规则是: (1)当输入一个 0 时，下一个输出
值不变。 (2)当输入一个 1 时，下一个输出值要变化:若前一个输出值
为正或负，则下→个输出值为零;若前一个输出值为零，则下一个输出
值与上次的一个非零输出值的符号相反。 100B困e-FX;使用 2 对光纤，
其中一对用于发送，另一对用于接收。信号的编码采用 4B/5B-NRZI
编码。 NRZI 即不归零 l 制(当 "1"出现时信号电平在正值与负值之间
变化一次 )4B/5B 编码就是将数据流中的每 4bit 作为一组 (BLOCK) ,
然后按编码规则将每一个组转换成为 5bit ，其中至少有 2 个"1" ，保证
信号码元至少发生两次跳变。
二、干兆位以太网技术
千兆位以太网具有以太网的易移植、易管理特性，在处理新应用
和新数据类型方面具有灵活性，它是在赢得了巨大成功的 10M 和
100M 以太网标准的基础上的延伸，提供了 IOOOMbps 的数
据带宽。这使得千兆位以太网成为高速、宽带网络应用的战略性选择。
以太网标准 o 1000Mbps 通信速率的情况下的全双工
和半双工操作。 802. 3 以太网帧格式。裁波侦听多路访问和冲突检测
(CSMAlCD) 技术。在一个冲突域中支持一个中继器 (Repeater) 。
IOBASE-T 和 100BASE-T 向下兼容技术 O 多模光纤连接的最大距离
为 550 米。单模光纤连接的最大距离为 3000 米。铜基连接距离最大为
25 米，并开发将基于 5 类兀屏蔽双绞线的连续距离增至 1∞米的技
术 O 可选的千兆位介质无关接口 (GMII).基于光纤的全双工和半双工操
作 o 基于光纤的全双工和半双工操作现完成，基于 UTP 的全双工和半
双工操作尚未完成。千兆位以太网支持一种新的全双工模式，用于交
换机(SWITCH)和交换机、交换机和工作站的连接。半双工操作模式用
于使用中继器(Reperter)和载波侦听多路访问和冲突检测tcSMAlCD)访
问技术的共享连接。基于不同传输介质的连接距离。 l∞OBASE-CX。
使用 1500 平衡屏蔽双绞线 (STP)采用 8BAOB 编码方式，传输速率为
，传输距离为 25m，主要用于集群设备的连接，如一个交换机房
内的设备互连。-种基于钢缆的标准，使用 8B/IOB 编码解码方式，最
大传输距离为 25 米。 1∞OBASE-LX。使用芯径为 50 及 的多
模、单模光纤，工作波长为 1 300m ，采用 8B/IOB 编码方式，传输距离分
为 525m 、 550m 和 3ωom。主要用于校园主干网。 1000BASE-SX 使用
芯径为 50 微米或 、工作波长为 850nù 的多模光纤，采用
8BAOB 编码方式，传输距离为 260 米到 525 米，适用于建筑物中同一
层的短距离主干网。 1000BASE-T 使用 4 对 5 类非平衡屏蔽双绞线
(UTP) ，传输距离为 100 米，主要用于结构化布线中同一层建筑的通
信，从而可以利用以态网或快速以太网已铺设的 UTP 电缆。 G
I参考文献]
[1]谢希仁《计算机网络》大连理工大学出版社.
[2]赵锐、王颖，等主编《计算机网络应用基础》科学出版社.
[责任编辑:张新雷]
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