千兆以太网综述
目前，在我国现有的局域网中80％以上为以太网。以太网具有价格低、可靠性高、可扩展性好、易于管理等优点，现有10M位传统以太网及100M位快速以太网两个版本。其中100M位快速以太网是1995年推出的，它几乎完全继承了10M位以太网的技术，使用与10M位以太网相同的CSMA/CD协议，且帧格式及帧大小也完全与10M位以太网相同，为10M位以太网提供了平滑、无需中断的升级方法，使以太网成为可伸缩的网络。因此100M位以太网迅速普及，成为快速局域网的主导技术。
随着技术的发展，网络分布计算、桌面视频会议等应用对带宽提出了新的要求，同时100M位快速以太网，也要求主干网、服务器一级有更高的带宽。人们迫切地需要更高性能的网络，并且这网络应与现有的以太网产品保持最大的兼容性。为此，IEEE提出了千兆位以太网技术。
技 术
千兆位以太网支持交换机到交换机、交换机到终端使用的新的全双工操作模式(由802.3x协议定义)及共享式连接(使用中继器和CSMA/CD协议)使用的半双工操作模式。它使用光纤、非屏蔽双绞线(CAT5)或同轴线缆为传输介质，其功能部件如图一。
图1 千兆位以太网功能部件图 略
千兆位以太网使用高速的光纤通道、780nm(短波)光学部件进行调制，使用8B/10B编码/解码方案进行串并转换。目前正在增强1.063Gbps的光纤通道技术，以使其运行1.250Gbps、提供1000Mbps的数据率。对于2Km以上的距离，将使用单模光纤；而550米以下则使用62.5nm多模光纤或1300nm(长波)光纤。
要做到千兆位以太网最终能在非屏蔽双绞线上运行，就要在MAC层和PHY层之间加入一接口逻辑，该接口逻辑将MAC层与光纤通道编码部件分离，以加入更容易支持非屏蔽双绞线的编码方案。除了在100m以内使用CAT5非屏蔽双绞线外，鉴于IEEE的技术连续性，还将发展支持短距离(用于机房和线柜应用)连接的机制。
千兆位以太网标准化工作的重点放在光纤通道和其它高速网络部件的使用上。现在已经有千兆位以太网光纤通道的编码/解码集成电路和光学部件，有关部门正在对其进行优化以提高性能价格比。
同现有的其它千兆位网络技术(如ATM)相比，千兆位以太网最大的优点在于它对现有以太网的兼容性。同100M位以太网一样，千兆位以太网使用与10M位以太网相同的帧格式和帧大小，以及相同的CSMA/CD协议。这意味着广大的以太网用户可以对现有以太网进行平滑的、无需中断的升级，而且无需增加附加的协议栈或中间件。同时，千兆位以太网还继承了以太网的其它优点，如可靠性较高，易于管理等。
升级途径
千兆位以太网可作为校园或建筑物内的主干网，实现交换机到交换机、交换机到路由器、交换机到服务器和中继器到服务器的连接。网络升级为千兆位网一般有五种情况，即：交换机到服务器连接的升级、交换机到交换机连接的升级、交换式快速以太网主干网的升级、共享式FDDI主干网的升级、高性能桌面系统的升级。以下介绍交换机到交换机连接、交换机到服务器连接、交换式快速以太网主干网升级这几种情况。
1、交换机到交换机连接的升级
将快速以太网交换机或中继器间的100Mbps连接升级为100/1000Mbps交换机间的1000Mbps连接是一种最直接的升级方法。这种高带宽的交换机到交换机连接使100/1000Mbps交换机能支撑多个交换或共享式快速以太网段。图2a、图2b分别说明了升级前后的网络结构。
2、交换机到服务器连接的升级
最简单的升级情况是使用千兆位以太网交换机替换快速以太网交换机，并在高性能工作站上加装千兆位以太网卡。这样就能实现与高性能工作站的高速的1000Mbps连接。
3、快速以太网主干网的升级
千兆位以太网交换机能支持多个100/1000Mbps交换机。通过千兆位以太网接口，千兆位以太网还能支持路由器或集线器等设备以构成千兆位以太网主干网。如果需要，也可以使用千兆位中继器。一旦使用千兆位以太网交换机组成主干网，高性能工作站就能直接用千兆位以太网卡连接至交换机，以增加使用高带宽应用的用户到服务器的吞吐率。同时，这种升级可使网络能支撑更多的网段，每个网段有更多的节点及更高的带宽。
标 准
千兆位以太网标准为802.3z。目前，千兆位以太网的标准化活动正在紧锣密鼓地进行之中。千兆位以太网联盟的主要目的之一就是加速千兆位以太网的标准化活动。人们期望千兆位以太网像快速以太网一样能成为IEEE 802.3的扩充。
快速以太网的标准化活动耗时13个月，估计千兆位以太网的标准化活动耗时将基本与快速以太网相同，也就是说，千兆位以太网的标准化活动将大大快于其它速度相当的快速网络的标准化进程。IEEE802.3z千兆位以太网任务组力争在1998年完成标准化工作。
802.3z千兆位以太网任务组制定的千兆位以太网标准将支持以下特性：
·在1000Mbps可进行全双工和半双工操作；
·使用802.3/以太网数据格式；
·使用CSMA/CD访问方法并能支持每域一个中继器；
·地址与10Base-T和100Base-T技术向后兼容。
另外，千兆位以太网工作组在连接距离上也制定了三个目标：多模光纤连接最大距离为500m；单模光纤连接最大距离为2Km；基于铜介质(如同轴缆)的连接最大距离最少为25m；同时，IEEE也关注使用CAT5 UTP、最大距离至少为100m的技术。
此外，IEEE的另一工作组完成了全双工操作标准～802.2x。802.3z千兆位以太网工作组在全双工操作模式的介质访问控制及网络接口的流控制机制上遵从802.3x标准。
由于千兆位以太网在提供千兆位速率的同时最大限度地保持了同现有以太网的兼容性，我们可以预测千兆位以太网将如100M位快速以太网一样取得成功，为广大的以太网用户提供经济的1000M位升级途径。
