一、概述

對于基于CSMA/CD技術(shù)的媒體訪問控制方法的以太局域網(wǎng)，就所支持的數(shù)據(jù)傳輸速率而言，其發(fā)展已經(jīng)歷了多個(gè)階段，即：以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、10G以太網(wǎng)和更高速率以太網(wǎng)階段。它們的基本特征詳見下表1-1，包括所屬的物理層標(biāo)記類型及對應(yīng)的802.3標(biāo)準(zhǔn)族，從中也可以看出其年代發(fā)展。

表 1-1：不同階段以太網(wǎng)的基本特征

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需要說明的是：大于10G以太網(wǎng)的更高速率以太網(wǎng)，目前包括有25G、40G、50G、100G及200G等等，這些接口的物理實(shí)現(xiàn)主要是應(yīng)用于芯片到芯片（集成電路到集成電路）的接口，在印刷電路板上實(shí)現(xiàn)走線，也可作為集成電路中ASIC邏輯模塊之間的邏輯接口。因此，下述重點(diǎn)對以太網(wǎng)（10M）、快速以太網(wǎng)（FE，100M）、千兆以太網(wǎng)（GE）、10G以太網(wǎng)（10 GE）做以對比介紹，因?yàn)樗鼈兪俏覀內(nèi)粘＝?jīng)常使用的，如辦公自動(dòng)化的局域網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字業(yè)務(wù)的接入網(wǎng)絡(luò)等。

以太網(wǎng)（Ethernet）是IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)初始開發(fā)的局域網(wǎng)，它是以Xerox、Intel和DEC三家公司開發(fā)的稱為“以太局域系統(tǒng)（Ethernet）”為基礎(chǔ)，這就是局域網(wǎng)（LAN）也稱為以太網(wǎng)（Ethernet）的由來。此時(shí)的局域以太網(wǎng)一般使用同軸電纜（粗纜和細(xì)纜）和特種雙絞線，系統(tǒng)的傳輸速率為10Mbit/s，其媒體訪問控制方法是基于CSMA/CD技術(shù)，是一種最早產(chǎn)生于1985年的標(biāo)準(zhǔn)。

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快速以太網(wǎng)（FE，Fast Ethernet）是相對于以太網(wǎng)，其物理層數(shù)據(jù)傳輸速率比以太網(wǎng)提高了10倍，即100Mbit/s以太網(wǎng)。此時(shí)，局域網(wǎng)的物理層的分層相對于10Mbit/s以太網(wǎng)發(fā)生了較大變化，增加了物理層媒體相關(guān)（PMD）子層，其物理媒體通?？刹捎闷胶怆p絞線（UTP或STP網(wǎng)線）或光纖（MMF或SMF）。使得局域網(wǎng)的性能得到了進(jìn)一步的提升，應(yīng)用得到了進(jìn)一步的普及。

千兆比特以太網(wǎng)（GE，Gigabit Ethernet），也稱吉比特以太網(wǎng)，是一種提供高速數(shù)據(jù)接入的局域網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)也稱為超高速以太網(wǎng)，與快速以太網(wǎng)相比，除了將速率提高到1000Mbit/s外，其它的技術(shù)要點(diǎn)基本上和快速以太網(wǎng)相同，即：采用全雙工模式，幀格式和媒體接入技術(shù)采用802.3。由于以太網(wǎng)方式適合IP網(wǎng)，因此，目前千兆比特以太網(wǎng)主要用作Internet接入。

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十千兆以太網(wǎng)（10 GE）又稱萬兆以太網(wǎng)或十吉比特以太網(wǎng)，也有人稱為甚高速以太網(wǎng)。2002年6月，IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)于2002年推出的。10G以太網(wǎng)作為傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)的一次較大的升級，它的物理層的內(nèi)部分層更加復(fù)雜，在原有的千兆以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上將傳輸速率又提高了10倍，傳輸距離也大大增加，擺脫了傳統(tǒng)以太網(wǎng)只能應(yīng)用于局域網(wǎng)范圍的限制，使以太網(wǎng)延伸到了城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)端到端的以太網(wǎng)傳輸。目前，十千兆以太網(wǎng)的幀格式已經(jīng)成為寬帶IP城域網(wǎng)的首選方案。下表1-2給出了10GE以太網(wǎng)與其它速率以太網(wǎng)相比的主要特點(diǎn)。10G以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)在于保留了IEEE 802.3以太網(wǎng)媒體訪問控制（MAC）協(xié)議，保持以太網(wǎng)的MAC幀格式不變。

表 1-2：10GE以太網(wǎng)的主要特點(diǎn)

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二、網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)

IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)工作組在研究開發(fā)不同速率以太網(wǎng)時(shí)，均指定有相應(yīng)的目標(biāo)，下表2匯總了10G/1000/100/10BASE以太網(wǎng)各自的網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)，以作比較。

表 2：10G/1000/100/10BASE以太網(wǎng)各自的網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)

三、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)

關(guān)于10G/1000/100/10BASE以太網(wǎng)主要是在物理層分層有所變化（包括子層以及子層間兼容性接口的變化），100BASE與10BASE以太網(wǎng)相比變化較大，到了10GE其物理層的層次變化更大，且較為復(fù)雜。因此有關(guān)參數(shù)主要是針對物理層及媒體的。就它們的物理層而言，由于每種速率以太網(wǎng)的物理層標(biāo)記類型又包括多種。因此，下述相關(guān)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)比較僅作簡單比較，并不全面。

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10G/1000/100/10BASE以太網(wǎng)的物理層基帶媒體的特性（包括編碼方式、雙工方式、傳輸距離等）簡單比較詳見下表3-1。

表 3-1：10G/1000/100/10BASE以太網(wǎng)的基帶媒體的特性比較

1000/100/10BASE以太網(wǎng)部分工作參數(shù)（包括時(shí)間槽、幀間隔IPG、最大/最小幀長、重發(fā)/后退上限等）對比詳見下表3-2。

表 3-2：1000/100/10兆以太網(wǎng)部分工作參數(shù)對比

1000/100BASE以太網(wǎng)的MII與GMII數(shù)據(jù)收發(fā)（TXD與RXD）的有效編碼組合的對比詳見下表3-3。

表 3-3：1000/100兆以太網(wǎng)的MII/GMII數(shù)據(jù)收發(fā)的有效編碼組合的對比

另外，IEEE早期開發(fā)有不同的媒體訪問控制方法的局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，如：以太網(wǎng)（802.3）、令牌環(huán)（802.5）和光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）等。三者的某些性能比較詳見下表3-4，供參考。

表 3-4：以太網(wǎng)、令牌環(huán)和FDDI性能比較

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