1000Mbps以太网

 1000 Mbps - 千兆以太网

 

千兆以太网标准的开发产生了 UTP 铜缆、单模光缆和多模光缆的规格。在千兆以太网中，传送相同比特的数据所需的时间，是 100 Mbps 网络和 10 Mbps 网络的几分之一。由于信号传送的时间更短，比特更容易产生杂信，因此定时非常关键。性能问题取决于网络适配器或接口改变电平的速度，以及 100 米外的接收网卡或接口检测电压改变的可靠程度。

 

在这些速度更快的以太网中，数据的编码和解码更为复杂。千兆以太网采用两个单独的编码步骤。当代码用于表示二进制比特流时，数据发送的效率更高。对数据进行编码可以实现同步、提高带宽利用效率以及改进信噪比特征。

 

1000BASE-T 以太网

 

1000BASE-T 以太网使用全部四对 5 类或更高规格的 UTP 电缆提供全双工发送。使用铜线的千兆以太网可使每个线对的速度从 100 Mbps 上升到 125 Mbps，四个线对的总速度将升到 500 Mbps。又由于每个线对的信号都是全双工，因此 500 Mbps 再度翻番而上升到 1000 Mbps。

 

1000BASE-T 使用 4D-PAM5 线路编码来获取 1 Gbps 的数据吞吐量。这种编码方案可让四个线对同时发送信号。它将 8 位字节的数据转换为四个代码符号 (4D)，在介质上作为 5 级脉冲幅度调制 (PAM5) 信号同时发送，每个线对发送一个。这意味着每个符号对应两位数据。因为信息同时通过两条路径传输，所以电路必须在传送方分割帧，然后在接收方重新组合。图中所示为 1000BASE-T 以太网使用的电路示意图。

 

 

1000BASE-T 可以在同一条线路上同时双方向发送和接收数据。这一通信流会在线对上产生永久冲突。这些冲突将导致复杂的电压模式。检测信号的混合电路使用先进的技术，例如回音抵消、第 1 层前向纠错 (FEC) 和电平审慎选择等。利用这些技术，系统可以实现 1 千兆的吞吐量。

 

为了帮助同步，物理层使用帧首定界符和帧尾定界符封装每个帧。循环定时由帧间隙期间每个线对上发送的连续 IDLE 符号流维护。

 

大部分数字信号中通常只有少数几个不连续的电平，而 1000BASE-T 不同，它使用许多电平。即使在空闲期间，电缆中也有九个电平；在数据发送期间，电缆中最多可以找到 17 个电平。大量的状态加上杂信的影响，使线路中的信号看起来更像模拟信号，而不是数字信号。像模拟系统一样，1000BASE-T 容易出现电缆和端接问题带来的杂信。 

使用光纤的 1000BASE-SX 和 1000BASE-LX 以太网

 

与 UTP 相比，光纤千兆以太网 - 1000BASE-SX 和 1000BASE-LX 有以下优势：无杂信、体积小，并且无需中继的距离远，带宽高。

 

所有 1000BASE-SX 和 1000BASE-LX 版本都支持通过两股光缆以 1250 Mbps 的速度进行全双工二进制发送。发送编码基于 8B/10B 编码方案。这种编码的开销大，所以数据传输速度仍为 1000 Mbps。

 

在发送之前，每个数据帧都将在物理层进行封装，链路同步通过在帧间隙期间发送 IDLE 代码组的连续流来维护。

 

1000BASE-SX 与 1000BASE-LX 光纤版本之间的主要差异在于链路介质、连接器和光信号的波长，如图所示。