千兆位以太網(wǎng)是如何構(gòu)建的?千兆位以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)有哪些?

以太網(wǎng)作為通信技術(shù)之一，在我們的生活中提供了極大的便利性。以太網(wǎng)根據(jù)傳輸速度，能夠分為100BASE-T以太網(wǎng)、千兆位以太網(wǎng)等等。為增進大家對以太網(wǎng)的認識，本文將對千兆位以太網(wǎng)的構(gòu)建以及千兆位以太網(wǎng)的傳輸介紹予以介紹。

一、千兆位以太網(wǎng)構(gòu)建

千兆以太網(wǎng)絡(luò)是由千兆交換機、千兆網(wǎng)卡、綜合布線系統(tǒng)等構(gòu)成的。千兆交換機構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)的骨干部分，千兆網(wǎng)卡安插在服務(wù)器上，通過布線系統(tǒng)與交換機相連，千兆交換機下面還可連接許多百兆交換機，百兆交換機連接工作站，這就是所謂的“百兆到桌面”。在有些專業(yè)圖形制作、視頻點播應(yīng)用中，還可能會用到“千兆到桌面”，及用千兆交換機聯(lián)到插有千兆網(wǎng)卡的工作站上，滿足了特殊應(yīng)用下對高帶寬的需求。

在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)之前，究竟用千兆還是百兆，要從實際出發(fā)，從應(yīng)用出發(fā)，考慮網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備哪些功能。不同的應(yīng)用有不同的需求，而且?guī)缀鯖]有只有單一業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。但是，在各種業(yè)務(wù)中，生產(chǎn)性業(yè)務(wù)肯定是優(yōu)先級最高的。如果在網(wǎng)絡(luò)中傳輸語音，那么語音業(yè)務(wù)也需要優(yōu)先安排。如果對業(yè)務(wù)優(yōu)先的需求很高，網(wǎng)絡(luò)必須有QoS保證。這樣的網(wǎng)絡(luò)必須要智能化，在交換機端口能夠識別是什么類型的業(yè)務(wù)通過，然后對不同的業(yè)務(wù)進行排隊，為不同的業(yè)務(wù)分配不同的帶寬，這樣才能保證關(guān)鍵性業(yè)務(wù)的運行。

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)本身是有智能的，不管多少帶寬都可以傳輸，只是時間長短而已，但是語音或者視頻就不一樣了，如果帶寬小了之后，馬上就聽不清楚了，或者圖像產(chǎn)生抖動，這都是不允許的。所以QoS非常重要。對單純的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，在QoS方面的需求就很低。在規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的時候，必須先了解清楚哪些功能是必須的，哪些可以不考慮。例如，目前多址廣播是比較重要的性能之一，如果需要在網(wǎng)絡(luò)中傳輸圖像，而網(wǎng)絡(luò)不具備多址廣播的特性，那么網(wǎng)絡(luò)的帶寬浪費就會非常嚴重，甚至根本無法實現(xiàn)。

二、千兆位以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)

千兆位以太網(wǎng)標準主要針對三種類型的傳輸介質(zhì)：單模光纖;多模光纖上的長波激光(稱為1000BaseLX)、多模光纖上的短波激光(稱為1000BaseSX);1000BaseCX介質(zhì)，該介質(zhì)可在均衡屏蔽的150歐姆銅纜上傳輸。IEEE 802.3z委員會模擬的1000BaseT標準允許將千兆位以太網(wǎng)在5類、超5類、6類UTP雙絞線上的傳輸距離擴展到100米，從而使建筑樓宇內(nèi)布線的大部分采用5類UTP雙絞線，保障了用戶先前對以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)的投資。對于網(wǎng)絡(luò)管理人員來說，也不需要再接受新的培訓(xùn)，憑借已經(jīng)掌握的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)知識，完全可以對千兆以太網(wǎng)進行管理和維護。 千兆以太網(wǎng)的標準化包括編碼/譯碼、收發(fā)器和網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)三個主要模塊，其中不同的收發(fā)器對應(yīng)于不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)類型。1000BASE-LX基于1300nm的單模光纜標準時，使用8B/10B編碼解碼方式，最大傳輸距離為5000米。

1000BASE-SX基于780nm的FibreChannel optics，使用8B/10B編碼解碼方式，使用50微米或62.5微米多模光纜，最大傳輸距離為300米到500米。連接光纖所使用的SC型光纖連接器與快速以太網(wǎng)100BASEFX所使用的連接器的型號相同。1000BASE-CX是一種基于銅纜的標準，使用8B/10B編碼解碼方式，最大傳輸距離為25米。

1000BASE-T基于非屏蔽雙絞線傳輸介質(zhì)，使用1000BASE-T 銅物理層Copper PHY編碼解碼方式，傳輸距離為100米。1000BASE-T在傳輸中使用了全部4對雙絞線并工作在全雙工模式下。

這種設(shè)計采用 PAM-5 (5級脈沖放大調(diào)制) 編碼在每個線對上傳輸 250Mbps。雙向傳輸要求所有的四個線對收發(fā)器端口必須使用混合磁場線路，因為無法提供完美的混合磁場線路，所以無法完全隔離發(fā)送和接收電路。任何發(fā)送與接收線路都會對設(shè)備發(fā)生回波。

因此，要達到要求的錯誤率(BER)就必須抵消回波。1000BASE-T無法對頻率集中在125MHz之上的頻段進行過濾，但是使用擾頻技術(shù)和網(wǎng)格編碼能對80MHz之后的頻段進行過濾。為了解決5類線在如此之高的頻率范圍內(nèi)因近端串?dāng)_而受到的限制，應(yīng)該采用合適的方案來抵消串?dāng)_。 最初的千兆以太網(wǎng)采用高速780納米光纖信道的光元件傳輸光纖上的信號，采用8B/10B的編碼和解碼方法實現(xiàn)光信號的串行化和復(fù)原。目前光纖信道技術(shù)的數(shù)據(jù)運行速率為1.063Gbps，將來會提高到1.250Gbps，使數(shù)據(jù)速率達到完整的1000Mbps。對于更長的連接距離，將采用1300納米的光元件。為了適應(yīng)硅技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)在MAC層和PHY層之間制定獨立于介質(zhì)的邏輯接口，以使千兆以太網(wǎng)工作在非屏蔽雙絞線電纜系統(tǒng)中。這一邏輯接口將適用于非屏蔽雙絞線電纜系統(tǒng)的編碼方法，并獨立于光纖信道的編碼方法。