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千兆位以太网是在以太网技术的改进和提高的基础上，再次将100Mb/s的快速以太网的数据传输速率提高了10倍，使其达到了每秒千兆位的网络系统（1000Mb/s）。与快速以太网一样，千兆以太网也是IEEE 802.3以太网标准的扩展。所以千兆以太网也可以在原来的以太网系统基础上实现平滑的过渡并完全升级。并且同样可以大大节省因网络系统升级所带来的各种费用和开销。
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千兆以太网为了能够把数据传输速率提高到1000Mb/s的水平，因此对物理层规范再一次做了很大改动。但是为了确保和以前的10Mb/s和100Mb/s的以太网相兼容，与前面的快速以太网一样，千兆以太网也沿用了IEEE 802.3规范所采用的CSMA/CD技术，也即就是在数据链路层以上部分没有改变，但在数据链路层以下，千兆以太网融合了IEEE 802.3/以太网和ANSI X3T11光纤通道两种不同的网络技术，这样千兆以太网不但能够充分利用光纤通道所提供的高速物理接口技术，而且保留了IEEE 802.3/以太网帧的格式，在技术上可以相互兼容，同时还能够支持全双工或半双工模式（通过CSMA/CD），使得千兆位以太网成为高速、宽带网络应用的战略性选择。
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IEEE 802.3z扩展标准是千兆位以太网标准规范。概括地说，它包含的内容有，1000Mb/s通信速率的情况下的支持全双工和半双工操作；采用802.3以太网帧格式；使用CSMA/CD技术；在一个冲突域中支持一个中继器；10Base-T和100Base-T向下兼容；多模光纤连接的最大距离为550m；单模光纤连接的最大距离为3000m；铜基连接距离最大为25m；并开发将基于5类无屏蔽双绞线的连接距离增至100m的技术；8B/10B主要适用于光纤介质和特殊屏蔽铜缆，而5类UTP则使用自己专门的编码／译码方案。
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千兆以太网物理层包括编码／译码，收发器和网络介质3部分，并且其中不同的收发器对应于不同的传输介质类型，如长模或多模光纤（1000Base-LX）、短波多模光纤（1000 Base-SX）、一种高质量的平衡双绞线对的屏蔽铜缆（1000Base-CX），以及5类非屏蔽双绞线（1000 Base-T）。
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（1）1000Base-LX是一种使用长波激光作为信号源的网络介质技术，在收发器上配置波长为1270～1355nm（一般为1300nm）的激光传输器，既可以驱动多模光纤，也可以驱动单模光纤。1000Base-LX所使用的光纤规格：62.5μm多模光纤，50μm多模光纤，9μm单模光纤。其中，使用多模光纤时，在全双工模式下，最长传输距离可以达到550m；使用单模光纤时，全双工模式下的最长有效距离为5000m。连接光纤所使用的SC型光纤连接器与快速以太网100Base-FX所使用的连接器的型号相同。
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（2）1000Base-SX是一种使用短波激光作为信号源的网络介质技术，收发器上所配置的波长为770～860nm（一般为800nm）的激光传输器不支持单模光纤，只能驱动多模光纤。具体包括两种：62.5μm多模光纤，50μm多模光纤。使用62.5μm多模光纤全双工模式下的最长传输距离为275m；使用50μm多模光纤，全双工模式下最长有效距离为550m。1000Base-SX所使用的光纤连接器与1000Base-LX一样也是SC型连接器。
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（3）1000Base-CX是使用铜缆作为网络介质的两种千兆以太网技术之一，另外一种就是将要在后面介绍的1000Base-T。1000Base-T使用的一种特殊规格的高质量平衡双绞线对的屏蔽铜缆，最长有效距离为25m，使用9芯D型连接器连接电缆。1000Base-CX适用于交换机之间的短距离连接，尤其适合千兆主干交换机和主服务器之间的短距离连接。以上连接往往可以在机房配线架上以跨线方式实现，不需要再使用长距离的铜缆或光缆。
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（4）1000Base-T是一种使用5类UTP作为网络传输介质的千兆以太网技术，最长有效距离与100Base-TX一样可以达到100m。用户可以采用这种技术在原有的快速以太网系统中实现从100Mbps到1000Mb/s的平滑升级。与在前面所介绍的其他三种网络介质不同，1000Base-T不支持8B/10B编码／译码方案，需要采用专门的更加先进的编码／译码机制。
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