光纤千兆以太网传输特点及距离
IEEE802协议(详细介绍)
IEEE802协议集介绍（802.1～802.21）TCP/IP协议(Transfer Controln Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet国际互联网络的基础。
TCP/IP协议世界上有各种不同类型的计算机，也有不同的操作系统，要想让这些装有不同操作系统的不同类型计算机互相通讯，就必须有统一的标准。
TCP／IP协议就是目前被各方面遵从的网际互联工业标准。
TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。
虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议，传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)，但TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。
通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。
TCP/IP是用于计算机通信的一组协议，我们通常称它为TCP/IP协议族。
它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准，以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络，正因为INTERNET的广泛使用，使得TCP/IP成了事实上的标准。
之所以说TCP/IP是一个协议族，是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议，这些协议一起称为TCP/IP协议。
以下我们对协议族中一些常用协议英文名称和用途作一介绍：TCP(Transport Control Protocol)传输控制协议IP(Internetworking Protocol)网间网协议UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议ICMP(Internet Control Message Protocol)互联网控制信息协议SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议SNMP(Simple Network manage Protocol)简单网络管理协议FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议ARP(Address Resolation Protocol)地址解析协议从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网间网层、传输层、应用层。
4.7.2-千兆以太网-(Gigabit-Ethernet)解析
1000BASE-T 物理层 编码器/译码器
1000BASE-LX 1000BASE-SX 1000BASE-CX 1000BASE-T
收发器
收发器
收发器
收发器
802.3z
802.3ab
传输媒体
千兆以太网的最大传输距离
千兆以太网关键技术
千兆以太网工作在半双工方式时： 必需进展冲突检测，由于速率比以前又提高10倍，因此 只能减小最大电缆长度10倍或增大最短幀长度10倍，前者使最 大电缆长度减小到10m，有用价值太小；后者在发送短数据时 开销又太大，所以在保持网段最长100m的同时，承受下法： (1) 载波延长 (carrier extension) (2) 分组突发〔packet bursting) 千兆以太网工作在全双工方式时： 通信双方可同时进展发送和接收数据，此时无冲突发生， 不使用冲突检测，因此不使用载波延长和分组突发。
载波延长法
8 字节 6 字节 6 字节 2 字节
4 字节
前同步码 目地地址 源地址 数据长度 数 据 FCS
载波延长
MAC 帧的最小值 = 64 字节 加上载波延长使 MAC 帧长度 = 争用期长度512 字节
在以太网上实际传输的帧长
最小帧长仍保持64字节〔512位〕不变，但规定争用期为 512字节〔即4096位时间〕。当发送一帧时，假设帧长小于512 字节，那么物理层将发送一个特殊的“扩展载波”符号序列进 展填充，直至帧长到达512字节。
1000Base-T 的实现
使用增加型5类(超5类) 或6类UTP，一根UTP电缆中的8根线(4对) 全部用上
1000Base-T PHY 中的编码※
千兆以太网的应用
千兆以太网实现
以太网简要教程
以太网简要教程一、概述通常我们所说的以太网主要是指以下三种不同的局域网技术:以太网/IEEE 802.3—采用同轴电缆作为网络媒体，传输速率达到10Mbps;100Mbps以太网—又称为快速以太网，采用双绞线作为网络媒体，传输速率达到100Mbps;1000Mbps以太网—又称为千兆以太网，采用光缆或双绞线作为网络媒体，传输速率达到1000Mbps(1Gbps)以太网以其高度灵活，相对简单，易于实现的特点，成为当今最重要的一种局域网建网技术。
虽然其它网络技术也曾经被认为可以取代以太网的地位，但是绝大多数的网络管理人员仍然把将以太网作为首选的网络解决方案。
为了使以太网更加完善，解决所面临的各种问题和局限，一些业界主导厂商和标准制定组织不断的对以太网规范做出修订和改进。
也许，有的人会认为以太网的扩展性能相对较差，但是以太网所采用的传输机制仍然是目前网络数据传输的重要基础。
二、以太网工作原理以太网是由Xeros公司开发的一种基带局域网技术，使用同轴电缆作为网络媒体，采用载波多路访问和碰撞检测(CSMA/CD)机制，数据传输速率达到10Mbps。
虽然以太网是由Xeros公司早在70年代最先研制成功，但是如今以太网一词更多的被用来指各种采用CSMA/CD技术的局域网。
以太网被设计用来满足非持续性网络数据传输的需要，而IEEE802.3规范则是基于最初的以太网技术于1980年制定。
以太网版本2.0由Digital Equipment Corporation、Intel、和Xeros三家公司联合开发，与IEEE 802.3规范相互兼容。
太网结构示意图如下:以太网/IEEE 802.3通常使用专门的网络接口卡或通过系统主电路板上的电路实现。
以太网使用收发器与网络媒体进行连接。
收发器可以完成多种物理层功能，其中包括对网络碰撞进行检测。
收发器可以作为独立的设备通过电缆与终端站连接，也可以直接被集成到终端站的网卡当中。
多模千兆光缆
多模千兆光缆多模千兆光缆是一种用于传输高速数据的光缆，它采用多模光纤作为传输介质，支持千兆以太网和其他高速数据传输协议。
以下是关于多模千兆光缆的一些历史和技术细节。
1. 多模光纤的发展历史多模光纤最早出现在20世纪70年代，当时它主要用于短距离通信，如计算机内部的数据传输。
随着计算机网络的发展，多模光纤开始被用于局域网和城域网等领域。
在1990年代初期，IEEE 802.3z标准规定了千兆以太网的传输速率，这促进了多模光纤的进一步发展和应用。
2. 多模千兆光缆的技术特点多模千兆光缆采用850纳米波长的光信号进行传输，它的传输距离一般在550米以内。
多模千兆光缆的核心直径为50微米或62.5微米，这使得它能够支持高带宽的数据传输。
此外，多模千兆光缆还采用了VCSEL（垂直腔面发射激光器）技术，这种技术可以提高光纤的传输速率和可靠性。
3. 多模千兆光缆的应用领域多模千兆光缆广泛应用于数据中心、企业局域网、校园网络等领域。
它可以支持高速数据传输，满足现代网络对带宽和速度的需求。
此外，多模千兆光缆还可以与其他传输介质（如铜缆）进行互联，实现不同设备之间的数据传输和通信。
4. 多模千兆光缆的未来发展随着云计算、大数据等技术的发展，对网络带宽和速度的需求将越来越高。
因此，多模千兆光缆在未来的发展中仍将发挥重要作用。
同时，随着光纤技术的不断进步，多模千兆光缆的传输距离和速率也将不断提高，以满足不断增长的网络需求。
总之，多模千兆光缆是一种重要的光纤传输介质，它在现代网络中发挥着重要作用。
通过不断的技术创新和发展，多模千兆光缆将继续为网络带宽和速度的提升做出贡献。
1000Base千兆以太网介质标准
1000Base千兆以太网目前有以下介质标准：1000Base-LX多模光纤和单模光纤都可以。
1000BASE-LX使用长波激光信号源，波长为1270nm-1355nm。
1000Base-LX，是定义在IEEE 802.3z 中的针对光纤布线吉比特以太网的一个物理层规范。
LX 代表长波长，与1000Base-SX 相反，1000Base-LX 使用长波长激光（1310nm）越过多模式和单模式光纤，1000Base-SX 使用短波长激光越过多模式光纤。
多模式光纤的最大距离是550m。
1000Base-ZX单模光纤。
企业标准1000Base-ZX（或1000Base-ZX）是针对吉比特以太网通信的思科指定标准。
1000BaseZX 操作在平常的单模式光纤链路上，跨度可达43.5英里（70 km）。
如果使用额外收费的单模式光纤或分布式移动单模式光纤，链路跨度达62.1英里（100km）是可能的。
1000BaseZX 使用长波长激光（1550 nm）。
1000BASEZX GBIC 对基于各种交换机和路由器产品的吉比特以太网接口有意被用作物理媒体依赖（PMD）组成部分。
它操作在1250波特的信令速率上，传输和接收8B/10B 编码数据。
1000Base-SX多模光纤。
1000base-SX是单光纤1000Mbps基带传输系统。
1000BASE-SX也对应于802.3z 标准，只能使用多模光纤。
1000BASE-SX所使用的光纤有：波长为850nm，分为62.5/125μm多模光纤、50/125μm多模光纤。
其中使用62.5/125μm多模光纤的最大传输距离为220m，使用50/125μm多模光纤的最大传输距离为500米。
1000BASE- SX采用8B/10B 编码方式。
1000Base-CX屏蔽双绞线。
1000BASE-CX对应于802.3z标准，采用的是150Ω平衡屏蔽双绞线（STP）。
最大传输距离25米，使用9芯D型连接器连接电缆。
光缆最大传输距离
光缆最大传输距离
光缆的最大传输距离取决于多种因素，包括使用的光纤类型、光纤的芯数和光纤的连接方式等。
1.单模光纤的传输距离比多模光纤更长。
在1000Mbps的以太网和1Gbps千兆网中，单模光纤的最大传输距离分别为5000m和5500m，而多模光纤在1000Mbps以太网中的最大传输距离为260m，在1Gbps 千兆网中的最大传输距离为550m。
2.光缆中使用的光纤数量也会影响传输距离。
例如，如果安装4个中继器连接5个网段，则最大传输距离可达500m。
3.传输速率也会影响光纤的传输距离。
例如，在传输速率为10Gb/s的情况下，使用1550nm波长的单模光纤的最大传输距离为60km，使用1550nm波长的多模光纤的最大传输距离为240km；而在传输速率为40Gb/s的情况下，使用1550nm波长的单模光纤的最大传输距离为4km，使用1550nm波长的多模光纤的最大传输距离为16km。
因此，光缆的最大传输距离需要根据具体情况进行评估。
一般来说，单模光纤在长距离传输中具有更高的性能和更广泛的应用，而多模光纤在短距离传输中更具优势。
此外，光缆中的光纤数量和传输速率也会影响传输距离。
OM1、OM2、OM3和OM4光纤的区别
OM1、OM2、OM3和OM4光纤的区别“OM”stand for optical multi-mode，即光模式，是多模光纤表示光纤等级的标准。
不同等级传输时的带宽和最大距离不同，从以下几个方面分析它们之间的区别。
一、OM1、OM2、OM3和OM4光纤的参数与规格对比1、OM1指850/1300nm满注入带宽在200/500MHz.km以上的50um或62.5um芯径多模光纤；2、OM2指850/1300nm满注入带宽在500/500MHz.km以上的50um或62.5um芯径多模光纤；3、OM3是850nm激光优化的50um芯径多模光纤，在采用850nm VCSEL的10Gb/s以太网中，光纤传输距离可达到300m；4、OM4是OM3多模光纤的升级版，光纤传输距离可以达到550m。
1、传统的OM1和OM2多模光纤从标准上和设计上均以LED（Light Emitting Diode 发光二极管）方式为基础光源，而OM3和OM4则在OM2的基础上进行优化，使其同时适用于光源为LD（Laser Diode激光二极管）的传输；2、与OM1、OM2相比，OM3具有更高的传输速率及带宽，所以称为优化型多模光纤或万兆多模光纤；3、OM4在OM3的基础上进行再优化，具备更佳的性能。
三、OM1、OM2、OM3和OM4光纤的功能与特点对比1、OM1：芯径和数值孔径较大，具有较强的集光能力和抗弯曲特性；2、OM2：芯径和数值孔径都比较小，有效地降低了多模光纤的模色散，使带宽显著增大，制作成本也降低1/3；3、OM3：采用阻燃外皮，可以防止火焰蔓延、防止散发烟雾、酸性气体和毒气等，并满足10 gb/s传输速率的需要；4、OM4：为VSCEL激光器传输而开发，的有效带宽比OM3多一倍以上。
四、OM1、OM2、OM3和OM4光纤的应用对比1、OM1和OM2多年来被广泛部署于建筑物内部的应用，支持最大值为1GB的以太网路传输；2、OM3和OM4光缆通常用于在数据中心的布线环境，支持10G甚至是40/100G高速以太网路的传输。
以太网的三种以太网标准
以太网的三种以太网标准以太网是一种局域网技术，它使用双绞线或光纤作为传输介质，采用CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议来实现数据的传输。
在以太网的发展历程中，出现了多种不同的标准，其中最为常见的有以太网、快速以太网和千兆以太网。
本文将对这三种以太网标准进行介绍和比较。
首先，以太网是最早的以太网标准，它使用10Mbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
在以太网中，数据帧的最小长度为64字节，最大长度为1518字节。
以太网使用CSMA/CD协议来解决数据冲突问题，但随着网络规模的扩大，以太网的传输速率已经无法满足需求，因此出现了更高速的以太网标准。
其次，快速以太网是在以太网的基础上进行改进的，它使用100Mbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
快速以太网在数据帧的最小长度和最大长度上与以太网保持一致，但由于传输速率的提升，快速以太网能够更快地传输数据，适用于对传输速度要求较高的场景。
快速以太网的出现，使得局域网的传输速度得到了显著提升，大大改善了网络性能。
最后，千兆以太网是目前应用最为广泛的以太网标准，它使用1Gbps的传输速率，采用基带传输技术，传输距离最远为100米。
千兆以太网在数据帧的最小长度和最大长度上与以太网和快速以太网保持一致，但由于传输速率的进一步提升，千兆以太网能够更快地传输大容量数据，适用于对传输带宽要求较高的场景。
千兆以太网的出现，进一步提升了局域网的传输速度和带宽，满足了现代网络应用对高速数据传输的需求。
综上所述，以太网的发展经历了以太网、快速以太网和千兆以太网三种不同的标准，它们分别采用了不同的传输速率和技术，适用于不同的网络场景。
随着网络应用的不断发展，以太网标准也在不断演进，未来可能会出现更高速的以太网标准，以满足日益增长的网络传输需求。
在选择以太网标准时，需要根据实际需求和网络环境来进行合理的选择，以实现最佳的网络性能和传输效果。
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优点
光缆传输的实现与发展形成了它的几个优点。
相对于铜线每秒1.54MHZ 的速率?光纤网络的运行速率达到了每秒2.5GB。
从带宽看，很大的优势是：光纤具有较大的信息容量，这意味着能够使用尺寸很小的电缆，将来就不用更新或增强传输光缆中信号。
光纤电缆对诸如无线电、电机或其他相邻电缆的电磁噪声具有较大的阻抗，使其免于受电噪声的干扰。
从长远维护角度来看，光缆最终的维护成本会非常低。
光纤使用光脉冲沿光线路传输信息，以替代使用电脉冲沿电缆传输信息。
在系统的一端是发射机，是信息到光纤线路的起始点。
发射机接收到的已编码电子脉冲信息来自于铜线电缆，然后将信息处理并转换成等效的编码光脉冲。
使用发光二极管或注入式激光器产生光脉冲，同时采用透镜，将光脉冲集中到光纤介质，使光脉冲沿线路在光纤介质中传输。
由内部全反射原理可知，光脉冲很容易眼光纤线路运动，光纤内部全反射原理说明了当入射角超过临界值时，光就不能从玻璃中溢出；相反，光纤会反射回玻璃内。
应用这一原理制作光纤的多芯电缆，使得与光脉冲形式沿光线路传输信息成为可能。
光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点，所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势。
传输介质是决定传输损耗的重要因素，决定了传输信号所需中继的距离，光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点，光纤的频带可达到1．0GHz以上，一般图像的带宽只有8MHz，一个通道的图象用一芯光纤传输绰绰有余，在传输语音、控制信号或接点信号方面更为优势t光纤传输中的载波是光波，光波是频率极高的电磁波，远远比电波通讯中所使用的频率高，所以不受干扰。
且光纤采用的玻璃材质，不导电，不会因断路、雷击等原因产生火花，因此安全性强，在易燃，易爆等场合特别适用。
组成部分
光源(又称光发送机)，传输介质、检测器(又称光接收机)。
计算机网络之间的光纤传输中，光源和检测器的工作一般都是用光纤收发器完成的，光纤收发器简单的来说就是实现双绞线与光纤连接的设备，其作用是将双绞线所传输的信号转换成能够通过光纤传输的信号(光信号)。
当然也是双向的，同样能将光纤传输的信号转换能够在双绞线中传输的信号，实现网络间的数据传输。
在普通的视、音频、数据等传输过程中，光源和检测器的工作一般都是由光端机完成的，光端机就是将多个E1信号变成光信号并传输的设备，所谓E1是一种中继线路数据传输标准，我国和欧洲的标准速率为2．048Mbps，光端机的主要作用就是实现电一光、光一电的转换。
由其转换信号分为模拟式光端机和数字式光端机。
因此，光纤传输系统按传
输信号可分为数字传输系统和模拟传输系统。
模拟传输系统是把光强进行模拟调制，将输入信号变为传输信号的振幅(频率或相位)的连续变化。
数字传输系统是把输入的信号变换成“1”，“O”脉冲信号，并以其作为传输信号，在接受端再还原成原来的信号。
当然，随着光纤传输信号的不同所需要的设备有所不同。
光纤作为传输介质，是光纤传输系统的重要因素。
可按不同的方式进行分类：按照传输模式来划分：光线只沿光纤的内芯进行传输，只传输主模我们称之为单模光纤(Single—Mode)。
有多个模式在光纤中传输，我们称这种光纤为多模光纤(Multi-Mode)。
按照纤芯直径来划分：缓变型多模光纤、缓变增强型多模光纤和缓变型单模光纤按照光纤芯的折射率分布来划分：阶跃型光纤(Step index fiber)，简称SIF；梯度型光纤(Graded index fiber)，简称GIF；环形光纤（river fiber)；W 型光纤。
光缆：点对点光纤传输系统之间的连接通过光缆。
光缆含1根光纤(称
光缆不易分支，因为传输的是光信号，所以一般用于点到点的连接。
光
的总线拓扑结构的实验性多点系统已经建成，但是价格还太贵。
原则上，由
光纤功率损失小、衰减少，有较大的带宽潜力，因此，一般光纤能够支持的
接头数比双绞线或同轴电缆多得多。
目前低价可靠的发送器为0.85um 波长
发光二极管LED，能支持100Mbps的传输率和1.5～2KM范围内的局域网。
激光二极管的发送器成本较高，且不能满足百万小时寿命的要求。
运行在0.85um波长的发光二极管检波器PIN也是低价的接收器。
雪崩光二极管
的信号增益比PIN大，但要用20～50V的电源，而PIN检波器只需用
5V电源。
如果要达到更远距离和更高速率，则可用1.3um波长的系统，这种系统衰减很小，但要比0.85um波长系统贵源。
另外,与之配套的光纤连接器也很重要，要求每个连接器的连接损耗低于25dB，易于安装，价格较低。
光纤的芯子和孔径愈大，从发光二极管LED接收的光愈多，其性能就愈好。
芯子直径为100um，包层直径为140um 的光纤，可提供相当好的性能。
其接收的光能比62.5/125um光纤的多4dB，比50/125um光纤多8.5dB。
运行在0.8um波长的光纤衰减为6dB/Km，运行在1.3um波长的光纤衰减为4dB/Km。
0.8um的光纤频宽为150MHz/Km，1.3um的光纤频宽为500MHz/Km。
综合布线系统中，主干线使用光纤做为传输介质是十分合适的，而且是必要的。
目前采用一种光波波分复用技术WDM（WAVELENGTH DIVISION
MULTI-PLEXING），可以在一条线路上复用、发送、传输多个位，一般按一个字节八位并行传输，对每个位流使用不同的波长，所以它所需的支持电路可在低速率下运行。
WDM的光纤链路适合于字节宽度的设备接口，是一种新的数据传输系统。