一、综述
1000Mbit/s以太局域网，也称千兆比特以太网或吉比特以太网（GE，Gigabit Ethernet），由IEEE 802.3工作组继快速以太网（FE）之后，于1998年推出的，称之为超高速以太网。它同样采用基于CSMA/CD技术的媒体访问控制方法。当初， IEEE 802.3工作组将1000Mbit/s以太局域网的标准发布为IEEE 802.3z-1998标准，其中物理层标记类型有：1000BASE-SX、1000BASE-LX和1000BASE-CX。之后，IEEE 802.3工作组又发布了IEEE 802.3ab-1999标准，推出的物理层标记类型为1000BASE-T。IEEE 802.3z-1998标准被整合于IEEE 802.3-1998版本；IEEE 802.3ab-1999标准被整合于IEEE 802.3-2002版本。
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上述各物理层标记类型统称为1000BASE-X家族，其基本特征详见下表1-1，包括物理层媒体类型、传输距离等。下表1-2列出了1000BASE-X家族的基本目标。
表 1-1：1000BASE-X家族的基本特性
表 1-2：1000BASE-X家族的基本目标
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1000BASE-X家族CSMA/CD局域网的物理层分层情况详见下图1，此时的媒体独立接口（MII）称为千兆位媒体独立接口（GMII），GMII接口的特性详见下表1-3。
图 1：1000BASE-X家族物理层的分层
表 1-3：1000BASE-X家族GMII接口的特性
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二、802.3z-1998标准相关要求
IEEE802.3z共定义了的3种物理层标记类型，即1000BASE-SX、1000BASE-LX和1000BASE -CX。由于它们采用的媒体类型的不同，图1中的物理层媒体相关（PMD）子层和媒体相关接口（MDI）是不相同的，如下图2-0所示。即短波长光纤 PMD（SX-PMD）、长波长光纤 PMD（LX-PMD）和150Ω滤波电缆 PMA（CX-PMD）；及SX-MDI、LX-MDI和CX-MDI。
图 2-0：IEEE802.3z定义的三种PMD和MDI
1、光纤媒体：1000BASE-SX和1000BASE-LX
1000BASE-SX和1000BASE-LX的物理媒体采用光纤，其中，1000BASE-SX采用的是短波激光、多模光纤；1000BASE-LX采用长波激光、多模光纤或单模光纤。下表2-1-1给出了1000BASE-SX和1000BASE-LX的光收发器参数；其中下表2-1-2定义了1000BASE-LX收发器的工作范围。
表 2-1-1：1000BASE-SX和1000BASE-LX的光收/发器参数
表 2-1-2：不同类型光纤上1000BASE-LX收发器的工作范围
采用不同光纤时，1000BASE-SX和1000BASE传输距离规范要求详见下表2-1-3；最小发射光功率减去最小平均接收功率是估算1000Mbit/s以太网光纤链路系统的最坏情况下光损耗的依据，也是决定光纤链路最大长度的依据。
表 2-1-3：1000BASE-SX和1000BASE -LX传输距离规范要求
分配给一条光纤链路损耗总功率由信道插入损耗（耦合损耗）、链路功率损耗（由色散等因素造成）及预算余量三部分构成，1000BASE-SX和1000BASE-LX的光功率损耗的分配详见下表2-1-4。
表 2-1-4：1000BASE-SX和1000BASE -LX的光功率损耗的分配表
下表2-1-5定义了1000BASE-SX和1000BASE -LX收发器的高频抖动（大于637kHz），并不包含低频抖动和漂移。在实现中应符合表中以粗体字凸显的规范值，其它值均为资料性值。
表 2-1-5：1000BASE-SX和1000BASE -LX的抖动预算
关于1000BASE-SX和1000BASE-LX的光纤布缆，应由一个或多个部分的光纤线缆和任何连接所需的中间件固定在一起。它还包括一个在每个终端的连接器插头用以连接到MDI（事实上MDI使用的是双工SC型活动连接器）。光纤应满足A1a（50/125μm 多模）、A1b（62.5/125μm 多模）、B1（10/125μm 单模）外，还应满足下表2-1-6中的特例。
表 2-1-6：光纤媒体的特殊要求
欲详细了解光纤技术要求要求的请进入：MMF（A1类）；SMF（B1类）
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2、铜线媒体：1000BASE-CX
1000BASE-CX主要用于配线架/临近（相距0.1米~25米以内）的两台1000BASE-SX或LX之间通过短铜线连接的场合，称之为短距铜线物理层。这里所描述的链接仅适用于相同的应用程序中，就像在同一个设备箱里面的装置或线缆架之间，或在被一个基本返回或接地平面互相连接的设备箱之间。这种限制使设备接地之间存在的任何电压差所引起的干扰减少到最小。1000BASE-CX 短距铜线物理层的PCS与PMA子层要要求同1000BASE-X ，对于PMD子层，其1000BASE-CX的收发器的电气规范详见下表2-2-1；下表2-2-2给出了1000BASE -CX的抖动预算。
表 2-2-1：1000BASE-CX收发器的电气规范要求
表 2-2-2：1000BASE-CX的抖动预算
1000BASE-CX的MDI接口使用的物理连接器为两种类型：D型连接器（9针）和均衡线缆连接器（8针）。
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三、802.3ab-1999标准相关要求
1、概述
由于100BASE-T物理层（即FE）标准（包括TX、T2、T4）都支持5类UTP，是5类UTP使用十分广泛，由此如果能将5类UTP上的通信速率提高到1000Mbit/s，通信距离也能达到100米，就可以使原有的100Mbit/s以太网系统很容易升级到1000Mbit/s系统。下表3-1给出了1000BASE-T的基本目标。1000BASE-T的物理层分层满足于图1，但其PCS、PMA子层及MDI接口应满足其1000BASE-T的物理层要求。
表 3-1：1000BASE-T的基本目标
2、链路段
1000BASE-T的PHY 在5类平衡布缆（标称阻抗100Ω）上利用全双工基带传输。聚合数据速率为1000 Mbit/s通过在下图3-2所示出的各导线线对上数据速率为250的传输来获得。1000BASE-T 设计成能在4线对5类平衡布缆系统上进行操作，4线对的每一线对同时在每个方向上都支持250Mbit/s的有效数据速率。术语“链路段”指的是4个双工信道。术语“双工信道”将用来表示具有全双工能力的单个信道。链路段的规范相等地适用于4个双工信道的每个信道。平衡布缆链路的所有实现都应在 MDI处可兼容。MDI连接器使用RJ-45的8针连接器。
图 3-2：1000BASE-T的链路段
3、技术规范要求
关于1000BASE-T物理层的PCS、PMA、MDI及链路段等电气性能参数及其它相关技术要求请查阅下附件3。
附件3：802.3ab-1999《通过4线对5类平衡铜缆运行在1000Mbit/s（1000BASE-T类型）的物理层参数和规范》
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