以太网系列标准

以太网起源于20世纪70年代，1982年推出规范标准，正式被市场接受进入使用。由于以太网结构简单、便于部署、价格优廉，受到生产厂家和用户的欢迎，随着网络的不断普及、网络业务的不断增加以及各研究机构及生产厂家不断地技术进步，以太网数据传输速率得到快速提升，至今不到30年的时间，数据传输速率已从10Mbps到100Mbps，再到1000Mbps和10Gbps。

2010年7月IEEE已经宣布40／100G以太网标准IEEE802.3ba，这一标准的正式批准将为新一波高速的以太网的发展铺平发展之路。美国下一代互联网研究组织Internet II宣布将在全美部署一个全新的100G以太网网络，100G以太网网络将使用IPv6网络协议，该组织希望在2013年完成新网络的部署。

4.3.1　10M以太网

10M以太网又称为标准以太网，10M以太网只有10Mbps的吞吐量，采用曼彻斯特编码，使用的是CSMA／CD的访问控制方法。10M以太网的连接主要采用粗缆、细缆、非屏蔽双绞线UTP、屏蔽双绞线STP、光纤等传输介质。

以太网根据传输介质、连接器的不同可以分成几种不同的类型。IEEE802.3标准用统一标准表示不同的以太网标准，并定义了相应的名命方法。每个标准以IEEE802.3X TYPE-Y加以表示。其中，X表示数据传输速率，如10表示10Mbps、100表示100Mbps等；TYPE表示信号的传输方式，如BASE指基带传输；Y表示网传输介质的特征，如5指粗同轴电缆、2指细同轴电缆、T指双绞线、F指光纤。

表4-2 10M以太网的标准

例如，IEEE802.310BASE-T表示：10Mbps传输速率、使用基带传输、支持5类双绞线的以太网。

10M以太网的标准包括10BASE-2、10BASE-5、10BASE-T、10BASE-F等几种类型。它们分别表示了使用不同传输介质和不同的网络连接器（接口）的10Mbps的标准，它们各自的特性如表4-2所示。

（1）10BASE-5以太网

10BASE-5是使用粗同轴电缆的以太网标准，各站点通过粗电缆进行连接，用粗缆实现站点与以太网的连接时，要使用外接收发器MAU，常用的粗缆型号为RG-8（50欧）。图4-15为粗缆总线连接方式。

图4-15 粗缆总线连接方式

10BASE-5是最早出现的以太网，由于采用了较粗的电缆和收发器，为网络的组建、安装和维护带来了不便，另外价格也比较贵。20世纪80年代初逐渐出现了一些基于细同轴电缆的以太网技术和产品，1984年，IEEE发布了10BASE-2以太网的标准。

（2）10BASE-2以太网

10BASE-2是使用细电缆的以太网标准。10BASE-2是在10BASE-5的基础上产生的，工作方式与粗缆相似，它对应IEEE802.3a标准。10BASE-2使用RG-58（50欧）的细缆，除了每个网段的传输距离较短，其他主要联网特性与粗缆相同。图4-16为细缆总线连接方式。

图4-16 细缆总线连接方式

10BASE-2使用的连接配件为BNC头的T形连接器。10BASE-2不需要外接收发器，因为收发功能已集成到网络站点的网卡上了，另外，总线的两端应连接终端器。

10BASE-2的优点主要是安装简易、价格低廉、不需要其他外部连接设备。但是这种网络连接的可靠性差，每接入一个站点，就产生两个连接点，一个点上连接不好，就会影响整个网络的稳定和可靠。同时，细电缆的连接方式也不利于布线。1991年IEEE发布了10BASE-T以太网的标准。

（3）10BASE-T双绞线以太网

10BASE-T通过连接设备集线器和双绞线连接站点构成星形网络，如图4-17所示。集线器内部采用广播方式工作，当数据信号达到集线器时，集线器对该信号的幅度和相位进行补偿，然后再将再生信号向集线器其他端口广播，因此属于总线式网络。10BASE-T用3类双绞线实现站点与以太网的连接，使用RJ-45连接器实现与网络端口的连接，传输速率10Mbps，从设备端口到信息点的最大传输距离为100m。

图4-17 10BASE-T的星形网络

10BASE-T不需要外接收发器，收发功能已集成到网络站点的网卡上了。10BASE-T的网络联网方式如图所示。每个工作站上插上网卡，使用双绞线跳线，一端接入网卡的RJ-45网络接口，一端接入集线器的RJ-45网络端口，由于集线器内部是总线连接，从而实现了一个总线网的连接。

目前网络的实现一般已经不采用集线器，而是采用交换机来实现，但集线器仍然被用于用户工作区端口扩展使用。当用户工作区端口数目不够时，可以使用集线器轻松完成端口扩充。

（4）10BASE-F光纤以太网

10BASE-F是在10BASE-T的基础上，用光纤替代双绞线连接站点和集线器，增加传输距离的一种以太网。光纤的最大传输距离与光纤材料、传输速率有关，当传输速率为10Mbps时，光纤的最大传输距离一般可以为几百米到几百千米。在10BASE-F标准中，传输距离为2000m，因此，光纤可以说是局域网传输介质中的佼佼者。由于光纤价格较贵，因此10BASE-F一般用于需要长距离连接的站点、支持高速率传送的服务器、主干网等场合。

4.3.2　100M以太网

随着网络的发展，传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量及对速度的需求。在1993年10月以前，对于要求100Mbps以上数据流量的LAN应用，只有光纤分布式数据接口（FDDI）可供选择，但它是一种价格非常昂贵的、基于光缆传输的LAN。

1992年，Grand Junction公司成立，开始研制100Mbps的以太网，并于1993年10月，推出了世界上第一台快速以太网集线器Fastch10／100和网络接口卡FastNIC 100，快速以太网技术正式得以应用，随后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。与此同时，IEEE802工程组亦对100Mbps以太网的各种标准进行了研究，提出了快速以太网标准IEEE802.3u。1995年年末，各厂家日新月异地不断推出新的快速以太网产品，快速以太网达到了鼎盛时代。

快速以太网仍然沿用标准以太网的机制，快速以太网标准的标准为IEEE802.3u，根据编码、译码以及传输介质的不同，IEEE802.3u又分为：100BASE-TX、100BASE-FX和100BASE-T4三种规范。

100BASE-TX：是一种使用5类非屏蔽双绞线UTP或屏蔽双绞线STP的快速以太网。100BASE-TX在传输中使用4B／5B编码方式，信号频率为125MHz，传输速率为100Mbps。100BASE-TX支持全双工的传输方式，即使有两对双绞线实现传输，其中一对用于发送，一对用于接收数据。100BASE-TX使用5类非屏蔽双绞线作为传输介质，从设备端口到信息点的最大传输距离为100m，100BASE-TX仍然使用同10BASE-T相同的RJ-45连接器。

100BASE-FX：是一种使用光缆的快速以太网，可使用两束单模和多模光纤实现双工传输。100BASE-FX在传输中使用4B／5B编码方式，信号频率为125MH，传输速率为100Mbps。采用多模光纤连接的最大距离为550m，采用单模光纤连接的最大距离为3000m。它使用ST连接器或SC连接器。它的最大网段长度为150m、412m、2000m或更长至10km，这与所使用的光纤类型和工作模式有关，100BASE-FX支持全双工的数据传输。100BASE-FX特别适合于有电气干扰的环境、较大距离连接、高保密环境等情况下的使用。

100BASE-T4：是一种可使用3类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线实现快速以太网的技术。在传输中使用8B／6T编码方式，信号频率为25MHz。100BASE-T4使用四对双绞线，通过复用技术实现100Mbps的传输速度。推出100BASE-T4的目的针对那些已经布设了3类线的场所，可以使用100BASE-T4标准将10M网络提升到100M网络。100BASE-T4仍然使用与10BASE-T相同的RJ-45连接器，从设备端口到信息点的最大传输距离为100m。IEEE802.3u标准的技术性能如表4-3所示。

可以看出，快速以太网采用同样的MAC层标准，100BASE-TX、100BASE-T4和100BASE-FX三种规范的不同主要是物理层的不同。

表4-3 IEEE802.3u标准的技术性能

不同的物理介质采用了不同的编码译码技术，收发器的功能也不一样：100BASE—TX和100BASE-FX采用4B／5B编码，而100BASE-T4采用了8B／6T编码。

4B／5B是将4比特数码映射为5比特二进制代码，这种编码方式可在传输数据的同时，传输同步信号，编码效率为80%。8B6T编码是将8比特数码映射为6个三进制代码。这是一种数据编／译码方法，即将8比特二进制数据编码成一个6比特传输序列。6比特代码由一个三进制代码表示，包括正电压、零电压和负电压。这种编码方法与4B5B使用的NRZ（不归零）编码方法不同。100Base-T4是唯一使用8B／6T的标准。

可以看出，802.3u的三种标准100BASE-TX、100BASE-FX和100BASE-T4的物理层完全不同，分别采用了不同的传输介质、不同的编码方式及不同的连接器，但它们的MAC都是同一个标准。所以，在100M以太网中，又将物理层进一步细分为物理编码子层PCS和物理介质相关子层PMA（如图4-18所示）。

图4-18 100M以太网中对物理层的细分

快速以太网的数据链路层中，MAC的介质访问控制策略仍然为CSMA／CD。除了传输速率增大为原来的10倍、帧间隙为原来的1／10外，它所采用的帧格式、冲突时间（512位时）、最大传输帧（1518比特）、最小传输帧（64比特）、地址长度（6比特）等都与10BASE-T的帧格式一样。

自IEEE802.3u标准问世以来，以太网中就存在10M网络和100M网络。自然也就出现10M网络设备与100M网络设备相连的问题。由于10BASE-T与100BASE-TX等在编码方式和信号电平上互不兼容，因此如果把符合上述标准的站点不加处理的直接互相连接起来，轻者相互之间不能通信，重者会造成设备损坏。当具有不同速率的站点进行互联时，为了达到逻辑上的互通，可以人工配置支持802.3u标准的端口，使它采用合适的工作方式，使设备在相同速率下工作。IEEE802.n推出了一个能简化LAN管理员工作的技术，即IEEE自动协商模式（NWAY）。这种技术能自动完成端口的配置，消除上面所说的网络损坏危险。

IEEE802.3u标准详细说明了自动协商的功能和操作过程。支持自动协商模式的设备上电后首先就在端口上发送快速链路脉冲（FLP）信号，FLP信号中包含了描述设备工作模式的信息。如果端口已与对方互联，双方设备就能利用FLP立即进行自动协商，并根据协商结果自动配置端口到共同的最佳模式，接下来两设备就会在共同的优先级最高的工作模式下交换数据。自动协商完成后FLP不再出现。如果设备重新启动，或者介质在工作期间中断后又重新连上，则再次启动自动协商过程。

当两个支持自动协商模式的设备用UTP互联后，通过端口间速率的自动协商，就可获得二者共同具有的最佳工作模式。例如，如果双方都支持100BASE-TX和10BASE-T两种工作模式，则自动协商后，两端口将在100BASE-TX模式下工作。如果双方一个支持100BASE-TX，另一个仅支持10BASE-T工作模式，则自动协商后，两端口将在10BASETX模式下工作。

快速以太网与原来在100Mbps带宽下工作的FDDI相比它具有许多的优点，最主要体现在快速以太网技术可以有效地保障用户在布线基础实施上的投资，它支持3类、4类、5类双绞线以及光纤的连接，能有效的利用现有的设施。快速以太网的不足其实也是以太网技术的不足，由于快速以太网仍然是使用集线器、属于共享总线的工作方式，采用CSMA／CD的介质访问控制技术，当网络负载较重时，会造成效率的降低。

快速以太网的这种不足被后来的交换式以太网克服。交换式以太网利用多端口的以太网交换机将竞争介质的站点和端口减少到两个，能为需要传输的多台主机间建立独立的传输通道，同时进行数据传输。交换式以太网的出现，改变了站点共享100Mbps带宽的局面，显著地提高了网络系统的整体带宽性能。1993年，交换式以太网在交换技术的基础上又出现了全双工以太网技术，它改变了原来以太网半双工的工作模式，还使以太网的传输速度又提高了一倍，从此以太网进入交换式以太网的时代。

在以太网的组网过程中，快速以太网使用的联网设备可以是共享型集线器，也可以是采用交换技术的交换机。采用集线器组成的网络为共享式以太网络，采用交换机组成的网络为交换式以太网络。如果要对原来使用集线器组建的共享网络进行升级到交换式以太网络，则不需要改变网络中的任何硬件，只需用交换机取代网络中原来的集线器就可实现从共享网络到交换网络的升级。

4.3.3　1000M以太网

随着技术的发展，在以太网络上出现了很多高带宽需求的应用，如视频会议或多媒体交互的应用、多媒体图像和科学模型的应用、数据库和备份的应用等。同时，在组网过程中用户对处于网络主干上提出了更高的带宽需求。为此，IEEE提出了数据传输速率达到每秒1000Mbps，即1000Mbps以太网技术标准。

1996年3月，IEEE成立了802.3z工作组，开始制定1000M以太网标准。IEEE802.3工作组建立了802.3z和802.3ab两个千兆位以太网工作组，其任务是开发适应不同需求的千兆位以太网标准。这两个标准分别为IEEE802.3z和IEEE802.3ab。其中IEEE802.3z采用光纤实现1000Mbps速率，而IEEE802.3ab采用双绞线实现千兆速率。

（1）1000M以太网结构

1000M以太网是建立在标准以太网基础上的技术，1000M以太网标准继承了IEEE802.3标准的体系结构，同样分成MAC和物理层两部分，在MAC IEEE802.3标准也采用了与IEEE802.3标准相同的帧格式和帧长度，保证了以太网、快速以太网和1000M以太网帧结构之间的向后兼容性。1000M以太网标准支持全双工和半双工传输，但是在半双工方式时，由于冲突域的限制，1000M以太网在共享结构环境下不能很好工作，只能工作在交换环境下。在实际组网应用中，1000M以太网接口基本应用在核心层到汇聚层，汇聚层到接入层的点到点线路，由于在这种环境下，网络不再共享带宽，碰撞检测，载波监听和多重访问已不再重要。

1000M以太网支持流量管理技术，它保证在以太网上的服务质量，这些技术包括IEEE802.1P第二层优先级、第三层优先级的QoS编码位、特别服务和资源预留协议（RSVP）。

由于1000M以太网采用了与传统以太网、快速以太网完全兼容的技术规范，因此1000M以太网除了继承传统以太局域网的优点外，它可以提供1000Mbps的通信带宽、QoS服务，还具有升级平滑、实施容易、性价比高和易管理等优点。

（2）1000M以太网标准

1000M以太网具有IEEE802.3z和IEEE802.3ab两个标准，这两个标准采用了同样的MAC，但是在物理层采用了不同的编码、译码方式和不同的传输介质，形成了两个不同的物理层标准。

IEEE802.3z标准中数据的编码、译码方式编码采用8B／10B。IEEE802.3z标准主要针对三种类型的传输介质。即单模光纤、多模光缆、150欧屏蔽铜缆。IEEE802.3z的三种1000M以太网物理层标准为：

1000BaseLX：既支持多模、也支持单模光纤上的长波激光的1000M以太网标准。

1000BaseSX：支持多模光纤上的短波激光的1000M以太网标准。

1000BaseCX：支持150欧姆屏蔽铜缆的1000M以太网标准标准。

1000Base-LX的传输介质是单模光纤或多模光纤，采用长波激光作为信号源，激光波长为1300nm。1000Base-LX接口使用纤芯62.5μm和50μm的多模光纤时，最大传输距离550m，使用纤芯为10μm的单模光纤时，最大传输距离为5000m。光纤与设备的连接使用SC型光纤连接器。

1000BASE-SX的传输介质为多模光纤，不支持单模光纤，1000BASE-SX采用短波激光作为信号源，激光波长为800nm。1000BASE-SX使用62.5μm多模光纤时，最大距离为300m。当使用50μm多模光纤时，最大距离为550m。光纤与设备的连接使用SC型光纤连接器。

1000BASE-CX采用150欧平衡屏蔽双绞线（STP），最大传输距离为25m，1000BASE-CX适用于一个机房内高速设备间的连接，例如机房内集群网络设备的互联，机房内核心交换与服务器的连接。

IEEE802.3ab标准主要针对双绞线传输介质。1000BASE-T的编码采用卷积编码技术，又称为五级脉冲放大调制PAM-5。五级脉冲放大调制在四对线上传输五个电平幅度的信号，即五进制信号，使得它在四对线上可实现5的四次方共625种可能的编码，大大提高了编码效率。

1000BASE-T采用5类非屏蔽双绞线传输介质，在传输中使用5类非屏蔽双绞线所有的四对双绞线进行传输，并工作在全双工模式下。1000BASE-T在采用PAM-5的同时，还采用了复用技术，使得可以在每个线对上传输250Mbps的数据速率，四对线复用后达到1000Mbps的速度。IEEE802.3z和IEEE802.3ab两个标准的技术性能如表4-4所示。

表4-4 IEEE802.3z和IEEE802.3ab的技术性能

在以太网技术中，100Base-T是一个里程碑，确立了以太网技术在桌面的统治地位。1000M以太网以及随后出现的10G以太网标准是两个比较重要的标准，以太网技术通过这两个标准从桌面的局域网技术延伸到校园网、企业网的局域网组建以及城域网的汇聚层网络和骨干层网络的组建。

4.3.4　10G以太网

在很长的一段时间中，人们普遍认为以太网带宽太低（10M以及100M快速以太网的时代），1000M以太网链路作为汇聚也是勉强，作为城域数据网骨干更是力所不能及。虽然以太网多链路聚合技术可以实现将多个千兆链路捆绑使用，达到提高链路带宽的目的。但是链路捆绑一般只用于短距离应用环境，无法胜任城域网、广域网的骨干层网络传输任务，这些不足成为以太网络进入城域网、广域网的一大障碍。

传输距离也曾经是以太网无法进入城域网、广域网的一大障碍。在使用双绞线传输时，无论是10M、100M还是1000M以太网，由于信噪比、碰撞检测、可用带宽等原因使其传输距离都是100m。使用光纤传输时以太网使用的主从同步机制同样制约了传输距离，一般难于突破数10km。以太网的这两个问题随着10G以太网技术的出现，都已经得到解决。

1999年，IEEE成立了IEEE802.3HSSG小组专门研究10Gbps以太网标准。它的目标是进一步完善802.协议，将以太网应用扩展到城域网、广域网，提供更高的带宽，兼容已有的802.3标准。

2002年6月12日，10G以太网标准IEEE802.3ae标准正式发布，这是工业界第一个纯光纤的以太网，数据传输率达到10Gbps，开创了新一代以太网时代。

10G以太网的出现使得传统以太网技术有了一次较大的升级，推动它摆脱了传统以太网只能应用于局域网范围的限制，使以太网从局域网领域向城域网、广域网领域渗透。

（1）10G以太网技术要点

虽然10G以太网技术建立在传统以太网技术的基础上，但作为一种“高速”以太网技术，它与原有的以太网技术有共同之处，也有差异之处。

从经典的OSI网络层次模型上看，以太网属于第二层协议。10G以太网与1000BASE-X和1000BASE-T等前面几代以太网类似，10G以太网（10GE）也使用同一个MAC，使用IEEE802.3以太网MAC（MediumAccessControl介质访问控制）协议和帧长度，这种设计使用户升级后的以太网能和低速的以太网通信，即实现了以太网的向下兼容。10G以太网与100M以太网、1000M以太网的不同主要体现在物理层。但由于10G以太网数据率非常高，一般不会用于直接与端用户相连，而是主要用于网络骨干。而用于网络骨干传输的主要解决的是更高带宽的要求和更远传输距离的要求。针对10G以太网的这些特定的应用和要求，10G以太网对原来的以太网技术也做了很大的改进，主要表现在如下方面：

①传输介质：

100M以太网和1000M以太网既可以使用同双绞线、光缆等多种传输介质，而10G以太网由于具有较高的传输速度，主要采用光纤作为传输介质。

②全双工模式：

100M以太网和1000M以太网既可以工作在半双工模式也可工作在全双工模式，但10G以太网只工作在全双工模式，因而省略了CSMA／CD带冲突检测的载波侦听多路访问策略。

③物理层特点：

10G以太网可以用于组建局域网，也可在广域网中使用。10G以太网的物理层定义了两种工作模式，一种是用于局域网的模式——LAN模式，一种是用于广域网的模式——WAN模式。LAN模式可以直接采用万兆光纤作为连接的物理传输介质，传输速率为10Gbps，而WAN模式的连接需要通过广域网的SDH网络进行连接，所以用于广域网的10G以太网物理层则需要增加一个SONET／SDH子层作为第一层，实现将以太网帧格式转换成SDH帧格式在SDH网络中进行传输。

④帧格式：

由于以太网在设计时是面向局域网的，当以太网作为广域网进行长距离高速传输时，由于路信号频率和相位有较大的抖动，导致在目的端实现同步比较困难。同时数据帧的帧头内容是实现传输控制的重要内容，为了保证帧头信息传输的可靠性，需要对帧头信息进行差错控制。因此以太网帧在广域网中传输时，需要对以太网帧格式进行修改。10G以太网对帧格式中的同步方式进行了修改，以保证接收方的同步接收，并添加头校验码HEC对头部信息进行差错校验。

⑤速度适配：

在局域网与广域网的速率适配方面，10G局域以太网和广域以太网物理层的端口速率不同，局域网的数据端口率为10Gbps，广域网的数据端口速率为9.58464Gbps。由于两种速率的物理层共用同一个MAC，而MAC的工作速率为10Gbps，所以10G以太网在用于广域网工作在WAN模式时，必须采取相应的调整策略，将10Gpbs的网络速度降低，使之与广域网物理层的传输速率9.58464Gbps相匹配，适应广域网的使用。

⑥距离支持：

10G以太网需要提供更远传输距离的支持，在接口类型及应用上提供了更为多样化的选择。通过各种标准，局域网、城域网及广域网接口可以适用于不同的应用。10G以太网可以提供多模光纤长达300m的支持距离，或针对大楼与大楼间／园区网的需要提供单模光纤长达10km的支持距离。在城域网方面，可以提供1550nm波长单模光纤长达40km的支持距离。在广域网方面，更可以提供0C-192C广域网，支持长达70～100km的连接。

传统的10G以太网是一种“尽力而为”的网络机制，它强调的是用户接入所实现的网络资源和信息的共享，而不提供带宽控制能力和支持实时业务的服务保证，也不能提供故障定位、多用户共享节点和网络计费等。但是，随着1000M和10G以太网的出现以及在光纤上直接架构1000M和10G以太网技术的成熟，以太网走入了城域网和广域网领域，也采取了多种技术措施来提供“端到端”的网络服务保证。

⑦兼容升级：

从速度来看，以太网由最初的不到10Mbps发展到今天能10Gbps，速度成倍增长。但是无论是100M以太网、1000M以太网，还是10G以太网都仍然是基于以太网技术，因此，它们能很好地实现向下兼容和速度扩展，是目前唯一能够从10Mbps速度无缝升级到10Gbps速率的网络技术。这不仅在以往以太网升级到千兆以太网中得到了体现，同时在未来升级到万兆以太网，甚至四万兆（40G）、十万兆（100G）以太网，都将是个明显的优势。

（2）10G以太网标准

就目前来说，10G以太网标准和规范都比较繁多。在标准方面，有2002年发布的IEEE802.3ae、2004年发布的IEEE802.3ak、2006年发布的IEEE802.3an、IEEE802.3aq和2007年发布的IEEE802.3ap。

在这些标准和规范中，可以将他们分为四类：一是基于光纤的局域网10G以太网规范；二是基于双绞线（或铜线）的局域网10G以太网规范；三是基于光纤的广域网10G以太网规范；四是基于刀片服务器一类的背板应用规范。10G以太网的主要规范如下：

①10GBase-SR：

10GBase-SR是短距离的局域网10G以太网规范。采用64B／66B编码，数据速率为10.000Gbit／s，时钟速率为10.3Gbit／s。

10GBase-SR使用短波（波长为850nm）多模光纤（MMF），有效传输距离为2～300m，要支持300m传输需要采用经过优化的50μm线径OM3（Optimized Multimode 3，优化的多模3）光纤。（没有优化的线径50μm光纤称为OM2光纤，而线径为62.5μm的光纤称为OM1光纤）。10GBase-SR具有最低成本、最低电源消耗和最小的光纤模块等优势。

②10GBase-SW：

10GBase-SW是短距离的广域网10G以太网规范。10GBase-SW的编码方式、光纤类型、使用波长和有效传输距离与10GBase-SR规范完全一样。但10GBase-SW是用于广域网的10G以太网规范，与SONETOC-192兼容，其时钟为9.953Gbit／s，数据速率为9.585Gbit／s。10GBase-SW通过广域网接口子层WIS把以太网帧封装到SDH的帧结构中去，并做了速率匹配，以便实现和SDH的无缝连接。

③10GBase-LR：

10GBase-LR是长距离的局域网10G以太网规范。10GBase-LR规范支持编码方式为64B／66B，使用长波（1310nm）单模光纤（SMF），有效传输距离为2m到10km，事实上最高可达到25km。由于采用64B／66B编码，数据速率为10.000Gbit／s，时钟速率为10.3Gbit／s。

④10GBase-LW：

10GBase-LW是用于长距离广域网的以太网规范。10GBase-LW的编码方式、光纤类型、使用波长和有效传输距离与10GBase-LR规范完全一样。但，与SONETOC-192兼容，其时钟为9.953Gbit／s数据速率为9.585Gbit／s。

10GBase-SR、10GBase-SW，10GBase-LR、10GBase-LW对应10G以太网的IEEE802.3ae标准。

⑤10GBASE-LX4：

10GBase-LX4采用波分复用技术，通过使用4路波长统一为1300nm，工作在3.125Gb／s的分离光源来实现10Gb／s传输。该规范在多模光纤中的有效传输距离为2～300m，在单模光纤下的有效传输距离最高可达10km。它主要适用于需要在一个光纤模块中同时支持多模和单模光纤的环境。10GBASE-LX4对应于IEEE802.3ae标准。

⑥10GBase-CX4：

10GBase-CX4使用802.3ae中定义的XAUI（万兆附加单元接口）和用于InfiniBand中的4X连接器，传输介质称之为“CX4铜缆”（其实就是一种屏蔽双绞线）。它的有效传输距离仅15m，适用于数据中心交换机与内部服务器之间的连接应用。

10GBase-CX4规范是利用铜线链路的四对线缆传送万兆数据，通过四个发送器和4个接收器采用复用技术实现传送万兆数据，10GBase-CX4采用8B／10B编码，以每信道3.125GHz的波特率传送2.5Gb／s的数据。10GBase-CX4的主要优势就是低电源消耗、低成本、低响应延时。10GBase-CX4对应IEEE802.3ak10G以太网标准。

⑦10GBase-T：

10GBase-T可工作在屏蔽或非屏蔽双绞线上，最长传输距离为100m。这可以算是10G以太网一项革命性的进步，因为在此之前，一直认为在双绞线上不可能实现这么高的传输速率，原因就是运行在这么高工作频率（至少为500MHz）基础上的损耗太大。但标准制定者依靠损耗消除、模拟到数字转换、线缆增强和编码改进4项技术构件使10GBase-T变为现实。

10GBase-T的电缆结构也可用于1000Base-T规范，以便使用自动协商协议顺利从1000Base-T升级到10GBase-T网络。10GBase-T相比其他10G规范而言，具有更高的响应延时和消耗。在2008年，有多个厂商推出一种硅元素可以实现低于6瓦的电源消耗，响应延时小于百万分之一秒（也就是1微秒）。在编码方面，不是采用原来1000Base-T的PAM-5，而是采用了PAM-8编码方式，支持833Mb／s和400MHz带宽，对布线系统的带宽要求也相应地修改为500MHz，如果仍采用PAM-5的10GBase-T对布线带宽的需求是625MHz。在连接器方面，10GBase-T使用已广泛应用于以太网的650MHz版本RJ-45连接器。在6类线上最长有效传输距离为55m，而在6a类双绞线上可以达到100m。10GBase-T对应IEEE802.3an标准。

⑧10GBase-KX4和10GBase-KR：

10GBase-KX4和10GBase-KR主要用于背板应用，如刀片服务器、路由器和交换机的集群线路卡，所以又称之为“背板以太网”。

10GBase-KX4和10GBase-KR对应的是2007年发布的IEEE802.3ap标准。

在10GBase-KR规范中，为了防止信号在较高的频率水平下发生衰减，背板本身的性能需要更高，而且可以在更大的频率范围内保持信号的质量。IEEE802.3ap标准采用的是并行设计，包括两个连接器的一米长铜布线印刷电路板。10GBase-KX4使用与10GBase-CX4规范一样的物理层编码，10GBase-KR使用与10GBase-LR／ER／SR三个规范一样的物理层编码。目前，对于具有总体带宽需求或需要解决走线密集过高问题的背板，有许多家供应商提供的SerDes芯片均采用10GBase-KR解决方案。

10GBASE-SW、10GBASE-LW和10GBASE-EW是应用于广域网的接口类型，其传输速率和OC-192SDH相同，物理层使用了64B／66B的编码，通过WIS把以太网帧封装到SDH的帧结构中去，并做了速率匹配，以便实现和SDH的无缝连接。

10G以太网各种规范的综合比较如表4-5所示。

表4-5 10G以太网的各种规范比较