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计算机网络应用万兆以太网在前面讲到的千兆以太网通常用作将小区用户汇聚到网络的交换中心，或者将汇聚层设备连接到骨干层。
虽然以太网多链路聚合技术已完成标准化且多厂商互通指日可待，可以将多个千兆链路捆绑使用，但是考虑光纤资源以及波长资源，链路捆绑等因素，它一般只用在POP点内或者短距离应用环境。
为了解决由带宽及传输距离而导致以太网技术不适用于用在城域网骨干/汇聚层的问题，随后由IEEE 802.3委员会成立的IEEE 802.3ae工作组制定了IEEE 802.3ae 10Gbps（10000Mbps）以太网标准，从而解决了该问题。
万兆以太网能够应用到核心层之间，以及核心层与汇聚层之间的链路上，目前包括华为3Com、Cisco、Avaya、Enterasys、Foundry和Riverstone公司在内的多家厂商已经推出多款万兆以太网交换机产品，成就了今天以太网技术的全新局面。
万兆以太网同样保留了IEEE 802.3的大部分格式，但它只支持全双工工作模式、使用光纤作为传输媒体，制定了新的光物理媒体相关子层（PMD）具有更高的数据传输速率。
万兆以太网包括IEEE 802.3ae万兆以太网标准和IEEE 802.3ak万兆以太网标准两种技术标准。
1．IEEE 802.3ae万兆以太网标准IEEE 802.3ae万兆以太网标准是基于光纤设计的，它定义了在光纤上传输10Gbps以太网的标准，传输距离从300米到40公里，它将物理层分为局域网物理层（LAN PHY）和广域网物理层（WAN PHY）两个层次，其体系结构如图5-10所示。
10GBASE-R10GBASE-W10GBASE-X图5-10 IEEE 802.ae定义的LAN和WAN物理层结构其中，局域网物理层是指与标准以太网的连接，其速率为10Gbps；广域网物理层是指与SDH/SONET的连接，其速率为9.58464Bbps。
每种PHY分别可以使用10Gbase-S（850nm 短波）、10Gbase-L（1310nm长波）、10Gbase-E（1550nm长波）3种规格，其最大传输距离分别为300m、10km、40km。
万兆以太网技术目录1.基于光纤的局域网万兆以太网规范 (1)2.基于双绞线（或铜线）的局域网万兆以太网规范 (2)3.基于光纤的广域网万兆以太网规范 (3)4.万兆以太网物理层规格 (4)4.1万兆以太网物理层规格（PHY） (4)4.2相关物理介质层（PMD） (7)万兆以太网技术万兆以太网标准和规范都比较繁多，在标准方面，有2002年的IEEE 802.3ae，2004年的IEEE 802.3ak，2006年的IEEE 802.3an、IEEE 802.3aq和2007年的IEEE 802.3ap。
在规范方面，总共有10多个，总共可以分为三类：一是基于光纤的局域网万兆以太网规范，二是基于双绞线（或铜线）的局域网万兆以太网规范，三是基于光纤的广域网万兆以太网规范。
下面分别予以介绍。
1. 基于光纤的局域网万兆以太网规范目前，基于光纤的万兆以太网规范有：10GBase-SR、10GBase-LR、10GBase-LRM、10GBase-ER、10GBase-ZR和10GBase-LX4这六个规范。
（1）10GBase-SR10GBase-SR中的“SR”代表“短距离”（short range）的意思，该规范支持编码方式为64B/66B 的短波（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。
（2）10GBase-LR10GBase-LR中的“LR”代表“长距离”（Long Range）的意思，该规范支持编码方式为64B/66B 的长波（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。
计算机网络原理万兆位以太网从1983年以来，局域网领域是以太网技术（802.3）与令牌总线（802.4）、令牌环（802.5）三分天下。
但随着时间的推移，这种局面渐渐变成了现在以太网一家独秀。
因为以太网技术的每一次产品变革，都是“科技适应社会需要”的表现。
他既没有落伍于社会的发展，成为拖累；也没有不顾现实情况，发明而没有实用。
从全双工以太网、百兆以太网、802.3u快速以太网标准、到现在的万兆以太网，以太网技术所以能如此长足发展，绝非偶然。
2002年中旬，随着802.3ae10GE标准的正式发布，标志着万兆以太网统一的标准，使用户在选择时不必再担心厂商之间的产品不能兼容的问题，大大规范了产商之间的竞争。
其最终对万兆以太网技术发展的促进意义，是显而易见的。
目前，包括华为3Com、Avaya、Cisco、Enterasys、Foundry和Riverstone公司在内的多家厂商已推出多款万兆以太网交换机产品，成就了今天以太网技术的全新局面。
网络拓扑设计和操作已经随着智能化万兆以太网多层交换机的出现发生了转变。
以太网带宽可以从10Mbps扩大到万兆，而不影响智能化网络服务，比如第三层路由和第四层至七层智能，包括服务质量(QoS)、服务级别(CoS)、高速缓存、服务器负载均衡、安全性和基于策略的网络功能。
由于部署IEEE 802.3ae后整个环境的以太网性质相同，因此这些服务可以按线速提供到网络上，而且局域网、城域网和广域网中的所有网络物理基础设施都支持这些服务。
万兆以太网最主要的特点包括：●保留802.3以太网的帧格式；●保留802.3以太网的最大帧长和最小帧长；●只使用全双工工作方式，彻底改变了传统以太网的半双工的广播工作方式；●使用光纤作为传输媒体(而不使用铜线);●使用点对点链路，支持星形结构的局域网；●数据率非常高，不直接和端用户相连；●创造了新的光物理媒体相关(PMD)子层。
万兆以太网有两种不同的物理层：局域网物理层和广域网物理层，这两种物理层的数据率并不一样。
以太网物理层信号测试与分析1 物理层信号特点以太网对应OSI七层模型的数据链路层和物理层，对应数据链路层的部分又分为逻辑链路控制子层(LLC)和介质访问控制子层(MAC)。
MAC与物理层连接的接口称作介质无关接口（MII）。
物理层与实际物理介质之间的接口称作介质相关接口（MDI）。
在物理层中，又可以分为物理编码子层（PCS）、物理介质连接子层（PMA）、物理介质相关子层（PMD）。
根据介质传输数据率的不同，以太网电接口可分为10Base-T，100Base-Tx和1000Base-T三种，分别对应10Mbps，100Mbps和1000Mbps三种速率级别。
不仅是速率的差异，同时由于采用了不同的物理层编码规则而导致对应的测试和分析方案也全然不同，各有各的章法。
下面先就这三种类型以太网的物理层编码规则做一分析。
1、1 10Base-T 编码方法10M以太网物理层信号传输使用曼彻斯特编码方法，即“0”=由“+”跳变到“-”，“1”=由“-”跳变到“+”,因为不论是”0”或是”1”,都有跳变,所以总体来说,信号是DC平衡的, 并且接收端很容易就能从信号的跳变周期中恢复时钟进而恢复出数据逻辑。
图1 曼彻斯特编码规则1、2100Base-Tx 编码方法100Base-TX又称为快速以太网，因为通常100Base-TX的PMD是使用CAT5线传输，按TIA/EIA-586-A定义只能达到100MHz，而当PCS层将4Bit编译成5Bit时，使100Mb/s数据流变成125Mb/s数据流，所以100Base-TX同时采用了MLT-3（三电平编码）的信道编码方法，目的是使MDI的5bit输出的速率降低了。
MLT-3定义只有数据是“1”时，数据信号状态才跳变，“0”则保持状态不变，以减低信号跳变的频率，从而减低信号的频率。
图2 MLT-3编码规则100Base-Tx的MAC层在数据帧与帧之间，会插入IDEL帧（IDEL=11111），告诉网上所连接的终端，链路在闲置但正常的工作状态中（按CSMA/CD，DTE数据终端机会检测链路是否空闲，才会发送数据）。
以太网的发展以太网（Ethernet）是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。
以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。
以太网的定义：以太网是当前广泛使用，采用共享总线型传输媒体方式的局域网。
以太网有标准以太网和快速以太网之分。
标准以太网：以太网开始以太网只有10Mbps的吞吐量，使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问的访问控制方法，这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。
以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接。
快速以太网：快速以太网（Fast Ethernet）也就是我们常说的百兆以太网，它在保持帧格式、MAC（介质存取控制）机制和MTU（最大传送单元）质量的前提下，其速率比10Base －T的以太网增加了10倍。
二者之间的相似性使得10Base－T以太网现有的应用程序和网络管理工具能够在快速以太网上使用。
快速以太网是基于扩充的IEEE802.3标准。
以太网的发展历程：以太网最早由Xerox（施乐）公司创建，于1980年DEC、lntel和Xerox三家公司联合开发成为一个标准。
1982年12月IEEE802.3标准的出现，标志着以太网技术标准的起步，同时也标志着符合国际标准、具有高度互通性的以太网产品的面世。
IEEE802.3标准规定以太网是以10Mbps的速度运行，采用载波侦听多路访问/冲突检测(简称为CSMA/MD)介质存取控制(简称为MAC)协议在共享介质上传输数据的技术。
1990年，为了提高网络带宽，一种能同时提供多条传输路径的以太网设备出现了，这就是以太网交换机，它标志着以太网从共享时代进入了交换时代。
1993年，全双工以太网的出现，又改变了以太网半双工的工作模式，不仅使以太网的传输速度又翻了一翻，彻底解决了多个端口的信道竞争。
1995年3月，IEEE802.3u规范的通过，标志着以100Mbps的速度运行的快速以太网时代的来临。
