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千兆位以太网是IEEE 802.3标准的扩展，在保持与以太网和快速以太网设备兼容的同时，提供1000Mb/s的数据带宽。千兆位以太网为交换机到交换机和交换机到节点工作站的连接提供了新的全双工操作模式，还为采用中继器和CSMA/CD共享连接提供了半双工操作模式。千兆位以太网与IEEE 802.3网络采用同样的帧格式、大小以及管理方式。它最初要求使用光纤电缆，但目前在5类非屏蔽双绞线电缆中也能很好地实现。
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千兆位以太网根据传输介质的不同可以分为4种，如下表所示。
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千兆位以太网标准只允许在媒体段中配置一个中继器，实际上在半双工模式下也只能配置一个中继器，增加一个中继器后铜缆媒体的跨距会增大一倍，而光纤媒体的跨距反而会减少。其系统覆盖范围如下。
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现有以太网将逐渐向千兆位以太网升级，升级首先在现有的以太网LAN骨干网上进行，然后是服务器连接的升级，最终是工作站的升级。这些升级包括以下几个方面。
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（1）交换机到交换机链路的升级。快速以太网交换机或中继器之间的100Mb/s链路会被1000Mb/s的链路所替代，以提高骨干网交换机之间的通信速度，并支持更多的交换型和共享型快速以太网网段。
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（2）交换机到服务器链路的升级。在交换机和高性能服务器之间实现1000Mb/s链路的连接，并要求服务器安装千兆位以太网网卡。
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（3）快速以太网骨干网的升级。带有10/100Mb/s端口的快速以太网交换机可以升级支持多路100/1000Mb/s端口的千兆位以太网交换机或路由器和集线器（具有千兆位以太网接口和中继器）。这种升级允许服务器通过千兆位以太网网卡直接连接到骨干网上，可增加用户的高带宽应用与服务器的流量。千兆位以太网可以支持更多的网段、带宽和节点。
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（4）高性能工作站的升级。千兆位以太网网卡可将高性能工作站计算机升级到千兆位以太网。这些工作站计算机要连接到千兆位以太网的交换机或中继器上。
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千兆位以太网可以用于布线间到网络核心的通信，如下图所示。如需要为个别用户提供10Mb/s或100Mb/s交换或组交换时，可以通过快速以太网连接，也可以通过千兆位以太网链路连接。为了提高文件服务器的吞吐性能，它的连接也可以通过千兆位以太网进行。
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