4-4 以太网帧结构与物理层规范(常考)

以太网帧格式(偶尔考)

前面7+1字段即向导字段和帧开始标识用于时钟同步，不算入帧长，从目的地址、源地址开始才算作帧长
数据46-1500字节，不够46字节时应至少填充到46字节
校验位4字节，CRC-32循环冗余校验32位即4字节
最小帧长64字节：6+6+2+46+4=64
最大帧长1518字节：6+6+2+1500+4=1518

以太网标准802.3 10Mbps

物理层介质命名规范： <传输速率Mbps><信号方式><最大传输距离（百米)或介质类型>

100：表示传输速率为100Mbps
BASE：表示信号方式为基带传输，即传输的是数字信号。Broad为宽带传输，传输的是模拟信号
T：若为字母表示介质类型，T为双绞线，F为光纤；若为数字表示传输距离，单位是[百米](上面表格中1Bases5是一个特例)。

快速以太网标准802.3u 100Mbps

记忆：

100Base-TX标准使用4B/5B编码标准，传输介质使用两对5类UTP或两对STP，最大段长即最大传输距离为100m
百兆以太网使用4根芯线的网线，千兆以太网使用8根芯线的网线
后缀T表示双绞线，F表示光纤

T (Twisted Pair，双绞线)和F (Fiber，光纤)

双绞线使用字母**“T”来表示，是因为它代表英文单词“Twisted Pair”**的首字母。双绞线（Twisted Pair，简称 TP）是一种常见的传输介质，尤其在电信和数据通信领域应用广泛。它由两根相互绝缘的铜导线按照一定的绞距（即两线之间的螺旋缠绕距离）紧密地扭绞在一起形成一对。这种扭绞设计的主要目的是通过物理方式减少信号间的串扰（crosstalk）和对外界电磁干扰（EMI）的敏感度，从而提高信号传输的稳定性和质量。

光纤用字母**“F”来表示，主要是因为它代表英文单词“Fiber”**的首字母。在电气工程、通信技术、计算机网络等相关领域中，为了简洁明了地标识不同类型的传输介质或接口类型，常使用特定的字母或缩写来指代特定的技术或设备。在这种语境下，“F”作为“Fiber”的缩写，明确地指出了所涉及的是光纤技术或者光纤相关组件。

UTP和STP

UTP 非屏蔽双绞线（英语：Unshielded Twisted Pair，UTP）是一种数据传输线，由四对不同颜色的传输线互相缠绕所组成，每对相同颜色的线传递著来回两方向的电脉冲，这样的设计是利用了电磁感应相互抵销的原理来屏蔽电磁干扰。 UTP广泛用于以太网（局域网）和电话线中。

STP 屏蔽双绞线（英语：Shielded Twisted Pair，STP）,是一种广泛用于数据传输的铜质线材。此种线由四组两条一对地互相缠绕并包装在绝缘管套中的铜线所组成，四对不同颜色的传输线互相缠绕，每对相同颜色的线传递著来回两方向的电脉冲，这样的设计是利用了电磁感应相互抵销的原理来屏蔽电磁干扰。

例题

解析：

A：带F为光纤，首先排除
B、D：100BASE-T2使用2对3类UTP、100BASE-T4使用4对3类UTP，此二者早已被淘汰

解析：100BASE-T最大传输距离为100m，即常见双绞线的最大传输距离

千兆以太网标准802.4z/802.3ab 1000Mbps

千兆以太网有两个标准，分别是802.3z和802.3ab(1000BASE-T)，千兆需要4对8根双绞线，达到100米传输
- 如下表格所示，1000BASE-T一般使用四对UTP非屏蔽双绞线，传输距离可达到100m
- 如下表格所示，1000BASE-CX使用两对STP屏蔽双绞线也能传输，但只能传输25m，应用非常少
1000BASE-LX标准可以使用单模和多模光纤传输
千兆以太网编码方法：4B/5B或8B/9B或8B/10B

SX、LX、ZX和CX的区别与联系？

SX、LX、ZX、CX并不是用来直接表示光纤本身的属性，而是用来标识不同的光纤通信标准或光模块类型，这些标准和模块适用于特定类型的光纤传输系统。具体来说：

SX 代表 1000BASE-SX 或类似的规格，这是一种基于多模光纤（Multimode Fiber, MMF）的千兆以太网标准。它使用短波长（约850纳米）激光光源，适用于短距离的数据传输，典型传输距离在220米至550米之间，具体取决于使用的光纤类别（如OM1、OM2、OM3或OM4）。1000BASE-SX主要应用于建筑物内部的局域网连接。

LX 代表 1000BASE-LX 或类似的规格，这是一种使用长波长（约1310纳米）激光光源的光纤通信标准，适用于单模光纤（Single Mode Fiber, SMF）和某些多模光纤环境。相比SX，LX提供了更远的传输距离，单模光纤下的典型传输距离可达10公里，多模光纤下则与SX类似，约为550米。1000BASE-LX常用于楼宇间或园区内的网络连接。

ZX 或 1000BASE-ZX 表示一种更长距离的光纤通信标准，同样使用单模光纤，但工作波长更长，通常在1550纳米左右。ZX标准允许数据在单模光纤上传输的距离显著增加，可达几十甚至上百公里。这类光模块适用于城域网（MAN）和广域网（WAN）的远距离连接。

CX 代表 1000BASE-CX，这并不是一个光纤标准，而是使用屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair, STP）的千兆以太网标准。它设计用于短距离（通常不超过25米）的高速互连，如服务器机房内设备间的直接连接。CX标准不涉及光纤，而是使用铜质双绞线作为传输介质。

总结起来，SX、LX、ZX、CX这些标识符并不描述光纤本身的物理属性（如材质、直径、折射率等），而是指定了不同的光纤通信标准或光模块类型，它们各自对应着特定的光源波长、传输速率、适用光纤类型和传输距离等技术参数，适用于不同距离范围和应用场景的网络连接。