不同类型的以太网（标准以太网、快速以太网、千兆以太网）具有不同的数据传输速度（10 Mbit、100 Mbit、1 Gbit）。这是为什么？

进步——技术进步。

包括过时和全新的物理层，以太网的范围从 1 Mbit/s 到 400 Gbit/s。

在物理层，电信号（电压变化）的速度保持不变。

的波的传播速度取决于介质，而不是信号传输速率上。Cat-3 比 Cat-5 和光纤稍慢，同轴电缆（来自古老的 10BASE5）和 Cat-7/8 是最快的——但它们都非常接近，光速为 60% 到 80%。

但是，通过介质的频率差别很大——从 10BASEx 的 10 MHz 到大约 10 MHz。1.6 GHz 用于 40GBASE-T。当然，更高的频率意味着更快的电压变化。在光纤上，当前一代每通道运行 50 Gbit/s。

电缆（双绞线）也是一样的（我认为）。

不可以。Cat-3 仅支持 10 Mbit/s，Cat-5e 高达 1 Gbit/s，10 Gbit/s 需要 Cat-6A，而 25/40 Gbit/s 需要额定频率为 2 GHz 的 Cat-8 电缆。由于编码技术的飞跃，100BASE-TX 和 1000BASE-T 的电缆是相同的（Cat-5e）。

那么为什么最大带宽不同呢？如果原因是过去，我们在网卡中没有那么多处理能力，为什么协议不允许带宽协商（这将适合两个通信的设备）？

是的。更快的数据速率意味着使用更多的硅（=晶体管）进行更快的处理和更精细的编码。此外，早在 80 年代和 90 年代初，计算机缺乏内部带宽来利用更快的数据速率——它们甚至一度在 10 Mbit/s 上挣扎。从字面上看，当时没有人会使用 10+ Gbit/s。

以太网确实允许在双绞线上进行速度协商 - 更快（和一些中间）速率已经增加了一段时间：

• 1 Mbit/s (1987)
• 10 Mbit/s (1990)
• 100 Mbit/s (1995)
• 1000 Mbit/s (1999)
• 2500 Mbit/s (2016)
• 5 Gbit/s (2016)
• 10 Git/s (2006)
• 25 Gbit/s (2016)
• 40 Gbit/s（2016 年，很可能是双绞线的最终速度）
• 光纤目前增加了 50、100、200 和 400 Gbit/s (2017)

嗯，大多数支持 1000Base-T 的设备也会协商到 100Base-TX 和 10Base-T。

10Base-T 的旧设备无法协商到 100Base-TX 或 1000Base-T，100Base-TX 的设备也不能执行 1000Base-T（尽管它们可能可以执行 10Base-T），因为这些标准在旧的时候不存在设备已建成。

这不仅仅是速度。例如，每个人使用的编码是不同的。向后兼容是相当简单的，但是您将如何建议为尚不存在的标准构建？

电缆（双绞线）也是一样的（我认为）。

实际上有不同的电缆类别。当前注册的电缆类别为 3、5e、6、6a 和 8（新）。每个类别最多可以处理某个频率，该频率决定了您可以为以太网获得的带宽。

• 3 类电缆适用于 10Base-T，但无法使用更快的速度。
• 5e 类适用于 10Base-T、100Base-TX 和 1000Base-T。
• 类别 6 将适用于 10Base-T、100Base-TX 和 1000Base-T。它还可以处理更短距离的 10GBase-T。
• 6a 类适用于 10Base-T、100Base-TX、1000Base-T 和 10GBase-T。
• Category-8是25GBase-T和40GBase-T新注册的，但是有局限性，距离不到距离的1/3（30米vs.100米）。

处理能力和硬件能力正是原因所在。

10MBit 标准来自 1980 年代初期。那个时候应该是：

• 构建能够用 100MBit/s 的串行数字数据执行任何智能操作的电路非常非常昂贵 - 即使实际时钟约为 32MHz，您也可能需要低集成度的 S-TTL 电路，甚至更糟的是 ECL 电路。这成本高昂，耗电巨大，而且在 ECL 的情况下，很难适应当时计算机系统中普遍存在的 5V TTL 信号。高集成度、快速的 CMOS 才刚刚开始站稳脚跟，33Mhz 的 80386 CPU 在 1989 年被认为是最前沿的技术。

• 很难找到能够以每秒 1 兆字节以上的速度有效地提供或消耗数据的计算机——当时人们认为能够提供 16 mbit/s 的 ESDI 硬盘驱动器非常快。

有自动协商好的，条件是你：

• 使用双绞线以太网（以任何速度），或一种可以（并非所有人都可以！）的基于光纤的样式。

同轴系统没有在第 1 层和第 2 层建立链接的概念——网络直到开始通话或响应时才知道上面有什么东西。此外，虽然用于 10base2 和 10base5 的同轴电缆在电气上支持更快的速度（打赌，如果您优化了收发器，您可以通过 RG58 推动 10GBit！）如果用作点对点链接，这些系统将其滥用为永远无法支持 100 兆位链路的桥接式公共电路，因此没有理由实施自动协商设施。此外，如果您试图将任何信号置于 100MBit 所需的电气带宽上（您在这里处于短波领域。短波噪声传播得很远） ，并且您当时看到的大多数装置都会制作出很棒的短波天线）。

• 您实际上允许您的设备进行自动协商 - 对于许多设备（例如交换机），预设为特定链接速度和双工样式的端口将不再与自动协商协议合作，并且只会以完全相同的方式与预设的端口进行通信.

不同类型的以太网（标准以太网、快速以太网、千兆以太网）具有不同的数据传输速度（10 Mbit、100 Mbit、1 Gbit）。这是为什么？

它们由正式规范逐步定义，随着技术和客户需求的进步，这些规范已经突破了这些速度障碍。

1. 1Mbit proto-ethernet 802.3e (StarLAN 1mbit 1BASE5) - 1987
2. 10Mbit 以太网 802.3i ( 10BASE-T) - 1990
3. 100Mbit 以太网 802.3u ( 100BASE-TX) - 1995
4. 1000Mbit 以太网 802.ab ( 1000BASE-T) - 1999
5. 10Gbit 以太网 802.3an ( 10GBASE-T) - 2006
6. 替代电缆和信号的许多同级标准（1987 年至今）

每个增量步骤都涉及网络设备制造商、客户、最终用户、网络管理员、IT 和硬件最先进的技术，以同步实施、制造和部署增量标准。它们在很大程度上但不完全向后兼容。它们在很大程度上但并不完全遵循计算机电源和数据处理需求的发展。

在物理层，电信号（电压变化）的速度保持不变。电缆（双绞线）也是一样的（我认为）。那么为什么最大带宽不同呢？

这并不完全正确，传输速率（频率）和传输的符号数量都不同。对于高速以太网中的物理层，使用特殊编码将多个位一次传输到具有两个以上状态的模拟信号中。更多的状态意味着更少的噪声容限，更多的赫兹意味着更多地关注电缆要求，因此标准也规定了电缆。

1. 10BASE-T 10MHZ Cat 3，每赫兹 1 位 - 2 对
2. 100BASE-TX 31.25MHZ Cat 5，每赫兹 3.25 位，NRZI 编码 - 2 对
3. 1000BASE-T 62.5MHZ Cat 5e，每赫兹 4 位，PAM5 编码 - 4 对
4. 10GBASE-T 400MHZ Cat 6，每赫兹 6.25 位，PAM16 编码 - 4 对

在 NIC 方面，PHY/MAC 桥接器（“1.5 层”）也有多种不同的标准， Media Independent Interface

1. MII - 25 MHZ 时钟（10Mbit 为 2.5MHZ），18 个数据和控制信号，100/10Mbit
2. RMII - 50MHZ 时钟，9 个信号，100/10Mbit
3. GMII - 125MHZ , 26 信号 , 1000/100/10Mbit
4. RGMII - 125MHZ DDR, 14 信号, 1000/100/10Mbit

请注意，以太网网络是一组自包含的规范。还有其他网络规范（例如高速同轴电缆，即有线互联网），它们同样由它们自己的标准集严格定义，并且在物理级别（需要“调制解调器”、桥接器和边缘接口）从根本上不兼容，例如 DOCSIS3。 1、当前最先进的有线互联网标准规定了高达 10GBit 的同轴电缆链路，使用比任何以太网物理层标准都复杂得多的信令方案