现代以太网技术

单模光纤和多模光纤

光导纤维是一种传输光束的介质。光导纤维线缆由一捆纤维组成，简称为光缆。光纤中传输的信号为光脉冲信号，光源通常为发光二极管或半导体激光器。
光纤用于数据传输有以下几个优点：
1、带宽高：由于光的传输频率非常高，所以光纤传输的带宽非常高，最高可达几十Gbps。
2、距离远：同轴电缆和双绞线每隔几千米就需要接一个中继器，而光信号在光纤中衰减较小，可以传输很远的距离，可以减少整个通道中继器的数目，降低成本。
3、可靠性高：由于光纤中传输的是光束，不但衰减小，而且不受外界电磁干扰影响，传输时可靠性很高。
4、安全性好：光纤传输信号时本身不向外产生辐射，加上光纤的切割和连接比较困难，很难从中途进行窃听。因此它适用于要求高度安全的场合。
5、频带较宽：同一根光纤可以同时传输各种频率的光信号，因而采用波分复用(Wave-length Division Multiplexing,WDM)技术可以大幅度提高光纤的传输带宽。
多模光纤（multi-mode fiber)采用较粗的纤芯，以发光二极管作为光源。入射光线利用全反射原理在光纤内传递。由于其入射光线的角度分散，经过长距离传输时光脉冲峰谷会逐渐模糊，而造成失真，因此适用于近距离传输，距离通常在千米以内。但其光纤和光源制造工艺要求低，成本也低。
单模光纤（single-mode fiber)纤芯直径通常为微米级，等于光波的波长，此时光线可以沿光纤直接前进，而不会产生多次全反射，因此失真小，传输距离很远，可达数十千米。但单模光纤要求光源发送单一波长的激光，并且对光纤的制造工艺要求较高，因此成本也比较高。

快速以太网和千兆以太网

新一代多媒体、影像和数据库应用很容易将10Mbps以太网的带宽吞没。诸如快速以太网、千兆以太网、万兆以太网等速度更快的以太网也早已出现。
802.3u定义了速度为100Mbps的快速以太网（Fast Ethernet)系列标准。快速以太网除速度提高到100Mbps之外，使用与传统以太网相同的封装，使用同样的CSMA/CD算法。但快速以太网屏弃了同轴线缆，全部采用星型拓扑结构。
快速以太网中最流行的是100BASE-TX。100BASE-TX采用2对5类UTP线和RJ-45接头，同样采用以集线器为核心构建的星型拓扑，单条线缆长度可达100m。10BASE-T已经得到广泛应用，并且实际上大多已采用5类UTP,而很多建筑也将5类双绞线作为布线标准，只要采购100BASE-TX集线器就可以方便地利用现有布线环境升级到100Mbps的速度，因此100BASE-TX很快流行起来。
在已经布设了3类UTP的场所，802.3u提供了另一种解决方案——100BASE-T4。由于3类UTP信号衰减快，容易受到干扰，100BASE-T4使用4对3类UTP提供100Mbps的带宽，单条线缆长度可达100m。
另一种方案是使用光缆的100BASE-FX,它使用2束多模光纤提供100Mbps的带宽，传送距离可达2000m。
快速以太网的应用范围较广，已经成为接入设备的基本接入技术。相应地，在网络的汇聚点或服务器接入点等流量较大的位置就需要一种带宽更高的连接技术，千兆以太网（Gigabit Ethernet)应运而生。
千兆以太网仍然使用IEEE 802.3帧格式，在半双工方式下仍然使用CSMA/CD处理冲突，并且将以太网速率提升至1Gbps。
IEEE 802.3z 定义的千兆以太网标准如下：
1000BASE-SX主要适用于多模光纤传输线路。其使用850nm短波激光。在采用直径50um的多模光纤时传输距离可达275m,采用直径62.5pm的多模光纤时传输距离可达550m。
1000Base-LX主要为适应单模光纤传输线路而设计。其使用1310nm长波激光。在采用直径50um/62.5um的多模光纤时传输距离可达550m,采用直径10um的单模光纤时传输距离可达5000m。
1000BASE-CX使用2对STP(Shelled Twisted-Pair),最大传输距离25m。
802.3ab 定义了基于铜线的千兆以太网——1000BASE-T。其采用4对5类UTP,最大传输距离100m。
以太网技术发展到快速以太网和千兆以太网以后，出现了与原10M以太网设备兼容的问题，自协商技术就是为了解决这个问题而制定的。100BASE-TX和1000BASE-T都定义了向下兼容到10BASE-T的自协商技术。
自协商功能允许一个网络设备将自己所支持的工作模式以自协商报文的方式传达给线缆上的对端，并接收对方可能传递过来的相应信息。自协商功能完全由物理层芯片设计实现，因此其速度很快，且不带来任何高层协议开销。
如果对端设备不支持自协商，默认假设其工作于10M半双工模式，不使用显式的流量控制机制。自协商功能虽然方便易用，但仍然存在一定的延迟，也不能排除协商错误的可能性，因此建议仅在普通端用户接入端口启动自协商，而对服务器、路由器等连接端口使用固定配置参数。
随着网络应用的发展，带宽的消耗也成倍增长。对于城域网或大型校园网来说，千兆数量级已满足不了核心设备间的互连带宽需求了。万兆以太网技术的出现将以太网性能提升到一个新的高度。

用交换机扩展以太网拓扑

如果只以中继器或集线器扩展以太网，不论如何扩展，所有的站点都处于同一个冲突域中。随着网络范围的扩大和站点数量的增加，冲突概率会不断上升，信道利用率会大幅度下降。另外用中继器或集线器扩展以太网最多不能超过5段，距离受到限制。并且由于集线器上的各端口均属于同一个冲突域，因此必须工作于半双工下，并保持同一个传输速度。
英国
为了克服这些限制和不足，可以用以太网交换机或交互式集线器扩展以太网拓扑。以太网交换机或交互式集线器并不简单地转发物理信号，而是缓存到达的每个帧，并根据其目的将其从适当的端口发出。这样做带来一些显而易见的好处：
1、由于缓存、判断和过滤机制的存在，以太网交换机或交互式集线器可以将冲突域分隔开，避免了冲突域过大造成的信道利用率下降问题，提高了带宽利用率，增加了吞吐量：
2、出于同样的原因，以太网的物理范围不再受集线器级连数量的限制，可以扩展到较远的范围；
3、以太网交换机或交互式集线器可以利用其缓存机制，使不同端口工作在不同的速度和双工状况下，以适应不同的以太网类型。