Standard IEEE 802.3 rekomenduje jako preferowaną technologię dla
sieci szkieletowych światłowodową sieć Gigabit Ethernet.

Taktowanie, format ramki i transmisja są takie same we
wszystkich wersjach sieci 1000 Mb/s. W warstwie fizycznej zdefiniowano dwa
schematy kodowania sygnału.
Kodowanie 8B/10B jest używane w światłowodach i ekranowanych mediach
miedzianych, a modulacja amplitudy impulsów PAM5 (Pulse Amplitude
Modulation) w skrętce nieekranowanej.
W standardzie 1000BASE-X
stosowane jest kodowanie 8B/10B, po którym następuje kodowanie liniowe NRZ.
Kodowanie NRZ do określenia wartości binarnej dla danego okresu bitu używa
poziomu sygnału w oknie czasowym. W przeciwieństwie do innych opisanych
schematów kodowania, ten system wykorzystuje poziomy sygnału, a nie zbocza.
Oznacza to, że określenie, czy dany bit jest zerem, czy jedynką, następuje na
podstawie poziomu sygnału, a nie wtedy, gdy sygnał zmienia poziomy.
Sygnały NRZ są następnie emitowane do włókna światłowodu przy użyciu źródeł
światła o dużej lub małej długości fali. Krótsze fale mają długość 850 nm,
pochodzą z lasera lub diody LED i rozchodzą się w światłowodzie wielomodowym
(1000BASE-SX). Ta wersja jest tańsza, ale działa na mniejsze odległości.
Standard 1000BASE-LX wykorzystuje dłuższe fale o długości 1310 nm, emitowane
przez laser i rozchodzące się w światłowodzie jednomodowym lub wielomodowym. W
wypadku źródła laserowego i światłowodu jednomodowego można osiągnąć odległości
do 5000 metrów. Ponieważ każdorazowe włączenie i wyłączenie diody LED lub
lasera wymagałoby długiego czasu, światło jest emitowane z małą lub dużą mocą.
Logiczne zero jest reprezentowane przez małą moc, a jedynka — przez dużą.
Metoda MAC traktuje takie łącze jako połączenie punkt-punkt. Ponieważ do
transmisji (Tx) i odbioru (Rx) wykorzystywane są oddzielne włókna, transmisja
jest z założenia pełnodupleksowa. Sieci Gigabit Ethernet pozwalają na
zastosowanie tylko jednego wtórnika między dwiema stacjami. Na rysunku
przedstawiono porównanie mediów dla sieci Ethernet 1000BASE.