Instalacja sieci Fast Ethernet, mająca na celu zwiększenie
szerokości pasma dostępnej dla stacji roboczych, spowodowała tworzenie wąskich
gardeł po stronie dochodzącej sieci (upstream). Standard 1000BASE-T (IEEE
802.3ab) został utworzony w celu uzyskania dodatkowego pasma, które ułatwiłoby
rozwiązanie tego problemu. Standard ten umożliwiał osiągnięcie większej
przepustowości w takich zastosowaniach, jak sieci szkieletowe wewnątrz
budynków, łącza między przełącznikami, farmy serwerów oraz w przypadku innych
funkcji wykonywanych przez węzły dystrybucji okablowania, jak również służył do
połączeń wysokowydajnych stacji roboczych. Standard Fast Ethernet został
zaprojektowany tak, aby mógł korzystać z istniejących kabli miedzianych
kategorii 5, które spełniają wymagania dla kabli kategorii 5e. Większość
zainstalowanych i poprawnie zakończonych kabli kategorii 5 może przejść
certyfikację dla kabli kategorii 5e. Jedną z najważniejszych cech standardu
1000BASE-T jest możliwość współpracy ze standardami 10BASE-T i 100BASE-TX.
Ponieważ kabel kategorii 5e może niezawodnie przenosić dane z prędkością do
125 Mb/s, uzyskanie prędkości 1000 Mb/s (Gigabit) stanowiło wyzwanie dla tego
projektu. Pierwszym krokiem na tej drodze było wykorzystanie wszystkich
czterech par kabli zamiast tradycyjnych dwóch par, używanych w sieciach
10BASE-T i 100BASE-TX. Zostało to osiągnięte przy użyciu skomplikowanych
układów, które umożliwiły transmisję pełnodupleksową na tej samej parze
przewodów. Daje to prędkość 250 Mb/s na parę. Mając do dyspozycji cztery pary
przewodów, możemy osiągnąć żądaną prędkość 1000 Mb/s. Ponieważ informacje są
transmitowane jednocześnie czterema ścieżkami, układ sterujący nadajnika musi
dzielić ramki, a odbiornika — składać je ponownie.
W przypadku skrętki
nieekranowanej kategorii 5e lub lepszej stosowane jest kodowanie 1000BASE-T
oraz kodowanie liniowe 4D-PAM5. Transmisja i odbiór danych występuje
jednocześnie na tym samym przewodzie w obydwu kierunkach. Jak można oczekiwać,
prowadzi to do ciągłych kolizji na parach przewodów. W wyniku tych kolizji
powstają skomplikowane sekwencje napięć. Osiągnięcie przepustowości 1 Gb/s
wymaga stosowania skomplikowanych zintegrowanych układów, używających takich
technik, jak tłumienie echa, korekcja błędów FEC (Forward Error
Correction) w warstwie pierwszej oraz odpowiedni dobór poziomów napięć.
W okresie nieaktywności w kablu występuje dziewięć poziomów napięć, a
podczas transmisji danych — 17.
Sygnał w przewodzie bardziej przypomina sygnał analogowy niż cyfrowy z
powodu dużej liczby stanów i działania szumu. System ten, podobnie jak
analogowy, jest bardziej podatny na szumy spowodowane przez kabel i problemy z
zakończeniami kabla.
Dane ze stacji wysyłającej są starannie dzielone na
cztery równoległe strumienie, następnie są kodowane, transmitowane i odbierane
równolegle, po czym zostają złożone z powrotem w jeden strumień bitów. Na
rysunku
przedstawiono równoczesną pracę w pełnym dupleksie na czterech parach
przewodów. Standard 1000BASE-T umożliwia działanie zarówno w półdupleksie, jak
i pełnym dupleksie. Powszechnie wykorzystywany jest tryb pełnego dupleksu
standardu 1000BASE-T.