自從1970年誕生以來，以太網穩步占據了網絡協議選擇的主導地位。隨著以太網的采納程度增長到當今在局域網部署中達到的95%水平，其標準已發生進化，以滿足較高帶寬、光纖安裝及地域更廣大的網絡的需要。
萬兆位以太網(10GigE)802.3ae標準已由IEEE於2002年6月批準，而且現在已在許多應用中進入大量部署階段。萬兆位以太網作為以下技術的核心技術同樣重要，即服務器室內交換、城域接入和回程網絡以及利用原有SONET/SDH設備的長途安裝。
在從千兆位以太網到萬兆位以太網的演變過程中，為了適合如此廣泛的可能應用，已進行了大量更改。這些更改中，最重要的更改與數據編碼方式及萬兆位以太網可以運行的物理連接類型有關。幀尺寸和格式都保持不變，以便第3層及更高層協議仍然完全兼容。
操作模式
萬兆位以太網設計用於以全雙工模式只在點到點（交換）鏈路上運行。這壹點反映其作為主幹（與工作組不同）技術的角色。萬兆位以太網當前不支持自動協商，因為它被假定用於純萬兆位以太網安裝。當前，萬兆位以太網已批準用於光纖線路，銅線規範正在由IEEE審查。
數據編碼
以太網通常使用名為8B/10B編碼的技術進行編碼。這意味著在傳輸之前每8位數據都轉換為10位，附加的信息用於保證數據完整性。此技術要求以比所需吞吐量快25%的速度傳輸已編碼數據—1Gb/s已編碼數據在終端之間以1.25Gb/s的速度傳輸。對於千兆位以太網速率，8B/10B編碼是合理的，但對於10Gb/s傳輸則效率不高，此時已編碼信號將以不切實際的12.5Gb/s快速傳輸。為了確保以太網保持為成本效益好的技術，萬兆位以太網標準引入了新的64B/66B編碼方案，使傳輸速率接近10Gb/s。這允許系統制造商利用最初為SONET/SDH應用開發的成熟的10Gb/s技術。
物理接口
根據應用領域的不同，可使用LAN或WAN物理接口。LAN PHY用於在WDM系統中通過各個波長傳送本地以太網，而WAN PHY開發的目的是允許萬兆位以太網數據直接在本地SONET/SDH傳輸設備上傳送，便於將以太網集成到現有長途網絡中。
LAN PHY規範
此接口有兩個不同的版本：使用64B/66B編碼的串行版本，運行在10.000Gb/s數據速率，允許在光纖或單個WDM波長上進行傳輸，以及CWDM版本(10Base-LX4)，它在四個通道上使用8B/10B編碼，每個通道都運行在3.125Gb/s速率。
WAN PHY規範
WAN PHY設計用於橋接異步以太網數據與同步SONET/SDH傳輸，允許萬兆位以太網在當前DWDM網絡上透明傳送。結果，此接口運行於壹個與SONET OC-192c/SDH VC-4-64c兼容的數據速率(9.5846Gb/s)。WAN PHY支持與SONET/SDH電路交換網絡的直接連接。在WAN PHY標準中，添加了WAN接口子層(WIS)，它將數據有效負載封裝到簡化的SONET OC-192c（級聯）幀中。
WAN PHY具有某些SONET/SDH功能，但不支持整個SONET/SDH標準。
SONET/SDH功能
支持：
· 故障隔離要求的SONET/SDH資源負荷功能
· 允許在將來的OC-768/STM-256主幹上實現傳送的指針處理(Pointer-processing)
不支持：
· 線路和區域DCC
· 局域和快速傳號線
WAN PHY標準還定義壹些類似電信的功能，反映其可能用作長途協議。這些功能包括設備回送功能、嚴重出錯秒數和嵌入的測試模式生成/檢測功能(PRBS-31)。
通過其接口靈活性、與現有SONET/SDH傳輸技術集成和與低速以太網標準的完全後向兼容，萬兆位以太網定位於充當LAN、接入、城域及長途網絡部署的關鍵技術。