Если логически 10-Gigabit Ethernet - продолжение Fast Ethetnet и Gigabit Ethernet, то на физическом уровне имеются весьма существенные различия. Сети 10-Gigabit Ethernet подразумевают использование оптоволоконных каналов связи, а также только полнодуплексного режима обмена данными, это означает, что необходимость в специальных протоколах обнаружения коллизий автоматически отпадает.
Согласно модели Open Systems Interconnection (OSI) международной организации по стандартам, Ethernet представляет собой протокол второго уровня (Layer 2). 10-Gigabit Ethernet, в свою очередь, использует протокол управления доступом к носителю Media Access Control (MAC) стандарта IEEE 802.3, формат кадра IEEE 802.3, а также минимальный и максимальный размер кадра стандарта IEEE 802.3 - это к вопросу о совместимости.
Предыдущие "вехи" в развитии Ethernet - 1000BASE-X и 1000BASE-T (Gigabit Ethernet) - полностью соответствовали модели Ethernet. Новая технология стала преемником Ethernet в плане расстояния и скорости в связи с использованием волоконных каналов связи и полнодуплексного режима обмена данными. Необходимость в протоколе обнаружения коллизий CSMA/CD ( имевшему смысл применительно к более старым Ethernet-технологиям, в которых предусматривалась возможность использования полудуплексного режима обмена данными) отпала. Во остальном 10-Gigabit Ethernet полностью соответствует канонической модели Ethernet.
Согласно модели Ethernet, физическое устройство (PHYsical layer device, далее PHY), соответствующее первому уровню OSI, соединяет оптоволоконный или медный носитель с уровнем MAC, что соответствует второму уровню OSI. Архитектура Ethernet подразумевает дальнейшее деление объектов PHY на устройства, зависимые от физического носителя (Physical Media Dependent, PMD), и устройства подуровня физического кодирования (Physical Coding Sublayer, PCS). Для примера: оптические приемо-передатчики (трансиверы) - это устройства PMD.
Спецификация стандарта IEEE 802.3a, e определяет два типа устройств PHY - LAN PHY и WAN PHY.