以太網(wǎng)PHY接口1概要

1、2021/2/61 以太網(wǎng)PHY接口 2021/2/62 物理層的簡(jiǎn)介 物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計(jì)算機(jī)的傳輸媒體上傳 輸數(shù)據(jù)比特流,而不是指具體的傳輸媒體。 物理層的作用正是要盡可能地屏蔽屏蔽掉屏蔽掉這些傳輸媒 體與通信手段的差異,使物理層上面的數(shù)據(jù)鏈路層感覺(jué)不到這 些差異,這樣就可以使數(shù)據(jù)鏈路層只需考慮如何完成本層的協(xié) 議和服務(wù),而不必考慮具體的傳輸媒體和通信手段是什么。 物理層是OSI的最底層,也是網(wǎng)絡(luò)與不同媒體的接口層,它的主 要任務(wù)是將0或1比特流串通過(guò)調(diào)制編碼技術(shù),轉(zhuǎn)換為適宜某種 媒體傳輸?shù)臄?shù)據(jù),并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換或?yàn)楦鞣N電磁波信號(hào),實(shí)現(xiàn)將 本地的0或1比特流串傳輸?shù)较乱粋€(gè)節(jié)點(diǎn)的

2、物理層。 2021/2/63 物理層的基本特性 物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性, 即: 機(jī)械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和 排列、固定和鎖定裝置等等。 電氣特性 指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。 功能特性 指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意 義。 規(guī)程特性 指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。 2021/2/64 2021/2/65 2021/2/66 十兆位以太網(wǎng) 1Base5(StarIAN): 2 twisted telephone wire pairs。作為IEEE802.3新標(biāo)準(zhǔn),StarIAN 可支持從集線 器到節(jié)點(diǎn)間

3、長(zhǎng)達(dá)250米的距離,在1BASE5中的5表示 節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的距離為500米。It was standardized by IEEE as802.3e in 1986, as the 1BASE5 version of Ethernet.。 10Broad36: 1 broadband cable。使用75ohm CATV同軸電纜的10-Mbps寬帶以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 是IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)的一部分,其有一個(gè)3600米每段的長(zhǎng)度限制。It was developed during the 1980s and specified inIEEE 802.3b-1985. 2021/2/67 10Bas

4、e2: RG 58 coax cable。概述通過(guò)最長(zhǎng)不超過(guò)200 米的細(xì)同軸電纜相連、以10 MB/秒(Mbps) 的速 度傳輸數(shù)據(jù)的基帶局域網(wǎng)的以太網(wǎng)和IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)。匯流排網(wǎng)路. 使用元件:RG58 A/U同軸電纜,BNC 接頭,T型接頭,50歐姆終端電阻,一字型延長(zhǎng)接頭。 接法:串連方式,中間不能有斷線,否則整段網(wǎng)路皆不 能工作。 2021/2/68 10Base5: RG-8/U coaxial cable。10base510Base5以太網(wǎng)一 種以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)用于使用粗同軸電纜、速度為10Mbps 的基帶局域網(wǎng)絡(luò),在總線型網(wǎng)絡(luò)中,最遠(yuǎn)傳輸距離為500米。 線纜直徑9

5、.5mm(0.375inch),阻抗50ohm。Both 10BASE2 and 10BASE5 became obsolete after the introduction of Ethernet over twisted pair. 2021/2/69 10Base-F: 1 optical fiber。是基于曼徹斯特信號(hào)編碼傳輸 10Mbps以太網(wǎng)系統(tǒng),通過(guò)編碼傳輸?shù)墓饫|。10BaseF包括 10BaseFL、10BaseFB和10BaseFP,它們被定義在IEEE802.3j 標(biāo)準(zhǔn)中。 10BaseFL(fiber link):FOIRL標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)版,The 10BASE-FL stan

6、dard requires a duplex 62.5/125 ?m fiber optic cable for each link. Transmission distances of up to 2 km are possible as is full-duplex operation。 10BaseFB(fiber backtones):用于主干網(wǎng)網(wǎng)橋的連接和交互。 The maximum allowable segment length for 10BASE-FB is 2000 meters。it is now obsolete. 10BaseFP(fiber passive sta

7、r):無(wú)源星形網(wǎng)絡(luò),一個(gè)中心集線器 上連接了所有分支,但它對(duì)通過(guò)的信號(hào)不再重新發(fā)送。it was never implemented。10Base-T(twisted):兩對(duì)三類的非屏蔽雙絞線(UTP CAT3),全 雙工。10BASET是1990年由IEEE新認(rèn)可的,編號(hào)為 IEEE802.3i. 2021/2/610 100Base-FX 兩根光纖,全雙工,一芯用于發(fā)射,一芯用于接收。 It uses a 1300 nm near-infrared (NIR) light wavelengthtransmitted via two strands of optical fiber。Maxi

8、mum length is 400 metres (1,310 ft) for half- duplexconnections (to ensure collisions are detected), and 2 kilometres (6,600 ft) for full-duplex over multi-mode optical fiber。 百兆位以太網(wǎng) 2021/2/611 100Base-TX 運(yùn)行在兩對(duì)雙絞線（5類）上,一對(duì)用于接收,一對(duì)用于發(fā)送 運(yùn)行模式可以是半雙工或全雙工 建議使用五類非屏蔽雙絞線（UTP5） 最大傳輸距離100m MDI接口通常使用RJ45連接器,只使用與1

9、0BASE-T相同的4個(gè)針腳 100Base-T4: 運(yùn)行在四隊(duì)三類雙絞線上,傳輸最大距離100m 接收和發(fā)送又要使用三隊(duì)雙絞線,只能以半雙工模式運(yùn)行 MDI接口通常使用RJ45連接器,需要使用全部8個(gè)針腳 2021/2/612 100Base-T2 兩路UTP CAT3線,全雙工,最大傳輸距離100m 采用混合與噪聲抵消技術(shù),使單一線對(duì)可以全雙工模式運(yùn)行 MDI接口通常使用RJ45連接器,只能使用與10BASE-T相同的4個(gè)針腳 2021/2/613 千兆位以太網(wǎng) Long wavelength Multi/Singlemode fiber.1000BASE-LX對(duì)應(yīng)于 IEEE 802.3

10、 Clause 38標(biāo)準(zhǔn) 既可以使用單模光纖也可以使用多模光纖。1000BASE-LX所使用的 光纖主要有:62.5m多模光纖(275m)、50m多模光纖(550m)和 9m(5km)單模光纖。 MDI接口推薦使用雙SC光纖連接器 1000Base-LX/SX 2021/2/614 1000Base-CX(copper gigabit eth.): Copper jumper cable。千兆eth.初始標(biāo)準(zhǔn)。 1000BASE-CX對(duì)應(yīng)于802.3z標(biāo)準(zhǔn),采用的是150平衡屏蔽雙絞線（STP）。最大傳輸 距離25米,使用9芯D型連接器連接電纜。采用8B/10B編碼。 1000Base-T(t

11、wisted): 4 CAT5e, CAT6 or better pairs.IEEE 802.3ab標(biāo)準(zhǔn),Each 1000BASE-T network segment can be a maximum length of 100 meters (328 feet).Autonegotiation.4對(duì)線,每對(duì)線可同時(shí)用于收發(fā),每對(duì)線速率可達(dá)250Mbps,使用 網(wǎng)格編碼增大編碼增益以減小串?dāng)_ 2021/2/615 萬(wàn)兆位以太網(wǎng) 2021/2/616 2021/2/617 2021/2/618 2021/2/619 物理接口 2021/2/620 4.3 典型的物理層標(biāo)準(zhǔn)接口 4.3.1 E

12、IA RS-232-C 1960年美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA提出RS-232,1963年提出RS-232-A,1965年提出 RS-232-B,1969年提出RS-232-C。用于DTE/DCE之間的接口。 機(jī)械特性 25芯連接器,DTE為插頭,DCE為插座。 電氣特性 采用非平衡型電氣特性,低于-3V為“1”,高于+4V為 “0”,最大 20Kbps,最長(zhǎng)15m。 2021/2/621 4.3 典型的物理層標(biāo)準(zhǔn)接口 非平衡傳輸（unbalanced transmission）:所有電路共享一個(gè)公 用的地線。 平衡傳輸（balanced transmission）:每個(gè)主要電路需要兩根線, 沒(méi)有公

13、用的地線。 功能特性 定義了21條線,許多子集,基本與CCITT V.24兼容 規(guī)程特性 對(duì)不同的功能子集,有不同的規(guī)程。 RS-232-C 有14中不同的接口類型,適合于單工,半雙工,全雙工,同 步,異步 2021/2/622 4.3 典型的物理層標(biāo)準(zhǔn)接口 RS-232-C的不足與改進(jìn) 不足 傳輸性能低,距離短,速率低。 改進(jìn) 重新設(shè)計(jì),X.21; 以RS-232-C為基礎(chǔ)改進(jìn),1977年提出RS-449 2021/2/623 RS232接頭 2021/2/624 4.3 典型的物理層標(biāo)準(zhǔn)接口 4.3.2 EIA RS-449/422-A/423-A EIA RS-449 是為替代RS-23

14、2-C而提出的物理層標(biāo)準(zhǔn)接口。實(shí)際上是一體化的 三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。 主要改進(jìn) 改善了性能,加長(zhǎng)了接口電纜距離,加大了數(shù)據(jù)傳輸率; 增加了新的接口功能,例如,回送檢查; 解決了機(jī)械接口問(wèn)題。 機(jī)械特性 37芯或9芯連接器。 2021/2/625 4.3 典型的物理層標(biāo)準(zhǔn)接口 電氣特性 與RS-232-C相連,采用非平衡型電氣特性 RS-423-A,20Kbps以下 其他情況,采用平衡型電氣特性 RS-422-A ,20Kbps 2Mbps 功能特性 定義了30條功能線。 規(guī)程特性 基本上以RS-232-C為基礎(chǔ)。 2021/2/626 4.3 典型的物理層標(biāo)準(zhǔn)接口 4.3.3 CCITT X.21 X.

15、21:在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)PDN中進(jìn)行同步操作的DTE/DCE之間的通用接口。 機(jī)械特性 15針連接器,ISO 4903。 2021/2/627 4.3 典型的物理層標(biāo)準(zhǔn)接口 電氣特性 采用非平衡型電氣特性和平衡型電氣特性。 傳輸速率:600,2400,4800,9600,48000bps DTE使用非平衡型電氣特性和平衡型電氣特性;DCE使用平衡型電氣特性 功能特性 定義了8條功能線。 規(guī)程特性 分成四個(gè)工作階段: 空閑,呼叫控制,數(shù)據(jù)傳送,清除 2021/2/628 帶有RJ45接頭的雙絞線 2021/2/629 具有以太網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)背面 2021/2/630 一個(gè)10/100M雙絞線以太網(wǎng)接口,指示燈的狀態(tài)顯示接口連接在一 個(gè)10M以太網(wǎng)上 2021/2/631 4.4 傳輸介質(zhì) 光纖 目前,在實(shí)驗(yàn)室中光纖帶寬超過(guò)50Tbps;8 2.5 Gbps,8 10 Gbps ,32 10 Gbps 的光纖傳輸已經(jīng)實(shí)用; 光纖分類:單模光纖和多模光纖 光源發(fā)出的光進(jìn)入光纖后,入射角度小的光被反射,并沿著光纖