以太網PHY接口1概要

1、2021/2/61 以太網PHY接口 2021/2/62 物理層的簡介 物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體上傳 輸數據比特流,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,使物理層上面的數據鏈路層感覺不到這 些差異,這樣就可以使數據鏈路層只需考慮如何完成本層的協 議和服務,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,也是網絡與不同媒體的接口層,它的主 要任務是將0或1比特流串通過調制編碼技術,轉換為適宜某種 媒體傳輸的數據,并將該數據轉換或為各種電磁波信號,實現將 本地的0或1比特流串傳輸到下一個節(jié)點的

2、物理層。 2021/2/63 物理層的基本特性 物理層的主要任務描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性, 即: 機械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數目和 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的電壓的范圍。 功能特性 指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意 義。 規(guī)程特性 指明對于不同功能的各種可能事件的出現順序。 2021/2/64 2021/2/65 2021/2/66 十兆位以太網 1Base5(StarIAN): 2 twisted telephone wire pairs。作為IEEE802.3新標準,StarIAN 可支持從集線 器到節(jié)點間

3、長達250米的距離,在1BASE5中的5表示 節(jié)點到節(jié)點的距離為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寬帶以太網標準。 是IEEE 802.3 標準的一部分,其有一個3600米每段的長度限制。It was developed during the 1980s and specified inIEEE 802.3b-1985. 2021/2/67 10Bas

4、e2: RG 58 coax cable。概述通過最長不超過200 米的細同軸電纜相連、以10 MB/秒(Mbps) 的速 度傳輸數據的基帶局域網的以太網和IEEE 802.3 標準。匯流排網路. 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,一字型延長接頭。 接法:串連方式,中間不能有斷線,否則整段網路皆不 能工作。 2021/2/68 10Base5: RG-8/U coaxial cable。10base510Base5以太網一 種以太網標準,該標準用于使用粗同軸電纜、速度為10Mbps 的基帶局域網絡,在總線型網絡中,最遠傳輸距離為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編碼傳輸 10Mbps以太網系統(tǒng),通過編碼傳輸的光纜。10BaseF包括 10BaseFL、10BaseFB和10BaseFP,它們被定義在IEEE802.3j 標準中。 10BaseFL(fiber link):FOIRL標準升級版,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):用于主干網網橋的連接和交互。 The maximum allowable segment length for 10BASE-FB is 2000 meters。it is now obsolete. 10BaseFP(fiber passive sta

7、r):無源星形網絡,一個中心集線器 上連接了所有分支,但它對通過的信號不再重新發(fā)送。it was never implemented。10Base-T(twisted):兩對三類的非屏蔽雙絞線(UTP CAT3),全 雙工。10BASET是1990年由IEEE新認可的,編號為 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 2021/2/611 100Base-TX 運行在兩對雙絞線（5類）上,一對用于接收,一對用于發(fā)送 運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個針腳 100Base-T4: 運行在四隊三類雙絞線上,傳輸最大距離100m 接收和發(fā)送又要使用三隊雙絞線,只能以半雙工模式運行 MDI接口通常使用RJ45連接器,需要使用全部8個針腳 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,使單一線對可以全雙工模式運行 MDI接口通常使用RJ45連接器,只能使用與10BASE-T相同的4個針腳 2021/2/613 千兆位以太網 Long wavelength Multi/Singlemode fiber.1000BASE-LX對應于 IEEE 802.3

10、 Clause 38標準 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.初始標準。 1000BASE-CX對應于802.3z標準,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標準,Each 1000BASE-T network segment can be a maximum length of 100 meters (328 feet).Autonegotiation.4對線,每對線可同時用于收發(fā),每對線速率可達250Mbps,使用 網格編碼增大編碼增益以減小串擾 2021/2/615 萬兆位以太網 2021/2/616 2021/2/617 2021/2/618 2021/2/619 物理接口 2021/2/620 4.3 典型的物理層標準接口 4.3.1 E

12、IA RS-232-C 1960年美國電子工業(yè)協會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15m。 2021/2/621 4.3 典型的物理層標準接口 非平衡傳輸（unbalanced transmission）:所有電路共享一個公 用的地線。 平衡傳輸（balanced transmission）:每個主要電路需要兩根線, 沒有公

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 典型的物理層標準接口 RS-232-C的不足與改進 不足 傳輸性能低,距離短,速率低。 改進 重新設計,X.21; 以RS-232-C為基礎改進,1977年提出RS-449 2021/2/623 RS232接頭 2021/2/624 4.3 典型的物理層標準接口 4.3.2 EIA RS-449/422-A/423-A EIA RS-449 是為替代RS-23

14、2-C而提出的物理層標準接口。實際上是一體化的 三個標準。 主要改進 改善了性能,加長了接口電纜距離,加大了數據傳輸率; 增加了新的接口功能,例如,回送檢查; 解決了機械接口問題。 機械特性 37芯或9芯連接器。 2021/2/625 4.3 典型的物理層標準接口 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。 2021/2/626 4.3 典型的物理層標準接口 4.3.3 CCITT X.21 X.

15、21:在公共數據網PDN中進行同步操作的DTE/DCE之間的通用接口。 機械特性 15針連接器,ISO 4903。 2021/2/627 4.3 典型的物理層標準接口 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 分成四個工作階段: 空閑,呼叫控制,數據傳送,清除 2021/2/628 帶有RJ45接頭的雙絞線 2021/2/629 具有以太網卡的計算機背面 2021/2/630 一個10/100M雙絞線以太網接口,指示燈的狀態(tài)顯示接口連接在一 個10M以太網上 2021/2/631 4.4 傳輸介質 光纖 目前,在實驗室中光纖帶寬超過50Tbps;8 2.5 Gbps,8 10 Gbps ,32 10 Gbps 的光纖傳輸已經實用; 光纖分類:單模光纖和多模光纖 光源發(fā)出的光進入光纖后,入射角度小的光被反射,并沿著光纖