物理層各子層功能

1、) 物理層各子層功能Reconciliation Sublayer (RS): 協(xié)調(diào)子層。匯聚功能，使不同介質(zhì)類型對(duì)MAC子層透明Medium Independent Interface (MII): 介質(zhì)無關(guān)接口。提供公共接口，屏蔽這些物理層的不同細(xì)節(jié)Physical Coding Sublayer (PCS): 物理編碼子層。編碼/解碼Physical Medium Attachment sublayer (PMA): 物理介質(zhì)連接子層。執(zhí)行并串/串并轉(zhuǎn)換Physical Medium Dependent sublayer (PMD): 物

2、理介質(zhì)相關(guān)子層。信號(hào)轉(zhuǎn)換到特定介質(zhì)上或反向轉(zhuǎn)換Medium Dependent Interface (MDI): 介質(zhì)相關(guān)接口。到傳輸介質(zhì)的接口2) 以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)7166246 =< n =< 15004bytesPreSFDDASALength TypeData unit + padFCSPreamble (PRE)- 7 bytes. The PRE is an alternating pattern of ones and zeros that tells receiving stations that a frame is coming, and that pro

3、vides a means to synchronize the frame-reception portions of receiving physical layers with the incoming bit stream.7字節(jié)。Pre字段中1和0交互使用，接收站通過該字段知道導(dǎo)入幀，并且該字段提供了同步化接收物理層幀接收部分和導(dǎo)入比特流的方法。Start-of-frame delimiter (SFD)- 1 byte. The SOF is an alternating pattern of ones and zeros, ending with two consecutive

4、1-bits indicating that the next bit is the left-most bit in the left-most byte of the destination address.1字節(jié)。字段中1和0交互使用，結(jié)尾是兩個(gè)連續(xù)的1，表示下一位是目的地址的起始位。Destination address (DA)- 6 bytes. The DA field identifies which station(s) should receive the frame.目標(biāo)地址.Source addresses (SA)- 6 bytes. The SA field ide

5、ntifies the sending station. 源地址.Length/Type- 2 bytes. This field indicates either the number of MAC-client data bytes that are contained in the data field of the frame, or the frame type ID if the frame is assembled using an optional format.Data- Is a sequence of n bytes (46=< n =<1500) of an

6、y value. (The total frame minimum is 64bytes, maxium is bytes.)Frame check sequence (FCS)- 4 bytes. This sequence contains a 32-bit cyclic redundancy check (CRC) value, which is created by the sending MAC and is recalculated by the receiving MAC to check for damaged frames.4字節(jié)。該序列包括32位的循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）值，

7、由發(fā)送方生成，接收方重新進(jìn)行計(jì)算以校驗(yàn)被破壞的幀。3) IEEE 802.3u Fast Ethernet3.1) 100BASE-TX支持全雙工模式。使用的是兩對(duì)抗阻為100歐姆的5類非屏蔽雙絞線（UTP），最大傳輸距離是100米。用線對(duì)1/2(發(fā)送), 3/6(接收)。使用RJ-45連接器。PCS子層使用4B/5B編碼方式，信號(hào)頻率為125MHz。PMD子中使用MLT-3(多電平傳輸-3)編碼:若數(shù)據(jù)為“1”，則從當(dāng)前電平到下一電平跳變。例如：11111=> +1,0,-1,0,+1，若數(shù)據(jù)為“0”，則不跳變。3.2) 100Base-FX支持全雙工模式。使用的是兩股光纖，其中一股用

8、于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一股用于接收數(shù)據(jù)?？捎脝文９饫w或者多模光纖。使用MICFDDI連接器、ST連接器或SC連接器。采用4B/5B-NRZI方案，信號(hào)頻率為125MHz。3.3) 100BASE-T4使用4對(duì)3類非屏蔽雙絞線，最大傳送距離是100米。站點(diǎn)發(fā)送使用三對(duì)線 1/2, 4/5,7/8來發(fā)送數(shù)據(jù)，使用一對(duì)線3/6來檢測沖突；站點(diǎn)接收數(shù)據(jù)時(shí)，使用三對(duì)線 3/6, 7/8, 4/5接收數(shù)據(jù)。使用RJ-45連接器。不能進(jìn)行全雙工操作。100BASE-T4的信號(hào)采用8B/6T的編碼方式，每一個(gè)8位組映象為6位三元符號(hào)組，由於字碼包含 6 個(gè)符號(hào)，而每一個(gè)符號(hào)有 3 種電位 (+, 0, -), 因此所

9、有可用的字碼有 729 個(gè)（36 = 729), 但是要代表所有 8 位元的組合只要 256 種字碼即可 (28 = 256)。然后輪流在三個(gè)輸出線對(duì)上發(fā)送輸出，每個(gè)線對(duì)上波特率25Mbaud，因?yàn)?5Mbaud÷6/8=33.333Mbps，所以總傳輸率100Mbps。*4B/5B編碼*NRZI,MLT-34) Gigabit Ethernet千兆以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)包括的IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab。IEEE 802.3z標(biāo)準(zhǔn)中包括1000Base-LX、1000Base-SX、1000Base-CX，三種統(tǒng)稱為1000Base-X子系列。IEEE 802.3ab標(biāo)準(zhǔn)

10、中包括1000Base-T。另外在工業(yè)應(yīng)用中，盡管有些規(guī)范并沒有正式以標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)外發(fā)布（或者不是由IEEE發(fā)布的），但卻實(shí)實(shí)在在有廣泛的應(yīng)用。如1000Base-LH、1000Base-ZX、1000Base-LX10、1000Base-BX10、1000Base-TX這五種規(guī)范。4.1) 1000BASE-SX使用短波激光作為信號(hào)源，工作波長為850nm。使用芯徑為50m及62.5m的多模光纖，傳輸距離分別為260m和525m，適用于建筑物中同一層的短距離主干網(wǎng)。使用SC型連接器。采用8B/10B編碼方式。運(yùn)行信令速率為 1250 Mbaud.4.2) 1000BASE-LX使用長波激光作為

11、信號(hào)源，工作波長為1310nm。使用芯徑為50m及62.5m的多模光線和芯徑為9m單模光纖，傳輸距離分別為525m、550m和3000m，主要用于校園主干網(wǎng)。使用SC型連接器。采用8B/10B編碼方式。運(yùn)行信令速率為 1250 Mbaud.4.3) 1000BASE-CX使用150平衡屏蔽雙絞線（STP），采用8B/10B編碼方式，傳輸速率為1.25Gbps，傳輸距離為25m，使用9芯D型連接器連接電纜。主要用于集群設(shè)備的連接，如一個(gè)交換機(jī)房內(nèi)的設(shè)備互連。4.4) 1000BASE-T可以采用5類、超5類、6類或者7類非平衡屏蔽雙絞線(UTP)作為傳輸介質(zhì)，最長有效距離與100BASE-TX一

12、樣可以達(dá)到100米。用戶可以采用這種技術(shù)在原有的快速以太網(wǎng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)從100Mbps到1000Mbps的平滑升級(jí)。主要用于結(jié)構(gòu)化布線中同一層建筑的通信，從而可以利用以太網(wǎng)或快速以太網(wǎng)已鋪設(shè)的UTP電纜。 4對(duì)線全都使用，雙向傳輸（全雙工） 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要串?dāng)_/回聲消除技術(shù)  超5類及更高的布線系統(tǒng)都可以支持  編碼方式PAM-5，每個(gè)信號(hào)電平代表2比特 與100Base-Tx信號(hào)頻率相同125MHz  每對(duì)線支持250Mbps的數(shù)據(jù)速率（每個(gè)方向）Bidirectional data transmission ona single pair is enabled b

13、y devices called hybrids. The hybrid stops the local transmitted signals from being mixed with the local received signals.The 1000Base-T configuration adds a significant amount of complexity and cost because of the bi-directional transmission (two-way transmission on a single pair). This design requ

14、ires the use of hybrids to separate the transmission path from the receive path. It also requires high-powered digital signal processors (DSPs) to cancel the echoes generated by the near and far-end hybrids. In addition, near-end and far-end crosstalk must also be filtered out from already-complex s

15、ignals. This puts a significant burden on the electronics in terms of complexity, chip size, and power consumption.4.5) 1000BASE-ZXSFP模塊, 單模, LC接口, 波長1550nm，傳輸距離70KM-80KM.采用8B/10B編碼方式。運(yùn)行信令速率為 1250 Mbaud.4.6) 1000BASE-LH這是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但是在工業(yè)中已被廣為接受為事實(shí)上的千兆以太網(wǎng)規(guī)范。1000Base-LH采用的是波長為1300nm或者1310nm的單模或者多模長波光纖。它類

16、似于1000Base-LX規(guī)范，但在單模優(yōu)質(zhì)光纖中的最長有效傳輸距離可達(dá)10km，并且可以與1000Base-LX網(wǎng)絡(luò)保持兼容。4.7) 1000Base-LX10這也是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但是在工業(yè)中已被廣為接受為事實(shí)上的千兆以太網(wǎng)規(guī)范。1000Base-LX10采用的是波長為1310nm的單模長波光纖。最長有效傳輸距離可達(dá)10km。4.8) 1000Base-BX10這也是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但是在工業(yè)中已被廣為接受為事實(shí)上的千兆以太網(wǎng)規(guī)范。1000Base-BX10的兩根光纖所采用的傳輸介質(zhì)類型是不同的：下行方向（從網(wǎng)絡(luò)中心到外部）采用的是波長為1490nm的單模超長波光纖，上行方向則是采用13

17、10nm的單模長波光纖。最長有效距離為10km。4.9) 1000Base-TX1000Base-TX，但它不是由IEEE制定的，而是由TIA/EIA于1995年發(fā)布的，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為TIA/EIA-854。盡管1000Base-TX也是基于4對(duì)雙絞線，卻采用快速以太網(wǎng)中與100Base-TX標(biāo)準(zhǔn)類似的傳輸機(jī)制，是以兩對(duì)線發(fā)送，兩對(duì)線接收（類似于100Base-TX的一對(duì)線發(fā)送，一對(duì)線接收）。由于每對(duì)線纜本身不進(jìn)行雙向的傳輸，線纜之間的串?dāng)_就大大降低。這種技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接口要求比較低，不需要非常復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，降低了網(wǎng)絡(luò)接口的成本。但由于使用線纜的效率降低了（兩對(duì)線收，兩對(duì)線發(fā)），要達(dá)到1000

18、Mb/s的傳輸速率，要求帶寬就超過100MHz，也就是說在5類和超5類的系統(tǒng)中不能支持該類型的網(wǎng)絡(luò)，一定需要6類或者7類雙絞線系統(tǒng)的支持。The signaling rate in the case of five-level PAM is 250 megabaud (MBd) per second, but the bit rate is actually 500 Mbits/sec.4.10) 9種千兆以太網(wǎng)規(guī)范比較千兆以太網(wǎng)規(guī)范規(guī)范使用的傳輸介質(zhì)有效早熟1000Base-CX150雙絞線25m1000Base-LX波長為1310nm的單?；蛘叨嗄９饫w5km1000Base-SX波長為85

19、0nm的多模光纖500m1000Base-LH波長為1310nm的單模或者多模光纖10km1000Base-ZX波長為1550nm的單模光纖70km1000Base-LX10波長為1310nm的單模光纖10km1000Base-BX10下行為波長為1490nm的單模光纖，上行為波長為1310nm的單模光纖10km1000Base-T5類、超5類、6類或者7類雙絞線100m1000Base-TX6類或者7類雙絞線100m頂0踩0千兆以太網(wǎng)的物理層協(xié)議 編輯詞條 添加義項(xiàng)名B 添加義項(xiàng) ?所屬類別 :其他千兆以太網(wǎng)是建立在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上的技術(shù)。千兆以太網(wǎng)

20、和大量使用的以太網(wǎng)與快速以太網(wǎng)完全兼容，并利用了原以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的全部技術(shù)規(guī)范，其中包括CSMA/CD協(xié)議、以太網(wǎng)幀、全雙工、流量控制以及IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)中所定義的管理對(duì)象。而千兆以太網(wǎng)的物理層協(xié)議是基于物理層的傳輸信息的協(xié)議?；拘畔?#183; 中文名稱千兆以太網(wǎng)的物理層協(xié)議· 基    礎(chǔ)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) · 領(lǐng)    域數(shù)字通信· 協(xié)    議CSMA/CD目錄11) 物理層各子層功能22) 以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)34) Gigabi

21、t Ethernet折疊編輯本段1)物理層各子層功能Reconciliation Sublayer (RS):協(xié)調(diào)子層。匯聚功能，使不同介質(zhì)類型對(duì)MAC子層透明Medium Independent Interface (MII):介質(zhì)無關(guān)接口。提供公共接口，屏蔽這些物理層的不同細(xì)節(jié)Physical Coding Sublayer (PCS):物理編碼子層。編碼/解碼Physical Medium Attachment sublayer (PMA):物理介質(zhì)連接子層。執(zhí)行并串/串并轉(zhuǎn)換Physical Medium Dependent sublayer (PMD):物理介質(zhì)相關(guān)子層。信號(hào)轉(zhuǎn)換到特

22、定介質(zhì)上或反向轉(zhuǎn)換Medium Dependent Interface (MDI):介質(zhì)相關(guān)接口。到傳輸介質(zhì)的接口折疊編輯本段2)以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)7166246 =< n =< 15004bytesPreSFDDASALength TypeData unit + padFCSPreamble (PRE)- 7 bytes. The PRE is an alternating pattern of ones and zeros that tells receiving stations that a frame is coming, and that provides a means t

23、o synchronize the frame-reception portions of receiving physical layers with the incoming bit stream.7字節(jié)。Pre字段中1和0交互使用，接收站通過該字段知道導(dǎo)入幀，并且該字段提供了同步化接收物理層幀接收部分和導(dǎo)入比特流的方法。Start-of-frame delimiter (SFD)- 1 byte. The SOF is an alternating pattern of ones and zeros, ending with two consecutive 1-bits indicati

24、ng that the next bit is the left-most bit in the left-most byte of the destination address.1字節(jié)。字段中1和0交互使用，結(jié)尾是兩個(gè)連續(xù)的1，表示下一位是目的地址的起始位。Destination address (DA)- 6 bytes. The DA field identifies which station(s) should receive the frame.目標(biāo)地址.Source addresses (SA)- 6 bytes. The SA field identifies the sen

25、ding station. 源地址.Length/Type- 2 bytes. This field indicates either the number of MAC-client data bytes that are contained in the data field of the frame, or the frame type ID if the frame is assembled using an optional format.Data- Is a sequence of n bytes (46=< n =<1500) of any value. (The t

26、otal frame minimum is 64bytes, maxium is bytes.)Frame check sequence (FCS)- 4 bytes. This sequence contains a 32-bit cyclic redundancy check (CRC) value, which is created by the sending MAC and is recalculated by the receiving MAC to check for damaged frames.4字節(jié)。該序列包括32位的循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)值，由發(fā)送方生成，接收方重新進(jìn)行計(jì)

27、算以校驗(yàn)被破壞的幀。3) IEEE 802.3u Fast Ethernet折疊3.1)100BASE-TX支持全雙工模式。使用的是兩對(duì)抗阻為100歐姆的5類非屏蔽雙絞線(UTP)，最大傳輸距離是100米。用線對(duì) 1/2(發(fā)送), 3/6(接收)。使用RJ-45連接器。PCS子層使用4B/5B編碼方式，信號(hào)頻率為125MHz。PMD子中使用MLT-3(多電平傳輸-3)編碼:若數(shù)據(jù)為"1"，則從當(dāng)前電平到下一電平跳變。例如:11111=> +1,0,-1,0,+1，若數(shù)據(jù)為"0"，則不跳變。折疊3.2)100Base-FX支持全雙工模式。使用的是兩股

28、光纖，其中一股用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一股用于接收數(shù)據(jù)。可用單模光纖或者多模光纖。使用MIC/FDDI連接器、ST連接器或SC連接器。采用4B/5B-NRZI方案，信號(hào)頻率為125MHz。折疊3.3)100BASE-T4使用4對(duì)3類非屏蔽雙絞線，最大傳送距離是100米。站點(diǎn)發(fā)送使用三對(duì)線 1/2, 4/5,7/8來發(fā)送數(shù)據(jù)，使用一對(duì)線3/6來檢測沖突;站點(diǎn)接收數(shù)據(jù)時(shí)，使用三對(duì)線 3/6, 7/8, 4/5接收數(shù)據(jù)。使用RJ-45連接器。不能進(jìn)行全雙工操作。100BASE-T4的信號(hào)采用8B/6T的編碼方式，每一個(gè)8位組映象為6位三元符號(hào)組，由於字碼包含 6 個(gè)符號(hào)，而每一個(gè)符號(hào)有 3 種電位 (+,

29、0, -), 因此所有可用的字碼有 729 個(gè)(36 = 729), 但是要代表所有 8 位元的組合只要 256 種字碼即可 (28 = 256)。然后輪流在三個(gè)輸出線對(duì)上發(fā)送輸出，每個(gè)線對(duì)上波特率25Mbaud，因?yàn)?5Mbaud÷6/8=33.333Mbps，所以總傳輸率100Mbps。*4B/5B編碼*NRZI,MLT-3折疊編輯本段4)GigabitEthernet千兆以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)包括的IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab。IEEE 802.3z標(biāo)準(zhǔn)中包括1000Base-LX、1000Base-SX、1000Base-CX，三種統(tǒng)稱為1000Base-X子系列。

30、IEEE 802.3ab標(biāo)準(zhǔn)中包括1000Base-T。另外在工業(yè)應(yīng)用中，盡管有些規(guī)范并沒有正式以標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)外發(fā)布(或者不是由IEEE發(fā)布的)，但卻實(shí)實(shí)在在有廣泛的應(yīng)用。如1000Base-LH、1000Base-ZX、1000Base-LX10、1000Base-BX10、1000Base-TX這五種規(guī)范。折疊4.1)1000BASE-SX使用短波激光作為信號(hào)源，工作波長為850nm。使用芯徑為50m及62.5m的多模光纖，傳輸距離分別為260m和525m，適用于建筑物中同一層的短距離主干網(wǎng)。使用SC型連接器。采用8B/10B編碼方式。運(yùn)行信令速率為 1250 Mbaud.折疊4.2)100

31、0BASE-LX使用長波激光作為信號(hào)源，工作波長為1310nm。使用芯徑為50m及62.5m的多模光線和芯徑為9m單模光纖，傳輸距離分別為525m、550m和3000m，主要用于校園主干網(wǎng)。使用SC型連接器。采用8B/10B編碼方式。運(yùn)行信令速率為 1250 Mbaud.折疊4.3)1000BASE-CX使用150平衡屏蔽雙絞線(STP)，采用8B/10B編碼方式，傳輸速率為1.25Gbps，傳輸距離為25m，使用9芯D型連接器連接電纜。主要用于集群設(shè)備的連接，如一個(gè)交換機(jī)房內(nèi)的設(shè)備互連。折疊4.4)1000BASE-T可以采用5類、超5類、6類或者7類非平衡屏蔽雙絞線(UTP)作為傳輸介質(zhì)，

32、最長有效距離與100BASE-TX一樣可以達(dá)到100米。用戶可以采用這種技術(shù)在原有的快速以太網(wǎng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)從100Mbps到1000Mbps的平滑升級(jí)。主要用于結(jié)構(gòu)化布線中同一層建筑的通信，從而可以利用以太網(wǎng)或快速以太網(wǎng)已鋪設(shè)的UTP電纜。· 4對(duì)線全都使用，雙向傳輸(全雙工)· 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要串?dāng)_/回聲消除技術(shù)· 超5類及更高的布線系統(tǒng)都可以支持· 編碼方式PAM-5，每個(gè)信號(hào)電平代表2比特· 與100Base-Tx信號(hào)頻率相同125MHz· 每對(duì)線支持250Mbps的數(shù)據(jù)速率(每個(gè)方向)Bidirectional data trans

33、mission ona single pair is enabled by devices called hybrids. The hybrid stops the local transmitted signals from being mixed with the local received signals.The 1000Base-T configuration adds a significant amount of complexity and cost because of the bi-directional transmission (two-way transmission

34、 on a single pair). This design requires the use of hybrids to separate the transmission path from the receive path. It also requires high-powered digital signal processors (DSPs) to cancel the echoes generated by the near and far-end hybrids. In addition, near-end and far-end crosstalk must also be filtered out from already-complex signals. This puts a significant burden on the electronics in terms of complexity, chip size, and power consumption.折疊4.5)1000BASE-ZXSFP模塊, 單模, LC接口, 波長1550nm，傳輸距離70KM-80KM.采用8B/10B編碼方式。運(yùn)行信令速率為 1250 Mbaud.折疊4.6)1000BASE-LH這是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但是在工業(yè)中已被廣為接受為事實(shí)上的千兆以太