以太网PHY接口1概要

1、2021/2/61 以太网PHY接口 2021/2/62 物理层的简介 物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传 输数据比特流,而不是指具体的传输媒体。 物理层的作用正是要尽可能地屏蔽屏蔽掉屏蔽掉这些传输媒 体与通信手段的差异,使物理层上面的数据链路层感觉不到这 些差异,这样就可以使数据链路层只需考虑如何完成本层的协 议和服务,而不必考虑具体的传输媒体和通信手段是什么。 物理层是OSI的最底层,也是网络与不同媒体的接口层,它的主 要任务是将0或1比特流串通过调制编码技术,转换为适宜某种 媒体传输的数据,并将该数据转换或为各种电磁波信号,实现将 本地的0或1比特流串传输到下一个节点的

2、物理层。 2021/2/63 物理层的基本特性 物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性, 即: 机械特性 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和 排列、固定和锁定装置等等。 电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。 功能特性 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意 义。 规程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。 2021/2/64 2021/2/65 2021/2/66 十兆位以太网 1Base5(StarIAN): 2 twisted telephone wire pairs。作为IEEE802.3新标准,StarIAN 可支持从集线 器到节点间

3、长达250米的距离,在1BASE5中的5表示 节点到节点的距离为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同轴电缆的10-Mbps宽带以太网标准。 是IEEE 802.3 标准的一部分,其有一个3600米每段的长度限制。It was developed during the 1980s and specified inIEEE 802.3b-1985. 2021/2/67 10Bas

4、e2: RG 58 coax cable。概述通过最长不超过200 米的细同轴电缆相连、以10 MB/秒(Mbps) 的速 度传输数据的基带局域网的以太网和IEEE 802.3 标准。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以太网一 种以太网标准,该标准用于使用粗同轴电缆、速度为10Mbps 的基带局域网络,在总线型网络中,最远传输距离为500米。 线缆直径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。是基于曼彻斯特信号编码传输 10Mbps以太网系统,通过编码传输的光缆。10BaseF包括 10BaseFL、10BaseFB和10BaseFP,它们被定义在IEEE802.3j 标准中。 10BaseFL(fiber link):FOIRL标准升级版,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):用于主干网网桥的连接和交互。 The maximum allowable segment length for 10BASE-FB is 2000 meters。it is now obsolete. 10BaseFP(fiber passive sta

7、r):无源星形网络,一个中心集线器 上连接了所有分支,但它对通过的信号不再重新发送。it was never implemented。10Base-T(twisted):两对三类的非屏蔽双绞线(UTP CAT3),全 双工。10BASET是1990年由IEEE新认可的,编号为 IEEE802.3i. 2021/2/610 100Base-FX 两根光纤,全双工,一芯用于发射,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。 百兆位以太网 2021/2/611 100Base-TX 运行在两对双绞线（5类）上,一对用于接收,一对用于发送 运行模式可以是半双工或全双工 建议使用五类非屏蔽双绞线（UTP5） 最大传输距离100m MDI接口通常使用RJ45连接器,只使用与1

9、0BASE-T相同的4个针脚 100Base-T4: 运行在四队三类双绞线上,传输最大距离100m 接收和发送又要使用三队双绞线,只能以半双工模式运行 MDI接口通常使用RJ45连接器,需要使用全部8个针脚 2021/2/612 100Base-T2 两路UTP CAT3线,全双工,最大传输距离100m 采用混合与噪声抵消技术,使单一线对可以全双工模式运行 MDI接口通常使用RJ45连接器,只能使用与10BASE-T相同的4个针脚 2021/2/613 千兆位以太网 Long wavelength Multi/Singlemode fiber.1000BASE-LX对应于 IEEE 802.3

10、 Clause 38标准 既可以使用单模光纤也可以使用多模光纤。1000BASE-LX所使用的 光纤主要有:62.5m多模光纤(275m)、50m多模光纤(550m)和 9m(5km)单模光纤。 MDI接口推荐使用双SC光纤连接器 1000Base-LX/SX 2021/2/614 1000Base-CX(copper gigabit eth.): Copper jumper cable。千兆eth.初始标准。 1000BASE-CX对应于802.3z标准,采用的是150平衡屏蔽双绞线（STP）。最大传输 距离25米,使用9芯D型连接器连接电缆。采用8B/10B编码。 1000Base-T(t

11、wisted): 4 CAT5e, CAT6 or better pairs.IEEE 802.3ab标准,Each 1000BASE-T network segment can be a maximum length of 100 meters (328 feet).Autonegotiation.4对线,每对线可同时用于收发,每对线速率可达250Mbps,使用 网格编码增大编码增益以减小串扰 2021/2/615 万兆位以太网 2021/2/616 2021/2/617 2021/2/618 2021/2/619 物理接口 2021/2/620 4.3 典型的物理层标准接口 4.3.1 E

12、IA RS-232-C 1960年美国电子工业协会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之间的接口。 机械特性 25芯连接器,DTE为插头,DCE为插座。 电气特性 采用非平衡型电气特性,低于-3V为“1”,高于+4V为 “0”,最大 20Kbps,最长15m。 2021/2/621 4.3 典型的物理层标准接口 非平衡传输（unbalanced transmission）:所有电路共享一个公 用的地线。 平衡传输（balanced transmission）:每个主要电路需要两根线, 没有公

13、用的地线。 功能特性 定义了21条线,许多子集,基本与CCITT V.24兼容 规程特性 对不同的功能子集,有不同的规程。 RS-232-C 有14中不同的接口类型,适合于单工,半双工,全双工,同 步,异步 2021/2/622 4.3 典型的物理层标准接口 RS-232-C的不足与改进 不足 传输性能低,距离短,速率低。 改进 重新设计,X.21; 以RS-232-C为基础改进,1977年提出RS-449 2021/2/623 RS232接头 2021/2/624 4.3 典型的物理层标准接口 4.3.2 EIA RS-449/422-A/423-A EIA RS-449 是为替代RS-23

14、2-C而提出的物理层标准接口。实际上是一体化的 三个标准。 主要改进 改善了性能,加长了接口电缆距离,加大了数据传输率; 增加了新的接口功能,例如,回送检查; 解决了机械接口问题。 机械特性 37芯或9芯连接器。 2021/2/625 4.3 典型的物理层标准接口 电气特性 与RS-232-C相连,采用非平衡型电气特性 RS-423-A,20Kbps以下 其他情况,采用平衡型电气特性 RS-422-A ,20Kbps 2Mbps 功能特性 定义了30条功能线。 规程特性 基本上以RS-232-C为基础。 2021/2/626 4.3 典型的物理层标准接口 4.3.3 CCITT X.21 X.

15、21:在公共数据网PDN中进行同步操作的DTE/DCE之间的通用接口。 机械特性 15针连接器,ISO 4903。 2021/2/627 4.3 典型的物理层标准接口 电气特性 采用非平衡型电气特性和平衡型电气特性。 传输速率:600,2400,4800,9600,48000bps DTE使用非平衡型电气特性和平衡型电气特性;DCE使用平衡型电气特性 功能特性 定义了8条功能线。 规程特性 分成四个工作阶段: 空闲,呼叫控制,数据传送,清除 2021/2/628 带有RJ45接头的双绞线 2021/2/629 具有以太网卡的计算机背面 2021/2/630 一个10/100M双绞线以太网接口,指示灯的状态显示接口连接在一 个10M以太网上 2021/2/631 4.4 传输介质 光纤 目前,在实验室中光纤带宽超过50Tbps;8 2.5 Gbps,8 10 Gbps ,32 10 Gbps 的光纤传输已经实用; 光纤分类:单模光纤和多模光纤 光源发出的光进入光纤后,入射角度小的光被反射,并沿着光纤