三種類(lèi)型以太網(wǎng)的物理層編碼規則分析

    1、 10base-T 編碼方法

    10M以太網(wǎng)物理層信號傳輸使用曼徹斯特 編碼方法，即“0”=由“+”跳變到“-”，“1”=由“-”跳變到“+”,因為不論是”0”或是”1”,都有跳變,總體來(lái)說(shuō),信號是DC平衡的, 并且接收端很容易就能從信號的跳變周期中恢復時(shí)鐘進(jìn)而恢復出數據邏輯。

    2、100base-Tx 編碼方法

    100base-TX又稱(chēng)為快速以太網(wǎng)，因為通常100base-TX的PMD是使用CAT5線(xiàn)傳輸，按TIA/EIA-586-A定義只能達到100MHz，而當PCS層將4Bit編譯成5Bit時(shí)，使100Mb/s數據流變成125Mb/s數據流，100base-TX采用了MLT-3(三電平編碼)的信道編碼方法，目的是使MDI的5bit輸出的速率降低了。MLT-3定義只有數據是“1”時(shí)，數據信號狀態(tài)才跳變，“0”則保持狀態(tài)不變，以減低信號跳變的頻率，從而減低信號的頻率。

100base-Tx的MAC層在數據幀與幀之間，會(huì )插入IDEL幀(IDEL=11111)，告訴網(wǎng)上所連接的終端，鏈路在閑置但正常的工作狀態(tài)中(按CSMA/CD，DTE數據終端機會(huì )檢測鏈路是否空閑，才會(huì )發(fā)送數據)。事實(shí)上鏈路絕大部分時(shí)間，以IDEL“11111”為主，5Bit IDLE“11111”若每個(gè)“1”都跳變的話(huà)，MDI信號的頻率將會(huì )是125MHz，經(jīng)過(guò)MLT-3編碼后，原來(lái)的125MHz變成31.25MHz的信號，使頻率變成原來(lái)的1/4。FCC要求以太網(wǎng)不能產(chǎn)生過(guò)大的EMI，因為鏈路絕大部分時(shí)間是傳輸IDEL，MLT-3編碼會(huì )使頻率集中在31.25MHz范圍，在MLT-3編碼前，PCS層會(huì )對數據流進(jìn)行偽隨機的Scrambling擾碼，使“11111”分散，將能量與頻譜擴散。

    3、1000base-T 以太網(wǎng)編碼方法

    1000base-T在物理層使用5電平4D-PAM編碼，每個(gè)電平表示5符號-2,-1,0,1,2中的一個(gè)符號，每個(gè)符號代表2比特信息(其中4電平中每個(gè)電平代表2比特位,分別表示00，01，10，11，還有一個(gè)電平表示前向糾錯碼FEC)，這比二電平編碼提高了帶寬利用率，并能把波特率和所需信號帶寬減為原來(lái)的一半(125Mbps)。但多電平編碼需要用多位A/D，D/A轉換，采用更高的傳輸信噪比和更好的接收均衡性能。

    五個(gè)符號與電平的映射關(guān)系為:-2->-1, -1->-0.5, 0->0, 1->0.5, 2->1。

 1000base-T采用了UTP里所有的4對線(xiàn)，并且收發(fā)，在全雙工的模式下，加上使用4D-PMA5編碼方法實(shí)現1000MB/s的數據傳輸率。每對線(xiàn)的數據率為100Mb/s，經(jīng)8b/10b編碼后變?yōu)?25Mb/s。每個(gè)Baud波特碼元代表兩個(gè)比特的信息，4對線(xiàn)的總帶寬為

    ? 125Mb/s x2 x4=1000Mb/s

    是千兆速率，但實(shí)際上對示波器的帶寬要求只需能高保真采集125MHz信號即可，原因就是每對線(xiàn)上實(shí)際傳輸率是125Mbps。