三種類型以太網(wǎng)的物理層編碼規(guī)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,總體來說,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鐘進而恢復出數(shù)據(jù)邏輯,。

    2,、100base-Tx 編碼方法

    100base-TX又稱為快速以太網(wǎng)，因為通常100base-TX的PMD是使用CAT5線傳輸,，按TIA/EIA-586-A定義只能達到100MHz,，而當PCS層將4Bit編譯成5Bit時，使100Mb/s數(shù)據(jù)流變成125Mb/s數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)是“1”時,，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)幀與幀之間，會插入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(shù)據(jù)終端機會檢測鏈路是否空閑,，才會發(fā)送數(shù)據(jù)),。事實上鏈路絕大部分時間，以IDEL“11111”為主,，5Bit IDLE“11111”若每個“1”都跳變的話,，MDI信號的頻率將會是125MHz,，經(jīng)過MLT-3編碼后，原來的125MHz變成31.25MHz的信號,，使頻率變成原來的1/4,。FCC要求以太網(wǎng)不能產(chǎn)生過大的EMI，因為鏈路絕大部分時間是傳輸IDEL,，MLT-3編碼會使頻率集中在31.25MHz范圍,，在MLT-3編碼前，PCS層會對數(shù)據(jù)流進行偽隨機的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,，每個電平表示5符號-2,-1,0,1,2中的一個符號，每個符號代表2比特信息(其中4電平中每個電平代表2比特位,分別表示00,，01,，10，11,，還有一個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,。

    五個符號與電平的映射關系為:-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，并且收發(fā),，在全雙工的模式下,，加上使用4D-PMA5編碼方法實現(xiàn)1000MB/s的數(shù)據(jù)傳輸率。每對線的數(shù)據(jù)率為100Mb/s,，經(jīng)8b/10b編碼后變?yōu)?25Mb/s,。每個Baud波特碼元代表兩個比特的信息，4對線的總帶寬為

    ? 125Mb/s x2 x4=1000Mb/s

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