Ethernet基础知识之二

bruce.chen

                                ＊＊＊所有内容均选自不同达人，本人整理而已，仅供参考学习＊＊＊
一、FLP和NLP
　　100BaseT采用一种被成为快速链路脉冲（FLP）的脉冲信号，在网络连接建立初期检测
100BaseT工作站和网络集线器之间的链路完好性。从这一方面来说，FLP与10BaseT所采用的正常链路脉冲（NLP）是相互兼容的。但是，除了
提供NLP所具有的功能之外，FLP还可以用来在100BaseT工作站和集线器之间进行自动协商，确定双方共同的工作模式。
二、自动协商
　
　100BaseT支持自动协商功能，网络工作站和集线器可以通过相互之间发送的FLP脉冲信号，交换各自的设置信息，创建最佳通信环境。通过自动协商，
可以在网络设备之间实现速度匹配，在支持全双工模式的设备之间实现全双工通信，以及对100BaseT4和100BaseTX工作站实现自动信号配置等。
三、100BaseT硬件组成
　　构成100BaseT网络物理连接的主要部件包括以下几种：
　　网络介质：网络介质用于计算机之间的信号传递。100BaseT主要采用三种不同类型的网络介质，分别是100BaseTX，100BaseFX，和100BaseT4。
　　媒体相关接口（MDI）：MDI是一种位于传输媒体和物理层设备之间的机械和电气接口。
　　物理层设备（PHY）：PHY提供10 Mbps或100 Mbps操作，可以是一组集成电路，也可以作为外部独立设备使用，通过MII电缆与网络设备上的MII端口连接。
　　媒体独立接口（MII）：使用100 Mbps外部收发器，MII可以把快速以太网设备与任何一种网络介质连接在一起。


　 上图表示了用于进行100M连接的组件，有一些网络的组件可能不一样，但是基本的框架就象上图一样。
　　在图的右边，物理介质用于传输在计算机间传输信号。这个介质可以是上面所说的任何一种介质。用户可以通过介质相关接口（MDI）和介质相连。这个东西是一个8针的双绞线连接器或光纤接口。
　　在图中的第二个设备是物理层设备（Physical Layer
Device，PHY）这个设备执行了和10Mbps以太网中transceiver一样的功能。它可以是一个集成于网络设备以太端口的电路（此时用户是
看不到它的），也可以是一个独立的安装在MII线缆上的设备。
　　MII是一个可选的组件，它提供了提供了将连接介质访问控制功能连接到PHY的方法。MII可以支持10Mbps或100Mbps速率，这样就可以使
设备连接到10BASE-T或100BASE-T网络上。MII可以在不同的介质上发送不同的信号，这信号的不同对网络设备中的以太芯片来说是透明的。
MII在其中进行了转换。MII提供了40针的连接头，线缆，使网络设备可以连接到不同的介质上，为网络连接提供了最大的灵活性。MII可以通过40针的
MII连接器和一条MII线缆连接到transceiver上。线缆的最大长度不得大于0.5m。当然，如果transceiver允许也可以不使用中间
线缆。
下面是以太网设计FAQ
问：什么是MII？
MII即媒体独立接口，它是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。它包括一个数据接口，以及一个MAC和PHY之间的管理接口(图1)。数据
接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。MII数据接口总共需要16个信号。管理接口是个双信号接口：
一个是时钟信号，另一个是数据信号。通过管理接口，上层能监视和控制PHY。

问：以太网PHY是什么？
答：PHY是物理接口收发器，它实现物理层。IEEE-802.3标准定义了以太网PHY。它符合IEEE-802.3k中用于10BaseT(第14条)和100BaseTX(第24条和第25条)的规范。
问：造成以太网MAC和PHY单片整合难度高的原因是什么？
答：PHY整合了大量模拟硬件，而MAC是典型的全数字器件。芯片面积及模拟/数字混合架构是为什么先将MAC集成进微控制器而将PHY留在片外的原因。更灵活、密度更高的芯片技术已经可以实现MAC和PHY的单芯片整合。
问： 除RJ-45接口外，还需要其它元件吗？
答：需要其它元件。虽然PHY提供绝大多数模拟支持，但在一个典型实现中，仍需外接6、7只分立元件及一个局域网绝缘模块。绝缘模块一般采用一个1：1的变压器。这些部件的主要功能是为了保护PHY免遭由于电气失误而引起的损坏。
问：10BaseT和100BaseTX PHY实现方式不同的原因何在？
答：两种实现的分组描述本质上是一样的，但两者的信令机制完全不同。其目的是阻止一种硬件实现容易地处理两种速度。10BaseT采用曼彻斯特编码，100BaseTX采用4B/5B编码。
问：什么是曼彻斯特编码？
答：曼彻斯特编码又称曼彻斯特相位编码，它通过相位变化来实现每个位(图2)。通常，用一个时钟周期中部的上升沿表示“1”，下降沿表示“0”。周期末端的相位变化可忽略不计，但有时又可能需要将这种相位变化计算在内，这取决于前一位的值。

问：什么是4B/5B编码？
答：4B/5B编码是一种块编码方式。它将一个4位的块编码成一个5位的块。这就使5位块内永远至少包含2个“1”转换，所以在一个5位块内总能进行时钟同步。该方法需要25%的额外开销。
               
               
               
               
               
               
               

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