以太网物理层

网费不够了，不弄了，下次整理

物理层结构

IEEE802.3标准给出了以太网的物理层结构，如下图所示红色框内标注：

物理层大致可以分为： GMII介质无关接口、 PCS物理编码子层，PMA物理介质连接层，PMD物理介质相关层、MDI接口 、MEDIUM物理介质。

1、物理介质层

这里所谓的物理介质，我们最常见的就是我们的网线，这就是一种以太网传输的物理介质。常见的物理介质还有同轴电缆、光纤等。

看下表，其中10-100-1000表示以太网的速度10M-100M-1000M。而BASE后的字母数字，则表示了当前介质的类型。

关于这些推荐大家看一本书《图解网络硬件》

PHY芯片的主要作用是关注具体的接口和介质类型，执行以太网的物理层通信功能，

使MAC层芯片专注于实现以太网协议。

PCS - PHYSICAL CODING SUBLAYER

PCS子层的功能是编码/解码。

在发送方向，PCS子层将来自MAC层的数据进行编码，8B/10B或64B/66B。接收方向将来自线路上的数据进行解码后送给MAC层。

编码的作用是：转换密度、DC补偿、检错等。

FEC - FORWARD ERROR CORRECTION

FEC(Forward Error Correction)前向纠错，其原理是：发送方将要发送的数据附加上一定的冗余纠错码，接收方则根据纠错码对数据进行差错检测，如发现差错，可选择由接收方进行纠正。

RS-FEC Reed-Solomn 里德所罗门FEC编码。

FEC有两种模式，检测错误但不修复、检测且修改。两者在时延上有差别，当要求低时延使用检测不修复时，要求链路标准更高BER of 10–12 or better，否则要求BER of 10–5 or better，才能达到通讯质量要求。

PMA - PHYSICAL MEDIUM ATTACHMENT

PMA子层的功能是链路监测和时钟合成/恢复。

PMA从PCS接收串行bit流，然后发送到PMD层。PMA使用数字锁相环PLL，在发送端根据标准时钟接口发送bit流，在接收端PLL同步串行数据流并从中提取时钟。

端口时钟通过端口基频加锁相环倍频得到，每根lane的时钟再由端口时钟经过osr分频得到。

PMD - PHYSICAL MEDIUM DEPENDENT

PMD子层的功能是扰码和均衡。

均衡器（Equalizer），是一种可以分别调节各种频率放大量的电子设备，通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷。在通信系统中，在系带系统中插入均衡器能够减小码间干扰的影响。

如果接收端中判决的结果经过反馈用于均衡器的参数调整，则为非线性均衡器，包括判决反馈均衡器(DFE: Decision Feedback Equalization)、最大似然(ML)符号检测器和最大似然序列估计等。

DEF是接收端通过固件自动调节以适配最好CDR时钟恢复效果，在高速时，需固件不断调整适配。

CL72 trainning调整的是发送端的均衡器的预加重值。

DEF/Trainning都位于PMD层，分别控制接收和发送端能力。

FEC是独立层，位于PCS之下，PMA之上，在发送端编码，用于接收端纠错。

AN - AUTO NEGOTATION

AN子层用于两端交互支持能力，并选取同时支持的最大能力。

CL28 AN内容包括速率/双工/流控。

CL73 AN包括对称流控+接口类型（100GCR4、100GKR4、40GKR4…）+FEC ability+FEC requested。

部分内容参考 https://www.cnblogs.com/yousun/p/8639919.html