高速電路接口標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)讀-IEEE802.3篇

高速電路接口標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)讀

—IEEE802.3篇主講：周小軍工號(hào)：111941主要內(nèi)容物理層編碼以太網(wǎng)基礎(chǔ)以太網(wǎng)電接口1物理層編碼FlipFlopDCQ源同步時(shí)序系統(tǒng)ClockData@1Gbps=1ns=20cmFlipFlopDCQClockData傳輸延遲不相等10cm@1Gbps????不等長(zhǎng)問(wèn)題FlipFlopDCQClockDataCDR如果數(shù)據(jù)中有足夠多跳變就能在接收端用PLL恢復(fù)出同步時(shí)鐘PLLPLL時(shí)鐘嵌入數(shù)據(jù)中!自同步時(shí)序系統(tǒng)FlipFlopDCQClockDataCDR要求發(fā)送器和接收器的“地”電位相等!Jitter!接收器門限電壓使用差分信號(hào)解決共模電壓偏移問(wèn)題!FlipFlopDCQClockDataCDR接收器判決電平在+、-的中間發(fā)送器與接收器間的共模電壓不等會(huì)帶來(lái)過(guò)多的電流消耗Icm使用AC耦合隔離共模電壓但是又帶來(lái)直流平衡的問(wèn)題!差分信號(hào)傳輸110101101011111111?0需要定義一個(gè)最大的游程長(zhǎng)度（RunLength）發(fā)送等量的“1”和“0”(RunningDisparity)直流平衡問(wèn)題GainTimeGainTime仍然需要定義RunLength接收器自動(dòng)增益控制為什么要編碼？提供足夠多的數(shù)據(jù)跳變沿以進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)保持直流平衡游程長(zhǎng)度（RunLength）極性偏差（RunDisparity）其它目的提高傳輸因子檢錯(cuò)糾錯(cuò)傳送特殊碼比特率和波特率比特率是數(shù)字信號(hào)的傳輸速率，用單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的有效位數(shù)表示波特率是描述數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)載波調(diào)制的過(guò)程中載波每秒變化的次數(shù)，也稱調(diào)制速率、符號(hào)率比特率單位為每秒比特?cái)?shù)(bit/s,bps)波特率單位為波特(Baud)比特率和波特率的關(guān)系比特率=波特率×單個(gè)調(diào)制狀態(tài)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)單調(diào)制狀態(tài)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)通俗的說(shuō)指電平的級(jí)數(shù)，也稱為傳輸因子、傳輸效率或頻帶利用率，單位是bps/hz兩相調(diào)制的比特率等于波特率；四相調(diào)制的比特率為波特率的兩倍；八相調(diào)制的比特率為波特率的三倍信號(hào)容量和香農(nóng)公式帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限信息傳輸速率=帶寬*Log2(1+信噪比)給定信道帶寬，提高信噪比能增加信道容量無(wú)干擾信道容量為無(wú)窮大增加信道帶寬并不能無(wú)限制使信道容量增大信道容量一定時(shí)，信道帶寬與信噪比可以互換兩種編碼方法每N位添加一個(gè)同步位，如當(dāng)N=1時(shí)為Manchester編碼，當(dāng)N=4時(shí)為4B5B編碼，需要一個(gè)比原來(lái)更大的帶寬增加電平個(gè)數(shù)以減小信號(hào)帶寬，電平數(shù)越多，帶寬需要越少。仍然存在同步問(wèn)題，當(dāng)選擇電平數(shù)時(shí)還應(yīng)該把信噪比(SNR)考慮進(jìn)去，以便能識(shí)別這幾種不同的電平可以兩者結(jié)合用編碼帶寬與同步編碼方式編碼后帶寬同步Manchester每一個(gè)傳送的數(shù)據(jù)位都添加一個(gè)同步位，從而建立一個(gè)正的或負(fù)的前導(dǎo)轉(zhuǎn)換位雙倍原帶寬時(shí)鐘恢復(fù)4B5B每四位添加一個(gè)附加位，形成一個(gè)整體。構(gòu)成與前四位不同的標(biāo)志1.25倍原帶寬每五位一次時(shí)鐘同步NRZI遇到1時(shí)狀態(tài)從一個(gè)電位轉(zhuǎn)到另一個(gè)電位，遇0時(shí)則保持原狀態(tài)不變，共有兩個(gè)電位保持原帶寬當(dāng)傳輸一長(zhǎng)串0時(shí)沒(méi)有同步的可能性MLT-3遇到1時(shí)狀態(tài)從一個(gè)電位轉(zhuǎn)到另一個(gè)電位，總共有三個(gè)電位，遇到0時(shí)則保持原狀態(tài)不變?cè)瓗挼?0%當(dāng)傳輸一長(zhǎng)串0時(shí)沒(méi)有同步的可能性選擇編碼方式考慮的因素信道帶寬信噪比同步直流平衡翻轉(zhuǎn)密度實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度NRZ-不歸零碼用高電平表示“1”，低電平表示“0”，當(dāng)有連“1”時(shí)一直保持高電平狀態(tài)，直至遇到“0”才變成低電平狀態(tài)最原始的基頻傳輸方式，多為高速串行信號(hào)多采用可能會(huì)有直流平衡、翻轉(zhuǎn)密度不夠的問(wèn)題，高速串行應(yīng)用時(shí)需要對(duì)信號(hào)隨機(jī)化處理后發(fā)送RZ-歸零碼無(wú)論是“1”碼還是“0”碼，在碼元周期的后半段都回歸到“0”電平狀態(tài)1=在碼元的前半段保持高電平，后半段則恢復(fù)到低電平；0=低電平“1”利于同步，“0”無(wú)法同步NRZI-不歸零反轉(zhuǎn)碼有狀態(tài)轉(zhuǎn)換表示“1”，無(wú)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表示“0”，每個(gè)邏輯1會(huì)使當(dāng)前狀態(tài)改變，每個(gè)邏輯0則不改變當(dāng)前狀態(tài)改變1=改變電平狀態(tài)；0=不改變電平狀態(tài)“1”碼利于同步曼徹斯特編碼(相位編碼)一種自同步時(shí)鐘編碼技術(shù)，將時(shí)鐘包含在數(shù)據(jù)流中通過(guò)相位變化表示每個(gè)位，每位的中間有一跳變，既作時(shí)鐘同步信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)從高到低跳變（下降沿）表示“0”，從低到高跳變（上升沿）表示“1”曼徹斯特編碼(相位編碼)每個(gè)碼元都被調(diào)成兩個(gè)電平，數(shù)據(jù)傳輸速率只有調(diào)制速率的1/2，所需帶寬為NRZ的兩倍天生就是直流平衡的，每bit都能同步時(shí)鐘為10BASE-T采用MLT-3編碼一種三電平（+V、0和-V）雙極性編碼與曼徹斯特編碼類似，MLT-3根據(jù)轉(zhuǎn)換進(jìn)行位編碼，兩電平之間的躍變來(lái)表示“1”，而無(wú)躍變表示“0”將輸出變換到一個(gè)能粗略仿真正弦波能量分布的三電平波形中，以此壓縮信號(hào)帶寬MLT-3編碼由“1”組成的長(zhǎng)序列產(chǎn)生MLT-3輸出信號(hào)的頻率最高，信號(hào)不斷重復(fù)+V、0、-V、0模式，周期為四分之一時(shí)鐘速率由“0”組成的長(zhǎng)序列產(chǎn)生恒定的輸出，存在同步問(wèn)題，在使用MLT-3編碼時(shí)要通過(guò)協(xié)議限制長(zhǎng)“0”序列的產(chǎn)生，保持信號(hào)上的中點(diǎn)直流平衡MLT-3的最高基頻是NRZ、NRZI的一半，相同數(shù)據(jù)率下對(duì)傳輸介質(zhì)帶寬要求低為100Base-TX采用MLT-3編碼8B6T編碼把串行數(shù)據(jù)切成每8Bit一組，然后轉(zhuǎn)換成一個(gè)6T碼，轉(zhuǎn)換碼表參見(jiàn)802.3標(biāo)準(zhǔn)T碼有個(gè)三電平，分別為+V、0、-V編碼時(shí)要考慮DC平衡問(wèn)題8B6T編碼為100BASE-T4采用，除傳輸數(shù)據(jù)使用三個(gè)雙絞對(duì)外，第四對(duì)進(jìn)行沖突檢測(cè)，只支持半雙工對(duì)100Mb/s信號(hào)，每對(duì)的數(shù)據(jù)傳輸率33.33Mb/s，由于傳輸?shù)氖?B6T編碼后信號(hào)，故實(shí)際傳輸波特率為33.33M×6/8=25M，即每周期傳輸4bit數(shù)據(jù)PAM5編碼使用5電平PAM編碼，每個(gè)符號(hào)代表2比特信息5電平編碼提高帶寬利用率,能把波特率和所需信號(hào)帶寬減為原來(lái)的一半多電平編碼需要用多位A/D、D/A轉(zhuǎn)換，采用更高的傳輸信噪比和更好的接收均衡性能PAM5編碼100Base-T2采用PAM5×5編碼，在2個(gè)雙絞對(duì)上傳輸PAM5編碼，總的波特率為25M×21000BASE-TX采用4D-PAM5編碼，在4個(gè)雙絞對(duì)上同時(shí)傳輸PAM5編碼，總的波特率為125M×44D-PAM5編碼全雙工需要混波電路串?dāng)_消除技術(shù)發(fā)送側(cè)使用TCM編碼接收側(cè)用Viterbi解碼1000Base-TPHY簡(jiǎn)化功能框圖DSQ128(PAM16)編碼為10GBASE-T采用是THP、LDPC、DSQ128相結(jié)合的編碼方式DSQ128：2維PAM16編碼THP：預(yù)加重LDPC：糾錯(cuò)碼LDPC碼Low-DensityParity-Check，低密度奇偶校驗(yàn)一種具有稀疏校驗(yàn)矩陣的線性分組碼，其奇偶校驗(yàn)矩陣是一個(gè)稀疏矩陣，相對(duì)于行與列的長(zhǎng)度，校驗(yàn)矩陣每行、列中非零元素的數(shù)目非常小，這也是LDPC碼稱為低密度碼的原因幾乎適用于所有的信道，性能逼近香農(nóng)極限，描述和實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，譯碼簡(jiǎn)單且可實(shí)行并行操作，適合硬件實(shí)現(xiàn)DSQ128(PAM16)編碼LDPC(1723,2048)50×65+8+1=3259=3×512+17231723

ldpc(1723,2048)2048=4×51210GBase-TPHY簡(jiǎn)化功能框圖4B/5B編碼一種塊編碼方式，將4位塊編碼成5位塊，通過(guò)使5位塊內(nèi)永遠(yuǎn)至少包含2個(gè)“1”轉(zhuǎn)換，故在一個(gè)5位塊內(nèi)總能進(jìn)行時(shí)鐘同步，但需要25%額外開銷5bit碼共32種組合，只采用其中的24種，16種對(duì)應(yīng)4bit碼，8種用作控制碼，表幀的開始和結(jié)束、線路上的狀態(tài)（靜止、空閑、暫停）等，余下的8種未用，是無(wú)效碼字存在直流平衡、極性偏差問(wèn)題為100BASE－TX和100BASE－FX采用8B/10B編碼的歷史8B/10B編碼相關(guān)的三個(gè)概念RunLength（游程長(zhǎng)度）：指數(shù)據(jù)流中0或1的最大連續(xù)個(gè)數(shù)。在8B/10B編碼RunLength最大值為5Disparity：數(shù)據(jù)流中“1”個(gè)數(shù)和“0”個(gè)數(shù)之差。8B/10B編碼中的Disparity有三種情況，-2（有4個(gè)0和6個(gè)1）、0（有5個(gè)0和5個(gè)1）和+2（有6個(gè)0和4個(gè)1RunDisparity（極性偏差）：是一種編碼參數(shù)，目的是保持8B/10B編碼中的直流平衡8B/10B編碼能保證DC平衡,發(fā)送的“0”、“1”數(shù)量保持基本一致，RunLength在5以內(nèi)，有足夠的跳變用于時(shí)鐘恢復(fù)利用10Bit編碼違例可以檢測(cè)錯(cuò)誤可傳送控制碼，逗號(hào)碼需要開銷，增加額外25%的帶寬為1000Base-X、10GBase-LX4采用8B/10B編碼8bits=>256個(gè)值10bits=>1024個(gè)值8B/10B碼由5B/6B碼+3B/4B碼組成不是所有1024個(gè)值都用到極性偏差大的碼不采用256個(gè)數(shù)據(jù)碼12個(gè)控制碼8B/10B編碼-數(shù)據(jù)碼表8B/10B編碼-控制碼表CommaCharacters“僅有的包含5個(gè)連‘1’或連‘0’的碼64B/66B編碼實(shí)現(xiàn)DC平衡、提供足夠的狀態(tài)轉(zhuǎn)換以進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)與傳統(tǒng)8B/10B編碼開銷20%相比，開銷只有3%編碼時(shí)以64bit塊為單位，在首部添加2bit同步頭成為66bit碼“01”、“10”同步頭保證每66bit至少有一次01或10轉(zhuǎn)換，不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)連“1”或連“0”，易于時(shí)鐘同步2bitSyncHeader64bit(Scrambled)2bitSyncHeader00 CodeError01 64bit=Datafield10 64bit=MixedData/Controlfield11 CodeError64B/66B編碼由于64B/66B不具有高0、1轉(zhuǎn)換密度，通過(guò)加擾解決加擾只針對(duì)64bit區(qū)，2bit頭不加擾加擾/解擾多項(xiàng)式：x58+x39+164B/66B編碼10D0:8D1:8D2:8D3:8D4:8D5:8D6:8D7:80164bitDataField(Scrambled)Typ:8Z0:7Z1:7Z2:7Z3:7Z4:7Z5:7Z6:71064bitMixedControl/DataField(Scrambled)Z7:7PureControl(Type=0x1E)Typ:810MixedControl/Data

(Type=0x87;T0)Typ:8Z2:7Z3:7Z4:7Z5:7Z6:7Z7:710Typ:8Z3:7Z4:7Z5:7Z6:710Z7:7Typ:8Z4:7Z5:7Z6:710Z7:7Typ:8Z5:7Z6:710Z7:7Typ:8Z6:7Z7:77Z1:7Z2:7Z3:7Z4:7Z5:7Z6:7Z7:76D0:8D0:8D1:85D0:8D1:8D2:84D0:8D1:8D2:8D3:83D0:8D1:8D2:8D3:8D4:82Totalof15MixedControl/DataFieldisdefinedMixedControl/Data

(Type=0x99;T1)MixedControl/Data

(Type=0xaa;T2)MixedControl/Data

(Type=0xb4;T3)MixedControl/Data

(Type=0xcc;T4)MixedControl/Data

(Type=0xd2;T5)etc.PureData2bitSyncHeader64bit(Scrambled)8B/10B與64B/66B的比較

8B/10B64B/66BRunLength5取決于加擾編碼開銷20%3%直流平衡性很好不保證編碼解碼延遲～50bits～800bits時(shí)鐘同步能力很好取決于加擾，每66bit至少有一次狀態(tài)轉(zhuǎn)換字同步實(shí)現(xiàn)方法逗號(hào)碼同步頭控制符K碼控制碼64B/67B編碼64B/66B編碼的修改版，將同步頭從2bit擴(kuò)展為3bit增加的1bit指示64bit區(qū)段是否進(jìn)行電平反轉(zhuǎn)，能進(jìn)一步降低串行鏈路上的直流偏移，降低誤碼率編碼開銷4.5%，為Interlaken采用以太網(wǎng)不同編碼方法對(duì)比應(yīng)用比特率編碼方式波特率信號(hào)帶寬傳輸因子10Base-T10MbpsManchester20Mband10MHz0.5100Base-FX100MbpsNRZI+4B5B125Mband62.5MHz0.8100Base-TX100MbpsMLT-3+4B5B125Mband31.25MHz0.8100Base-T4100Mbps8B6T25Mband*312.5MHz1.33100Base-T2100MbpsPAM5*525Mband*212.5MHz2.01000Base-T1000Mbps4D-PAM5125Mband*462.5MHz2.01000Base-X1000MbpsNRZ+8B10B1250Mband625MHz0.810GBase-LX410GbpsNRZ+8B10B3.125Gband*41.5625GHz0.810GBase-R10GbpsNRZ+64B66B10.3125Gband5.15625GHz0.9710Gbase-T10GbpsDSQ128(PAM16)800Mband*4400MHz3.1252以太網(wǎng)基礎(chǔ)以太網(wǎng)發(fā)展歷程1973年Metcalfe博士在施樂(lè)實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了以太網(wǎng)1980年DEC、Intel和施樂(lè)聯(lián)手發(fā)布10Mbps以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)提議1983年802.3工作組發(fā)布10BASE-5"粗纜"以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1986年802.3工作組發(fā)布10BASE-2"細(xì)纜"以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1991年802.3工作組發(fā)布10BASE-T雙絞線以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1995年IEEE通過(guò)了802.3u100M以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1998年6月IEEE802.3z千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布1999年802.3ab標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，解決用五類線構(gòu)造千兆以太網(wǎng)的問(wèn)題以太網(wǎng)發(fā)展歷程2002年IEEE802.3ae光纖10G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布2004年IEEE802.3ak同軸10G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布2006年IEEE802.3an雙絞線10G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布2006年IEEE802.3aq傳統(tǒng)多模光纖10G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布2007年IEEE802.3ap背板10G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布2009年IEEE802.3ba40G/100G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)草案2.1發(fā)布以太網(wǎng)分層模型PMD：把來(lái)自PMA的串行信號(hào)轉(zhuǎn)化成適合特定介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)PMA：完成編碼后數(shù)據(jù)的串并、并串轉(zhuǎn)換，時(shí)鐘恢復(fù)并提供環(huán)回測(cè)試功能PCS：把從xMII接口來(lái)的數(shù)據(jù)編碼、解碼，如8B/10B、64B/66B雙絞線屏蔽雙絞線：屏蔽層提高抗外部電磁場(chǎng)干擾能力，同時(shí)作為接地用，但降低了屏蔽雙絞線的彈性，提高了價(jià)格非屏蔽雙絞線：抗干擾能力較差，價(jià)格低雙絞線分類CAT-1：主要傳輸語(yǔ)音，用在傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)（POTS）、ISDN的線路中。目前未被TIA/EIA承認(rèn)。CAT-2：傳輸頻率為1MHz，用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率4Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，常用在4Mbit/s

的令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)。目前未被TIA/EIA承認(rèn)。CAT-3：在ANSI和EIA/TIA568標(biāo)準(zhǔn)中定義，該電纜的傳輸帶寬為16MHz，用于語(yǔ)音傳輸及最高傳輸速率為10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于10BASE-T。CAT-4：傳輸帶寬為20MHz，用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率16Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于基于令牌的局域網(wǎng)和10BASE-T/100BASE-T。目前未被TIA/EIA承認(rèn)。CAT-5：在TIA/EIA-568-A標(biāo)準(zhǔn)中定義，有四組雙絞線，美規(guī)線徑為24AWG，增加了繞線密度，在外部干擾或串?dāng)_情況下能維持高信噪比，傳輸帶寬100MHz，用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，主要用于100BASE-T和10BASE-T網(wǎng)絡(luò)，是最常用的以太網(wǎng)電纜雙絞線分類CAT-5e：在TIA/EIA-568-B標(biāo)準(zhǔn)中定義，帶寬100MHz，衰減小，串?dāng)_少，并且具有更高的衰減串?dāng)_比和回?fù)p、更小的時(shí)延誤差，常用在快速以太網(wǎng)及千兆以太網(wǎng)中。CAT-6：在TIA/EIA-568-B標(biāo)準(zhǔn)中定義，與CAT-5系列線材及CAT-3向下相容。四對(duì)雙絞線通過(guò)支架固定位置，加強(qiáng)了抗串?dāng)_及系統(tǒng)噪聲的性能，傳輸帶寬達(dá)250MHz，能用于10BASE-T、100BASE-TX及1000BASE-T的各種以太網(wǎng)中，在短距離內(nèi)可用于萬(wàn)兆以太網(wǎng)互連。CAT-6A：在ANSI/TIA/EIA-568-B.2-10中定義，傳輸帶寬500MHz，CAT-6的增強(qiáng)版本，在外套內(nèi)側(cè)增加了屏蔽層，在100米內(nèi)提供10GBASE-T的萬(wàn)兆以太網(wǎng)互連。CAT-7：為ISO/IEC11801ClassF纜線標(biāo)準(zhǔn)的非正式名稱，傳輸帶寬為600MHz。除了有公用的屏蔽層外，4對(duì)雙絞線還有各自的屏蔽層CAT5e~CAT7橫截面對(duì)比100M以太網(wǎng)物理層10Base-T與100Base-T物理層比較10Base-T100Base-TX100Base-T4100Base-T2100Base-FX編碼方法曼徹斯特4B/5B8B/6TPAM5X54B/5B電纜3/4/5類UTP5類UTP或STP3/4/5類UTP3/4/5類UTP單模多模光纖波特率20M125M33.33M25M125M線對(duì)數(shù)22422發(fā)送線對(duì)數(shù)11311距離100m100m100m100m150/412/2000米全雙工能力有有無(wú)有有1000M以太網(wǎng)物理層10G以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)名稱PHY數(shù)據(jù)速率GbpsPCS傳輸速率GbpsPMD傳輸距離10GBase-LX4LAN108B/10B3.125*41310WDMMMF/SMF300m/10km10GBase-SRLAN1064B/66B10.3125850MMF300m10GBase-LRLAN1064B/66B10.31251310SMF10km10GBase-ERLAN1064B/66B10.31251550SMF40km10GBase-SWWAN9.294264B/66B+WIS9.95328850MMF300m10GBase-LWWAN9.294264B/66B+WIS9.953281310SMF10km10GBase-EWWAN9.294264B/66B+WIS9.953281550SMF40km10GBase-CX4LAN108B/10B3.125*4Twinaxial15m10GBase-TLAN10DSQ1282.5G*4UTP100m10GBase-KX4LAN108B/10B3.125*4ImprovedFR-41m10GBase-KRLAN1064B/66B10.3125ImprovedFR-41m40G/100G以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)名稱數(shù)據(jù)速率GbpsPCS傳輸速率GbpsPMD傳輸距離40GBase-LR44064B/66B10.3125*41310WDM

SMF10km40GBase-SR44064B/66B10.3125*4850nm

OM3MMF100m40GBase-CR44064B/66B10.3125*4屏蔽平衡銅纜10m40GBase-KR44064B/66B10.3125*4背板1m100GBase-ER410064B/66B25.78125*41310WDM

SMF40km100GBase-LR410064B/66B25.78125*41310WDM

SMF10km100GBase-SR1010064B/66B10.3125*10850nm

OM3MMF100m100Gbase-CR1010064B/66B10.3125*10屏蔽平衡銅纜10m基于背板的以太網(wǎng)1000Base-KX：?jiǎn)温?.25Gbps10GBase-KX4：四路3.125Gbps×4=12.5Gbps10Gbase-KR：?jiǎn)温?0.3125Gbps40GBASE-KR4：四路10.3125Gbps×4=41.25Gbps3以太網(wǎng)電接口xMII接口連接以太網(wǎng)MAC與PHY，確切的說(shuō)是RS子層與PCS子層之間的接口通過(guò)PHY實(shí)現(xiàn)MAC與介質(zhì)隔離，實(shí)現(xiàn)MAC的介質(zhì)無(wú)關(guān)性

MII（4×25M）100M以太網(wǎng)MAC與PHY之間的接口包括一個(gè)數(shù)據(jù)接口和一個(gè)MAC和PHY之間的管理接口SMI數(shù)據(jù)接口每方向7個(gè)信號(hào)線，其中4個(gè)傳輸4bit數(shù)據(jù)，其余3個(gè)信號(hào)分別是發(fā)送時(shí)鐘或接收時(shí)鐘（25MHz，時(shí)鐘與數(shù)據(jù)同步）、發(fā)送允許或接收有效、發(fā)送差錯(cuò)或接收差錯(cuò)管理接口包括2個(gè)信號(hào)線，一個(gè)是時(shí)鐘信號(hào)，另一個(gè)是數(shù)據(jù)信號(hào)。通過(guò)管理接口，上層能監(jiān)視和控制PHY信號(hào)為TTL電平，只能驅(qū)動(dòng)0.5米電纜MII接口示意圖RMII（2×50M）RMII是簡(jiǎn)化的MII接口，R指Reduced比MII接口少一半數(shù)據(jù)線，只用2個(gè)信號(hào)線來(lái)傳輸100M的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收公用一個(gè)時(shí)鐘，頻率為50MHzSMII（1×125M）由Cisco提出，S指Serial，是一種串行的介質(zhì)無(wú)關(guān)接口，只使用3個(gè)信號(hào)線：TXDATA、RXDATA、SYNCSYNC為幀同步信號(hào)，由MAC產(chǎn)生送入PHY，每10個(gè)REFCLK周期產(chǎn)生一個(gè)SYNC，依靠SYNC信號(hào)來(lái)對(duì)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)流分段控制信號(hào)與數(shù)據(jù)都在DATA線中傳送，每8bit數(shù)據(jù)字節(jié)加上2bit狀態(tài)位后擴(kuò)充為10bit，DATA速率達(dá)到125M能驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)達(dá)6inch的走線MAC和PHY需要外接一個(gè)共同的125MHz參考時(shí)鐘REFCLK，為發(fā)送和接收提供參考在多端口應(yīng)用時(shí)，SMII需要的信號(hào)線數(shù)量少，具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)SMII應(yīng)用示意圖SSSMII（1×125M）源同步的SMII接口，在收、發(fā)兩個(gè)方向上使用獨(dú)立的與數(shù)據(jù)方向相同的125M時(shí)鐘作為同步信號(hào)DDRSSSMII（1×250M）雙數(shù)據(jù)率SSSMII接口，同時(shí)使用時(shí)鐘的上升沿和下降沿，一個(gè)DDRSSSMII接口等效于2個(gè)SSSMII接口在多端口應(yīng)用時(shí)一般把端口按順序編號(hào)，一個(gè)DDRSSSMII的兩個(gè)沿分別對(duì)應(yīng)一個(gè)奇數(shù)端口和一個(gè)偶數(shù)端口GMII（8×125M）快速以太網(wǎng)MII的擴(kuò)展，用于GE發(fā)送和接收方向上都采用8位接口數(shù)據(jù)，帶時(shí)鐘和控制狀態(tài)指示信號(hào)時(shí)鐘頻率為125MHz控制信號(hào)包括載波偵聽信號(hào)CRS和沖突檢測(cè)信號(hào)COL，只在半雙工模式下使用。管理信號(hào)包括一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)MDC和一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)MDIO，與MII相同GMII接口示意圖RGMII（4×250M）簡(jiǎn)化的GMII接口，R指Reduced時(shí)鐘頻率仍然為125M，同時(shí)使用時(shí)鐘的上升沿和下降沿來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，去掉不必要的載波偵聽和沖突檢測(cè)信號(hào)，減少引腳數(shù)，降低電路成本、信號(hào)密度，減少PCB層數(shù)

SGMII（1×1.25G）串行GMII，類似于GMII和RGMII，但數(shù)據(jù)串行，不需要隨路時(shí)鐘，在接收側(cè)使用CDR恢復(fù)時(shí)鐘把控制、狀態(tài)指示信號(hào)和8bit數(shù)據(jù)編碼成10Bit，在625MHz時(shí)鐘的雙沿控制下輸出，信號(hào)速率為1.25G，差分LVDS電平TBI（10×125M）TenBitInterface，為千兆以太網(wǎng)物理子層PCS與PMD之間的內(nèi)部互連接口數(shù)據(jù)寬度為10bit，傳送的是編碼后的10B信號(hào)，數(shù)據(jù)傳送頻率為125M，總帶寬1.25G發(fā)送時(shí)鐘為125MHz，接收時(shí)鐘有2個(gè)，都為62.5MHz，分別是奇數(shù)和偶數(shù)位置的10B碼同步時(shí)鐘RTBI（5×250M）RTBI指ReducedTBI，即簡(jiǎn)化的TBI時(shí)鐘信號(hào)由單沿觸發(fā)變?yōu)殡p沿觸發(fā)，需要的數(shù)據(jù)信號(hào)線減少一半，數(shù)據(jù)傳輸率250MXGMII（32×312.5M）10G以太網(wǎng)MAC和PHY之間的接口只能工作在全雙工模式電平類型為HSTL-1.5V，長(zhǎng)度不能超過(guò)7cm，用于板內(nèi)連接數(shù)據(jù)和控制信號(hào)與參考時(shí)鐘同步，時(shí)鐘頻率156.25MHz，DDR方式，同時(shí)在時(shí)鐘上升沿與下降沿發(fā)送、接收數(shù)據(jù)源同步時(shí)序，等長(zhǎng)約束增加PCB布線難度XGMII每方向上的32bit數(shù)據(jù)分劃分為4個(gè)通道Lan0~Lan3，每個(gè)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)控制信號(hào)，每通道的帶寬為312.5×8=2.5GbpsXAUI（4×3.125G）10GigabitAttachmentUnitInterface一方面是對(duì)XGMII的擴(kuò)展，減小接口信號(hào)線數(shù)量，延長(zhǎng)傳輸距離，另一方面可代替XGMII用于以太網(wǎng)的MAC層和PHY互連利用4對(duì)3.125Gbps

的差分信號(hào)實(shí)現(xiàn)10Gbps

數(shù)據(jù)吞吐量，特別適于芯片到芯