第二、三章 以太网标准和物理层(2)

2 电口

电口传输距离标准为100m，电口采用RJ－45接口。这是一种习惯的叫法，实际上RJ45只是一种接线方式，此处沿用习惯的叫法。RJ-45 插座可以分为屏蔽式和非屏蔽式、直插式和侧插式、带LED灯和不带LED灯，有单端口、两端口、单排四端口、单排6端口、单排8端口、双排8端口、双排12端口、双排16端口等，有8PIN、6PIN和4PIN。图3所示是常用的屏蔽式、侧插、带LED指示灯、单排四端口的RJ-45插座。其中LED指示灯是绿色和黄色，按公司规范可以分别表示LINK（链路完整）和ACT（有收发活动）等。

í?1 RJ－45插座

与RJ－45 插座相对应的是RJ－45 插头，如图4所示，一般为8PIN。在10/100M以太网时，其中2根表示1对发送数据，另2根表示1对接收数据，剩下4根保留（100BASE-T4使用4对线，是为3类线设计的）；在1000M以太网时，1000BASE-T使用的是4对双绞线，每一对线都作双向数据传输，因为目前应用很少，这里不做介绍。下面只介绍FE的网线。

í?2 RJ－45插头

我们常用的网线有两种：不带交叉网线和带交叉网线。 平时所说的网线名称与802.3标准中所说的网线名称容易混淆。

标准中的直连网线（Straight Through Cable）不带交叉，针脚定义如下表所示。主

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要用于交换机或集线器与工作站或PC机的网卡之间连接的以太网双绞线电缆。不能直接连接两台PC机的网卡。

±í1 直连网线针脚定义

插头1针脚 1 2 3 6 4 5 7 8 标准中交叉网线（Cross Over Cable）的连线为交叉方式，如下表所示，主要用于交换机与中继器、集线器和集线器、工作站的网络接口卡和工作站的网络接口卡之间连接的以太网双绞线电缆。

±í1 直连网线针脚定义

插头1针脚 1 2 3 6 4 5 7 8 对于常说的RJ－45的MDI和MDIX接口，对应为DTE侧接口和DCE侧接口，MDI接口的PIN定义如下图所示。

插头2针脚 3 6 1 2 4 5 7 8 信号 发送 接收 双向 双向 芯线颜色 white-orange orange white-green green blue white-blue white-brown brown 备注 双绞线 双绞线 双绞线 双绞线 插头2针脚 1 2 3 6 4 5 7 8 接收 双向 双向 信号 发送 芯线颜色 white-orange orange white-green green blue white-blue white-brown brown 双绞线 双绞线 双绞线 备注 双绞线

í?1 MDI接口PIN定义

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而MDI－X接口的PIN定义如下图所示，其收发方向刚好与MDI接口相反。

í?1 MDI－X接口PIN定义

现在有些物理层芯片支持MDI和MDIX自动识别功能，它可以根据与其相连的对端设备是DTE还是DCE及使用的是MDIX还是MDI模式，也可以设成MDI或MDIX的固定模式。

3 光口

目前以太网光模块封装有GBIC、SFF、SFP，公司目前推荐使用的是GBIC和SFP两种可热插拔的光模块，有850nm、1310nm、1550nm波长，还可以分为多模和单模，而传输距离也不一样，多模传输距离为275～550m，单模则可以达到2Km、10Km、15Km、40Km、70Km，甚至100Km或以上。

下图为GBIC（Gigabit Interface Converter）封装的光模块，其收发分开，采用SC光纤接头，多模的波长为850nm，单模有1310nm和1550nm，支持热插拔。

í?1 GBIC封装光模块

下图为SFP（Small Form－factor Pluggable）封装的光模块，其收发分开，采用LC光纤，支持热插拔。SFF封装与SFP一样，唯一区别只是SFF为固定式。

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í?2 SFP封装光模块

4 FE自协商

自协商功能允许一个网络设备能够将自己所支持的工作模式信息传达给网络上的对端，并接受对方可能传递过来的相应信息。它使用修订过的10BASE-T的整合性测试脉冲序列（link integrity test pulse sequence）来传递信息，自协商功能完全由物理层芯片设计实现，因此并不使用专用数据包或带来任何高层协议开销。

自协商功能的基本机制就是将协商信息封装进一连串修改后的“10BASE-T连接测试收发波形”的连接整合性测试脉冲。这串脉冲被称为快速连接脉冲（FLP）。

每个网络设备必须能够在上电、管理命令发出、或是用户干预时发出此串脉冲。快速连接脉冲包含一系列连接整合性测试脉冲组成的时钟/数字序列。将这些数据从中提取出来就可以得到对端设备支持的工作模式，以及一些用于协商握手机制的其他信息。

为了保持与现有10BASE-T设备的互操作性，自协商协议还具有接受与10BASE-T兼容的连接整合性测试脉冲（也被称为普通连接脉冲（NLP）序列）的功能。

当一个设备不能对快速连接脉冲做出有效的反应，而仅返回了一个普通连接脉冲时，它将被作为一个10BASE-T兼容设备对待。

FE自协商的规则，可以用下表表示：（FD表示全双工，HD表示半双工）。对于只有一方支持自协商的情况，根据IEEE 802.3的标准，采用并行检测机制。

对端设备接口类型 自协商 10M FD 10M HD 自协商设备的自协商结果 100M，全双工； 10M HD 10M HD 版权所有，侵权必究 第9页，共19页

100M FD 100M HD 100M HD 100M HD 1.

自协商技术的功能规范

脉冲序列中的第一个脉冲为时钟脉冲，并在其后每隔125us出现一个时钟脉冲，数据脉冲出现的位置在相邻两个时钟脉冲的中点上（偏差+/-7us）。且以正脉冲表示逻辑1，无脉冲表示逻辑0。一个FLP脉冲序列包含17个时钟脉冲，16个数据脉冲（如果数据比特位都是1的话），16个数据比特位的编码见后面。NLP脉冲波形要比FLP简单，它只是在没有数据帧发送时每隔16+/-8ms发送一次正脉冲。FLP和NLP的波形如下图所示。

时钟脉冲T3T2T1……首位脉冲数据位编码1D0T1：100ns1D10D2T2：62.5us1D3T3：125us时间…………

í?1 单一快速连接脉冲（FLP）的波形

T5T4FLP BurstNLPsT4：2msT5：16ms

í?1 连续的快速连接脉冲（FLP）和普通连接脉冲（NLP）的波形

2.

自协商技术中的信息编码

快速连接脉冲（FLP）的信息编码可以分为两类，一类是基本连接码字（基本页），支持基本的信息的交换。另一类是下一页码字，以支持附加信息页的交换。

基本页的信息编码可由下图表示。

D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15S0S1S2S3S4A0A1A2A3A4A5A6A7RFAckNPSelector FieldTechnolodgy Ability Field

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