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Ethernet(以太网)之二 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)_base-te和base-t-CSDN博客

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Ethernet(以太网)之二 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)_base-te和base-t-CSDN博客

Ethernet(以太网)之二 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)

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Ethernet(以太网)之二 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)

在搞网络这一块的时候,看到了100Base-T、100Base-TX等这些东西,在IEEE802.3中,也到处是这些词。大体了解了一下,下面是正文。 以太网采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,载波监听多路存取和冲突检测)介质访问控制方式的局域网技术,最初由Xerox公司于1975年研制成功,1979年7月~1982年间,由DEC、Intel和Xerox三家公司制定了以太网的技术规范DIX,以此为基础形成的IEEE802.3以太网标准在1989年正式成为国际标准。在20多年中以太网技术不断发展,成为迄今最广泛应用的局域网技术,产生了多种技术标准。 这些名字都是不同时期的以太网标准,标准名字来源于所使用的物理介质,下面先拆解一下这类名词:

10/100/1000: 数字100用单位MHz (Megahertz)表示网线设计的频率。即100 MHz。MHz的值越大,网线所支持的速度就越快。如果你尝试将这种类型的网线用于更高的频率(和速度)中,那么它将不工作或者变得极为不可靠。100 MHz以每秒100Mbit的速度传输,这在理论上指的就是12 Mbps。然而,在实际中,可能还无法获得超过4 Mbps。 BASE: BASE是英文baseband的缩写,指的就是基带。表示没有使用频分复用或者其它频率转换技术,每一个信号在一个单一频率上完全控制线缆。 数字T/F/C等: 一般数组表示传输长度;T代表承载信号的物理介质是双绞线缆(分为UTP(Unshielded Twisted Pair,非屏蔽双绞线)和STP(Shielded Twicted Pair,屏蔽双绞线)),在这里每一对传送信号的双绞线互相缠绕以(FEXT和NEXT之间)减少电磁干扰和串扰;F表示光纤 最后的字母或数字(4/X等): 在同一种传送速率下有多种不同的标准,它们之间以一个字母或数字跟随T/F/C之后的方式来区隔(例如TX)。它显示了网线的结构并指出包含的绞线对的数量。某些高速标准使用同轴电缆,则分配代号为CX。 下面详细说明每种组合的意义:

10base5

10BASE5(也被称为thick Ethernet or thicknet)是以太网的第一个商用变体。 10BASE5的名称来源于物理介质的几个特征:10指的是其10Mbit/s的传输速度; BASE是基带信号的缩写(与宽带相反),5代表最大段长度为500米(1600英尺)。 使用直径10mm的50欧姆粗同轴电缆(coaxial cable ),总线拓扑结构,站点网卡的接口为DB-15连接器,每个网段允许有100个站点,每个网段最大允许距离为500m,网络直径为2500m,既可由5个500m长的网段和4个中继器组成。

利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据。 该系统在安装和维护上难度较大。 该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 8有详细的介绍。

从2003年开始,IEEE 802.3已经不再使用这个新安装标准。

10Base2

10BASE2(也被称为cheapernet,thin Ethernet,thinnet和thinwire)是以太网的变体,使用以BNC连接器端接的***细同轴电缆***。为降低10base5的安装成本和复杂性而设计的。 10BASE2这个名字来源于物理介质的几个特性:10来自10 Mbit / s的传输速度; BASE代表基带信令;2代表最大段长度接近200米(实际最大长度为185米)。 其使用廉价的R9-58型50欧姆细同轴电缆,总线拓扑结构,网卡通过T形接头连接到细同轴电缆上,末端连接50欧姆端接器;每个网段允许30个站点,每个网段最大允许距离为185m,仍保持10Base5的4中继器/5网段设计能力,允许的最大网络直径为5x185=925m。

利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据。与10base5相比,10Base2以太网更容易安装,更容易增加新站点,能大幅度降低费用。 该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 10有详细的介绍。

在20世纪80年代中后期,这是占主导地位的10 Mbit / s以太网标准 此MAU不建议用于新安装。 自2011年9月以来,该部分不再考虑维护变更。

10base-T(含10BASE-Te)

标准的通用名称来源于物理媒体的各个方面。 前导号码(10BASE-T中的10)是指以Mbit/s为单位的传输速度。 BASE表示使用基带传输。 T表示双绞线(Twisted pair cables),每个信号的一对导线绞合在一起以减少对之间的电磁干扰和串扰。 对于相同传输速度有几种标准的情况下,它们通过T之后的字母或数字来区分,例如TX,指的是编码方法和通道数量,后面介绍。 这是1990年通过的以太网物理层标准。使用***两对非屏蔽双绞线***,一对线发送数据,另一对线接收数据,用RJ-45模块作为端接器,星形拓扑结构,信号频率为20MHz,必须使用3类或更好的UTP电缆;布线按照EIA568标准,站点中继器和中继器中继器的最大距离为100m。保持了10base5的4中继器/5网段的设计能力,使10base-T局域网的最大直径为500m。10Base-T的集线器和网卡每16秒就发出“滴答”(Hear-beat)脉冲,集线器和网卡都要监听此脉冲,收到“滴答” 信号表示物理连接已建立,10base-T设备通过LED向网络管理员指示链路是否正常。

双绞线以太网是以太网技术的主要进步之一,此前的以太网都是使用同轴电缆,自此以后,双绞线正式取代同轴电缆走上了历史舞台。10base-T因为价格便宜、配置灵活和易于管理而流行起来,现在占整个以太网销售量的90%以上。 该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 14有详细的介绍。

10base-F

是使用光缆的以太网,使用双工光缆,一条光缆用于发送数据, 另一条用于接收;使用ST连接器,星形拓扑结构;网络直径为2500m,定义了4种不同的规范,分别对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 15, Clause 16, Clause 17, and Clause 18

10Base-FL

L是Link的缩写,10BASE-FL是以太网光纤上最常用的10BASE-F规范。 在10BASE-FL中,FL代表光纤链路。 它取代了原始的光纤中继器链路(FOIRL)规范,但保留了与基于FOIRL的设备的兼容性。 支持的最大段长度为2000米[2]与FOIRL设备混合时,最大段长度限于FOIRL的1000米。

注意 - 不建议将此MAU用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。 如今,10BASE-FL很少用于网络,并已被快速以太网,千兆以太网和100千兆位以太网标准所取代。

10Base-FB

B为Backbone的缩写,是用来说明一个同步信令骨干网段,用于在一个跨越远距离的 转发主干网系统中将专用的10Base-FB同步信令中继器连接在一起。单个10base-FB网段最长可达2000m。

注意 - 不建议将此MAU用于新安装。 自2011年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

10Base-FP

P为Passive的缩写,是用来说明点对点的连接方式,一个网段的长度可达500m。一个光缆无源星形耦合器最多可连接33台计算机。这形成了一个以信号耦合器为中心的星型网络。 没有已知的设备实现了这个标准。

100base-T

又称Fast Ethernet(快速以太网),是许多以标称速率100 Mbit/s(较早的以太网速度为10 Mbit / s)传输流量的以太网标准的统称。在快速以太网标准中,100BASE-TX是最常见的。 名称中的“100”是指100Mbit/s的传输速度;而“BASE”是指基带信令; 破折号后面的字母(“T”或“F”)是指承载信号的物理介质(分别为双绞线或光纤);而最后一个字符(“X”,“4”等)指的是使用的行代码方法。 快速以太网有时被称为100BASE-X,其中“X”是FX和TX变体的占位符。 1995年5月正式通过了快速以太网/100Base-T规范,即IEEE 802.3u标准,是对IEEE802.3的补充。与10base-T一样采用星形拓扑结构,但100Base-T包含4个不同的物理层规范, 并且包含了网络拓扑方面的许多新规则。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2:

在实际使用中,100 Base-T有时候用于指100Base-TX网线规格。

100Base-T4

100BASE-T4是快速以太网的早期实现。 它需要四对铜质双绞线,但这些双绞线只需要是3类而不是TX所要求的5类。 一对保留用于发送,一个用于接收,其余两个将通过协商切换方向。 是为了利用大量的3类音频级布线而设计的。信号频率为25MHz,因而可以使用数据级3、4或5类非屏蔽双绞线,也可使用音频级3类线缆。最大网段长度为100m,并且在节点间的最小长度是2.5米。采用EIA568布线标准;由于没有专用的发送或接收线路,所以***100Base-T4不能进行全双工操作***; 100base-T4采用比曼彻斯特编码法高级的多的6B/6T编码法。   100BASE-T4未被广泛采用,但为其开发的技术被用于1000BASE-T。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 23:

注 - 不建议将此PHY用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

100Base-X

最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 24 规定了一系列100 Mb/s物理层实现共同使用的物理编码子层(PCS)和物理媒体附加(PMA)子层,统称为100BASE-X。 目前在这个系列中有两个实施例:100BASE-TX和100BASE-FX。 100BASE-TX指定通过两对双绞线5类电缆进行操作。 100BASE-FX指定通过两根光纤进行操作。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 24:

100Base-TX

使用两对5类非屏蔽双绞线或1类屏蔽双绞线,一对用于发送数据,另一对用于接收数据,最大网段长度为100m,布线符合EIA568标准;采用4B/5B编码法,使其可以125MHz的串行数据流来传送数据;其支持全双工, 使用MLT-3(多电平传输-3)波形法来降低信号频率到125/3=41.6MHz。***100Base-TX使100Base-T中使用最广的物理层规范。 *** 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 25:

100Base-FX

100BASE-FX是光纤上的快速以太网版本。 它使用通过两根光纤传输的1300纳米近红外(NIR)光波长,一根用于接收(RX),另一根用于发送(TX)。 对于半双工连接(为了确保检测到碰撞),最大长度为412米(1,350英尺),对于全双工多模光纤,最大长度为2千米(6,600英尺)。 100BASE-FX使用与100BASE-TX相同的4B5B编码和NRZI线路代码。 100BASE-FX应使用SC,ST,LC,MTRJ或MIC连接器,SC是首选。 使用多模(62.5或125um)或单模光缆,连接器可以是MIC/FDDI 连接器、ST连接器或廉价的SC连接器;最大网段长度根据连接方式不同而变化,例如:对于多模光纤的交换机-交换机连接或交换机-网卡 连接最大允许长度为412m,支持全双工模式,如果是全双工链路,则可达到2000m。100Base-FX主要用于高速主干网,或远距离连接,或有强电气干扰的环 境,或要求较高安全保密链接的环境。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 26。

100Base-T2

随着数字信号处理技术和集成电路技术的发展,只用2对3类UTP线就可以传送100Mbps的数据,因而针对100Base-T4不能实现全双工的缺点,IEEE开始制定100Base-T2标准。100Base-T2 采用2对音频或数据级3、4或5类UTP电缆,一对用于发送数据,另一对用于接收数据,可实现全双工操作;采用RJ45连接器,最长网段为100m,符合EIA568布线标准。采用名为PAM5x5的5电平编码方案。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 32:

注 - 不建议将此PHY用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

100BASE-T1

100BASE-T2没有被广泛采用,但为其开发的技术被用于1000BASE-T。100BASE-T1在IEEE 802.3bw-2015条款96中标准化的100BASE-T1中,数据通过单个铜线对传输,每个符号3位(PAM3)。 它仅支持全双工,同时在两个方向上传输。 双绞线电缆需要支持66 MHz,最大长度为15米。 没有定义特定的连接器。 该标准适用于汽车应用,或者快速以太网将被集成到其他应用中。 在IEEE标准化之前,它已被开发为BroadR-Reach。

***自动协商模式:***在100Base-T问世以后,在以太网RJ-45连接器上可能出现的信 号可能是5种以上不同的以太网信号(10Base-T、10base-T全双工、100base-TX、100Base-TX全双工或100Base-T4)中的任一种。为了简化 管理,3.11.71 IEEE已推出了Nway(IEEE自动协商模式),它能使集线器和网卡知道线路另一端能有的速度,把速度自动调节到线路两端 能达到的最高速度(优先的顺序为:100Base-T2全双工,100Base-T2,100Base-TX全双工,100Base-T4,100Base-TX, 100Base-T全双工, 10Base-T)。这是增强型的10Base-T链路一体化信号方法,并与链路一体化反向兼容。这种技术避免了由于信号不兼容可能造成的网络 损坏。具有这种特性的装置仍允许人工选择可能的模式。

千兆以太网技术有两个标准:IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准(1000BASE-X)。IEEE802.3ab制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准(1000BASE-T)。

1000BASE-X

IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000Base-X,采用8B/10B编码技术,信道传输速度为1.25Gbit/s,去耦后实现1000Mbit/s传输速度。

IEEE802.3z具有下列千兆以太网标准:

1000BASE-CX:

1000BASE-X 在特制的屏蔽电缆传输的接口规格(参见 IEEE 802.3 Clause 39.)屏蔽类双绞线,传输距离25米。

1000BASE-LX(long wavelength laser)

1000BASE-X 采用单模或多模长波激光器的规格(参见 IEEE 802.3 Clause 38.)。采用直径为62.5um或50um的多模光纤时,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为550m;采用直径为9um或10um的单模光纤,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为5km左右。

1000BASE-SX(short wave-length laser)

1000BASE-X 采用多模短波激光器的规格(参见 IEEE 802.3 Clause 38.)。只支持多模光纤,可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤,工作波长为770-860nm,传输距离为220-550m。

1000BASE-T

采用四对五类平衡电缆的1000 Mb/s 物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clause 40.)。与10Base-T、100Base-T完全兼容。

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Ethernet(以太网)之二 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)

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100Base-T1-Media Converter NXP, from Technica Engineering, BMW 宝马10年合作伙伴

12-31

100Base-T1 与100Base-Tx 快速以太网转换器,内置NXP PHY. 用于车载以太网芯片调试,模块测试,仿真等;

The 100BASE-T1 MediaConverter_NXP establishes one direct point-to-point conversion between automotive ECU’s using 100BASE-T1 and any standard Fast Ethernet device with RJ-45 connector.

No packets are stored or modified. It uses the NXP TJA1100_MRA4 Phy.

100BASE-T1 MediaConverter_NXP is the ideal solution for working quickly and efficiently with the new 100BASE-T1 technology.

Convert 100BASE-T1 100 MBit/s Fullduplex 1 x Twisted Pair unshielded to Fast Ethernet 100BASETX Fullduplex 2 x Twisted Pair shielded or unshielded.

Master / Slave configuration

HalfOut / FullOut configuration

Power requirement: 8 to 16 Volt DC, Power consumption: 2 Watt

Massive stainless steel housing

Status LEDs

Configuration DIP switches

Automotive MQS connector included (Power, 100BASE-T1)

Standard Ethernet RJ45 connector

Size: 92 x 63 x 28 mm

转载:Network 之三 Ethernet(以太网)物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)介绍

ChunleiYi的博客

09-07

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Network 之三 Ethernet(以太网)物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)介绍

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B50610-DS07-RDS(博通千兆以太网手册) - 副本.pdf

05-13

B50610C1KMLG datasheet 10/100/1000BASE-T Gigabit Ethernet Transceiver

The Broadcom® B50610 is a triple-speed 1000BASE-T/ 100BASE-TX/10BASE-T Gigabit Ethernet (GbE) transceiver integrated into a single monolithic CMOS chip. The device performs all physical-layer functions for 1000BASE-T, 100BASE-TX, and 10BASE-T Ethernet on standard category 5 UTP cable. 10BASE-T can also run on standard category 3, 4, and 5 UTP. The B50610 is a highly integrated solution combining digital adaptive equalizers, ADCs, phase-locked loops, line drivers, encoders, decoders, echo cancellers, crosstalk cancellers, and all required support circuitry. Based on Broadcom’s proven Digital Signal Processor technology, the B50610 is designed to be fully compliant with RGMII, allowing compatibility with industry-standard Ethernet MACs and switch controllers.

JL2201,景略单端口100M Ethernet PHY,MAC接口支持 SQMII/RGMII

最新发布

12-22

大陆本土品牌景略半导体于2020年推出的JL2201单端口Gigabit Ethernet PHY与RTL8211FSP=P兼容。

JL2201是单端口千兆以太网PHY收发器,支持IEEE802.3标准中的1000BASE-T、100BASE-TX和10BASE-T。它支持RGMII/SGMII到铜/光纤/SGMII。RGMII作为MAC接口,支持铜/光纤自媒体应用。SGMII作为MAC接口,通过两对差分信号以1.25Gbps的速度工作,减少I/ o数量和功耗。JL2201 MDI接口将MDI终端电阻集成到PHY中,减少了BOM,简化了布局。JL2201支持单3.3V电源,可配置RGMII总线I/O电压,支持3.3V, 2.5V, 1.8V。

JL2201支持同步以太网(SyncE)和精确定时协议(PTP)时间戳,基于IEEE1588 version 2和IEEE 802.1AS。基于先进的混合信号技术和工艺节点,JL2201在功耗和电缆范围方面具有无与伦比的性能,同时降低了EMI/EMC,适用于广泛的应用。JL2201按工业级标准制造,可在-40~+85℃环境温度条件下工作。

以太网PHY芯片STE100P手册

01-06

The STE100P, also referred to as STEPHY1, is a high performance Fast Ethernet physical layer interface for 10Base-T and 100Base-TX applications.

It was designed with advanced CMOS technology to provide a Media Independent Interface (MII) for easy attachment to 10/100 Media Access Controllers (MAC) and a physical media interface for 100Base-TX of IEEE802.3u and 10Base-T of IEEE802.3.

The STEPHY1 supports both half-duplex and fullduplex operation, at 10 and 100 Mbps operation. Its operating mode can be set using auto-negotiation, parallel detection or manual control. It also allows for the support of auto-negotiation functions for speed and duplex detection.

以太网详解三

肥嘟嘟的左卫门

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10Base-T 与 100Base-TX 的区别

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率为 10Mbps,1000BASE 为 1000Mbps

BASE 指基带传输,即未经过调制,不能复用的传输,与其对应的

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BASE 后的字母或数字指的是传输介质,反应介质特点,比如说

10BASE-T 中的 T 指双绞线,10BASE-5 指传输距离 500 米(即粗缆...

Automotive Ethernet车载以太网测试硬件介绍 (BMW 10年以太网测试合作伙伴, Technica Engineering)

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Technica Engineering 自从08年开始和BMW合作,是BMW AUDI 等车载以太网开发测试主要合作伙伴;

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说明在我们日常Web开发过程中,经常会遇到内置UI字体和图标不能满足场景,需要额外的使用一些字体或者图标,一般常用的就是使用阿里图标库,非常方便,下面就介绍一下,基于uni-app nvue/vue 中引入第三方字体的处理过程。uni-app vue 引入第三方字体uni-app 支持使用字体图标,使用方式与普通 web 项目相同,需要注意以下几点:支持 base64 格式字体图标。支持网络路径字体图标。小程序不支持在 css 中使用本地文件,包括本地的背景图和字体文

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视觉机械臂是智能机器人的一个重要分支,它主要包括控制芯片、驱动电路、机械臂、相机等部分。自主抓取是指,在没有人为干预的情况下,视觉机械臂系统通过摄像头获取到目标物体的位置,并且通过驱动机械臂来完成对于目标物体的抓取任务。........................

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05-01

4万+

以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络。以太网有两类:第一类是经典以太网,第二类是交换式以太网,使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式,运行速度从3-10 Mbps不等;而交换式以太网正是广泛应用的以太网,可运行在100Mbps、1000Mbps和10000Mbps高速率,分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现

快速以太网中传输介质100BASE-TX

weixin_30790841的博客

05-21

1708

100标识传输速率为100Mbit/s;

base标识采用基带传输;

T标识传输介质,2对5类UTP,当为F时,代表为光纤。

快速以太网目前制定的三种有关传输介质的标准之一,另外两种是100BASE-T4、100BASE-FX。100BASE-TX、100BASE-FX其中支持全双工模式。当100Mbps端口工作在全双工模式下时,可以同时存在流进端口和流出端口的数据,而且双向的数据...

100Base-T,100Base-TX等的含义与区别

云卷云舒

01-26

3万+

BASE前的数字表示网络的数据传输率,比如说:10BASE指数据传输率为10Mbps,1000BASE为1000MbpsBASE指基带传输,即未经过调制,不能复用的传输,与其对应的BROAD指宽带传输(多用于有线电视网)BASE后的字母或数字指的是传输介质,反应介质特点,比如说10BASE-T中的T指双绞线,10BASE-5指传输距离500米(即粗缆)IEEE标准共有以下几种:10BASE-5:粗

Network 之三 Ethernet(以太网)物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)介绍

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  在搞网络这一块的时候,看到了100Base-T、100Base-TX等这些东西,在IEEE802.3中,也到处是这些词。大体了解了一下,下面是正文。

  以太网采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,载波监听多路存取和冲突检测)介质访问控制方式的局域网技术,最初由Xerox公司于1975年研制成功,1979年7月...

100BASE-TX

11-14

100BASE-TX是一种以太网物理层标准,它支持100Mbps的数据传输速率,并使用双绞线作为传输介质。它是IEEE 802.3u标准中定义的一种物理层规范,也是Fast Ethernet的一种类型。100BASE-TX使用了5类或更高类别的双绞线,最长传输距离为100米。它采用了一种叫做4D-PAM5的编码方式,可以在每个时钟周期内传输4个比特的数据,从而实现了100Mbps的传输速率。

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网络工程师必懂的以太网基础知识 - 知乎首发于网络民工切换模式写文章登录/注册网络工程师必懂的以太网基础知识网络民工网络技术更多内容请关注 微信公众号:网络民工前言以太网最早是指由DEC(Digital Equipment Corporation)、Intel和Xerox组成的DIX(DEC-Intel-Xerox)联盟开发并于1982年发布的标准。经过长期的发展,以太网已成为应用最为广泛的局域网,包括标准以太网(10 Mbit/s)、快速以太网(100 Mbit/s)、千兆以太网(1000 Mbit/s)和万兆以太网(10 Gbit/s)等。IEEE 802.3规范则是基于以太网的标准制定的,并与以太网标准相互兼容。在TCP/IP中,以太网的IP数据报文的封装格式由RFC894定义,IEEE802.3网络的IP数据报文封装由RFC1042定义。当今最常使用的封装格式是RFC894定义的格式,通常称为Ethernet_II或者Ethernet DIX。01 以太网基础知识1.1 以太网的网络层次以太网采用无源的介质,按广播方式传播信息。它规定了物理层和数据链路层协议,规定了物理层和数据链路层的接口以及数据链路层与更高层的接口。物理层物理层规定了以太网的基本物理属性,如数据编码、时标、电频等。物理层位于OSI参考模型的最底层,它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即通信通道),物理层的传输单位为比特(bit),即一个二进制位(“0”或“1”)。实际的比特传输必须依赖于传输设备和物理媒体,但是,物理层不是指具体的物理设备,也不是指信号传输的物理媒体,而是指在物理媒体之上为上一层(数据链路层)提供一个传输原始比特流的物理连接。数据链路层数据链路层是OSI参考模型中的第二层,介于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源设备网络层转发过来的数据可靠地传输到相邻节点的目的设备网络层。由于以太网的物理层和数据链路层是相关的,针对物理层的不同工作模式,需要提供特定的数据链路层来访问。这给设计和应用带来了一些不便。为此,一些组织和厂家提出把数据链路层再进行分层,分为媒体接入控制子层(MAC)和逻辑链路控制子层(LLC)。这样不同的物理层对应不同的MAC子层,LLC子层则可以完全独立。如图1-1所示。图1-1 以太网链路层的分层结构1.2 以太网的线缆标准从以太网诞生到目前为止,成熟应用的以太网物理层标准主要有以下几种:10BASE-210BASE-510BASE-T10BASE-F100BASE-T4100BASE-TX100BASE-FX1000BASE-SX1000BASE-LX1000BASE-TX10GBASE-T10GBASE-LR10GBASE-SR在这些标准中,前面的10、100、1000、10G分别代表运行速率,中间的BASE指传输的信号是基带方式。10兆以太网线缆标准10兆以太网线缆标准在IEEE802.3中定义,线缆类型如表1-1所示。表1-1 10兆以太网线缆标准同轴电缆的致命缺陷是:电缆上的设备是串连的,单点故障就能导致整个网络崩溃。10BASE-2,10BASE-5是同轴电缆的物理标准,现在已经基本被淘汰。100兆以太网线缆标准100兆以太网又叫快速以太网FE(Fast Ethernet),在数据链路层上跟10M以太网没有区别,仅在物理层上提高了传输的速率。快速以太网线缆类型如表1-2所示。表1-2 快速以太网线缆标准10BASE-T和100BASE-TX都是运行在五类双绞线上的以太网标准,所不同的是线路上信号的传输速率不同,10BASE-T只能以10M的速度工作,而100BASE-TX则以100M的速度工作。100BASE-T4现在很少使用。千兆以太网线缆标准千兆以太网是对IEEE802.3以太网标准的扩展。在基于以太网协议的基础之上,将快速以太网的传输速率从100Mbit/s提高了10倍,达到了1Gbit/s。千兆以太网线缆标准如表1-3所示。表1-3 千兆以太网线缆标准用户可以采用这种技术在原有的快速以太网系统中实现从100Mbit/s到1000Mbit/s的升级。千兆以太网物理层使用8B10B编码。在传统的以太网传输技术中,数据链路层把8位数据组提交到物理层,物理层经过适当的变换后发送到物理链路上传输。但变换的结果还是8比特。在光纤千兆以太网上,则不是这样。数据链路层把8比特的数据提交给物理层的时候,物理层把这8比特的数据进行映射,变换成10比特发送出去。万兆以太网线缆标准万兆以太网当前使用附加标准IEEE 802.3ae用以说明,将来会合并进IEEE 802.3标准。万兆以太网线缆标准如表1-4所示。表1-4 万兆以太网线缆标准100Gbps以太网线缆标准新的40G/100G以太网标准在2010年制定完成,当前使用附加标准IEEE 802.3ba用以说明。随着网络技术的发展,100Gbps以太网在未来会有大规模的应用。1.3 CSMA/CDCSMA/CD的概念根据以太网的最初设计目标,计算机和其他数字设备是通过一条共享的物理线路连接起来的。这样被连接的计算机和数字设备必须采用一种半双工的方式来访问该物理线路,而且还必须有一种冲突检测和避免的机制,以避免多个设备在同一时刻抢占线路的情况,这种机制就是所谓的CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)。可以从以下三点来理解CSMA/CD:CS:载波侦听在发送数据之前进行侦听,以确保线路空闲,减少冲突的机会。MA:多址访问每个站点发送的数据,可以同时被多个站点接收。CD:冲突检测由于两个站点同时发送信号,信号叠加后,会使线路上电压的摆动值超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。边发送边检测,发现冲突就停止发送,然后延迟一个随机时间之后继续发送。CSMA/CD的工作过程CSMA/CD的工作过程如下:如果线路空闲则发送数据。如果线路不空闲则一直等待。终端设备不停的检测共享线路的状态。如果有另外一个设备同时发送数据,两个设备发送的数据必然产生冲突,导致线路上的信号不稳定。终端设备检测到这种不稳定之后,马上停止发送自己的数据。终端设备发送一连串干扰脉冲,然后等待一段时间之后再进行发送数据。发送干扰脉冲的目的是为了通知其他设备,特别是跟自己在同一个时刻发送数据的设备,线路上已经产生了冲突。检测到冲突后等待的时间是随机的。1.4 最小帧长由于CSMA/CD算法的限制,以太网帧必须不能小于某个最小长度。以太网中,最小帧长为64字节,这是由最大传输距离和冲突检测机制共同决定的。规定最小帧长是为了避免这种情况发生:A站点已经将一个数据包的最后一个Bit发送完毕,但这个报文的第一个Bit还没有传送到距离很远的B站点。B站点认为线路空闲继续发送数据,导致冲突。图1-2 Ethernet_II的帧结构高层协议必须保证Data域至少包含46字节,这样加上以太网帧头的14字节和帧尾的4字节校验码正好满足64字节的最小帧长,如图1-2所示。如果实际数据不足46个字节,则高层协议必须填充一些数据单元。1.5 以太网的双工以太网的物理层存在半双工和全双工两种模式。半双工半双工的工作模式:任意时刻只能接收数据或者发送数据。采用CSMA/CD机制。有最大传输距离的限制。HUB工作在半双工模式。全双工在有L2交换机取代了HUB组建以太网后,以太网由共享式转变为交换式。而且用全双工代替了半双工,传输数据帧的效率大大提高,最大吞吐量达到双倍速率。全双工从根本上解决了以太网的冲突问题,以太网从此告别CSMA/CD。全双工的工作模式:同一时刻可以接收和发送数据。最大吞吐量达双倍速率。消除了半双工的物理距离限制。当前制造的网卡、二层设备、三层设备都支持全双工模式,HUB除外。实现全双工的硬件保证:支持全双工的网卡芯片收发线路完全分离的物理介质点到点的连接1.5 以太网的自协商自动协商的目的最早的以太网都是10M半双工的,所以需要CSMA/CD等一系列机制保证系统的稳定性。随着技术的发展,出现了全双工,接着又出现了100M,以太网的性能大大改善。但是随之而来的问题是:如何保证原有以太网络和新以太网的兼容?于是,提出了自动协商技术来解决这种矛盾。自动协商的主要功能就是使物理链路两端的设备通过交互信息自动选择同样的工作参数。自动协商的内容主要包括双工模式、运行速率以及流控等参数。一旦协商通过,链路两端的设备就锁定在同样的双工模式和运行速率。以太网速率双工自协商在如下标准中定义:百兆以太网标准:IEEE 802.3uIEEE 802.3u规范将自协商作为可选功能。千兆以太网标准:IEEE 802.3zIEEE 802.3z规范将自协商作为强制功能,所有设备必须遵循并且必须默认启用自协商。自动协商原理自动协商是网络设备间建立连接的一种方式。它允许一个网络设备将自己所支持的工作模式信息传达给网络上的对端,并接受对端可能传递过来的信息。设备双方根据彼此工作模式信息的交集,按照双方都支持的最优工作模式建立连接。对于使用双绞线连接的以太网,如果没有数据传输时,链路并不是一直空闲,而是每隔16ms发送一个高脉冲,用来维护链路层的连接,这种脉冲成为NLP(Normal Link Pulse)码流。在NLP码流中再插入一些频率更高的脉冲,可用来传递更多的信息,这串脉冲成为FLP(Fast Link Pulse)码流,如图1-3所示。自协商功能的基本机制就是将协商信息封装进FLP码流中,以达到自协商的目的。图1-3 脉冲插入示意图对于使用光模块和光纤连接的以太网,与使用双绞线连接的以太网类似,也是靠发送码流来进行自协商的,这种码流称为C码流,也就是配置(Configuration)码流。与电口不同的是,光口一般不协商速率,并且一般工作在双工模式,所以自协商一般只用来协商流控。如果协商通过,网卡就把链路置为激活状态,可以开始传输数据了。如果不能通过,则该链路不能使用。如果有一端不支持自动协商,则支持自动协商的一端选择一种默认的方式工作,一般情况下是10M半双工模式。自协商完全由物理层芯片设计实现,IEEE 802.3规范要求在下列任一情况下启动自协商:链路中断后恢复设备重新上电任何一端设备复位有重新自协商(Renegotiation)请求除此之外,连接双方并不会一直发送自协商码流。自协商并不使用专用数据包或带来任何高层协议开销。接口的自动协商规则当接口对接时,双方能否正常通信和两端接口设置的工作模式是否匹配相关。当两端接口都工作在相同类型的非自协商模式时,双方可以正常通信。当两端接口都工作在自协商模式时,双方通过协商可以正常通信,最终的协商结果取决于能力低的一端,通过自协商功能还可以协商流量控制功能。当两端接口一端的工作模式为自协商,对端为非自协商时,接口最终协商的工作模式和对端设置的工作模式相关。1.6 冲突域和广播域冲突域在传统的以粗同轴电缆为传输介质的以太网中,同一介质上的多个节点共享链路的带宽,争用链路的使用权,这样就会发生冲突,CSMA/CD机制中当冲突发生时,网络就要进行回退,这段回退的时间内链路上不传送任何数据。而且这种情况是不可避免的。同一介质上的节点越多,冲突发生的概率越大。这种连接在同一导线上的所有节点的集合就是一个冲突域。冲突域内所有节点竞争同一带宽,一个节点发出的报文(无论是单播、组播、广播)其余节点都可以收到。广播域因为网络中使用了广播,会占用带宽,降低设备的处理效率,必须对广播加以限制。比如ARP使用广播报文从IP地址来解析MAC地址。全1MAC地址FFFF-FFFF-FFFF为广播地址,所有节点都会处理目的地址为广播地址的数据帧。这种一个节点发送一个广播报文其余节点都能够收到的节点的集合,就是一个广播域。传统的网桥可以根据MAC表对单播报文进行转发,对于广播报文向所有的接口都转发,所以网桥的所有接口连接的节点属于一个广播域,但是每个接口属于一个单独冲突域。02 以太网交换2.1 二层交换原理二层交换设备工作在OSI模型的第二层,即数据链路层,它对数据包的转发是建立在MAC(Media Access Control )地址基础之上的。二层交换设备不同的接口发送和接收数据独立,各接口属于不同的冲突域,因此有效地隔离了网络中物理层冲突域,使得通过它互连的主机(或网络)之间不必再担心流量大小对于数据发送冲突的影响。二层交换设备通过解析和学习以太网帧的源MAC来维护MAC地址与接口的对应关系(保存MAC与接口对应关系的表称为MAC表),通过其目的MAC来查找MAC表决定向哪个接口转发,基本流程如下:二层交换设备收到以太网帧,将其源MAC与接收接口的对应关系写入MAC表,作为以后的二层转发依据。如果MAC表中已有相同表项,那么就刷新该表项的老化时间。MAC表表项采取一定的老化更新机制,老化时间内未得到刷新的表项将被删除掉。设备判断目的MAC地址是不是广播地址:如果目的MAC地址是广播地址,那么向所有接口转发(报文的入接口除外)。如果目的MAC地址不是广播地址,根据以太网帧的目的MAC去查找MAC表,如果能够找到匹配表项,则向表项所示的对应接口转发,如果没有找到匹配表项,那么向所有接口转发(报文的入接口除外)。从上述流程可以看出,二层交换通过维护MAC表以及根据目的MAC查表转发,有效的利用了网络带宽,改善了网络性能。图1-6是一个二层交换的示例。图1-6 二层交换示例二层交换设备虽然能够隔离冲突域,但是它并不能有效的划分广播域。因为从前面介绍的二层交换设备转发流程可以看出,广播报文以及目的MAC查找失败的报文会向除报文的入接口之外的其它所有接口转发,当网络中的主机数量增多时,这种情况会消耗大量的网络带宽,并且在安全性方面也带来一系列问题。当然,通过路由器来隔离广播域是一个办法,但是由于路由器的高成本以及转发性能低的特点使得这一方法应用有限。基于这些情况,二层交换中出现了VLAN技术。2.2 三层交换原理三层交换机出现的背景早期的网络中一般使用二层交换机来搭建局域网,而不同局域网之间的网络互通由路由器来完成。那时的网络流量,局域网内部的流量占了绝大部分,而网络间的通信访问量比较少,使用少量路由器已经足够应付了。但是,随着数据通信网络范围的不断扩大,网络业务的不断丰富,网络间互访的需求越来越大,而路由器由于自身成本高、转发性能低、接口数量少等特点无法很好的满足网络发展的需求。因此出现了三层交换机这样一种能实现高速三层转发的设备。当然,三层交换机并不能完全替代路由器,路由器所具备的丰富的接口类型、良好的流量服务等级控制、强大的路由能力等仍然是三层交换机的薄弱环节。三层转发的原理目前的三层交换机一般是通过VLAN来划分二层网络并实现二层交换,同时能够实现不同VLAN间的三层IP互访。不同网络的主机之间互访的流程简要如下:源主机在发起通信之前,将自己的IP与目的主机的IP进行比较,如果两者位于同一网段(用网络掩码计算后具有相同的网络号),那么源主机直接向目的主机发送ARP请求,在收到目的主机的ARP应答后获得对方的物理层(MAC)地址,然后用对方MAC地址作为报文的目的MAC地址进行报文发送。当源主机判断目的主机与自己位于不同网段时,它会通过网关(Gateway)来递交报文,即发送ARP请求来获取网关IP地址对应的MAC,在得到网关的ARP应答后,用网关MAC作为报文的目的MAC发送报文。此时发送报文的源IP是源主机的IP,目的IP仍然是目的主机的IP。下面详细介绍一下三层交换的过程。如图1-7所示,通信的源、目的主机连接在同一台三层交换机上,但它们位于不同VLAN(网段)。对于三层交换机来说,这两台主机都位于它的直连网段内,它们的IP对应的路由都是直连路由。图1-7 三层转发原理示意网图中标明了两台主机的MAC、IP地址、网关,以及三层交换机的MAC、不同VLAN配置的三层接口IP。当 PC A向PC B发起PING时,流程如下:(假设三层交换机上还未建立任何硬件转发表项)根据前面的描述,PC A首先检查出目的IP地址10.2.1.2(PC B)与自己不在同一网段,因此它发出请求网关地址10.1.1.1对应MAC的ARP请求;L3 Switch收到PC A的ARP请求后,检查请求报文发现被请求IP是自己的三层接口IP,因此发送ARP应答并将自己的三层接口MAC(MAC Switch)包含在其中。同时它还会把PC A的IP地址与MAC地址对应(10.1.1.2与MAC A)关系记录到自己的ARP表项中去(因为ARP请求报文中包含了发送者的IP和MAC);PC A得到网关(L3 Switch)的ARP应答后,组装ICMP请求报文并发送,报文的目的MAC(即DMAC)=MAC Switch、源MAC(即SMAC)=MAC A、源IP(即SIP)=10.1.1.2、目的IP(即DIP)=10.2.1.2;L3 Switch收到报文后,首先根据报文的源MAC+VLAN ID更新MAC表。然后,根据报文的目的MAC+VLAN ID查找MAC地址表,发现匹配了自己三层接口MAC的表项,说明需要作三层转发,于是继续查找交换芯片的三层表项;交换芯片根据报文的目的IP去查找其三层表项,由于之前未建立任何表项,因此查找失败,于是将报文送到CPU去进行软件处理;CPU根据报文的目的IP去查找其软件路由表,发现匹配了一个直连网段(PC B对应的网段),于是继续查找其软件ARP表,仍然查找失败。然后L3 Switch会在目的网段对应的VLAN 3的所有接口发送请求地址10.2.1.2对应MAC的ARP请求;PC B收到L3 Switch发送的ARP请求后,检查发现被请求IP是自己的IP,因此发送ARP应答并将自己的MAC(MAC B)包含在其中。同时,将L3 Switch的IP与MAC的对应关系(10.2.1.1与MAC Switch)记录到自己的ARP表中去;L3 Switch收到PC B的ARP应答后,将其IP和MAC对应关系(10.2.1.2与MAC B)记录到自己的ARP表中去,并将PC A的ICMP请求报文发送给PC B,报文的目的MAC修改为PC B的MAC(MAC B),源MAC修改为自己的MAC(MAC Switch)。同时,在交换芯片的三层表项中根据刚得到的三层转发信息添加表项(内容包括IP、MAC、出口VLAN、出接口),这样后续的PC A发往PC B的报文就可以通过该硬件三层表项直接转发了;PC B收到L3 Switch转发过来的ICMP请求报文以后,回应ICMP应答给PC A。ICMP应答报文的转发过程与前面类似,只是由于L3 Switch在之前已经得到PC A的IP和MAC对应关系了,也同时在交换芯片中添加了相关三层表项,因此这个报文直接由交换芯片硬件转发给PC A;这样,后续的往返报文都经过查MAC表到查三层转发表的过程由交换芯片直接进行硬件转发了。从上述流程可以看出,三层交换机正是充分利用了“一次路由(首包CPU转发并建立三层硬件表项)、多次交换(后续包芯片硬件转发)”的原理实现了转发性能与三层交换的完美统一。03以太网交换应用场景如图1-8所示,某企业有IP电话、员工PC、网络打印机、移动终端、服务器等多种设备需要接入网络。图1-8 使用以太网技术组建企业网络示例可以使用以太网技术将众多的终端设备连接到网络,从而实现员工访问网络、拨打IP电话、员工PC访问服务器共享资源、通过网络实现远程打印、IT管理员统一管理等网络业务。发布于 2021-11-04 08:38网络工程师​赞同 19​​2 条评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录网络民工专注网络技术、欢迎给位读者相互交流,希望每一篇文章都能让您感兴趣,能留下您的脚印

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Ethernet(以太网) 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)

  以太网采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,载波监听多路存取和冲突检测)介质访问控制方式的局域网技术,最初由Xerox公司于1975年研制成功,1979年7月~1982年间,由DEC、Intel和Xerox三家公司制定了以太网的技术规范DIX,以此为基础形成的IEEE802.3以太网标准在1989年正式成为国际标准。在20多年中以太网技术不断发展,成为迄今最广泛应用的局域网技术,产生了多种技术标准。  这些名字都是不同时期的以太网标准,标准名字来源于所使用的物理介质,下面先拆解一下这类名词:

10/100/1000: 数字100用单位MHz (Megahertz)表示网线设计的频率。即100 MHz。MHz的值越大,网线所支持的速度就越快。如果你尝试将这种类型的网线用于更高的频率(和速度)中,那么它将不工作或者变得极为不可靠。100 MHz以每秒100Mbit的速度传输,这在理论上指的就是12 Mbps。然而,在实际中,可能还无法获得超过4 Mbps。

BASE: BASE是英文baseband的缩写,指的就是基带。表示没有使用频分复用或者其它频率转换技术,每一个信号在一个单一频率上完全控制线缆。

数字T/F/C等: 一般数组表示传输长度;T代表承载信号的物理介质是双绞线缆(分为UTP(Unshielded Twisted Pair,非屏蔽双绞线)和STP(Shielded Twicted Pair,屏蔽双绞线)),在这里每一对传送信号的双绞线互相缠绕以(FEXT和NEXT之间)减少电磁干扰和串扰;F表示光纤

最后的字母或数字(4/X等): 在同一种传送速率下有多种不同的标准,它们之间以一个字母或数字跟随T/F/C之后的方式来区隔(例如TX)。它显示了网线的结构并指出包含的绞线对的数量。某些高速标准使用同轴电缆,则分配代号为CX。

下面详细说明每种组合的意义:

10base5  10BASE5(也被称为thick Ethernet or thicknet)是以太网的第一个商用变体。  10BASE5的名称来源于物理介质的几个特征:10指的是其10Mbit/s的传输速度; BASE是基带信号的缩写(与宽带相反),5代表最大段长度为500米(1600英尺)。  使用直径10mm的50欧姆粗同轴电缆(coaxial cable ),总线拓扑结构,站点网卡的接口为DB-15连接器,每个网段允许有100个站点,每个网段最大允许距离为500m,网络直径为2500m,既可由5个500m长的网段和4个中继器组成。

 

   利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据。 该系统在安装和维护上难度较大。

  该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 8有详细的介绍。

 

 

从2003年开始,IEEE 802.3已经不再使用这个新安装标准。

10Base2  10BASE2(也被称为cheapernet,thin Ethernet,thinnet和thinwire)是以太网的变体,使用以BNC连接器端接的***细同轴电缆***。为降低10base5的安装成本和复杂性而设计的。  10BASE2这个名字来源于物理介质的几个特性:10来自10 Mbit / s的传输速度; BASE代表基带信令;2代表最大段长度接近200米(实际最大长度为185米)。  其使用廉价的R9-58型50欧姆细同轴电缆,总线拓扑结构,网卡通过T形接头连接到细同轴电缆上,末端连接50欧姆端接器;每个网段允许30个站点,每个网段最大允许距离为185m,仍保持10Base5的4中继器/5网段设计能力,允许的最大网络直径为5x185=925m。

 

 

  利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据。与10base5相比,10Base2以太网更容易安装,更容易增加新站点,能大幅度降低费用。  该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 10有详细的介绍。

 

 

在20世纪80年代中后期,这是占主导地位的10 Mbit / s以太网标准此MAU不建议用于新安装。 自2011年9月以来,该部分不再考虑维护变更。

10base-T(涵10BASE-Te)  标准的通用名称来源于物理媒体的各个方面。 前导号码(10BASE-T中的10)是指以Mbit/s为单位的传输速度。 BASE表示使用基带传输。 T表示双绞线(Twisted pair cables),每个信号的一对导线绞合在一起以减少对之间的电磁干扰和串扰。 对于相同传输速度有几种标准的情况下,它们通过T之后的字母或数字来区分,例如TX,指的是编码方法和通道数量,后面介绍。  这是1990年通过的以太网物理层标准。使用***两对非屏蔽双绞线***,一对线发送数据,另一对线接收数据,用RJ-45模块作为端接器,星形拓扑结构,信号频率为20MHz,必须使用3类或更好的UTP电缆;布线按照EIA568标准,站点中继器和中继器中继器的最大距离为100m。保持了10base5的4中继器/5网段的设计能力,使10base-T局域网的最大直径为500m。10Base-T的集线器和网卡每16秒就发出“滴答”(Hear-beat)脉冲,集线器和网卡都要监听此脉冲,收到“滴答” 信号表示物理连接已建立,10base-T设备通过LED向网络管理员指示链路是否正常。

 

 

  双绞线以太网是以太网技术的主要进步之一,此前的以太网都是使用同轴电缆,自此以后,双绞线正式取代同轴电缆走上了历史舞台。10base-T因为价格便宜、配置灵活和易于管理而流行起来,现在占整个以太网销售量的90%以上。  该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 14有详细的介绍。

 

 

10base-F  是使用光缆的以太网,使用双工光缆,一条光缆用于发送数据, 另一条用于接收;使用ST连接器,星形拓扑结构;网络直径为2500m,定义了4种不同的规范,分别对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 15, Clause 16, Clause 17, and Clause 18

 

 

10Base-FL  L是Link的缩写,10BASE-FL是以太网光纤上最常用的10BASE-F规范。 在10BASE-FL中,FL代表光纤链路。 它取代了原始的光纤中继器链路(FOIRL)规范,但保留了与基于FOIRL的设备的兼容性。 支持的最大段长度为2000米[2]与FOIRL设备混合时,最大段长度限于FOIRL的1000米。

 

 

注意 - 不建议将此MAU用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。如今,10BASE-FL很少用于网络,并已被快速以太网,千兆以太网和100千兆位以太网标准所取代。

10Base-FB  B为Backbone的缩写,是用来说明一个同步信令骨干网段,用于在一个跨越远距离的 转发主干网系统中将专用的10Base-FB同步信令中继器连接在一起。单个10base-FB网段最长可达2000m。

 

 

注意 - 不建议将此MAU用于新安装。 自2011年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

10Base-FP  P为Passive的缩写,是用来说明点对点的连接方式,一个网段的长度可达500m。一个光缆无源星形耦合器最多可连接33台计算机。这形成了一个以信号耦合器为中心的星型网络。 没有已知的设备实现了这个标准。

100base-T  又称Fast Ethernet(快速以太网),是许多以标称速率100 Mbit/s(较早的以太网速度为10 Mbit / s)传输流量的以太网标准的统称。在快速以太网标准中,100BASE-TX是最常见的。  名称中的“100”是指100Mbit/s的传输速度;而“BASE”是指基带信令; 破折号后面的字母(“T”或“F”)是指承载信号的物理介质(分别为双绞线或光纤);而最后一个字符(“X”,“4”等)指的是使用的行代码方法。 快速以太网有时被称为100BASE-X,其中“X”是FX和TX变体的占位符。  1995年5月正式通过了快速以太网/100Base-T规范,即IEEE 802.3u标准,是对IEEE802.3的补充。与10base-T一样采用星形拓扑结构,但100Base-T包含4个不同的物理层规范, 并且包含了网络拓扑方面的许多新规则。对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2:

 

 

在实际使用中,100 Base-T有时候用于指100Base-TX网线规格。

100Base-T4  100BASE-T4是快速以太网的早期实现。 它需要四对铜质双绞线,但这些双绞线只需要是3类而不是TX所要求的5类。 一对保留用于发送,一个用于接收,其余两个将通过协商切换方向。  是为了利用大量的3类音频级布线而设计的。信号频率为25MHz,因而可以使用数据级3、4或5类非屏蔽双绞线,也可使用音频级3类线缆。最大网段长度为100m,并且在节点间的最小长度是2.5米。采用EIA568布线标准;由于没有专用的发送或接收线路,所以***100Base-T4不能进行全双工操作***; 100base-T4采用比曼彻斯特编码法高级的多的6B/6T编码法。  100BASE-T4未被广泛采用,但为其开发的技术被用于1000BASE-T。对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 23:

 

 

注 - 不建议将此PHY用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

100Base-X最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 24 规定了一系列100 Mb/s物理层实现共同使用的物理编码子层(PCS)和物理媒体附加(PMA)子层,统称为100BASE-X。 目前在这个系列中有两个实施例:100BASE-TX和100BASE-FX。 100BASE-TX指定通过两对双绞线5类电缆进行操作。 100BASE-FX指定通过两根光纤进行操作。对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 24:

 

 

100Base-TX  使用两对5类非屏蔽双绞线或1类屏蔽双绞线,一对用于发送数据,另一对用于接收数据,最大网段长度为100m,布线符合EIA568标准;采用4B/5B编码法,使其可以125MHz的串行数据流来传送数据;其支持全双工, 使用MLT-3(多电平传输-3)波形法来降低信号频率到125/3=41.6MHz。***100Base-TX使100Base-T中使用最广的物理层规范。 ***对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 25:

100Base-FX  100BASE-FX是光纤上的快速以太网版本。 它使用通过两根光纤传输的1300纳米近红外(NIR)光波长,一根用于接收(RX),另一根用于发送(TX)。 对于半双工连接(为了确保检测到碰撞),最大长度为412米(1,350英尺),对于全双工多模光纤,最大长度为2千米(6,600英尺)。 100BASE-FX使用与100BASE-TX相同的4B5B编码和NRZI线路代码。 100BASE-FX应使用SC,ST,LC,MTRJ或MIC连接器,SC是首选。  使用多模(62.5或125um)或单模光缆,连接器可以是MIC/FDDI 连接器、ST连接器或廉价的SC连接器;最大网段长度根据连接方式不同而变化,例如:对于多模光纤的交换机-交换机连接或交换机-网卡 连接最大允许长度为412m,支持全双工模式,如果是全双工链路,则可达到2000m。100Base-FX主要用于高速主干网,或远距离连接,或有强电气干扰的环 境,或要求较高安全保密链接的环境。对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 26。

#100Base-T2  随着数字信号处理技术和集成电路技术的发展,只用2对3类UTP线就可以传送100Mbps的数据,因而针对100Base-T4不能实现全双工的缺点,IEEE开始制定100Base-T2标准。100Base-T2 采用2对音频或数据级3、4或5类UTP电缆,一对用于发送数据,另一对用于接收数据,可实现全双工操作;采用RJ45连接器,最长网段为100m,符合EIA568布线标准。采用名为PAM5x5的5电平编码方案。对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 32:

 

 

注 - 不建议将此PHY用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

100BASE-T1100BASE-T2没有被广泛采用,但为其开发的技术被用于1000BASE-T。100BASE-T1在IEEE 802.3bw-2015条款96中标准化的100BASE-T1中,​​数据通过单个铜线对传输,每个符号3位(PAM3)。 它仅支持全双工,同时在两个方向上传输。 双绞线电缆需要支持66 MHz,最大长度为15米。 没有定义特定的连接器。 该标准适用于汽车应用,或者快速以太网将被集成到其他应用中。 在IEEE标准化之前,它已被开发为BroadR-Reach。

  ***自动协商模式:***在100Base-T问世以后,在以太网RJ-45连接器上可能出现的信 号可能是5种以上不同的以太网信号(10Base-T、10base-T全双工、100base-TX、100Base-TX全双工或100Base-T4)中的任一种。为了简化 管理,3.11.71 IEEE已推出了Nway(IEEE自动协商模式),它能使集线器和网卡知道线路另一端能有的速度,把速度自动调节到线路两端 能达到的最高速度(优先的顺序为:100Base-T2全双工,100Base-T2,100Base-TX全双工,100Base-T4,100Base-TX, 100Base-T全双工, 10Base-T)。这是增强型的10Base-T链路一体化信号方法,并与链路一体化反向兼容。这种技术避免了由于信号不兼容可能造成的网络 损坏。具有这种特性的装置仍允许人工选择可能的模式。

  千兆以太网技术有两个标准:IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准(1000BASE-X)。IEEE802.3ab制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准(1000BASE-T)。

1000BASE-X  IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000Base-X,采用8B/10B编码技术,信道传输速度为1.25Gbit/s,去耦后实现1000Mbit/s传输速度。

 

 

IEEE802.3z具有下列千兆以太网标准:

1000BASE-CX:1000BASE-X 在特制的屏蔽电缆传输的接口规格(参见 IEEE 802.3 Clause 39.)屏蔽类双绞线,传输距离25米。

1000BASE-LX(long wavelength laser)1000BASE-X 采用单模或多模长波激光器的规格(参见 IEEE 802.3 Clause 38.)。采用直径为62.5um或50um的多模光纤时,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为550m;采用直径为9um或10um的单模光纤,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为5km左右。

1000BASE-SX(short wave-length laser)1000BASE-X 采用多模短波激光器的规格(参见 IEEE 802.3 Clause 38.)。只支持多模光纤,可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤,工作波长为770-860nm,传输距离为220-550m。

1000BASE-T采用四对五类平衡电缆的1000 Mb/s 物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clause 40.)。与10Base-T、100Base-T完全兼容。————————————————原文链接:https://blog.csdn.net/ZCShouCSDN/article/details/80208596

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2021-06-18 14:39 

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Ethernet(以太网)之二 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)

在搞网络这一块的时候,看到了100Base-T、100Base-TX等这些东西,在IEEE802.3中,也到处是这些词。大体了解了一下,下面是正文。 以太网采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,载波监听多路存取和冲突检测)介质访问控制方式的局域网技术,最初由Xerox公司于1975年研制成功,1979年7月~1982年间,由DEC、Intel和Xerox三家公司制定了以太网的技术规范DIX,以此为基础形成的IEEE802.3以太网标准在1989年正式成为国际标准。在20多年中以太网技术不断发展,成为迄今最广泛应用的局域网技术,产生了多种技术标准。 这些名字都是不同时期的以太网标准,标准名字来源于所使用的物理介质,下面先拆解一下这类名词:

10/100/1000: 数字100用单位MHz (Megahertz)表示网线设计的频率。即100 MHz。MHz的值越大,网线所支持的速度就越快。如果你尝试将这种类型的网线用于更高的频率(和速度)中,那么它将不工作或者变得极为不可靠。100 MHz以每秒100Mbit的速度传输,这在理论上指的就是12 Mbps。然而,在实际中,可能还无法获得超过4 Mbps。 BASE: BASE是英文baseband的缩写,指的就是基带。表示没有使用频分复用或者其它频率转换技术,每一个信号在一个单一频率上完全控制线缆。 数字T/F/C等: 一般数组表示传输长度;T代表承载信号的物理介质是双绞线缆(分为UTP(Unshielded Twisted Pair,非屏蔽双绞线)和STP(Shielded Twicted Pair,屏蔽双绞线)),在这里每一对传送信号的双绞线互相缠绕以(FEXT和NEXT之间)减少电磁干扰和串扰;F表示光纤 最后的字母或数字(4/X等): 在同一种传送速率下有多种不同的标准,它们之间以一个字母或数字跟随T/F/C之后的方式来区隔(例如TX)。它显示了网线的结构并指出包含的绞线对的数量。某些高速标准使用同轴电缆,则分配代号为CX。 下面详细说明每种组合的意义:

10base5

10BASE5(也被称为thick Ethernet or thicknet)是以太网的第一个商用变体。 10BASE5的名称来源于物理介质的几个特征:10指的是其10Mbit/s的传输速度; BASE是基带信号的缩写(与宽带相反),5代表最大段长度为500米(1600英尺)。 使用直径10mm的50欧姆粗同轴电缆(coaxial cable ),总线拓扑结构,站点网卡的接口为DB-15连接器,每个网段允许有100个站点,每个网段最大允许距离为500m,网络直径为2500m,既可由5个500m长的网段和4个中继器组成。

利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据。 该系统在安装和维护上难度较大。 该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 8有详细的介绍。

从2003年开始,IEEE 802.3已经不再使用这个新安装标准。

10Base2

10BASE2(也被称为cheapernet,thin Ethernet,thinnet和thinwire)是以太网的变体,使用以BNC连接器端接的***细同轴电缆***。为降低10base5的安装成本和复杂性而设计的。 10BASE2这个名字来源于物理介质的几个特性:10来自10 Mbit / s的传输速度; BASE代表基带信令;2代表最大段长度接近200米(实际最大长度为185米)。 其使用廉价的R9-58型50欧姆细同轴电缆,总线拓扑结构,网卡通过T形接头连接到细同轴电缆上,末端连接50欧姆端接器;每个网段允许30个站点,每个网段最大允许距离为185m,仍保持10Base5的4中继器/5网段设计能力,允许的最大网络直径为5x185=925m。

利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据。与10base5相比,10Base2以太网更容易安装,更容易增加新站点,能大幅度降低费用。 该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 10有详细的介绍。

在20世纪80年代中后期,这是占主导地位的10 Mbit / s以太网标准 此MAU不建议用于新安装。 自2011年9月以来,该部分不再考虑维护变更。

10base-T(含10BASE-Te)

标准的通用名称来源于物理媒体的各个方面。 前导号码(10BASE-T中的10)是指以Mbit/s为单位的传输速度。 BASE表示使用基带传输。 T表示双绞线(Twisted pair cables),每个信号的一对导线绞合在一起以减少对之间的电磁干扰和串扰。 对于相同传输速度有几种标准的情况下,它们通过T之后的字母或数字来区分,例如TX,指的是编码方法和通道数量,后面介绍。 这是1990年通过的以太网物理层标准。使用***两对非屏蔽双绞线***,一对线发送数据,另一对线接收数据,用RJ-45模块作为端接器,星形拓扑结构,信号频率为20MHz,必须使用3类或更好的UTP电缆;布线按照EIA568标准,站点中继器和中继器中继器的最大距离为100m。保持了10base5的4中继器/5网段的设计能力,使10base-T局域网的最大直径为500m。10Base-T的集线器和网卡每16秒就发出“滴答”(Hear-beat)脉冲,集线器和网卡都要监听此脉冲,收到“滴答” 信号表示物理连接已建立,10base-T设备通过LED向网络管理员指示链路是否正常。

双绞线以太网是以太网技术的主要进步之一,此前的以太网都是使用同轴电缆,自此以后,双绞线正式取代同轴电缆走上了历史舞台。10base-T因为价格便宜、配置灵活和易于管理而流行起来,现在占整个以太网销售量的90%以上。 该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 14有详细的介绍。

10base-F

是使用光缆的以太网,使用双工光缆,一条光缆用于发送数据, 另一条用于接收;使用ST连接器,星形拓扑结构;网络直径为2500m,定义了4种不同的规范,分别对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 15, Clause 16, Clause 17, and Clause 18

10Base-FL

L是Link的缩写,10BASE-FL是以太网光纤上最常用的10BASE-F规范。 在10BASE-FL中,FL代表光纤链路。 它取代了原始的光纤中继器链路(FOIRL)规范,但保留了与基于FOIRL的设备的兼容性。 支持的最大段长度为2000米[2]与FOIRL设备混合时,最大段长度限于FOIRL的1000米。

注意 - 不建议将此MAU用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。 如今,10BASE-FL很少用于网络,并已被快速以太网,千兆以太网和100千兆位以太网标准所取代。

10Base-FB

B为Backbone的缩写,是用来说明一个同步信令骨干网段,用于在一个跨越远距离的 转发主干网系统中将专用的10Base-FB同步信令中继器连接在一起。单个10base-FB网段最长可达2000m。

注意 - 不建议将此MAU用于新安装。 自2011年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

10Base-FP

P为Passive的缩写,是用来说明点对点的连接方式,一个网段的长度可达500m。一个光缆无源星形耦合器最多可连接33台计算机。这形成了一个以信号耦合器为中心的星型网络。 没有已知的设备实现了这个标准。

100base-T

又称Fast Ethernet(快速以太网),是许多以标称速率100 Mbit/s(较早的以太网速度为10 Mbit / s)传输流量的以太网标准的统称。在快速以太网标准中,100BASE-TX是最常见的。 名称中的“100”是指100Mbit/s的传输速度;而“BASE”是指基带信令; 破折号后面的字母(“T”或“F”)是指承载信号的物理介质(分别为双绞线或光纤);而最后一个字符(“X”,“4”等)指的是使用的行代码方法。 快速以太网有时被称为100BASE-X,其中“X”是FX和TX变体的占位符。 1995年5月正式通过了快速以太网/100Base-T规范,即IEEE 802.3u标准,是对IEEE802.3的补充。与10base-T一样采用星形拓扑结构,但100Base-T包含4个不同的物理层规范, 并且包含了网络拓扑方面的许多新规则。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2:

在实际使用中,100 Base-T有时候用于指100Base-TX网线规格。

100Base-T4

100BASE-T4是快速以太网的早期实现。 它需要四对铜质双绞线,但这些双绞线只需要是3类而不是TX所要求的5类。 一对保留用于发送,一个用于接收,其余两个将通过协商切换方向。 是为了利用大量的3类音频级布线而设计的。信号频率为25MHz,因而可以使用数据级3、4或5类非屏蔽双绞线,也可使用音频级3类线缆。最大网段长度为100m,并且在节点间的最小长度是2.5米。采用EIA568布线标准;由于没有专用的发送或接收线路,所以***100Base-T4不能进行全双工操作***; 100base-T4采用比曼彻斯特编码法高级的多的6B/6T编码法。   100BASE-T4未被广泛采用,但为其开发的技术被用于1000BASE-T。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 23:

注 - 不建议将此PHY用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

100Base-X

最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 24 规定了一系列100 Mb/s物理层实现共同使用的物理编码子层(PCS)和物理媒体附加(PMA)子层,统称为100BASE-X。 目前在这个系列中有两个实施例:100BASE-TX和100BASE-FX。 100BASE-TX指定通过两对双绞线5类电缆进行操作。 100BASE-FX指定通过两根光纤进行操作。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 24:

100Base-TX

使用两对5类非屏蔽双绞线或1类屏蔽双绞线,一对用于发送数据,另一对用于接收数据,最大网段长度为100m,布线符合EIA568标准;采用4B/5B编码法,使其可以125MHz的串行数据流来传送数据;其支持全双工, 使用MLT-3(多电平传输-3)波形法来降低信号频率到125/3=41.6MHz。***100Base-TX使100Base-T中使用最广的物理层规范。 *** 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 25:

100Base-FX

100BASE-FX是光纤上的快速以太网版本。 它使用通过两根光纤传输的1300纳米近红外(NIR)光波长,一根用于接收(RX),另一根用于发送(TX)。 对于半双工连接(为了确保检测到碰撞),最大长度为412米(1,350英尺),对于全双工多模光纤,最大长度为2千米(6,600英尺)。 100BASE-FX使用与100BASE-TX相同的4B5B编码和NRZI线路代码。 100BASE-FX应使用SC,ST,LC,MTRJ或MIC连接器,SC是首选。 使用多模(62.5或125um)或单模光缆,连接器可以是MIC/FDDI 连接器、ST连接器或廉价的SC连接器;最大网段长度根据连接方式不同而变化,例如:对于多模光纤的交换机-交换机连接或交换机-网卡 连接最大允许长度为412m,支持全双工模式,如果是全双工链路,则可达到2000m。100Base-FX主要用于高速主干网,或远距离连接,或有强电气干扰的环 境,或要求较高安全保密链接的环境。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 26。

100Base-T2

随着数字信号处理技术和集成电路技术的发展,只用2对3类UTP线就可以传送100Mbps的数据,因而针对100Base-T4不能实现全双工的缺点,IEEE开始制定100Base-T2标准。100Base-T2 采用2对音频或数据级3、4或5类UTP电缆,一对用于发送数据,另一对用于接收数据,可实现全双工操作;采用RJ45连接器,最长网段为100m,符合EIA568布线标准。采用名为PAM5x5的5电平编码方案。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 32:

注 - 不建议将此PHY用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

100BASE-T1

100BASE-T2没有被广泛采用,但为其开发的技术被用于1000BASE-T。100BASE-T1在IEEE 802.3bw-2015条款96中标准化的100BASE-T1中,数据通过单个铜线对传输,每个符号3位(PAM3)。 它仅支持全双工,同时在两个方向上传输。 双绞线电缆需要支持66 MHz,最大长度为15米。 没有定义特定的连接器。 该标准适用于汽车应用,或者快速以太网将被集成到其他应用中。 在IEEE标准化之前,它已被开发为BroadR-Reach。

***自动协商模式:***在100Base-T问世以后,在以太网RJ-45连接器上可能出现的信 号可能是5种以上不同的以太网信号(10Base-T、10base-T全双工、100base-TX、100Base-TX全双工或100Base-T4)中的任一种。为了简化 管理,3.11.71 IEEE已推出了Nway(IEEE自动协商模式),它能使集线器和网卡知道线路另一端能有的速度,把速度自动调节到线路两端 能达到的最高速度(优先的顺序为:100Base-T2全双工,100Base-T2,100Base-TX全双工,100Base-T4,100Base-TX, 100Base-T全双工, 10Base-T)。这是增强型的10Base-T链路一体化信号方法,并与链路一体化反向兼容。这种技术避免了由于信号不兼容可能造成的网络 损坏。具有这种特性的装置仍允许人工选择可能的模式。

千兆以太网技术有两个标准:IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准(1000BASE-X)。IEEE802.3ab制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准(1000BASE-T)。

1000BASE-X

IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000Base-X,采用8B/10B编码技术,信道传输速度为1.25Gbit/s,去耦后实现1000Mbit/s传输速度。

IEEE802.3z具有下列千兆以太网标准:

1000BASE-CX:

1000BASE-X 在特制的屏蔽电缆传输的接口规格(参见 IEEE 802.3 Clause 39.)屏蔽类双绞线,传输距离25米。

1000BASE-LX(long wavelength laser)

1000BASE-X 采用单模或多模长波激光器的规格(参见 IEEE 802.3 Clause 38.)。采用直径为62.5um或50um的多模光纤时,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为550m;采用直径为9um或10um的单模光纤,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为5km左右。

1000BASE-SX(short wave-length laser)

1000BASE-X 采用多模短波激光器的规格(参见 IEEE 802.3 Clause 38.)。只支持多模光纤,可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤,工作波长为770-860nm,传输距离为220-550m。

1000BASE-T

采用四对五类平衡电缆的1000 Mb/s 物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clause 40.)。与10Base-T、100Base-T完全兼容。

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Ethernet(以太网)之二 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)

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100Base-T1-Media Converter NXP, from Technica Engineering, BMW 宝马10年合作伙伴

12-31

100Base-T1 与100Base-Tx 快速以太网转换器,内置NXP PHY. 用于车载以太网芯片调试,模块测试,仿真等;

The 100BASE-T1 MediaConverter_NXP establishes one direct point-to-point conversion between automotive ECU’s using 100BASE-T1 and any standard Fast Ethernet device with RJ-45 connector.

No packets are stored or modified. It uses the NXP TJA1100_MRA4 Phy.

100BASE-T1 MediaConverter_NXP is the ideal solution for working quickly and efficiently with the new 100BASE-T1 technology.

Convert 100BASE-T1 100 MBit/s Fullduplex 1 x Twisted Pair unshielded to Fast Ethernet 100BASETX Fullduplex 2 x Twisted Pair shielded or unshielded.

Master / Slave configuration

HalfOut / FullOut configuration

Power requirement: 8 to 16 Volt DC, Power consumption: 2 Watt

Massive stainless steel housing

Status LEDs

Configuration DIP switches

Automotive MQS connector included (Power, 100BASE-T1)

Standard Ethernet RJ45 connector

Size: 92 x 63 x 28 mm

转载:Network 之三 Ethernet(以太网)物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)介绍

ChunleiYi的博客

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Network 之三 Ethernet(以太网)物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)介绍

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B50610-DS07-RDS(博通千兆以太网手册) - 副本.pdf

05-13

B50610C1KMLG datasheet 10/100/1000BASE-T Gigabit Ethernet Transceiver

The Broadcom® B50610 is a triple-speed 1000BASE-T/ 100BASE-TX/10BASE-T Gigabit Ethernet (GbE) transceiver integrated into a single monolithic CMOS chip. The device performs all physical-layer functions for 1000BASE-T, 100BASE-TX, and 10BASE-T Ethernet on standard category 5 UTP cable. 10BASE-T can also run on standard category 3, 4, and 5 UTP. The B50610 is a highly integrated solution combining digital adaptive equalizers, ADCs, phase-locked loops, line drivers, encoders, decoders, echo cancellers, crosstalk cancellers, and all required support circuitry. Based on Broadcom’s proven Digital Signal Processor technology, the B50610 is designed to be fully compliant with RGMII, allowing compatibility with industry-standard Ethernet MACs and switch controllers.

JL2201,景略单端口100M Ethernet PHY,MAC接口支持 SQMII/RGMII

最新发布

12-22

大陆本土品牌景略半导体于2020年推出的JL2201单端口Gigabit Ethernet PHY与RTL8211FSP=P兼容。

JL2201是单端口千兆以太网PHY收发器,支持IEEE802.3标准中的1000BASE-T、100BASE-TX和10BASE-T。它支持RGMII/SGMII到铜/光纤/SGMII。RGMII作为MAC接口,支持铜/光纤自媒体应用。SGMII作为MAC接口,通过两对差分信号以1.25Gbps的速度工作,减少I/ o数量和功耗。JL2201 MDI接口将MDI终端电阻集成到PHY中,减少了BOM,简化了布局。JL2201支持单3.3V电源,可配置RGMII总线I/O电压,支持3.3V, 2.5V, 1.8V。

JL2201支持同步以太网(SyncE)和精确定时协议(PTP)时间戳,基于IEEE1588 version 2和IEEE 802.1AS。基于先进的混合信号技术和工艺节点,JL2201在功耗和电缆范围方面具有无与伦比的性能,同时降低了EMI/EMC,适用于广泛的应用。JL2201按工业级标准制造,可在-40~+85℃环境温度条件下工作。

以太网PHY芯片STE100P手册

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The STE100P, also referred to as STEPHY1, is a high performance Fast Ethernet physical layer interface for 10Base-T and 100Base-TX applications.

It was designed with advanced CMOS technology to provide a Media Independent Interface (MII) for easy attachment to 10/100 Media Access Controllers (MAC) and a physical media interface for 100Base-TX of IEEE802.3u and 10Base-T of IEEE802.3.

The STEPHY1 supports both half-duplex and fullduplex operation, at 10 and 100 Mbps operation. Its operating mode can be set using auto-negotiation, parallel detection or manual control. It also allows for the support of auto-negotiation functions for speed and duplex detection.

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Ethernet 100 Base 系列快速以太网

在计算机网络中,快速以太网 物理层以100 Mbit / s的名义速率传输流量。在现有以太网速度为10兆比特/秒。在快速以太网物理层中,到目前为止,最常见的是100BASE-TX。

快速以太网是在1995年作为IEEE 802.3u标准引入的,并且在引入千兆以太网之前,一直是三年来最快的以太网版本。缩写GE / FE有时用于支持两种标准的设备。

命名法

媒体类型名称中的“ 100”是指100 Mbit / s的传输速度,而“ BASE”是指基带信令。破折号后面的字母(“ T”或“ F”)是指承载信号的物理介质(分别是双绞线或光纤),而最后一个字符(“ X”,“ 4”等)是指使用的行代码方法。快速以太网有时称为100BASE-X,其中“ X”是FX和TX变体的占位符。

总体设计

快速以太网是10兆位以太网标准的扩展。它运行在星形有线总线拓扑结构中的双绞线或光缆上,类似于IEEE标准802.3i称为10BASE-T,它本身就是10BASE5(802.3)和10BASE2(802.3a)的演进。

快速以太网设备通常与现有10BASE-T系统向后兼容,从而可以从10BASE-T进行即插即用升级。如果10BASE-T设备本身无法进行自动协商,则大多数具有支持快速以太网端口的交换机和其他联网设备都可以执行自动协商,检测10BASE-T设备并将端口设置为10BASE-T半双工。该标准规定了CSMA / CD用于媒体访问控制。

一个全双工模式也规定在实践中,所有现代网络使用以太网交换机,并在全双工模式下操作,即使使用半双工仍然存在传统设备。

快速以太网适配器可以从逻辑上划分为媒体访问控制器(MAC)和物理层接口(PHY),媒体访问控制器用于处理媒体可用性的更高级别的问题。

MAC通常通过称为媒体独立接口(MII)的四位25 MHz同步并行接口或称为简化媒体独立接口(RMII)的两位50 MHz变体链接到PHY 。

在极少数情况下,MII可能是外部连接,但通常是网络适配器中的IC之间的连接,甚至是单个IC中的两个部分之间的连接。规范是基于以下假设编写的:MAC和PHY之间的接口将是MII,但它们不是必需的。

快速以太网或以太网集线器 可以使用MII将多个PHY连接到其不同的接口。

MII将所有版本的快速以太网的理论最大数据比特率固定为100 Mbit/s。

在实际网络上实际观察到的信息速率小于理论最大值,这是由于每个以太网帧上都需要必要的报头和尾部(寻址和错误检测位)以及传输之间所需的数据包间隔。

铜缆

100BASE-T是双绞线电缆的几种快速以太网标准中的任何一种,包括:100BASE-TX(两对Cat5或更好的电缆速度为100 Mbit / s),100BASE-T4(四对Cat3或更好的电缆速度为100 Mbit / s)100BASE-T2(两对Cat3或更好的电缆上的100 Mbit / s也已消失)。

100BASE-T电缆的网段长度限制为100米(328英尺)(与10BASE-T和千兆以太网相同的限制)。

所有都是或曾经是IEEE 802.3(1995年批准)下的标准。几乎所有100BASE-T安装都是100BASE-TX。

名称标准状态介质线路代码指定距离100BASE‑TXIEEE 802.3u在用两根双绞线电缆(Cat-5,Cat-5e,Cat-6,Cat‑7)4B5B100米100BASE‑T1IEEE 802.3bw-2015条款96停用一根双绞线电缆(Cat-3)PAM 315米100BASE‑T2IEEE 802.3y停用两根双绞线电缆(Cat-3)PAM 5100米100BASE-T4IEEE 802.3u停用四个双绞线电缆(Cat-3)PAM 3100米

100BASE-TX

100BASE-TX是快速以太网的主要形式,在5类或以上电缆内的两条线对上运行。每个网段的最大布线距离为100米(328英尺)。一对用于每个方向,提供全双工操作,每个方向的吞吐量为100 Mbit / s。

像10BASE-T一样,标准连接中的活动对在引脚1、2、3和6上终止。由于典型的5类电缆包含4对,因此它可以通过布线适配器支持两条100BASE-TX链路。电缆按照常规方式连接到TIA / EIA-568-B的终端标准T568A或T568B。这会将活动对放置在橙色和绿色对上(规范的第二对和第三对)。

100BASE-TX网络的配置与10BASE-T非常相似。当用于构建局域网时,网络上的设备(计算机,打印机等)通常连接到集线器或交换机,从而形成星形网络。

另外,也可以使用交叉电缆直接连接两个设备。对于当今的设备,通常不需要交叉电缆,因为大多数设备都支持自动协商以及自动MDI-X来选择和匹配速度,双工和配对。

使用100BASE-TX硬件,在MII上以25 MHz时钟提供4位宽的原始位经过4B5B二进制编码,以产生以125 MHz 符号率时钟的一系列0和1符号。4B5B编码提供DC均衡和频谱整形。

就像在100BASE-FX情况下一样,然后使用NRZI编码将这些位传输到物理介质附加层。但是,100BASE-TX引入了一个附加的,与介质相关的子层,该子层在传输之前采用MLT-3作为数据流的最终编码,从而导致最大基本频率为31.25 MHz。

该过程是从ANSI X3.263 FDDI规范中借来的,仅作了微小的更改。

100BASE-T1

在100BASE-T1 中,数据通过单个铜对传输,每个符号3位,每个数据都使用PAM3作为代码对传输。它仅支持全双工,同时双向传输。双绞线电缆需要支持66 MHz,最大长度为15 m。没有定义特定的连接器。该标准适用于汽车应用或将快速以太网集成到另一个应用中。它在IEEE标准化之前被开发为BroadR-Reach。

在IEEE 802.3y标准化的100BASE-T2中,数据通过两对铜线传输,但是这些对仅要求是3类,而不是100BASE-TX所要求的5类。数据在两对上同时发送和接收,因此允许全双工操作。传输每个符号使用4位。

通过基于线性反馈移位寄存器的平凡加扰过程,将4位符号扩展为两个3位符号。这需要平坦化信号的带宽和发射频谱,以及匹配传输线属性。原始位到符号代码的映射在时间上不是恒定的,并且具有相当大的周期(显示为伪随机序列)。从符号到PAM-5线路调制电平的最终映射遵循右表。100BASE-T2未被广泛采用,但为此开发的技术已在1000BASE-T中使用。

100BASE-T4

100BASE-T4是快速以太网的早期实现。它需要四对语音级双绞铜线,与100BASE-TX使用的5类电缆相比,性能较低。最大距离限制为100米。一对保留用于发送,一对保留用于接收,其余两个用于切换方向。3个对用于每个方向传输的事实使100BASE-T4本质上是半双工的。

一个非常不寻常的8B6T代码用于将8个数据位转换为6个以3为基数的数字(可以进行信号整形,因为6进制的以3为基数的数字几乎是8进制的以2为基数的三倍) 。使用3级脉冲幅度调制(PAM-3),可以3对并行方式发送两个结果3位以3为底的符号。

100BASE-T4并未得到广泛采用,但是为此开发的一些技术已在1000BASE-T中使用。

100BaseVG

由惠普提出并销售,100BaseVG,采用3类布线和令牌概念,而不是CSMA/CD的替代设计。它原定为IEEE 802.12标准化,后来当交换100BASE-TX变得流行时,它很快就消失了。

光纤

快速以太网SFP端口

快速以太网速度并非在所有SFP端口上都可用,但某些设备支持。 不应假定千兆以太网的SFP端口向后兼容快速以太网。

光学互操作性

要实现互操作,必须满足一些条件:

行编码波长双工模式媒体数媒体类型和尺寸

100BASE-X以太网不与10BASE-F向后兼容,也不与1000BASE-X正向兼容。

100BASE-FX

100BASE-FX是光纤上的快速以太网版本。100BASE-FX 物理相关介质(PMD)子层由FDDI的PMD 定义,因此100BASE-FX与10BASE-FL(光纤上的10 Mbit / s版本)不兼容。

100BASE-FX仍用于不需要更高速度的现有多模光纤安装,例如工业自动化工厂。

100BASE-LFX

100BASE-LFX是一个非标准术语,用于指代快速以太网传输。它与100BASE-FX非常相似,但是由于它比在1310 nm波长激光器上运行的FX具有更高的光学质量,因此在一对多模光纤上可以实现长达4-5 km的更长距离。它很容易与100BASE-LX10或100BASE-FX混淆,因为-FX,-LX和-LX10在供应商之间的使用不明确。该范围是通过使用Fabry Perot激光发射器实现的。

当工作在1300 nm时,每公里的信号衰减约为850 nm损耗的一半。 通过使用1300 nm波长,可以扩展多模光纤的覆盖范围。

100BASE-SX

100BASE-SX是TIA / EIA-785-1-2002中标准化的基于光纤的快速以太网版本。它是使用100BASE-FX的低成本替代方案,因为它使用的短波长光学器件比100BASE-FX中使用的长波长光学器件便宜得多。100BASE-SX使用与10BASE-FL相同的波长,后者是光纤上的10 Mbit / s版本。与100BASE-FX不同,这允许100BASE-SX向后兼容10BASE-FL。由于使用的波长较短(850 nm),并且可以支持的距离更短,因此100BASE-SX使用较便宜的光学组件(LED而不是激光),这使其成为从10BASE-FL升级和不升级的产品的有吸引力的选择。需要长距离。

100BASE-EX

100BASE-EX是非标准的,但业界公认的术语是指快速以太网传输。它与100BASE-LX10非常相似,但由于比在1310 nm波长激光器上运行的LX10更高的光学质量,它在一对单模光纤上的距离可达40 km。它有时被称为LH(长途),并且很容易与100BASE-LX10或100BASE-ZX混淆,因为供应商之间对-LX(10),-LH,-EX和-ZX的使用不明确。

100BASE-ZX

100BASE-ZX是一个非标准的供应商术语,指的是使用1,550 nm波长的快速以太网传输,以在单模光纤上实现至少70 km的距离。一些供应商指定单模光纤(有时称为100BASE-EZX)上的最大距离为160公里。超过80 km的范围在很大程度上取决于所用光纤的路径损耗,特别是衰减系数(以dB / km为单位),连接器/配线架和位于收发器之间的接头的数量和质量。

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计算机网络--高速以太网 - 知乎首发于计算机网络切换模式写文章登录/注册计算机网络--高速以太网该用户已注册上节介绍了扩展的以太网这节介绍高速以太网一、100BASE-T 以太网100BASE-T 是在双绞线上传送 100 Mbit/s 基带信号的星形拓扑以太网,仍使用 IEEE802.3 的 CSMA/CD 协议,它又称为快速以太网(Fast Ethernet)。用户只要使用 100 Mbit 的适配器和 100 Mbit/s 的集线器或交换机,就可很方便地由 10BASE-T 以太网直接升级到 100Mbit/s,而不必改变网络的拓扑结构。所有在 10BASE-T 上的应用软件和网络软件都可保持不变。 100BASE-T 的适配器有很强的自适应性,能够自动识别 10 Mbit/s 和 100 Mbit/s。1995 年 IEEE 已把 100BASE-T 的快速以太网定为正式标准,其代号为 IEEE 802.3u,是对现行的 IEEE 802.3 标准的补充。100BASE-T 可使用以太网交换机提供很好的服务质量,可在全双工方式下工作而无冲突发生。因此, CSMA/CD 协议对全双工方式工作的快速以太网是不起作用的(但在半双工方式工作时则一定要使用 CSMA/CD 协议)。快速以太网使用的 MAC 帧格式仍然是 IEEE802.3 标准规定的帧格式。然而 IEEE 802.3u 的标准未包括对同轴电缆的支持。这意味着想从细缆以太网升级到快速以太网的用户必须重新布线。因此,现在 10/100 Mbit/s 以太网都使用无屏蔽双绞线布线。100 Mbit/s 以太网的新标准改动了原 10 Mbit/s 以太网的某些规定。我们知道,以太网有一个重要的参数 a,它必须保持为很小的数值。在之前曾给出了参数 a 的公式:这里t 是以太网单程端到端时延, T0 是帧的发送时间。我们知道, T0 是帧长与发送速率之比,可见为了保持参数 a 不变,可以使t 与发送速率的乘积不变。在帧长一定的条件下,若数据率提高到 10 倍,可把网络电缆长度(因而使t)减小到原有数值的十分之一。在 100 Mbit/s 的以太网中采用的方法是保持最短帧长不变,对于铜缆 100 Mbit/s 以太网,一个网段的最大长度是 100 m,其最短帧长仍为 64 字节,即 512 比特。因此 100 Mbit/s以太网的争用期是 5.12 µs,帧间最小间隔现在是 0.96 µs,都是 10 Mbit/s 以太网的 1/10。下表是 100 Mbit/s 以太网的新标准规定的三种不同的物理层标准。在标准中把上述的 100BASE-TX 和 100BASE-FX 合在一起称为 100BASE-X。二、吉比特以太网吉比特以太网的产品已在 1996 年夏季问市。 IEEE 在 1997 年通过了吉比特以太网的标准 802.3z,并在 1998 年成为正式标准。几年来,吉比特以太网迅速占领了市场,成为以太网的主流产品。吉比特以太网的标准 IEEE 802.3z 有以下几个特点:(1)允许在 1 Gbit/s 下以全双工和半双工两种方式工作。(2)使用 IEEE 802.3 协议规定的帧格式。(3)在半双工方式下使用 CSMA/CD 协议,而在全双工方式不使用 CSMA/CD 协议。(4)与 10BASE-T 和 100BASE-T 技术向后兼容。吉比特以太网可用作现有网络的主干网,也可在高带宽(高速率)的应用场合中(如医疗图像或 CAD 的图形等)用来连接计算机和服务器。吉比特以太网的物理层使用两种成熟的技术:一种来自现有的以太网,另一种则是美国国家标准协会 ANSI 制定的光纤通道 FC (Fibre Channel)。采用成熟技术就能大大缩短吉比特以太网标准的开发时间。下表是吉比特以太网的物理层的标准。现在 1000BASE-X(包括表 3-2 中的前三项)的标准是 IEEE 802.3z,而 1000BASE-T的标准是 IEEE 802.3ab。吉比特以太网工作在半双工方式时,就必须进行碰撞检测。由于数据率提高了,因此只有减小最大电缆长度或增大帧的最小长度,才能使参数 a 保持为较小的数值。若将吉比特以太网最大电缆长度减小到 10 m,那么网络的实际价值就大大减小。而若将最短帧长提高到 640 字节,则在发送短数据时开销又嫌太大。因此, 吉比特以太网仍然保持一个网段的最大长度为 100 m,但采用了“载波延伸” (carrier extension)的办法,使最短帧长仍为 64 字节(这样可以保持兼容性),同时将争用期增大为 512 字节。凡发送的 MAC 帧长不足 512 字节时,就用一些特殊字符填充在帧的后面,使 MAC 帧的发送长度增大到 512 字节,这对有效载荷并无影响。接收端在收到以太网的 MAC 帧后,要把所填充的特殊字符删除后才向高层交付。当原来仅 64 字节长的短帧填充到 512 字节时,所填充的 448 字节就造成了很大的开销。为此,吉比特以太网还增加了一种功能称为分组突发(packet bursting)。这就是当很多短帧要发送时,第一个短帧要采用上面所说的载波延伸的方法进行填充。但随后的一些短帧则可一个接一个地发送,它们之间只需留有必要的帧间最小间隔即可。这样就形成一串分组的突发,直到达到 1500 字节或稍多一些为止。当吉比特以太网工作在全双工方式时(即通信双方可同时进行发送和接收数据),不使用载波延伸和分组突发。吉比特以太网交换机可以直接与多个图形工作站相连。也可用作百兆以太网的主干网,与百兆比特或吉比特交换机相连,然后再和大型服务器连接在一起。下图是吉比特以太网的一种配置举例。吉比特以太网的配置举例三、10 吉比特以太网(10GE)和更快的以太网10GE 并非把吉比特以太网的速率简单地提高到 10 倍,因为还有许多技术上的问题要解决。顺便指出, 10 吉比特就是 10 × 10^{9} 比特,有人愿意称之为“万兆比特”。虽然“万”是中国的一种常用的计量单位,但这与国际上通用的表示方法不一致。10GE 的帧格式与 10 Mbit/s, 100 Mbit/s 和 1 Gbit/s 以太网的帧格式完全相同,并保留了 802.3 标准规定的以太网最小帧长和最大帧长。这就使用户在将其已有的以太网进行升级时,仍能和较低速率的以太网很方便地通信。10GE 只工作在全双工方式,因此不存在争用问题, 当然也不使用 CSMA/CD 协议。这就使得 10GE 的传输距离大大提高了(因为不再受必须进行碰撞检测的限制)。下表是10GE 的物理层标准。表中的前三项的标准是 IEEE 802.3ae,在 2002 年 6 月完成。第四项的标准是 IEEE802.3ak,完成于 2004 年。最后一项的标准是 IEEE 802.3an,完成于 2006 年。以太网的技术发展得很快。在 10GE 之后又制定了 40GE/100GE(即 40 吉比特以太网和 100 吉比特以太网)的标准 IEEE 802.3ba-2010 和 802.3bm-2015。下表是 40GE 和100GE 的物理层名称及传输距离,其中有两项带*号的是 802.3bm 提出的。需要指出的是, 40GE/100GE 只工作在全双工的传输方式(因而不使用 CSMA/CD 协议),并且仍然保持了以太网的帧格式以及 802.3 标准规定的以太网最小和最大帧长。100GE 在使用单模光纤传输时,仍然可以达到 40 km 的传输距离,但这需要波分复用(使用 4 个波长复用一根光纤,每一个波长的有效传输速率是 25 Gbit/s)。现在以太网的工作范围已经从局域网(校园网、企业网)扩大到城域网和广域网,从而实现了端到端的以太网传输。这种工作方式的好处是:(1)以太网是一种经过实践证明的成熟技术,无论是互联网服务提供者 ISP 还是端用户都很愿意使用以太网。当然对 ISP 来说,使用以太网还需要在更大的范围进行试验。(2)以太网的互操作性也很好,不同厂商生产的以太网都能可靠地进行互操作。(3)在广域网中使用以太网时,其价格大约只有同步光纤网 SONET 的五分之一和异步传递方式 ATM 的十分之一。 以太网还能够适应多种传输媒体,如铜缆、双绞线以及各种光缆。这就使具有不同传输媒体的用户在进行通信时不必重新布线。(4)端到端的以太网连接使帧的格式全都是以太网的格式,而不需要再进行帧的格式转换,这就简化了操作和管理。但是,以太网和现有的其他网络,如帧中继或 ATM 网络,仍然需要有相应的接口才能进行互连。以太网从 10 Mbit/s 到 10 Gbit/s 甚至到 100 Gbit/s 的演进,证明了以太网是:(1)可扩展的(速率从 10 Mbit/s 到 100 Gbit/s)。(2)灵活的(多种媒体、全/半双工、共享/交换)。(3)易于安装。(4)稳健性好。四、使用以太网进行宽带接入现在人们也在使用以太网进行宽带接入互联网。 为此, IEEE 在 2001 年初成立了802.3EFM 工作组 ,专门研究高速以太网的宽带接入技术问题。以太网接入的一个重要特点是它可以提供双向的宽带通信,并且可以根据用户对带宽的需求灵活地进行带宽升级(例如,把 10 兆的以太网交换机更新为吉比特的以太网交换机)。当城域网和广域网都采用吉比特以太网或 10 吉比特以太网时,采用以太网接入可以实现端到端的以太网传输,中间不需要再进行帧格式的转换。这就提高了数据的传输效率且降低了传输的成本。然而以太网的帧格式标准中,在地址字段部分并没有用户名字段,也没有让用户键入密码来鉴别用户身份的过程。如果网络运营商要利用以太网接入到互联网,就必须解决这个问题。于是有人就想法子把数据链路层的两个成功的协议结合起来,即把 PPP 协议中的 PPP帧再封装到以太网中来传输。这就是 1999 年公布的 PPPoE (PPP over Ethernet),意思是“在以太网上运行 PPP” [RFC 2516]。现在的光纤宽带接入 FTTx 都要使用 PPPoE 的方式进行接入。例如,如果使用光纤到大楼 FTTB 的方案,就在每个大楼的楼口安装一个光网络单元ONU(实际上就是一个以太网交换机),然后根据用户所申请的带宽,用 5 类线(请注意,到这个地方,传输媒体已经变为铜线了)接到用户家中。如果大楼里上网的用户很多,那么还可以在每一个楼层再安装一个 100 Mbit/s 的以太网交换机。各大楼的以太网交换机通过光缆汇接到光结点汇接点(光汇接点一般通过城域网连接到互联网的主干网)。使用这种方式接入到互联网时,在用户家中不再需要使用任何调制解调器。用户家中只有一个 RJ-45 的插口。用户把自己的个人电脑通过 5 类网线连接到墙上的 RJ-45 插口中,然后在 PPPoE 弹出的窗口中键入在网络运营商处购买的用户名(就是一串数字)和密码,就可以进行宽带上网了。请注意,使用这种以太网宽带接入时,从用户家中的个人电脑到户外的第一个以太网交换机的带宽是能够得到保证的。因为这个带宽是用户独占的,没有和其他用户共享。但这个以太网交换机到上一级的交换机的带宽,是许多用户共享的。因此,如果过多的用户同时上网,则有可能使每一个用户实际上享受到的带宽减少。这时,网络运营商就应当及时进行扩容,以保证用户的利益不受损伤。顺便指出,当用户利用 ADSL(非对称数字用户线)进行宽带上网时,从用户个人电脑到家中的 ADSL 调制解调器之间,也是使用 RJ-45 和 5 类线(即以太网使用的网线)进行连接的,并且也是使用 PPPoE 弹出的窗口进行拨号连接的。但是用户个人电脑发送的以太网帧到了家里的 ADSL 调制解调器后,就转换成为 ADSL 使用的 PPP 帧。需要注意的是,在用户家中墙上是通过电话使用的 RJ-11 插口,用普通的电话线传送 PPP 帧。这已经和以太网没有关系了。所以这种上网方式不能称为以太网上网,而是利用电话线宽带接入到互联网。来自:《计算机网络》--谢希仁发布于 2022-10-27 10:44计算机网络以太网以太网(Ethernet)​赞同 2​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录计算机网络Computer Netw

Ethernet(以太网) 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)_10base-tx-CSDN博客

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Ethernet(以太网) 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)

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Ethernet(以太网) 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)

  以太网采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,载波监听多路存取和冲突检测)介质访问控制方式的局域网技术,最初由Xerox公司于1975年研制成功,1979年7月~1982年间,由DEC、Intel和Xerox三家公司制定了以太网的技术规范DIX,以此为基础形成的IEEE802.3以太网标准在1989年正式成为国际标准。在20多年中以太网技术不断发展,成为迄今最广泛应用的局域网技术,产生了多种技术标准。   这些名字都是不同时期的以太网标准,标准名字来源于所使用的物理介质,下面先拆解一下这类名词:

10/100/1000: 数字100用单位MHz (Megahertz)表示网线设计的频率。即100 MHz。MHz的值越大,网线所支持的速度就越快。如果你尝试将这种类型的网线用于更高的频率(和速度)中,那么它将不工作或者变得极为不可靠。100 MHz以每秒100Mbit的速度传输,这在理论上指的就是12 Mbps。然而,在实际中,可能还无法获得超过4 Mbps。BASE: BASE是英文baseband的缩写,指的就是基带。表示没有使用频分复用或者其它频率转换技术,每一个信号在一个单一频率上完全控制线缆。数字T/F/C等: 一般数组表示传输长度;T代表承载信号的物理介质是双绞线缆(分为UTP(Unshielded Twisted Pair,非屏蔽双绞线)和STP(Shielded Twicted Pair,屏蔽双绞线)),在这里每一对传送信号的双绞线互相缠绕以(FEXT和NEXT之间)减少电磁干扰和串扰;F表示光纤最后的字母或数字(4/X等): 在同一种传送速率下有多种不同的标准,它们之间以一个字母或数字跟随T/F/C之后的方式来区隔(例如TX)。它显示了网线的结构并指出包含的绞线对的数量。某些高速标准使用同轴电缆,则分配代号为CX。

下面详细说明每种组合的意义:

10base5   10BASE5(也被称为thick Ethernet or thicknet)是以太网的第一个商用变体。   10BASE5的名称来源于物理介质的几个特征:10指的是其10Mbit/s的传输速度; BASE是基带信号的缩写(与宽带相反),5代表最大段长度为500米(1600英尺)。   使用直径10mm的50欧姆粗同轴电缆(coaxial cable ),总线拓扑结构,站点网卡的接口为DB-15连接器,每个网段允许有100个站点,每个网段最大允许距离为500m,网络直径为2500m,既可由5个500m长的网段和4个中继器组成。

   利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据。 该系统在安装和维护上难度较大。

  该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 8有详细的介绍。

从2003年开始,IEEE 802.3已经不再使用这个新安装标准。

10Base2   10BASE2(也被称为cheapernet,thin Ethernet,thinnet和thinwire)是以太网的变体,使用以BNC连接器端接的***细同轴电缆***。为降低10base5的安装成本和复杂性而设计的。   10BASE2这个名字来源于物理介质的几个特性:10来自10 Mbit / s的传输速度; BASE代表基带信令;2代表最大段长度接近200米(实际最大长度为185米)。   其使用廉价的R9-58型50欧姆细同轴电缆,总线拓扑结构,网卡通过T形接头连接到细同轴电缆上,末端连接50欧姆端接器;每个网段允许30个站点,每个网段最大允许距离为185m,仍保持10Base5的4中继器/5网段设计能力,允许的最大网络直径为5x185=925m。

  利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据。与10base5相比,10Base2以太网更容易安装,更容易增加新站点,能大幅度降低费用。   该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 10有详细的介绍。

在20世纪80年代中后期,这是占主导地位的10 Mbit / s以太网标准此MAU不建议用于新安装。 自2011年9月以来,该部分不再考虑维护变更。

10base-T(涵10BASE-Te)   标准的通用名称来源于物理媒体的各个方面。 前导号码(10BASE-T中的10)是指以Mbit/s为单位的传输速度。 BASE表示使用基带传输。 T表示双绞线(Twisted pair cables),每个信号的一对导线绞合在一起以减少对之间的电磁干扰和串扰。 对于相同传输速度有几种标准的情况下,它们通过T之后的字母或数字来区分,例如TX,指的是编码方法和通道数量,后面介绍。   这是1990年通过的以太网物理层标准。使用***两对非屏蔽双绞线***,一对线发送数据,另一对线接收数据,用RJ-45模块作为端接器,星形拓扑结构,信号频率为20MHz,必须使用3类或更好的UTP电缆;布线按照EIA568标准,站点中继器和中继器中继器的最大距离为100m。保持了10base5的4中继器/5网段的设计能力,使10base-T局域网的最大直径为500m。10Base-T的集线器和网卡每16秒就发出“滴答”(Hear-beat)脉冲,集线器和网卡都要监听此脉冲,收到“滴答” 信号表示物理连接已建立,10base-T设备通过LED向网络管理员指示链路是否正常。

  双绞线以太网是以太网技术的主要进步之一,此前的以太网都是使用同轴电缆,自此以后,双绞线正式取代同轴电缆走上了历史舞台。10base-T因为价格便宜、配置灵活和易于管理而流行起来,现在占整个以太网销售量的90%以上。   该部分在最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 14有详细的介绍。

10base-F   是使用光缆的以太网,使用双工光缆,一条光缆用于发送数据, 另一条用于接收;使用ST连接器,星形拓扑结构;网络直径为2500m,定义了4种不同的规范,分别对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 1 的Clause 15, Clause 16, Clause 17, and Clause 18

10Base-FL   L是Link的缩写,10BASE-FL是以太网光纤上最常用的10BASE-F规范。 在10BASE-FL中,FL代表光纤链路。 它取代了原始的光纤中继器链路(FOIRL)规范,但保留了与基于FOIRL的设备的兼容性。 支持的最大段长度为2000米[2]与FOIRL设备混合时,最大段长度限于FOIRL的1000米。

注意 - 不建议将此MAU用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。如今,10BASE-FL很少用于网络,并已被快速以太网,千兆以太网和100千兆位以太网标准所取代。

10Base-FB   B为Backbone的缩写,是用来说明一个同步信令骨干网段,用于在一个跨越远距离的 转发主干网系统中将专用的10Base-FB同步信令中继器连接在一起。单个10base-FB网段最长可达2000m。

注意 - 不建议将此MAU用于新安装。 自2011年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

10Base-FP   P为Passive的缩写,是用来说明点对点的连接方式,一个网段的长度可达500m。一个光缆无源星形耦合器最多可连接33台计算机。这形成了一个以信号耦合器为中心的星型网络。 没有已知的设备实现了这个标准。

100base-T   又称Fast Ethernet(快速以太网),是许多以标称速率100 Mbit/s(较早的以太网速度为10 Mbit / s)传输流量的以太网标准的统称。在快速以太网标准中,100BASE-TX是最常见的。   名称中的“100”是指100Mbit/s的传输速度;而“BASE”是指基带信令; 破折号后面的字母(“T”或“F”)是指承载信号的物理介质(分别为双绞线或光纤);而最后一个字符(“X”,“4”等)指的是使用的行代码方法。 快速以太网有时被称为100BASE-X,其中“X”是FX和TX变体的占位符。   1995年5月正式通过了快速以太网/100Base-T规范,即IEEE 802.3u标准,是对IEEE802.3的补充。与10base-T一样采用星形拓扑结构,但100Base-T包含4个不同的物理层规范, 并且包含了网络拓扑方面的许多新规则。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2:

在实际使用中,100 Base-T有时候用于指100Base-TX网线规格。

100Base-T4   100BASE-T4是快速以太网的早期实现。 它需要四对铜质双绞线,但这些双绞线只需要是3类而不是TX所要求的5类。 一对保留用于发送,一个用于接收,其余两个将通过协商切换方向。   是为了利用大量的3类音频级布线而设计的。信号频率为25MHz,因而可以使用数据级3、4或5类非屏蔽双绞线,也可使用音频级3类线缆。最大网段长度为100m,并且在节点间的最小长度是2.5米。采用EIA568布线标准;由于没有专用的发送或接收线路,所以***100Base-T4不能进行全双工操作***; 100base-T4采用比曼彻斯特编码法高级的多的6B/6T编码法。   100BASE-T4未被广泛采用,但为其开发的技术被用于1000BASE-T。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 23:

注 - 不建议将此PHY用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

100Base-X 最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 24 规定了一系列100 Mb/s物理层实现共同使用的物理编码子层(PCS)和物理媒体附加(PMA)子层,统称为100BASE-X。 目前在这个系列中有两个实施例:100BASE-TX和100BASE-FX。 100BASE-TX指定通过两对双绞线5类电缆进行操作。 100BASE-FX指定通过两根光纤进行操作。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 24:

100Base-TX   使用两对5类非屏蔽双绞线或1类屏蔽双绞线,一对用于发送数据,另一对用于接收数据,最大网段长度为100m,布线符合EIA568标准;采用4B/5B编码法,使其可以125MHz的串行数据流来传送数据;其支持全双工, 使用MLT-3(多电平传输-3)波形法来降低信号频率到125/3=41.6MHz。***100Base-TX使100Base-T中使用最广的物理层规范。 *** 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 25:

100Base-FX   100BASE-FX是光纤上的快速以太网版本。 它使用通过两根光纤传输的1300纳米近红外(NIR)光波长,一根用于接收(RX),另一根用于发送(TX)。 对于半双工连接(为了确保检测到碰撞),最大长度为412米(1,350英尺),对于全双工多模光纤,最大长度为2千米(6,600英尺)。 100BASE-FX使用与100BASE-TX相同的4B5B编码和NRZI线路代码。 100BASE-FX应使用SC,ST,LC,MTRJ或MIC连接器,SC是首选。   使用多模(62.5或125um)或单模光缆,连接器可以是MIC/FDDI 连接器、ST连接器或廉价的SC连接器;最大网段长度根据连接方式不同而变化,例如:对于多模光纤的交换机-交换机连接或交换机-网卡 连接最大允许长度为412m,支持全双工模式,如果是全双工链路,则可达到2000m。100Base-FX主要用于高速主干网,或远距离连接,或有强电气干扰的环 境,或要求较高安全保密链接的环境。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 26。

#100Base-T2   随着数字信号处理技术和集成电路技术的发展,只用2对3类UTP线就可以传送100Mbps的数据,因而针对100Base-T4不能实现全双工的缺点,IEEE开始制定100Base-T2标准。100Base-T2 采用2对音频或数据级3、4或5类UTP电缆,一对用于发送数据,另一对用于接收数据,可实现全双工操作;采用RJ45连接器,最长网段为100m,符合EIA568布线标准。采用名为PAM5x5的5电平编码方案。 对应于最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 32:

注 - 不建议将此PHY用于新安装。 自2003年9月以来,本条款不再考虑维护变更。

100BASE-T1 100BASE-T2没有被广泛采用,但为其开发的技术被用于1000BASE-T。100BASE-T1在IEEE 802.3bw-2015条款96中标准化的100BASE-T1中,​​数据通过单个铜线对传输,每个符号3位(PAM3)。 它仅支持全双工,同时在两个方向上传输。 双绞线电缆需要支持66 MHz,最大长度为15米。 没有定义特定的连接器。 该标准适用于汽车应用,或者快速以太网将被集成到其他应用中。 在IEEE标准化之前,它已被开发为BroadR-Reach。

  ***自动协商模式:***在100Base-T问世以后,在以太网RJ-45连接器上可能出现的信 号可能是5种以上不同的以太网信号(10Base-T、10base-T全双工、100base-TX、100Base-TX全双工或100Base-T4)中的任一种。为了简化 管理,3.11.71 IEEE已推出了Nway(IEEE自动协商模式),它能使集线器和网卡知道线路另一端能有的速度,把速度自动调节到线路两端 能达到的最高速度(优先的顺序为:100Base-T2全双工,100Base-T2,100Base-TX全双工,100Base-T4,100Base-TX, 100Base-T全双工, 10Base-T)。这是增强型的10Base-T链路一体化信号方法,并与链路一体化反向兼容。这种技术避免了由于信号不兼容可能造成的网络 损坏。具有这种特性的装置仍允许人工选择可能的模式。

  千兆以太网技术有两个标准:IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准(1000BASE-X)。IEEE802.3ab制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准(1000BASE-T)。

1000BASE-X   IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000Base-X,采用8B/10B编码技术,信道传输速度为1.25Gbit/s,去耦后实现1000Mbit/s传输速度。

IEEE802.3z具有下列千兆以太网标准:

1000BASE-CX: 1000BASE-X 在特制的屏蔽电缆传输的接口规格(参见 IEEE 802.3 Clause 39.)屏蔽类双绞线,传输距离25米。

1000BASE-LX(long wavelength laser) 1000BASE-X 采用单模或多模长波激光器的规格(参见 IEEE 802.3 Clause 38.)。采用直径为62.5um或50um的多模光纤时,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为550m;采用直径为9um或10um的单模光纤,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为5km左右。

1000BASE-SX(short wave-length laser) 1000BASE-X 采用多模短波激光器的规格(参见 IEEE 802.3 Clause 38.)。只支持多模光纤,可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤,工作波长为770-860nm,传输距离为220-550m。

1000BASE-T 采用四对五类平衡电缆的1000 Mb/s 物理层规格 (参见 IEEE 802.3 Clause 40.)。与10Base-T、100Base-T完全兼容。 ———————————————— 原文链接:https://blog.csdn.net/ZCShouCSDN/article/details/80208596

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Ethernet(以太网) 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)

Ethernet(以太网) 物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)  以太网采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,载波监听多路存取和冲突检测)介质访问控制方式的局域网技术,最初由Xerox公司于1975年研制成功,1979年7月~1982年间,由DEC、Intel和Xerox三家公司制定了以太网的技术规范DIX,以此为基础形成的IEEE802.3以太网标准在1989年正式成为国际标准。在20

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JL2201,景略单端口100M Ethernet PHY,MAC接口支持 SQMII/RGMII

12-22

大陆本土品牌景略半导体于2020年推出的JL2201单端口Gigabit Ethernet PHY与RTL8211FSP=P兼容。

JL2201是单端口千兆以太网PHY收发器,支持IEEE802.3标准中的1000BASE-T、100BASE-TX和10BASE-T。它支持RGMII/SGMII到铜/光纤/SGMII。RGMII作为MAC接口,支持铜/光纤自媒体应用。SGMII作为MAC接口,通过两对差分信号以1.25Gbps的速度工作,减少I/ o数量和功耗。JL2201 MDI接口将MDI终端电阻集成到PHY中,减少了BOM,简化了布局。JL2201支持单3.3V电源,可配置RGMII总线I/O电压,支持3.3V, 2.5V, 1.8V。

JL2201支持同步以太网(SyncE)和精确定时协议(PTP)时间戳,基于IEEE1588 version 2和IEEE 802.1AS。基于先进的混合信号技术和工艺节点,JL2201在功耗和电缆范围方面具有无与伦比的性能,同时降低了EMI/EMC,适用于广泛的应用。JL2201按工业级标准制造,可在-40~+85℃环境温度条件下工作。

以太网PHY芯片STE100P手册

01-06

The STE100P, also referred to as STEPHY1, is a high performance Fast Ethernet physical layer interface for 10Base-T and 100Base-TX applications.

It was designed with advanced CMOS technology to provide a Media Independent Interface (MII) for easy attachment to 10/100 Media Access Controllers (MAC) and a physical media interface for 100Base-TX of IEEE802.3u and 10Base-T of IEEE802.3.

The STEPHY1 supports both half-duplex and fullduplex operation, at 10 and 100 Mbps operation. Its operating mode can be set using auto-negotiation, parallel detection or manual control. It also allows for the support of auto-negotiation functions for speed and duplex detection.

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汽车以太网- IEEE 802.3标准

weixin_39974126的博客

07-19

4504

关于汽车以太网,大家看到最多的标准大概就是IEEE802.3bw,也就是我们车内使用的百兆以太网,专业称呼是100BASE-T1,该标准是车内百兆以太网的物理层协议,是我们学习汽车以太网必须要了解的协议。在正式了解协议之前,我们先介绍下什么是IEEE802.3标准。............

Automotive Ethernet车载以太网测试硬件介绍 (BMW 10年以太网测试合作伙伴, Technica Engineering)

12-29

Technica Engineering 自从08年开始和BMW合作,是BMW AUDI 等车载以太网开发测试主要合作伙伴;

硬件工具涵盖 100 Base-Tx与100 Base-T1互相转换的Media Converter, 以及数据链路层的Media Gateway(同时支持CAN,LIN,Flexray等),支持802.1AS时间同步;以及FPGA转换的TAP测试工具SPY,固定时间延迟,40ns时间精度时间标签等;

RPC8211FS RGMII/SGMII 1000M Ethernet PHY

09-08

RPC8211FS是一种高度集成的以太网收发器,符合10Base-T、100Base-TX 和1000Base-T IEEE 802.3标准。它提供了通过 CAT.5 UTP 电缆传输和接收以太网数据包所需的所有物理层功能。

RPC8211FS为基于 IEEE 1588和802.1 AS 标准的精密时间协议(PTP)的高精度时钟同步提供完整的硬件支持。集成的 PTP 功能/精确的时间戳 Tx/Rx 路径上的每个 PTP 包,上层软件可以使用这个时间信息来确定到 PTP 主时钟的时间偏移。该设备还提供 GPIO 作为 PTP 应用程序接口。

RPC8211FS采用最先进的 DSP 技术和模拟前端(AFE) ,通过 UTP 电缆实现高速数据传输和接收。RPC8211FS采用了交叉检测和自动校正、极性校正、自适应均衡、串音消除、回音消除、定时恢复和错误校正等功能,以提供10Mbps、100Mbps 或1000Mbps 的强大传输和接收能力。

MAC和物理层之间的数据传输是通过1000Base-T、10Base-T 和100Base-TX RGMII或SGMII接口的PHY进行的。RPC821

转载:Network 之三 Ethernet(以太网)物理介质(10Base、100Base-T、100Base-TX等)介绍

ChunleiYi的博客

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以太网详解三

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在搞网络这一块的时候,看到了100Base-T、100Base-TX等这些东西,在IEEE802.3中,也到处是这些词。大体了解了一下,下面是正文。

  以太网采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,载波监听多路存取和冲突检测)介质访问控制方式的局域网技术,最初由Xerox公司于1975年研制成功,1979年7月~1982年间,由DEC、Intel和Xerox三家公司制定了以太网的技术规范DIX,以此为基础形成的IEEE802.

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FPGA UDP千兆以太网工程

03-10

基于FPGA的UDP硬件协议栈, 全部用SystemVerilog写的,不需CPU参与,包括独立的MAC模块。 支持外部phy的配置,支持GMII和RGMII模式。 以下是接口

input clk50,

input rst_n,

interface to user module

input [7:0] wr_data,

input wr_clk,

input wr_en,

output wr_full,

output [7:0] rd_data,

input rd_clk,

input rd_en,

output rd_empty,

input [31:0] local_ipaddr, //FPGA ip address

input [31:0] remote_ipaddr, //PC ip address

input [15:0] local_port, //FPGA port number

//interface to ethernet phy

output mdc,

inout mdio,

output phy_rst_n,

output is_link_up,

`ifdef RGMII_IF

input [3:0] rx_data,

output logic [3:0] tx_data,

`else

input [7:0] rx_data,

output logic [7:0] tx_data,

`endif

input rx_clk,

input rx_data_valid,

input gtx_clk,

output logic tx_en

B50610-DS07-RDS(博通千兆以太网手册) - 副本.pdf

05-13

B50610C1KMLG datasheet 10/100/1000BASE-T Gigabit Ethernet Transceiver

The Broadcom® B50610 is a triple-speed 1000BASE-T/ 100BASE-TX/10BASE-T Gigabit Ethernet (GbE) transceiver integrated into a single monolithic CMOS chip. The device performs all physical-layer functions for 1000BASE-T, 100BASE-TX, and 10BASE-T Ethernet on standard category 5 UTP cable. 10BASE-T can also run on standard category 3, 4, and 5 UTP. The B50610 is a highly integrated solution combining digital adaptive equalizers, ADCs, phase-locked loops, line drivers, encoders, decoders, echo cancellers, crosstalk cancellers, and all required support circuitry. Based on Broadcom’s proven Digital Signal Processor technology, the B50610 is designed to be fully compliant with RGMII, allowing compatibility with industry-standard Ethernet MACs and switch controllers.

DP-302打印服务器1.02版

12-18

支持很多新的复印机了,如美能达184了:分享您的打印机

DP-302的USB接口打印服务器为用户提供在局域网内分享他们的打印机的服务,并对于那些DP-302兼容的打印机产品提供在线打印服务。DP-302打印服务器允许多个用户直接从电脑上发送文件传输到打印机上进行打印工作。在家庭或是在办公场所分享您的打印机和的打印功能,DP-302可通过网络上轻松共享多个设备,让您的办公网络成为一个整体。

强大的性能

D-Link DP-302设备配备了强大的CPU,内存和高速的USB 2.0端口,并且能够支持高达100Mbps的网络数据传输,这使您的打印数据、扫描文件时获得更高的响应速度和服务效率。打印机连接到DP-302可以打印的同时,如果在您的电脑上安装一个小的PS-Link软件可以使这个打印 服务器的性能大幅度提高,能够获得优于其他打印服务器的性能。

访问的安全性和支持多种操作系统

D-Link DP-302 USB接口多功能打印服务器为用户提供了所有必要的安全功能,使管理员可以设置用户到打印机的访问权限等。它支持多种的流行的操作系统,包括:Windows NT/2000/XP/Vista,苹果的 AppleTalk MacOS, Linux,和UNIX等。管理员将体验到DP-302打印服务器带来的高效性能、高兼容性和高安全性。

支持远程打印服务

D-Link DP-302 USB接口打印服务器支持Internet打印协议( IPP),从而使用户所连接的打印机即使是在他们办公室以外的地方都可以将文件发出正常打印。该设备还提供了为网络管理员的重要资料的网络打印功能,以便他们能够及时监测打印机运行状况。有了DP-302,您在任何有网络连接的地方将永远不会再担心了没有打印设备来打印您的重要文件了。

为打印机提供了一个 USB 2.0 端口一个 10/100BASE-TX 以太网端口支持Internet打印协议,可以在Internet网上连接到您的多功能打印机打印资料支持广泛的打印机协议包括的GDI语言支持 TCP/IP 和 NetBEUI 通讯协议支持 Windows,Linux,Unix,和 Mac OS等系统

规格

内容

标准

-IEEE 802.3

-IEEE 802.3u

-USB 2.0

端口

- 1个USB 2.0 端口

-1个10/100BASE-TX 以太网络端口

设备管理

-通过Internet Explorer 6.0版本或其他更高版本;或者其他支持Java功能的浏览器

-DHCP 服务器和客户端功能

-在Windows上运行的打印服务器管理程序“PS-Link”进行管理

LED指示灯

-Power(电源)

-Ethernet(网络)

-USB (USB)

电源输入

-5.0V DC/2.5A (通过外部电源适配器)

支持的操作系统

-Windows Vista/XP/2000/NT4/ME/98SE/95

-Apple Mac OS 9.x to MAC OS X 10.4.x

-Linux

-UNIX lpr/lpd (HP-UX,SunOS,Solaris,SCO,UnixWare,IBM AIX)

-NetWare 5.x NDPS LPR 远程打印

运行温度

0摄氏度-40摄氏度(32摄氏度 to 104摄氏度)

存储温度

-25摄氏度 to 55摄氏度 (-13摄氏度to 131摄氏度)

湿度

5% to 95% 无凝结

认证

FCC Class B、CE、C-Tick、IC、 CSA

重量

77g (2.7oz)

尺寸

67(W) x 25(H) x 106(D) mm

相关下载方案图下载 文件名称

DP-302_A1_FW_v1.01.zip

备注: 更改用户界面语言程序addport.exe为简体中文,版本v1.01。

100Base-T1-Media Converter NXP, from Technica Engineering, BMW 宝马10年合作伙伴

12-31

100Base-T1 与100Base-Tx 快速以太网转换器,内置NXP PHY. 用于车载以太网芯片调试,模块测试,仿真等; The 100BASE-T1 MediaConverter_NXP establishes one direct point-to-point conversion between automotive...

Java核心算法+插入排序+冒泡排序+选择排序+快速排序

03-13

1直接插入排序

* 基本思想:在要排序的一组数中,假设前面(n-1)[n>=2] 个数已经是排好顺序的,现在要把第n个数插到前面的有序数中,使得这n个数也是排好顺序的。如此反复循环,直到全部排好顺序

2冒泡排序

* 基本思想:在要排序的一组数中,对当前还未排好序的范围内的全部数,

自上而下对相邻的两个数依次进行比较和调整,让较大的数往下沉,较小的往上冒。

即:每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要求相反时,就将它们互换。

3简单选择排序

* 基本思想:在要排序的一组数中,选出最小的一个数与第一个位置的数交换;

然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换,

如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止。

4快速排序

* 基本思想:选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,通过一趟扫描,将待排序列分成两部分,一部分比基准元素小,一部分大于等于基准元素,此时基准元素在其排好序后的正确位置,然后再用同样的方法递归地排序划分的两部分。

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STM32单片机FPGA毕设电路原理论文报告基于dsp及mcu的谷物含水率准动态检测技术探讨

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网络工程师学习-模拟器(设备配置,拓扑搭建)

03-13

EVE-NG是一款功能强大的网络虚拟化平台,它能够帮助网络工程师和学习者创建、管理和测试复杂的网络拓扑。EVE-NG的全称是Emulated Virtual Environment - Next Generation,它是基于开源项目Unetlab的改进版本。

EVE-NG提供了一个基于Web的用户界面,使用户可以轻松地创建和配置虚拟网络设备,如路由器、交换机、防火墙等,以及运行虚拟机和容器。用户可以模拟各种网络环境,包括LAN、WAN、数据中心和云环境,从而进行网络架构设计、故障排除和性能优化等工作。

这个平台的最大优点之一是其支持多种网络设备的虚拟化,包括Cisco、Juniper、Huawei等品牌的设备,用户可以使用真实的网络设备镜像来模拟现实环境,进行真实场景下的测试和实验。此外,EVE-NG还支持Docker容器,使用户能够轻松地集成第三方应用程序和工具。

对于网络工程师和学习者而言,EVE-NG是一个非常有用的工具。它可以帮助他们进行各种网络配置、调试和优化工作,同时还能够提供一个安全的实验环境,使他们能够在不影响实际网络的情况下进行实验和学习。

东北林业大学827机械设计基础2021年考研专业课初试大纲.pdf

03-13

东北林业大学考研初试大纲

100BASE-TX

11-14

100BASE-TX是一种以太网物理层标准,它支持100Mbps的数据传输速率,并使用双绞线作为传输介质。它是IEEE 802.3u标准中定义的一种物理层规范,也是Fast Ethernet的一种类型。100BASE-TX使用了5类或更高类别的双绞线,最长传输距离为100米。它采用了一种叫做4D-PAM5的编码方式,可以在每个时钟周期内传输4个比特的数据,从而实现了100Mbps的传输速率。

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[code=plain]

iperf – c 192.168.1.10 – p 5001 – i 5 – t 30 – w 2M

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iperf: ignoring extra argument -- 192.168.1.10

iperf: ignoring extra argument -- –

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iperf: ignoring extra argument -- 5

iperf: ignoring extra argument -- –

iperf: ignoring extra argument -- t

iperf: ignoring extra argument -- 30

iperf: ignoring extra argument -- –

iperf: ignoring extra argument -- w

iperf: ignoring extra argument -- 2M

Usage: iperf [-s|-c host] [options]

Try `iperf --help' for more information.

[/code]

LTE----026 覆盖问题的分类及判断方法

-帆帆帆帆帆-:

请问这是哪一个MOOC啊?

ANSYS电磁仿真软件

weixin_45772380:

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详解各类以太网标准10BASE-T/100BASE-T4/100BASE-FX/1000BASE-X等_100base-t1和传统的以太网-CSDN博客

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详解各类以太网标准10BASE-T/100BASE-T4/100BASE-FX/1000BASE-X等_100base-t1和传统的以太网-CSDN博客

详解各类以太网标准10BASE-T/100BASE-T4/100BASE-FX/1000BASE-X等

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leon1741

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以太网(Ethernet)是现实世界中最普遍的一种计算机网络,最早是由美国的Xerox公司和Stanford大学合作研制出来的。1980年,DEX、Intel和Xerox 3个公司合作制定了有关以太网的工业标准,提出了Ethernet规范V1.0,即蓝皮书《以太网:数据链路层和物理层规范1.0版》。1982年修改为第二版规范,即DIX Ethernet V2,成为世界上第一个局域网产品的规范。1983年,IEEE802委员会以DIX Ethernet V2为基础,推出了IEEE802.3。IEEE802.3标准是以太网核心的内容,也是一个不断发展的协议体系。截止到现在IEEE802.3工作组总共定义了标准以太网、快速以太网、千兆以太网、万兆以太网、新型以太网五大以太网标准体系。这些标准最明显的区别就是速率不同。

IEEE802.3标准为采用不同传输介质的标准以太网制定对应标准,主要包括采用细同轴电缆的10BASE-2、采用粗同轴电缆的10BASE-5和采用双绞线的10BASE-T;IEEE802.3u标准为采用不同传输介质的快速以太网制定相应规范,包括采用双绞线介质的100BASE-Tx和100BASE-T4,采用多模光纤介质的100BASE-Fx以及10/100M速率自协商功能;IEEE802.3z和IEEE802.3ab标准定义了采用光纤为传输介质的1000BASE-SX/LX以及采用双绞线介质的1000BASE-T规范;IEEE802.3ae标准定义了万兆以太网的特点:光纤传输、全双工模式,不再使用半双工和CSMA/CD介质访问控制技术,采用局域网和广域网两种物理模型,将以太网技术引入到广域网中;IEEE802.3ba标准同时包含40Gbps与100Gbps两种速率接口。该标准解决了数据中心、运营商网络和其他流量密集的高性能计算环境,以及日益增长的应用对带宽的需求。

以太网实现了网络上无线电系统多个节点发送信息的想法,每个节点必须获取电缆或者信道的才能传送信息,有时也叫作以太(Ether)(这个名字来源于19世纪的物理学家假设的电磁辐射媒体-光以太。后来的研究证明光以太不存在)。 每一个节点有全球唯一的48位地址也就是制造商分配给网卡的MAC地址,以保证以太网上所有节点能互相鉴别。由于以太网十分普遍,许多制造商把以太网卡直接集成进计算机主板。

以太网上的计算机任何时候都可以发送信息,但发送之前都需先检测网络是否空闲,即“侦听”,如果某时刻有两个或者更多的分组发生冲突,则检测到冲突,欲发送数据的计算机就都需等待一段时间,即“回退”,各个计算机的回退时间随机产生,一般情况下都不相同。回退时间过后各计算机再次试图发送。这就是以太网技术必须提到的 CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)机制。

网上经常看到类似于10BASE-T、100BASE-T4、100BASE-FX、1000BASE-X等等定义,很多人对这些规格名称都是一脸懵圈,一知半解。它们各自到底表示什么意思,彼此之间又有什么区别呢?别急,首先我们拆解一下这些个标准的名字构成:

10/100/1000:表示网线设计的频率,单位MHz。值越大,网线所支持的速度就越快。100 MHz表示以每秒100Mbit的速度传输,这在理论上指的就是12.5 MB/s。当然,实际应用中考虑到冗余设计和干扰等因素,真实值可能会小很多。BASE:BASE是英文BASEband的缩写,指的就是基带。表示没有使用频分复用或者其它频率转换技术,每一个信号在一个单一频率上完全控制线缆。数字/T/F/C等:最后一个如果是数字,则表示单段网线的最大长度(基准单位是100m);如果是字母,则依次解释如下:T代表承载信号的物理介质是双绞线缆(Twisted Pair Cable,又分为UTP(Unshielded Twisted Pair,非屏蔽双绞线)和STP(Shielded Twicted Pair,屏蔽双绞线)两种),在这里每一对传送信号的双绞线互相缠绕以减少电磁干扰和串扰;F表示光纤;最后的字母或数字(4/X等): 在同一种传送速率下有多种不同的标准,它们之间以一个字母或数字跟随T/F/C之后的方式来区隔(例如TX)。它显示了网线的结构并指出包含的绞线对的数量。某些高速标准使用同轴电缆,则分配代号为CX。

然后我们就按照以太网的速度和发展历史,对上述以太网中各种常见的标准和规范逐一进行解读和对比:

原始以太网:1Mbps以太网

施乐以太网(Xerox Ethernet,又称“施乐以太网”):是以太网的雏型。最初的2.94Mbit/s以太网仅在施乐公司里内部使用。而在1982年,Xerox与DEC及Intel组成DIX联盟,并共同发表了Ethernet Version 2(EV2)的规格,并将它投入商场市场,且被普遍使用。而EV2的网络就是目前受IEEE承认的10BASE5;10BROAD36:已经过时。一个早期的支持长距离以太网的标准。它在同轴电缆上使用,以一种类似线缆调制解调器系统的宽带调制技术;1BASE5:也称为星型局域网,速率是1Mbit/s。在商业上很失败,但同时也是双绞线的第一次使用;

标准以太网:10Mbps以太网

最开始以太网只有10Mbps的吞吐量,它所使用的是CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路访问)的访问控制方法,通常把这种最早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网主要有两种传输介质,那就是双绞线和同轴电缆。所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准。

10BASE-5

10BASE-5解释:10指的是其10Mbit/s的传输速度,BASE是基带信号的缩写(与宽带相反),5代表最大段长度为500米(1600英尺);10BASE-5也被称为Thick Ethernet or Thicknet,是以太网的第一个商用变体;使用直径10mm的50欧姆粗同轴电缆(Coaxial Cable),总线拓扑结构,站点网卡的接口为DB-15连接器,每个网段允许有100个站点,每个网段最大允许距离为500m,网络直径为2500m,可由5个500m长的网段和4个中继器组成;利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据;现在这一标准实际上被10BASE2取代;

10BASE-2

10BASE-2解释:10表示10 Mbit/s的传输速度,BASE代表基带信令,2代表最大段长度接近200米(实际最大长度为185米);10BASE-2也被称为Cheapernet,Thin Ethernet,Thinnet或者Thinwire,是为了降低10BASE-5的安装成本和复杂性而设计的,使用以BNC连接器端接的同轴电缆;其使用廉价的R9-58型50欧姆细同轴电缆,总线拓扑结构;每个网段允许30个站点,每个网段最大允许距离为185m,仍保持10BASE-5的4中继器/5网段设计能力,允许的最大网络直径为5x185=925m。利用基带的10M传输速率,采用曼彻斯特编码传输数据;10BASE-2虽然在能力、规格上不及10BASE5,但是因为其线材较细、布线方便、成本也便宜,所以得到更广泛的使用,淘汰了10BASE5。由于双绞线的普及,它也被各式的双绞线网络取代;

10BASE-T

10BASE- T解释:10表示10Mbit/s的传输速度,BASE表示使用基带传输,T表示双绞线(Twisted pair cables),每个信号的一对导线绞合在一起以减少对之间的电磁干扰和串扰;对于相同传输速度有几种标准的情况下,它们通过T之后的字母或数字来区分,例如TX,指的是编码方法和通道数量。使用两对非屏蔽双绞线,一对线发送数据,另一对线接收数据,用RJ-45模块作为端接器,星形拓扑结构,信号频率为20MHz,最大距离为100m;双绞线以太网是以太网技术的主要进步之一,此前的以太网都是使用同轴电缆,自此以后,双绞线正式取代同轴电缆走上了历史舞台。10BASE-T因为价格便宜、配置灵活和易于管理而流行起来,现在占整个以太网销售量的90%以上。

10BASE-F

10BASE- T解释:10表示10Mbit/s的传输速度,BASE表示使用基带传输,F表示光纤,使用双工光缆,一条光缆用于发送数据,另一条用于接收;分为FP、FB 、FL三种链接类型,FP使用无源集线器连接,传输距离500米。FB使用有源连接器,传输距离2000米。FL可以使用多个中继器,可以进一步延长器传输距离;

10BASE-FP

P为Passive的缩写,用来说明点对点的连接方式,一个网段的长度可达500m;一个光缆无源星形耦合器最多可连接33台计算机。这形成了一个以信号耦合器为中心的星型网络;没有已知的设备实现了这个标准;

10BASE-FB

B为Backbone的缩写,是用来说明一个同步信令骨干网段,用于在一个跨越远距离的转发主干网系统中将专用的10BASE-FB同步信令中继器连接在一起。单个10BASE-FB网段最长可达2000m;它不用于连接用户工作站。而是用于提供一个同步的信令骨干网,该网允许附加网段和中继器连接到网络上;

10BASE-FL

L是Link的缩写,10BASE-FL是以太网光纤上最常用的10BASE-F规范;10BASE-FL是路由器之间用光纤连接构成的以太网。最初在DIX规范中称为 FOIRL ,但由 IEE标准化后称为10BASE-FL。支持可达4km的光缆主干以10Mbit/s的速度传输;如今,10BASE-FL很少用于网络,并已被快速以太网,千兆以太网和100千兆位以太网标准所取代;

快速以太网:100Mbps以太网

100Mbps以太网就是业内常说的快速以太网,它由 IEEE 802.3u 标准定义,基本与标准以太网相同,但速度比标准以太网快十倍。快速以太网的速度是通过提高时钟频率和使用不同的编码方式获得的。其传输方案最常用的便是100BASE-T,100BASE-T又包括100BASE-TX 、100BASE-T4以及其他几种。100BASE-T4 是一种 3 类双绞线方案,不支持全双工,目前最广泛使用的都是100BASE-TX,此方案需使用 5 类以上双绞线,时钟信号处理速率高达125MHz。

100BASE-T

又称Fast Ethernet(快速以太网),是许多以标称速率100 Mbit/s传输流量的以太网标准的统称。在快速以太网标准中,100BASE-TX是最常见的。名称中的“100”是指100Mbit/s的传输速度,“BASE”是指基带信令,破折号后面的字母T是指承载信号的物理介质为双绞线。快速以太网有时被称为100BASE-X,其中“X”是FX和TX变体的占位符;

100BASE-T4

100BASE-T4是快速以太网的早期实现。使用的是四对双绞线,一对保留用于发送,一个用于接收,其余两个将通过协商切换方向;使用RJ-45连接器,最大网段长度为100m,并且在节点间的最小长度是2.5米;采用EIA568布线标准。由于没有专用的发送或接收线路,所以100BASE-T4不能进行全双工操作;在传输中采用8B/6T的编码方式,即每8位作为一组的数据转换为每6位一组的三元码组,每条输出信道的信息传输率为33.3Mbps*6/8=25Mbaud;100BASE-T4未被广泛采用,但为其开发的技术被用于1000BASE-T;

100BASE-TX

使用两对5类非屏蔽双绞线或1类屏蔽双绞线,一对用于发送数据,另一对用于接收数据;最大网段长度为100m,布线符合EIA568标准;采用的是4B/5B编码方式,即把每4位数据用5位的编码组来表示,该编码方式的码元利用率=4/5*100%=80%。然后将4B/5B编码成NRZI进行传输,使其可以125MHz的串行数据流来传送数据;100BASE-TX采用的物理拓扑结构为星型,在目前的组网方法中,使用最多的是- 100BASE-TX标准的网卡,只支持RJ-45标准,它多用于主干网;支持全双工,使用MLT-3(多电平传输-3)波形法来降低信号频率到125/3=41.6MHz;100BASE-TX是100BASE-T中使用最为广泛的物理层规范;

100BASE-T2

随着数字信号处理技术和集成电路技术的发展,只用2对3类UTP线就可以传送100Mbps的数据,因而针对100BASE-T4不能实现全双工的缺点,IEEE开始制定100BASE-T2标准;100BASE-T2 采用2对音频或数据级3、4或5类UTP电缆,一对用于发送数据,另一对用于接收数据,可实现全双工操作;采用RJ45连接器,最长网段为100m,符合EIA568布线标准;采用名为PAM5x5的5电平编码方案;

100BASE-T1

100BASE-T1是IEEE专门针对100Mb/s汽车以太网的规范,也可以将其称为IEEE802.3bw,这两个名称指的是相同的规范。“-T1”后缀是一个重要的区别,让您知道是指汽车以太网,它与普通100BASE-T不同;100BASE-T1规范可与OPEN Alliance BroadR-Reach互操作,它们几乎相同(名称通常可互换使用),但有两个的小的差异,第一在物理层电气(物理介质附件PMA)测试规范中,100BASE-T1规范定义了发送端最大峰值差分输出的测试,BroadR-Reach规范中未明确定义此参数。第二个差异是100BASE-T1规范在唤醒命令的协议时序上存在一些差异,以使这些时段更短;它仅支持全双工,同时在两个方向上传输;双绞线电缆需要支持66 MHz,最大长度为15米;没有定义特定的连接器;

100BASE-X

最新的IEEE Std 802.3™-2015的SECTION 2 的Clause 24 规定了一系列100 Mb/s物理层实现共同使用的物理编码子层(PCS)和物理媒体附加(PMA)子层,统称为100BASE-X;目前在这个系列中有两个实施例:100BASE-TX和100BASE-FX。100BASE-TX指定通过两对双绞线5类电缆进行操作,100BASE-FX指定通过两根光纤进行操作;

100BASE-FX

100BASE-FX是光纤上的快速以太网版本。使用两股光纤,一股用于发送数据,另一股用于接收数据。可用单模光纤或者多模光纤。在全双工情况下,单模光纤的最大传输距离是40千米,多模光纤的最大传输距离是2千米;100BASE-FX使用与100BASE-TX相同的4B5B编码和NRZI线路代码;100BASE-FX运行于光缆上,使得它非常适合于高速主干网和长距离传输、或有强电气干扰的环境、或要求较高安全保密链接的环境;

千兆以太网:1Gbps以太网

千兆以太网标准IEEE 802.3z于1998年6月获得批准,它为三种传输媒质定义了三种收发器:1000BASE-LX用于安装单模光纤,1000BASE-SX用于安装多模光纤,1000BASE-CX用于平衡、屏蔽铜缆,可以用于机房内设备的互连。IEEE 802.3ab定义了在5类线的基础上运行千兆以太网1000BASE-T的物理层,并在1999年6月得到批准。

1000BASE-X

IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000BASE-X;采用8B/10B编码技术,信道传输速度为1.25Gbit/s,去耦后实现1000Mbit/s传输速度;

1000BASE-CX

采用的是150Ω平衡屏蔽双绞线(STP),使用9芯D型连接器连接电缆;采用8B/10B编码方式,最大传输距离25米;适用于交换机之间的连接,尤其适用于主干交换机和主服务器之间的短距离连接;

1000BASE-LX

1000BASE-LX采用单模或多模长波激光器(long wavelength laser)的规格。采用直径为9um或10um的单模光纤,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为5km左右。采用直径为62.5um或50um的多模光纤时,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为550m;

1000BASE-SX

1000BASE-X 采用多模短波激光器(short wave-length laser)的规格;只支持多模光纤,可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤,工作波长为770-860nm,传输距离为220-550m;

1000BASE-T

采用四对五类平衡电缆的1000 Mb/s物理层规格。与10BASE-T、100BASE-T完全兼容;千兆以太网可以在下列四种媒质上运行:单模光纤,最大连接距离至少可达5公里;多模光纤,最大连接距离至少550米;同轴电缆,最大连接距离至少25米;超五类/六类线,最大连接距离为100米;

万兆以太网:10Gbps以太网

10G以太网于2002年7月在IEEE通过。10G以太网包括10GBASE-X、10GBASE-R和10GBASE-W。

10GBASE-X使用一种特紧凑包装,含有1个较简单的WDM器件、4个接收器和4个在1300nm波长附近以大约25nm为间隔工作的激光器,每一对发送器/接收器在3.125Gbit/s速度(数据流速度为2.5Gbit/s)下工作;10GBASE-R是一种使用64B/66B编码(不是在千兆以太网中所用的8B/10B)的串行接口,数据流为10.000Gbit/s,因而产生的时钟速率为10.3Gbit/s;10GBASE-W是广域网接口,与SONET OC-192兼容,其时钟为9.953Gbit/s数据流为9.585Gbit/s;

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详解各类以太网标准10BASE-T/100BASE-T4/100BASE-FX/1000BASE-X等

以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络。以太网有两类:第一类是经典以太网,第二类是交换式以太网,使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式,运行速度从3-10 Mbps不等;而交换式以太网正是广泛应用的以太网,可运行在100Mbps、1000Mbps和10000Mbps高速率,分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现

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主要介绍了vue中v-text / v-html使用实例代码详解,非常不错,代码简单易懂,具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下

深入浅出人脸识别

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人脸识别系统的研究始于20世纪60年代,80年代后随着计算机技术和光学成像技术的发展得到提高,而真正进入初级的应用阶段则在90年后期,并且以美国、德国和日本的技术实现为主。

人脸识别系统集成了人工智能、机器识别、机器学习、模型理论、专家系统、视频图像处理等多种专业技术,同时需结合中间值处理的理论与实现,是生物特征识别的最新应用,其核心技术的实现,展现了弱人工智能向强人工智能的转化。

人脸识别方法大致可以分为两类: 基于2D人脸图像的人脸识别和基于3D人脸图像的人脸识别。

其中2D人脸识别是通过2D摄像头平面

php://filter/read=convert.base64-encode/resource=使用场景

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引用和提到了使用php://filter/read=convert.base64-encode/resource=来访问数据流并将其转换为base64编码。这个功能可以在一些特殊场景下使用,比如在文件包含漏洞或路径遍历漏洞中,通过构造恶意的URL参数来读取服务器上的文件内容。

在引用中的示例中,我们可以看到通过构造URL参数php://filter/read=convert.base64-encode/resource=../sqli/db.php来读取sqli目录下的db.php文件内容,并且将其以base64编码的形式返回。

因此,php://filter/read=convert.base64-encode/resource=可以用于读取服务器上的文件内容,并将其转换为base64编码后返回。这在一些特定的场景中可能是有用的,比如进行文件包含漏洞的利用或进行路径遍历漏洞的探测。123

#### 引用[.reference_title]

- *1* *2* [PHP伪协议filter详解,php://filter协议过滤器](https://blog.csdn.net/wangyuxiang946/article/details/131149171)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"]

- *3* [通过php://filter/read=convert.base64-encode/resource= 利用LFI来查看源码](https://blog.csdn.net/weixin_32446485/article/details/115546564)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"]

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网络工程师必懂的以太网基础知识 - 知乎首发于网络民工切换模式写文章登录/注册网络工程师必懂的以太网基础知识网络民工网络技术更多内容请关注 微信公众号:网络民工前言以太网最早是指由DEC(Digital Equipment Corporation)、Intel和Xerox组成的DIX(DEC-Intel-Xerox)联盟开发并于1982年发布的标准。经过长期的发展,以太网已成为应用最为广泛的局域网,包括标准以太网(10 Mbit/s)、快速以太网(100 Mbit/s)、千兆以太网(1000 Mbit/s)和万兆以太网(10 Gbit/s)等。IEEE 802.3规范则是基于以太网的标准制定的,并与以太网标准相互兼容。在TCP/IP中,以太网的IP数据报文的封装格式由RFC894定义,IEEE802.3网络的IP数据报文封装由RFC1042定义。当今最常使用的封装格式是RFC894定义的格式,通常称为Ethernet_II或者Ethernet DIX。01 以太网基础知识1.1 以太网的网络层次以太网采用无源的介质,按广播方式传播信息。它规定了物理层和数据链路层协议,规定了物理层和数据链路层的接口以及数据链路层与更高层的接口。物理层物理层规定了以太网的基本物理属性,如数据编码、时标、电频等。物理层位于OSI参考模型的最底层,它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即通信通道),物理层的传输单位为比特(bit),即一个二进制位(“0”或“1”)。实际的比特传输必须依赖于传输设备和物理媒体,但是,物理层不是指具体的物理设备,也不是指信号传输的物理媒体,而是指在物理媒体之上为上一层(数据链路层)提供一个传输原始比特流的物理连接。数据链路层数据链路层是OSI参考模型中的第二层,介于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源设备网络层转发过来的数据可靠地传输到相邻节点的目的设备网络层。由于以太网的物理层和数据链路层是相关的,针对物理层的不同工作模式,需要提供特定的数据链路层来访问。这给设计和应用带来了一些不便。为此,一些组织和厂家提出把数据链路层再进行分层,分为媒体接入控制子层(MAC)和逻辑链路控制子层(LLC)。这样不同的物理层对应不同的MAC子层,LLC子层则可以完全独立。如图1-1所示。图1-1 以太网链路层的分层结构1.2 以太网的线缆标准从以太网诞生到目前为止,成熟应用的以太网物理层标准主要有以下几种:10BASE-210BASE-510BASE-T10BASE-F100BASE-T4100BASE-TX100BASE-FX1000BASE-SX1000BASE-LX1000BASE-TX10GBASE-T10GBASE-LR10GBASE-SR在这些标准中,前面的10、100、1000、10G分别代表运行速率,中间的BASE指传输的信号是基带方式。10兆以太网线缆标准10兆以太网线缆标准在IEEE802.3中定义,线缆类型如表1-1所示。表1-1 10兆以太网线缆标准同轴电缆的致命缺陷是:电缆上的设备是串连的,单点故障就能导致整个网络崩溃。10BASE-2,10BASE-5是同轴电缆的物理标准,现在已经基本被淘汰。100兆以太网线缆标准100兆以太网又叫快速以太网FE(Fast Ethernet),在数据链路层上跟10M以太网没有区别,仅在物理层上提高了传输的速率。快速以太网线缆类型如表1-2所示。表1-2 快速以太网线缆标准10BASE-T和100BASE-TX都是运行在五类双绞线上的以太网标准,所不同的是线路上信号的传输速率不同,10BASE-T只能以10M的速度工作,而100BASE-TX则以100M的速度工作。100BASE-T4现在很少使用。千兆以太网线缆标准千兆以太网是对IEEE802.3以太网标准的扩展。在基于以太网协议的基础之上,将快速以太网的传输速率从100Mbit/s提高了10倍,达到了1Gbit/s。千兆以太网线缆标准如表1-3所示。表1-3 千兆以太网线缆标准用户可以采用这种技术在原有的快速以太网系统中实现从100Mbit/s到1000Mbit/s的升级。千兆以太网物理层使用8B10B编码。在传统的以太网传输技术中,数据链路层把8位数据组提交到物理层,物理层经过适当的变换后发送到物理链路上传输。但变换的结果还是8比特。在光纤千兆以太网上,则不是这样。数据链路层把8比特的数据提交给物理层的时候,物理层把这8比特的数据进行映射,变换成10比特发送出去。万兆以太网线缆标准万兆以太网当前使用附加标准IEEE 802.3ae用以说明,将来会合并进IEEE 802.3标准。万兆以太网线缆标准如表1-4所示。表1-4 万兆以太网线缆标准100Gbps以太网线缆标准新的40G/100G以太网标准在2010年制定完成,当前使用附加标准IEEE 802.3ba用以说明。随着网络技术的发展,100Gbps以太网在未来会有大规模的应用。1.3 CSMA/CDCSMA/CD的概念根据以太网的最初设计目标,计算机和其他数字设备是通过一条共享的物理线路连接起来的。这样被连接的计算机和数字设备必须采用一种半双工的方式来访问该物理线路,而且还必须有一种冲突检测和避免的机制,以避免多个设备在同一时刻抢占线路的情况,这种机制就是所谓的CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)。可以从以下三点来理解CSMA/CD:CS:载波侦听在发送数据之前进行侦听,以确保线路空闲,减少冲突的机会。MA:多址访问每个站点发送的数据,可以同时被多个站点接收。CD:冲突检测由于两个站点同时发送信号,信号叠加后,会使线路上电压的摆动值超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。边发送边检测,发现冲突就停止发送,然后延迟一个随机时间之后继续发送。CSMA/CD的工作过程CSMA/CD的工作过程如下:如果线路空闲则发送数据。如果线路不空闲则一直等待。终端设备不停的检测共享线路的状态。如果有另外一个设备同时发送数据,两个设备发送的数据必然产生冲突,导致线路上的信号不稳定。终端设备检测到这种不稳定之后,马上停止发送自己的数据。终端设备发送一连串干扰脉冲,然后等待一段时间之后再进行发送数据。发送干扰脉冲的目的是为了通知其他设备,特别是跟自己在同一个时刻发送数据的设备,线路上已经产生了冲突。检测到冲突后等待的时间是随机的。1.4 最小帧长由于CSMA/CD算法的限制,以太网帧必须不能小于某个最小长度。以太网中,最小帧长为64字节,这是由最大传输距离和冲突检测机制共同决定的。规定最小帧长是为了避免这种情况发生:A站点已经将一个数据包的最后一个Bit发送完毕,但这个报文的第一个Bit还没有传送到距离很远的B站点。B站点认为线路空闲继续发送数据,导致冲突。图1-2 Ethernet_II的帧结构高层协议必须保证Data域至少包含46字节,这样加上以太网帧头的14字节和帧尾的4字节校验码正好满足64字节的最小帧长,如图1-2所示。如果实际数据不足46个字节,则高层协议必须填充一些数据单元。1.5 以太网的双工以太网的物理层存在半双工和全双工两种模式。半双工半双工的工作模式:任意时刻只能接收数据或者发送数据。采用CSMA/CD机制。有最大传输距离的限制。HUB工作在半双工模式。全双工在有L2交换机取代了HUB组建以太网后,以太网由共享式转变为交换式。而且用全双工代替了半双工,传输数据帧的效率大大提高,最大吞吐量达到双倍速率。全双工从根本上解决了以太网的冲突问题,以太网从此告别CSMA/CD。全双工的工作模式:同一时刻可以接收和发送数据。最大吞吐量达双倍速率。消除了半双工的物理距离限制。当前制造的网卡、二层设备、三层设备都支持全双工模式,HUB除外。实现全双工的硬件保证:支持全双工的网卡芯片收发线路完全分离的物理介质点到点的连接1.5 以太网的自协商自动协商的目的最早的以太网都是10M半双工的,所以需要CSMA/CD等一系列机制保证系统的稳定性。随着技术的发展,出现了全双工,接着又出现了100M,以太网的性能大大改善。但是随之而来的问题是:如何保证原有以太网络和新以太网的兼容?于是,提出了自动协商技术来解决这种矛盾。自动协商的主要功能就是使物理链路两端的设备通过交互信息自动选择同样的工作参数。自动协商的内容主要包括双工模式、运行速率以及流控等参数。一旦协商通过,链路两端的设备就锁定在同样的双工模式和运行速率。以太网速率双工自协商在如下标准中定义:百兆以太网标准:IEEE 802.3uIEEE 802.3u规范将自协商作为可选功能。千兆以太网标准:IEEE 802.3zIEEE 802.3z规范将自协商作为强制功能,所有设备必须遵循并且必须默认启用自协商。自动协商原理自动协商是网络设备间建立连接的一种方式。它允许一个网络设备将自己所支持的工作模式信息传达给网络上的对端,并接受对端可能传递过来的信息。设备双方根据彼此工作模式信息的交集,按照双方都支持的最优工作模式建立连接。对于使用双绞线连接的以太网,如果没有数据传输时,链路并不是一直空闲,而是每隔16ms发送一个高脉冲,用来维护链路层的连接,这种脉冲成为NLP(Normal Link Pulse)码流。在NLP码流中再插入一些频率更高的脉冲,可用来传递更多的信息,这串脉冲成为FLP(Fast Link Pulse)码流,如图1-3所示。自协商功能的基本机制就是将协商信息封装进FLP码流中,以达到自协商的目的。图1-3 脉冲插入示意图对于使用光模块和光纤连接的以太网,与使用双绞线连接的以太网类似,也是靠发送码流来进行自协商的,这种码流称为C码流,也就是配置(Configuration)码流。与电口不同的是,光口一般不协商速率,并且一般工作在双工模式,所以自协商一般只用来协商流控。如果协商通过,网卡就把链路置为激活状态,可以开始传输数据了。如果不能通过,则该链路不能使用。如果有一端不支持自动协商,则支持自动协商的一端选择一种默认的方式工作,一般情况下是10M半双工模式。自协商完全由物理层芯片设计实现,IEEE 802.3规范要求在下列任一情况下启动自协商:链路中断后恢复设备重新上电任何一端设备复位有重新自协商(Renegotiation)请求除此之外,连接双方并不会一直发送自协商码流。自协商并不使用专用数据包或带来任何高层协议开销。接口的自动协商规则当接口对接时,双方能否正常通信和两端接口设置的工作模式是否匹配相关。当两端接口都工作在相同类型的非自协商模式时,双方可以正常通信。当两端接口都工作在自协商模式时,双方通过协商可以正常通信,最终的协商结果取决于能力低的一端,通过自协商功能还可以协商流量控制功能。当两端接口一端的工作模式为自协商,对端为非自协商时,接口最终协商的工作模式和对端设置的工作模式相关。1.6 冲突域和广播域冲突域在传统的以粗同轴电缆为传输介质的以太网中,同一介质上的多个节点共享链路的带宽,争用链路的使用权,这样就会发生冲突,CSMA/CD机制中当冲突发生时,网络就要进行回退,这段回退的时间内链路上不传送任何数据。而且这种情况是不可避免的。同一介质上的节点越多,冲突发生的概率越大。这种连接在同一导线上的所有节点的集合就是一个冲突域。冲突域内所有节点竞争同一带宽,一个节点发出的报文(无论是单播、组播、广播)其余节点都可以收到。广播域因为网络中使用了广播,会占用带宽,降低设备的处理效率,必须对广播加以限制。比如ARP使用广播报文从IP地址来解析MAC地址。全1MAC地址FFFF-FFFF-FFFF为广播地址,所有节点都会处理目的地址为广播地址的数据帧。这种一个节点发送一个广播报文其余节点都能够收到的节点的集合,就是一个广播域。传统的网桥可以根据MAC表对单播报文进行转发,对于广播报文向所有的接口都转发,所以网桥的所有接口连接的节点属于一个广播域,但是每个接口属于一个单独冲突域。02 以太网交换2.1 二层交换原理二层交换设备工作在OSI模型的第二层,即数据链路层,它对数据包的转发是建立在MAC(Media Access Control )地址基础之上的。二层交换设备不同的接口发送和接收数据独立,各接口属于不同的冲突域,因此有效地隔离了网络中物理层冲突域,使得通过它互连的主机(或网络)之间不必再担心流量大小对于数据发送冲突的影响。二层交换设备通过解析和学习以太网帧的源MAC来维护MAC地址与接口的对应关系(保存MAC与接口对应关系的表称为MAC表),通过其目的MAC来查找MAC表决定向哪个接口转发,基本流程如下:二层交换设备收到以太网帧,将其源MAC与接收接口的对应关系写入MAC表,作为以后的二层转发依据。如果MAC表中已有相同表项,那么就刷新该表项的老化时间。MAC表表项采取一定的老化更新机制,老化时间内未得到刷新的表项将被删除掉。设备判断目的MAC地址是不是广播地址:如果目的MAC地址是广播地址,那么向所有接口转发(报文的入接口除外)。如果目的MAC地址不是广播地址,根据以太网帧的目的MAC去查找MAC表,如果能够找到匹配表项,则向表项所示的对应接口转发,如果没有找到匹配表项,那么向所有接口转发(报文的入接口除外)。从上述流程可以看出,二层交换通过维护MAC表以及根据目的MAC查表转发,有效的利用了网络带宽,改善了网络性能。图1-6是一个二层交换的示例。图1-6 二层交换示例二层交换设备虽然能够隔离冲突域,但是它并不能有效的划分广播域。因为从前面介绍的二层交换设备转发流程可以看出,广播报文以及目的MAC查找失败的报文会向除报文的入接口之外的其它所有接口转发,当网络中的主机数量增多时,这种情况会消耗大量的网络带宽,并且在安全性方面也带来一系列问题。当然,通过路由器来隔离广播域是一个办法,但是由于路由器的高成本以及转发性能低的特点使得这一方法应用有限。基于这些情况,二层交换中出现了VLAN技术。2.2 三层交换原理三层交换机出现的背景早期的网络中一般使用二层交换机来搭建局域网,而不同局域网之间的网络互通由路由器来完成。那时的网络流量,局域网内部的流量占了绝大部分,而网络间的通信访问量比较少,使用少量路由器已经足够应付了。但是,随着数据通信网络范围的不断扩大,网络业务的不断丰富,网络间互访的需求越来越大,而路由器由于自身成本高、转发性能低、接口数量少等特点无法很好的满足网络发展的需求。因此出现了三层交换机这样一种能实现高速三层转发的设备。当然,三层交换机并不能完全替代路由器,路由器所具备的丰富的接口类型、良好的流量服务等级控制、强大的路由能力等仍然是三层交换机的薄弱环节。三层转发的原理目前的三层交换机一般是通过VLAN来划分二层网络并实现二层交换,同时能够实现不同VLAN间的三层IP互访。不同网络的主机之间互访的流程简要如下:源主机在发起通信之前,将自己的IP与目的主机的IP进行比较,如果两者位于同一网段(用网络掩码计算后具有相同的网络号),那么源主机直接向目的主机发送ARP请求,在收到目的主机的ARP应答后获得对方的物理层(MAC)地址,然后用对方MAC地址作为报文的目的MAC地址进行报文发送。当源主机判断目的主机与自己位于不同网段时,它会通过网关(Gateway)来递交报文,即发送ARP请求来获取网关IP地址对应的MAC,在得到网关的ARP应答后,用网关MAC作为报文的目的MAC发送报文。此时发送报文的源IP是源主机的IP,目的IP仍然是目的主机的IP。下面详细介绍一下三层交换的过程。如图1-7所示,通信的源、目的主机连接在同一台三层交换机上,但它们位于不同VLAN(网段)。对于三层交换机来说,这两台主机都位于它的直连网段内,它们的IP对应的路由都是直连路由。图1-7 三层转发原理示意网图中标明了两台主机的MAC、IP地址、网关,以及三层交换机的MAC、不同VLAN配置的三层接口IP。当 PC A向PC B发起PING时,流程如下:(假设三层交换机上还未建立任何硬件转发表项)根据前面的描述,PC A首先检查出目的IP地址10.2.1.2(PC B)与自己不在同一网段,因此它发出请求网关地址10.1.1.1对应MAC的ARP请求;L3 Switch收到PC A的ARP请求后,检查请求报文发现被请求IP是自己的三层接口IP,因此发送ARP应答并将自己的三层接口MAC(MAC Switch)包含在其中。同时它还会把PC A的IP地址与MAC地址对应(10.1.1.2与MAC A)关系记录到自己的ARP表项中去(因为ARP请求报文中包含了发送者的IP和MAC);PC A得到网关(L3 Switch)的ARP应答后,组装ICMP请求报文并发送,报文的目的MAC(即DMAC)=MAC Switch、源MAC(即SMAC)=MAC A、源IP(即SIP)=10.1.1.2、目的IP(即DIP)=10.2.1.2;L3 Switch收到报文后,首先根据报文的源MAC+VLAN ID更新MAC表。然后,根据报文的目的MAC+VLAN ID查找MAC地址表,发现匹配了自己三层接口MAC的表项,说明需要作三层转发,于是继续查找交换芯片的三层表项;交换芯片根据报文的目的IP去查找其三层表项,由于之前未建立任何表项,因此查找失败,于是将报文送到CPU去进行软件处理;CPU根据报文的目的IP去查找其软件路由表,发现匹配了一个直连网段(PC B对应的网段),于是继续查找其软件ARP表,仍然查找失败。然后L3 Switch会在目的网段对应的VLAN 3的所有接口发送请求地址10.2.1.2对应MAC的ARP请求;PC B收到L3 Switch发送的ARP请求后,检查发现被请求IP是自己的IP,因此发送ARP应答并将自己的MAC(MAC B)包含在其中。同时,将L3 Switch的IP与MAC的对应关系(10.2.1.1与MAC Switch)记录到自己的ARP表中去;L3 Switch收到PC B的ARP应答后,将其IP和MAC对应关系(10.2.1.2与MAC B)记录到自己的ARP表中去,并将PC A的ICMP请求报文发送给PC B,报文的目的MAC修改为PC B的MAC(MAC B),源MAC修改为自己的MAC(MAC Switch)。同时,在交换芯片的三层表项中根据刚得到的三层转发信息添加表项(内容包括IP、MAC、出口VLAN、出接口),这样后续的PC A发往PC B的报文就可以通过该硬件三层表项直接转发了;PC B收到L3 Switch转发过来的ICMP请求报文以后,回应ICMP应答给PC A。ICMP应答报文的转发过程与前面类似,只是由于L3 Switch在之前已经得到PC A的IP和MAC对应关系了,也同时在交换芯片中添加了相关三层表项,因此这个报文直接由交换芯片硬件转发给PC A;这样,后续的往返报文都经过查MAC表到查三层转发表的过程由交换芯片直接进行硬件转发了。从上述流程可以看出,三层交换机正是充分利用了“一次路由(首包CPU转发并建立三层硬件表项)、多次交换(后续包芯片硬件转发)”的原理实现了转发性能与三层交换的完美统一。03以太网交换应用场景如图1-8所示,某企业有IP电话、员工PC、网络打印机、移动终端、服务器等多种设备需要接入网络。图1-8 使用以太网技术组建企业网络示例可以使用以太网技术将众多的终端设备连接到网络,从而实现员工访问网络、拨打IP电话、员工PC访问服务器共享资源、通过网络实现远程打印、IT管理员统一管理等网络业务。发布于 2021-11-04 08:38网络工程师​赞同 19​​2 条评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录网络民工专注网络技术、欢迎给位读者相互交流,希望每一篇文章都能让您感兴趣,能留下您的脚印