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高层编码和处理 物理层将逻辑比特转换成电(光)信号的任务通常分为两步：由PCS进行高层编码；PMD子层进行低层信令编码。PCS上最常见和最基本的一个转换过程是分块编解码，另一种常见的处理方式是加扰。 1.分块编码 分块编码的目的是将从高层收到的任何形式的数据转换成更适合在网络上传输的形式。一般通过将一组比特利用转换表转换成一组不同的数值：二进制数值或超过两电平的数值。其中输入比特和输出比特之间的比例以及输出比特的数量必须必须与数据容量要求以及低层的低电平信令要求互相匹配。 二进制编码 输出为二进制形式，编码方法用nB/mB形式表示，n为输入比特的数量，m为输出比特的数量，m始终大于n。这类编码最常见的是4B/5B。编码的主要目的是如下三点： ·不会产生太长的连续的0和1字符串。这是由于以太网不会使用单独的时钟信号，发送方和接受方的时钟是通过分析信号电平转换而同步的，因此连续的0和1字符串太长时会产生问题。出现很多的0比1更容易导致问题。 ·输出模式多于输入模式，表示有些输出模式并不会用到，这样接收到这样的模式将被自动标记为错误。 ·也可以使用一些没用到的输出模式用作控制信息，以管理物理层的运作，实质上是提供一种方式使两台设备的PCS通过传输的比特进行通信。 以4B/5B类型为例。输入模式是16种，输出是32种，有16种输出模式未使用，这些模式部分用于故障检测或发送命令。但是明确排除“00000”和“11111”，确保每行不会出现超过8个连续的1或3个连续的0。映射表如下所示： 数据比特 | 编码比特 | 数据比特 | 编码比特 | 0000 | 11110 | 1000 | 10010 | 0001 | 01001 | 1001 | 10011 | 0010 | 10100 | 1010 | 10110 | 0011 | 10101 | 1011 | 10111 | 0100 | 01010 | 1100 | 11010 | 0101 | 01011 | 1101 | 11011 | 0110 | 01110 | 1110 | 11100 | 0111 | 01111 | 1111 | 11101 |
剩下的几个比特模式一般成对使用。因此，每两组5比特码分别用于标记数据传输的开始、结束和故障情况等信息。 多电平编码 如上所述，输出电平的数量可大于2： 三进制：三个输出电平，表示为nB/mT。 四进制：四个输出电平，表示为nB/mQ。 五进制：五个输出电平，往往表示为nB/mQ(可能产生混淆)。IEEE标准有时候使用nB1Qm。 使用更多电平的目的是允许在各低电平符号内发送更多的信息，以增加传输速率同时节约带宽，缺点是避免故障遗漏报文会变得更复杂。当使用三进制或更高级的编码时，通常用正负值来代表符号。例如三进制使用“-1”，“0”，“+1”。 快速以太网100BASE-T4使用8B/6T，该技术将8比特(256)编码成6个三进制比特(729)，这样就有很多冗余值用于故障检测和命令互换。 下表给出了PCS在不同的快速以太网和千兆以太网技术以及BroadR-Reach中使用的分块编码方法： 以太网速度 | 物理层接口 | PCS编码 | 快速(100Mbps) | 光缆(100BASE-FX) | 4B/5B | 5类双绞线(100BASE-TX) | 4B/5B | 4对3类双绞线(100BASE-T4) | 8B/6T | 2对3类双绞线(100BASE-T2) | 4B1Q2 | 千兆(1000Mbps) | 光缆(1000BASE-SX、1000BASE-LX、1000BASE-LH) | 8B/10B | 短距离铜缆(1000BASE-CX) | 8B/10B | 双绞线(1000BASE-T) | 8B1Q4 | BroadR-Reach | 双绞线 | 3B/2T |
2.加扰 PCS在某些以太网物理层中使用的另一项技术是加扰。加扰是运用一个数学公式通过输入比特生成伪随机的相同大小的输出比特，接收设备读取输出比特并应用补偿转换来获取原始数据。 这类加扰方法不是用于安全加密的目的，而是和分块编码类似，是为了创建一个更适合通信的输出比特流。加扰一样有助于避免连续的0或1引起的时钟同步问题，还允许数据通过较窄的带宽发送，这点在不增加电缆成本的前提下提升数据吞吐量非常重要。 加扰和分块编码可在特定实现中结合使用。 免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！ | 
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