經過上一節對以太網基礎知識的學習，我們應該對以太網有了一個大致的框架了解，今天我們將重點剖析以太網各層協議堆疊。我們將以以太網ISO模型為例進行介紹。
首先我們先從物理層開始講起。
一：PHY（Physical Layer，物理層）是以太網協議堆疊中的最底層，主要負責在物理媒介（如電纜、光纖）上傳輸和接收原始位元流。它是連接數位信號（MAC層）與類比信號（物理媒介）的橋樑，確保數據在硬體層面的可靠傳輸。其中在物理層涉及到以下幾個重要功能：
1.信號調變與編碼
1) 將MAC層傳送的數位信號轉換為適合物理媒介傳輸的類比信號。
2) 編碼方式：曼徹斯特編碼（10Base-T）、4D-PAM5（100Base-TX）、PAM4（25G/100G以太網）。
2：時鐘恢復與同步:從接收信號中提取時鐘資訊，確認發送與接收端時序一致。
3：鏈路檢測與自動協商:
1)通過**鏈路脈衝（Link Pulse）**檢測物理連接狀態。
2)支持自動協商（自動協商），自動選擇最佳速率（10/100/1000Mbps）和雙工模式。
4：錯誤檢測與校正使用前向錯誤更正（FEC）技術（如RS-FEC），減少高速傳輸中的錯誤率。
二：常見的以太網路實體層傳輸媒介
1：雙絞線（Twisted Pair）：是最常見的以太網路傳輸介質，分為無遮蔽雙絞線（UTP）和遮蔽雙絞線（STP）兩種。UTP雙絞線最為常用，傳輸速度最高可達10Gbps，而STP雙絞線則具有更好的抗干擾能力。
備註：雙絞線最常用的原因如下：
成本低廉：銅線比光纖便宜，適合大規模部署。
兼容性強：支援從百兆（Cat5）到萬兆（Cat6a/Cat7）的以太網標準。
易於安裝：柔韌性佳，可穿管、彎折，普通RJ45接口通用。
---平衡性能：在 100 公尺距離內能提供足夠的頻寬（家庭、企業都夠用）。
2：光纖（fiber optic）：光纖傳輸介質採用光信號傳輸，具有高速、長距離、抗干擾等特點。光纖的傳輸速度最高可達到400Gbps。應用場景：資料中心骨幹網和長距離傳輸。
3：同軸電纜（Coaxial cable）：同軸電纜主要用於早期的以太網，例如10Base-2和10Base-5等。同軸電纜的傳輸速度較慢，且容易受到干擾。應用場景：有線電視和監控系統等。
三：命名系統規則與IEEE標準名稱（技術規範）
格式：[速率][信號類型][媒介/編碼]
1000：速率 = 1000 Mbps（1 Gbps）
BASE：基帶傳輸（Baseband，獨占信道）
T：介質類型 = 雙絞線（Twisted Pair）
2：常見標準：
1000BASE-T：基於Cat5e/Cat6雙絞線的千兆以太網。
1000BASE-SX：多模光纖（短波）。
1000BASE-LX：單模光纖（長波）。
對於以太網的PHY簡單介紹就到這裡，此刻想插播一則廣告，我們常見的PHY晶片有哪些呢？如下圖所示的是我們Microchip的10Mbps-1000Mbps PHY晶片介紹。看到這些型號，您應該很熟悉，這些都是非常常用且通用的晶片。如果有需求，隨時可以聯繫我們索取樣品或獲取技術支持。
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