Ethernet PHY и MAC — эти две концепции соответствуют физическому уровню и уровню канала передачи данных в модели OSI и играют жизненно важную роль в связи Ethernet.Прежде всего, Ethernet PHY, приемопередатчик физического интерфейса, является основным компонентом, реализующим физический уровень. Он обеспечивает правильную передачу и прием данных, охватывая такие аспекты, как электрические и оптические сигналы, состояние линии, опорное время и кодирование данных. Ethernet PHY соответствует стандарту IEEE-802.3 и имеет множество спецификаций, таких как RGMII, GMII и MII и т. д., которые обеспечивают стандартные интерфейсы для устройств канального уровня.Далее идет Ethernet MAC, который эквивалентен контроллеру доступа к среде передачи и отвечает за реализацию канального уровня. MAC обеспечивает множество функций, таких как механизм адресации, построение кадра данных, проверка ошибок данных, управление передачей и т. д., а также обеспечивает стандартный интерфейс данных для сетевого уровня. С развитием технологии Ethernet MAC смог поддерживать скорость передачи данных 10/100/1000 Мбит/с. Обычно он взаимодействует со стандартными PHY-устройствами через интерфейс MII/GMII/RGMII.Стоит упомянуть MII, независимый от СМИ интерфейс. В качестве отраслевого стандарта Ethernet, определенного IEEE-802.3, MII включает в себя интерфейс данных и интерфейс управления, позволяющий верхнему уровню отслеживать и управлять PHY. Интерфейс данных обеспечивает независимые каналы для передатчиков и приемников, каждый со своими собственными сигналами данных, синхроимпульсами и сигналами управления. Интерфейс управления представляет собой двухсигнальный интерфейс, включающий тактовые сигналы и сигналы данных. Преимущество MII заключается в его гибкости, поскольку любой тип устройства PHY может работать без перепроектирования или замены оборудования MAC. Эквивалентные интерфейсы на других скоростях включают AUI (10M Ethernet), GMII (Gigabit Ethernet) и XAUI (10G Ethernet).Однако, учитывая сложность реальных приложений, современные коммутаторы будут стремиться принять стандарты, упрощенные по сравнению с MII, такие как RMII, SMII и GMII. Эти интерфейсы значительно упрощают проектирование оборудования, особенно для многопортовых коммутаторов. Например, RMII сокращает количество линий приемопередатчика для нескольких портов вдвое за счет совместного использования тактовой частоты, что эффективно снижает количество необходимых шин. SMII еще больше упрощается: для передачи 100 миллионов сигналов используется всего 4 сигнальные линии на порт. Аналогично, GMII — это версия интерфейса Gigabit Ethernet MII.Наконец, стоит упомянуть автобус MII. Шина MII, указанная в IEEE802.3, является универсальной шиной, которая позволяет подключать различные типы PHY к одному и тому же сетевому контроллеру (MAC). Это означает, что сетевой контроллер может легко интегрироваться с любым PHY.Подводя итог, можно сказать, что Ethernet PHY и MAC являются основными компонентами для построения эффективной и стабильной сети. От базового физического уровня до функциональной реализации уровня канала передачи данных и обсуждения различных стандартов и интерфейсов раскрывается их незаменимое положение в связи Ethernet. Как разработчикам оборудования, так и сетевым администраторам крайне важно иметь глубокое понимание и владение этими концепциями.Для связанных статей, пожалуйста, проверьте:Ethernet — PHY, MAC, MII и NIC