IEEE 802.3-2008标准详解：100Mb/s以太网物理层规范

"802.3-2008_section2.pdf 涵盖了IEEE 802.3标准的第二部分，主要涉及100BASE-T以太网的介绍，包括CSMA/CD访问方法和物理层规范。" 本文将深入探讨802.3标准，特别是2008年版本中的100兆比特每秒（100Mb/s）基带网络，即100BASE-T技术。802.3标准是由电气和电子工程师协会（IEEE）制定的一种局域网（LAN）通信协议，它定义了以太网的 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection（CSMA/CD）访问方法，以及物理层的具体规格。 100BASE-T是802.3标准的一个扩展，它将CSMA/CD多路访问控制与100兆比特每秒的物理层相结合。这种设计允许在不改变介质访问控制层（MAC层）接口的情况下，提升网络传输速率。100BASE-T的出现是为了满足更高性能的需求，因此需要新的物理层标准来支持100Mb/s的操作。 如图21-1所示，100BASE-T与现有的IEEE 802.3 CSMA/CD MAC层以及国际标准化组织/国际电工委员会（ISO/IEC）的开放系统互连（OSI）参考模型之间的关系清晰可见。在OSI模型中，物理层负责数据的物理传输，而MAC层则处理冲突检测和介质访问控制。100BASE-T通过媒体独立接口（MII）与MAC层进行通信，这个接口允许不同的物理层技术与标准的MAC层协议相连接。 100BASE-T标准包括了100BASE-TX（双绞线）、100BASE-FX（光纤）和100BASE-T4（四对双绞线）等变种，它们各自针对不同的传输介质和环境。100BASE-TX是最常见的形式，使用两对双绞线，每对用于发送和接收数据，实现了全双工通信，避免了CSMA/CD下的冲突问题。 物理层规范包括了信号编码、传输速率、电缆长度限制、连接器类型和电气特性等。例如，100BASE-TX使用4B5B编码，将4位数据转换成5位物理信号，以适应双绞线的传输特性。同时，标准规定了最大传输距离为100米，以确保信号质量。 在实现CSMA/CD时，100BASE-T网络中的每个设备都需要监听介质是否空闲，如果发现介质忙，则等待直到空闲再发送数据。若两个设备同时发送，会发生碰撞，此时会停止传输并等待随机时间后重试，以此减少冲突发生的可能性。 802.3-2008中的100BASE-T部分详细阐述了如何在保持与现有以太网兼容的同时，实现100Mb/s的高速数据传输，这对当时及后续的局域网技术发展有着重要的意义。这一标准不仅推动了网络速度的提升，也为网络设计者和工程师提供了实现高效率、低冲突网络的基础。