以太网物理层器件
以太网的硬件组成
7
4 桥接器（网桥）
工作在数据链路层，将多个小的局域网连接 成一个大的局域网。 网桥中保留了节点的地址表，并检查数据帧 的发送地址和目的地址，如果这两个地址都 在网桥的一端，那么网桥的其它端就不会受 到这个帧的影响，可以降低整个网络的通讯 负荷。 常用的网桥有透明网桥和源站选路网桥。
8
5 集线器
10
6 交换机2
交换机与集线器比较：传统交换机工作在数 据链路层，传统集线器工作在物理层；交换 机可同时建立多条临时交换路径，每条路径 独享带宽进行无冲突传输，大大提高了网络 性能，而集线器共享带宽，同一时间只能建 立一条传输路径，目前已经很少使用了。 交换机与桥接器比较：交换机主要用于连接 独立的计算机，而桥接器主要用于连接两个 子网。
为计算机提供了连入网络 的接口，实现了数据缓存 器的管理、数据链接管理、 编码和译码等 从总线类型来看，网卡接 口有PCI接口、USB接口、 以及PCMIA接口等 从传输介质接口来看，目 前适配器主要采用RJ-45连 接器和光纤接口。
6
3信号放大 整形后再转发出去。 一个系统中可以包含多根电缆段和多个中继 器，但两个收发器之间不能超过2.5公里，并 且任何两个收发器之间的路径不能跨越4个以 上中继器。
3
1 传输介质2
同轴电缆
根据传输频带的不同，同轴电缆可分为基 带同轴电缆（50欧姆同轴电缆）和宽带同 轴电缆（75欧姆同轴电缆） 按直径的不同，同轴电缆还可分为粗缆和 细缆两种
4
1 传输介质3
光缆
光缆的电磁绝缘性能好，信号衰变小，频 带较宽，传输距离较大。
5
2 网络适配器（网卡）
以太网原理MAC和PHY
以太网原理MAC和PHY以太网是一种局域网（LAN）技术，用于在计算机之间传输数据。
以太网原理包括物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）两个部分。
物理层（PHY）是以太网技术的底层，负责将传输的数据转化为电信号，并在网络中传输和接收数据。
PHY负责处理传输介质、传输速率等物理层面的细节。
MAC层是以太网技术的上层，负责管理和控制网络中的通信。
MAC层协议定义了数据的传输方式、帧结构、帧格式等规范，以确保数据的可靠传输和有效利用。
在以太网中，数据被分割成一系列的帧（Frame），每个帧由MAC层添加标识符和校验码，并传输到物理层。
物理层将数据转化成电信号，并通过传输介质（如双绞线、光纤等）传输到目标计算机。
PHY层通过一系列的电器和电子设备来处理数据的传输。
这些设备包括编码器、解码器、物理传输媒介、放大器等。
编码器和解码器负责将数据转化为电信号和相反的操作，物理传输媒介负责在不同的介质中传输数据，放大器用于增强信号的强度。
当数据传输到目标计算机后，物理层将电信号转化为数据，并传递给MAC层处理。
MAC层根据帧的标识符和校验码来验证数据的完整性和正确性，并将其传递给上层应用程序。
MAC层还负责管理和控制网络中的通信。
为了避免数据冲突，以太网采用了一种称为“载波侦听多址接入/碰撞检测”（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，CSMA/CD）的协议。
该协议允许多个计算机同时发送数据，但如果检测到冲突，则发送方会停止发送，等待一段随机时间后重新发送。
以太网的传输速率通常用Mbps（兆位每秒）来衡量，常见的速率有10Mbps、100Mbps和1000Mbps（即千兆以太网，也被称为千兆网）。
总结起来，以太网的原理包括物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）两个部分。
PHY层负责将数据转化为电信号，并在物理介质上传输和接收数据。
MAC层负责管理和控制网络中的通信，确保数据的可靠传输和有效利用。
以太网 物理层
6
表示
5
通信控制
4
传输
3
仲裁
2 以太网成帧&数据保护
1
比特位传输
CB1e_2_Lቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.919
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
HTTP, FTP, TFTP SNMP, SNTP, …
TCP / UDP IP
以太网
2-4
举例：点对点通信
7
Application
6
Presentation
CB1e_2_L1.919
2-13
双绞线分类
性能类别 1类线
规格（AWG） 性能
各种
低于1MHz
2类线
22和24
1MHz
3类线
22和24
16MHz
4类线
各种
20MHz
5类线
各种
100MHz
6类线 7类线
各种 各种
250MHz 600MHz
典型应用
模拟语音级，ISDN基本速率接口，要求 小 于1Mbps的其他应用
DSC
LC（用于千兆网络，接口小巧）
Industry connectors for IP 67
LC
M12 for F/O
其它带保护套的连接方式
CB1e_2_L1.919
2-26
IP 防护等级
CB1e_2_L1.919
2-27
连接器和终端设 备必须符合特定 的防护等级以满 足防尘和防水要 求——即IP防护 等级 (IP = International Protection)
CB1e_2_L1.919
2-7
以太网: 同轴电缆10BASE2
以太网知识讲座(3)—物理层器件
逻 辑数 据链路层 （Ｌ ） Ｄ Ｌ，
而 ＭＤ 的下 层 则 直 接 与 Ｉ
传 输 介 质相 连 。
以 下 对 四 个 功 能 层
包
（ ｉ 流 的透 明传 输 等 。 ｂｔ ） 通 常 物 理 层 的 功 能 均 被 集 成 在 一 个 芯 片 之 中 ， 有 的芯 片也 将 部 分 链 路 层 的功 能 集 成 进 来 ， 但 如 物 理 介 质 接 入 控 制 （ Ｃ： ｄａ Ａ ｃ ｓ Ｃ ｎ ＭＡ Ｍｅ ｉ ｃ ｅｓ ｏ — ｔ １ 子 层 的 功 能 等 。其 ＭＡ ／ ｅ ｅｔｒ 口在 ｌ ｒ） ｏ Ｃ Ｒ ｐ ａｅ 接 ０
１２ １ ＭＡＣ—Ｐ Ｙ 端 口 ．． Ｈｆ
这是 ＭＡ Ｃ与 Ｐ Ｙ器 件 之 间 的接 口， 括 同步 Ｈ 包 收 发接 口和介 质状 态 控 制接 口 。 介质 状 态控 制 接 在
Ｅ 中有 载波 读 出信 号（ Ｒ ： ａｒ ｒＳ ｎｅ Ｓｇ ａ） ｌ Ｃ ＳＣ ｒ ｅ ｅ ｓ ｉｎ １和 ｉ 碰撞 检 测信 号 （Ｏ ：ｏ ｉ ｏ ｅｅｔ ｎ Ｓｇ ａ） 。 Ｃ ＬＣ ｌｓ ｎ Ｄ ｔｃｉ ｉｎ 等 ｌｉ ｏ １
１２２ Ｓ ． ． ＴＡ—ＰＨＹ 端 口
王 廷 免 ＜ ｌ
） 男 ，９ ３年 毕 业 于 内 蒙 古 大 学 ， ： ｌ６
现任天津恒先科 技有瞎公 司高鼓 －程 师。 ｒ ＿
马 克 ｊ （ ９ ３ ： ，９ ５年 毕 业 于 西安 电 子 科 技 ． １ ６ 一） 另 ｌ８ Ｌ 大 学， 现任 天 牵扭 光科技有 限公 司甚 经理 。 主 持 开 发 研 了 多种 竞 通 信 产 品 并 在 公 司 内成
收稿 １ ＂ ０ １ １ — １ ３期 ２ ０ — ２ ２
以太网知识讲座物理层器件
以太网知识讲座()——物理层器件以太网知识讲座（3）——物理层器件2010-05-2513:24（天津光电通信产业集团恒光科技有限公司；天津300211）摘要：系统地介绍了以太网的基本要领介质接入控制和物理层标准规范，以太网信号的帧结构、网络硬件设备、网络组成及主要性能，以及以太网信号在PDH、SDH/SONET中的传输等等。
由于以太网中的各种设备必需通物理层接口器件才能与网络传输介质相连，因此本部分主要介绍物理层器件。
关键词：以太网；物理层；接口1物理层器件物理层器件（PHY:Physical Layer Interface Devices）是将各网元连接到物理介质上的关键部件。
负责完成互连参考模型（OSI）第I层中的功能，即为链路层实体之间进行bit传输提供物理连接所需的机械、电气、光电转换和规程手段。
其功能包括建立、维护和拆除物理电路，实现物理层比特(bit)流的透明传输等。
通常物理层的功能均被集成在一个芯片之中，但有的芯片也将部分链路层的功能集成进来，如物理介质接入控制（MAC:Media Access Con-brol）子层的功能等。
其MAC/Repeater接口在10Mbit/s、100Mbit/s两种速率下有10/100MII、100M符号、10M串行和链路脉冲几种模式。
1.1PHY的结构如图1所示，物理层包括四个功能层和两上层接口。
两个层接口为物理介质无关层接口（MII）和物理介质相关层接口（MDI），在MII的上层是逻辑数据链路层（DLL），而MDI的下层则直接与传输介质相连。
以下对四个功能层和两个层接口分别进行介绍。
1.2MIIMII满足ISO/IEC8802-3和IEEE802.3标准的要求，支持以太网数据传输的速率为10Mbit/s，100Mbit/s、1000Mbit/s和10Gbit/s，有对应的运行时钟。
MII接口主要由与链路层之间的端口（MAC-PHY）和与站管理实体（STA:Station Management Entity）之间的端口（STA-PHY）两部分组成。
以太网收发器工作原理及其信号质量测试综述
以太网简介
CSMA/CD协议的基本思想
每站在发送数据前，先监听信道是否空闲；若是，则发送 数据，并继续监听下去，一旦监听到冲突，立即停止发送 ，并在短时间内连续向信道发出一串阻塞信号（JAM）强 化冲突，如果信道忙，则暂不发送，退避一随机时间后再 尝试。 CSMA/CD协议在CSMA协议基础上增加了发送期间检测 冲突的功能。其最大特点是“先听后说,边说边听”。该 协议已被IEEE 802委员会采纳，并以此为依据制定了IEEE 802.3标准。 CSMA/CD协议同样可分为非坚持、1坚持和p坚持3种。 以太网通常采用非分隙1坚持CSMA/CD。 。
以太网收发器工作原理详解
• 在OSI 的7 层基准模型中我们使用的PHY属于第一层--物理层( PHY) 。物理层协议可定义电气信号、线的状态、时钟要求、数据编码和数 据传输用的连接器。数据链路层可以通过定义好的接口而与物理层通 话。例如MAC可以利用介质无关性接口( MII)与PHY进行数据交换。 • • • • 的基本作用： 对端口LINK 状态的判断； 自动协商，当然MAC 可以修改PHY 的寄存器间接控制 完成MII（RMII）数据和串行数据流之间的转化：包括4B/5B 的 编码的转化（不包括10BASET）；串并转换；最后转换成低压信 号，根据端口不同的工作模式，转换方式也有所不同。例如在 100BASE-T 下是MLT-3；在10BASE-T 下是曼彻斯特编码 • (4) 在MII 的工作方式下，完成冲突检测。若是工作于RMII 模式下 则此项任务由MAC 完成。 PHY (1) (2) (3)
以太网简介
• 按照网络传输速率可以分为10BASE-T、100BASE-T、 1000BASE-T 。 • 以太网物理层传输介质双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP) 和屏蔽双绞线(STP)，现在使用的UTP可分为3类、4类、五
以太网收发器工作原理及其信号质量测试
以太网收发器工作原理详解
• 在OSI 的7 层基准模型中我们使用的PHY属于第一层--物理层( PHY) 。物理层协议可定义电气信号、线的状态、时钟要求、数据编码和数 据传输用的连接器。数据链路层可以通过定义好的接口而与物理层通 话。例如MAC可以利用介质无关性接口( MII)与PHY进行数据交换。 • • • • 的基本作用： 对端口LINK 状态的判断； 自动协商，当然MAC 可以修改PHY 的寄存器间接控制 完成MII（RMII）数据和串行数据流之间的转化：包括4B/5B 的 编码的转化（不包括10BASET）；串并转换；最后转换成低压信 号，根据端口不同的工作模式，转换方式也有所不同。例如在 100BASE-T 下是MLT-3；在10BASE-T 下是曼彻斯特编码 • (4) 在MII 的工作方式下，完成冲突检测。若是工作于RMII 模式下 则此项任务由MAC 完成。 PHY (1) (2) (3)
•
Hale Waihona Puke 以太网收发器工作原理详解• 所以当强制端口工作于全双工的时候，就必须保证连接的对方也是强 制于此种工作状态，否则对方（具有自协商能力的一方）会选择端口 的工作状态为半双工，双方能够连接上且按照各自的模式工作。当连 接的双方都没有自协商能力的时候，双方都发送NLP (normal link pulses in 10Mbps)或者Idle Symbols（100Mbps），如果探测到的速 度信息与自己发送的一致，双方就按照自己的工作模式LINK 上且开 始工作。如果一方强制为100M 全双工，另一方为强制为100M 半双工 的时候，能够连接上且按照各自的模式工作。
以太网收发器工作原理详解
• 三 PHY简单工作过程
• 以100Mbps 为例，在接收方向上，PHY 必须把125M 的串行的MLT-3 信号转化为MII（RMII、SMII）信号。PHY 从双绞线上接收MLT-3 信 号。首先，AGC 模块对MLT-3 信号进行处理，去除信号中的直流分量 ，实现baseline wander correction；数字锁相环会从接收到的数据 恢复出125M 的时钟，ADC 模块利用此时钟对MLT-3 信号进行采样； 把MLT-3 信号转化为NRZI 信号；然后按照与发送相反的流程完成 NRZI到NRZ 信号的转化，DESCRAMBLE，串并转化，4B/5B 的译码；最 后把处理完的信号送入FIFO，准备发送给MAC。使用FIFO 的主要原因 是纠正恢复时钟与系统时钟之间存在的差别。
IEEE802.3物理层标准
10Base5
介质 粗缆 细缆 双绞线 光纤 75欧姆 电缆
最大区间长度 500m 185m 100m 2000m 3600m
节点树/段 100 30 1024 1024
拓扑结构 总线型 总线型 星形 星形 树形
接口
优点 用于主干 廉价 容易维护 距离较远 宽带系统
AUI BNC RJ-45 ST1 AUI
• 无效的帧
– 帧的长度与长度字节给出的值不一致； – 帧的长度小于规定的最短长度； – 帧的长度不是整数字节； –接收到的帧的校验和出错
将无效的帧丢弃！！
4.3.2 IEEE802.3物理层标准
由IEEE定义的以太网标准有几个不同的变种。 差别表现在：介质；网段的最大长度；网段上的 站点数目；数据速率。
协议复杂，轻负载时效 率低。
IEEE 02.5
发送时延确定，可设置优先级，重负 协议复杂，轻负载时效 载时效率高，可以使用多种传输介质。 率低，限制最大帧长度。
802.3
• 优点
– 使用无源电缆； – 使用最为广泛； – 轻负载时，延迟为0。 – 算法简单； – 站点可以在网络运行中安装；
• 缺点
• 优缺点比较
协议
IEEE 802.3
优点
协议简单、站点接入和安装方便，使
缺点
发送的时延不确定，重 负载时效率低，限制最 用广泛。低负载情况效率高，延迟小。 小帧长，无优先级设置。 发送时延确定，不限制最小帧长，可 设置优先级，重负载时效率高，支持 多个信道，可传输数据、语音和图像 等多种信号。
IEEE 802.4
10BASE-F：以光纤作为介质的系统的规范。每条 传输线路均使用一条光纤，每条光纤采用曼切斯特 编码传输一个方向上的信号。包含三个标准： 10BASE-FP（Passive，无源的） 10BASE-FL（Link， 链路） 10BASE-FB（Backbone，主干）
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以太网知识讲座（3）——物理层器件王廷尧，马克城（天津光电通信产业集团恒光科技有限公司；天津 300211）摘 要：系统地介绍了以太网的基本要领介质接入控制和物理层标准规范，以太网信号的帧结构、网络硬件设备、网络组成及主要性能，以及以太网信号在PDH、SDH/SONET中的传输等等。
由于以太网中的各种设备必需通物理层接口器件才能与网络传输介质相连，因此本部分主要介绍物理层器件。
关键词：以太网；物理层；接口1 物理层器件物理层器件（PHY:Physical Layer Interface Devices）是将各网元连接到物理介质上的关键部件。
负责完成互连参考模型（OSI）第I层中的功能，即为链路层实体之间进行bit传输提供物理连接所需的机械、电气、光电转换和规程手段。
其功能包括建立、维护和拆除物理电路，实现物理层比特(bit)流的透明传输等。
通常物理层的功能均被集成在一个芯片之中，但有的芯片也将部分链路层的功能集成进来，如物理介质接入控制（MAC:Media Access Con-brol）子层的功能等。
其MAC/Repeater接口在10Mbit/s、100Mbit/s两种速率下有10/100MII、100M符号、10M串行和链路脉冲几种模式。
1.1 PHY的结构如图1所示，物理层包括四个功能层和两上层接口。
两个层接口为物理介质无关层接口（MII）和物理介质相关层接口（MDI），在MII的上层是逻辑数据链路层（DLL），而MDI的下层则直接与传输介质相连。
以下对四个功能层和两个层接口分别进行介绍。
1.2 MIIMII满足ISO/IEC 8802-3和IEEE 802.3标准的要求，支持以太网数据传输的速率为10Mbit/s，100Mbit/s、1000Mbit/s和10Gbit/s，有对应的运行时钟。
MII接口主要由与链路层之间的端口（MAC-PHY）和与站管理实体（STA:Station Management Entity）之间的端口（STA-PHY）两部分组成。
1.2.1 MAC-PHY端口这是MAC与PHY器件之间的接口，包括同步收发接口和介质状态控制接口。
在介质状态控制接口中有载波读出信号（CRS:Carrier Sense Signal）和碰撞检测信号（COL:Collision Detection Signal）等。
1.2.2 STA-PHY端口STA-PHY作为MII接口的一部分，用于在STA和PHY器件之间交换有关控制、状态和配置方面的信息。
为此，ISO/IEC、IEEE规范了这个双线串行管理接口的相关协议及管理信息帧的结构和管理寄存器的标准。
（1）管理寄存器按标准，管理寄存器集（Management Registerset）包括强制性“基本控制”寄存器（Mandatory “Basic Control”Registers）、状态寄存器（Status Re-gisters）和专用扩展寄存器ICS（Specifie Extended Registers）几部分。
（2）管理信号帧结构管理接口是一个双向串行接口，用于交换PHY与STA之间的配置、控制和状态数据，利用定义的寄存器集实现PHY和STA的数据交换。
STA可以启动所有的处理功能。
ISO/IEC、IEEE对串行管理数据流定义了相关管理帧结构和协议（管理信号帧的结构已在第一讲中讨论）。
1.3 物理编码子层物理编码子层（PCS）有两个对外接口，一是与MII的接口，二是与物理介质连接子层（PMA：Physical Medium Attachment Sublayer）的接口。
PCS子层遵循ISO/IEC 8802.3和IEEE 802.3标准，功能包括对信号的编译码、收发处理、管理和控制等。
这里可用100Base-TX速率来讨论PCS子层要完成的功能。
1.3.1 PCS在100Mbit/s与10Mbit/s 下的工作模式一般称10Base-T为以太网，10Base-TX为快速以太网，两者信号的速率，执行的协议以及采用的传输介质均有所不同。
PCS子层对于10Base-TX 信号进行4B/5B编译码、扰码（Serambled）和MLT-3编码，将信号交换为62.5MHz的三元数据，然后通过隔离变压器送入5类双绞线电缆或者比5类双绞线电缆更好地电缆线路中传输。
对于10Base-T信号则需进行曼乇斯特（Manchester）编译码和相关的处理。
对10Base-TX信号和10Base-T信号处理的功能比较如表1所示。
1.3.2 PCS发送子层这里讨论10Mbit/s和100Mbit/s两种情况。
PCS发送子层的功能是编码、碰撞检测与并/串变换等。
（1）100Mbit/s PCS发送子层PCS发送10Base-TX的数据需要进行4B/5B编码，即是将4bit数据组成的奈培（nib）变换成由5bit数据组成的码字。
4B/5B编码的目的就是将数据包的起始符、帧结束、空载与控制功能等符号都编成码组进行传输。
将4B码的nib映射入5B码字的过程是按IEEE 802.3标准规范进行的。
每个MAC/Repeater帧的前16nib(16×4=64bit)表示帧前序（Frame Preamble）。
PCS将前二个nb用数据流起始标帜符/J/K/代替，并在帧结束时加入数据流结束标帜符/T/R/，用于表示包的结束(ESD:End-of-Stream Delimiter)。
4B/5B编码器同样在包之间充满间隔空信号（Idle Period）。
用间隔空（Idle）符号实现数据流的连续性。
表2即是4B/5B编码表。
编码后的符号送入后面的扰码器。
PCS发送的子层4B/5B编码，有32种5bit的编码组合，其中16种5bit 组合用于表示原16捉nib(4bit)的组合；另16种5bit组合，IEEE标准定义了6种用于控制使用的组合，还有10种认为非法的组合。
IEEE定义的6种控制码组是：a./H/表示一个发送差错；b./I/表示一个IDLE空载；c.两个码组表示数据流启始标帧符（SSD）；d./J/和/K/；e.两个码组表示数据流结束标帜符（ESD）；f./T/和/R/；（2）10Mbit/s的PCS发送子层按ISO/IEC、IEEE标准的要求，10Mbit/s 的PCS发送子层采用Manchester编码，即利用数据与时钟相“异或”，使数据每bit的前一半取数据的补码，后一半取数据的原码，从而保证跃变沿总是发生在每bit 的中央处。
Manchester编码器在数据包结束后加入一个起始空脉冲（SOI:Start of Idle Pulse）。
在编码过程中与包之间的间隔则不进行编码，由链路脉冲填充。
Manchester编码过程的时间关系如图2所示。
从MAC/Repeater接口来的4bit的nib流或串行bit流，利用Manchester编码进行编码。
编码的逻辑是：a.二进制NRZ数据“1”当码元（bit）周期前半周期时取负值；当码元（bit）周期后半周期时取正值。
b.二进制NRZ数据“0”当码元（bit）周期前半周期时取正值；当码元（bit）周期后半周期时取负值。
使用Manchester编码的优点，一是每个bit周期可有一编码时钟；二是不必考虑数据本身是“0”还是“1”，增加了数据的跃变沿。
但它的缺点是编码后的数据率增加了一倍。
PCS子层还可完成碰撞检测，即在数据传输和接收同时发生时，需按标准规范和根据工作模式进行处理。
在半双工工作模式下，发生碰撞时产生检测信号（COL:Collision Detection Signal），而在全双工工作模式下，不产生COL。
1.3.3 PCS接收子层（1）PCS接收子层的功能PCS接收子层主要完成以下功能：a.串/并变换；b.载波检测；c.4B/5B或Manchester译码；d.码组成帧。
即PCS接收子层状态机连续接收从PMA来的数据，将其由串行变换为并行，以及成帧和译码，之后送到MAC/Pepeater接口。
接收状态机则在接收和数据状态判断之间进行转换并连续这个过程，直到发生下述情况之一时为止：数据流结束标帜符（ESD，即/T/R/符号）；有差错发生；过早结束（空号）。
依据ESD，接收状态机返回到Idle状态时，ESD并没有被送入MAC/Pepeater接口，因此检测出的差错将迫使接收状态机宣告接收错，并等待后面符号。
若接收状态机检出“过早结束信号（Prematureend）”，同样也要宣告接收错，而返回Idle状态。
（2）100Mbit/s的PCS接收子层4B/5B译码器4B/5B编码，因此在收端必须利用4B/5B译码器进行译码，即将5B码组映射成4B码。
4B/5B译码器的输入严自解扰器（Descrambler）。
按表3所示，将5bit码组变换为4bit的nib。
4B/5B译码器应首先将SSD帧符（/J/K/符号）拆除并用两个4B数据“5”nb(/5/符号)来代替，对ESD帧符（/T/R/符号）也需被拆除并用两个4B数据“0”nib（/I/符号）代替。
（3）10Mbit/s PCS接收子层Manchester译码Manchester译码器将从双绞线对接收到的Manchester编码信号变换为原NRZ信号，并将空载开始脉冲 （SOI:Start of Idle）拆除。
在发送端，NRZ数据S被Manchester编剧骊，即MS=S⊕C（C为时钟<Clock>）。
在收端，MS数据重新被译码为S，即图3、图4即为ML2653型10Base-T物理接口芯片发收Manchester信号编译码的一时图。
PCS子层提供CRS载波检测信号（Carrier Sense Signal）和碰撞检出信号（Collision Detection Signal），用这两个控制信号实现对MII接口的控制与管理。
1.4 PMA子层PMA与PCS及PMD子层相连，因此必须有两个接口；一个是到上边PCS 子层的接口，另一个是到下边PMD子层的接口。
PMA子层主要功能是：（1）链路监测（Link Monitoring）；（2）载波检测（Carrier Dete-cting）；（3）MRZI编/译码（NRZI En-coding/Decoding）；（4）发送时钟合成（Transmit Clock Synthesis）；（5）接收时钟恢复（Receive Clock Recovery）。
1.4.1 PMA发送子层PMA发送子层（PMA Transmit Sublayer）从PCS子层接收串行比特流并且将其变换为NRZI格式（10Mbit/s不用），然后将其送入物理介质相关子层（PMD）。