10 Мб/с версии Ethernet используют
манчестерское кодирование для представления данных при передаче по кабелю.
Метод кодирования 4B/5B определен в стандарте FDDI, и он без изменений
перенесен в спецификацию PHY FX/TX. При этом методе каждые 4 бита данных
MAC-подуровня (называемых символами) представляются 5 битами. Использование
избыточного бита позволяет применить потенциальные коды при представлении каждого
из пяти бит в виде электрических или оптических импульсов. Потенциальные коды
обладают по сравнению с манчестерскими кодами более узкой полосой спектра
сигнала, а, следовательно, предъявляют меньшие требования к полосе пропускания
кабеля. Однако, прямое использование потенциальных кодов для передачи исходных
данных без избыточного бита невозможно из-за плохой самосинхронизации приемника
и источника данных: при передаче длинной последовательности единиц или нулей в
течение долгого времени сигнал не изменяется, и приемник не может определить
момент чтения очередного бита.
При использовании пяти бит для кодирования
шестнадцати исходных 4-х битовых комбинаций, можно построить такую таблицу
кодирования, в которой любой исходный 4-х битовый код представляется 5-ти
битовым кодом с чередующимися нулями и единицами. Тем самым обеспечивается
синхронизация приемника с передатчиком. Так как исходные биты MAC-подуровня
должны передаваться со скоростью 100Мб/c, то наличие одного избыточного бита
вынуждает передавать биты результирующего кода 4B/5B со скоростью 125 Мб/c, то
есть межбитовое расстояние в устройстве PHY составляет 8 наносекунд.
Так как из 32 возможных комбинаций 5-битовых
порций для кодирования порций исходных данных нужно только 16, то остальные 16
комбинаций в коде 4В/5B используются в служебных целях.
Наличие служебных символов позволило
использовать в спецификациях FX/TX схему непрерывного обмена сигналами между
передатчиком и приемником и при свободном состоянии среды, что отличает их от
спецификации 10Base-T, когда незанятое состояние среды обозначается полным
отсутствием на ней импульсов информации. Для обозначения незанятого состояния
среды используется служебный символ Idle (11111), который постоянно циркулирует
между передатчиком и приемником, поддерживая их синхронизм и в периодах между
передачами информации, а также позволяя контролировать физическое состояние
линии (рисунок 1.9).
Рис.
1.9. Обмен символами Idle при незанятом состоянии среды
Существование запрещенных комбинаций
символов позволяет отбраковывать ошибочные символы, что повышает устойчивость
работы сетей с PHY FX/TX.
Для отделения кадра Ethernet от символов
Idle используется комбинация символов Start Delimiter (пара символов JK), а
после завершения кадра перед первым символом Idle вставляется символ T (рисунок
1.10).
Рис.
1.10. Непрерывный поток данных спецификаций PHY FX/TX