物理層
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/12/26 08:40 UTC 版)
副層
ITU-T G.9960では、物理層をさらに階層構造に分けて、以下のような副層(サブレイヤ)を設けている[6]。
| 副層 | 送信側(下方向)の動作 | 受信側(上方向)の動作 |
|---|---|---|
| PCS (Physical Coding Sublayer, 符号化層) | 上層のMII信号を符号化して下層のPMAに引き渡す | 下層のPMAの読み取り値から元データを復号する、半二重動作時に衝突検出する |
| PMA (Physical Medium Attachment, 媒体接続部) | 上層のPCSの符号を電気信号として下層のPMDやMDIに出力する | 下層のMDIやPMDの電気信号をクロック検出・数値変換して上層のPCSに引き渡す |
| PMD (Physical Medium Dependent, 媒体依存部) | 上層のPMAからの電気信号を別の物理信号(光など)として出力する | 物理信号(光など)を検出し電気信号に変換する |
これらの実装は各種通信規格によって異なる。以下では例としてイーサネットの物理層規格について記述する。
LANケーブル規格
LANケーブル規格では多くの場合、PCS・PMAの2層と、さらにその下層にオートネゴシエーション処理層が設けられる[7]。
- 1000BASE-TのPCSでは、GMII経由で入ってきた8ビットデータを五進数4桁(PAM5シンボル4個)に変換してPMAに引き渡す[8]。
- 2.5G/5G/10GBASE-TのPCSでは、XGMII経由で入ってきた64ビットデータ50個分を、十六進数1024桁(PAM16シンボル1024個)に変換してPMAに引き渡す[9]。
- 10メガビットイーサネットでは、PCSに相当するマンチェスタ符号処理部をPLS (Physical Signaling)と呼んでいた[10]。
- PMAでは、上記シンボルを電気信号として適切な電圧レベルで4対並列に入出力する。また、EEEのタイミング制御なども行う[11]。
- オートネゴシエーション処理層では、接続時に対応通信速度などを情報交換する信号を送受し、一致が見られたときのみ以降の主信号をPMAに引き渡す[12]。
光ファイバ規格
光ファイバ規格では、PCS・PMA・PMDの3層が設けられる[13][14]。
- PCSでは、8b/10b変換や64b/66b変換などが行われ、さらに1000BASE-Xではここでオートネゴシエーションの処理も行う。
- 10GBASE-WではPMA-PCS間にWIS層があり、ここでSONET/SDH用の処理としてスクランブルが行われる[15]。
- 25Gbps以上の通信ではPMA-PCS間にFEC層がある場合があり、ここで誤り訂正が行われる[14]。
- PMAでは、PCSから来た変換データをシリアル電気信号としてPMDに出力したり、PMDから来たシリアル電気信号を読み取ってPCSに引き渡したりする(SerDes)[16]。
- PMDでは、主にSFPなどの光トランシーバとして実装され、ファイバ上の光信号と基板上の電気信号を相互変換する。
- ^ Shekhar, Amar (2016年4月7日). “Physical Layer Of OSI Model: Working Functionalities and Protocols” (英語). Fossbytes. 2019年2月15日閲覧。
- ^ Bayliss, Colin R.; Bayliss, Colin; Hardy, Brian (2012-02-14) (英語). Transmission and Distribution Electrical Engineering. Elsevier. ISBN 9780080969121
- ^ “CCNA Certification/Physical Layer - Wikibooks, open books for an open world”. en.wikibooks.org. 2019年2月15日閲覧。
- ^ Forouzan, Behrouz A.; Fegan, Sophia Chung (2007) (英語). Data Communications and Networking. Huga Media. ISBN 9780072967753
- ^ Bertsekas, Dimitri; Gallager, Robert (1992). Data Networks. Prentice Hall. p. 61. ISBN 0-13-200916-1
- ^ ITU-T G.9960: Unified high-speed wire-line based home networking transceivers - Foundation. (2009-10). p. 24
- ^ IEEE 802.3-2022, Figure 21-1, 28-2, 40-1, 55-1, 113-1, 126-1
- ^ IEEE 802.3-2022, Figure 21-1, 40-1, 55-1, 113-1, 126-1
- ^ 55.3.2.2 PCS Transmit function
- ^ IEEE 802.3-2022, Clause 6. Physical Signaling (PLS) service specifications
- ^ Clause 40.4 Physical Medium Attachment (PMA) sublayer, Clause 55.4 Physical Medium Attachment (PMA) sublayer
- ^ Clause 28.1 Overview
- ^ Figure 36-1, 44-1
- ^ a b Figure 80-1, 105-1, 116-1, 131-1, 157-1
- ^ 50.1 Overview
- ^ IEEE 802.3-2022, Clause 36.1.4.2 Physical Medium Attachment (PMA) sublayer, Clause 51.3 Functions within the PMA
- ^ “Data Center Fundamentals”. Books.google.com. 2015年11月18日閲覧。
- ^ “microcontroller - what is the difference between PHY and MAC chip - Electrical Engineering Stack Exchange”. Electronics.stackexchange.com (2013年7月11日). 2015年11月18日閲覧。
- ^ “Ethernet PHYs”. Texas Instruments. 2020年10月12日閲覧。
- ^ Intel PHY controllers brochure
- ^ osuosl.org - ICS1890 10Base-T/100Base-TX Integrated PHYceiver datasheet
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