以太网编码技术

前言

以太网编码是物理层（PHY）的核心技术，它负责将数据链路层传来的二进制比特流（0和1）转换成适合在特定物理介质（双绞线、光纤等）上传输的信号。其重要性如同语言中的摩斯电码，将信息转化为可被识别和传输的符号。本文介绍以太网关键编码技术的演进过程，欢迎大家收藏分享！

为什么要编码

原始的数字信号（0和1）如果直接以高低电平发送，会遇到一系列致命问题，编码就是为了解决它们而存在的。

同步问题

• 问题：接收方如何知道一个比特从哪里开始、到哪里结束？发送方和接收方的时钟必须有微小的差异，长时间传输会导致累积误差，造成误判。

• 解决：编码方案将数据转换成一种自带时钟信息的信号。接收方可以从信号的变化跳变中提取出时钟信号，实现与发送方的同步。

直流平衡问题

• 问题：如果数据流中出现一长串的“0”或一长串的“1”，会导致信号长时间保持低电平或高电平。这会产生直流分量，可能造成变压器饱和、信号失真，并且不利于接收端的电路设计。

• 解决：编码方案会尽量保证“0”和“1”的数量大致相等，使信号的平均电压为零，消除直流分量。

信号能量分布

• 问题：直接发送数据，其能量可能集中在某些频率上，这容易与外界干扰产生共振，也不符合通信线路的传输特性。

• 解决