在物理層，由 IEEE 802.3 標準規定了以太網使用的傳輸介質、傳輸速度、數據編碼方式和沖突檢測機制，物理層一般是通過一個 PHY 芯片實現其功能的，我們使用的是野火STM32F429挑戰者開發板，板載的PHY芯片是LAN8720A。 #### 1. 傳輸介質 傳輸介質包括同軸電纜、雙絞線(水晶頭網線是一種雙絞線)、光纖。根據不同的傳輸速度和距離要求，基于這三類介質的信號線又衍生出很多不同的種類。最常用的是“五類線”適用于 100BASE-T 和 10BASE-T 的網絡，它們的網絡速率分別為 100Mbps 和 10Mbps。 #### 2. 編碼 為了讓接收方在沒有外部時鐘參考的情況也能確定每一位的起始、結束和中間位置，在傳輸信號時不直接采用二進制編碼。在 10BASE-T 的傳輸方式中采用曼徹斯特編碼，在100BASE-T 中則采用 4B/5B 編碼。 曼徹斯特編碼把每一個二進制位的周期分為兩個間隔，在表示“1”時，以前半個周期為高電平，后半個周期為低電平。表示“0”時則相反，具體見圖 3?1。  圖 3?1曼徹斯特編碼 采用曼徹斯特碼在每個位周期都有電壓變化，便于同步。但這樣的編碼方式效率太低，只有 50%。 在 100BASE-T 采用的 4B/5B 編碼是把待發送數據位流的每 4 位分為一組，以特定的 5位編碼來表示， 這些特定的 5 位編碼能使數據流有足夠多的跳變，達到同步的目的，而且效率也從曼徹斯特編碼的 50%提高到了 80%。 #### 1. CSMA/CD 沖突檢測 早期的以太網大多是多個節點連接到同一條網絡總線上(總線型網絡)，存在信道競爭問題，因而每個連接到以太網上的節點都必須具備沖突檢測功能。以太網具備 CSMA/CD沖突檢測機制，如果多個節點同時利用同一條總線發送數據，則會產生沖突，總線上的節點可通過接收到的信號與原始發送的信號的比較檢測是否存在沖突，若存在沖突則停止發送數據，隨機等待一段時間再重傳。 現在大多數局域網組建的時候很少采用總線型網絡，大多是一個設備接入到一個獨立的路由或交換機接口，組成星型網絡，不會產生沖突。但為了兼容，新出的產品還是帶有沖突檢測機制。