Ethernet-PHY

Der Ethernet-PHY (Physical Layer) ist ein integrierter Schaltkreis, der die Funktionen der Bitübertragungsschicht des Ethernet-Standards (IEEE 802.3) implementiert. Er dient als Schnittstelle zwischen der Medienzugriffssteuerung (MAC) und dem physischen Medium (typischerweise Twisted-Pair-Kupferkabel). Der PHY übernimmt kritische Funktionen wie Datenkodierung/-dekodierung, Taktrückgewinnung, Signalaufbereitung und elektrische Isolierung. In industriellen Anwendungen ermöglicht er eine zuverlässige, deterministische Kommunikation für Steuerungssysteme, Datenerfassung und Maschine-zu-Maschine-Konnektivität. Der Ethernet-PHY arbeitet, indem er parallele digitale Daten von der MAC-Schicht empfängt, in serielle Datenströme umwandelt und eine physikalische Schichtkodierung (z. B. 4B/5B oder 8B/10B) anwendet. Anschließend moduliert er diese Daten in analoge Signale, die für die Übertragung über Kupfermedien geeignet sind. Auf der Empfängerseite führt er Signalaufbereitung, Takt- und Datenrückgewinnung, Dekodierung und Fehlererkennung durch. Fortschrittliche PHYs implementieren Auto-Negotiation, um optimale Verbindungsparameter festzulegen und verschiedene Ethernet-Geschwindigkeiten (10/100/1000 Mbit/s) zu unterstützen.