PCS子层有什么用？

说到PCS子层，这个话题涉及到以太网的帧格式。除了数据帧本身，每个数据帧之前有8个字节的前导码，两个数据帧之间还有最少96 比特时间的的帧间隔。

这样看起来似乎很清楚，链路空闲96 比特时间之后，一旦出现8个字节的前导码，后面就是数据帧，数据帧后面链路又变为空闲状态。但是，从百兆以太网开始，大多数类型的以太网的帧间隔期间链路并不是真正的空闲，而是需要一直传送IDLE信号。这样，链路上始终都有连续的信号（这里暂不考虑EEE功能）。这种情况下，要想分辨数据帧的起始和结束位置，就不太容易了。这就是通信领域的“成帧”问题。尽管早期有一些成帧方案，以太网还是采用了不同的方式。

100BASE-X百兆以太网的PCS子层，引入了4B/5B编码机制。按照4B/5B的编码规则，接收端可以很容易地解析数据帧。简单来讲，4B/5B编码把每4个比特转换成5个比特。5个比特位有32种组合，其中16种组合用来表示4比特对应的0到15这16个数值，剩余的16种组合就可以用作控制码。这样，数据码和控制码就可以区分开了。http://cafe007.blog.51cto.com/

下面看一下百兆以太网编码前后的对比，就很容易理解PCS子层所做的工作。通常所理解的数据帧格式如下：

经过4B/5B编码之后，变成了下面的码流：

上图中，出现了/I/，/J/，/K/，/T/，/R/这些符号。这些符号对应着4B/5B编码中的控制码，其中/J/和/K/码位于前导码的第一个字节的位置，而/T/和/R/码则占据了帧间隔的8比特时间。百兆以太网共有7种控制码，汇总如下：

不同类型的以太网使用的PCS子层不尽相同，采用的编码机制也不同，例如：1000BASE-X以太网使用了8B/10B编码，10GBASE-R以太网使用了64B/66B编码。这些编码机制的具体实现方式，笔者无法在此一一分析，但是PCS编码的思想应该是类似的。