网络物理层分为3个子层：物理编码子层PCS，物理媒介适配层或物理媒介附着层PMA （Physical Media Attachment），物理媒介依赖层PMD（ Physical Media Dependent ）。PMA的主要功能是将数字信号进行变换，使得变换后的信号更适合在媒介上传输。
1. 常用的信号变换方法
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3阶/5阶编码
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MLT-3是3阶编码：
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MLT-3（Multi-Level Transmit with 3 voltage levels）有3种状态， 分别为-1(11)，0(00)，+1(01)。MLT-3的编码效率为1 bit/baud，但是每个周期会经过4个状态变化，因此通信线路中的基波分量将为数据波特率的1/4。由于基波频率降低，有效的减小的电磁干扰（ Electromagnetic Interference），降低了传输带宽，因此在铜线传输中更易于控制。目前在FDDI（Fiber Distributed Data Interface）和100Base-TX的网络通信编码中。编码步骤如下：
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- 输入为0，状态保持；输入为1，跳转到下一个状态。例如：
假设初始在零位，从0开始保持，如果下一位为1，电平跳变到+1；下一位为0，保持不变
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- 在三个状态转化过程中，上一个状态会影响下一个状态的跳转，
- 状态图，假设三个状态分别为S0为0（00）状态，S1为+1（01）状态，S2为-1（11）状态，状态转移如图1所示，
图1 MLT 状态图
例1 分析图2波形的状态条状过程
图2 MLT-3编码时序图
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- 0100段，假设初始在零位，从0开始保持，如果下一位为1，电平跳变到+1，下一位为0，保持不变
- 111段，
第一个1，从+1转换到0，并记住这个转换状态。
第二个1，上个1，是从+1转换到0，因此继续转换到-1。
第三个1，上个1，是从0转换-1，因此继续转换到0
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- 00段，保持不变，
- 11段
上个1是从-1转到0，本次转到+1
上个1是从0转到+1，本次转到0
2. 脉冲幅度调制PAM
一般常用的脉冲幅度调制PAM（Pulse Amplitude Modulation）有PAM3和PAM5两种，PAM3用在百兆网络（100Base-T1, 机车网络通信）通信中，PAM5用在千兆1000BASE-T中，目前是被最广泛使用的调制方式。
1000BASE-T标准采用4对双绞线同时发送与接收数据，在接收端采用算法将自己发送的信号滤除掉，只剩下对方发送的信号，这是一种自适应滤波算法，类似于回声消除的滤波算法，感兴趣的朋友可以关注后续DSP相关课程。虽然增加了编码和解调的复杂性，但是对线缆要求低，5类（cat5）双绞线即可满足。这也是现在最常用的千兆铜缆标准。
千兆网同时利用4对线进行编码传输，采用5阶编码方式。-2，-1，0，+1，+2，总共编码方式为54=625种，而8-bit编码只需256种，因此完全满足要求。
发送端：数据–>加扰（scrambling）–>卷积码（convolution coding）–>PAM5编码（DA，Digital to Analog）。
接收端：PAM5解码（AD，Analog to Digital）–>回声消除滤波（Echo Cancellation Filter）–>Viterbi 解码（Trellis 图）–>解扰（descramble）–>数据
更多内容请参照：
https://www.iol.unh.edu/sites/default/files/knowledgebase/ge/pcs.pdf
注：千兆以太网采用4对线统一的5阶编码方式，并非独立的每对的分离编码。等效的示意图如图2所示。
图2 1000Base-T 拓扑图
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媒体依赖层PMD
媒体依赖层MDI（Medium Dependent Interface），Phy芯片在10/100/1000M的接口中将线路信号由单端信号转成差分信号进行传输，如图3所示，
图3 MDI接口
MDI信号在送往网线之前一般会采用两种耦合方式，（1）脉冲变压器的耦合方式（2）电容耦合方式，目前在网络上使用的主要是脉冲变压器的耦合方式。图4，展示了物理层PMD的接口示意图。
图4. PMD接口示意图
图4中的RJ45接口已经内置了脉冲变压器。
在网络自动协商的过程中，对MDI错误的线序可以起到纠正的作用。例如可以把错误线号调序。
