IEEE Standard for Ethernet: IEEE Std 802.3-2015 (Revision of IEEE Std 802.3-2012)

IEEE Std 802.3™-2015 Front cover......Page 1
Title page......Page 2
Important Notices and Disclaimers Concerning IEEE Standard Documents......Page 4
Participants......Page 7
Introduction......Page 22
List of special symbols......Page 24
Contents......Page 25
1.1.1 Scope......Page 55
1.1.3 Architectural perspectives......Page 56
1.1.3.2 Compatibility interfaces......Page 57
1.2.1 State diagram conventions......Page 60
1.2.2 Service specification method and notation......Page 61
1.2.3 Physical Layer and media notation......Page 62
1.3 Normative references......Page 63
1.4 Definitions......Page 70
1.5 Abbreviations......Page 99
2.2.3 Overview of interactions......Page 105
2.3.1.5 Additional comments......Page 106
2.3.2.3 When generated......Page 107
2.3.2.5 Additional comments......Page 108
3.1.1 Packet format......Page 109
3.2.3 Address fields......Page 110
3.2.4 Destination Address field......Page 111
3.2.7 MAC Client Data field......Page 112
3.2.10 Extension field......Page 113
3.4 Invalid MAC frame......Page 114
4.1.1 Overview......Page 115
4.1.2.1.1 Transmission without contention......Page 116
4.1.2.2 Access interference and recovery......Page 117
4.2.2 Overview of the procedural model......Page 118
4.2.2.2 Use of Pascal in the procedural model......Page 119
4.2.3 Packet transmission model......Page 120
4.2.3.1 Transmit data encapsulation......Page 121
4.2.3.2.2 Interpacket gap......Page 126
4.2.3.2.5 Collision backoff and retransmission (half duplex mode only)......Page 127
4.2.3.3 Minimum frame size......Page 128
4.2.4.1.1 Address recognition......Page 129
4.2.4.2.2 Collision filtering......Page 130
4.2.7.1 Common constants, types, and variables......Page 131
4.2.7.2 Transmit state variables......Page 133
4.2.7.4 State variable initialization......Page 134
4.2.8 Frame transmission......Page 135
4.2.9 Frame reception......Page 142
4.2.10 Common procedures......Page 145
4.3.2.1.1 Variables......Page 146
4.3.2.1.4 MAC client transmit interface state diagram......Page 147
4.3.2.2.3 Messages......Page 148
4.3.3 Services required from the Physical Layer......Page 149
4.4.1 Compatibility overview......Page 151
4.4.2 MAC parameters......Page 152
4.4.3 Configuration guidelines......Page 153
5.1.2 Layer Management model......Page 154
5.2.2 DTE MAC Sublayer Management facilities......Page 155
5.2.2.1.4 aMultipleCollisionFrames......Page 157
5.2.2.1.8 aOctetsTransmittedOK......Page 158
5.2.2.1.12 aFramesLostDueToIntMACXmitError......Page 159
5.2.2.1.16 aPromiscuousStatus......Page 160
5.2.2.1.20 aFramesWithExcessiveDeferral......Page 161
5.2.2.1.24 aOutOfRangeLengthField......Page 162
5.2.2.1.28 aMulticastReceiveStatus......Page 163
5.2.2.2.2 acAddGroupAddress......Page 164
5.2.3.1.2 aSQETestErrors......Page 165
5.2.4.2 Transmit variables and procedures......Page 166
5.2.4.3 Receive variables and procedures......Page 168
5.2.4.4 Common procedures......Page 170
6.2.3 Overview of interactions......Page 171
6.3.1.1.4 Effect of receipt......Page 172
6.3.2.1.4 Effect of receipt......Page 173
6.3.2.3.4 Effect of receipt......Page 174
7.1.2 Summary of major concepts......Page 175
7.2.1 PLS–PMA (DTE–MAU) Interface protocol......Page 176
7.2.1.1.1 output message......Page 177
7.2.1.1.5 mau_request message (optional)......Page 178
7.2.1.2.1 input message......Page 180
7.2.1.2.5 mau_not_available message (optional)......Page 182
7.2.2.1.4 CARRIER_STATUS......Page 183
7.2.2.2.1 RESET_REQUEST......Page 184
7.2.3 Frame structure......Page 185
7.2.4 PLS functions......Page 186
7.2.4.2 Mode function......Page 187
7.2.4.5 Error Sense function......Page 188
7.3.1.1 Data encoding......Page 189
7.3.1.2 Control encoding......Page 193
7.4.1.1 Differential output voltage, loaded......Page 194
7.4.1.5 DC common-mode output voltage......Page 196
7.4.2.1 Receiver threshold levels......Page 197
7.4.2.4 Total common-mode range......Page 198
7.4.3 AUI cable characteristics......Page 199
7.4.3.7 Delay......Page 200
7.5.2 Definition of interchange circuits......Page 201
7.5.2.4 Circuit CI–Control In......Page 202
7.6.2 Line interface connector......Page 203
7.6.3 Contact assignments......Page 204
8.1.1.1 Medium Attachment Unit......Page 207
8.1.3.2 Compatibility considerations......Page 208
8.2.1.1 Transmit function requirements......Page 209
8.2.1.2 Receive function requirements......Page 210
8.2.1.4 Monitor function requirements (optional)......Page 211
8.2.2.1 DTE Physical Layer to MAU Physical Layer messages......Page 212
8.2.2.2.4 signal_quality_error message......Page 213
8.3.1.1 Input impedance......Page 214
8.3.1.3 Coaxial cable signaling levels......Page 215
8.3.2.1 Electrical isolation......Page 221
8.4.1.2 Attenuation......Page 222
8.4.1.6 Cable dc loop resistance......Page 223
8.4.2.1.5 Overall jacket......Page 224
8.5.1 Inline coaxial extension connector......Page 225
8.5.3.1 Electrical requirements......Page 226
8.5.3.2.2 Contact reliability......Page 227
8.6.1 Transmission system model......Page 228
8.6.2.3 Trunk cable system grounding......Page 229
8.7.2.1 Installations......Page 230
8.7.2.6 Installation and maintenance guidelines......Page 231
8.7.5 Regulatory requirements......Page 232
8.8.3.1 General structure of the PICS proforma......Page 233
8.8.3.4 Conditional items......Page 234
8.8.5 Global statement of conformance......Page 235
8.8.6.2 Transmit function......Page 236
8.8.6.3 Receive function......Page 237
8.8.6.5 Monitor function......Page 238
8.8.6.6 Jabber function......Page 239
8.8.6.7 MAU to coaxial cable interface......Page 240
8.8.6.9 MAU-DTE requirements......Page 241
8.8.6.11 Safety requirements......Page 242
8.8.7.2 DI and CI driver characteristics......Page 243
8.8.7.3 DO receiver characteristics......Page 244
8.8.7.5 Circuit termination......Page 245
8.8.7.6 Mechanical characteristics......Page 246
8.8.8.1 10BASE5 coaxial cable characteristics......Page 247
9.1 Overview......Page 249
9.4.2.4 BFOC/2.5 (10BASE-FP) compatibility......Page 250
9.5.3 Signal symmetry......Page 251
9.5.5.2 Start-of-packet variability......Page 252
9.5.6.3 Collision-jam propagation delays......Page 253
9.5.7 Electrical isolation......Page 254
9.6.1 State diagram notation......Page 255
9.6.4 Fragment extension......Page 258
9.6.6.2 Detailed auto-partition/reconnection algorithm state diagram......Page 259
9.8 Reliability......Page 262
9.9.1.1 Overview......Page 263
9.9.2 FOMAU functional specifications......Page 265
9.9.2.1 Transmit function requirements......Page 266
9.9.2.3 Collision Presence function requirements......Page 267
9.9.2.5 Low Light Level Detection function requirements......Page 268
9.9.2.7.4 signal_quality_error message......Page 269
9.9.2.8 FOMAU state diagrams......Page 270
9.9.3.2 Power consumption......Page 271
9.9.4.1.5 Transmit optical logic polarity......Page 272
9.9.4.1.7 Transmit optical pulse edge jitter......Page 274
9.9.5 Characteristics of the optical fiber cable link segment......Page 275
9.9.6.1 Optical transmission system considerations......Page 276
9.9.6.2 Timing considerations......Page 277
9.9.7.2.2 Emission levels......Page 278
9.9.7.3 Temperature and humidity......Page 279
10.1.1 Overview......Page 280
10.1.3.1 Object......Page 281
10.3 MAU functional specifications......Page 282
10.3.1.1 Transmit function requirements......Page 283
10.3.1.3 Collision Presence function requirements......Page 284
10.3.2.2 MAU to DTE messages......Page 285
10.3.3 MAU state diagrams......Page 287
10.4.1.3 Coaxial cable signaling levels......Page 288
10.4.2.2 Power consumption......Page 290
10.5.1.4 Edge jitter; entire segment without DTEs attached......Page 291
10.5.2.1 Mechanical requirements......Page 292
10.5.3 Total segment dc loop resistance......Page 293
10.6.1 In-line coaxial extension connector......Page 294
10.7.1 Transmission system model......Page 295
10.7.2.4.1 Installation environment......Page 297
10.8.3 Regulatory requirements......Page 298
11.1.1 Overview......Page 299
11.1.3 MAU and medium objectives......Page 301
11.2.1.1 Transmit function requirements......Page 302
11.2.1.3 Collision Detection function requirements......Page 303
11.2.1.4 Jabber function requirements......Page 304
11.2.2.3 signal_quality_error message......Page 305
11.2.3.2 MAU state diagram signal names......Page 306
11.3.1.1.2 Receiver squelch requirements......Page 309
11.3.1.2.2 Transmitted RF packet format......Page 310
11.3.1.2.3 Transmit spectrum and group delay characteristics......Page 311
11.3.1.2.7 Transmit spurious output requirement......Page 313
11.3.2.1 Single-cable systems frequency allocations......Page 314
11.3.3.2 Current consumption......Page 315
11.3.4.1 AUI to coaxial cable framing characteristics.......Page 316
11.3.4.1.1 Scrambler and differential encoding requirements......Page 317
11.3.4.2 Coaxial cable to AUI framing characteristics......Page 318
11.3.4.5 Coaxial cable to AUI delay characteristics......Page 319
11.3.4.5.4 Receive data to SQE test delay......Page 320
11.3.4.6 Delay from circuit DO to circuit DI......Page 321
11.3.5 Reliability......Page 322
11.4.2 MAU operation with packets shorter than 512 bits......Page 323
11.5.3 Delay requirements......Page 324
11.7.1 Safety requirements......Page 325
11.7.3 Temperature and humidity......Page 326
12.1.4 General characteristics......Page 327
12.2.1 Major concepts......Page 328
12.2.3 Packet structure......Page 329
12.2.3.2 Preamble......Page 330
12.2.3.5 End-of-transmission delimiter......Page 331
12.3.1.2 Application perspective......Page 332
12.3.2.1.4 input_idle message......Page 333
12.3.2.2.5 SIGNAL_STATUS......Page 334
12.3.2.3.2 Output function......Page 335
12.3.2.3.4 Error Sense function......Page 336
12.3.2.4.3 Collision presence encoding......Page 337
12.3.2.4.4 Idle line encoding......Page 338
12.4.1 Overview......Page 339
12.4.2.2 Downward side......Page 340
12.4.3.2.1 State diagram variables......Page 341
12.4.3.2.3 Jabber function......Page 342
12.4.3.2.4 Downward Signal Transfer function......Page 343
12.4.3.2.7 Collision presence startup......Page 345
12.5.2 PLS–PMA interface......Page 346
12.5.3.1.1 Differential output voltage......Page 347
12.5.3.1.3 Transmitter impedance balance......Page 350
12.5.3.1.5 Common-mode tolerance......Page 351
12.5.3.2.3 Idle input behavior......Page 352
12.5.3.2.5 Common-mode rejection......Page 353
12.6.1 Line interface connector......Page 354
12.6.3 Labeling......Page 355
12.7.2.3 Medium timing jitter......Page 356
12.7.3.2 Multiple-disturber crosstalk......Page 357
12.7.4.1 Impulse noise......Page 358
12.9.1 Overview......Page 359
12.9.5 Hub timing......Page 360
12.10.1 Isolation......Page 361
12.10.2 Telephony voltages......Page 362
13.1 Overview......Page 363
13.3 Transmission System Model 1......Page 364
13.4.1.2 Worst-case PDV calculation......Page 371
13.4.2 Interpacket gap (IPG) shrinkage......Page 372
13.5 Full duplex topology limitations......Page 373
14.1.1.1 Medium Attachment Unit (MAU)......Page 374
14.1.2 Definitions......Page 375
14.1.3.1 Objectives......Page 376
14.2 MAU functional specifications......Page 377
14.2.1 MAU functions......Page 378
14.2.1.2 Receive function requirements......Page 379
14.2.1.6 Jabber function requirements......Page 380
14.2.1.7 Link Integrity Test function requirements......Page 381
14.2.2.1.1 PMA to PLS messages......Page 382
14.2.3.1 State diagram variables......Page 383
14.3.1.1 Isolation requirement......Page 389
14.3.1.2 Transmitter specifications......Page 390
14.3.1.2.1 Differential output voltage......Page 391
14.3.1.2.2 Transmitter differential output impedance......Page 394
14.3.1.2.5 Common-mode output voltage......Page 395
14.3.1.2.7 Transmitter fault tolerance......Page 396
14.3.1.3.2 Receiver differential noise immunity......Page 397
14.3.2.1 MAU-AUI electrical characteristics......Page 398
14.3.2.3 Power consumption......Page 399
14.4.2.3 Medium timing jitter......Page 400
14.4.3.2 Multiple-disturber NEXT (MDNEXT) loss......Page 401
14.5.1 MDI connectors......Page 402
14.5.2 Crossover function......Page 403
14.6 System considerations......Page 404
14.7.2.4 Telephony voltages......Page 405
14.8 MAU labeling......Page 406
14.9 Timing summary......Page 407
14.10.1.4 Conformance......Page 408
14.10.3 Identification of the protocol......Page 409
14.10.4.4 References......Page 410
14.10.4.5.1 MAU functions......Page 411
14.10.4.5.3 Receive function......Page 412
14.10.4.5.5 Collision Detect function......Page 413
14.10.4.5.7 Jabber function......Page 414
14.10.4.5.8 Link Integrity Test function......Page 415
14.10.4.5.11 Isolation requirements......Page 416
14.10.4.5.12 Transmitter specification......Page 417
14.10.4.5.13 Receiver specification......Page 418
14.10.4.5.15 Safety requirements......Page 419
14.10.4.6.2 DI and CI driver characteristics......Page 420
14.10.4.6.4 Power consumption......Page 421
14.10.4.6.6 Mechanical characteristics......Page 422
14.10.4.7.1 10BASE-T link segment characteristics......Page 423
14.10.4.8 PICS proforma tables for Auto-Negotiation able MAUs......Page 424
15.1.1.2 Fiber optic passive star......Page 425
15.1.1.3 Repeater unit......Page 426
15.1.3.2 Compatibility considerations......Page 427
15.1.3.3 Relationship to PLS and AUI......Page 428
15.1.3.5 Modes of operation......Page 429
15.2.1.8 Optical transmit pulse edge jitter......Page 430
15.2.1.11 Optical transmit signal templates......Page 432
15.2.1.11.1 10BASE-FP optical transmit signal template......Page 433
15.2.1.11.2 10BASE-FB optical transmit signal template......Page 434
15.2.1.11.3 10BASE-FL Optical transmit signal template......Page 436
15.2.2.2 Optical receive pulse edge jitter......Page 437
15.3.1.3 Propagation delay......Page 438
15.3.2.2 Optical connector return loss......Page 439
15.5.1 MAU–AUI electrical characteristics......Page 440
15.5.4.2.1 signal_quality_error message......Page 441
15.6.2 Electromagnetic environment......Page 442
15.7.1 10BASE-FP star labeling......Page 443
15.8.3.1 General structure of the PICS proforma......Page 444
15.8.3.3 Exception information......Page 445
15.8.4.2 Protocol summary......Page 446
15.8.6.1 Characteristics of the fiber optic medium......Page 447
15.8.6.4 Electrical isolation requirements......Page 448
16.1.1.3 Repeater unit......Page 449
16.2.2.2 OTD_idle......Page 450
16.2.3.1 ORD_input......Page 451
16.3.1 Transmit function requirements......Page 452
16.3.1.2 Data transmit......Page 453
16.3.3 Loopback function requirements......Page 454
16.3.4.2 Collision detection......Page 455
16.3.6 Jabber function requirements......Page 456
16.3.7 Link fault detection and low light function requirements......Page 457
16.3.9.1 MAU state diagram variables......Page 458
16.3.9.2 MAU state diagram timers......Page 460
16.3.9.3 MAU state diagram counters......Page 461
16.5.1.2 Optical power division......Page 466
16.5.2.3 Star directivity......Page 467
16.6.3.1 General structure of the PICS proforma......Page 468
16.6.3.3 Exception information......Page 469
16.6.4.2 Protocol summary......Page 470
16.6.6.1 Compatibility considerations......Page 471
16.6.6.2 Optical transmit parameters......Page 472
16.6.6.6 PMA interface messages......Page 473
16.6.6.9 Transmit functions (continued)......Page 474
16.6.6.11 Receive functions......Page 475
16.6.6.14 Signal presence during collision......Page 476
16.6.6.16 Collision presence function......Page 477
16.6.6.19 Link Fault Detect function......Page 478
16.6.6.22 MAU-to-AUI DI and CI driver characteristics......Page 479
16.6.6.24 MAU-to-AUI circuit termination......Page 480
16.6.6.26 MAU reliability......Page 481
16.6.6.29 signal_quality_error message (SQE)......Page 482
16.6.7.1 Star basic functions......Page 483
16.6.7.4 10BASE-FP star labeling......Page 484
17.1.2 Relationship to AUI......Page 485
17.2.2 PMA-to-MDI OTD messages......Page 486
17.2.3.3 ORD_sync_idle......Page 487
17.3.1 Transmit function requirements......Page 488
17.3.3.1 Collision detection......Page 489
17.3.6 Jabber function requirements......Page 490
17.3.8 Synchronous qualification function requirements......Page 491
17.3.10.1 MAU state diagram variables......Page 492
17.3.10.2 MAU state diagram timers......Page 493
17.4 Timing summary......Page 496
17.5.3.1 General structure of the PICS proforma......Page 497
17.5.3.3 Exception information......Page 498
17.5.5 PICS proforma for the type 10BASE-FB MAU......Page 499
17.5.6.2 Optical transmit parameters......Page 500
17.5.6.4 Optical medium connector plug and socket......Page 501
17.5.6.6 PMA-to-MDI OTD messages and signaling......Page 502
17.5.6.9 Signaling rate......Page 503
17.5.6.11 Receive functions......Page 504
17.5.6.14 Collision function requirements......Page 505
17.5.6.17 Fault-handling function......Page 506
17.5.6.19 Low light detection......Page 507
17.5.6.22 MAU reliability......Page 508
17.5.6.26 MAU labeling......Page 509
18.2 PMA interface messages......Page 510
18.2.2.2 ORD_idle......Page 511
18.3.1 MAU functions......Page 512
18.3.1.1 Transmit function requirements......Page 513
18.3.1.4 Collision Presence function requirements (half duplex mode only)......Page 514
18.3.1.7 Link Integrity Test function requirements......Page 515
18.3.2.1 MAU state diagram variables......Page 516
18.3.2.2 MAU state diagram timers......Page 518
18.4 Timing summary......Page 523
18.5.2.2 Abbreviations......Page 524
18.5.3.3 Exception information......Page 525
18.5.4.2 Protocol summary......Page 526
18.5.6.1 Compatibility considerations......Page 527
18.5.6.2 Optical transmit parameter......Page 528
18.5.6.4 Optical medium connector plug and socket......Page 529
18.5.6.8 MDI ORD-to-PMA messages......Page 530
18.5.6.10 Receive function......Page 531
18.5.6.13 signal_quality_error Message (SQE) Test function......Page 532
18.5.6.15 Link Integrity Test function......Page 533
18.5.6.17 MAU-to-AUI signal characteristics......Page 535
18.5.6.19 AUI-to-MAU DO receiver characteristics......Page 536
18.5.6.21 MAU-to-AUI mechanical connections......Page 537
18.5.6.25 signal_quality_error message (SQE)......Page 538
18.5.6.27 MAU labeling......Page 539
19.1.4 Symbols and abbreviations......Page 540
19.1.5 Management model......Page 541
19.2.2.2 Port functions to support management......Page 542
19.2.2.3 Containment......Page 544
19.2.2.5 Packages and capabilities......Page 545
19.2.3.1.4 aRepeaterHealthState......Page 547
19.2.3.2.1 acResetRepeater......Page 548
19.2.3.3.1 nRepeaterHealth......Page 549
19.2.5.1.1 aGroupID......Page 550
19.2.6.1.1 aPortID......Page 551
19.2.6.1.5 aReadableOctets......Page 552
19.2.6.1.9 aShortEvents......Page 553
19.2.6.1.12 aLateEvents......Page 554
19.2.6.1.16 aLastSourceAddress......Page 555
19.2.6.2.1 acPortAdminControl......Page 556
20.2.1.1 Naming......Page 557
20.2.1.3 Packages......Page 558
20.2.2.1.2 aMAUType......Page 559
20.2.2.1.5 aJabber......Page 560
20.2.2.1.8 aBroadbandFrequencies......Page 561
20.2.2.3.1 nJabber......Page 562
Annex A (informative) Bibliography......Page 563
B.1.2 Analog system components and parameter values......Page 567
B.1.3 Minimum frame length determination......Page 569
B.1.4.1 Nominal jitter values......Page 570
B.1.4.2 Decoder evaluation......Page 571
B.1.5.2 Maximum collision fragment size......Page 572
B.1.5.3 Interpacket Gap (IPG) shrinkage......Page 575
B.1.5.4 Timing parameters for round-trip delay and variability calculations......Page 576
B.2.1 Delay budget......Page 579
B.2.2 Minimum frame length determination......Page 580
B.2.3 Jitter budget......Page 581
B.3 Example crosstalk computation for multiple disturbers, balanced-pair cable......Page 582
B.4.3.1 Notes for 14.3.1.2.1 on differential output voltage......Page 584
B.4.3.3 Note for 14.3.1.2.3 on output timing jitter......Page 585
B.4.3.7 Note for 14.3.1.3.5 on receiver common-mode rejection......Page 586
B.5.2 10BASE-FP fiber optic segment loss budget......Page 587
Annex C (informative) State diagram, MAC sublayer......Page 590
D.3 Type 10BASE2 applications......Page 591
D.4.1.1 Theoretical coupling losses......Page 592
D.4.1.2 Maximum launch power......Page 593
D.4.2.2 Star coupler loss......Page 594
D.5 10BASE-T use of cabling systems with a nominal differential characteristic impedance of 120 W......Page 595
D.6 10BASE-T use of cabling systems with a nominal differential characteristic impedance of 150 W......Page 596
Annex E (informative) Receiver wavelength design considerations (FOIRL)......Page 598
F.2.1 TimeSinceSystemReset attribute......Page 599
F.2.3 ResetSystemAction action......Page 600
G.1.1 Material in support of the aDataRateMismatches attribute......Page 601
Annex H (normative) GDMO specifications for CSMA/CD managed objects......Page 602
4A.1.1 Overview......Page 603
4A.1.2.2 Reception......Page 604
4A.2.2.1 Ground rules for the procedural model......Page 605
4A.2.2.3 Organization of the procedural model......Page 606
4A.2.3.2 Transmit media access management......Page 611
4A.2.4.1 Receive data decapsulation......Page 612
4A.2.6 Start frame sequence......Page 613
4A.2.7.1 Common constants, types, and variables......Page 614
4A.2.7.4 State variable initialization......Page 615
4A.2.8 Frame transmission......Page 616
4A.2.9 Frame reception......Page 619
4A.3.2.1 MAC client transmit interface state diagram......Page 622
4A.3.2.2 MAC client receive interface state diagram......Page 623
4A.3.3 Services required from the Physical Layer......Page 626
4A.4.2 MAC parameters......Page 627