💡 핵심 인사이트
이더넷 물리 계층(PHY) 표준은 **"어떤 케이블을 써서, 얼마나 멀리, 어떤 속도로 데이터를 보낼 것인가?"**를 정의하는 규격입니다.
IEEE 802.3 표준은 속도 + 전송 방식 + 매체를 조합한 직관적인 명명법(예: 100BASE-TX)을 통해 수많은 물리적 연결 방식을 체계적으로 분류합니다.

Ⅰ. IEEE 802.3 이더넷 표준 개요

IEEE 802.3은 유선 LAN(Local Area Network)의 대표적인 기술인 **이더넷(Ethernet)**의 물리 계층(Physical Layer)과 데이터 링크 계층의 MAC 서브계층을 정의하는 국제 표준입니다.

네트워크에서 장비들이 데이터를 주고받으려면 전기적 신호의 전압, 케이블의 핀 배열, 빛의 파장 등이 정확히 일치해야 하는데, 이를 통일시켜 서로 다른 제조사의 장비(시스코 라우터와 인텔 랜카드 등)가 완벽히 호환되도록 만드는 것이 PHY 표준의 역할입니다.

Ⅱ. 이더넷 PHY 명명법 (Nomenclature)

이더넷 물리 계층의 표준 이름은 직관적인 규칙에 따라 작성됩니다.
규칙: [속도] [전송 방식] - [매체 또는 거리]

       100      BASE      -      TX
      ─────    ──────           ────
        │         │               │
  ① 속도(Speed)  ② 전송 방식    ③ 매체 특성 (Medium)

1. 속도 (Speed)

숫자는 기본적으로 Mbps(Megabits per second) 단위입니다.

  • 10 : 10 Mbps
  • 100 : 100 Mbps (Fast Ethernet)
  • 1000 : 1,000 Mbps = 1 Gbps (Gigabit Ethernet)
  • 10G : 10 Gbps

2. 전송 방식 (Signaling)

  • BASE : Baseband (기저대역) 전송. 디지털 신호를 변조하지 않고 원래 주파수 그대로 케이블에 싣는 방식입니다. 이더넷은 대부분 BASE를 사용합니다.
  • BROAD : Broadband (대역통과) 전송 (과거 동축 케이블 등에서 사용, 현재 이더넷에선 거의 안 씀).

3. 매체 또는 거리 특성 (Medium / Distance)

어떤 케이블을 쓰는지, 얼마나 멀리 가는지 나타냅니다.

  • T (Twisted Pair): UTP 등 꼬임 쌍선 케이블 (예: 10BASE-T)
  • X : 8B/10B 또는 4B/5B 같은 블록 인코딩을 사용하는 케이블 (예: 100BASE-TX)
  • C (Coaxial): 구형 동축 케이블 (예: 10BASE2, 여기서 2는 약 200m)
  • S (Short): 단파장 광케이블, 단거리 (예: 1000BASE-SX)
  • L (Long): 장파장 광케이블, 장거리 (예: 1000BASE-LX)
  • E (Extended): 초장거리 광케이블 (예: 1000BASE-ZX)

📢 섹션 요약 비유: 이더넷 명명법은 **"100km/h로(100), 일반도로를(BASE), 트럭(T)으로 달린다"**처럼 차량의 제원표를 읽는 것과 같아, 이름만 보고도 연결 방식을 단번에 알 수 있습니다.

Ⅲ. PHY (Physical Layer Transceiver) 칩의 역할

네트워크 카드(NIC) 내부에는 PHY 칩과 MAC 칩이 존재합니다.

┌───────────────── NIC (Network Interface Card) ────────────────┐
│                                                               │
│  ┌──────────┐ MII/GMII  ┌──────────┐        ┌──────────────┐  │
│  │ MAC Chip │◀────────▶│ PHY Chip │◀──────▶│ RJ-45 / SFP  │  │
│  │ (Layer 2)│ Interface │ (Layer 1)│   MDI  │ Connector    │  │
│  └──────────┘           └──────────┘        └──────┬───────┘  │
└────────────────────────────────────────────────────┼──────────┘
                                                     │
                                               UTP / 광케이블
  1. MAC과 PHY의 분리: MAC 칩은 프레임을 조립/분해하는 논리적 작업(L2)을 하고, PHY 칩은 이 프레임을 1과 0의 전기적/광학적 신호로 바꾸는 물리적 작업(L1)을 수행합니다.
  2. MII / GMII 인터페이스: MAC과 PHY 칩 사이의 통신 규격입니다. (Media Independent Interface)
  3. MDI (Medium Dependent Interface): PHY 칩에서 랜선이 꽂히는 RJ-45 포트로 나가는 최종 물리적 인터페이스입니다.

Ⅳ. 이더넷 세대별 발전 요약

규격 이름속도케이블 타입주요 특징
10BASE-T10 MbpsCat 3 UTP최초로 RJ-45와 UTP 케이블을 대중화시킨 스타 토폴로지 이더넷.
100BASE-TX100 MbpsCat 5 UTPFast Ethernet. 4B/5B 인코딩과 MLT-3 스킴을 사용하여 100Mbps 달성.
1000BASE-T1 GbpsCat 5e UTPGigabit Ethernet. 4쌍(8가닥)의 선을 모두 양방향으로 동시 송수신. PAM-5 변조 사용.
10GBASE-T10 GbpsCat 6a UTP구리선 한계 극복을 위해 복잡한 DSP와 PAM-16을 사용, 데이터 센터 위주 도입.

📢 섹션 요약 비유: 이더넷은 과거 1차선 흙길(동축 케이블)에서 시작해, 이제는 16차선 고속도로(10GBASE-T)와 빛의 속도로 달리는 텔레포트 게이트(광 이더넷)로 끝없이 진화하고 있는 도로망 건설의 역사입니다.