Bir 40 Gbit / s Ethernet arayüzü paketleri silikonda nasıl işler?

Bir 40 Gbit / s Ethernet arayüzü üzerinde bir 40 GHz sinyale sahip olmalıdır. Ortak silikon IC teknolojisi bu kadar egzotik bir canavarı nasıl ele alıyor?

En iyi tahminim, dahili olarak çeşitli paralel veri hatlarının kullanıldığı, ancak bunların içlerinde fazla bir şey bulamadığımdır.

digital-logic ethernet optoelectronics

— Watson Ladd
kaynak

40 milyar bit aktarmak için 40 GHz sinyaline ihtiyacınız yoktur, çünkü bir saat döngüsünde birden fazla bit gönderebilirsiniz. Örneğin, daha fazla voltaj seviyesini farklılaştırarak (SSD TLC, MLC ... gibi) veya bir saatte birçok kez pompalayarak

— iletmek

Veya birden çok paralel kablo üzerinden ileterek.

— user253751,

veya analog varsa, çoklu frekanslar + fazlar, vb ...

— Mark K Cowan,

Yanıtlar:

Veri bağlantısını daha hızlı yapmanın birkaç yolu vardır:

saniyede daha fazla yayın yapmak
iletim başına daha fazla bit gönder
paralel olarak birkaç link çalıştırmak

40G Ethernet bunların hepsini yapıyor: Wikipedia'ya göre , her biri 1,6 GHz hızında çalışan ve saat döngüsü başına 6,25 bit ileten 4 kanal kullanıyor ve bu da 40 Gbit / sn toplam bant genişliği sağlıyor.

Aşağıda, diğer Ethernet teknolojileriyle nasıl ilişkili olduğunu gösteren bir resim (10G'de durur; 40G, spektral bant genişliğinin 4 katını elde etmek için daha iyi kablolar ve / veya daha kısa mesafeler kullanır):

— Dmitry Grigoryev
kaynak

"Hertz başına bit" birimi nasıl? Bu "döngü başına bit" veya "hertz başına saniyede bit" olmamalı mı?

— R ..

@R .. Birim sadece "bit" olmalıdır. Hz, 1/s# kanallar * bit * spektral bant genişliği [1]*[b]/[s]olan hızdır. Hertz başına saniye başına bit [b]/[s]/[1/s] = [b][s]/[s] = [b].

— Idonotexist

Bu, döngüleri bir "birim" veya bir birim daha az saymayı düşünmenize bağlı. Ama evet.

— R ..

@R .. Ben "hertz başına bit" yerine "daha doğrusu" örnek başına bit "ile değiştiriyorum.

— Dmitry Grigoryev

Bu grafik muhteşem :)

— rackandboneman

40G Ethernet, paralel çalışan dört fiziksel 10G bağlantıdır. Modern FPGA'lar, 10 Gb / sn'nin üzerinde çalışabilen SERDES donanımına sahiptir ve FPGA içinde 312,5 MHz'de çalışan dört adet 32-bit veri yolu kullanmak yaygındır. Bu size tam olarak 40.000 Gbps veri hızı verir.

— Dave Tweed
kaynak

... ve 10G bağlantıları aslında 10 GHz'lik bir RF sinyali taşımayacak, ortak 10G ethernet standartlarının 250MHz'e belirtilen kablolarda çalışması gerekiyor. Bant genişliği uygun modülasyon şemalarını kullanmaktan kaynaklanıyor ... Demodülatör geri kazanılan bilgiyi “IC'nin geri kalanına” nasıl dağıttığını tasarımcıya

— bırakıyor

@JayKeegan Shannon-Hartley teoremi, yaklaşık 120dB olan bir 2 ^ 40 - 1 SNR'niz varsa bunu yapabileceğinizi söylüyor.

— user253751,

10G bakır bağlantılar, bant genişliğini kablodaki dört çiftin hepsine dağıtır, bu nedenle her bir çift yalnızca 30 bit SNR gerektiren sadece 10 bit / Hz kullanır. Bir 40G bakır bağlantı (4 kablo) bu nedenle 16 fiziksel çift kablo kullanıyordur.

— Dave Tweed

Hz Basit bir örnek = Bps: Eğer 0 V ve 7 V arasında 1 V artışlarla ayırt eğer, 100 Hz sinyal log2 (8) * 100 = 300 gönderebilir Bps!

— Ryan Cavanaugh

@JayKeegan Muhtemelen şu an ASK (Verici = , Verici Değil = ) veya BPSK (Faz 0 derece = , Faz 180 derece = ) adında bir modülasyon şeması düşünüyorsunuz . Ancak bunlar sadece modülasyon şemaları değil. Örneğin, teorik olarak sonsuz bilgi bitlerini gürültüsüz bir kanaldan aşağıya doğru, çok kesin bir DC voltajı veya AC voltajı olan bir sinyal göndererek ve diğer ucunda çok hassas bir şekilde okuyarak iletebilirsiniz. Aynısı, çok kesin frekans veya faza sahip bir sinyal kullanılarak da yapılabilir. Bunu yapamamanın nedeni elbette gürültü . 1001

— Idonotexist,

Kütüphanede IEEE kırmızı paçavra, Katı Hal Devreleri Dergisi'ne göz atın. Hemen hemen her konuda 40GigaBit alıcı tartışmaları var.

— analogsystemsrf
kaynak