40 Gbit / s Ethernet interface จะประมวลผลแพ็กเก็ตในซิลิคอนอย่างไร?

40 Gbit / s Ethernet interface ควรมีสัญญาณ 40 GHz เทคโนโลยีซิลิคอน IC ทั่วไปจัดการกับสัตว์ประหลาดเช่นนั้นได้อย่างไร

การคาดเดาที่ดีที่สุดของฉันคือการใช้บัสคู่ขนานต่าง ๆ ภายใน แต่ฉันไม่พบอะไรมากมายเกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้

digital-logic ethernet optoelectronics

คุณไม่ต้องการสัญญาณ 40GHz ในการถ่ายโอน 40 พันล้านบิตเพราะคุณสามารถส่งหลายบิตในรอบสัญญาณนาฬิกา ตัวอย่างเช่นโดยการแยกระดับแรงดันไฟฟ้าให้มากขึ้น (เช่นใน SSD TLC, MLC ... ) หรือส่งสัญญาณหลายครั้งในนาฬิกาโดยการปั๊ม

— phuclv

หรือโดยการส่งผ่านสายหลายขนาน

— user253751

หรือถ้ารวมอะนาล็อกไว้หลายความถี่ + เฟส ฯลฯ ...

— Mark K Cowan

คำตอบ:

มีหลายวิธีที่คุณสามารถสร้างดาต้าลิงค์ได้เร็วขึ้น:

ทำการส่งสัญญาณเพิ่มเติมต่อวินาที
ส่งบิตเพิ่มเติมต่อการส่ง
เรียกใช้หลายลิงก์ในแบบคู่ขนาน

40G Ethernet ทำสิ่งเหล่านี้ทั้งหมดตามWikipediaมันใช้ 4 ช่องสัญญาณวิ่งที่ 1.6GHz แต่ละอันและส่ง 6.25 บิตต่อรอบสัญญาณนาฬิกาซึ่งส่งผลให้ 40Gbit / s ของแบนด์วิดท์ทั้งหมด

นี่คือรูปภาพที่แสดงให้คุณเห็นว่าเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี Ethernet อื่น ๆ อย่างไร (หยุดที่ 10G; 40G ใช้สายเคเบิลที่ดีกว่าและ / หรือระยะทางที่สั้นกว่าเพื่อให้ได้แบนด์วิดท์สเปกตรัม 4 เท่า):

— Dmitry Grigoryev
แหล่งที่มา

"bits per hertz" เป็นอย่างไร? ควรเป็น "บิตต่อรอบ" หรือ "บิตต่อวินาทีต่อเฮิร์ต" หรือไม่

— ..

@R .. หน่วยควรเป็น "bits" เฮิร์ตเป็น1/sดังนั้น #channels * bits * แบนด์วิดท์สเปกตรัม[1]*[b]/[s]ซึ่งก็คือความเร็ว [b]/[s]/[1/s] = [b][s]/[s] = [b]บิตต่อวินาทีต่อเฮิรตซ์คือ

— Iwillnotexist Idonotexist

มันขึ้นอยู่กับว่าคุณพิจารณารอบ "หน่วย" หรือนับหน่วยน้อย แต่ใช่

— ..

@R .. ฉันแทนที่ "bits per hertz" ด้วย "bits per sample" ซึ่งแน่นอนยิ่งกว่า

— Dmitry Grigoryev

กราฟิกนั้นงดงาม :)

— rackandboneman

อีเธอร์เน็ต 40G เป็นลิงค์ 10G จริงสี่ตัวที่ทำงานแบบขนาน FPGA ที่ทันสมัยมีฮาร์ดแวร์ SERDES ที่สามารถทำงานที่ความเร็วมากกว่า 10 Gbps และเป็นเรื่องปกติที่จะใช้บัส 32- บิตสี่บิตที่ทำงานที่ 312.5 MHz ภายใน FPGA ที่ให้อัตราข้อมูลเท่ากับ 40.000 Gbps

— เดฟทวีด
แหล่งที่มา

... และลิงก์ 10G จะไม่ได้รับสัญญาณ RF 10GHz จริง ๆ แล้วมาตรฐาน 10G ของอีเธอร์เน็ตทั่วไปนั้นใช้สำหรับการเดินสายที่ระบุไว้ที่ 250MHz แบนด์วิดท์นั้นมาจากการใช้รูปแบบการมอดูเลตที่เหมาะสม ... demodulator จะกระจายข้อมูลที่กู้คืน "ไปสู่ส่วนที่เหลือของ IC" ได้อย่างไรกับนักออกแบบ ....

— rackandboneman

@ JayKeegan ทฤษฎีบทShannon-Hartleyกล่าวว่าคุณสามารถทำได้ถ้าคุณมี SNR เป็น 2 ^ 40 - 1 ซึ่งมีค่าประมาณ 120dB

— user253751

การเชื่อมต่อทองแดง 10G จะกระจายแบนด์วิดท์เหนือทั้งสี่คู่ในสายดังนั้นแต่ละคู่จะรองรับ 10 บิต / เฮิร์ตเท่านั้นโดยใช้ SNR ประมาณ 30 dB ดังนั้นการเชื่อมต่อทองแดง 40G (สายเคเบิล 4 เส้น) จึงใช้สายทางกายภาพ 16 คู่

— Dave Tweed

ตัวอย่างง่ายๆของ Hz! = Bps: หากคุณสามารถแยกความแตกต่างที่เพิ่มขึ้น 1 V ระหว่าง 0 V และ 7 V สัญญาณ 100 Hz สามารถส่ง log2 (8) * 100 = 300 Bps

— Ryan Cavanaugh

@JayKeegan คุณอาจกำลังคิดว่ารูปแบบการปรับที่เรียกว่า ASK (การส่งสัญญาณ = 1, ไม่ส่งสัญญาณ = 0) หรือ BPSK (เฟส 0 องศา = 0, เฟส 180 องศา = 1) แต่สิ่งเหล่านี้ไม่ได้เป็นรูปแบบการปรับเท่านั้น ตัวอย่างเช่นในทางทฤษฎีคุณสามารถส่งข้อมูลที่ไม่มีที่สิ้นสุดลงในช่องที่ไม่มีเสียงได้ง่ายๆโดยการส่งสัญญาณที่มีแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง DC หรือแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่แม่นยำมาก เช่นเดียวกันสามารถทำได้โดยใช้สัญญาณที่มีความถี่หรือเฟสที่แม่นยำมาก เหตุผลที่คุณไม่สามารถทำเช่นนี้เป็นหลักสูตรที่เสียง

— I Iddotexist Idonotexist

ตรวจสอบ IEEE red-rag วารสารของโซลิดสเตตเซอร์กิตในห้องสมุด เกือบทุกปัญหามีการพูดคุยกับผู้รับ 40GigaBit

— analogsystemsrf
แหล่งที่มา