40千兆以太网物理层| 40千兆以太网PHY基础知识
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本页描述40gigabit Ethernet物理层(40 gbps PHY)。它覆盖40千兆以太网物理层(体育)发射机和接收机的基本知识。
这个40千兆以太网应该支持以下特性:
•只支持全双工操作
•使用802.3 MAC保留802.3 /以太网帧格式
•保留当前802.3标准的最小和最大帧尺寸
•支持误码率>= 10-12年
•为光传输网络提供适当的支持
•支持40 Gbps的MAC数据速率
-提供支持40 Gbps操作的物理层规格:
-至少10公里的SMF(单模光纤)
-至少100m OM3 MMF(多模光纤)
-在铜电缆组件上至少7米
-背板上方至少1米
MAC层对应于OSI模型的第二层。这是与以太网PHY层接口。这一物理层将与光纤或铜连接。以太网物理层对应于OSI栈的第1层。
图1描述了40千兆以太网物理层的子层。如图所示，物理层由子层组成，子层包括Reconciliation子层、XLGMII、PCS、FEC(forward error correction)、PMA、PMD、AN(auto-negotiation)和MDI。
调节子层(RS):
RS使MAC的位串行协议适应于PCS服务接口的并行格式。RS在MAC串行数据流和XLGMII/CGMII的并行数据路径之间进行转换。RS将XLGMII提供的信号集映射到MAC提供的PLS服务原语。RS子层在发送路径上生成连续数据或控制字符，并在接收路径上期望连续数据或控制字符。RS子层参与链路故障的检测和报告，通过监视接收路径的状态报告来指示不可靠的链路，并在发送路径上生成状态报告，将检测到的链路故障报告给连接链路远端DTE。
XLGMII:
它是MAC子层和以太网物理层之间可选的逻辑接口。该子层具有以下特性。
•该子层XLGMII支持每秒40千兆比特的速度。
数据和分隔符对时钟引用是同步的。
•提供独立的64位宽传输和接收数据路径。
•仅支持全双工操作。
数据传输的每个方向都是独立的，并由数据、控制和时钟信号提供服务。
4GBASE-R物理编码子层:
为了满足40gbps的数据流，IEEE社区开发了通过pc子层的以太网物理层接口进行数据多通道分发系统。图2描述了用于10gbps以太网的PCS，它提供单PCS通道的数据。
对于40 Gbps，第一个以太网帧被分解成66位字，这些字在所有四个通道上同时传输。每条车道的信号传输速率为10.3125 Gbaud。下图4描述了同样的情况。
图3描述了用于数据处理的40千兆PCS子层发送和接收模块。因此，传输PCS在多个通道之间循环分配66位块之前，在聚合信道上执行初始的64B/66B编码和置乱(以每秒40千兆比特的速度)。
这里的块由66位组成。块的前两位是同步头。块可以是数据块，也可以是控制块。数据块的同步头为01，控制块的同步头为10。因此，在块的前两位之间总是会有一个转换。块的其余部分包含有效负载。负载被打乱，同步头绕过打乱器。
数据块包含8个数据字符。控制块以一个8位块类型字段开始，该字段表示块其余部分的格式。
对于40千兆以太网，4pcs通道支持1、2和4通道/波长的接口宽度。一旦创建了PCS通道，它们就可以被多路复用到任何支持的接口宽度中。
为了支持接收PCS上单个PCS车道的倾斜和重新排序，对齐标记定期添加到每个PCS车道上。对中标记应插入每个PCS车道上每16383个66位块之后。所有多路复用都是在位级上完成的。
对齐标记携带特定的内容为40千兆位和100千兆位以太网。在IEEE标准802.3第6节中也提到了同样的内容。40GBASE-R对齐标记编码请参见表82-3。
如前所述，循环式位级多路复用可以导致多个PCS通道被多路复用到同一个物理通道。PCS通道的独特属性是，无论它们如何在一起多路复用，来自同一PCS通道的所有位都遵循相同的物理路径，而不管物理接口的宽度。这使得接收器能够正确地重新组合聚合信道，首先对位进行多路复用以重新组合PCS通道，然后重新对齐PCS通道以补偿任何倾斜。
FEC和AN(自动协商)子层取决于物理层介质。
前向纠错子层:
FEC子层位于PCS子层和PMA子层之间。它也可能存在于两个PMA子层之间。它分别为每个PCS通道实例化。FEC子层在IEEE以太网标准第74条中指定。
PMA(Physical Medium Attachment)子层:
该子层为PCS子层提供介质独立的手段，以支持不同物理介质的使用范围。40GBASE-R PMA子层通过PMA业务接口实现pc和PMA之间收发数据流的映射。它还通过PMD服务接口在PMA和PMD之间进行传输和接收数据流的映射和多路复用。
pma还在适当的时候执行接收数据流的重新计时。它在PMA或PMD服务接口上提供数据环回，以及可选的测试模式生成和检查。有关40GBASE-R PMA子层的详细信息，请参阅以太网标准第83条。
PMD(物理介质依赖)子层:
物理介质相关(PMD)子层负责连接到传输介质。PMD位于MDI(介质依赖接口)的上方。
自动协商(AN子层)：
该子层提供了一个被链接的设备，该设备具有检测链路另一端设备支持的能力(操作模式)、确定共同能力并配置联合操作的能力。
自动协商支持/状态字段应包含标识本地IEEE 802.3局域网站的自动协商支持和当前状态的位图。用于40 Gbps背板物理层和40 Gbps铜物理层。
10、100、40千兆以太网物理层
参考以下链接浏览有关10、40和100千兆以太网物理层(PHYs)的文章。
10千兆以太网物理层
100千兆以太网物理层
40千兆以太网物理层
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