In che modo un'interfaccia Ethernet a 40 Gbit / s elabora i pacchetti in silicio?

Un'interfaccia Ethernet a 40 Gbit / s dovrebbe avere un segnale a 40 GHz su di essa. In che modo la comune tecnologia IC al silicio gestisce una bestia così esotica?

La mia ipotesi migliore è che internamente vengano utilizzati vari bus paralleli, ma non ho trovato molto sugli interni di queste cose.

digital-logic ethernet optoelectronics

— Watson Ladd
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non è necessario il segnale 40 GHz per trasferire 40 miliardi di bit, poiché è possibile inviare più bit in un ciclo di clock. Ad esempio, differenziando più livelli di tensione (come in TLC SSD, MLC ...) o trasmettendo più volte in un orologio pompando

— phuclv

O trasmettendo su più fili paralleli.

— user253751

o se è incluso l'analogo, più frequenze + fasi, ecc ...

— Mark K Cowan,

Risposte:

Esistono diversi modi per rendere più veloce un collegamento dati:

effettuare più trasmissioni al secondo
invia più bit per trasmissione
eseguire diversi collegamenti in parallelo

40G Ethernet fa tutto questo: secondo Wikipedia , utilizza 4 canali, funzionando a 1,6 GHz ciascuno e trasmettendo 6,25 bit per ciclo di clock, il che si traduce in 40 Gbit / s di larghezza di banda totale.

Ecco un'immagine che mostra come si collega ad altre tecnologie Ethernet (si ferma a 10G; 40G utilizza cavi migliori e / o distanze più brevi per raggiungere 4 volte la larghezza di banda spettrale):

— Dmitry Grigoryev
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In che modo "bit per hertz" è l'unità? Non dovrebbero essere "bit per ciclo" o "bit per secondo per hertz"?

— R ..

@R .. L'unità dovrebbe essere solo "bit". Hz è 1/s, quindi #channels * bit * è la larghezza di banda spettrale [1]*[b]/[s], che è una velocità. Bit al secondo per Hertz è [b]/[s]/[1/s] = [b][s]/[s] = [b].

— Iwillnotexist Idonotexist il

Bene, dipende dal fatto che consideri i cicli una "unità" o un conteggio senza unità. Ma si.

— R ..

@R .. Sostituisco "bit per hertz" con "bit per campione", che è davvero più preciso.

— Dmitry Grigoryev il

Quella grafica è stupenda :)

— rackandboneman il

40G Ethernet è in realtà quattro collegamenti fisici 10G in esecuzione in parallelo. I moderni FPGA hanno hardware SERDES che può funzionare a ben oltre 10 Gbps ed è comune utilizzare quattro bus a 32 bit che funzionano a 312,5 MHz all'interno dell'FPGA. Questo ti dà una velocità di trasmissione dati di esattamente 40.000 Gbps.

— Dave Tweed
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... e i collegamenti 10G non trasporteranno effettivamente un segnale RF a 10 GHz, gli standard Ethernet 10G comuni dovrebbero funzionare su cavi specificati a 250 MHz. La banda viene dall'uso di schemi di modulazione appropriati ... Il modo in cui il demodulatore distribuisce le informazioni recuperate "nel resto dell'IC" dipende dal progettista ....

— Rackandboneman,

@JayKeegan Il teorema di Shannon-Hartley dice che puoi farlo se hai un SNR di 2 ^ 40 - 1, che è di circa 120 dB.

— user253751

Le connessioni in rame 10G distribuiscono la larghezza di banda su tutte e quattro le coppie nel cavo, quindi ogni coppia gestisce solo 10 bit / Hz, richiedendo circa 30 dB SNR. Una connessione in rame 40G (4 cavi) utilizza quindi 16 coppie fisiche di fili.

— Dave Tweed

Un esempio semplicistico di Hz! = Bps: se riesci a distinguere a incrementi di 1 V tra 0 V e 7 V, un segnale da 100 Hz può inviare log2 (8) * 100 = 300 Bps

— Ryan Cavanaugh

@JayKeegan Probabilmente stai pensando in questo momento a uno schema di modulazione chiamato ASK (Transmitting = 1, Not Transmitting = 0) o BPSK (Fase 0 gradi = 0, Fase 180 gradi = 1). Ma quelli non sono gli unici schemi di modulazione. Ad esempio, si potrebbe teoricamente trasmettere infiniti bit di informazioni lungo un canale silenzioso semplicemente inviando un segnale con una tensione CC o una tensione CA molto precisa lungo la linea e leggendolo in modo molto preciso all'altra estremità. Lo stesso potrebbe essere fatto anche usando un segnale con una frequenza o una fase molto precise. Il motivo per cui non puoi farlo è ovviamente il rumore .

— Iwillnotexist Idonotexist il

Dai un'occhiata allo straccio rosso IEEE, il Journal of Solid State Circuits, nella biblioteca. Quasi ogni problema ha discussioni sul ricevitore 40GigaBit.

— analogsystemsrf
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