Comment une interface Ethernet à 40 Gbit / s traite-t-elle les paquets en silicium?

Une interface Ethernet à 40 Gbit / s doit avoir un signal à 40 GHz. Comment la technologie IC de silicium commune gère-t-elle une bête aussi exotique?

Ma meilleure supposition est que plusieurs bus parallèles en interne sont utilisés, mais je n'ai pas trouvé grand-chose sur les internes de ces choses.

digital-logic ethernet optoelectronics

— Watson Ladd
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vous n'avez pas besoin d'un signal à 40 GHz pour transférer 40 milliards de bits, car vous pouvez envoyer plusieurs bits dans un cycle d'horloge. Par exemple en différenciant plus de niveaux de tension (comme dans SSD TLC, MLC ...) ou en transmettant plusieurs fois dans une horloge en pompant

— phuclv

Ou en transmettant sur plusieurs fils parallèles.

— user253751

ou si l'analogique est inclus, plusieurs fréquences + phases, etc ...

— Mark K Cowan

Réponses:

Il existe plusieurs façons de rendre une liaison de données plus rapide:

faire plus de transmissions par seconde
envoyer plus de bits par transmission
exécuter plusieurs liens en parallèle

L'Ethernet 40G fait tout cela: selon Wikipedia , il utilise 4 canaux, fonctionnant à 1,6 GHz chacun et transmettant 6,25 bits par cycle d'horloge, ce qui se traduit par une bande passante totale de 40 Gbit / s.

Voici une image qui vous montre comment elle se rapporte à d'autres technologies Ethernet (elle s'arrête à 10G; 40G utilise de meilleurs câbles et / ou des distances plus courtes pour atteindre 4 fois la bande passante spectrale):

— Dmitry Grigoryev
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Comment est "bits par hertz" l'unité? Cela ne devrait-il pas être «bits par cycle» ou «bits par seconde par hertz»?

— R ..

@R .. L'unité ne doit être que des "bits". Hz est 1/s, donc #channels * bits * la bande passante spectrale est [1]*[b]/[s], ce qui est une vitesse. Les bits par seconde par hertz sont [b]/[s]/[1/s] = [b][s]/[s] = [b].

— Iwillnotexist Idonotexist

Cela dépend si vous considérez les cycles comme une "unité" ou un nombre sans unité. Mais ouais.

— R ..

@R .. Je remplace "bits par hertz" par "bits par échantillon", ce qui est en effet plus précis.

— Dmitry Grigoryev

Ce graphique est magnifique :)

— rackandboneman

Ethernet 40G est en réalité quatre liaisons physiques 10G fonctionnant en parallèle. Les FPGA modernes ont un matériel SERDES qui peut fonctionner à bien plus de 10 Gbps, et il est courant d'utiliser quatre bus 32 bits fonctionnant à 312,5 MHz à l'intérieur du FPGA. Cela vous donne un débit de données d'exactement 40.000 Gbps.

— Dave Tweed
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... et les liaisons 10G ne transporteront pas réellement un signal RF 10GHz, les normes Ethernet 10G communes sont censées fonctionner sur un câblage spécifié à 250MHz. La bande passante utilise des schémas de modulation appropriés ... La façon dont le démodulateur distribue les informations récupérées "dans le reste du circuit intégré" appartient au concepteur ....

— rackandboneman

@JayKeegan Le théorème de Shannon-Hartley dit que vous pouvez le faire si vous avez un SNR de 2 ^ 40 - 1, soit environ 120 dB.

— user253751

Les connexions en cuivre 10G distribuent la bande passante sur les quatre paires du câble, de sorte que chaque paire ne gère que 10 bits / Hz, nécessitant environ 30 dB SNR. Une connexion cuivre 40G (4 câbles) utilise donc 16 paires physiques de fils.

— Dave Tweed

Un exemple simpliste de Hz! = Bps: si vous pouvez distinguer à des incréments de 1 V entre 0 V et 7 V, un signal de 100 Hz peut envoyer log2 (8) * 100 = 300 Bps

— Ryan Cavanaugh

@JayKeegan Vous pensez probablement en ce moment à un schéma de modulation appelé ASK (Transmitting = 1, Not Transmitting = 0) ou BPSK (Phase 0 degrés = 0, Phase 180 degrés = 1). Mais ce ne sont pas les seuls schémas de modulation. Par exemple, vous pourriez théoriquement transmettre des bits infinis d'informations sur un canal silencieux simplement en envoyant un signal avec une tension continue ou une tension alternative très précise sur la ligne et en le lisant très précisément à l'autre extrémité. La même chose pourrait également être faite en utilisant un signal avec une fréquence ou une phase très précise. La raison pour laquelle vous ne pouvez pas faire cela est bien sûr le bruit .

— Iwillnotexist Idonotexist

Découvrez le chiffon rouge de l'IEEE, le Journal of Solid State Circuits, dans la bibliothèque. Presque chaque numéro a des discussions sur les récepteurs 40 GigaBits.

— analogsystemsrf
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