Как интерфейс Ethernet 40 Гбит / с обрабатывает пакеты в кремнии?

Интерфейс Ethernet 40 Гбит / с должен иметь сигнал 40 ГГц. Как обычная кремниевая технология IC справляется с таким экзотическим животным?

Мое лучшее предположение состоит в том, что используются различные внутренние параллельные шины, но я не нашел много на внутреннем уровне этих вещей.

digital-logic ethernet optoelectronics

— Уотсон Лэдд
источник

вам не нужен сигнал 40 ГГц для передачи 40 миллиардов бит, потому что вы можете отправить несколько бит за такт. Например, дифференцируя большее количество уровней напряжения (как в SSD TLC, MLC ...) или передавая несколько раз за такт с помощью накачки

— phuclv

Или путем передачи по нескольким параллельным проводам.

— user253751

или, если включен аналоговый сигнал, несколько частот + фазы и т. д.

— Марк К Коуэн

Ответы:

Есть несколько способов ускорить передачу данных:

делать больше передач в секунду
отправить больше битов за передачу
запустить несколько ссылок параллельно

40G Ethernet делает все это: согласно Википедии , он использует 4 канала с частотой 1,6 ГГц каждый и передает 6,25 бит за такт, что приводит к общей пропускной способности 40 Гбит / с.

Вот изображение, которое показывает вам, как оно связано с другими технологиями Ethernet (оно останавливается на 10G; 40G использует лучшие кабели и / или более короткие расстояния для достижения в 4 раза большей спектральной ширины полосы):

— Дмитрий Григорьев
источник

Как «бит на герц» единица? Разве это не должно быть «бит на цикл» или «бит на секунду на герц»?

— R ..

@R .. Единица должна быть просто "битами". Гц 1/s, так что #channels * биты * спектральная полоса пропускания есть [1]*[b]/[s], что является скоростью. Бит в секунду на герц есть [b]/[s]/[1/s] = [b][s]/[s] = [b].

— Иваннотексист Идонотексист

Ну, это зависит от того, считаете ли вы циклы «единицей» или счетчиком без учета единиц измерения. Но да

— R ..

@R .. Я заменяю «бит на герц» на «бит на семпл», что действительно более точно.

— Дмитрий Григорьев

Этот рисунок великолепен :)

— rackandboneman

40G Ethernet - это четыре физических 10G-канала, работающих параллельно. Современные FPGA имеют аппаратное обеспечение SERDES, которое может работать со скоростью более 10 Гбит / с, и внутри FPGA обычно используются четыре 32-битные шины, работающие на частоте 312,5 МГц. Это дает вам скорость передачи данных ровно 40.000 Гбит / с.

— Дэйв Твид
источник

... и каналы 10G на самом деле не будут передавать РЧ-сигнал 10 ГГц, общие стандарты Ethernet 10G предназначены для работы с кабелями, настроенными на частоту 250 МГц. Полоса пропускания от использования соответствующих схем модуляции ... Как демодулятор распределяет восстановленную информацию "по остальной части ИС", зависит от дизайнера ...

— rackandboneman

@JayKeegan Теорема Шеннона-Хартли говорит, что вы можете сделать это, если у вас SNR 2 ^ 40 - 1, что составляет около 120 дБ.

— user253751

Медные соединения 10G распределяют полосу пропускания по всем четырем парам в кабеле, поэтому каждая пара обрабатывает только 10 бит / Гц, требуя SNR около 30 дБ. Поэтому медное соединение 40G (4 кабеля) использует 16 физических пар проводов.

— Дэйв Твид

Упрощенный пример Hz! = Bps: если вы можете различить с шагом 1 В между 0 В и 7 В, сигнал 100 Гц может отправить log2 (8) * 100 = 300 Bps

— Ryan Cavanaugh

@JayKeegan Возможно, вы сейчас думаете о схеме модуляции, называемой ASK (Transmitting = 1, Not Transmitting = 0) или BPSK (Phase 0 градусов = 0, Phase 180 градусов = 1). Но это не единственные схемы модуляции. Например, теоретически вы можете передавать бесконечные биты информации по бесшумному каналу, просто посылая сигнал с очень точным постоянным или переменным напряжением по линии и считывая его очень точно на другом конце. То же самое можно сделать, используя сигнал с очень точной частотой или фазой. Причина, по которой вы не можете сделать это, конечно, шум .

— Iwillnotexist Idonotexist

Проверьте красную тряпку IEEE, Журнал твердотельных цепей, в библиотеке. Практически в каждом выпуске обсуждается приемник 40 Гигабит.

— analogsystemsrf
источник