CodingBox दस्तावेज़

मीडिया-इंडिपेंडेंट इंटरफ़ेस: पोर्ट का इलेक्ट्रिकल पक्ष

स्विच ASIC या NIC कंट्रोलर के अंदर मौजूद ईथरनेट MAC और मीडियम — कॉपर पेयर, फ़ाइबर, बैकप्लेन — के बीच एक स्टैंडर्डाइज़्ड इलेक्ट्रिकल इंटरफ़ेस बैठा होता है। IEEE इस परिवार को मीडिया-इंडिपेंडेंट इंटरफ़ेस (MII) कहता है: MAC को इससे कोई फ़र्क़ नहीं पड़ता कि दूसरी तरफ़ कॉपर PHY है, SFP केज है या 400G मॉड्यूल है, जब तक वह तय किए गए इंटरफ़ेस में बात करे। ईथरनेट की हर जनरेशन ने एक नया इंटरफ़ेस जोड़ा: 10/100 के लिए MII और RMII, गीगाबिट के लिए GMII/RGMII/SGMII, 10G के लिए XGMII/XAUI/XFI/SFI, और उसके बाद हर चीज़ के लिए AUI परिवार (CAUI-4, 400GAUI-8, 800GAUI-8)। यह सेक्शन इन्हें ट्रांसीवर के नज़रिए से समझाता है — केज तक क्या पहुँचता है, कॉपर SFP को क्या एम्युलेट करना पड़ता है, और “ग़लत मोड” में मौजूद पोर्ट एक बिल्कुल सही मॉड्यूल को क्यों मना कर देता है।

कॉपर PHY पोर्ट, एक प्लगेबल ऑप्टिकल मॉड्यूल और एक कॉपर SFP के लिए लेयर स्टैक MAC → xMII → PCS → PMA/AUI → PMD

यह बँटवारा क्यों मौजूद है

लेयरकहाँ होती हैअगली लेयर तक इंटरफ़ेस
MAC (फ़्रेमिंग, एड्रेस)स्विच ASIC, NIC कंट्रोलर, SoCरीकन्सिलिएशन सबलेयर → xMII
PCS (कोडिंग: 8b/10b, 64b/66b, FEC)प्लगेबल के लिए ASIC/कंट्रोलर; कॉपर के लिए PHY चिपPMA
PMA / SerDesASIC SerDes या PHYमॉड्यूल या मीडियम तक AUI लेन
PMD (लेज़र, कॉपर ड्राइवर)ट्रांसीवर मॉड्यूल या PHY चिपफ़ाइबर / केबल

प्लगेबल ऑप्टिक्स में PCS और SerDes होस्ट में ही रहते हैं; मॉड्यूल सीरियल लेन (SFI, CAUI-4, 400GAUI-8) रिसीव करता है और उन्हें लाइट में बदल देता है। कॉपर के लिए, एक PHY चिप PCS+PMA+PMD का काम करती है और MAC से पैरेलल (RGMII) या सीरियल (SGMII) इंटरफ़ेस पर बात करती है। एक कॉपर SFP उस PHY को मॉड्यूल के अंदर रख देता है, इसलिए केज को उस तक SGMII या 1000BASE-X पहुँचाना पड़ता है (SGMII और सीरियल गीगाबिट)।

सीढ़ी

इंटरफ़ेसरेटफ़ॉर्मसिग्नलरीचपरिभाषितआम तौर पर कहाँ
MII10/1004-बिट पैरेलल @ 2.5/25 MHz16–18cmIEEE 802.3 Cl. 22लेगेसी MAC ↔ PHY
RMII10/1002-बिट @ 50 MHz7–9cmRMII Consortiumएम्बेडेड SoC ↔ PHY
SMII / SS-SMII10/1001-बिट @ 125 MHz2–3 प्रति पोर्टcmCiscoमल्टी-पोर्ट PHY
GMII1G (+10/100)8-बिट @ 125 MHz24+cmCl. 35MAC ↔ PHY, आज ज़्यादातर ऑन-चिप
RGMII1G (+10/100)4-बिट DDR @ 125 MHz12≤ 10–15 cmHP/Marvell RGMII v1.3/2.0छोटे स्विच/राउटर पर SoC ↔ कॉपर PHY
TBI / RTBI1G10-बिट @ 125 MHz20+cmCl. 36MAC ↔ एक्सटर्नल SerDes (लेगेसी)
1000BASE-X (SerDes)1G1 लेन 1.25 GBd, 8b/10b2 डिफ़ पेयर50 cm+Cl. 36/371G पर SFP केज जो कैरी करता है
SGMII10/100/10001 लेन 1.25 GBd, 8b/10b2 पेयर (+ क्लॉक)50 cm+Cisco SGMII v1.8MAC ↔ कॉपर PHY; MAC ↔ कॉपर SFP
2500BASE-X2.5G1.25 × SGMII/1000BASE-X रेट: 3.125 GBd2 पेयर50 cmडी-फ़ैक्टो2.5G SFP, PON स्टिक
QSGMII4 × 1G1 लेन 5 GBd2 पेयर50 cmCiscoASIC ↔ क्वाड कॉपर PHY
USXGMII10M–10G1 लेन 10.3125 GBd, 64b/66b2 पेयर30 cmCisco/MarvellASIC ↔ mGig PHY; 10GBASE-T SFP+
XGMII10G32-बिट DDR @ 156.25 MHz74< 7 cmCl. 46ऑन-चिप
XAUI10G4 × 3.125 GBd, 8b/10b8 पेयर50 cmCl. 47XENPAK/X2 मॉड्यूल, लेगेसी PHY
XFI / SFI10G1 × 10.3125 GBd, 64b/66b2 पेयर20–30 cmXFP MSA / SFF-8431XFP / SFP+ केज
10GBASE-KR10G1 × 10.3125 GBd2 पेयर1 m बैकप्लेनCl. 72बैकप्लेन, 10GBASE-T PHY
25GAUI25G1 × 25.78 GBd NRZ2 पेयरC2MAnnex 109A/BSFP28 केज
XLAUI / CAUI-1040G / 100G4 / 10 × 10.3125 GBd8 / 20 पेयरC2C/C2MAnnex 83A/BQSFP+ / CFP, CXP
CAUI-4100G4 × 25.78 GBd NRZ8 पेयरC2MAnnex 83D/EQSFP28 केज
50GAUI-2 / -150G2 × 26.5625 NRZ / 1 × 26.5625 GBd PAM44 / 2 पेयरC2MAnnex 135B–ESFP56
100GAUI-4 / -2 / -1100G4 × NRZ / 2 × 53 GBd PAM4 / 1 × 106 GBd PAM4—C2MAnnex 135D–G, 120GQSFP28 (PAM4 वेरिएंट), QSFP112
200GAUI-8 / -4 / -2200G8 × 26.5 PAM4 / 4 × 53 / 2 × 106—C2MAnnex 120C–GQSFP56, QSFP112
400GAUI-16 / -8 / -4400G16 × 25 NRZ / 8 × 53 PAM4 / 4 × 106 PAM4—C2MAnnex 120B–GCFP8 / QSFP-DD, OSFP / QSFP112, OSFP
800GAUI-8 / -4800G8 × 106 PAM4 / 4 × 212 PAM4—C2M802.3df / djOSFP, QSFP-DD800 / OSFP224, OSFP-XD

विवरण: MII, RMII, GMII, RGMII, SGMII, 1000BASE-X, QSGMII, USXGMII, XGMII, XAUI और AUI परिवार।

हर एक कहाँ बैठता है

डिवाइसMAC → …… → मीडियम
48-पोर्ट 1G कॉपर स्विचASIC → QSGMII → क्वाड PHYPHY → RJ45
छोटा राउटर / SoC बोर्डSoC → RGMII या SGMII → PHYPHY → RJ45; या SoC → 1000BASE-X/SGMII → SFP केज
10G/25G स्विच या NIC SFP+/SFP28 पोर्टASIC SerDes → SFI / 25GAUI → केजमॉड्यूल → फ़ाइबर या DAC
100G QSFP28 पोर्टASIC → CAUI-4 (4 × 25G) → केजमॉड्यूल → 4 λ या 4 फ़ाइबर
400G QSFP-DD / OSFP पोर्टASIC → 400GAUI-8 (8 × 50G PAM4) → केजमॉड्यूल गियरबॉक्स → 4 × 100G ऑप्टिकल
800G OSFP पोर्टASIC → 800GAUI-8 (8 × 100G PAM4) → केजमॉड्यूल → 8 × 100G (DR8) या 4 × 200G
कॉपर 1000BASE-T SFPहोस्ट 1000BASE-X या SGMII → मॉड्यूल का PHYPHY → RJ45
10GBASE-T SFP+होस्ट SFI (10GBASE-R) → मॉड्यूल का PHY (USXGMII-क्लास)PHY → RJ45
मल्टीगिग RJ45 स्विच पोर्टASIC → USXGMII → mGig PHY2.5/5/10GBASE-T

PHY बनाम मॉड्यूल का मैनेजमेंट

कॉपर PHY चिपप्लगेबल मॉड्यूल
बसMDIO/MDC (Clause 22: 5-बिट एड्रेस, 32 × 16-बिट रजिस्टर; Clause 45: 10G+ के लिए डिवाइस/रजिस्टर पेयर)I²C टू-वायर (A0h/A2h, CMIS पेज) (टू-वायर इंटरफ़ेस)
लिंक स्टेटसPHY स्टेटस रजिस्टर (reg 1), RGMII/SGMII पर इन-बैंडLOS/LOL पिन और फ़्लैग, DDM
Linux टूलmii-tool, phytool, ethtool (PHY ड्राइवर)ethtool -m, i2c-dev (NIC टूल)
कॉपर SFP की अजीब बातमॉड्यूल के अंदर मौजूद PHY, I²C पर एक दूसरे एड्रेस पर पहुँचा जा सकता है (जैसे Marvell 88E1111-बेस्ड मॉड्यूल पर 0xAC) या वेंडर पेज के ज़रिए — MDIO टनल किया गया—

ट्रांसीवर के काम के लिए यह क्यों मायने रखता है

  • केज का मोड। एक 1G SFP पोर्ट 1000BASE-X या SGMII मोड में हो सकता है; एक कॉपर SFP दोनों में अलग बर्ताव करता है, और 10/100 क्लाइंट सिर्फ़ SGMII में काम करते हैं (या ऐसे मॉड्यूल के साथ जो यह फ़र्क़ छुपा दे) (SGMII और सीरियल गीगाबिट)।
  • रेट और कोडिंग। मॉड्यूल को होस्ट की लेन रेट और कोडिंग स्वीकार करनी होती है: SFI 10.3125 GBd पर, CAUI-4 25.78 पर, 400GAUI-8 PAM4 — यही वह जानकारी है जो कंप्लायंस कोड और CMIS ऐप्लिकेशन बताते हैं (कंप्लायंस कोड)।
  • कौन रीटाइम करता है। SFP+ मॉड्यूल अक्सर होस्ट इक्वलाइज़ेशन के साथ लीनियर/लिमिटिंग होते हैं; 25G+ मॉड्यूल में CDR होते हैं; PAM4 मॉड्यूल में DSP होते हैं; LPO मॉड्यूल फिर से लीनियर होते हैं और होस्ट के SerDes पर निर्भर करते हैं (CDR, DSP और LPO)।
  • इलेक्ट्रिकल ≠ ऑप्टिकल लेन। 400G-FR4 8 इलेक्ट्रिकल लेन लेता है और 4 तरंगदैर्ध्य भेजता है; गियरबॉक्स मॉड्यूल के अंदर होता है (XGMII, XAUI और AUI परिवार)।
  • Linux EEPROM से इंटरफ़ेस चुनता है। कर्नेल की SFP लेयर 1000BASE-X, SGMII, 2500BASE-X, 10GBASE-R के बीच तय करने के लिए बाइट 3–10, 12 और 36 पढ़ती है — एक ग़लत कंप्लायंस बाइट एक अच्छे मॉड्यूल को ग़लत मोड में लिंक करा देती है (मेमोरी मैप)।

आगे पढ़ने के लिए

  • MII, RMII, GMII, RGMII — पैरेलल इंटरफ़ेस: पिन, क्लॉक, RGMII डिले मोड, इन-बैंड स्टेटस, MDIO पर PHY मैनेजमेंट, आम खराबियाँ।
  • SGMII, 1000BASE-X, QSGMII, USXGMII — PHY और SFP केज तक सीरियल इंटरफ़ेस: ऑटो-नेगोशिएशन के फ़र्क़, कॉपर SFP, 100BASE-FX, 2.5G, मल्टीगिग, Linux मोड कैसे चुनता है।
  • XGMII, XAUI, XFI/SFI और AUI परिवार — 10G से 800G तक: लेन काउंट, C2C बनाम C2M, कंप्लायंस पॉइंट, OIF CEI मैपिंग, इलेक्ट्रिकल-से-ऑप्टिकल लेन मैपिंग, रीटाइम्ड बनाम लीनियर मॉड्यूल।

CodingBox में

CodingBox जो बाइट दिखाता है, वे मॉड्यूल का यह बयान होते हैं कि वह किन होस्ट इंटरफ़ेस को सपोर्ट करता है: कंप्लायंस कोड (1000BASE-T → SGMII/1000BASE-X-सक्षम कॉपर), नॉमिनल बिट रेट, एनकोडिंग बाइट (8b/10b बनाम 64b/66b बनाम PAM4), CDR बिट और CMIS होस्ट-इंटरफ़ेस ID। इन्हें एडिट करने से होस्ट जो इंटरफ़ेस आज़माएगा वह बदल जाता है (Check transceiver, कंप्लायंस कोड)।

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