Thế hệ Ethernet, tốc độ làn và giao diện điện
Mọi tốc độ Ethernet kể từ 10G đều được xây dựng từ một tập hợp nhỏ các tốc độ làn — 10G, 25G, 50G, 100G và hiện nay là 200G trên mỗi làn — kết hợp song song với nhau. Biết một tốc độ nhất định gồm những làn nào sẽ giải thích được giao diện điện của module, vì sao breakout hoạt động hay không, vì sao một module 100G có thể là 4 × 25G hoặc 1 × 100G, và host với module phải thống nhất với nhau điều gì trước khi ánh sáng có ý nghĩa gì cả.
Dòng thời gian các dự án IEEE 802.3
| Năm | Bản sửa đổi | Tốc độ | Tín hiệu làn | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|
| 1998 | 802.3z | 1000BASE-SX/LX/CX | 1,25 GBd 8B/10B | thời kỳ GBIC → SFP |
| 1999 | 802.3ab | 1000BASE-T | 4 đôi, PAM5 | đồng 1G |
| 2002 | 802.3ae | 10GBASE-SR/LR/ER/LX4 | 10,3125 GBd 64B/66B | XENPAK/X2/XFP → SFP+ |
| 2006 | 802.3an / aq | 10GBASE-T / LRM | — | đồng 10G; MMF 220 m kèm EDC |
| 2010 | 802.3ba | 40GBASE-SR4/LR4/CR4, 100GBASE-SR10/LR4/ER4 | 4 × 10G / 10 × 10G / 4 × 25G | QSFP+, CFP |
| 2014 | 802.3bj | 100GBASE-CR4/KR4 | 4 × 25G NRZ | đưa vào RS-FEC (528,514) |
| 2015 | 802.3bm | 100GBASE-SR4, CAUI-4, 40GBASE-ER4 | 4 × 25G | QSFP28 trở nên khả thi |
| 2016 | 802.3by | 25GBASE-SR/LR/CR | 1 × 25G | SFP28; các cấp cáp CA-25G-L/S/N |
| 2017 | 802.3bs | 200GBASE-FR4/LR4/DR4, 400GBASE-SR16/DR4/FR8/LR8 | 50G PAM4 (8 × 50G điện) | RS-FEC (544,514) KP4 |
| 2018 | 802.3cd | 50GBASE-SR/FR/LR/CR, 100GBASE-SR2/DR/CR2, 200GBASE-SR4/CR4 | làn 50G PAM4 | SFP56, QSFP56 |
| 2019–21 | 802.3cn / cu | 50/200/400G 40 km ER; 100GBASE-FR1/LR1, 400GBASE-FR4/LR4-6 | làn quang 100G PAM4 | áp dụng MSA 100G Lambda |
| 2022 | 802.3ck / db | điện 100G/làn (100GAUI-1, 400GAUI-4, 800GAUI-8); VCSEL 100G/làn (SR1, SR4, VR) | 106,25 GBd PAM4 | QSFP112, OSFP 800G |
| 2024 | 802.3df | 800GBASE-DR8/SR8/VR8, -DR4 (quang 200G/làn) | 8 × 100G điện | 800G trong OSFP / QSFP-DD800 |
| ~2026 | 802.3dj | điện và quang 200G/làn; 800GBASE-DR2, 1.6TBASE-DR8 | 212,5 GBd PAM4 | 1,6T OSFP-XD, OSFP |
Các giao diện MSA (CWDM4, PSM4, ZR…) lấp đầy khoảng trống giữa các mốc này: MSA giao diện quang.
Tốc độ được tạo từ làn như thế nào
| Tốc độ | Làn điện (host ↔ module) | Làn quang (điển hình) | Module |
|---|---|---|---|
| 10G | 1 × 10G (XFI/SFI) | 1 × 10G | SFP+ |
| 25G | 1 × 25G (25GAUI) | 1 × 25G | SFP28 |
| 40G | 4 × 10G (XLAUI/XLPPI) | 4 × 10G (SR4, LR4) | QSFP+ |
| 50G | 1 × 50G PAM4 hoặc 2 × 25G | 1 × 50G PAM4 | SFP56 |
| 100G | 4 × 25G (CAUI-4) | 4 × 25G (SR4, LR4, CWDM4, PSM4) | QSFP28 |
| 100G | 2 × 50G (100GAUI-2) hoặc 1 × 100G (100GAUI-1) | 1 × 100G PAM4 (DR, FR1, LR1) | QSFP28/QSFP56/QSFP112, SFP112 |
| 200G | 4 × 50G (200GAUI-4) hoặc 8 × 25G | 4 × 50G (FR4, SR4, DR4) | QSFP56 |
| 400G | 8 × 50G (400GAUI-8) hoặc 4 × 100G (400GAUI-4) | 4 × 100G (DR4, FR4, LR4) hoặc 8 × 50G (SR8, FR8) | QSFP-DD, OSFP |
| 800G | 8 × 100G (800GAUI-8) | 8 × 100G (DR8, 2×FR4) hoặc 4 × 200G (DR4) | OSFP, QSFP-DD800 |
| 1,6T | 8 × 200G | 8 × 200G (DR8) | OSFP-XD, OSFP |
Khi số làn điện và số làn quang khác nhau, một gearbox trong DSP của module sẽ chuyển đổi giữa chúng — 400GAUI-8 sang DR4 là trường hợp kinh điển (Điều chế & DSP). Khi chúng khớp nhau (4 × 25G CAUI-4 sang SR4), module chỉ là một retimer đơn giản, thậm chí không qua tái định thời.
Tên các giao diện điện
| Tên | Làn × tốc độ | Dùng với |
|---|---|---|
| XAUI | 4 × 3,125 GBd (8B/10B) | XENPAK, X2, 10G thời kỳ đầu |
| XFI / SFI | 1 × 10,3125 GBd | XFP / SFP+ |
| 25GAUI | 1 × 25,78 GBd | SFP28 |
| XLAUI / XLPPI | 4 × 10,3125 | QSFP+ (đã tái định thời / giao diện vật lý song song) |
| CAUI-10 / CAUI-4 | 10 × 10,3125 / 4 × 25,78 | CFP / QSFP28, CFP4 |
| 50GAUI-2 / 50GAUI-1 | 2 × 25,78 / 1 × 26,5625 GBd PAM4 | SFP56 |
| 100GAUI-4 / -2 / -1 | 4 × 25,78 / 2 × 26,56 PAM4 / 1 × 53,125 PAM4 | QSFP28 → QSFP112 |
| 200GAUI-8 / -4 / -2 | 8 × 25,78 / 4 × 26,56 PAM4 / 2 × 53,125 PAM4 | QSFP56 → QSFP112 |
| 400GAUI-16 / -8 / -4 | 16 × 25,78 / 8 × 26,56 PAM4 / 4 × 53,125 PAM4 | CFP8 → QSFP-DD/OSFP |
| 800GAUI-8 | 8 × 53,125 GBd PAM4 | OSFP, QSFP-DD800 |
Các con số GBd đã bao gồm phần chi phí của FEC và 64B/66B: 25,78 GBd mang 25 Gb/s tải trọng, 53,125 GBd PAM4 mang 100 Gb/s. Các tên này xuất hiện trong bộ mô tả ứng dụng của CMIS như nửa giao diện phía host (SFF-8024).
Những gì phải khớp nhau
- Tốc độ và số lượng làn ở phía điện — một cổng 4 × 25G không thể điều khiển một module 2 × 50G ngay cả khi cả hai đều ghi “100G”.
- Điều chế — làn NRZ và làn PAM4 là các lớp vật lý khác nhau.
- FEC — RS(528) cho làn NRZ 25G, RS(544) cho mọi PAM4; bắt buộc hoặc tùy chọn tùy theo PMD (FEC & huấn luyện liên kết).
- Mã hóa — 8B/10B (1G) so với 64B/66B (10G trở lên); module hai tốc độ chuyển đổi được cả hai.
- PMD quang ở cả hai đầu — bước sóng, sợi quang và cự ly có trong Giao diện quang và PMD tham chiếu.
Module khai báo tất cả những điều này trong thông tin nhận dạng của nó — tốc độ danh định, mã hóa, mã tuân thủ hoặc mã ứng dụng — và host từ chối những tổ hợp mà nó không điều khiển được (Tốc độ & tốc độ truyền).
Trong CodingBox
Màn hình Check transceiver hiển thị tốc độ làn danh định, cách mã hóa và, với module CMIS, mã ID giao diện host của từng ứng dụng, nhờ đó bạn thấy ngay một module là 4 × 25G hay 2 × 50G trước khi nó cắm vào cổng.
Các form factor 1,6T mang làn 802.3dj: OSFP224 (8 × 200G) và OSFP-XD (16 × 100G).
Tên gọi phía host của các bó làn này — CAUI-4, 400GAUI-8, 800GAUI-8 — cùng các điểm tuân thủ C2M, ánh xạ OIF CEI và chuyển đổi làn điện sang quang: XGMII, XAUI và họ AUI.