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Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 30

Power-LANs: 40/100 Gigabit Ethernet nach IEEE 802.3ba

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40 & 100 GbE MAC & PHY Überblick

Frame Format, Dienste und Management Attribute sind konsistent mit früheren Standards. Bei der MAC gibt es keine Änderungen an der Arbeitsweise im Vergleich zu 10 GbE. Die technische Machbarkeit für Komponenten wie CRC-Checker, generelle MAC-Funktionalität und System-Schnittstellen wurde hinlänglich von den betreffenden Herstellern gezeigt. Man möchte sich keinesfalls die Blöße geben, etwas zu standardisieren, was nachher nicht funktioniert.

Es gibt spezifische Pysical Coding Sublayers PCS für

Bildergalerie
  • 40G Backplane PHY
  • 40G & 100G Kupfer PHY
  • 40G und 100G MMF PHY
  • 100G SMF PHY

Die Technologie wurde größtenteils ausgehend von 10G schon getestet. Diese Grundgedanken führen im Standard zu zwei grundsätzlichen Konstruktionsalternativen: CTBI und APL.

CTBI

Das CTBI ist eigentlich die native Konstruktion, wie man sie sofort erwarten würde, siehe Abbildung 1. Links beginnend sind dort Codierer, Scrambler und Multiplexer dargestellt für 100 GbE. Dann geht es zu dieser trapezförmigen Einrichtung, die ein Sinnbild für einen Phasar darstellt. Hier werden die parallelen Datenströme auf die n Lanes gemultiplext.

Würde man jetzt z.B. optische Technik für 10 GbE verwenden, wäre n=10 und man hätte in der Implementierung eben 10 Wellenlängen oder 10 Fasern. Bei optischer Technik mit 25 Gigabit wäre n=4 und man bekäme eben 4 Wellenlängen oder Fasern. Schließlich, bei einer optischen 100 Gigabit-Lösung wäre n=1. Das ist genau das skalierbare Konzept. Der Vorzug ist, dass man relativ schnell zu Lösungen kommt, bei denen man auch die Kostenbalance in den Vordergrund stellen kann. Der Nachteil ist, dass dieses Modell zu einer Unzahl möglicher Lösungen führt.

Wir sehen eine Standard 64B/66B PCS wie bei 10 GbE, die lediglich 4mal oder 10mal schneller läuft. Nehmen wir als 40/100G Beispiel: 4/10 Lane Electrical PCS to PMA/PMD Interface CTBI. Das 64B/66B-Aggregat wird in die Virtuellen Lanes gemultiplext. Auf periodischer Basis bekommt jede Virtual Lane einen eigenen Identifier.

Virtual Lanes werden von den 4/10 elektrischen CTBI Lanes bitweise abgebildet. Virtual Lane Alignment und Skew Kompensation geschehen nur im Empfänger. PMA (Physical Medium Attachment) bildet m Lane CTBI auf n Lane PMD ab. Das bedeutet einfaches Multiplexen und Demultiplexen auf Bitebene und kein Realignment in der PMA. Der Overhead von PCS und Virtual Lanes ist gering und unabhängig von der Framegröße

Diese Konstruktion ermöglicht extrem viele unterschiedliche technische Alternativen, aus denen die Standardisierung eine Auswahl treffen muss. Genau das ist der Prozess, den wir noch abwarten müssen, denn die Technologie gibt alles her, vom 10 X 10 VCSEL-Feld mit multipler Connectoren-Technik auf MMF bis hin zur 100 Gigabit Laserdiode mit Mach-Zehnder-Interferometer-Modulator für SMF-Übertragung im Bereich mehrerer 1000 km.

weiter mit: APL

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