以太网自协商机制--双绞线自协商（九）

MultiGBASE-T PHY简介(一)

MultiGBASE-T包括2.5G/5G/10G/25G/40G五种类型双绞线PHY。它们与遍地可见的10M/100M/1000M 双绞线PHY不同，可能很多小伙伴对他们并没有基本的概念，这里笔者分别对他们进行一个简单的介绍（这部分内容双绞线自协商无直接关系，对本部分不感兴趣的读者可以跳过本章节）。下面笔者按照这五种PHY诞生的时间顺序进行阐述。

10GBASE-T PHY

10GBASE-T 目标特性

仅支持全双工操作；

在MAC/PLS服务接口支持10Gb/s的速度（在Medium侧为12.8gbps）；

支持基于Clause 28的双绞线自协商；

可选支持基于Clause 78的节能以太网EEE；

可选支持Fast Retrain机制；

10GBASE-T PHYOSI模型图

10GBASE-T 基本操作原理

10GBASE-T PHY通过四对双绞线采用全双工模式传输。通过在每对双绞线上同时在每个方向上传输2500 Mb/s，可以实现10 Gb/s的聚合数据速率。调制速率为每秒800MBaud PAM-16编码（每个时钟Baud传输4bit内容，其中3.125bit为信息比特，0.875bit为开销比特）（信息速率=800MBaud/s × 3.125bit/Baud ×4=10Gbps; 开销速率=800MBaud/s × 0.875bit/Baud ×4=2.8Gbps; ）。

10GBASE-T PHY可以配置为主PHY或从PHY。这个主从配置通过链路双方的双绞线自协商机制确定（网管员需要保证链路双方一主一从）。当启用环路定时（loop timing ）时，主PHY使用本地晶振时钟发送数据，从PHY根据接收数据中提取的时钟用作本地发送数据的时钟。当未启用环路定时（loop timing ）时，主PHY和从PHY均使用本地晶振时钟发送数据（10GBASE-T PHY loop timing是可选的，其他四种MultiGBASE-T PHY loop timing是必需的）。

10GBASE-T PHY可选地支持基于LPI的EEE机制。当本端或双绞线远端请求低功率操作时，PHY进入LPI模式（前提双绞线本端和远端均支持EEE能力）。EEE支持非对称LPI能力（本端TX LPI模式 & RX 正常模式，远端RX LPI模式 & TX 正常模式）和对称LPI能力（本端TX LPI模式 & RX LPI模式，远端RX LPI模式 & TX LPI模式）。

10GBASE-T PHY可选地支持Fast Retrain。此功能允许PHY快速从链路降级故障中恢复，而无需正常的两秒再训练。

10GBASE-T 拓扑图

10GBASE-T PCS功能框图

XGMII经过PCS到PMA基本数据单元的编码步骤如下：

XGMII原始基本数据单位为50×64＝3200比特(纯信息数据)；

3200比特数据块进行加扰；

3200比特的数据块每64比特加1比特头（用于标识数块和控制块），此时数据块为3200＋50＝3250比特;

3250比特添加1个辅助比特和8比特CRC ，3250+1+8＝3259比特;

3259比特分成512×3和1723两部分，对1723比特进行LDPC（1723，2048）编码，此时数据块为3259+（2048-1723）=3584比特；

3584比特分成7组，3584=7×512，此时数据块为3584比特；

7×512执行DSQ128编码，每7比特引入1比特开销，此时数据块为8×512＝4096比特；

总结：3200比特的信息，4096比特的MDI侧编码，开销比特为4096-3200=896比特开销。进行归一化后，3200/1024=3.125比特，4096/1024=4比特，896/1024=0.875比特。

10GBASE-T 线缆类型和传输距离

10GBASE-T的MDI公头母头和线序