以太网自协商机制--双绞线自协商（十）

追宇星空

发布于 2024-07-01 15:40:03

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MultiGBASE-T PHY（二）

40GBASE-T/25GBASE-T PHY

40GBASE-T/25GBASE-T 目标特性

仅支持全双工操作；

在MAC/PLS服务接口支持40 Gb/s和25 Gb/s的速度（在Medium侧为51.2gbps和32gbps）；

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；

40GBASE-T/25GBASE-T PHY OSI参考图

40GBASE-T/25GBASE-T 基本原理

40GBASE-T/25GBASE-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10000 Mb/s和6250 Mb/s，可以实现40 Gb/s和25 Gb/s的聚合数据速率。调制速率为每秒3200MBaud和2000MBaud 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=3200MBaud/s × 3.125bit/Baud ×4=40Gbps; 开销速率=3200MBaud/s × 0.875bit/Baud ×4=11.2Gbps）（信息速率=2000MBaud/s × 3.125bit/Baud ×4=25Gbps; 开销速率=2000MBaud/s × 0.875bit/Baud ×4=7Gbps）。

40GBASE-T/25GBASE-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）。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。

40GBASE-T/25GBASE-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）。

40GBASE-T/25GBASE-T PHY可选地支持Fast Retrain。此功能允许PHY快速从链路degradation中恢复，而无需正常的两秒再训练。

40GBASE-T/25GBASE-T 拓扑图

40GBASE-T时，S=1；25GBASE-T时，S=0.625；

40GBASE-T/25GBASE-T PCS功能图

25GMII/XLGMII经过PCS到PMA基本数据单元的编码步骤如下：

25GMII/XLGMII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比特分成两部分65×48和65×2，对前者的48个65数据块进行重组，每8个65数据块编码成1个65块加7个64块，此时数据块为（65×8-7）×6＋65×2＝513×6＋65×2＝3208比特;

3208比特的数据块添加一比特的辅助数据头和两比特的随机比特尾巴，此时数据块为3208+3＝3211比特;

3211比特分成两部分1488和1723，对前者分成8组，分别进行RS-FEC（192，186）编码（1488比特变成1536比特，引入了48比特开销），对1723比特进行LDPC（1723，2048）编码（1723比特变成2048比特，引入了325比特开销），此时数据块为3211+48+325＝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25GMII/XLGMII侧数据，4096比特的MDI侧数据，整个PHY引入的开销比特为4096-3200=896比特。分别进行归一化后为：25GMII/XLGMII侧3200/1024=3.125比特，MDI侧4096/1024=4比特，编码开销896/1024=0.875比特。

40GBASE-T/25GBASE-T线缆参数