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淺析PHY與PHY之間的通信技術(以40GBase-KR4為例)

電子設計 ? 來源:一博科技 ? 作者:劉麗娟 ? 2021-04-01 12:13 ? 次閱讀

PHY與PHY之間進行通信接口稱為MDI(Medium Dependent Interface,媒介專用接口)。

o4YBAGBlR6qAGnMPAAOW2EFkYhY125.png

媒介(Medium)有背板、Cable、光纖,因媒介的不同就會有不同的通信協議;數率的不同又會有不同的通信協議。媒介和數率兩兩組合就可以變幻出許多種通信協議,但萬變不離其宗,搞清楚協議名稱的命名方式,就能一一識別。

以40GBase-KR4為例進行說明:

16-gscx-02.jpg

媒介有K(背板backplane)、C(線纜Cable)、L(光纖)、T(雙絞線Twisted-pair)、F(光纖Fiber Optic),其中T(雙絞線Twisted-pair)只出現在≤10Mb/s的情況下,由于技術已經很古老了,高速信號不會再用到,所以本文偏重于講解高速信號的協議,對于低速接口協議,比如采用T(雙絞線Twisted-pair)、F(光纖Fiber Optic)媒介的10Base-T、10Base-F、100Base-TX、100Base-FX協議就此略過。

下面我們按媒介的不同來分類,首先來講講最為大家熟知的背板。

1. 背板

媒介采用背板,PMD與PMD之間的鏈路示意圖如下所示:

16-gscx-03.jpg

16-gscx-04.jpg

不同速率的協議及其要求如下:

16-gscx-05.jpg

說明:背板除了上面這個表格里的協議,還有100GBase-KP4,100GBase-KP4比較特殊,采用的是PAM4電平(三電平、兩個眼圖),而非之前的NRZ電平(兩電平、1個眼圖),所以對100GBase-KP4接收機的要求給出了很多新的參數。針對PAM4信號,后續單獨來講。

1) 1000Base-KX、10GBase-KX4、10GBase-KR、40GBase-KR4對channel的詳細要求:

16-gscx-06.jpg

16-gscx-07.jpg

2) 100GBase-KR4對channel的詳細要求:

16-gscx-08.jpg

16-gscx-09.jpg

16-gscx-10.jpg

2. CABLE

媒介采用屏蔽層平衡銅軸線纜(Shielded balanced copper cabling),PMD與PMD之間的鏈路框圖如下所示:

16-gscx-11.jpg

16-gscx-12.jpg

1) 10.3125GBd速率對于Cable插損具體的要求如下所示:

16-gscx-13.jpg

16-gscx-14.jpg

16-gscx-15.jpg

16-gscx-16.jpg

16-gscx-17.jpg

3. 光纖

媒介采用光纖(Fiber),PMD與PMD之間的鏈路框圖如下所示:

16-gscx-18.jpg

16-gscx-19-.jpg

除了上面的要求,采用光纖時還對3dB滾降頻點有要求,分別如下所示:

16-gscx-20.jpg

編輯:hfy

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