Физический подуровень кодирования

Подуровень физического кодирования ( PCS ) — это подуровень сетевого протокола в стандартах Fast Ethernet , Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet . Он находится наверху физического уровня (PHY) и обеспечивает интерфейс между подуровнем физического подключения к среде ( PMA ) и интерфейсом, независимым от среды (MII). Он отвечает за кодирование и декодирование данных, скремблирование и дескремблирование , вставку и удаление маркеров выравнивания, перераспределение блоков и символов, а также синхронизацию блоков полос и выравнивание. ^[1]

Описание

Подуровень Ethernet PCS находится на вершине физического уровня Ethernet (PHY). Иерархия выглядит следующим образом:

Уровень канала передачи данных (уровень 2)
- Подуровень управления логическим каналом (LLC)
- Подуровень управления доступом к среде (MAC)
  - Подуровень согласования (RS) – этот подуровень обрабатывает локальные/удалённые сообщения о неисправностях PHY и управляет преобразованием DDR.
Уровень PHY (уровень 1)
- Подуровень физического кодирования (PCS) – этот подуровень определяет, когда установлена функциональная связь, обеспечивает компенсацию разницы в скорости и выполняет кодирование, например, кодирование 64b/66b и скремблирование/дескремблирование. $х^{58}+х^{39}+1$
- Подуровень физического подключения к среде (PMA) – этот подуровень выполняет кадрирование PMA, синхронизацию/обнаружение октетов и скремблирование/дескремблирование. $х^{7}+х^{6}+1$
- Подуровень, зависящий от физической среды (PMD) – этот подуровень состоит из приемопередатчика для физической среды

Технические характеристики

10 Мбит/с Ethernet

Классический Ethernet использует манчестерский код на физическом сигнальном подуровне (PLS), кодируя каждый бит как переход от высокого к низкому (логический ноль) или от низкого к высокому (логическая единица) ^{[2] .}

Быстрый Ethernet

100BASE-X для оптоволокна (100BASE-FX) и витой пары (100BASE-TX) кодирует полубайты данных в пятибитные кодовые группы ( 4B5B ). ^[3]

Гигабитный Ethernet

1000BASE-X для оптоволокна и сбалансированного медного кабеля 150 Ом (твинаксиальный) использует кодирование 8b/10b со скоростью передачи символов 1,25 Гбод. ^[4]
1000BASE-T для медной витой пары разделяет данные на четыре полосы и использует четырехмерную, пятиуровневую (пятеричную) решетчатую модуляцию с PAM-5 и скоростью передачи символов 125 Мбод. ^[5]

2,5 и 5 Гбит Ethernet

2.5GBASE-T и 5GBASE-T используют ту же кодировку, что и 10GBASE-T, замедленную в четыре или два раза соответственно.

10-гигабитный Ethernet

10GBASE-R (LAN) — это последовательно закодированный PCS с использованием кодирования 64b/66b , который позволяет кадрировать Ethernet со скоростью 10,3125 Гбит/с. Эта скорость не соответствует скорости 9,953 Гбит/с, используемой в SONET и SDH, и не поддерживается в WAN на основе SONET или SDH.
10GBASE-X (LAN/WAN) использует кодирование 8b/10b по четырем линиям по 3,125 Гбод каждая и применяется для 10GBASE-LX4 (одномодовое и многомодовое оптоволокно), 10GBASE-CX4 (твинаксиальное волокно) и 10GBASE-KX4 (объединительная плата). ^[6]
10GBASE-W (WAN) определяет кодирование WAN для 10GbE. Он использует кодирование 64/66b и снижает скорость MAC до 9,95 Гбит/с, что совместимо со скоростями передачи данных SONET STS-192c и стандартами передачи SDH VC-4-64 при упаковке в кадр SONET.
10GBASE-T для медной витой пары разделяет данные на четыре полосы и использует кодирование 64B/65B, скремблирование и кодирование шахматной доски 128-битным двойным квадратом (DSQ128) с PAM-16, генерируемым на скорости 800 Мбод. ^[7]

25-гигабитный Ethernet

25GBASE-R использует то же самое кодирование 64b/66b, что и 10GBASE-R, но со скоростью до 25,78125 ГБод. ^[8]

40/100 Гигабитный Ethernet

40GBASE-R и 100GBASE-R используют кодирование 64b/66b на нескольких полосах по 10,3125 ГБ или 25,78125 ГБ каждая. Эти полосы — четыре для 40 Гбит/с, четыре или десять для 100 Гбит/с в каждом направлении — передаются либо отдельно на короткие расстояния, либо вместе с грубым мультиплексированием с разделением по длине волны на оптоволокне большой дальности (-LR). ^[9]

Смотрите также

Предотвращение столкновений на физическом уровне

Ссылки

^ Сперджен, Чарльз (2014). Ethernet: Полное руководство . O'Reilly. стр. 198. ISBN 978-1449361846.
^ Определения IEEE 802.3 1.4
^ IEEE 802.3, пункт 24.1.4.1
^ IEEE 802.3-2012 Статья 36
^ IEEE 802.3-2012 Статья 40
^ IEEE 802.3 48. Подуровень физического кодирования (PCS) и подуровень физического подключения к среде (PMA), тип 10GBASE-X
^ IEEE 802.3, пункт 55.3.2
^ "IEEE 802.3by 25G Ethernet TF, БАЗОВОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ДЛЯ RS, PCS И FEC" (PDF) . 2015-01-12 . Получено 2016-08-06 .
^ IEEE 802.3, пункты 82-89

Барбьери, Алессандро. "10 GbE и его X-факторы" (PDF) . Пакет: Cisco Systems Users Magazine . 17 (3): 25–28. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-06-08 . Получено 2007-12-31 .

Внешние ссылки

Встреча IEEE 802.3
Основы технологии Ethernet 1000BASE-X PCS/PMA

[Ethernet:_The_Definitive_Guide-1] Сперджен, Чарльз (2014). Ethernet: Полное руководство . O'Reilly. стр. 198. ISBN 978-1449361846.

[2] Определения IEEE 802.3 1.4

[3] IEEE 802.3, пункт 24.1.4.1

[4] IEEE 802.3-2012 Статья 36

[5] IEEE 802.3-2012 Статья 40

[6] IEEE 802.3 48. Подуровень физического кодирования (PCS) и подуровень физического подключения к среде (PMA), тип 10GBASE-X

[7] IEEE 802.3, пункт 55.3.2

[8] "IEEE 802.3by 25G Ethernet TF, БАЗОВОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ДЛЯ RS, PCS И FEC" (PDF) . 2015-01-12 . Получено 2016-08-06 .

[9] IEEE 802.3, пункты 82-89