Подуровень физического кодирования

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

Описание

Подуровень Ethernet PCS находится наверху физического уровня Ethernet (PHY). Иерархия следующая:

Уровень канала передачи данных (уровень 2)
- Подуровень управления логическим каналом (LLC)
- Подуровень управления доступом к среде (MAC)
  - Подуровень согласования (RS). Этот подуровень обрабатывает сообщения о локальных/удаленных ошибках PHY и выполняет преобразование DDR.
PHY-уровень (уровень 1)
- Подуровень физического кодирования (PCS). Этот подуровень определяет, когда установлен функциональный канал, обеспечивает компенсацию разницы скоростей и выполняет кодирование, например кодирование 64b/66b и $x^{58}+x^{39}+1$ скремблирование/дескремблирование
- Подуровень подключения к физической среде (PMA). Этот подуровень выполняет формирование кадров PMA, синхронизацию/обнаружение октетов и $x^{7}+x^{6}+1$ скремблирование/дескремблирование
- Подуровень , зависящий от физической среды (PMD). Этот подуровень состоит из приемопередатчика для физической среды.

Технические характеристики

Ethernet 10 Мбит/с

Классический Ethernet использует манчестерский код на физическом подуровне сигнализации (PLS), кодируя каждый бит как переход «высокий-низкий» (логический ноль) или «низкий-высокий» (логическая единица). ^[2]

Быстрый Ethernet

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

Гигабитный Ethernet

1000BASE-X для оптоволокна и балансного медного кабеля сопротивлением 150 Ом (твинаксиальный) использует кодирование 8b/10b со скоростью передачи символов 1,25 ГБд. ^[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-гигабитный 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 PCS с последовательным кодированием, использующим кодировку 64b/66b , что позволяет создавать кадры 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 глобальной сети на основе SONET или SDH.
10GBASE-X (LAN/WAN) использует кодирование 8b/10b по четырем линиям по 3,125 ГБд каждая и используется для 10GBASE-LX4 (одномодовое и многомодовое оптоволокно), 10GBASE-CX4 (twinax) и 10GBASE-KX4 ( объединительная плата). ^[6]
10GBASE-W (WAN) определяет кодировку WAN для 10GbE. Он использует кодировку 64/66b и снижает скорость MAC до 9,95 Гбит/с, что обеспечивает совместимость со скоростями передачи данных SONET STS-192c и стандартами передачи SDH VC-4-64 при включении в кадр SONET.
10GBASE-T для медной витой пары разделяет данные на четыре линии и использует кодирование 64B/65B, скремблирование и шахматное кодирование 128 двойных квадратов (DSQ128) с PAM-16, генерируемым со скоростью 800 МБод. ^[7]

25-гигабитный Ethernet

25GBASE-R использует ту же кодировку 64b/66b, что и 10GBASE-R, со скоростью до 25,78125 ГБбод. ^[8]

40/100 Гигабитный Ethernet

40GBASE-R и 100GBASE-R используют кодирование 64b/66b по нескольким линиям по 10,3125 ГБд или 25,78125 ГБд каждая. Эти линии — 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 по оптоволокну на большие расстояния (-LR). ^[9]

См. также

Предотвращение конфликтов на физическом уровне

Ссылки

^ Сперджен, Чарльз (2014). Ethernet: Полное руководство . О'Рейли. п. 198. ИСБН 978-1449361846 .
^ IEEE 802.3 1.4 Определения
^ IEEE 802.3, пункт 24.1.4.1.
^ IEEE 802.3-2012, пункт 36.
^ IEEE 802.3-2012, пункт 40.
^ IEEE 802.3 48. Подуровень физического кодирования (PCS) и подуровень подключения физической среды (PMA), тип 10GBASE-X
^ IEEE 802.3, пункт 55.3.2.
^ «IEEE 802.3by 25G Ethernet TF, БАЗОВОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ДЛЯ RS, ПК И FEC» (PDF) . 12 января 2015 г. Проверено 6 августа 2016 г.
^ IEEE 802.3, пункты 82–89.

Барбьери, Алессандро. «10 GbE и его X-факторы» (PDF) . Пакет: Журнал пользователей Cisco Systems . 17 (3): 25–28. Архивировано из оригинала (PDF) 8 июня 2011 г. Проверено 31 декабря 2007 г.

Внешние ссылки

[Ethernet:_The_Definitive_Guide-1] Сперджен, Чарльз (2014). Ethernet: Полное руководство . О'Рейли. п. 198. ИСБН 978-1449361846 .

[2] IEEE 802.3 1.4 Определения

[3] IEEE 802.3, пункт 24.1.4.1.

[4] IEEE 802.3-2012, пункт 36.

[5] IEEE 802.3-2012, пункт 40.

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

[7] IEEE 802.3, пункт 55.3.2.

[8] «IEEE 802.3by 25G Ethernet TF, БАЗОВОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ДЛЯ RS, ПК И FEC» (PDF) . 12 января 2015 г. Проверено 6 августа 2016 г.

[9] IEEE 802.3, пункты 82–89.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

v т и Ethernet Семейство локальных сетей технологий
Скорости	10 Мбит/с 100 Мбит/с 1 Гбит/с 2,5 и 5 Гбит/с 10 Гбит/с 25 и 50 Гбит/с 40 и 100 Гбит/с 200, 400, 800 и 1600 Гбит/с
Общий	Физический уровень Автосогласование Тип Эфира Управление потоком Рамки Джамбос
Организации	ИЭЭЭ 802.3 Ethernet Альянс
СМИ	Волокно Витая пара Коаксиальный Первая миля 10G-ЭПОН
Исторический	CSMA/CD СтарЛАН 10ШИРОКИЙ36 10BASE-ФБ 10BASE-ФЛ 10BASE5 10BASE2 ВСЕГДА ФОЙРЛ 100BaseVG ЛаттисНет Дальний охват
Приложения	Аудио Автомобильная промышленность Перевозчик Дата-центр Энергоэффективность Промышленный Метро Власть синхронный
Трансиверы	ГБИК СФП/СФП+/КСФП/КСФП+/ОСФП КСЕНПАК / X2 XFP CFP
Интерфейсы	АУИ ЕАД МДИ ТЫСЯЧА Вторая мировая война XGMII ХАУИ
Категория Коммонс