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 подуровнем подключения физической среды ( PMA ) 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 передачи (MAC)
    • Подуровень согласования (RS). Этот подуровень обрабатывает локальные/удаленные сообщения об 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, такое как кодирование 64b/66b , а также скремблирование/дескремблирование. ${\displaystyle x^{58}+x^{39}+1}$
  • Подуровень подключения к физической среде (PMA). Этот подуровень выполняет формирование кадров PMA, синхронизацию/обнаружение октетов и скремблирование/дескремблирование. ${\displaystyle x^{7}+x^{6}+1}$
  • 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

• 100BASE-X для оптоволокна (100BASE-FX) и медной витой пары (100BASE-TX) кодирует полубайты данных 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]

Смотрите также

• Предотвращение конфликтов на физическом уровне

Рекомендации

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.

• 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

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