Como uma interface Ethernet de 40 Gbit / s processa pacotes em silício?

Uma interface Ethernet de 40 Gbit / s deve ter um sinal de 40 GHz. Como a tecnologia IC de silício comum lida com um animal tão exótico?

Meu melhor palpite é que internamente vários barramentos paralelos são usados, mas não encontrei muito sobre os aspectos internos dessas coisas.

digital-logic ethernet optoelectronics

— Watson Ladd
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você não precisa de sinal de 40GHz para transferir 40 bilhões de bits, porque pode enviar vários bits em um ciclo de clock. Por exemplo, diferenciando mais níveis de tensão (como em SSD TLC, MLC ...) ou transmitir várias vezes em um relógio por bombeamento

— phuclv

Ou transmitindo em vários fios paralelos.

— user253751

ou se o analógico estiver incluído, várias frequências + fases, etc ... #

— K Mark Mark Cowan

Respostas:

Existem várias maneiras de tornar mais rápido um link de dados:

faça mais transmissões por segundo
envie mais bits por transmissão
executar vários links em paralelo

A 40G Ethernet faz tudo isso: de acordo com a Wikipedia , usa 4 canais, rodando a 1,6 GHz cada e transmitindo 6,25 bits por ciclo de clock, o que resulta em 40 Gbit / s de largura de banda total.

Aqui está uma imagem que mostra como ele se relaciona com outras tecnologias Ethernet (ele para em 10G; 40G usa cabos melhores e / ou distâncias mais curtas para atingir 4 vezes a largura de banda espectral):

— Dmitry Grigoryev
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Como é "bits por hertz" a unidade? Isso não deveria ser "bits por ciclo" ou "bits por segundo por hertz"?

— R ..

@R .. A unidade deve ser apenas "bits". Hz é 1/s, então #channels * bits * largura de banda espectral é [1]*[b]/[s], que é uma velocidade. Bits por segundo por hertz é [b]/[s]/[1/s] = [b][s]/[s] = [b].

— Iwillnotexist Idonotexist

Bem, depende se você considera os ciclos uma "unidade" ou uma contagem sem unidades. Mas sim.

— R ..

@R .. Substituo "bits por hertz" por "bits por amostra", o que é realmente mais preciso.

— Dmitry Grigoryev

Esse gráfico é :) lindo

— rackandboneman

40G Ethernet é realmente quatro links 10G físicos rodando em paralelo. Os FPGAs modernos têm hardware SERDES que pode rodar a mais de 10 Gbps, e é comum usar quatro barramentos de 32 bits rodando a 312,5 MHz dentro do FPGA. Isso fornece uma taxa de dados de exatamente 40.000 Gbps.

— Dave Tweed
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... e os links 10G na verdade não carregam um sinal de RF de 10GHz, os padrões comuns de Ethernet de 10G devem funcionar no cabeamento especificado para 250MHz. A largura de banda é de usar esquemas de modulação apropriadas ... Como o demodulador distribui a informação recuperada "para o resto do IC" é até o designer ....

— rackandboneman

@JayKeegan O teorema de Shannon-Hartley diz que você pode fazer isso se tiver um SNR de 2 ^ 40 - 1, que é de cerca de 120dB.

— user253751

As conexões de cobre 10G distribuem a largura de banda pelos quatro pares do cabo, de modo que cada par lida apenas com 10 bits / Hz, exigindo cerca de 30 dB de SNR. Uma conexão de cobre de 40G (4 cabos) está, portanto, usando 16 pares físicos de fios.

— Dave Tweed

Um exemplo simplista de Hz! = Bps: se você pode distinguir em incrementos de 1 V entre 0 V e 7 V, um sinal de 100 Hz pode enviar log2 (8) * 100 = 300 Bps

— Ryan Cavanaugh

@ JayKeegan Você provavelmente está pensando agora em um esquema de modulação chamado ASK (Transmitindo = 1, Não Transmitindo = 0) ou BPSK (Fase 0 graus = 0, Fase 180 graus = 1). Mas esses não são os únicos esquemas de modulação. Por exemplo, você poderia, teoricamente, transmitir bits infinitos de informações por um canal silencioso, simplesmente enviando um sinal com uma tensão CC ou CA de tensão muito precisa na linha e lendo-o com muita precisão na outra extremidade. O mesmo também pode ser feito usando um sinal com uma frequência ou fase muito precisa. A razão pela qual você não pode fazer isso é, obviamente, ruído .

— Iwillnotexist Idonotexist

Confira o red-trap do IEEE, o Journal of Solid State Circuits, na biblioteca. Quase todas as questões têm discussões sobre o receptor 40GigaBit.

— analogsystemsrf
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