Ethernet-generaties, lane-snelheden en elektrische interfaces
Elke Ethernetsnelheid sinds 10G is opgebouwd uit een kleine set lane-snelheden — 10G, 25G, 50G, 100G en nu 200G per lane — die parallel zijn gecombineerd. Als u weet uit welke lanes een bepaalde snelheid bestaat, begrijpt u de elektrische interface van de module, waarom breakout wel of niet werkt, waarom een 100G-module 4 × 25G of 1 × 100G kan zijn en waarover een host en een module het eens moeten zijn voordat het licht iets betekent.
Tijdlijn van IEEE 802.3-projecten
| Jaar | Amendement | Snelheden | Lane-signalering | Opmerkingen |
|---|---|---|---|---|
| 1998 | 802.3z | 1000BASE-SX/LX/CX | 1,25 GBd 8B/10B | Tijdperk GBIC → SFP |
| 1999 | 802.3ab | 1000BASE-T | 4 paren, PAM5 | koperen 1G |
| 2002 | 802.3ae | 10GBASE-SR/LR/ER/LX4 | 10,3125 GBd 64B/66B | XENPAK/X2/XFP → SFP+ |
| 2006 | 802.3an / aq | 10GBASE-T / LRM | — | koperen 10G; MMF 220 m met EDC |
| 2010 | 802.3ba | 40GBASE-SR4/LR4/CR4, 100GBASE-SR10/LR4/ER4 | 4 × 10G / 10 × 10G / 4 × 25G | QSFP+, CFP |
| 2014 | 802.3bj | 100GBASE-CR4/KR4 | 4 × 25G NRZ | introduceert RS-FEC (528,514) |
| 2015 | 802.3bm | 100GBASE-SR4, CAUI-4, 40GBASE-ER4 | 4 × 25G | QSFP28 wordt mogelijk |
| 2016 | 802.3by | 25GBASE-SR/LR/CR | 1 × 25G | SFP28; CA-25G-L/S/N-kabelklassen |
| 2017 | 802.3bs | 200GBASE-FR4/LR4/DR4, 400GBASE-SR16/DR4/FR8/LR8 | 50G PAM4 (8 × 50G elektrisch) | RS-FEC (544,514) KP4 |
| 2018 | 802.3cd | 50GBASE-SR/FR/LR/CR, 100GBASE-SR2/DR/CR2, 200GBASE-SR4/CR4 | 50G PAM4-lanes | SFP56, QSFP56 |
| 2019–21 | 802.3cn / cu | 50/200/400G 40 km ER; 100GBASE-FR1/LR1, 400GBASE-FR4/LR4-6 | 100G PAM4 optische lanes | nam de 100G Lambda MSA over |
| 2022 | 802.3ck / db | 100G/lane elektrisch (100GAUI-1, 400GAUI-4, 800GAUI-8); 100G/lane VCSEL (SR1, SR4, VR) | 106,25 GBd PAM4 | QSFP112, OSFP 800G |
| 2024 | 802.3df | 800GBASE-DR8/SR8/VR8, -DR4 (200G/lane optisch) | 8 × 100G elektrisch | 800G in OSFP / QSFP-DD800 |
| ~2026 | 802.3dj | 200G/lane elektrisch en optisch; 800GBASE-DR2, 1.6TBASE-DR8 | 212,5 GBd PAM4 | 1.6T OSFP-XD, OSFP |
MSA-interfaces (CWDM4, PSM4, ZR…) vulden de leemten hiertussen op: MSA's voor optische interfaces.
Hoe snelheden uit lanes worden opgebouwd
| Snelheid | Elektrische lanes (host ↔ module) | Optische lanes (typisch) | Module |
|---|---|---|---|
| 10G | 1 × 10G (XFI/SFI) | 1 × 10G | SFP+ |
| 25G | 1 × 25G (25GAUI) | 1 × 25G | SFP28 |
| 40G | 4 × 10G (XLAUI/XLPPI) | 4 × 10G (SR4, LR4) | QSFP+ |
| 50G | 1 × 50G PAM4 of 2 × 25G | 1 × 50G PAM4 | SFP56 |
| 100G | 4 × 25G (CAUI-4) | 4 × 25G (SR4, LR4, CWDM4, PSM4) | QSFP28 |
| 100G | 2 × 50G (100GAUI-2) of 1 × 100G (100GAUI-1) | 1 × 100G PAM4 (DR, FR1, LR1) | QSFP28/QSFP56/QSFP112, SFP112 |
| 200G | 4 × 50G (200GAUI-4) of 8 × 25G | 4 × 50G (FR4, SR4, DR4) | QSFP56 |
| 400G | 8 × 50G (400GAUI-8) of 4 × 100G (400GAUI-4) | 4 × 100G (DR4, FR4, LR4) of 8 × 50G (SR8, FR8) | QSFP-DD, OSFP |
| 800G | 8 × 100G (800GAUI-8) | 8 × 100G (DR8, 2×FR4) of 4 × 200G (DR4) | OSFP, QSFP-DD800 |
| 1.6T | 8 × 200G | 8 × 200G (DR8) | OSFP-XD, OSFP |
Wanneer het aantal elektrische en optische lanes verschilt, zet een gearbox in de DSP van de module ze om — 400GAUI-8 naar DR4 is het klassieke geval (Modulatie & DSP). Wanneer ze overeenkomen (4 × 25G CAUI-4 naar SR4), is de module een eenvoudige retimer of zelfs ongetimed.
Namen van elektrische interfaces
| Naam | Lanes × snelheid | Gebruikt met |
|---|---|---|
| XAUI | 4 × 3,125 GBd (8B/10B) | XENPAK, X2, vroege 10G |
| XFI / SFI | 1 × 10,3125 GBd | XFP / SFP+ |
| 25GAUI | 1 × 25,78 GBd | SFP28 |
| XLAUI / XLPPI | 4 × 10,3125 | QSFP+ (geretimed / parallelle fysieke interface) |
| CAUI-10 / CAUI-4 | 10 × 10,3125 / 4 × 25,78 | CFP / QSFP28, CFP4 |
| 50GAUI-2 / 50GAUI-1 | 2 × 25,78 / 1 × 26,5625 GBd PAM4 | SFP56 |
| 100GAUI-4 / -2 / -1 | 4 × 25,78 / 2 × 26,56 PAM4 / 1 × 53,125 PAM4 | QSFP28 → QSFP112 |
| 200GAUI-8 / -4 / -2 | 8 × 25,78 / 4 × 26,56 PAM4 / 2 × 53,125 PAM4 | QSFP56 → QSFP112 |
| 400GAUI-16 / -8 / -4 | 16 × 25,78 / 8 × 26,56 PAM4 / 4 × 53,125 PAM4 | CFP8 → QSFP-DD/OSFP |
| 800GAUI-8 | 8 × 53,125 GBd PAM4 | OSFP, QSFP-DD800 |
De GBd-waarden omvatten de overhead van FEC en 64B/66B: 25,78 GBd transporteert 25 Gb/s payload, 53,125 GBd PAM4 transporteert 100 Gb/s. Deze namen staan in CMIS-applicatiebeschrijvingen als het host-interfacegedeelte (SFF-8024).
Wat moet overeenkomen
- Lane-snelheid en -aantal aan de elektrische zijde — een 4 × 25G-poort kan een 2 × 50G-module niet aansturen, ook al vermelden beide "100G".
- Modulatie — NRZ-lanes en PAM4-lanes zijn verschillende fysieke lagen.
- FEC — RS(528) voor 25G NRZ-lanes, RS(544) voor alle PAM4; verplicht of optioneel per PMD (FEC & linktraining).
- Codering — 8B/10B (1G) tegenover 64B/66B (10G+); een module met twee snelheden schakelt beide om.
- Optische PMD aan beide uiteinden — de golflengte, glasvezel en het bereik in Optische interfaces en de PMD-referentie.
De module vermeldt dit alles in zijn identiteit — nominale snelheid, codering, conformiteits- of applicatiecodes — en de host weigert combinaties die hij niet kan aansturen (Snelheid & rate).
In CodingBox
Het scherm Check transceiver toont de nominale lane-snelheid, de codering en voor CMIS-modules de host-interface-ID's van elke applicatie. Daardoor ziet u in één oogopslag of een module 4 × 25G of 2 × 50G is voordat u hem op een poort aansluit.
De 1.6T-vormfactoren die 802.3dj-lanes dragen: OSFP224 (8 × 200G) en OSFP-XD (16 × 100G).
De hostzijdige namen van deze lanebundels — CAUI-4, 400GAUI-8, 800GAUI-8 — met C2M-conformiteitspunten, OIF CEI-toewijzing en omzetting van elektrische naar optische lanes: XGMII, XAUI en de AUI-familie.