Ethernet nesilleri, şerit hızları ve elektriksel arayüzler
10G’den bu yana her Ethernet hızı, paralel olarak birleştirilen küçük bir şerit hızları kümesinden — şerit başına 10G, 25G, 50G, 100G ve şimdi 200G — kurulur. Verilen bir hızın hangi şeritlerden oluştuğunu bilmek, modülün elektriksel arayüzünü, breakout’un neden işe yaradığını veya yaramadığını, bir 100G modülün neden 4 × 25G veya 1 × 100G olabildiğini ve ışığın bir anlam ifade etmesinden önce bir hostun ve bir modülün ne konusunda anlaşması gerektiğini açıklar.
IEEE 802.3 projelerinin zaman çizelgesi
| Yıl | Değişiklik | Hızlar | Şerit sinyallemesi | Notlar |
|---|---|---|---|---|
| 1998 | 802.3z | 1000BASE-SX/LX/CX | 1,25 GBd 8B/10B | GBIC → SFP dönemi |
| 1999 | 802.3ab | 1000BASE-T | 4 çift, PAM5 | bakır 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 | — | bakır 10G; EDC ile MMF 220 m |
| 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 | RS-FEC (528,514)’i tanıtır |
| 2015 | 802.3bm | 100GBASE-SR4, CAUI-4, 40GBASE-ER4 | 4 × 25G | QSFP28 mümkün hâle gelir |
| 2016 | 802.3by | 25GBASE-SR/LR/CR | 1 × 25G | SFP28; CA-25G-L/S/N kablo sınıfları |
| 2017 | 802.3bs | 200GBASE-FR4/LR4/DR4, 400GBASE-SR16/DR4/FR8/LR8 | 50G PAM4 (8 × 50G elektriksel) | RS-FEC (544,514) KP4 |
| 2018 | 802.3cd | 50GBASE-SR/FR/LR/CR, 100GBASE-SR2/DR/CR2, 200GBASE-SR4/CR4 | 50G PAM4 şeritleri | SFP56, QSFP56 |
| 2019–21 | 802.3cn / cu | 50/200/400G 40 km ER; 100GBASE-FR1/LR1, 400GBASE-FR4/LR4-6 | 100G PAM4 optik şeritleri | 100G Lambda MSA’sını benimsedi |
| 2022 | 802.3ck / db | 100G/şerit elektriksel (100GAUI-1, 400GAUI-4, 800GAUI-8); 100G/şerit VCSEL (SR1, SR4, VR) | 106,25 GBd PAM4 | QSFP112, OSFP 800G |
| 2024 | 802.3df | 800GBASE-DR8/SR8/VR8, -DR4 (200G/şerit optik) | 8 × 100G elektriksel | OSFP / QSFP-DD800’de 800G |
| ~2026 | 802.3dj | 200G/şerit elektriksel ve optik; 800GBASE-DR2, 1.6TBASE-DR8 | 212,5 GBd PAM4 | 1,6T OSFP-XD, OSFP |
MSA arayüzleri (CWDM4, PSM4, ZR…) bunların arasındaki boşlukları doldurdu: Optik arayüz MSA’ları.
Hızlar şeritlerden nasıl kurulur
| Hız | Elektriksel şeritler (host ↔ modül) | Optik şeritler (tipik) | Modül |
|---|---|---|---|
| 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 veya 2 × 25G | 1 × 50G PAM4 | SFP56 |
| 100G | 4 × 25G (CAUI-4) | 4 × 25G (SR4, LR4, CWDM4, PSM4) | QSFP28 |
| 100G | 2 × 50G (100GAUI-2) veya 1 × 100G (100GAUI-1) | 1 × 100G PAM4 (DR, FR1, LR1) | QSFP28/QSFP56/QSFP112, SFP112 |
| 200G | 4 × 50G (200GAUI-4) veya 8 × 25G | 4 × 50G (FR4, SR4, DR4) | QSFP56 |
| 400G | 8 × 50G (400GAUI-8) veya 4 × 100G (400GAUI-4) | 4 × 100G (DR4, FR4, LR4) veya 8 × 50G (SR8, FR8) | QSFP-DD, OSFP |
| 800G | 8 × 100G (800GAUI-8) | 8 × 100G (DR8, 2×FR4) veya 4 × 200G (DR4) | OSFP, QSFP-DD800 |
| 1,6T | 8 × 200G | 8 × 200G (DR8) | OSFP-XD, OSFP |
Elektriksel ve optik şerit sayıları farklı olduğunda, modülün DSP’sindeki bir gearbox aralarında dönüşüm yapar — klasik örnek 400GAUI-8’den DR4’e dönüşümdür (Modülasyon ve DSP). Sayılar eşleştiğinde (4 × 25G CAUI-4’ten SR4’e), modül basit bir retimer’dır, hatta bazen yeniden zamanlama bile yapmaz.
Elektriksel arayüz adları
| Ad | Şerit × hız | Kullanıldığı yer |
|---|---|---|
| XAUI | 4 × 3,125 GBd (8B/10B) | XENPAK, X2, erken dönem 10G |
| XFI / SFI | 1 × 10,3125 GBd | XFP / SFP+ |
| 25GAUI | 1 × 25,78 GBd | SFP28 |
| XLAUI / XLPPI | 4 × 10,3125 | QSFP+ (yeniden zamanlanmış / paralel fiziksel arayüz) |
| 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 |
GBd rakamları FEC ve 64B/66B ek yükünü içerir: 25,78 GBd, 25 Gb/s yük taşır; 53,125 GBd PAM4 ise 100 Gb/s taşır. Bu adlar, CMIS uygulama tanımlayıcılarında host arayüzü yarısı olarak görünür (SFF-8024).
Neyin eşleşmesi gerekir
- Şerit hızı ve sayısı, elektriksel tarafta — ikisi de “100G” dese bile 4 × 25G bir port, 2 × 50G bir modülü süremez.
- Modülasyon — NRZ şeritleri ile PAM4 şeritleri farklı fiziksel katmanlardır.
- FEC — 25G NRZ şeritleri için RS(528), tüm PAM4 için RS(544); PMD’ye göre zorunlu veya isteğe bağlı (FEC ve bağlantı eğitimi).
- Kodlama — 8B/10B’ye (1G) karşı 64B/66B (10G+); çift hızlı bir modül ikisi arasında da geçiş yapar.
- Her iki uçta da optik PMD — dalga boyu, fiber ve erişim mesafesi: Optik arayüzler ve PMD referansı.
Modül tüm bunları kimlik bilgilerinde bildirir — nominal hız, kodlama, uyumluluk veya uygulama kodları — ve host süremeyeceği kombinasyonları reddeder (Hız ve oran).
CodingBox’ta
Check transceiver ekranı, nominal şerit hızını, kodlamayı ve CMIS modülleri için her uygulamanın host arayüzü kimliklerini gösterir, böylece bir modülün bir portla karşılaşmadan önce 4 × 25G mi yoksa 2 × 50G mi olduğunu tek bakışta görebilirsiniz.
802.3dj şeritlerini taşıyan 1,6T form faktörleri: OSFP224 (8 × 200G) ve OSFP-XD (16 × 100G).
Bu şerit demetlerinin host tarafındaki adları — CAUI-4, 400GAUI-8, 800GAUI-8 — C2M uyumluluk noktaları, OIF CEI eşlemesi ve elektrik-optik şerit dönüşümüyle birlikte: XGMII, XAUI ve AUI ailesi.