40 Gbit / sイーサネットインターフェイスは、シリコンのパケットをどのように処理しますか？

40 Gbit / sイーサネットインターフェイスには、40 GHzの信号が必要です。一般的なシリコンIC技術は、このような珍しい獣をどのように処理しますか？

私の最善の推測は、内部ではさまざまな並列バスが使用されているということですが、これらの内部についてはあまり発見していません。

digital-logic ethernet optoelectronics

— ワトソン・ラッド
ソース

クロックサイクルで複数のビットを送信できるため、400億ビットを転送するために40 GHz信号は必要ありません。たとえば、より多くの電圧レベルを差別化する（SSD TLC、MLC ...など）か、ポンプで

— phuclv

または、複数の平行線で送信します。

— user253751

またはアナログが含まれる場合、複数の周波数+相、等...

— マークKコーワン

回答:

データリンクを高速化する方法はいくつかあります。

1秒あたりの送信回数を増やす
送信ごとにより多くのビットを送信する
いくつかのリンクを並行して実行する

40Gイーサネットはこれをすべて行います。Wikipediaによれば、それぞれ1.6GHzで動作し、クロックサイクルごとに6.25ビットを送信する4つのチャネルを使用し、合計帯域幅が40Gbit / sになります。

他のイーサネットテクノロジーとの関係を示す写真を次に示します（10Gで停止します。40Gはより良いケーブルや短い距離を使用して、スペクトル帯域幅の4倍を実現します）。

— ドミトリー・グリゴリエフ
ソース

「ビット/ヘルツ」単位はどうですか？それは「ビット/サイクル」または「ビット/秒/ヘルツ」ではないでしょうか？

— R ..

@R ..単位は「ビット」でなければなりません。Hzは1/sですので、#channels * bits *スペクトル帯域幅はです[1]*[b]/[s]、これは速度です。ヘルツあたりのビット/秒は[b]/[s]/[1/s] = [b][s]/[s] = [b]です。

— Iwillnotexist Idonotexist

サイクルを「ユニット」と見なすか、ユニットなしのカウントと見なすかによって異なります。しかし、ええ。

— R ..

@R ..「ヘルツあたりのビット数」を「サンプルあたりのビット数」に置き換えますが、これは実際により正確です。

— ドミトリーグリゴリエフ

そのグラフィックは豪華です:)

— rackandboneman

40Gイーサネットは、実際には4つの物理10Gリンクが並行して実行されています。最新のFPGAには、10 Gbpsをはるかに超える速度で実行できるSERDESハードウェアがあり、FPGA内で312.5 MHzで実行される4つの32ビットバスを使用するのが一般的です。これにより、正確に40.000 Gbpsのデータレートが得られます。

— デイブツイード
ソース

... 10Gリンクは実際には10GHz RF信号を伝送しません。一般的な10Gイーサネット標準は、250MHzに指定されたケーブルで動作することを意図しています。帯域幅は....復調器が設計者にアップしている「ICの残りの部分に」回復された情報を配布する方法...適切な変調方式を使用してからである

— rackandboneman

@JayKeegan Shannon-Hartleyの定理によれば、SNRが2 ^ 40-1（約120dB）であれば、それを行うことができます。

— user253751 16

10G銅線接続では、ケーブルの4つのペアすべてに帯域幅が分配されるため、各ペアは10ビット/ Hzのみを処理し、約30 dBのSNRが必要です。したがって、40Gの銅線接続（4本のケーブル）は、16組の物理的なワイヤーを使用しています。

— デイブツイード

Hz！= Bpsの単純な例：1 Vの増分で0 Vと7 Vを区別できる場合、100 Hzの信号はlog2（8）* 100 = 300 Bpsを送信できます

— ライアン

@JayKeegan ASK（送信= 、送信しない= ）またはBPSK（位相0度= 、位相180度= ）と呼ばれる変調方式を考えているでしょう。しかし、これらは変調方式だけではありません。たとえば、理論的には、非常に正確なDC電圧またはAC電圧の信号を回線に送信し、反対側で非常に正確に読み取ることで、ノイズのないチャネルに無限の情報ビットを送信できます。同じことは、非常に正確な周波数または位相の信号を使用して行うこともできます。これができない理由はもちろんノイズです。1001

— Iwillnotexist Idonotexist

ライブラリ内のIEEE red-ragであるJournal of Solid State Circuitsをご覧ください。ほとんどすべての問題で40GigaBitレシーバーの議論があります。

— analogsystemsrf
ソース