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800G及1.6T以太网接口标准进展- IEEE 802.3dj

更新时间:2024-10-21 11:02:16 浏览量:88

2024年10月8日,IEEE 802.3(Institute of Electrical and Electronics Engineers 802.3)工作组启动 对1.6 Tb/s 的 IEEE 802.3dj 草案整体第三次审核, 审核期为15天,内容包括媒体访问控制(Media Access Control,MAC)参数及 200 Gb/s、400 Gb/s、800 Gb/s 和 1.6 Tb/s 操作物理层和管理参数等技术规范的审议和修订。

IEEE 802.3既代表制定以太网(Ethernet)标准的工作组,也表示该工作组制定的标准。这类标准的主体是Ethernet物理层和数据链路层媒体访问控制(MAC),定义该MAC方式是带有冲突检测的载波侦听多路存取(Carrier Sense Multiple Access/collision detection,CSMA/CD)。通常情况下Ethernet是局域网(Local Area Network,LAN),同时带有广域网(Wide Area Network,WAN)部分功能。物理连接在网络节点(Node)之间,或节点与网络设备(如集线器(Hub), 交换机(Switch), 路由器 (Router)等)之间建立,连接介质包有各类铜缆和光纤。IEEE802.3技术支持IEEE802.1整体网络。

800G及1.6T以太网接口标准进展

在过去几年中,IEEE和OIF(Optical Internetworking Forum)等标准组织制定的400G以太网标准,为800G和1.6T以太网发展奠定基础。

800G及1.6T以太网接口标准进展

随着5G网络、云计算和物联网(IoT)等技术广泛应用,市场对带宽和数据传输速率的更高需求,即800 Gb/s 和1.6 Tb/s 网络速率升级也日益增长。标准组织IEEE一直致力同步更新标准适应新技术和市场需求,预计2025年IEEE802.3物理层标准正式完成,包括规范进一步细化和测试,并开展实际应用研发,确保网络设备互操作性和性能。

800G及1.6T以太网接口标准进展

800G以太网是一种高速以太网技术,用于数据传输和通信网络,提供800Gb/s数据传输速率。通常使用四电平脉冲幅度调制(4-Level Pulse Amplitude Modulation,PAM4)高阶调制技术提高数据传输速率,是400G以太网速的两倍,因此适用处理大规模数据传输,尤其在数据中心网络中有重要应用,能提高数据中心内部服务器之间的互连速度,促进大规模数据处理和云计算。

1.6T以太网是一种更高速以太网技术,同样用于数据传输和通信网络,提供1.6Tb/s数据传输速率。目前它代表网络领域发展新趋势,是800G以太网的进一步升级。通常采用PAM4或更高阶调制技术传输数据,带宽更大,比800G以太网快一倍。适用于处理高清视频、云计算、高性能计算等极高带宽需求。1.6T以太网在数据中心网络和网络骨干中有重要应用,能满足大型数据中心内部服务器之间高速互连,同时也支持更高速率网络骨干不同数据中心和网络节点连接。1.6T网络是800G以太网的升级,尽管还处于发展早期阶段,但已引起广泛关注。

800G及1.6T以太网接口标准进展

目前主流800G以太网采用8个通道,每通道传输速率为100Gb/s。这将PAM4数据数率从上一代50Gb/s翻倍至100Gb/s,下一代800G收发器目标是每通道速率200Gb/s(研发中),因为同时提升高阶调制和PAM4数据速率,关键技术有以下三点:

  1. SerDes提速和功耗
    网络交换芯片加速对提高通道速率至关重要。为支持交换芯片带宽增长,SerDes(SERializer(串行器)/DESerializer(解串器))速度、数量和功率也不断增加。目前SerDes速度已达112 Gb/s,SerDes通道数量512个(51.2 Tb/s),导致SerDes功耗成为系统总功耗的重要占比项目。下一代800G和1.6T交换芯片将再加倍带宽,采用研发更高速SerDes及功耗优化技术解决。
  2. 脉冲幅度调制
    高阶调制增加每个符号/单位间隔位数,并提供信道带宽和信号幅度间权衡。由于模拟带宽限制和通过创新DSP方案实现的高级均衡,实现PAM4需要研发更好模拟前端(Analog Front End,AFE)、高级均衡技术及更高调制方案提高信号可靠性。
  3. 降低误码率
    在高速数据传输中,误码可能导致数据严重损坏,降低数据可用性和完整性。在高速数据传输的较低标准中(如100G以太网),常规微调均衡器和信号处理技术可降低误码率。更高速800G以太网需要更复杂方法降低误码率,如前向纠错(Forward Error Correction,FEC)算法。

 

800G和1.6T以太网的应用场景图如下:

800G和1.6T以太网的应用场景图

预计到2025年,800G以太网将占数据中心交换机端口的25%以上。

 

面向800G及1.6T以太网接口研发主推热租测试工具:

 

一、KEYSIGHT UXR0134A Infiniium UXR系列示波器 具有超低噪声和高信号保真度,更全面探测及分析应用软件功能,支持全方位升级。提供多带宽条件准确测量,深入洞察信号真实特性。通过硬件加速测量分析,宽带毫米波测量EVM 性能可媲美其他先进信号分析仪。因此非常适合苛刻多通道应用,例如相干光调制100G -1T+ 数据通信系统调试、PCIe 5.0技术调试、兼容DDR5 PAM4和NRZ研究等。同时支持快速缩放波形聚焦,卓越测量特性捕捉信号异常波动细节,提供全新波形调试体验。

核心参数:

  • 带宽:5 -110 GHz
  • 通道数:1、2或4 -channel
  • 最大存储器深度:2 Gpts
  • 最高采样率:256 GSa/s
  • ADC位数:10位;最大DDC带宽:2.16 GHz

KEYSIGHT UXR0134A Infiniium UXR系列示波器 KEYSIGHT UXR0134A Infiniium UXR系列示波器
KEYSIGHT UXR0134A Infiniium UXR系列示波器

 

二、KEYSIGHT M8000系列比特误码率测试仪代表一类高度集成、可扩展的比特误码率测试解决方案,可用于高速数字设计所用接收机的物理层表征、验证和一致性测试。移动计算设备广泛应用意味着更多研发和测试工程师测试应用MIPI端口的不同场景。M8000系列比特误码率测试解决方案支持广泛的数据速率和标准,提供精确可靠的测试结果,可用于计算机、消费电子、数据中心产品等高速数字设备的性能裕量分析。

核心参数:

  • 单个硬件可通过软件选择 PAM4和NRZ制式,多通道功能,灵活硬件配置选择
  • 2 至 64 Gb/s 数据速率 NRZ 码型生成和误码分析
  • 2 至 64 Gbaud 数据速率的 PAM4 码型生成

KEYSIGHT M8000系列比特误码率测试仪 KEYSIGHT M8000系列比特误码率测试仪
KEYSIGHT M8000系列比特误码率测试仪

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