Ethernet стандартизирован IEEE как IEEE 802.3. Развитие физического уровня Ethernet прошло длительный период времени и включает в себя множество интерфейсов физических сред и несколько уровней скорости. Скорости варьируются от 1 Мбит/с до 400 Гбит/с, а физические носители варьируются от громоздкого коаксиального кабеля до витой пары и оптоволокна.

В стандарте IEEE 802.3 Ethernet передает пакеты с разными скоростями Ethernet с использованием различных схем модуляции.

Большинство сетей Ethernet используют амплитудно-импульсную модуляцию.,Это созвездие PAM. В модуляции сигнала PAM,Информация передается посредством амплитуды серии сигнальных импульсов. Например,Двухбитный PAM4 использует два бита.,и отображает амплитуду сигнала на один из четырех возможных уровней напряжения (скажем, –2 В, -1 В, 1 В, 2 В) за определенный период.,Это Тп. Демодуляция сигнала осуществляется путем определения уровня амплитуды несущей в каждом периоде Tp.

Схема сигнала Рисунок-PAM

PAM-кодирование

Скорость и тип Ethernet определяют, какой тип PAM мы используем.

Например, Ethernet 100BASE-T2 (работающий со скоростью 100 Мбит/с) использует пять уровней модуляции PAM в двух парах. Стандарт IEEE 802.3an определяет модуляцию линейного уровня 10GBASE-T как амплитудную модуляцию импульсов предварительного кодирования Томлинсона-Харашимы THP с 16 дискретными уровнями (PAM16) в двумерном кодировании шахматной доски, называемом DSQ128.

В стандарте IEEE 802.3an существует несколько вариантов модуляции линейного уровня 10GBase-T:

• PAM12 с 12 дискретными уровнями;
• 10-уровневый PAM10 или 8-уровневый PAM8;
• PAM с THP или без него.

Рисунок – Ethernet и PAM – кодирование

Тип ПАМ3

Сигнал PAM3 включает в себя одно из трех состояний или важных условий в любой данный момент, таких как уровень мощности, фаза, длительность импульса или частота. Скорости Ethernet с использованием PAM3 составляют 100BASE-T4, 100BASE-T1 и 1000BASE-T1.

Среди них 100BASE-T4 — ранняя реализация Fast Ethernet. Для этого требуются четыре пары витых медных проводов, но для этих пар медных проводов требуется только категория 3, а не категория 5, требуемая для TX. Одна пара используется для отправки, одна пара — для приема, а оставшиеся две пары переключают направления в соответствии с согласованием.

В качестве альтернативы можно использовать специальную кодировку 8B6T для преобразования 8 бит данных в 6 цифр по системе счисления 3 (формирование сигнала, результирующие два 3-значных символа по системе счисления 3 передаются параллельно через три пары с использованием импульсно-амплитудной модуляции уровня 3 (PAM3). .

Тип ПАМ4

400G PHY использует сигнал PAM4,По сравнению с существующими схемами без возврата к нулю NRZ,Имеет вдвое уменьшенную скорость передачи данных, увеличенный уровень напряжения и улучшенное соотношение сигнал/шум SNR.и т. д. преимущества。

Рисунок-сигнал PAM4

Тип ПАМ5

Сигналы PAM5 можно использовать с различными скоростями Ethernet, например 100BASE-T2 и 1000BASE-T. Он использует эти две пары для одновременной передачи и приема, что позволяет работать в полнодуплексном режиме.

Сначала 4-битный символ расширяется до двух 3-битных символов с помощью несложной процедуры скремблирования, основанной на сдвиговом регистре с линейной обратной связью. Отображение исходных битов в коды символов не является постоянным во времени, а период довольно велик и представляет собой псевдослучайную последовательность. Окончательное сопоставление символов с уровнями модуляции линии PAM5 показано на рисунке ниже.

Схема созвездия Рисунок-PAM5

Тип ПАМ8

PAM8 сигнализирует о цели 100G PHY. Для схемы PAM8 битовый поток преобразуется в символы с помощью кодера PAM8, а затем предыскажение выполняется с использованием простого трехотводного фильтра FFE с Т-интервалом, где T — период символа.

Тип ПАМ16

Этот сигнал используется для Ethernet на различных скоростях, например 2,5G BASE-T, 5G BASE-T, 10G BASE-T, 25G BASE-T и 50G BASE-T. Стандарт IEEE определяет модуляцию линейного уровня для 10G/25G/50GBASE-T с использованием THP и PAM16 с 16 дискретными уровнями, закодированными в двумерной шахматной схеме, называемой DSQ128, и передаваемыми по линии со скоростью 800 Мсимволов/с. .

Рисунок – Схема созвездия DSQ-128, используемая в PAM16

Этот стандарт определяет модуляцию уровня 2,5G/5G BASE-T для использования механизма кодирования Грея для 16 дискретных уровней.

Таблица – PAM16 с кодировкой Грея

Информационные документы:

Технический документ по технологии 50G PAM4

Решение для межсетевого соединения центров обработки данных 100G PAM4 DWDM DCI