Gerações do Ethernet, taxas por lane e interfaces elétricas

Toda velocidade de Ethernet desde 10G é construída a partir de um pequeno conjunto de taxas de lane — 10G, 25G, 50G, 100G e agora 200G por lane — combinadas em paralelo. Saber de quais lanes uma determinada velocidade é composta explica a interface elétrica do módulo, por que o breakout funciona ou não, por que um módulo de 100G pode ser 4 × 25G ou 1 × 100G, e o que um host e um módulo precisam combinar entre si antes que a luz signifique alguma coisa.

Cronograma dos projetos IEEE 802.3

As interfaces MSA (CWDM4, PSM4, ZR…) preencheram as lacunas entre elas: MSAs de interface óptica.

Como as velocidades são construídas a partir de lanes

Quando o número de lanes elétricas e ópticas difere, um gearbox no DSP do módulo converte entre elas — 400GAUI-8 para DR4 é o caso clássico (Modulação e DSP). Quando eles coincidem (4 × 25G CAUI-4 para SR4), o módulo é um retimer simples, ou nem isso — sem retemporização.

Nomes das interfaces elétricas

Os valores em GBd incluem a sobrecarga do FEC e do 64B/66B: 25,78 GBd carrega 25 Gb/s de payload, 53,125 GBd PAM4 carrega 100 Gb/s. Esses nomes aparecem nos descritores de aplicação do CMIS como a metade de interface de host (SFF-8024).

O que precisa corresponder

1. Taxa e número de lanes no lado elétrico — uma porta 4 × 25G não consegue acionar um módulo 2 × 50G mesmo que os dois digam “100G”.
2. Modulação — lanes NRZ e lanes PAM4 são camadas físicas diferentes.
3. FEC — RS(528) para lanes NRZ de 25G, RS(544) para todo PAM4; obrigatório ou opcional conforme o PMD (FEC e treinamento de enlace).
4. Codificação — 8B/10B (1G) vs. 64B/66B (10G+); um módulo de taxa dupla alterna entre as duas.
5. PMD óptico nas duas pontas — o comprimento de onda, a fibra e o alcance em Interfaces ópticas e na referência de PMD.

O módulo declara tudo isso na sua identidade — taxa nominal, codificação, códigos de compatibilidade ou de aplicação — e o host rejeita combinações que não consegue acionar (Velocidade e taxa).

No CodingBox

A tela Check transceiver mostra a taxa nominal de lane, a codificação e, para módulos CMIS, os IDs de interface de host de cada aplicação, para que você veja rapidamente se um módulo é 4 × 25G ou 2 × 50G antes de encontrar uma porta.

Os fatores de forma de 1,6T que transportam as lanes do 802.3dj: OSFP224 (8 × 200G) e OSFP-XD (16 × 100G).

Os nomes do lado do host para esses conjuntos de lanes — CAUI-4, 400GAUI-8, 800GAUI-8 — com os pontos de conformidade C2M, o mapeamento OIF CEI e a conversão de lanes elétricas para ópticas: XGMII, XAUI e a família AUI.