スイッチでの物理層の実装

スイッチのほとんどすべてがPHYlessとして宣言されているため、疑問が生じます。 これはどういう意味ですか、考慮に入れる必要がある機能は何ですか?



ツイストペアでは最大100メートルの範囲が利用可能で、光学系は10GBASE-SRを使用した300メートルから10GBASE-ZRを使用した80キロメートルまで送信できます。 外部ケーブルからプリント基板に移行すると、状況は根本的に変わります。 信号線の密度が非常に高いため、信号が無傷のままである範囲はインチ単位で測定されます。



スイッチングマトリックス(ASIC)と通信するために、SFP +ポートはSFIと呼ばれる電気インターフェイスを使用し、トランシーバーはサイズと電力消費を最小限に抑えるように最適化されており、信号品質をサポートするアイロンの余地はありません。 最新のスイッチングASIC(Broadcom Trident +やIntel Altaなど)は、ポートからSFI信号を直接受信できます。このポートを実装したスイッチは、PHYlessと呼ばれます。 ただし、トラックの長さにより、ポートからマトリックスへの歪みなしで信号を配信できない場合は、PHYまたはSERDESと呼ばれる追加のチップが必要です。







彼は何をしていますか?





長いトラック長で大きな信号歪みが発生します。チップの重要な機能の1つは、10GBASE-LRMおよび10GBASE-ERの動作に必要なこの現象の補償である電子分散補償(EDC)です。 他の多くのタスクも実行されます。



  1. 電気インターフェイスの変換(例:SFIからXFI、またはSFIからKR)。
  2. SERDES-シリアル/パラレル変換(たとえば、1つのSFIラインから4つのXAUIラインへ)。
  3. シグナルインテグリティの回復とリタイミング。
  4. Physical Coding Sublayer(PCS)Direct Encodingなどの物理層機能。




スイッチのさまざまなタイプの物理層実装の機能の要約表:



EDC PHY ライトPHY リタイマー Phyless
クロックリカバリ(リタイミング) X X X
イコライザー X X X
単一変換(例:XLPPI / KR4 <-> XLAUI、XFI <-> SFI) X X
自動ゲイン制御(振幅制御のための再生) X
統合されたマイクロコントローラーとdsp X
LRMのEDC X
往復遅延(40nm、BRCMのCMOS) 50〜70 ns 5ns <5ns 0ns
消費電力(40nm、BRCMのCOM) 500〜700mw / 10Gポート 300mw / 10GEポート <300mw / 10GEポート 0mw
追加機能
IEEE 1588 X
同期。 イーサネット X
MACSEC X
FCoE X
申込み DSPベースのEDC PHY。 SFP +、QSFP +モジュールおよびバックプレーンをドライブします。 10GBASE-LRM / MACsec / 1588 / FCoEをサポート ドライブSFP +、QSFP +モジュールおよびバックプレーン フロント/バックプレーンおよびチップ2チップアプリケーション用のシンプレックスおよびデュプレックスイコライザー




48個の10G SFP +ポートと4個の40G QSFP +ポート( Eos 400およびEDC PHYを備えた同様のポート)を備えたスイッチの例を使用して、利点と欠点を導き出すことができます。



利点:

  1. 消費電力を61W削減しました(240W-> 179W)。
  2. 50-70nsの遅延削減。
  3. MTBFの増加とMTTRの減少。
  4. 大幅な価格引き下げ




短所:

  1. SFP-10G-LRM(ロングリーチマルチモード)はサポートされていません。
  2. FCoEゲートウェイを実装することはできません(ただし、FCoEネットワークでは機能します)。




ノード間の距離が10 kmを超えるネットワークを構築する必要がない場合は、ネットワークを介したFCoEゲートウェイと正確な同期は不要であるため、PHYlessオプションが推奨されます。 コストが低く、消費が少なく、信頼性が高い-他に何が必要ですか?



ほとんどのタスクはこのフレームワークに適合します:)



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