Serder速率和以太网速率关系

B站影视 内地电影 2025-03-31 15:32 2

摘要:Serder速率从56G向112G甚至224G演进,铜缆传输速率也将向224Gbps发展,目前以太网速率已从1Gbps提升至800Gbps,未来将向1.6Tbps方向发展。Serder速率和以太网速率究竟什么关系?为何提到高速铜缆有说224G,也有说800Gb

Serder速率从56G向112G甚至224G演进,铜缆传输速率也将向224Gbps发展,目前以太网速率已从1Gbps提升至800Gbps,未来将向1.6Tbps方向发展。Serder速率和以太网速率究竟什么关系?为何提到高速铜缆有说224G,也有说800Gbps,今天我们给各位说说看。

以太网速率标准演进趋势

Serder速率与以太网速率的关系可通过以下分析进行说明

SerDes 全称是 Serializer(串行器)/Deserializer(解串器),是一种主流的时分多路复用(TDM)、点对点(P2P)的串行通信技术。在发送端,它将多路低速并行信号转换成高速串行信号,通过光缆或铜线等传输媒体传输,到达接收端后,再把高速串行信号重新转换成低速并行信号。

在 SerDes 流行之前,芯片之间大多依靠系统同步或源同步并行接口传输数据。但随着技术发展,传统并行接口弊端尽显。一方面,并行接口需要大量的连接线,,引脚数目多,布线复杂,不仅占用大量电路板空间,还极易引发布线冲突。而且,并行数据传输时,每个 bit 的传播延时难以保证一致,时钟到达不同芯片的延时也不同,这些因素大大限制了数据传输速度的提升,同步开关噪声(SSN)问题更是成为提高传输带宽的瓶颈。

相较而言,SerDes 技术优势突出。它充分利用通信信道容量,极大减少了所需的传输信道和器件引脚数目,使得信号传输速度显著提升,通信成本大幅降低。以常见的 DDR3 - 1600 为例,16bits 位宽的线速率为 1.6Gbps * 16 = 25Gbps,却需要 50 个引脚;而一个 SerDes 通道仅使用 4 个引脚(Tx + /- ,Rx + /- ),目前的 FPGA 就能做到高达 28Gbps 的传输速率。同时,SerDes 采用差分传输方式,抗噪声、抗干扰能力强,能有效降低开关噪声,并且具备强大的扩展能力,功耗和封装成本也更低。

SerDes 技术的结构剖析

速率演进关系

Serder是高速铜缆传输技术中的关键组件,其速率从56Gbps演进至112Gbps,甚至更高(如224Gbps)以匹配以太网速率的提升。目前以太网速率已从1Gbps提升至800Gbps,未来将向1.6Tbps方向发展。例如:

800G以太网对应Serder速率112Gbps(800/56=1.43,近似为2倍提升);

若未来达到224Gbps以太网,Serder速率需提升至224Gbps(224/56=4倍提升)。

在通信系统中,SerDes(Serializer/Deserializer)速率和以太网数据速率之间的关系取决于具体实现和协议标准。以下是两者的关键概念及典型对应关系:

SerDes速率基本定义:

SerDes是一种将并行数据转换为高速串行信号的接口技术,其速率通常指单条串行通道的线速率(单位:Gbps)。例如,一个10 Gbps的SerDes通道每秒传输10Gbit的原始串行数据。

以太网数据速率定义:

以太网标准定义的速率是有效数据吞吐量单位:Mbps/Gbps),即MAC层可用的实际数据速率,不包括物理层编码开销(如前导码、帧间隔等)。

速率对应关系

以太网的实际线速率需考虑编码开销(如8B/10B、64B/66B等),因此SerDes速率通常高于以太网标称速率。常见对应关系如下:

编码开销会导致SerDes速率高于以太网标称速率(如1GbE需要1.25 Gbps的SerDes)。

高速以太网(如100GbE)通常通过多通道SerDes实现(如4×25 Gbps或10×10 Gbps)。

示例说明

10GbE与SerDes:

标称10 Gbps的以太网,因64B/66B编码(开销约3%),实际需要SerDes运行在10.3125 Gbps。

100GbE与4×25G SerDes:

通过4条25.78125 Gbps的SerDes通道实现100 Gbps的有效数据速率。

SerDes速率需根据以太网标准的编码方案和通道数量调整,通常满足:

理解这一关系对高速接口设计(如FPGA或ASIC中的PHY配置)至关重要。

来源:线缆行业朋友圈

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