【光纤通信标准1000BASE-X概述4100字】

光纤通信标准1000BASE-X概述目录 1 1 2 6 8 9 9从传统百兆速率的以太网发展到如今千兆甚至万兆以太网，主要变化是在1000BASE-X是一种基于ANSIX3.230-1994(光纤通道物理和信令接口)开发的物理层标准。该标准使用与光纤通道相同的8B/10B编码。在IEEE802.3协议中，规定了1000BASE-X标准下物理层通信的所有物理编码子层(PCS)和物理介质连接(PMA)子层的相关规范。在1000BASE-X标准下中有三个实施例：1000BASE-CX,1000BASE-LX和1000BASE-SX。1000BASE-CX定义了在单一铜介质上两对150Ω平衡铜缆的相关规范，1000BASE-LX定义的是在长波长光下一对光纤的传输规范，1000BASE-SX则是定义的是在短波长光下一对光纤的图2.13显示了1000BASE-X在OSI模型下的结构。以太网接口包含了两个层：物理层和数据链路层。物理层中定义了数据传送和接收所需要的线路状态、PCS、PMA有1000BASE-X和IO00BASE-T两种。每种物理介质有各自的PMDTRANSPORTCX-PMDCX-PMD图2.131000BASE-X的结构关系1.1.2线路编码机制在介绍PHY(物理编码子层)之前，引入一个概念—一线路编码机制。线修正、块同步、通道绑定和将带宽划分到子信道等。线路编码技术主要有两数值查找表机制和自修改数据流(扰码)。目前常用的有8B/10B编码和64B/66B8B/10B编码是由IBM公司的A₁Widmer和PeterFranaszek在1983年提出的一种数据传输编码标准，已经在各大高速串行总线中得到了应用，例如PCS使用该线路编码技术用以改善链路上传输的信息的传输特性。图2.14显示的是PCS参考框架下编码数据的数据流走向。线路总传输的编码可确保足了检测在信息的发送和接收期间可能发生的种种单个或多个比特发生错误的可程长度受限且dc均衡的码组。管理寄存器管理寄存器8位数据PCS编码功能8B/10B编码PCS编码功能的输出abcdeifghj10位数据PMD服务接口8位数据PCS解码功能PCS解码功能的输出10位数据0011111×xx恰当对齐的comma+符号PMA服务接口(125M码组/s)PMD服务接口8B/10B编码有两种类型的数据，一种是用于数据的256个码码组；第二种是由12个特殊码组组成，主要是在数据流中可以作为传输中帧起据分为5位和3位两部分。这样码组可用Dx.y的形式表示，x表示5位数据，y表示3位数据。编码时分别进行5B/6B编码和3B/4B编码。图2.15描述了8B到Hbba8B/10B编码中有两个重要的概念，不均等性(disparity)和极(1)不均等性(disparity):所有传输个数中1比0多的个数，或者0比1多的个数。例如：所有总共传输码组中1比0一共多2个，则disparity=+2;所有总共传输码组中0比1一共多2个，则disparity=-2;(2)极性偏差(runningdisparity,RD):反映当前极性情况，只有两种(+1,-1)例如：所有总共传输码组中1比0一共多2个，则RD=+1(positive+);所有总共传输码组中0比1一共多2个，则RD=-1(negative-);在电源打开后或者退出测试模式后，传输者将会假定其初始化极性偏差为negative(-),在任何码组传输上，传输者会基于传输码组的内容计算出新的极性偏差值。在表2.1中显示的是部分D码组的编码表。表中最右两竖列对应着基于当前极性偏差(CurrentRD-或者CurrentRD+)下D码组编码后输出的十位有效码组。表2.2中显示的是K码所对应的编码表。八位字节八位bits当前RD-当前RD+……………八位字节八位bits当前RD-当前RD+在1000BASE-X中，只使用了部分特殊码组，见表2.3。这些特殊码组和数包括配置集合、空闲集合、帧封装集合等。见表2.4。配置集合用于链路的自动有序集合中的配置集合和空闲集合都是以特殊码组K28.5开始，后面接一些码组。comma字串中不是含有b’0011111就是含有b’1100000。在传输期间，名称码长度备注配置集合14寄存器值交替使用配置集合24空闲集合12只用I1,I2备用空闲集合22R1S帧起始集合1T帧结束集合1Y11.1.31000BASE-X的物理编码子层PCS供了相关1000Mb/sPHY的实现，并提供了与协调子层的统一接□。在(1)将GMII数据八位字节编码(解码)为十位码组或有序集(8B/10B),并图2.16所示的是1000BASE-X下PCS内部的功能结构以及与GMII,MDI之(TRANSMIT),接收模块(RECEIVE),自动协商模块(AUTO-NEGOTIATION),同步模块(SYNCHRONIZATION),载波侦听模块(CARRIERSENSE)。TXD<7:0>TXD<7:0> 下面分别介绍PCS层中这些模块的基本功能。(1)发送模块主要功能是将来自MAC(这里是GMII接口)待发送的八位数据TXD并行数据以及TX_EN,TX_ER,GTX_CLK,根据传输协议规则编码成相应的发送码组发送都PMA。发送模块可分为两种类型进程，分别为有序集进程和码组进程。起始初始化过程中，判断目前自动协商进程xmit的标志位信息。如果处在配置状态，则根据有序集走向进行后续自动协商步骤。如果该标志位表示的是空闲状态，发送进程后续有序集就会发送/I/命令。/I/提供了一个连续填充模式来确前发送/I1/还是/I2/与当前所处的极性偏差有关。如果当前处于正极性偏差时 (positive+),则发送/I1/;如果当前处于负极性偏差时(negative-),则发送/I2/。(2)接收模块主要功能是将同步后的10位并行数据，根据传输协议规则解码成八位的RXD数据，将RXD<7:0>,RX_DV,RX_ER,RX_CLK通过GMII接□(3)自动协商模块是根据自协商基本原理完成一个端到端接□匹配的一个功能。在自动协商模式下，发送/接收端口会根据对端设备的相应状态，主要是对路两端能达到的最快传输速率和双工模式。当自动协商完成相关配置进程后，xmit标志位会显示DATA(/D/)状态，表示链路可以正常数据传输。商模式。强制是人为控制操作收发端，手动拉高Link信号，而自动协商是两端当两端都通过寄存器配置为自协商模式时，互发/C/码流，若接收到三个连续相同的/C/码，且与本地端工作方式相匹配，则通过链路返回给对端一个具有端口设置成UP状态。(4)载波侦听模块功能是在发送数据之前检测一下当前总线上是否有其他设备(5)同步模块的主要工作是判断当前接收通道是否可以正常运转。若当前接收通道无法正常同步，则PCS层会停止数据流操作。若接收端处在失去同步 PMA为PCS提供了一种独立于介质的方式，以支持对一系列面向串行位的物理介质的使用。1000BASE-XPMA可以完成以下功能：(1)通过PMA服务接口在PCS和PMA之间映射发送和接收代码组；(2)用于在底层串行PMD上进行传输(接收)的代码组的序列化(反序列化);(3)从PMD提供的8B/10B编码数据中恢复时钟；(4)通过PMD服务接口在PMA和PMD之间的发送和接收比特的映射；1.1.51000BASE-X的物理介质相关子层PMD1000BASE-X物理介质相关子层(PMD)中，包括两种类型1000BASE-LX (长波长激光)和1000BASE-SX(短波长激光)的传输方式。PMD上接PMAPLS_SIGN