铜缆以太网27-40G-CR4/100G-CR10(十一)

追宇星空

发布于 2025-05-22 11:01:52

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40G-CR4/100G-CR10 (C85)

PMD（C85）(二)

电气特性

信号级别

40GBASE-CR4和100GBASE-CR10 MDI是一种低摆幅交流耦合差分接口。接收器处的交流耦合允许在不同电源电压下运行的组件之间实现互操作性。低摆幅差分信号提供抗噪性和改善的电磁干扰（EMI）。

信号路径

40GBASE-CR4和100GBASE-CR10 MDI信号路径是点对点连接。每条路径对应于40GBASE-CR4或100GBASE-CR10 MDI通道，并包括两个互补信号，形成平衡差分对。

对于40GBASE-CR4，每个方向有4条差分路径，总共8对，即16个连接。

对于100GBASE-CR10，每个方向有10个差分路径，总共20对，即40个连接。信号路径旨在在长度为0.5m至7m的双轴电缆组件上运行。

发送器特性

除非另有说明，否则变送器特性应符合TP2表85-5中总结的规范。附录85A表85A-1提供了TP0的发送器规格信息。

发送器波形

40GBASE-CR4和100GBASE-CR10发送功能包括可编程均衡，以补偿信道的频率相关损耗，并促进接收器的数据恢复。发射均衡器的功能模型是图85-4所示的3抽头横向滤波器。

发送均衡器的状态以及发送的输出波形可以通过PMD控制功能或通过管理接口（寄存器1.152 BASE-R LP coefficient update, lane 0 register）（寄存器1.153 BASE-R LP status report, lane 0 register）进行操纵。发送功能对链路伙伴的接收功能发出并通过反向信道通信路径传达的一组命令做出响应。

此命令集包括以下指令

a）增量系数c(i)。

b）递减系数c(i)。

c）将系数c(i)保持在当前值。

d）将系数设置为预定义值（预设或初始化）。

作为响应，发送功能将状态信息中继到链路伙伴的接收功能。状态消息表明

a1）对系数c(i)的请求更新已经完成（更新）。

b1）系数c(i)处于其最小值。

c1）系数c(i)处于最大值。

d1）系数c(i)已准备好进行下一次更新请求（未更新）。

40GBASE-CR4和100GBASE-CR10发送均衡器的要求与72.7.1.10（10GBASE-KR 发送器输出波形）中规定的10GBASE-KR的要求相似。然而，从发射功能到TP2的信号路径引入了频率相关的损耗和相移，使信号失真，并且难以使用10GBASE-KR规定的方法准确表征TP2处的均衡器性能。以下过程通过确定和校正从发射功能到TP2的信号路径的频率相关损耗和相移，能够准确表征TP2处的均衡器性能。

1）被测发送器按照规定进行预设，使c(-1)和c(1)为0，c(0)为其最大值。

2）在TP2处捕获规定的测试图案PRBS9的至少一个完整循环。

3）计算捕获波形的线性拟合和线性拟合脉冲响应p(k)。

4）将tx定义为步骤3）中线性拟合脉冲p的上升沿穿过其峰值振幅50%的时间。

5）以相对于时间t0 = tx+0.5UI的符号间隔对线性拟合脉冲p(k)进行采样，必要时进行插值以产生采样脉冲pi。

6）使用pi计算Nw抽头符号间隔横向滤波器的系数向量w，该滤波器对从发送函数到TP2的传递功能进行均衡。

脉冲拟合和均衡滤波器的参数如表85-6所示。直流振幅，即步骤3）的线性拟合脉冲响应之和p(k)除以步骤3）中的M，应大于0.34 V且小于或等于0.6 V。步骤3）线性拟合脉冲反应的峰值应大于0.63´直流振幅。步骤3）的线性拟合与归一化为脉冲峰值p的测量波形e之间的误差均方根值不得大于0.037。

对于发送均衡器的每种配置

7）根据测试要求配置被测发送器。

8）在TP2处捕获测试图案PRBS9的至少一个完整循环。

9）根据要求计算捕获波形的线性拟合和线性拟合脉冲响应p(k)。

10）将tx定义为步骤9中线性拟合脉冲响应p(k)的上升沿穿过其峰值振幅50%的时间。

11）以相对于时间t0 = tx+0.5UI的符号间隔对线性拟合脉冲响应p（k）进行采样，必要时进行插值以产生采样脉冲pi。

12）根据85.8.3.3.6 (Transfer function between the transmit function and TP2)，使用步骤6）中计算的系数向量w对采样脉冲pi进行均衡，得到均衡脉冲qi。

步骤9）的线性拟合与测量波形e之间的误差均方根值（归一化为脉冲峰值p）不得大于0.037。系数c(-1)被定义为时间t0+(Dp-1) UI时的qi值。系数c(0)被定义为时间t0+Dp UI处的qi值。系数c(1)被定义为时间t0+(Dp+1) UI处的qi值。

系数初始化：当PMD进入训练状态图的初始化状态或从链路伙伴接收到有效的“初始化”请求时，应配置发送均衡器的系数，使 “比率（c(0) + c(1) - c(-1)）/（c(0) + c(1) + c(-1)）”为1.29 ±10%和“比率（c(0) - c(1) + c(-1)）/（c(0) + c(1) + c(-1)）”为2.57±10%。这些要求适用于所有系数的“更新”系数状态报告的断言。

系数步进大小：c(i)中与“增加”该系数的请求相对应的变化应在0.0083和0.05之间。c(i)中与“减少”该系数的请求相对应的变化应在-0.05和-0.0083之间。系数的变化被定义为在断言“增量”或“减量”请求（例如，所有系数的系数更新请求为“保持”）之前测量的值与断言该系数的系数状态报告为“已更新”时的值之间的差异。

系数范围：当收到给定系数的足够“增量”或“减量”请求时，系数将根据该系数的范围或系数的组合达到下限或上限。

当c(-1)设置为0，并且c(0)和c(1)都收到了足够的“减量”请求，使其处于各自的最小值时，比率（c(0) - c(1)）/（c(0) + c(1)）应大于或等于4。

当c(1)设置为0，并且c(-1)和c(0)都收到了足够的“减量”请求，使其处于各自的最小值时，比率(c(0) – c(–1)) / (c(0) + c(–1)) 应大于或等于1.54。

注意，通过首先断言系数预设请求，然后根据测试要求操纵其他系数，可以将系数设置为0。

波形获取：被测发射机重复发射指定的测试图案。波形的有效采样率应为被测发射机信号速率的M倍。M的值应为不小于7的整数。建议对多个波形捕获进行平均。

捕获的波形应表示测试图案的整数次重复，总计N位。因此，捕获的波形的长度应该是MN个样本。波形应该对齐，使得波形的前M个样本对应于测试图案的第1位，第2M个样本相应于第2位，以此类推。

接收器特性

除非另有说明，否则接收器特性应符合TP3表85-7中总结的规范。

信道特性

40GBASE-CR4和100GBASE-CR10通道在TP0和TP5之间定义，包括发射机和接收机差分控制阻抗印刷电路板以及电缆组件。图85A-1详细提供了每个差分通道的信道参数插入损耗、插入损耗偏差（ILD）、插入损耗与串扰比以及发射机和接收机差分控制阻抗印刷电路板。提供了长度为0.5m至7m的预期拓扑的信道插入损耗信息。5.15625 GHz的信道插入损耗预算如图85A-1所示。

电缆组件特性

40GBASE-CR4和100GBASE-CR10电缆组件包含端接在每端连接器中的绝缘导体，用作MDI之间的链路段。该电缆组件主要用作使用可控阻抗电缆的网络端口之间长达7米的点对点接口。所有电缆组件测量应在TP1和TP4之间进行，使用规定的电缆组件测试夹具。这些电缆组件规格基于双轴电缆特性，其他电缆类型也是可以接受的。表85-9总结了5.15625 GHz下的电缆组件差分特性，并参考了解决每个参数的子条款。

MDI特性

本款定义了媒体相关接口（MDI）。40GBASE-CR4和100GBASE-CR10 PMD通过MDI连接到电缆组件。

40GBASE-CR4

应使用符合样式-1或样式-2要求的连接器作为PMD和电缆组件之间的机械接口。插头连接器应用于电缆组件和PHY上的插座。样式-1或样式-2连接器可用作MDI接口。

样式1

电缆组件每端的连接器应为四边形小尺寸可插拔（QSFP+），具有SFF-8436定义的机械配合接口，如图85-20所示。MDI连接器应为四小尺寸可插拔（QSFP+）插座，具有SFF-8436定义的机械配合接口，如图85-21所示。这些连接器的触点分配与表85-13中的触点分配相匹配，电气性能符合信号质量和电气要求。

40GBASE-CR4 PMD的Style-1 MDI连接器包括38个信号连接。样式1 40GBASE-CR4 MDI连接器触点分配应如表85-13所示。

样式2

电缆组件每端的连接器应为带SFF-8470规定的机械配合接口的闩锁式插头，如图85-22所示。MDI连接器应为闩锁式插座，具有SFF-8470定义的机械配合接口，如图85-23所示。这些连接器的引脚与表85-14中的引脚匹配，电气性能符信号质量和电气要求。请注意，Style-2 40GBASE-CR4 MDI支持与10GBASE-CX4的兼容性。