Beyond 400G. A preliminary study of the 800Gb/s and 1.6Tb/s technologies
Πέρα από τα 400G. Μια προκαταρκτική μελέτη των τεχνολογιών Ethernet στα 800Gb/s και 1,6Tb/s
Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία
Συγγραφέας
Φιλίππου, Δημήτριος
Ημερομηνία
2023-01Επιβλέπων
Bogris, AdonisΛέξεις-κλειδιά
1.6Tb/s Ethernet ; 800Gb/s Ethernet ; Energy efficient ethernet ; Ethernet ; Forward error correction ; IEEE 802.3bs ; IEEE 802.3df ; IEEE 802.3dj ; Medium dependent interfaceΠερίληψη
This paper provides a preliminary study of 800Gb/s and 1.6Tb/s Ethernet technologies as a result of the activities of the IEEE 802.3 Beyond 400Gb/s Ethernet Task Force (B400G TF), which was established in January 2021. The works of IEEE B400G TF are in preliminary level and are based on the IEEE Std 802.3 standard series. IEEE B400G TF voted in November 2021 the upcoming IEEE P802.3df standard, which provides an architecture capable of supporting both 800Gb/s and 1.6Tb/s Ethernet, while producing Physical Layer (PHY) specifications for communication across backplanes, copper cabling, multimode and single-mode fiber and use this work to define derivative physical layer specifications and management parameters for the transfer of Ethernet format frames at 100Gb/s, 200Gb/s and 400Gb/s. The first three chapters of this study provide an overview of the IEEE 802.3 architecture, regarding 100Gb/s, 200Gb/s and 400Gb/s Ethernet. IEEE 802.3 architecture has a relationship to the ISO/IEC Open System Interconnection (OSI) reference model, starting from the Media Access Control (MAC) layer to the PHY, which consists of three sublayers and has access to the medium. These chapters give the opportunity to understand the requirements and specifications of IEEE 802.3 standard series, which will be the development precursor of the upcoming IEEE P802.3df and IEEE P802.3dj standards. The fourth chapter provides the architectural perspectives for the development of IEEE P802.3df and IEEE P802.3dj, through the proposals delivered from the IEEE B400G TF members. These proposals are part of the research and the latest developments in Ethernet technology. The structure of this chapter follows the format of the IEEE 802.3 standard series, provides a layer-based analysis, and gives the opportunity for a holistic view of the upcoming perspectives. Annexes A to M are included in this paper for informative purposes, since they are part of the IEEE 802.3 standards.
Περίληψη
Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την ανάπτυξη αλγορίθμων συγγραφής διπλωματικών εργασιών. Σε αυτό το πεδίο έχουν αναπτυχθεί ιστορικά αρκετοί αλγόριθμοι, κάθε ένας από τους οποίους έχει ορισμένα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ο προτεινόμενος αλγόριθμος λαμβάνει υπ’ όψη του τις απαιτήσεις του Τμήματος και αναλαμβάνει να παρουσιάσει διπλωματικές εργασίες οι οποίες να παρουσιάζουν ομοιογένεια και να μην προκαλούν το Γραμματέα ο οποίος θα προσπαθήσει να τις ταξινομήσει στη Βιβλιοθήκη του τμήματος. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μια προκαταρκτική μελέτη των τεχνολογιών Ethernet στα 800Gb/s και 1.6Tb/s ως αποτέλεσμα των δραστηριοτήτων της Ομάδας Εργασίας IEEE 802.3 Beyond 400Gb/s Ethernet Task Force (B400G TF), η οποία ιδρύθηκε τον Ιανουάριο του 2021. Οι εργασίες της IEEE B400G TF βρίσκονται σε προκαταρκτικό στάδιο και βασίζονται στην τυπική σειρά προτύπων IEEE Std 802.3. Η IEEE B400G TF ψήφισε τον Νοέμβριο του 2021 το επερχόμενο πρότυπο IEEE P802.3df, το οποίο παρέχει μια αρχιτεκτονική ικανή να υποστηρίξει το Ethernet στα 800Gb/s και 1,6Tb/s, ενώ αναπτύσσει προδιαγραφές Φυσικού Επιπέδου (PHY) για την επικοινωνία σε οπισθεπίπεδα, καλωδιώσεις χαλκού, πολύτροπης και μονότροπης οπτικής ίνας και χρησιμοποιεί την εργασία αυτή για να καθορίσει τις προδιαγραφές των παράγωγων φυσικών επιπέδων και των παραμέτρων διαχείρισης για τη μεταφορά πλαισίων Ethernet στα 100Gb/s, 200Gb/s και 400Gb/s. Τα τρία πρώτα κεφάλαια παρούσας διπλωματικής εργασίας παρέχουν μια επισκόπηση της αρχιτεκτονικής των IEEE 802.3 προτύπων, σχετικά με τα 100Gb/s, 200Gb/s και 400Gb/s Ethernet. Η αρχιτεκτονική των IEEE 802.3 προτύπων έχει σχέση με το ISO/IEC μοντέλο αναφοράς διασύνδεσης ανοικτών συστημάτων (OSI), ξεκινώντας από το επίπεδο Ελέγχου του Μέσου Πρόσβασης (MAC) έως το PHY, το οποίο αποτελείται από τρία υποστρώματα και έχει πρόσβαση στο μέσο μετάδοσης. Τα κεφάλαια αυτά δίνουν την ευκαιρία να κατανοήσουμε τις απαιτήσεις και τις προδιαγραφές της σειράς των IEEE 802.3 προτύπων, που θα αποτελέσουν τον πρόδρομο ανάπτυξης των επερχόμενων προτύπων IEEE P802.3df και IEEE P802.3dj. Το τέταρτο κεφάλαιο παρέχει τις αρχιτεκτονικές προοπτικές για την ανάπτυξη των IEEE P802.3df και IEEE P802.3dj, μέσω των προτάσεων που παραδόθηκαν από τα μέλη της IEEE B400G TF. Οι προτάσεις αυτές αποτελούν μέρος της έρευνας της παρούσας διπλωματικής εργασίας και των τελευταίων εξελίξεων στην τεχνολογία του Ethernet. Η δομή του κεφαλαίου αυτού ακολουθεί τη μορφή της τυπικής σειράς των IEEE 802.3 προτύπων, παρέχει ανάλυση βάσει του εκάστοτε επιπέδου και δίνει την ευκαιρία για μια ολιστική άποψη των επερχόμενων προοπτικών. Τα παραρτήματα Α έως Μ παρατίθενται στην παρούσα διπλωματική εργασία για ενημερωτικούς σκοπούς, καθώς αποτελούν μέρος των IEEE 802.3 προτύπων.