一文讀懂光纖以太網(wǎng)IEEE 802.3cz-中

        在上文中，我們介紹了IEEE 802.3cz[1]協(xié)議提出背景，旨在定義一套光纖以太網(wǎng)在車載領(lǐng)域的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并介紹了XMII以及PCS子層的相關(guān)機(jī)制，在本篇中，將圍繞IEEE 802.3cz-MultiGBASE-AU物理層的兩個可選功能進(jìn)行介紹。

EEE功能

        節(jié)能以太網(wǎng)（Energy-Efficient Ethernet）是用于在網(wǎng)絡(luò)空閑時降低設(shè)備功耗的功能，在802.3cz的定義中，鏈路雙方可以通過PHD的PHD.CAP.LPI字段確認(rèn)是否支持EEE以及該功能是否開啟。

        MultiGBASE-AU的EEE功能有如下特點：

        · 僅支持Fast Wake模式，即在EEE期間采用與正常模式下相同的速率、調(diào)制方式傳輸信號。

        · 不進(jìn)行RS-FEC編碼，缺失的220bit通過將20bit的PHD子模塊額外重復(fù)11次進(jìn)行補(bǔ)齊。

        · PCS子層在EEE過程中產(chǎn)生的CodeWord由特定65B字符組成，分為LPI refresh及LPI wake兩種。

        · 節(jié)點通過將PHD的PHD.CAP.LPI字段設(shè)置為1開啟該功能，將正常傳輸模式的Codeword的最后一個65B block設(shè)置為控制字符/LI/，即可進(jìn)入LPI模式。在LPI模式中，需要持續(xù)發(fā)送LPI refresh維持狀態(tài)。

        · 需要退出LPI模式時，需要發(fā)送LPI wake進(jìn)行喚醒。

OAM功能

        OAM的全稱是Operations Administration and Maintenance，其功能是傳遞節(jié)點狀態(tài)、性能等信息。在802.3cz的定義中，鏈路雙方可以通過PHD的PHD.CAP.OAM字段確認(rèn)是否支持OAM以及該功能是否開啟。

        在功能開啟的情況下，MultiGBASE-AU的OAM消息提供了一種鏈接到鏈路伙伴Station Management Entity（STA）的可靠交換機(jī)制，可以通過PHD中的相關(guān)字段完成消息的交換與確認(rèn)，消息的具體內(nèi)容會通過MDIO寫入對應(yīng)的PCS寄存器供STA讀取。在功能關(guān)閉的情況下，所有OAM相關(guān)的字段會默認(rèn)填充為0。

        除了確認(rèn)功能狀態(tài)的PHD.CAP.OAM字段外，OAM相關(guān)的字段主要分為兩部分，MSGT、MERT和PHYT主要用于消息的交互確認(rèn)過程，DATA0-8主要用于傳輸用戶自定義的OAM信息。由于OAM DATA的內(nèi)容完全由用戶自定義，本篇將著重講解OAM的交互和確認(rèn)過程。

        · 初始化后，所有的參數(shù)重置為0。

        · TX_REQ是一個用于指示本地STA是否要發(fā)送OAM消息的參數(shù)， 要發(fā)送新的OAM消息時，會將TX_REQ置為1，并將OAM.MSGT反轉(zhuǎn)，標(biāo)志一條新的OAM消息發(fā)送。OAM發(fā)送完成后需要將TX_REQ重新置為0，進(jìn)入等待階段。

        · 鏈路伙伴的PHY接收到PHD后，會檢測MSGT字段，當(dāng)檢測到MSGT與上一條不同時，標(biāo)志接收到新的消息，會將MSGT和對應(yīng)的OAM data寫入寄存器，并將MSGT的值寫入PHYT中，通過PHD發(fā)送，告知PHY已收到OAM消息。

        · 鏈路伙伴的STA讀取寄存器中的OAM data后，會將本條信息的MSGT寫入MERT中，通過PHD發(fā)送，告知STA已讀取OAM消息。

        · 本地PHY解析鏈路伙伴發(fā)送的PHD，退出等待階段，開始下一條OAM消息的發(fā)送。

        根據(jù)802.3cz的定義，進(jìn)入等待階段后，等待對方發(fā)送的PHYT與自己發(fā)送的MGST相等即可發(fā)送下一條OAM消息，不需要等待STA的確認(rèn)，因此信息的交互過程也可以如下圖所示：

結(jié)語

        以上便是介紹的MultiGBASE-AU物理層中兩個可選功能的全部機(jī)制及內(nèi)容，可以根據(jù)需求開啟或關(guān)閉這兩個功能。上文中提到了PHD的校驗，這部分功能是如何實現(xiàn)的？PMD子層是如何將電信號轉(zhuǎn)換為光信號的？敬請關(guān)注下期：一文讀懂光線以太網(wǎng)IEEE802.3cz-下。

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參考文獻(xiàn)

[1] IEEE, 802.3cz-2023, " IEEE Standard for Ethernet, Amendment 7: Physical Layer Specifications and Management Parameters for  Multi‐Gigabit Glass Optical Fiber Automotive Ethernet ", 2023.

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