10-Gigabit-Ethernet

Physical Coding Sublayer

Angesichts der diversen Ethernet-Standards kamen bereits etliche Kodierungstechniken zum Einsatz. Diese reichen vom bandbreiten-intensiven Manchester-Verfahren bei 10Base-T bis zur kompakten Trellis-Kodierung von 1000Base-T. Auch bei der Definition des 10-Gigabit-Ethernet-Standards sorgte dieses Thema wieder für Diskussionen.

Generell hängt die Anwendbarkeit spezifischer Kodierungsverfahren zum einen von der verfügbaren Bandbreite und zum anderen von den Anforderungen an die Bitfehlerrate ab. Dabei unterscheiden sich die einzelnen Techniken im Wesentlichen durch das Verhältnis der Anzahl der Informationsbits zu den übertragenen Bits. Je mehr Bits pro Informationsbit übertragen werden, um so besser lässt sich ein Gleichtaktanteil vermeiden und eine Synchronisation des Empfängers erreichen. Die Übertragung redundanter Bits ermöglicht eine zusätzliche Fehlererkennung oder -korrektur. Je mehr Bits übertragen werden, um so größer gestalten sich aber auch die Anforderungen an die Bandbreite des Übertragungsmediums.

Für 10-Gigabit-Ethernet wählte IEEE zwei verschiedene Kodierungsverfahren aus. Bei 10GBase-LX4 kommt die 8B/10B-Kodierung zum Einsatz, die je Byte 10 Bits überträgt. Bei vier parallelen Datenströmen mit einer Nutzdatenrate von je 2,5 GBit/s beträgt die Bruttodatenrate entsprechend 3,125 GBit/s auf jedem Kanal oder insgesamt 12,5 GBit/s. Für die seriellen Übertragungsvarianten erschien ein derartig hoher Overhead als nicht praktikabel. Deshalb kommt dort eine 64B/66B-Kodierung zum Zug, die 64 Informationsbits mit 66 zu übertragenden Bits kodiert. Die benötigte Bandbreite liegt also nur rund drei Prozent über der Nutzdatenrate.