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HS-BASE-P: Tecnología de capa física

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Viene de HS-BASE-P: Estructura y rendimiento

El nuevo estándar es una capa física desarrollada para acercarse al límite de Shannon de canales de comunicación SISO como POF.

Arquitectura de tecnología HS-BASE-P (Fuente: VDE 0885-763-1)
Arquitectura de tecnología HS-BASE-P (Fuente: VDE 0885-763-1)

HS-BASE-P permite implementaciones en silicio final económicas y que reducen el riesgo de los implementadores, que encontrarán en este estándar una buena alternativa en térmicos de precio y consumo energético con respecto a capas físicas 802.3 1000Base-T existentes.

El sistema de comunicación se estructura según los siguientes puntos:

  • Ecualización de canal basada en la pre-codificación Tomlinson-Harashima
  • Codificación de canal basada en Multi-Level Coset Coding (MLCC)*. Fundamentada en códigos de componentes binarios de bajo coste, MLCC ofrece un esquema FEC de elevada ganancia de codificación con capacidad de implementación HW de baja complejidad para eficiencias espectrales medias y altas. La propiedad de eficiencia espectral configurable del MLCCle permite mantener una ganancia de codificación constante.
  • Estructura de trama para adaptación contínua al medio e implementación de bajo coste de receptores con recuperación de tiempos, estimación de canal no lineal y ecualización. La especificación téncia permite un arranque de enlace rápido y fiable.
  • Energy Efficient Ethernet (EEE) basado en modos de bajo consumo.
Presupuesto de potencia de enlace óptima para HS-BASE-P (Fuente: VDE/DKE WG 412.7.1)
Presupuesto de potencia de enlace óptima para HS-BASE-P (Fuente: VDE/DKE WG 412.7.1)

El diagrama de bloques de transmisión se muestra en la Figura 5 la arquitectura de HS-BASE-P. Las partes PCS/PMA y PMD están codificados en diferentes colores. Los tres paths de datos necesarios para construcción de trama, payload, cabeceras y pilotos aparecen en este diagrama.

Como se mencionaba anteriormente, el nuevo estándar utiliza una técnica de codificación denominada Multi-Level Coset Coding (MLCC) que divide el tráfico en tres flujos. La codificación sólo tiene lugar en dos de dichos flujos lo que optimiza el rendimiento. Con tasas binarias de datos de 1 Gbps, MLCC contribuye a disminuir el coste y el consumo de soluciones de codificación alternativas.

El sistema de comunicación ha sido diseñado para optimizar la capacidad del canal, que no sólo se compone de fibra, sino también de optoelectrónica. Se evaluaron múltiples modos de transmisión para combinar los diferentes esquemas de modulación con una plétora de ratios de símbolo.

Un enfoque de optimización numérica basado en teoría de la información conlleva la selección de una “combinación ganadora” del ratio de símbolo de 312.5 MHz con niveles de modulación 16-PAM. Este “punto óptimo” se observa en la siguiente figura.

prestaciones EEE para diferentes tiempos de transición
Prestaciones EEE para diferentes tiempos de transición

HS-BASE-P posibilita la implementación de EEE, que se traduce en un rendimiento óptimo en términos de consumo de potencia de todo el sistema de comunicación. La siguiente figura presenta las prestaciones EEE para diferentes tiempos de transición desde ON a IDLE. Para realizar una comparación, también se muestran las prestaciones de 1000 BASE-T EEE. HS-BASE-P EEE es claramente superior a la alternativa 1G BASE-T.

Sigue en HS-BASE-P: Conclusión

*: G.D. Forney y otros, “Sphere-bound achieving coset codes and multilever coset codes”, IEEE Trans. on Information Theory, vol 46, no.3, Mayo 2000, pp. 820-850.