Interfaz de alta velocidad de 3,2 Gb / s en 50 m: cobre, fibra, ¿otras ideas?

  

Las especificaciones de cat6a son para Ethernet de 100m y 10Gb (¿está bien?)

Creo que lo que intentas decir con esto es que si 10G Ethernet puede transmitir 100 m a través del cable Cat6A, debería ser posible transmitir 3.2 Gb / s a más de 50 m con el mismo cable.

La diferencia entre lo que parece que quieres hacer y la forma en que 10GbE hace las cosas es que el IO serial de Xilinx, si recuerdo correctamente, genera una única transmisión de datos serial de 3.2 Gb / s a través de un solo par de cables.

10GbE utiliza varios trucos para obtener la velocidad de datos máxima a través del cable de cobre más largo.

Primero, usan los 4 pares en el cable Cat6A para transmitir los 10 Gb / s. Eso significa que cada par solo está transmitiendo 2.5 Gb / s.

En segundo lugar, utilizan la codificación de énfasis previo para maximizar el ancho de banda utilizable del cable. Básicamente mejoran la porción de alta frecuencia de la señal transmitida. La señal transmitida entonces no parece una señal de datos limpia. Pero cuando se transmite a través del cable, la parte de alta frecuencia se atenúa, y la señal recibida está más cerca de la forma de onda ideal.

Tercero, utilizan códigos de detección de errores y de corrección de errores para permitir la transmisión de datos sin errores, incluso cuando el cable degrada la señal lo suficiente como para causar algunos errores en el flujo de bits en bruto.

Cuarto, usan una modulación de amplitud de pulso (PAM) de 16 niveles, en lugar de una simple codificación de encendido / apagado, para enviar 4 bits de datos por cada símbolo transmitido por cable.

Estos dos últimos métodos son posibles para mejorar la velocidad de datos debido al Teorema de Shannon, que dice que la velocidad de transmisión de datos máxima posible a través de un canal está determinada tanto por el ancho de banda del canal como por relación señal / ruido en el canal.

No creo que nada de esto signifique que lo que estás proponiendo es completamente imposible. Por ejemplo, la velocidad de datos de 2.5 Gb / s por par de 10 GbE se convierte en algo así como 3.125 Gb / s por par cuando se incluye la sobrecarga de codificación. Pero hacer la codificación PAM para seguir el modelo de 10GbE probablemente requiera un chip especializado tanto para el transmisor como para el receptor, y algunos trabajos de diseño detallados para que funcione.

Una posibilidad es, ¿puede simplemente empaquetar estos datos y enviarlos a través de un enlace de 10 GbE? Eso le permitiría utilizar principalmente hardware de productos básicos para mantener bajos los costos y también utilizar una solución "probada" para reducir sus riesgos. Algunos FPGA de Xilinx incluyen un MAC Ethernet completo que debería habilitar esta solución, pero no sé si está disponible al precio en el que está intentando trabajar.

Creo que 3.2 Gbits sobre 50M será casi imposible incluso con el mejor par trenzado. Creo que sería mejor ir con coaxial si pudieras, fibra de modo único aún mejor.

Mire los chipsets del mercado de videos de transmisión de TI / National. Tienen unos buenos controladores de cable SDI y un ecualizador adaptable que remata cerca de los 3Gbits. Por lo general, irán un poco más lejos. Busque en el alquiler de un probador de tasa de error de bits, o BERT. Lo necesitarás para evaluar los medios físicos.

También necesitarás un alcance rápido y una sonda LVDS si realmente esperas "mirar" cualquier cosa. El BERT escupe un PRBS y usted mira el diagrama del ojo en su receptor.

El diseño realmente no va a ser tan malo, pero es básicamente RF en este punto. Echa un vistazo a algunos de los manuales de referencia del tablero de evaluación, que tendrán diseños agradables para robar. Dependiendo de la longitud de su placa, necesitará cierta capacidad de PCB de impedancia controlada y una herramienta de PCB que lo admita y un enrutamiento de par diferente. Las tablas más rápidas como esta necesitan materiales de lujo, Gtek es un buen lugar para comenzar.

Todo se trata del "lanzamiento" que obtienes en tu cable.

Si no te importa mucho el cable, solo usa algunos controladores de cable y Xilinx SER / DES sobre unos pocos pares de un par unido y deberías ser dorado. Creo que probablemente deba ir "más ancho" que los 2 pares estándar en CAT6, estoy seguro de que puede salirse con 4 sin problemas.

Los ecualizadores de cable son agradables, pero son básicamente amplificadores de banda ancha con toneladas de ganancia, tienden a oscilar si no tienes cuidado. Premphasis es una buena forma de lidiar con eso también, simplemente no tenga ningún talón en su línea.

LVDS-M también puede funcionar para su aplicación, TI y Analog hacen partes agradables.

Echa un vistazo a esto y sus notas de aplicación: enlace

¿Te obligan a usar par trenzado?