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(chē)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(gè)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(shí)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(guò)PHD的PHD.CAP.LPI字段確認(rèn)是否支持EEE以及該功能是否開(kāi)啟。

MultiGBASE-AU的EEE功能有如下特點(diǎn)：

• 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(hào)。
• 不進(jìn)行RS-FEC編碼，缺失的220bit通過(guò)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(guò)程中產(chǎn)生的CodeWord由特定65B字符組成，分為L(zhǎng)PI refresh及LPI wake兩種。
• 節(jié)點(diǎn)通過(guò)將PHD的PHD.CAP.LPI字段設(shè)置為1開(kāi)啟該功能，將正常傳輸模式的Codeword的最后一個(gè)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(shí)，需要發(fā)送LPI wake進(jìn)行喚醒。

OAM功能

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

在功能開(kāi)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(guò)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(huì)通過(guò)MDIO寫(xiě)入對(duì)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(huì)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(guò)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(guò)程。

• 初始化后，所有的參數(shù)重置為0。
• TX_REQ是一個(gè)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(shí)，會(huì)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(huì)檢測(cè)MSGT字段，當(dāng)檢測(cè)到MSGT與上一條不同時(shí)，標(biāo)志接收到新的消息，會(huì)將MSGT和對(duì)應(yīng)的OAM data寫(xiě)入寄存器，并將MSGT的值寫(xiě)入PHYT中，通過(guò)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(huì)將本條信息的MSGT寫(xiě)入MERT中，通過(guò)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(kāi)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(duì)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(guò)程也可以如下圖所示：

結(jié)語(yǔ)

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

經(jīng)緯恒潤(rùn)作為OPEN聯(lián)盟會(huì)員和AUTOSAR聯(lián)盟的高級(jí)合作伙伴，長(zhǎng)期為國(guó)內(nèi)外各大OEM和供應(yīng)商提供涵蓋TCP/IP、SOME/IP、DoIP、AVB、TSN、DDS等技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和測(cè)試咨詢服務(wù)，積極研發(fā)和探索車(chē)載網(wǎng)絡(luò)前沿技術(shù)的工程應(yīng)用。通過(guò)多個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，已建立了高質(zhì)量、本土化的設(shè)計(jì)與測(cè)試一體化解決方案，為整車(chē)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供可靠支持。

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.