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2024-10-23T02:38:38Z

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Der '''64b/66b-Code''' ist ein [[Leitungscode]], welcher ein 64 bit-Datenwort in ein 66 bit-Codewort abbildet. Anwendung findet dieser Leitungscode im Rahmen von [[Ethernet#Gigabit-Ethernet|Gigabit-Ethernet]], wie 10-Gigabit-Ethernet, 40-Gigabit-Ethernet und 100-Gigabit-Ethernet. Der 64b/66b-Leitungscode ist völlig anders aufgebaut und hat andere spektrale und statistische Eigenschaften als z. B. der [[8b10b-Code]].

Wie jeder Leitungscode dient er dazu, eine Nutzdatenfolge spektral an die physikalischen Anforderungen des Übertragungsmediums wie einer Leitung anzupassen. Durch die Art der Umsetzung wird insbesondere die [[Gleichanteil]]sfreiheit der erzeugten Codefolge gewährleistet, was die Übertragung über [[Impulstransformator]]en erlaubt, welche keinen Gleichanteil im Signal passieren lassen. Impulstransformatoren werden im Bereich der physischen Ethernet-Schnittstelle zur [[Galvanische Trennung|galvanischen Trennung]] eingesetzt. Außerdem ist im Rahmen der 64b/66b-Codierung garantiert, dass der Empfänger aus dem Codewort den [[Taktrückgewinnung|Takt]] rückgewinnen kann. Dies ist notwendig, damit der Empfänger erkennen kann, zu welchen Zeitpunkten ein bestimmter Zustand übertragen wird.

== Funktionsweise ==
Die 66 Bit eines Codewortes werden durch eine [[Datenpräambel|Präambel]] von 2 Bits eingeleitet. Die vier möglichen Kombinationen der Präambel bedeuten jeweils:

; Präambel ''01''
: Die folgenden 64 Bit sind Nutzdaten.
; Präambel ''10''
: Es folgt unmittelbar ein Type-Feld mit 8 Bit Länge mit daran anschließenden 56 Bit an Kontroll- und Steuerinformationen oder Nutzdaten. Die Bedeutung richtet sich nach dem Type-Feld. Das Type-Feld ist 8 Bit lang, es sind aber nur 16 Werte und damit Funktionen zulässig, diese haben untereinander eine [[Hamming-Distanz]] von mindestens 4.
; Präambeln ''00'' und ''11''
: Nicht erlaubt. Erzeugen (beim zweiten aufeinanderfolgenden Auftreten) beim Empfang einen Fehler.

Die Verwendung von ''01'' bzw. ''10'' als gültige Präambel gewährleistet eine [[Signalflanke]] innerhalb der Präambel. Dadurch kann empfangsseitig mittels einer [[Phase-locked loop|Phasenregelschleife]] der Symboltakt bestimmt werden.

Die 64-Bit-Nutzdaten bzw. 56 Bit an Steuer- und Kontrolldaten werden mittels eines [[Scrambler (Telekommunikation)#Selbstsynchronisierende (multiplikative) Scrambler|selbstsynchronisierenden Scramblers]] verknüpft, wodurch die Gleichanteilsfreiheit der Datenfelder sich nur im langfristigen Mittel einstellt. Der Scrambler ist in Form eines [[linear rückgekoppeltes Schieberegister|linear rückgekoppelten Schieberegister]]s realisiert. Der Ansatz mittels Scrambler bei der 64b/66b-Codierung ist ein wesentlicher Unterschied gegenüber dem tabellenbasierenden Leitungscode 8b10b. Die im Type-Feld verwendeten Codes bestehen aus jeweils vier ''0-'' und ''1-''Bits, so dass kein Scrambler benötigt wird.

Das Scrambling-Polynom ist: ''x''58 + ''x''39 + 1.

== Modifikationen des 64b/66b-Codes ==

=== {{Anker|x1=128b130b-Code}} 128b/130b-Code ===
Der Präambel folgen nicht 64 bit, sondern 128 bit. Wird bei [[PCI Express]] ab Version 3 verwendet.

Das Scrambling-Polynom ist: ''x''23 + ''x''21 + ''x''16 + ''x''8 + ''x''5 + ''x''2 + 1.

=== 128b/132b-Code ===
Die Präambeln lauten nicht ''01'' und ''10,'' sondern ''0011'' und ''1100.'' Weiterhin folgen, wie schon beim 128b/130b-Code, 128 Datenbits; findet Verwendung bei USB 3.1.

=== 64b/67b-Code ===
Die Präambeln lauten:

; Präambel ''001'': Die folgenden 64 Bit sind Nutzdaten.
; Präambel ''101'': Die folgenden 64 Bit sind Nutzdaten. Sie sind invertiert.
; Präambel ''010'': Die folgenden 64 Bit sind Kontroll- und Steuerinformationen.
; Präambel ''110'': Die folgenden 64 Bit sind Kontroll- und Steuerinformationen. Sie sind invertiert.
; Präambeln x''00'' und x''11'': Nicht erlaubt.

Durch geeignetes Setzen des ersten Bits kann der Encoder aktiv gegen eine DC-Drift vorgehen und kann die Disparität auf −33…+33 begrenzen.
Bei einem 64b/66b-Code ist die Disparität selbst im statistischen Mittel nicht begrenzt, was zu Base Line Drifts führt, die zu deutlich schlechteren Übertragungseigenschaften als z. B. denen von 8b/10b-Codes führt.

Die statistischen und spektralen Eigenschaften sind wesentlich gutmütiger als die der 64b/66b-Kodierung.
Verwendung findet dieser Code im von [[Cisco Systems]] und [[Cortina Systems]] entwickelten [[Interlaken (Networking)|Interlaken]]-Protokoll, was u. a. zur Kommunikation zwischen FPGAs von [[Xilinx]] und [[Altera]] verwendet wird.<ref>[http://cache.freescale.com/files/training/doc/ftf/2014/FTF-NET-F0154.pdf High-Speed I/O Interfaces: Interlaken Protocol FTF-NET-F0154.] (PDF; englisch)</ref>

== Weblinks ==
* [http://gauss.ffii.org/PatentView/EP1133123 PatentView/EP1133123] ''64b/66b coding for packetized serial data'' (englisch)
* [http://www.xilinx.com/support/documentation/application_notes/xapp775.pdf 10 Gigabit Ethernet/FibreChannel Reference Design] (PDF; 169 kB) Applikationsschrift, Xilinx, 2006 (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Leitungscode|#64b66b]]

64b66b-Code - Versionsgeschichte

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