게시 및 게시 날짜 : 2004/09/06

NEC Electric, Tepco 및 에볼루션 바카라의 공동 제안서, IEEE 표준에 채택 된 이더넷에 대한 10 기가비트 트위스트 쌍 라인 오류 수정 코드

- 에볼루션 바카라 슈퍼 클러스터는 LDPC 오류 수정 코드의 유효성을 보여줍니다

포인트

  • LDPC Code (저밀도 패리티 체크 코드)의 효과를 보여주기 위해서는 엄청난 계산 능력이 필요한 시뮬레이션이 필수적이며, 지금까지 아무도 그것을 보여줄 수 없었습니다
  • 256 에볼루션 바카라 슈퍼 클러스터가 2 주 동안 실행되었으며 LDPC 코드의 효과를 성공적으로 시연했습니다
  • NEC Electric, Tepco 및 에볼루션 바카라는 7 월에 개최 된 IEEE 표준화위원회 (IEEE8023AN) 에이 성과를 공동으로 제안했으며 LDPC 코드는 만장일치로 표준으로 채택되었습니다


요약

그리드 연구 센터 [Yoshikawa Hiroyuki의 회장] (이하 "에볼루션 바카라"라고 불림), 그리드 연구 센터 [Sekiguchi Tomotsugu의 회장] 및 차세대 반도체 연구 센터 [히로즈 Zenko 회장]은 Electronics Co Power Company (이하 "Katsumata Tsunehisa"라고 불린)는 초당 10 기가비트에 꼬인 쌍 전선을 사용하여이더넷전송 "10gbase-t"표준 신호 방법오류 수정 코드LDPC 코드저밀도 패리티 체크 코드)의 효과와 관련하여 에볼루션 바카라 's에볼루션 바카라 슈퍼 클러스터를 사용하여 성공적으로 시연했습니다

이 LDPC 코드는 2004 년 7 월 미국 포틀랜드에서 개최되었습니다IEEE 표준화위원회 (IEEE8023AN)의 NEC Electric, Tepco 및 에볼루션 바카라의 세 당사자에 의해 제안되었으며, 참석자들의 투표에 의한 IEEE 표준으로 만장일치로 채택되었습니다 이로 인해 10GBase-T의 표준화가 크게 발전했습니다

NEC Electric, Tepco 및 에볼루션 바카라 인증 벤처 회사, Evolution System Research Institute (CEO, Yoshii Ken, CEO) (이하 "진화 시스템")는 각각의 관점에서 10GBase-T에 대한 표준화를 제안했습니다 그러나 그들은 오류 수정 코드에서 LDPC 코드를 지원했기 때문에 NEC Electric, Tepco 및 에볼루션 바카라가 공동 제안에 참여하여 공동 제안을했습니다

10GBase-T는 미래의 컴퓨터 연결뿐만 아니라 LAN을 묶는 네트워크 장치 및 서버 장치를 상호 연결하는 네트워크 표준이며 향후 거대한 시장을 형성 할 것으로 예상됩니다 그러나 10GBase-T의 표준화로 전송 된 신호에 대한 오류 수정 코드를 채택하는 방법은 없었으며 표준화는 진행되지 않았습니다 IEEE 표준화위원회 (IEEE8023AN)가 표준으로 채택한 오류 수정 코드를 LDPC 코드라고하며 데이터 전송 오류에 대한 디코딩 기능이 높으며 병렬로 계산 프로그램을 실행하여 고속 처리 할 수 ​​있습니다 IEEE 표준화위원회 (IEEE8023AN)는 LDPC 코드를 표준 표준으로 채택하기 위해 그 효과를 입증하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 사용했습니다오류 플로어존재하지 않습니다 이 계산은 NEC Electric에 의해 정상적인 컴퓨터가 약 75 년의 계산 시간이 필요하다고 추정했지만 에볼루션 바카라의 프로그램 최적화와 에볼루션 바카라 슈퍼 클러스터의 사용이이를 2 주로 단축시켜 LDPC 코드의 오류 플로어가 없음을 보여줍니다 이 결과는 IEEE 표준화위원회 (IEEE8023AN)가 표준으로 제안했으며 LDPC 코드는 표준으로 채택되었습니다

오류 수정 코드는 10 기가비트/S 이더넷 LSI를 개발하는 주요 개발 요소입니다 따라서이 제안서를 LDPC 코드로 오류 수정 코드로 사용하기로 한 결정으로 LSI 제조업체는 개발을 가속화하여 10GBase-T를 실현하는 것이 훨씬 더 현실적입니다 LDPC 코드는 당분간 사용할 수 있습니다IP 커뮤니케이션's backbone인터넷 데이터 센터(IDC)의 사용으로 향후 PC 연결을위한 거대한 시장을 형성 할 것으로 예상됩니다



연구 배경

현재 광섬유를 사용하는 10 기가비트/SEC 이더넷은 넓은 지역 통신에 사용되지만 꼬인 쌍 전선을 사용하는 10GBase-T 이더넷 표준에는 광학 통신 모듈이 필요하지 않으므로 장비 제조 비용을 줄이고 케이블을 처리하는 것과 같은 건설 작업의 이점이 있습니다 또한, 트위스트 페어 와이어를 사용하는 이더넷은 사무실과 가정에서 가장 인기가 높기 때문에 시장 규모가 크기 때문에이를 실현할 수있는 큰 희망이 있으며 IEEE8023AN (IEEE8023AN)은 현재 10GBase-T의 표준화를 고려하고 있습니다

그러나 10GBase-T와 같은 고속 변속기 시스템은 노이즈에 취약하여 통신 오류가 발생하며 오류 수정 코드는 전송 라인에서 발생한 통신 오류를 감지하고 수정해야하며 기존 방법과 다른 새로운 오류 수정 코드 방법의 표준화가 필요했습니다 10GBase-T의 경우, 더 높은 주파수가있는 신호는 이전보다 이더넷 케이블을 통해 전달되어 노이즈 효과가 높아지고 고주파 성분이 감쇠되어 전송 오류가 더 높아집니다 이 전송 오류 문제를 해결하려면 전송 오류가 발생하더라도 오류 수정 코드로 원본 데이터를 해독해야합니다 오류 수정 코드는 과거에 사용되었지만 10GBase-T의 경우 이전보다 훨씬 높은 기능을 갖춘 오류 수정 코드가 필요합니다 그러나 지금까지 IEEE 표준화위원회 (IEEE8023AN)는 오류 수정 코드를 채택하지 않았으며 표준화는 진행되지 않았습니다

연구 기록

지금까지 NEC Electric, Tepco, Evolution Systems 및 에볼루션 바카라는 각각의 관점에서 10GBase-T에 대한 표준화를 제안했습니다 10gbase-t에서는 Nec Ele이 있습니다단일 캐리어 방법를 기반으로 LDPC 코드의 채택을 옹호했습니다 또한 Tepco, Evolution Systems 및 에볼루션 바카라는 올해 3 월부터 시작됩니다멀티 캐리어 방법를 기반으로 LDPC 코드 채택을 주장했습니다 오류 수정 코드는 LDPC 코드 측면에서 일반적인 인수이므로 LDPC 코드를 공동으로 표준화하기로 결정했습니다

연구 결과

10GBase-T 표준을 설정하는 IEEE8023AN (IEEE8023AN)은 작년 11 월에 오류 수정 기능이 높고 병렬화를 통한 고속 처리에 적합하다고 발표했습니다저밀도 패리티 체크 코드)Intel이것은 회사가 제안했지만 오류 플로어가 없음을 입증 할 수 없었으며 표준화는 채택되지 않았습니다 에볼루션 바카라와 NEC ELE은이를 증명하는 프로그램을 개발하고 에볼루션 바카라 슈퍼 클러스터를 사용하여 대규모 컴퓨터 시뮬레이션을 수행했으며 LDPC 코드의 효과를 성공적으로 입증했습니다

LDPC 코드에 오류 플로어가 없음을 나타 내기 위해비트 오류율 (비트 오류율)Xeon클럭 주파수 306GHz)의 시계 빈도에 약 75 년의 계산 시간이 필요하다고 추정되었습니다

프로그램 실행 순서 및 부분 256 에볼루션 바카라 슈퍼 클러스터의 최적화 에볼루션 바카라Xeon306GHz2way프로세서/피크 산술 성능 157tflops)를 사용한 병렬 처리는 계산 시간을 2 주로 성공적으로 줄였으며 LDPC 코드의 오류 플로어가 없음이 밝혀졌습니다

NEC Electric, Tepco 및 에볼루션 바카라는 2004 년 7 월 14 일 미국 포틀랜드에서 개최 된 IEEE 표준화위원회 (IEEE8023AN)에서 이러한 결과를 발표하여 표준으로 제안했습니다 다음 날, 15 일, LDPC 코드는 만장일치로 표준으로 채택되었습니다

미래 계획

이번에 10GBase-T에 대한 오류 수정 코드로 LDPC 코드를 채택하면 10GBase-T의 표준화가 크게 발전됩니다

10GBase-T는 IP 커뮤니케이션의 백본 및 IDC (Internet Data Center)에 사용될 것이며 당분간 LAN을 번들로 묶는 네트워크 장치 및 서버 장치를 상호 연결하는 데 사용되지만 몇 년 안에 컴퓨터의 연결로 사용될 가능성이 높으며 거대한 시장을 형성 할 것으로 예상됩니다

또한, Evolution 시스템은 올해 4 월에 10 기가비트 이더넷에 대해 TEPCO와 공동 연구 계약을 체결했습니다



터미널 설명

◆ 이더넷
Xerox회사가 발명 한 네트워크의 매체 원본의 변속기 속도는 3Mbps 였지만이더넷20 사양은 10Mbps입니다 그런 다음 표준은 IEEE8023으로 결정되었으며 오늘날까지 계속되었습니다 통신 속도, 커뮤니케이션에 사용되는 케이블 및 데이터 교환 방법이 정의되었으며 현재 사용되는 대부분은 국내 및 국제적 으로이 표준을 준수합니다 내부 LAN에 사용되는 10 Base-T 및 100 Base-T도 IEEE 표준입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 10gbase-t
이더넷에서 데이터를 전송 및 수신하는 데 사용되는 세 가지 유형의 변속기 매체가 있습니다 : 고가의 광섬유, 구리 와이어를 사용한 저렴한 동축 케이블 및 구리 와이어를 사용하는 가장 저렴한 꼬인 쌍 와이어 이 중 10GBase-T는 꼬인 쌍 와이어를 사용하여 10 기가비트 이더넷에 대한 물리적 계층 신호의 표준을 정의합니다 트위스트 페어 와이어를 사용하는 이더넷은 사무실과 주택에서 가장 인기가 있으므로 시장 규모가 크기 때문에 제품의 표준화로 인해 가격이 저렴하고 널리 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 오류 수정 코드
전송 될 데이터와 함께 전송 된 데이터의 특성을 반영하는 추가 데이터 (Parity)를 전송하여 전송 오류가 발생하더라도 수신기 측에서 전송 오류를 감지하고 디코딩 할 수 있습니다 이러한 추가 데이터를 생성하고이를 사용하여 전송 오류를 감지하거나 디코딩하는 전체 방법을 오류 수정 코드라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ LDPC 코드 (저밀도 패리티 체크 코드
최근 몇 년 동안 고성능 오류 수정 코드로 관심을 끌었던 방법 1962 년Gallager그것은 Shannon 한계에 가까운 디코딩 특성을 가지고 있으며, 특히 10 마리의 사각형 이하의 전송 오류율이있는 시스템은 10 억 번의 전송 후에 디코딩 할 수없는 하나의 전송만으로 뛰어난 디코딩 성능을 보여줍니다[참조로 돌아 가기]
◆ 에볼루션 바카라 슈퍼 클러스터
에볼루션 바카라에 의해 소개Linux14918_15016
(참조 : 보도 자료 발표 20040510일본에서 가장 높은 성능 클러스터 컴퓨터의 작동을 시작했습니다 "에볼루션 바카라 Super Cluster"[참조로 돌아 가기]
◆ IEEE 표준화위원회 (IEEE8023AN)
10 기가비트 이더넷을 달성하기위한 세 가지 유형의 변속기 매체가 있습니다 : 광섬유, 동축 케이블 및 꼬인 페어 와이어 이 IEEE8023은 꼬인 쌍 전선을 사용하여 이더넷 통신 표준을 설정하기 위해 설립 된위원회입니다 10GBPS 전송 속도 준수, 이더넷 프레임 형식, 전이중 통신 방법 등 및 발신자 측의 표준화와 같은 표준 설정을위한 전제 조건이 제공됩니다 정상적인 IEEE 표준화 과정에 따라이위원회는 2002 년 11 월에 설립되었습니다학습 그룹로 시작되었습니다 그리고 올해 3 월에있었습니다태스크 포스
*IEEE 미국 전자 및 전자 엔지니어 협회 (전기 및 전자 엔지니어 연구소) IEEE로 알려져 있으며 전자 제품 측면에서 세계 최대의 학문 사회입니다 활동은 커뮤니케이션, 컴퓨터 구성 요소에서 원자 물리에 이르기까지 다양합니다 우리는 전자 제품, 출판 저널 및 전문위원회와 관련된 학업 회의를 개최하여 기술 표준을 결정합니다 컴퓨터위원회는 약 10 만 명의 회원을 보유하고 있으며 IEEE 컴퓨터 표준으로 유명합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 오류 플로어
오류 보정 코드에서 낮은 SNR (신호 대 잡음 전력 비율) 영역에서는 소음 전력이 감소함에 따라 디코딩 오류율이 갑자기 증가하는 반면, 높은 SNR 영역에서는 오류가 더 이상 개선되지 않는 오류 플로어라고 불리는 현상이 갑자기 증가합니다 시뮬레이션 이외의 방법을 사용 하여이 문제를 예측하는 것은 매우 어렵습니다[참조로 돌아 가기]
◆ IP 커뮤니케이션
ip (인터넷 프로토콜) 커뮤니케이션은 표준 LAN 또는 인터넷 프로토콜을 사용한 통신을 말합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 인터넷 데이터 센터 (IDC)
Dot Com Company (월드 와이드 웹을 통해 비즈니스를 수행하는 벤처 회사)를 포함한 많은 회사는 현재 인터넷을 사용하여 비즈니스를 운영하고 있지만 서비스로 사용되는 서버에는 속도, 안전 및 신뢰성이 필수적입니다 이러한 환경을 구축하는 데 많은 비용이 들기 때문에 인터넷 데이터 센터는 아웃소싱으로 기능합니다 IDC는 고객의 서버를 처리하고 인터넷 (연결성), 서버 운영 및 모니터링 환경 (시설)에 대한 연결을 제공합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 단일 캐리어 방법
일반적으로 전송하려는 정보는 캐리어라는 신호에 정보를 배치하여 전송됩니다 단일 캐리어 방법은 이들 캐리어 중 하나를 사용하여 전송하며 전형적인 예는 TDMA/CDMA입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 멀티 캐리어 방법
단일 캐리어 시스템에서 언급 한 바와 같이, 캐리어 (캐리어)는 정보 전송에 사용되지만 여러 캐리어가 특정 주파수 대역에 삽입되고 전송되는 방법을 멀티 캐리어 시스템이라고합니다 가장 일반적인 항목 중 하나는 OFDM입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 비트 오류율 (비트 오류율)
통신 채널의 전송 효율 척도, 전송 된 총 비트 수에 대한 오차 비트의 백분율을 나타냅니다 10GBase-T에서는 표준으로 10 뺀 비트 오류율이 12 번째 전력이 필요합니다[참조로 돌아 가기]
◆ tflops
flops is초당 플로팅 포인트 작업에 대한 약어입니다 플롭으로 발음됩니다 1flops는 1 개의 플로팅 포인트 작동이 초당 수행되는 속도입니다 자주 플로팅 포인트 산술을 사용하는 과학 및 기술 계산의 계산 능력을 나타내는 지표로 사용됩니다 1tflops (Teraflops)에는 초당 1 조의 부동 소수점 산술 전력이 있습니다[참조로 돌아 가기]



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