High-Speed-Schnittstellen: Lane-Raten von PCIe, USB, Ethernet, SAS, DisplayPort und HDMI
Rate pro Lane, Codierung und Nyquist-Frequenz von PCIe, USB, Ethernet, SAS/SATA, DisplayPort und HDMI.
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Die Signalisierungsraten sind Nennwerte der jeweiligen Standards. Nutzdaten pro Lane = Signalisierungsrate × Codierungseffizienz (Protokoll-Overhead oberhalb der Leitungscodierung ist nicht enthalten). Nyquist = Symbolrate ÷ 2 (bei PAM4 ist die Symbolrate die halbe Bitrate; die Tabelle nennt die Symbolrate). Die tatsächlichen Grenzen legen Standard, Kanalgrenzen und Compliance-Masken fest — siehe Standard und Steckverbinder-Datenblatt.
Häufige Fragen
Warum ist die nutzbare Datenrate niedriger als die Leitungsrate?
Die Leitungscodierung erzeugt Overhead: 8b/10b überträgt 8 Datenbits pro 10 Leitungsbits (80 %), 128b/130b etwa 98,5 %. Eine PCIe-2.0-Lane mit 5 Gb/s transportiert daher 4 Gb/s Nutzdaten.
Was ist der Unterschied zwischen NRZ und PAM4?
NRZ sendet ein Bit pro Symbol mit zwei Spannungspegeln, PAM4 zwei Bit pro Symbol mit vier Pegeln. Bei gleicher Bitrate halbiert PAM4 die Symbolrate (und die Nyquist-Frequenz), verliert aber Signal-Rausch-Reserve.
Nur zur ersten Abschätzung — maßgeblich sind das Datenblatt des Herstellers und die jeweils geltenden NEC-/IEC-/UL-Normen. Die Ergebnisse folgen den auf dieser Seite genannten Standardformeln und dienen nur als Entwurfsabschätzung. Sie sind keine Bemessung eines bestimmten Bauteils — prüfen Sie Strom, Spannung, Temperatur und Umgebungsgrenzen immer im Datenblatt des vorgesehenen Teils.
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