У індустрыі аптычнай сувязі аптычныя модулі найбольш падвяргаюцца ўздзеянню.Яны маюць розныя фізічныя памеры, а колькасць каналаў і хуткасць перадачы моцна адрозніваюцца.Як вырабляюцца гэтыя модулі, якія ў іх характарыстыкі і ўсе сакрэты - у стандарце.
Старыя стандарты ўпакоўкі, такія як GBIC, XPAK, X2 і Xenpak, будуць ігнаравацца, і асноўная энергія будзе сканцэнтравана на больш энергічных або новых стандартах, якія будуць ацэньвацца адзін за адным ніжэй.
Арганізацыя па стандартызацыі SFF: Арганізацыя па стандартызацыі SFF (невялікая ўпакоўка з малым формаў-фактарам) была створана ў жніўні 1990 г. Першапачаткова яна распрацоўвала 2,5-цалевыя дыскаводы, а ў лістападзе 1992 г. пашырылася на іншыя вобласці. Да гэтага часу SFF стаў найбольш распаўсюджаным і паспяховым модульны стандарт у галіне ўпакоўкі аптычных модуляў.Стандарты аптычных модуляў, сфармуляваныя SFF, у асноўным уключаюць SFP / QSFP / XFP.
Стандарт SFP
SFP (small form-factor Pluggable), сямейства падключаемых прыёмаперадатчыкаў малога формаў-фактара, якія ў асноўным выкарыстоўваюцца для Ethernet, Fiber Channel, Wireless CPRI, SONET: вызначае аднаканальны пакет SFP ад 1 Гбіт/с да 28 Гбіт/с, які павінен быць адпавядае стандарту, яго структура паказана на малюнку ніжэй.Спачатку быў дэкларатыўны дакумент, напрыклад, SFF-8402 прапанаваў SFP28, SFF-8083 прапанаваў SFP10 (лічба ў канцы ўяўляе ўзровень хуткасці перадачы, SFP10 цяпер часта запісваюць як SFP +), гэты дэкларацыйны дакумент згадваў, якія тэхнічныя патрабаванні ён cited Гэтыя цытаваныя тэхнічныя патрабаванні ў сукупнасці складаюць асноўны стандарт для гэтага модуля.
Тэхнічныя характарыстыкі серыі SFP у асноўным уключаюць:
SFF-8432, вызначае памер модуля (у асноўным памер ўстаноўкі), сілу закаркоўвання і спецыфікацыі клеткі модуля.
SFF-8071 вызначае раз'ём слота для карты на матчынай плаце HOST і паслядоўнасць доступу залатым пальцам мацярынскай платы модуля.
SFF-8433 вызначае тэхнічныя спецыфікацыі некалькіх клетак модуляў, размешчаных бок аб бок, і шрапнэлі EMI.
SFF-8472, вызначае характарыстыкі модуля памяці і кіравання дыягностыкай.
SFF-8431 вызначае крыніцу харчавання, нізкахуткасныя электрычныя сігналы (лініі сувязі), высакахуткасныя сігналы, час, а таксама характарыстыкі чытання і запісу ў памяць.
Паколькі ўзровень падтрымкі SFP становіцца ўсё вышэй і вышэй, спецыфікацыя высакахуткаснага сігналу ў SFF8431 не прымяняецца да SFP16 / 28, таму SFF-8431 пазней быў падзелены на SFF-8418 і SFF-8419.SFF-8418 канкрэтна вызначае патрабаванні да інтэрфейсу высакахуткаснага электрычнага сігналу 10 Гбіт / с.Каб даведацца пра патрабаванні да фізічнага інтэрфейсу вышэй за 10 Гбіт/с, звярніцеся да Fibre Channel.SFF-8419 спецыяльна вызначае кантэнт, акрамя высакахуткасных сігналаў, у SFF-8431, які падыходзіць для ўсіх модуляў серыі SFP.
Такім чынам, інжынеры па распрацоўцы структуры модуля SFP павінны быць знаёмыя з SFP-8431.Калі вы чалавек, які распрацоўвае друкаваныя платы, піша праграмнае забеспячэнне або праводзіць тэсціраванне, SFF-8472, SFF-8418 і SFF-8419 павінны быць знаёмыя з гэтым.
Стандарт QSFP
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), чатырохканальны мініяцюрны падключаны прыёмаперадатчык, які ў асноўным выкарыстоўваецца ў сямействе пратаколаў Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET: QSFP абнаўляе аднаканальны SFP да чатырох каналаў з аб'ёмам толькі It больш чым у два разы.Для камутатара таго ж памеру камутацыйная здольнасць QSFP у 2,67 раза большая, чым у SFP.Пратакол QSFP першапачаткова быў вызначаны ў INF-8438i, затым абноўлены да SFF-8436,
а затым SFF-8436 быў падзелены на некалькі частак для вызначэння і даведкі.Архітэктура цяпер падобная на SFP:
Тэхнічныя характарыстыкі QSFP у асноўным ўключаюць:
SFF-8679 вызначае спецыфікацыі высакахуткаснага сігналу, нізкахуткаснага сігналу, блока харчавання, сінхранізацыі модуля, а таксама вызначае характарыстыкі аптычнага інтэрфейсу і колеру нацяжнога кольца.
SFF-8636, вызначае інфармацыю аб памяці, аперацыі чытання і запісу памяці.
SFF-8661 вызначае памер модуля, памер залатога пальца і спецыфікацыю сілы ўстаўкі і выдалення модуля.
SFF-8662 і SFF-8663 вызначаюць клетку і раз'ём (тып A) модуля QSFP28.
SFF-8672 і SFF-8683 вызначаюць клеткі і раздымы (тып B) модуля QSFP28.
SFF-8682 і SFF-8683 вызначаюць клеткі і раздымы модуляў QSFP14 і ніжэй.
Іншую дадатковую інфармацыю для QSFP можна паглядзець у пратаколе Infiniband.(InfiniBand TM ArchitectureSpecification Volume )
Стандарт XFP
XFP (10 Gb / s Small Form Factor Pluggable module, дзе X абазначае 10 рымскімі лічбамі і ў асноўным выкарыстоўваецца для SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet і валаконна-валаконнага канала) сямейства пратаколаў: XFP Гэта наладжвальны па даўжыні хвалі модуль, які быў першапачаткова вызначаны XFP MSA і пазней адпраўлены ў арганізацыю SFF для публікацыі.Пратакол XFP уключае SFF-8477 і INF-8077.
Пратакол INF8077 вызначае памер, электрычны інтэрфейс, інфармацыю аб памяці, кантроль сувязі і дыягностыку модуля XFP (пратакол уключае ўсе аспекты модуля).SFF-8477 у асноўным аптымізаваны для рэгулявання даўжыні хвалі.
Стандарт CXP
Пратакол CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-канальны невялікі падключаемы пакет, дзе C азначае 100G, у асноўным выкарыстоўваецца для Infiniband, Fiber Channel, Ethernet) у асноўным рэгулюецца арганізацыяй Infiniband.
Дадатак A6 120 Гбіт / с 12x Small Form-factor Plugable (CXP) InterfaceSpecification for Cables, Active Cables & Transceivers забяспечвае ўсе аспекты спецыфікацый CXP (можна спампаваць бясплатна на www.infinibandta.org).Акрамя таго, арганізацыя SFF рэгулюе шчытавыя клеткі і слоты для карт для CXP розных класаў хуткасці.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Shielded Cage / Connector, 12-канальная клетка CXP і спецыфікацыя слота для платы модуляў.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Гбіт / с 12X Экранаваны корпус / раз'ём (CXP10) 12x10 Гбіт / с CXP клетка модуля і спецыфікацыі слота платы модуля.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Гбіт / с 12X Экранаваны каркас / раз'ём (CXP14) 12x14 Гбіт / с CXP модульная клетка і спецыфікацыі слота для платы модуля.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Гбіт / с 12X Экранаваны корпус / раз'ём (CXP28) 12x28 Гбіт / с CXP клетка модуля і характарыстыкі слота платы модуля.
microQSFP (мініяцюрызаваны QSFP), шматмерны пратакол, створаны ў 2015 годзе, уяўляе сабой 4 канала, як QSFP, але памер адпавядае толькі памеру модуля SFP, і ён падтрымлівае хуткасці каналаў 25G і 50G (мадуляцыя PAM4).Дзякуючы канструкцыі цеплаадводных рэбраў на корпусе модуля, ён мае лепшыя цеплавыя характарыстыкі.«МАЛЫ ФОРМ-ФАКТАР Micro QUAD, МАЛЫ ФОРМ-ФАКТАР, ЧАТЫРЫХКАНАЛЬНЫ РАЗ'ЯДЗІМЫ, ФОРМ-ФАКТАР ХОСТ-РАЗ'ЕМ І КЛЕТКА» падрабязна апісвае спецыфікацыю micro-QSFP.
Пакет CFP
За выключэннем пакетаў SFP і QSFP, CFP павінен быць найбольш распаўсюджанай формай упакоўкі ў аптычных модулях.C у CFP уяўляе сабой 100 рымскімі лічбамі, таму CFP у асноўным прызначаны для прыкладанняў са хуткасцю 100G (уключаючы 40G) і вышэй.
Сямейства CFP у асноўным уключае CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, CFP8 з якіх усё яшчэ знаходзіцца на стадыі прапановы.
У адрозненне ад дадатковых лічбаў 10 і 28 за QSFP, якія азначаюць клас хуткасці, лічбы за CFP прадстаўляюць новае пакаленне з больш кампактным памерам (за выключэннем CFP8) і больш высокай шчыльнасцю.
Калі пакет CFP быў прапанаваны ўпершыню, было тэхнічна складана дасягнуць адзінай хуткасці 25 Гбіт/с, таму хуткасць электрычнага інтэрфейсу кожнага CFP была вызначана як узровень 10 Гбіт/с, а 40G і 40G былі дасягнуты праз 4x10Gb/s і 10x10Gb. / s электрычныя інтэрфейсы.Хуткасць модуля 100G.Памер модуля CFP настолькі вялікі, што ён можа змясціць мноства функцый матчынай платы ў модуль для завяршэння [ASIC (SerDes)].Калі хуткасць кожнага аптычнага шляху не адпавядае хуткасці ланцуга, вы можаце завяршыць пераўтварэнне хуткасці праз гэтыя ланцугі (каробка перадач). Напрыклад, аптычны порт 4X25Gb/s пераўтворыцца ў электрычны порт 10x10Gb/s.
Памер CFP2 толькі ўдвая меншы за CFP.Электрычны інтэрфейс можа падтрымліваць адну 10 Гбіт / с, адну 25 Гбіт / с або нават 50 Гбіт / с.З дапамогай электрычных інтэрфейсаў 10x10G, 4x25G, 8x25G і 8x50G можна дасягнуць хуткасці модуляў 100G / 200G / 400G.
Памер CFP4 памяншаецца ўдвая менш, чым CFP2.Электрычны інтэрфейс падтрымлівае адзінкавыя 10 Гбіт / с і 25 Гбіт / с, а хуткасць модуля 40G / 100G дасягаецца за кошт 4x10Gb / s і 4x25Gb / s.Модулі CFP4 і QSFP вельмі падобныя, абодва з'яўляюцца чатырохбаковымі, абодва падтрымліваюць 40G і 100G;розніца ў тым, што модулі CFP4 маюць больш магутныя функцыі кіравання і вялікія памеры (гэта недахоп для перадачы дадзеных з высокай шчыльнасцю) і могуць падтрымліваць больш буйныя функцыі.Энергаспажыванне, для класаў хуткасці вышэй за 25 Гбіт / с і сцэнарыяў перадачы на далёкія адлегласці (патрабуецца кантроль тэмпературы TEC, вялікае энергаспажыванне), можна адлюстраваць перавагі модуляў CFP4 у спажыванні энергіі і цеплавыдзяленні.
Такім чынам, перадача дадзеных на кароткія адлегласці - гэта ў асноўным свет QSFP;для прыкладанняў 100G-LR4 10 км, CFP4 і QSFP28 падзелены пароўну.
Стандарты сямейства CFP паказаны на наступным малюнку: кожны стандарт мае 3 файлы, з якіх «CFPx MSA Hardware Specification Revision» з'яўляецца праграмным файлам, які коратка апісвае канцэпцыю модуля, кіраванне модулем, электрычны інтэрфейс, механічны памер, аптычны інтэрфейс, cheat Slots і іншыя спецыфікацыі, два іншых дакумента вызначаюць падрабязныя механічныя памеры.
CFP MSA таксама мае дзве агульнадаступныя тэхнічныя спецыфікацыі: размеркаванне PIN-кода REV.25 вызначае вызначэнне штыфта модуля, а «Спецыфікацыя інтэрфейсу кіравання CFP MSA» дэталёва вызначае кантроль кіравання модулямі і інфармацыю аб рэгістрах.
Высакахуткасны электрычны інтэрфейс модуля CFP залежыць ад прымянення і спасылаецца на спецыфікацыі электрычнага інтэрфейсу CAUI, XLAUI і CEI-28G / 56G у IEEE802.3.
CFP8 - гэта пакет, спецыяльна прапанаваны для 400G, і яго памер эквівалентны CFP2.Электрычны інтэрфейс падтрымлівае хуткасць канала 25 Гбіт/с і 50 Гбіт/с і дасягае хуткасці модуля 400 Гбіт праз электрычныя інтэрфейсы 16x25G або 8x50.CFP8 - гэта толькі прапанова, афіцыйнага стандарту для публічнай загрузкі не існуе.
CDFP MSA была створана ў 2013 годзе, і стандарт упакоўкі CDFP, які яны выпусцілі, быў першым стандартам упакоўкі аптычнага модуля 400G.У той час стандарт электрычнага інтэрфейсу складаў толькі 25 Гбіт / с (OIF-CEI-28G-VSR), таму CDFP проста зрабіў 16 каналаў і завяршыў хуткасць модуля 400G праз 16x25G, і гэта было спецыяльна разлічана на кароткія далёкасць прымянення менш за 2 км.
Калі 16-канальныя электрычныя парты размешчаны ў шэраг, аб'ём будзе надзвычай велізарным, таму модуль CDFP проста аб'яднаў дзве друкаваныя платы і выкарыстаў інтэрфейс MPO16 на аптычным порце.Увесь модуль выглядае асабліва тоўстым!У адпаведнасці з размяшчэннем аптычных і электрычных партоў, ёсць тры памеры модуляў.
Апошні стандарт CDFP: «400 Гбіт / с (16 X 25 ГБ / с) PLUGGABLE TRANSECEIVER Rev 3.0», які вызначае электрычны інтэрфейс, інтэрфейс кіравання, аптычны інтэрфейс, памер модуля / слота / клеткі модуля CDFP, EMI / ESD звязаны змест.Сёння PAM4 вельмі папулярны, мяркуецца, што гэты пакет вельмі правераны.
Апошні стандарт упакоўкі, які падтрымлівае 400G, павінен быць QSFP-DD.Гэтая арганізацыя была створана ў лютым 2016 г. і выпусціла апошні стандарт «QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSECEIVER Rev 1.0» у верасні 2016 г. QSFP-DD прыкладна такога ж памеру, як QSFP (проста таму, што ёсць дадатковы шэраг ланцугоў, няшмат даўжэй).Асноўным змяненнем з'яўляецца падваенне электрычнага інтэрфейсу QSFP з чатырох да васьмі і падтрымка хуткасці канала 50 Гбіт / с (8X50 складае 400 ГБ).Электрычны інтэрфейс QSFP-DD сумяшчальны з QSFP, але не наадварот.
Прыведзеныя вышэй абмеркавання - гэта ўсе аптычныя модулі 100G і 400G.Давайце паглядзім на даступны CSFP.Нягледзячы на тое, што апошні стандарт CSFP - гэта «спецыфікацыі campact SFP», выпушчаныя ў 2009 годзе, ён зусім не састарэў.Campact азначае больш кампактныя, чым аптычныя модулі SFP, і колькасць каналаў таксама можна гнутка канфігураваць.CSFP вызначае 3 тыпы: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP option1 і 2CH campact SFP option2.
Чорная тэхналогія ўпакоўкі CFP2—ACO
Нарэшце, давайце паглядзім на самую перадавую тэхналогію чорнага колеру ў стандартах упакоўкі аптычных модуляў: CFP2-ACO.У асноўным ён вызначаецца OIF і спасылаецца на механічныя памеры CFP2.Задняя ACO азначае аналагавы кагерэнтны аптычны модуль.У асноўным ён складаецца з вузкага лазера з перабудовай па шырыні лініі, мадулятара і кагерэнтнага прыёмніка.DSP (лічбавая апрацоўка сігналу) размешчаны па-за модуля.Гэты модуль неверагодны.З дапамогай тэхналогіі мадуляцыі DP-QPSK і DP-xQAM хуткасць адной даўжыні хвалі можа лёгка перавышаць 100 Гбіт / с, а адлегласць перадачы можа перавышаць 2000 км.