A la indústria de la comunicació òptica, els mòduls òptics són els més exposats.Tenen diferents mides físiques, i el nombre de canals i les velocitats de transmissió varien molt.Com es produeixen aquests mòduls, quines són les seves característiques i tots els secrets es troben a l'estàndard.
Els estàndards d'embalatge més antics com GBIC, XPAK, X2 i Xenpak seran ignorats, i l'energia principal es centrarà en els estàndards més vigorosos o nous, que s'avaluaran un per un a continuació.
Organització d'estandardització SFF: l'organització d'estandardització SFF (small form-factor small package) es va establir l'agost de 1990. Inicialment va desenvolupar unitats de disc de 2,5 polzades i es va expandir a altres camps el novembre de 1992. Fins ara, SFF s'ha convertit en el més comú i reeixit. mòdul estàndard en el camp de l'embalatge de mòduls òptics.Els estàndards de mòduls òptics formulats per SFF inclouen principalment SFP / QSFP / XFP.
Estàndard SFP
SFP (small form-factor Pluggable), una família de transceptors connectables de factor de forma petit, utilitzat principalment per Ethernet, canal de fibra, CPRI sense fil, SONET: defineix un paquet SFP d'un sol canal d'1 Gb/s a 28 Gb/s que hauria de ser compleix amb la norma, la seva estructura es mostra a la figura següent.Primer hi havia un document declaratiu, com ara SFF-8402 proposat SFP28, SFF-8083 proposat SFP10 (el número al final representa el nivell de velocitat de transmissió, SFP10 sovint s'escriu com a SFP + ara), aquest document de declaració esmentava quins requisits tècnics té citats Aquests requisits tècnics citats constitueixen conjuntament la norma substantiva d'aquest mòdul.
Les especificacions tècniques de la sèrie SFP inclouen principalment:
SFF-8432, defineix la mida del mòdul (principalment la mida de la instal·lació), la força de connexió i l'especificació de la gàbia del mòdul.
SFF-8071 defineix el connector de la ranura de la targeta de la placa base HOST i la seqüència d'accés del dit daurat de la placa base del mòdul.
SFF-8433, defineix múltiples gàbies de mòduls de costat i especificacions tècniques de metralla EMI.
SFF-8472, defineix la memòria del mòdul i les especificacions de gestió de diagnòstic.
SFF-8431 defineix la font d'alimentació, els senyals elèctrics de baixa velocitat (línies de comunicació), els senyals d'alta velocitat, el temps i les especificacions de lectura i escriptura de memòria.
Com que la taxa de suport SFP és cada cop més alta, l'especificació del senyal d'alta velocitat a SFF8431 no s'aplica a SFP16/28, de manera que SFF-8431 es va dividir més tard en SFF-8418 i SFF-8419.SFF-8418 defineix específicament els requisits d'interfície de senyal elèctric d'alta velocitat de 10 Gb/s.Per obtenir requisits d'interfície física superiors a 10 Gb/s, consulteu Fibre Channel.SFF-8419 defineix específicament contingut diferent dels senyals d'alta velocitat a SFF-8431, que és adequat per a tots els mòduls de la sèrie SFP.
Per tant, els enginyers de disseny de l'estructura del mòdul SFP han d'estar familiaritzats amb SFP-8431.Si sou una persona que dissenya PCB, escriu programari o realitza proves, SFF-8472, SFF-8418 i SFF-8419 n'han d'estar familiaritzats.
Estàndard QSFP
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), un transceptor endollable miniaturitzat de quatre canals, utilitzat principalment a la família de protocols Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET: QSFP actualitza un SFP d'un sol canal a quatre canals amb un volum de només It està més que duplicat.Per a un interruptor de la mateixa mida, la capacitat de commutació QSFP és 2,67 vegades la de SFP.El protocol QSFP va ser definit originalment per INF-8438i, després actualitzat a SFF-8436,
i després SFF-8436 es va dividir en diverses parts per a la seva definició i referència.L'arquitectura és ara similar a SFP:
Les especificacions tècniques de QSFP inclouen principalment:
SFF-8679, defineix el senyal d'alta velocitat, el senyal de baixa velocitat, la font d'alimentació, les especificacions de temporització del mòdul i defineix les especificacions de la interfície òptica i el color de l'anell d'extracció.
SFF-8636, defineix informació de memòria, operacions de lectura i escriptura de memòria.
SFF-8661, defineix la mida del mòdul, la mida del dit d'or i l'especificació de la força d'inserció i retirada del mòdul.
SFF-8662 i SFF-8663 defineixen la gàbia i el connector (tipus A) del mòdul QSFP28.
SFF-8672 i SFF-8683 defineixen les gàbies i els connectors (tipus B) del mòdul QSFP28.
SFF-8682 i SFF-8683 defineixen les gàbies i els connectors de QSFP14 i mòduls de velocitat inferior.
Es pot veure una altra informació addicional per a QSFP al protocol Infiniband.(Volum d'especificacions d'arquitectura InfiniBand TM)
Estàndard XFP
XFP (mòdul connectable de factor de forma petit de 10 Gb/s, on X significa 10 en números romans i s'utilitza principalment per a la família de protocols SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet i canal de fibra): XFP És un mòdul ajustable de longitud d'ona, que va ser definit originalment per XFP MSA i posteriorment es va enviar a l'organització SFF per a la seva publicació.El protocol XFP inclou SFF-8477 i INF-8077.
El protocol INF8077 defineix la mida, la interfície elèctrica, la informació de memòria, el control de la comunicació i el diagnòstic del mòdul XFP (el protocol inclou tots els aspectes del mòdul).SFF-8477 està optimitzat principalment per al control d'ajust de longitud d'ona.
Estàndard CXP
El protocol CXP (12x Small Form-Factor Pluggable, 12 canals petit paquet connectable, on C significa 100G, utilitzat principalment per a Infiniband, canal de fibra, Ethernet) està regulat principalment per l'organització Infiniband.
L'Annex A6 120 Gb/s 12x Interfície connectable de factor de forma petit (CXP) L'especificació per a cables, cables actius i transceptors ofereix tots els aspectes de les especificacions CXP (es pot descarregar gratuïtament a www.infinibandta.org).A més, l'organització SFF regula les gàbies d'escut i les ranures per a targetes per a CXP de diferents graus de velocitat.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Gàbia blindada / Connector Especificació de la gàbia CXP de 12 canals i la ranura de la placa del mòdul.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multicarril 10 Gb/s 12X Gàbia blindada / connector (CXP10) 12x10 Gb/s CXP gàbia de mòduls i especificacions de ranura de la placa de mòdul.
SFF-8647 Mini Multicarril 14 Gb/s 12X gàbia blindada / connector (CXP14) 12x14 Gb/s CXP gàbia del mòdul i especificacions de ranura de la placa del mòdul.
SFF-8648 Mini Multicarril de 28 Gb/s 12X Gàbia blindada / Connector (CXP28) 12x28Gb/s Especificacions de la gàbia del mòdul CXP i la ranura de la placa del mòdul.
microQSFP (QSFP miniaturitzat), un protocol multidimensional establert el 2015, té 4 canals com QSFP, però la mida és només la mida d'un mòdul SFP i admet taxes de canal de 25G i 50G (modulació PAM4).A través del disseny d'aletes de dissipació de calor a la carcassa del mòdul, té un millor rendiment tèrmic."Transceptor endollable de quatre canals, connector d'amfitrió i factor de forma de muntatge de la gàbia Micro QUAD SMALL" detalla l'especificació micro-QSFP.
Paquet CFP
Excepte els paquets SFP i QSFP, CFP hauria de ser la forma més comuna d'embalatge en mòduls òptics.La C del CFP representa 100 al rellotge de numeració romana, de manera que el CFP està dirigit principalment a aplicacions amb una taxa de 100G (incloent-hi 40G) i superior.
La família CFP inclou principalment CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, dels quals CFP8 encara es troba en fase de proposta.
A diferència dels números addicionals 10 i 28 darrere del QSFP, que representen el grau de velocitat, els números darrere del CFP representen una nova generació, amb una mida més compacta (excepte el CFP8) i una densitat més alta.
Quan es va proposar el paquet CFP per primera vegada, era tècnicament difícil aconseguir una única taxa de 25 Gb/s, de manera que la taxa d'interfície elèctrica de cada CFP es va definir com un nivell de 10 Gb/s, i 40G i 40G es van aconseguir mitjançant 4x10Gb/s i 10x10Gb. / s interfícies elèctriques.Velocitat del mòdul 100G.La mida del mòdul CFP és tan gran que pot posar moltes funcions a la placa base al mòdul per completar [ASIC (SerDes)].Quan la velocitat de cada camí òptic no coincideix amb la velocitat del circuit, podeu completar la conversió de la taxa a través d'aquests circuits (caixa d'engranatges) Per exemple, el port òptic 4X25Gb / s es converteix en un port elèctric 10x10Gb / s.
La mida de CFP2 és només la meitat de la de CFP.La interfície elèctrica pot suportar un sol 10 Gb/s, o un sol 25 Gb/s o fins i tot 50 Gb/s.A través de les interfícies elèctriques 10x10G, 4x25G, 8x25G i 8x50G, es poden aconseguir tarifes de mòduls 100G / 200G / 400G.
La mida de CFP4 es redueix a la meitat de la de CFP2.La interfície elèctrica admet 10 Gb/s i 25 Gb/s, i la velocitat del mòdul de 40G/100G s'aconsegueix mitjançant 4x10Gb/s i 4x25Gb/s.Els mòduls CFP4 i QSFP són molt similars, tots dos són de quatre vies i tots dos admeten 40G i 100G;la diferència és que els mòduls CFP4 tenen funcions de gestió més potents i mides més grans (això és un desavantatge per a comunicacions de dades d'alta densitat) i poden suportar funcions més grans.Consum d'energia, per a graus de velocitat superiors a 25 Gb / s i escenaris de transmissió de llarga distància (requereix control de temperatura TEC, gran consum d'energia), es poden reflectir els avantatges dels mòduls CFP4 en el consum d'energia i la dissipació de calor.
Per tant, la comunicació de dades a curta distància és bàsicament el món de QSFP;per a aplicacions 100G-LR4 de 10 km, CFP4 i QSFP28 es divideixen a parts iguals.
Els estàndards de la família CFP es mostren a la figura següent: cada estàndard té 3 fitxers, dels quals "CFPx MSA Hardware Specification Revision" és un fitxer programàtic, que descriu breument el concepte del mòdul, la gestió del mòdul, la interfície elèctrica, la mida mecànica, la interfície òptica, trampes Slots i altres especificacions, els altres dos documents defineixen dimensions mecàniques detallades.
CFP MSA també té dues especificacions tècniques públiques, PIN Allocation REV.25 especifica la definició del pin del mòdul i "CFP MSA Management Interface Specification" defineix el control de gestió del mòdul i la informació del registre en detall.
La interfície elèctrica d'alta velocitat del mòdul CFP depèn de l'aplicació i fa referència a les especificacions de la interfície elèctrica CAUI, XLAUI i CEI-28G / 56G a IEEE802.3.
CFP8 és un paquet proposat específicament per a 400G, i la seva mida és equivalent a CFP2.La interfície elèctrica admet velocitats de canal de 25 Gb / s i 50 Gb / s, i aconsegueix velocitats de mòduls de 400 G mitjançant interfícies elèctriques 16x25G o 8×50.CFP8 és només una proposta, no hi ha cap estàndard oficial per a la descàrrega pública.
El CDFP MSA es va establir el 2013 i l'estàndard d'embalatge CDFP que van publicar va ser el primer estàndard d'embalatge de mòduls òptics 400G.En aquell moment, l'estàndard de la interfície elèctrica era només de 25 Gb / s (OIF-CEI-28G-VSR), de manera que el CDFP simplement va fer 16 canals i va completar la velocitat del mòdul 400G a través de 16x25G, i estava específicament dirigit a curt termini. aplicacions d'abast inferior a 2 km.
Si els ports elèctrics de 16 vies estan disposats en fila, el volum serà extremadament gran, de manera que el mòdul CDFP simplement va reunir dues plaques de PCB i va utilitzar la interfície MPO16 al port òptic.Tot el mòdul sembla especialment gros!Segons la disposició dels ports òptics i elèctrics, hi ha tres mides de mòduls en total.
L'últim estàndard CDFP és: "400 Gb / s (16 X 25 GB / s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0 ″ que especifica la interfície elèctrica, la interfície de gestió, la interfície òptica, la mida del mòdul / ranura / gàbia del mòdul CDFP, EMI / ESD contingut relacionat.Avui, PAM4 està tan calent, es calcula que aquest paquet està molt provat.
L'últim estàndard d'embalatge que admet 400G hauria de ser QSFP-DD.Aquesta organització es va establir el febrer de 2016 i va llançar l'últim estàndard "QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0" al setembre de 2016. QSFP-DD té aproximadament la mateixa mida que QSFP (només perquè hi ha una fila addicional de circuits, una mica). més llarg).El canvi bàsic és duplicar la interfície elèctrica QSFP de quatre a vuit i suportar la taxa de canal de 50 Gb / s 8X50 és de 400G).La interfície elèctrica QSFP-DD és compatible amb QSFP, però no a l'inrevés.
Les discussions anteriors són tots els mòduls òptics 100G i 400G.Vegem el CSFP accessible.Tot i que l'últim estàndard CSFP són les "especificacions SFP de camp" llançades el 2009, no està gens obsolet.Campact significa més compacte que els mòduls òptics SFP, i el nombre de canals també es pot configurar de manera flexible.CSFP defineix 3 tipus: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP option1 i 2CH campact SFP option2.
Tecnologia d'embalatge negre CFP2—ACO
Finalment, fem una ullada a la tecnologia negra més avançada en estàndards d'embalatge de mòduls òptics: CFP2-ACO.Està definit principalment per OIF i fa referència a les dimensions mecàniques de CFP2.L'ACO posterior significa mòdul òptic analògic coherent.Consisteix principalment en un làser ajustable d'amplada de línia estreta, un modulador i un receptor coherent.El DSP (processament de senyal digital) es col·loca fora del mòdul.Aquest mòdul és increïble.Amb la tecnologia de modulació DP-QPSK i DP-xQAM, la velocitat d'una sola longitud d'ona pot superar fàcilment els 100 Gb / s i la distància de transmissió pot superar els 2000 km.