En la industria de la comunicación óptica, los módulos ópticos son los más expuestos.Tienen diferentes tamaños físicos y la cantidad de canales y velocidades de transmisión varían mucho.Cómo se producen estos módulos, cuáles son sus características y todos los secretos están en el estándar.
Se ignorarán los estándares de empaque más antiguos, como GBIC, XPAK, X2 y Xenpak, y la energía principal se centrará en los estándares más vigorosos o más nuevos, que se evaluarán uno por uno a continuación.
Organización de estandarización SFF: La organización de estandarización SFF (paquete pequeño de factor de forma pequeño) se estableció en agosto de 1990. Inicialmente desarrolló unidades de disco de 2,5 pulgadas y se expandió a otros campos en noviembre de 1992. Hasta ahora, SFF se ha convertido en la más común y exitosa módulo estándar en el campo del empaquetado de módulos ópticos.Los estándares de módulos ópticos formulados por SFF incluyen principalmente SFP / QSFP / XFP.
estándar SFP
SFP (enchufable de factor de forma pequeño), una familia de transceptores enchufables de factor de forma pequeño, utilizados principalmente para Ethernet, canal de fibra, CPRI inalámbrico, SONET: define un paquete SFP de un solo canal de 1 Gb / s a 28 Gb / s que debe ser cumplió con la Norma, su estructura se muestra en la siguiente figura.Primero hubo un documento declarativo, como SFF-8402 propuesto SFP28, SFF-8083 propuesto SFP10 (el número al final representa el nivel de velocidad de transmisión, SFP10 a menudo se escribe como SFP + ahora), este documento de declaración menciona qué requisitos técnicos citado Estos requisitos técnicos citados constituyen colectivamente el estándar sustantivo para este módulo.
Las especificaciones técnicas de la serie SFP incluyen principalmente:
SFF-8432 define el tamaño del módulo (principalmente el tamaño de la instalación), la fuerza de conexión y la especificación de la caja del módulo.
SFF-8071 define el conector de la ranura de la tarjeta en la placa base HOST y la secuencia de acceso del dedo dorado de la placa base del módulo.
SFF-8433, define múltiples jaulas de módulos de lado a lado y especificaciones técnicas de metralla EMI.
SFF-8472, define la memoria del módulo y las especificaciones de gestión de diagnóstico.
SFF-8431 define la fuente de alimentación, las señales eléctricas de baja velocidad (líneas de comunicación), las señales de alta velocidad, el tiempo y las especificaciones de lectura y escritura de la memoria.
Debido a que la tasa de soporte de SFP es cada vez más alta, la especificación de señal de alta velocidad en SFF8431 no se aplica a SFP16 / 28, por lo que SFF-8431 se dividió más tarde en SFF-8418 y SFF-8419.SFF-8418 define específicamente los requisitos de interfaz de señal eléctrica de alta velocidad de 10 Gb/s.Para conocer los requisitos de interfaz física superiores a 10 Gb/s, consulte Fibre Channel.SFF-8419 define específicamente el contenido que no sean señales de alta velocidad en SFF-8431, que es adecuado para todos los módulos de la serie SFP.
Por lo tanto, los ingenieros de diseño de estructuras de módulos SFP deben estar familiarizados con SFP-8431.Si es una persona que diseña PCB, escribe software o realiza pruebas, SFF-8472, SFF-8418 y SFF-8419 deben estar familiarizados con él.
estándar QSFP
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), un transceptor enchufable miniaturizado de cuatro canales, utilizado principalmente en la familia de protocolos Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET: QSFP actualiza un SFP de un solo canal a cuatro canales con un volumen de solo It es más del doble.Para el conmutador del mismo tamaño, la capacidad de conmutación de QSFP es 2,67 veces mayor que la de SFP.El protocolo QSFP fue definido originalmente por INF-8438i, luego se actualizó a SFF-8436,
y luego SFF-8436 se dividió en varias partes para definición y referencia.La arquitectura ahora es similar a SFP:
Las especificaciones técnicas de QSFP incluyen principalmente:
SFF-8679, define la señal de alta velocidad, la señal de baja velocidad, la fuente de alimentación, las especificaciones de tiempo del módulo y define la interfaz óptica y las especificaciones de color del anillo de extracción.
SFF-8636, define información de memoria, operaciones de lectura y escritura de memoria.
SFF-8661 define el tamaño del módulo, el tamaño del dedo dorado y la especificación de la fuerza de inserción y extracción del módulo.
SFF-8662 y SFF-8663 definen la jaula y el conector (tipo A) del módulo QSFP28.
SFF-8672 y SFF-8683 definen las jaulas y conectores (tipo B) del módulo QSFP28.
SFF-8682 y SFF-8683 definen las jaulas y los conectores de los módulos de velocidad QSFP14 e inferiores.
Se puede ver otra información complementaria para QSFP en el protocolo Infiniband.(Volumen de especificaciones de la arquitectura InfiniBand TM )
estándar XFP
Familia de protocolos XFP (módulo conectable de factor de forma pequeño de 10 Gb/s, donde X significa 10 en números romanos y se usa principalmente para SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet y canal de fibra): XFP Es un módulo sintonizable de longitud de onda, que fue originalmente definido por XFP MSA y luego enviado a la organización SFF para su publicación.El protocolo XFP incluye SFF-8477 e INF-8077.
El protocolo INF8077 define el tamaño, la interfaz eléctrica, la información de la memoria, el control de comunicación y el diagnóstico del módulo XFP (el protocolo incluye todos los aspectos del módulo).SFF-8477 está optimizado principalmente para el control de ajuste de longitud de onda.
Estándar CXP
El protocolo CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-channel small pluggable package, donde C significa 100G, utilizado principalmente para Infiniband, canal de fibra, Ethernet) está regulado principalmente por la organización Infiniband.
Anexo A6 120 Gb/s 12x Small Form-factor pluggable InterfaceSpecification for Cables, Active Cables & Transceivers proporciona todos los aspectos de las especificaciones CXP (se puede descargar de forma gratuita en www.infinibandta.org).Además, la organización SFF regula las jaulas de protección y las ranuras para tarjetas para CXP de diferentes grados de velocidad.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Blindado Jaula / Conector Especificación de ranura de placa de módulo y jaula CXP de 12 canales.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb/s 12X Shielded Cage/Conector (CXP10) 12x10Gb/s CXP Especificaciones de la caja del módulo y la ranura de la placa del módulo.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb/s 12X Shielded Cage/Conector (CXP14) 12x14Gb/s CXP Especificaciones de la caja del módulo y la ranura de la placa del módulo.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb/s 12X Blindado Jaula/Conector (CXP28) 12x28Gb/s CXP Especificaciones de la jaula del módulo y la ranura de la placa del módulo.
microQSFP (QSFP miniaturizado), un protocolo multidimensional establecido en 2015, tiene 4 canales como QSFP, pero el tamaño es solo el tamaño de un módulo SFP y admite velocidades de canal de 25G y 50G (modulación PAM4).Mediante el diseño de aletas de disipación de calor en la carcasa del módulo, tiene un mejor rendimiento térmico.“TRANSCEPTOR ENCHUFABLE DE CUATRO CANALES ENCHUFABLE DE FACTOR DE FORMA PEQUEÑO Micro QUAD, CONECTOR DE HOST Y FACTOR DE FORMA DE ENSAMBLE DE CAJA” detalla la especificación micro-QSFP.
paquete de PPC
A excepción de los paquetes SFP y QSFP, CFP debería ser la forma más común de empaquetado en módulos ópticos.La C en el CFP representa 100 en el reloj de números romanos, por lo que el CFP está dirigido principalmente a aplicaciones con una tasa de 100G (incluidos 40G) y superiores.
La familia CFP incluye principalmente CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, de los cuales CFP8 aún se encuentra en etapa de propuesta.
A diferencia de los números adicionales 10 y 28 detrás del QSFP, que representan el grado de velocidad, los números detrás del CFP representan una nueva generación, con un tamaño más compacto (excepto el CFP8) y una mayor densidad.
Cuando se propuso por primera vez el paquete CFP, era técnicamente difícil lograr una tasa única de 25 Gb/s, por lo que la tasa de interfaz eléctrica de cada CFP se definió como un nivel de 10 Gb/s, y 40 G y 40 G se lograron a través de 4x10 Gb/s y 10x10 Gb /s interfaces electricas.Velocidad del módulo 100G.El tamaño del módulo CFP es tan grande que puede poner muchas funciones en la placa base en el módulo para completar [ASIC (SerDes)].Cuando la velocidad de cada ruta óptica no coincide con la velocidad del circuito, puede completar la conversión de velocidad a través de estos circuitos (caja de cambios). Por ejemplo, el puerto óptico 4X25Gb / s se convierte en un puerto eléctrico 10x10Gb / s.
El tamaño de CFP2 es solo la mitad del de CFP.La interfaz eléctrica puede soportar un solo 10Gb/s, o un solo 25Gb/s o incluso 50Gb/s.A través de las interfaces eléctricas 10x10G, 4x25G, 8x25G y 8x50G, se pueden lograr tasas de módulos de 100G / 200G / 400G.
El tamaño de CFP4 se reduce a la mitad que el de CFP2.La interfaz eléctrica admite solo 10 Gb/s y 25 Gb/s, y la velocidad del módulo de 40 G/100 G se logra a través de 4x10 Gb/s y 4x25 Gb/s.Los módulos CFP4 y QSFP son muy similares, ambos son de cuatro vías y ambos admiten 40G y 100G;la diferencia es que los módulos CFP4 tienen funciones de administración más potentes y tamaños más grandes (esto es una desventaja para las comunicaciones de datos de alta densidad) y pueden admitir funciones más grandes.Consumo de energía, para grados de velocidad superiores a 25 Gb/s y escenarios de transmisión de larga distancia (requiere control de temperatura TEC, gran consumo de energía), se pueden reflejar las ventajas de los módulos CFP4 en consumo de energía y disipación de calor.
Por lo tanto, la comunicación de datos a corta distancia es básicamente el mundo de QSFP;para aplicaciones 100G-LR4 de 10 km, CFP4 y QSFP28 se dividen por igual.
Los estándares de la familia CFP se muestran en la siguiente figura: cada estándar tiene 3 archivos, de los cuales "CFPx MSA Hardware Specification Revision" es un archivo programático que describe brevemente el concepto del módulo, la gestión del módulo, la interfaz eléctrica, el tamaño mecánico, la interfaz óptica, Cheat Slots y otras especificaciones, los otros dos documentos definen dimensiones mecánicas detalladas.
CFP MSA también tiene dos especificaciones técnicas públicas, la asignación de PIN REV.25 especifica la definición de pin del módulo y la "Especificación de interfaz de administración de CFP MSA" define el control de administración del módulo y la información de registro en detalle.
La interfaz eléctrica de alta velocidad del módulo CFP depende de la aplicación y hace referencia a las especificaciones de interfaz eléctrica CAUI, XLAUI y CEI-28G/56G en IEEE802.3.
CFP8 es un paquete propuesto específicamente para 400G, y su tamaño es equivalente a CFP2.La interfaz eléctrica admite velocidades de canal de 25 Gb/s y 50 Gb/s, y alcanza velocidades de módulo de 400 G a través de interfaces eléctricas de 16 x 25 G o 8 x 50.CFP8 es solo una propuesta, no existe un estándar oficial para la descarga pública.
El CDFP MSA se estableció en 2013 y el estándar de empaquetado de CDFP que lanzaron fue el primer estándar de empaquetado de módulos ópticos de 400G.En ese momento, el estándar de la interfaz eléctrica era solo de 25 Gb / s (OIF-CEI-28G-VSR), por lo que el CDFP simplemente hizo 16 canales y completó la velocidad del módulo 400G a través de 16x25G, y estaba específicamente dirigido a corto Aplicaciones de rango por debajo de 2 km.
Si los puertos eléctricos de 16 vías están dispuestos en fila, el volumen será extremadamente grande, por lo que el módulo CDFP simplemente reunió dos placas PCB y usó la interfaz MPO16 en el puerto óptico.¡Todo el módulo se ve particularmente gordo!Según la disposición de los puertos ópticos y eléctricos, hay tres tamaños de módulos en total.
El último estándar CDFP es: “400 Gb/s (16 X 25 GB/s) TRANSCEPTOR ENCHUFABLE Rev 3.0″ que especifica la interfaz eléctrica, la interfaz de gestión, la interfaz óptica, el tamaño del módulo/ranura/jaula del módulo CDFP, EMI/ESD contenido relacionado.Hoy, PAM4 está tan caliente que se estima que este paquete está muy probado.
El estándar de empaquetado más reciente que admite 400G debería ser QSFP-DD.Esta organización se estableció en febrero de 2016 y lanzó el último estándar "QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0" en septiembre de 2016. QSFP-DD tiene aproximadamente el mismo tamaño que QSFP (solo porque hay una fila adicional de circuitos, un poco más extenso).El cambio principal es duplicar la interfaz eléctrica QSFP de cuatro a ocho y admitir una velocidad de canal de 50 Gb/s (8X50 es 400 G).La interfaz eléctrica QSFP-DD es compatible con QSFP, pero no al revés.
Las discusiones anteriores son todos los módulos ópticos de 100G y 400G.Veamos el CSFP accesible.Aunque el último estándar CSFP son las "especificaciones campact SFP" publicadas en 2009, no están desactualizadas en absoluto.Campact significa más compacto que los módulos ópticos SFP, y la cantidad de canales también se puede configurar de manera flexible.CSFP define 3 tipos: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP option1 y 2CH campact SFP option2.
Empaque tecnología negra CFP2—ACO
Finalmente, echemos un vistazo a la tecnología negra más avanzada en los estándares de empaquetado de módulos ópticos: CFP2-ACO.Está definido principalmente por OIF y hace referencia a las dimensiones mecánicas de CFP2.El ACO trasero significa módulo óptico coherente analógico.Consiste principalmente en un láser sintonizable de ancho de línea estrecho, un modulador y un receptor coherente.El DSP (procesamiento de señal digital) se coloca fuera del módulo.Este módulo es increíble.Con la tecnología de modulación DP-QPSK y DP-xQAM, la tasa de longitud de onda única puede superar fácilmente los 100 Gb/s y la distancia de transmisión puede superar los 2000 km.