Optisen viestinnän alalla optiset moduulit ovat alttiimpia.Niillä on erilaisia fyysisiä kokoja, ja kanavien määrä ja siirtonopeudet vaihtelevat suuresti.Kuinka nämä moduulit valmistetaan, mitkä ovat niiden ominaisuudet ja kaikki salaisuudet ovat standardissa.
Vanhemmat pakkausstandardit, kuten GBIC, XPAK, X2 ja Xenpak, jätetään huomiotta, ja pääenergia keskitetään tiukempiin tai uudempiin standardeihin, joita arvioidaan yksitellen alla.
SFF:n standardointiorganisaatio: SFF-standardointiorganisaatio (small form-factor small package) perustettiin elokuussa 1990. Se kehitti alun perin 2,5 tuuman levyasemat ja laajeni muille aloille marraskuussa 1992. Tähän mennessä SFF:stä on tullut yleisin ja menestynein moduulistandardi optisten moduulien pakkausten alalla.SFF:n laatimat optisten moduulien standardit sisältävät pääasiassa SFP / QSFP / XFP.
SFP-standardi
SFP (small form-factor Pluggable), pienten muotokertoimien liitettävien lähetin-vastaanottimien perhe, jota käytetään pääasiassa Ethernetissä, kuitukanavassa, langattomassa CPRI:ssä, SONET: määrittelee yksikanavaisen SFP-paketin 1Gb/s - 28Gb/s, jonka pitäisi olla standardin mukainen, sen rakenne on esitetty alla olevassa kuvassa.Ensin oli ilmoitusasiakirja, kuten SFF-8402 ehdotti SFP28:aa, SFF-8083 ehdotti SFP10:tä (numero lopussa edustaa siirtonopeustasoa, SFP10 kirjoitetaan usein nimellä SFP + nyt), tässä vakuutusasiakirjassa mainittiin mitkä tekniset vaatimukset siteerattu Nämä mainitut tekniset vaatimukset muodostavat yhdessä tämän moduulin olennaisen standardin.
SFP-sarjan tekniset tiedot sisältävät pääasiassa:
SFF-8432, määrittelee moduulin koon (pääasiassa asennuksen koon), tulppavoiman ja moduulikehikon tekniset tiedot.
SFF-8071 määrittää HOST-emolevyn korttipaikan liittimen ja moduuliemolevyn kultaisen sormen pääsyjärjestyksen.
SFF-8433, määrittelee useita vierekkäisiä moduulihäkkejä ja EMI-sirpaleiden tekniset tiedot.
SFF-8472, määrittää moduulimuistin ja diagnostiikan hallinnan tekniset tiedot.
SFF-8431 määrittelee virtalähteen, hitaiden sähköisten signaalien (tietoliikennelinjat), nopeat signaalit, ajoituksen ja muistin luku- ja kirjoitusmääritykset.
Koska SFP-tuen määrä kasvaa jatkuvasti, SFF8431:n nopean signaalin määritys ei koske SFP16 / 28:aa, joten SFF-8431 jaettiin myöhemmin SFF-8418:ksi ja SFF-8419:ksi.SFF-8418 määrittelee erityisesti 10 Gb/s nopean sähköisen signaalirajapinnan vaatimukset.Katso yli 10 Gb/s fyysisen liitännän vaatimukset kohdasta Fibre Channel.SFF-8419 määrittelee erityisesti muun sisällön kuin nopeat signaalit SFF-8431:ssä, joka sopii kaikille SFP-sarjan moduuleille.
Siksi SFP-moduulirakenteen suunnittelijoiden on tunnettava SFP-8431.Jos olet henkilö, joka suunnittelee piirilevyjä, kirjoittaa ohjelmistoja tai suorittaa testauksia, SFF-8472, SFF-8418 ja SFF-8419 on tunnettava ne.
QSFP standardi
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), nelikanavainen miniatyrisoitu kytkettävä lähetin-vastaanotin, jota käytetään pääasiassa Infiniband-, Ethernet-, Fibre Channel-, OTN-, SONET-protokollaperheessä: QSFP päivittää yksikanavaisen SFP:n neljään kanavaan, joiden äänenvoimakkuus on vain It. on yli kaksinkertainen.Saman kokoisen kytkimen QSFP-kytkentäkapasiteetti on 2,67 kertaa SFP:n kytkentäkapasiteetti.QSFP-protokollan määritti alun perin INF-8438i, minkä jälkeen se päivitettiin SFF-8436:ksi,
ja sitten SFF-8436 jaettiin useisiin osiin määrittelyä ja vertailua varten.Arkkitehtuuri on nyt samanlainen kuin SFP:
QSFP:n tekniset tiedot sisältävät pääasiassa:
SFF-8679, määrittää nopean signaalin, hitaan signaalin, virtalähteen, moduulin ajoitustiedot sekä optisen liitännän ja vetorenkaan värimääritykset.
SFF-8636, määrittää muistitiedot, muistin luku- ja kirjoitustoiminnot.
SFF-8661, määrittää moduulin koon, kultasormen koon sekä moduulin sisään- ja poistovoiman määrittelyn.
SFF-8662 ja SFF-8663 määrittävät QSFP28-moduulin kehikon ja liittimen (tyyppi A).
SFF-8672 ja SFF-8683 määrittävät QSFP28-moduulin kehikot ja liittimet (tyyppi B).
SFF-8682 ja SFF-8683 määrittävät QSFP14- ja alle nopeusmoduulien häkit ja liittimet.
Muut QSFP:n lisätiedot ovat nähtävissä Infiniband-protokollassa.(InfiniBand TM ArchitectureSpecification Volume )
XFP-standardi
XFP (10 Gb / s Small Form Factor Pluggable module, jossa X tarkoittaa 10 roomalaisin numeroin ja käytetään pääasiassa SONET OC-192:ssa, 10 Gigabit Ethernetissä ja kuitukanavassa) protokollaperhe: XFP Se on aallonpituudella viritettävä moduuli, joka sen määritti alun perin XFP MSA, ja se toimitettiin myöhemmin SFF:n organisaatiolle julkaistavaksi.XFP-protokolla sisältää SFF-8477:n ja INF-8077:n.
INF8077-protokolla määrittää XFP-moduulin koon, sähköisen liitännän, muistitiedot, tiedonsiirron ohjauksen ja diagnostiikan (protokolla sisältää kaikki moduulin osat).SFF-8477 on pääasiassa optimoitu aallonpituuden säätöön.
CXP-standardi
CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-channel small pluggable package, jossa C tarkoittaa 100G:tä, käytetään pääasiassa Infiniband, kuitukanava, Ethernet) protokollaa säätelee pääasiassa Infiniband-organisaatio.
Liite A6 120 Gb / s 12x Small Form-factor pluggable (CXP) InterfaceSpecification for Kaapeleita, aktiivisia kaapeleita ja lähetin-vastaanottimia sisältää kaikki CXP-spesifikaatiot (voidaan ladata ilmaiseksi osoitteesta www.infinibandta.org).Lisäksi SFF-organisaatio säätelee suojahäkkejä ja korttipaikkoja eri nopeusluokkien CXP:ille.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Shielded Cage / Connector 12-kanavainen CXP-kehikon ja moduulikorttipaikan tekniset tiedot.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb / s 12X suojattu häkki / liitin (CXP10) 12x10 Gb / s CXP-moduulikehikon ja moduulikorttipaikan tekniset tiedot.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb / s 12X suojattu häkki / liitin (CXP14) 12x14 Gb / s CXP-moduulikehikon ja moduulikorttipaikan tekniset tiedot.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb / s 12X suojattu häkki / liitin (CXP28) 12x28Gb / s CXP-moduulikehikon ja moduulikorttipaikan tekniset tiedot.
microQSFP (miniaturized QSFP), moniulotteinen protokolla, joka perustettiin vuonna 2015, on 4-kanavainen kuten QSFP, mutta koko on vain SFP-moduulin kokoinen ja se tukee 25G- ja 50G-kanavanopeuksia (PAM4-modulaatio).Moduulikotelossa olevien lämmönpoistorivien suunnittelun ansiosta sillä on parempi lämpöteho."Micro QUAD PIENI MUOTOKERROIN KYTKETTÄVÄ NELIKANAVA LÄHETIN, ISÄNTÄLIITIN JA HÄKKIKOKOONPANO" kertoo mikro-QSFP-spesifikaatiosta.
CFP-paketti
SFP- ja QSFP-paketteja lukuun ottamatta CFP:n tulisi olla optisten moduulien yleisin pakkausmuoto.CFP:n C edustaa 100 roomalaisella kellolla, joten CFP on tarkoitettu pääasiassa sovelluksiin, joiden nopeus on 100 G (mukaan lukien 40 G) tai enemmän.
CFP-perheeseen kuuluu pääasiassa CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, joista CFP8 on vielä ehdotusvaiheessa.
Toisin kuin QSFP:n takana olevat lisänumerot 10 ja 28, jotka edustavat nopeusluokkaa, CFP:n takana olevat numerot edustavat uutta sukupolvea, jossa on kompaktimpi koko (paitsi CFP8) ja suurempi tiheys.
Kun CFP-pakettia ensimmäisen kerran ehdotettiin, oli teknisesti vaikeaa saavuttaa yksittäinen 25 Gb / s nopeus, joten kunkin CFP:n sähköinen liitäntänopeus määriteltiin 10 Gb / s -tasoksi ja 40 G ja 40 G saavutettiin 4x10 Gb / s ja 10x10 Gb kautta. /s sähköliitännät.100G moduulin nopeus.CFP-moduulin koko on niin suuri, että se voi laittaa monia emolevyn toimintoja moduuliin täydentämään [ASIC (SerDes)].Kun kunkin optisen polun nopeus ei vastaa piirin nopeutta, voit suorittaa nopeuden muuntamisen näiden piirien kautta (Vaihdelaatikko) Esimerkiksi optinen portti 4X25Gb/s muunnetaan sähköportiksi 10x10Gb/s.
CFP2:n koko on vain puolet CFP:stä.Sähköliitäntä voi tukea yhtä 10Gb/s tai yhtä 25Gb/s tai jopa 50Gb/s nopeutta.Sähköisten liitäntöjen 10x10G, 4x25G, 8x25G ja 8x50G avulla voidaan saavuttaa 100G / 200G / 400G moduulinopeuksia.
CFP4:n koko pienenee puoleen CFP2:n kokosta.Sähköliitäntä tukee yksittäisiä 10 Gb / s ja 25 Gb / s nopeuksia, ja moduulin nopeus 40 G / 100 G saavutetaan nopeuksilla 4x10 Gb / s ja 4x25 Gb / s.CFP4- ja QSFP-moduulit ovat hyvin samankaltaisia, molemmat ovat nelisuuntaisia ja molemmat tukevat 40G:tä ja 100G:tä;Erona on, että CFP4-moduuleilla on tehokkaammat hallintatoiminnot ja suurempi koko (tämä on haitta suuren tiheyden tietoliikenteelle), ja ne voivat tukea suurempia toimintoja.Virrankulutus, yli 25 Gb/s nopeusluokissa ja pitkän matkan lähetysskenaarioissa (vaatii TEC-lämpötilan säädön, suuren virrankulutuksen), CFP4-moduulien edut virrankulutuksessa ja lämmön haihdutuksessa voivat näkyä.
Siksi lyhyen matkan tiedonsiirto on pohjimmiltaan QSFP:n maailmaa;100G-LR4 10 km sovelluksissa CFP4 ja QSFP28 jakautuvat tasan.
CFP-perheen standardit on esitetty seuraavassa kuvassa: jokaisessa standardissa on 3 tiedostoa, joista "CFPx MSA Hardware Specification Revision" on ohjelmallinen tiedosto, joka kuvaa lyhyesti moduulikonseptia, moduulien hallintaa, sähköliitäntää, mekaanista kokoa, optista liitäntää, huijata Slots ja muut tekniset tiedot, kaksi muuta asiakirjaa määrittelevät yksityiskohtaiset mekaaniset mitat.
CFP MSA:lla on myös kaksi julkista teknistä määritystä, PIN Allocation REV.25 määrittää moduulin pin-määrityksen ja "CFP MSA Management Interface Specification" määrittelee moduulin hallinnan ohjaus- ja rekisteritiedot yksityiskohtaisesti.
CFP-moduulin nopea sähköinen liitäntä riippuu sovelluksesta ja viittaa CAUI-, XLAUI- ja CEI-28G / 56G sähköisen liitännän spesifikaatioihin IEEE802.3:ssa.
CFP8 on paketti, joka on erityisesti suunniteltu 400G:lle, ja sen koko vastaa CFP2:ta.Sähköliitäntä tukee kanavanopeuksia 25 Gb / s ja 50 Gb / s ja saavuttaa 400 G moduulin nopeudet 16x25G tai 8x50 sähköliitäntöjen kautta.CFP8 on vain ehdotus, julkiselle lataukselle ei ole virallista standardia.
CDFP MSA perustettiin vuonna 2013, ja niiden julkaisema CDFP-pakkausstandardi oli ensimmäinen 400G optisen moduulin pakkausstandardi.Tuolloin sähköisen liitännän standardi oli vain 25 Gb / s (OIF-CEI-28G-VSR), joten CDFP teki yksinkertaisesti 16 kanavaa ja suoritti 400 G moduulinopeuden 16x25 G:n kautta, ja se oli erityisesti suunnattu lyhytaikaisille kantama sovelluksia alle 2 km.
Jos 16-suuntaiset sähköportit järjestetään peräkkäin, volyymi on erittäin suuri, joten CDFP-moduuli yksinkertaisesti sai kaksi PCB-korttia yhteen ja käytti optisen portin MPO16-liitäntää.Koko moduuli näyttää erityisen lihavalta!Optisten ja sähköisten porttien järjestelyn mukaan moduulikokoja on yhteensä kolme.
Uusin CDFP-standardi on: "400 Gb / s (16 X 25 GB / s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0", joka määrittää sähköisen liitännän, hallintaliittymän, optisen liitännän, CDFP-moduulin moduulin / paikan / häkin koon, EMI / ESD Asiaan liittyvä sisältö.Nykyään PAM4 on niin kuuma, että tämän paketin arvioidaan olevan hyvin testattu.
Uusimman pakkausstandardin, joka tukee 400G:tä, pitäisi olla QSFP-DD.Tämä organisaatio perustettiin helmikuussa 2016, ja se julkaisi uusimman standardin "QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0" syyskuussa 2016. QSFP-DD on suunnilleen samankokoinen kuin QSFP (vain koska siinä on vähän ylimääräinen piiririvi kauemmin).Ydinmuutos on kaksinkertaistaa QSFP sähköinen rajapinta neljästä kahdeksaan ja tukea 50 Gb / s kanavanopeutta 8X50 on 400 G).Sähköinen QSFP-DD-liitäntä on yhteensopiva QSFP:n kanssa, mutta ei päinvastoin.
Yllä olevat keskustelut ovat kaikki 100G ja 400G optisia moduuleja.Katsotaanpa lähestyttävää CSFP:tä.Vaikka uusin CSFP-standardi on vuonna 2009 julkaistu "cpact SFP -määritykset", se ei ole lainkaan vanhentunut.Campact tarkoittaa kompaktimpaa kuin SFP-optiset moduulit, ja myös kanavien määrä voidaan konfiguroida joustavasti.CSFP määrittelee 3 tyyppiä: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP vaihtoehto1 ja 2CH campact SFP vaihtoehto2.
Pakkaus musta teknologia CFP2-ACO
Lopuksi tarkastellaan optisten moduulien pakkausstandardien edistyneintä mustatekniikkaa: CFP2-ACO.Sen määrittelee pääasiassa OIF, ja se viittaa CFP2:n mekaanisiin mittoihin.Takaosan ACO tarkoittaa analogista koherenttia optista moduulia.Se koostuu pääasiassa kapeasta viivanleveydestä viritettävästä laserista, modulaattorista ja koherentista vastaanottimesta.DSP (digitaalinen signaalinkäsittely) on sijoitettu moduulin ulkopuolelle.Tämä moduuli on uskomaton.DP-QPSK- ja DP-xQAM-modulaatiotekniikalla yhden aallonpituuden nopeus voi helposti ylittää 100 Gb / s ja lähetysetäisyys voi ylittää 2000 km.