Na industria da comunicación óptica, os módulos ópticos son os máis expostos.Teñen diferentes tamaños físicos, e o número de canles e as taxas de transmisión varían moito.Como se producen estes módulos, cales son as súas características e todos os segredos están na norma.
Os estándares de embalaxe máis antigos como GBIC, XPAK, X2 e Xenpak serán ignorados e a principal enerxía centrarase nos estándares máis vigorosos ou máis novos, que se avaliarán un por un a continuación.
Organización de normalización SFF: a organización de normalización SFF (paquete pequeno de factor de forma pequeno) foi creada en agosto de 1990. Inicialmente desenvolveu unidades de disco de 2,5 polgadas e expandiuse a outros campos en novembro de 1992. Ata agora, SFF converteuse no máis común e exitoso. módulo estándar no campo da embalaxe de módulos ópticos.Os estándares de módulos ópticos formulados por SFF inclúen principalmente SFP / QSFP / XFP.
Estándar SFP
SFP (small form-factor Pluggable), unha familia de transceptores enchufables de pequeno factor de forma, usado principalmente para Ethernet, canle de fibra, CPRI sen fíos, SONET: define un paquete SFP dun só canal de 1 Gb/s a 28 Gb/s que debe ser conforme a Norma, a súa estrutura móstrase na figura seguinte.Primeiro houbo un documento declarativo, como SFF-8402 proposto SFP28, SFF-8083 proposto SFP10 (o número ao final representa o nivel de velocidade de transmisión, SFP10 adoita escribirse como SFP + agora), este documento de declaración menciona que requisitos técnicos citados Estes requisitos técnicos citados constitúen colectivamente a norma substantiva deste módulo.
As especificacións técnicas da serie SFP inclúen principalmente:
SFF-8432, define o tamaño do módulo (principalmente o tamaño da instalación), a forza de conexión e a especificación da gaiola do módulo.
SFF-8071 define o conector da ranura para tarxetas na placa base HOST e a secuencia de acceso do dedo dourado da placa base do módulo.
SFF-8433, define varias gaiolas de módulos lado a lado e especificacións técnicas de metralla EMI.
SFF-8472, define memoria do módulo e especificacións de xestión de diagnóstico.
SFF-8431 define a fonte de alimentación, os sinais eléctricos de baixa velocidade (liñas de comunicación), os sinais de alta velocidade, a sincronización e as especificacións de lectura e escritura da memoria.
Dado que a taxa de compatibilidade con SFP é cada vez máis alta, a especificación de sinal de alta velocidade en SFF8431 non se aplica a SFP16/28, polo que SFF-8431 dividiuse máis tarde en SFF-8418 e SFF-8419.SFF-8418 define especificamente os requisitos de interface de sinal eléctrico de alta velocidade de 10 Gb/s.Para obter requisitos de interface física superiores a 10 Gb/s, consulte Fibre Channel.SFF-8419 define especificamente contidos distintos dos sinais de alta velocidade en SFF-8431, que é axeitado para todos os módulos da serie SFP.
Polo tanto, os enxeñeiros de deseño da estrutura do módulo SFP deben estar familiarizados co SFP-8431.Se es unha persoa que deseña PCB, escribe software ou realiza probas, SFF-8472, SFF-8418 e SFF-8419 deben estar familiarizados con el.
Estándar QSFP
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), un transceptor enchufable miniaturizado de catro canles, usado principalmente na familia de protocolos Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET: QSFP actualiza un SFP dun só canal a catro canles cun volume de só It está máis que dobrado.Para un interruptor do mesmo tamaño, a capacidade de conmutación QSFP é 2,67 veces a de SFP.O protocolo QSFP foi definido orixinalmente por INF-8438i, despois actualizouse a SFF-8436,
e despois SFF-8436 dividiuse en varias partes para a súa definición e referencia.A arquitectura agora é similar a SFP:
As especificacións técnicas QSFP inclúen principalmente:
SFF-8679, define o sinal de alta velocidade, o sinal de baixa velocidade, a fonte de alimentación, as especificacións de temporización do módulo, e define as especificacións da interface óptica e da cor do anel.
SFF-8636, define información de memoria, operacións de lectura e escritura da memoria.
SFF-8661, define o tamaño do módulo, o tamaño do dedo de ouro e a especificación da forza de inserción e eliminación do módulo.
SFF-8662 e SFF-8663 definen a gaiola e o conector (tipo A) do módulo QSFP28.
SFF-8672 e SFF-8683 definen as gaiolas e os conectores (tipo B) do módulo QSFP28.
SFF-8682 e SFF-8683 definen as gaiolas e os conectores dos módulos QSFP14 e de tarifa inferior.
Outra información complementaria para QSFP pódese ver no protocolo Infiniband.(InfiniBand TM ArchitectureSpecification Volume )
estándar XFP
XFP (módulo enchufable de factor de forma reducido de 10 Gb/s, onde X significa 10 en números romanos e utilízase principalmente para a familia de protocolos SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet e canle de fibra): XFP É un módulo sintonizable de lonxitude de onda que foi definido orixinalmente pola XFP MSA e posteriormente enviado á organización SFF para a súa publicación.O protocolo XFP inclúe SFF-8477 e INF-8077.
O protocolo INF8077 define o tamaño, a interface eléctrica, a información de memoria, o control de comunicación e o diagnóstico do módulo XFP (o protocolo inclúe todos os aspectos do módulo).SFF-8477 está optimizado principalmente para o control de axuste de lonxitude de onda.
Estándar CXP
O protocolo CXP (12x Small Form-Factor Pluggable, 12 canles pequeno paquete enchufable, onde C significa 100G, usado principalmente para Infiniband, canle de fibra, Ethernet) está regulado principalmente pola organización Infiniband.
Anexo A6 120 Gb/s 12x Interface enchufable de factor de forma pequeno (CXP) Especificación para cables, cables activos e transceptores ofrece todos os aspectos das especificacións CXP (pódese descargar gratuitamente en www.infinibandta.org).Ademais, a organización SFF regula as gaiolas de escudo e as ranuras para tarxetas para CXP de diferentes graos de velocidade.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Gaiola blindada/Conector 12 canles CXP gaiola e especificación de ranura para placa de módulo.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multicarril 10 Gb/s 12X Gaiola blindada/Conector (CXP10) 12x10Gb/s Especificacións da gaiola do módulo CXP e ranura para placa de módulo.
SFF-8647 Mini Multicarril 14 Gb/s 12X Gaiola blindada/Conector (CXP14) 12x14 Gb/s CXP Gaiola do módulo e especificacións da ranura para placa de módulo.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb/s 12X Gaiola blindada/Conector (CXP28) 12x28Gb/s CXP Especificacións da gaiola do módulo e ranura para placa de módulo.
microQSFP (QSFP miniaturizado), un protocolo multidimensional establecido en 2015, ten 4 canles como QSFP, pero o tamaño é só o tamaño dun módulo SFP e admite taxas de canle 25G e 50G (modulación PAM4).A través do deseño de aletas de disipación de calor na carcasa do módulo, ten un mellor rendemento térmico."Micro QUAD PEQUENO FACTOR DE FORMA PLUGGABLE DE CATRO CANALES, CONECTOR DE HOST E FACTOR DE FORMA DE CONXUNTO DE CAGE" detalla a especificación micro-QSFP.
Paquete CFP
Excepto para os paquetes SFP e QSFP, CFP debería ser a forma máis común de empaquetado nos módulos ópticos.O C no CFP representa 100 no reloxo de números romanos, polo que o CFP está dirixido principalmente a aplicacións cunha taxa de 100G (incluíndo 40G) e superior.
A familia CFP inclúe principalmente CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, dos cales CFP8 aínda está en fase de proposta.
A diferenza dos números adicionais 10 e 28 detrás do QSFP, que representan o grao de velocidade, os números detrás do CFP representan unha nova xeración, cun tamaño máis compacto (excepto o CFP8) e unha maior densidade.
Cando se propuxo por primeira vez o paquete CFP, era tecnicamente difícil acadar unha única taxa de 25 Gb/s, polo que a taxa de interface eléctrica de cada CFP definiuse como un nivel de 10 Gb/s, e 40G e 40G conseguíronse a través de 4x10Gb/s e 10x10Gb. / s interfaces eléctricas.Velocidade do módulo 100G.O tamaño do módulo CFP é tan grande que pode poñer moitas funcións na placa base no módulo para completar [ASIC (SerDes)].Cando a velocidade de cada camiño óptico non coincide coa velocidade do circuíto, pode completar a conversión da taxa a través destes circuítos (caixa de cambios) Por exemplo, o porto óptico 4X25Gb / s convértese nun porto eléctrico 10x10Gb / s.
O tamaño de CFP2 é só a metade do CFP.A interface eléctrica pode soportar un só 10 Gb/s, ou un só 25 Gb/s ou mesmo 50 Gb/s.A través das interfaces eléctricas 10x10G, 4x25G, 8x25G e 8x50G, pódense acadar taxas de módulo 100G / 200G / 400G.
O tamaño de CFP4 redúcese á metade do de CFP2.A interface eléctrica admite un único 10Gb/s e 25Gb/s, e a velocidade do módulo de 40G/100G conséguese a través de 4x10Gb/s e 4x25Gb/s.Os módulos CFP4 e QSFP son moi similares, ambos son de catro vías, e ambos admiten 40G e 100G;a diferenza é que os módulos CFP4 teñen funcións de xestión máis potentes e tamaños máis grandes (isto é unha desvantaxe para as comunicacións de datos de alta densidade) e poden soportar funcións máis grandes.Consumo de enerxía, para niveis de velocidade superiores a 25 Gb / s e escenarios de transmisión de longa distancia (require control de temperatura TEC, gran consumo de enerxía), pódense reflectir as vantaxes dos módulos CFP4 no consumo de enerxía e a disipación de calor.
Polo tanto, a comunicación de datos a curta distancia é basicamente o mundo de QSFP;para as aplicacións 100G-LR4 de 10 km, CFP4 e QSFP28 están divididos equitativamente.
Os estándares da familia CFP móstranse na seguinte figura: cada estándar ten 3 ficheiros, dos cales "CFPx MSA Hardware Specification Revision" é un ficheiro programático, que describe brevemente o concepto do módulo, a xestión do módulo, a interface eléctrica, o tamaño mecánico, a interface óptica, trampas Slots e outras especificacións, os outros dous documentos definen dimensións mecánicas detalladas.
CFP MSA tamén ten dúas especificacións técnicas públicas, PIN Allocation REV.25 especifica a definición do pin do módulo e "CFP MSA Management Interface Specification" define a información de control e rexistro de xestión do módulo en detalle.
A interface eléctrica de alta velocidade do módulo CFP depende da aplicación e fai referencia ás especificacións da interface eléctrica CAUI, XLAUI e CEI-28G / 56G no IEEE802.3.
CFP8 é un paquete proposto especificamente para 400G, e o seu tamaño é equivalente ao CFP2.A interface eléctrica admite velocidades de canle de 25 Gb/s e 50 Gb/s, e alcanza velocidades de módulo de 400 G a través de interfaces eléctricas de 16 x 25 G ou 8 x 50.CFP8 é só unha proposta, non hai ningún estándar oficial para a descarga pública.
O CDFP MSA creouse en 2013 e o estándar de empaquetado CDFP que lanzaron foi o primeiro estándar de empaquetado de módulos ópticos 400G.Nese momento, o estándar da interface eléctrica era só de 25 Gb/s (OIF-CEI-28G-VSR), polo que o CDFP simplemente fixo 16 canles e completou a taxa de módulo 400G a través de 16x25G, e estaba dirixido especificamente para curtos. aplicacións de alcance inferior a 2 km.
Se os portos eléctricos de 16 vías están dispostos en fila, o volume será moi grande, polo que o módulo CDFP simplemente xunta dúas placas PCB e utiliza a interface MPO16 no porto óptico.Todo o módulo parece especialmente gordo!Segundo a disposición dos portos ópticos e eléctricos, hai tres tamaños de módulo en total.
O último estándar CDFP é: “400 Gb/s (16 X 25 GB/s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0″ que especifica a interface eléctrica, a interface de xestión, a interface óptica, o tamaño do módulo/ranura/gaiola do módulo CDFP, EMI/ESD. contido relacionado.Hoxe, PAM4 está tan quente, calcúlase que este paquete está moi probado.
O estándar de embalaxe máis recente que admite 400G debería ser QSFP-DD.Esta organización foi creada en febreiro de 2016 e lanzou o último estándar "QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0" en setembro de 2016. QSFP-DD ten aproximadamente o mesmo tamaño que QSFP (só porque hai unha fila extra de circuítos, un pouco). máis longo).O cambio fundamental é duplicar a interface eléctrica QSFP de catro a oito e admitir a taxa de canle de 50 Gb/s 8X50 é de 400G).A interface eléctrica QSFP-DD é compatible con QSFP, pero non viceversa.
As discusións anteriores son todos os módulos ópticos 100G e 400G.Vexamos o CSFP accesible.Aínda que o estándar CSFP máis recente son as "especificacións de SFP de campaña" publicadas en 2009, non está en absoluto desactualizada.Campact significa máis compacto que os módulos ópticos SFP e o número de canles tamén se pode configurar de forma flexible.CSFP define 3 tipos: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP option1 e 2CH campact SFP option2.
Tecnoloxía de embalaxe negra CFP2—ACO
Finalmente, vexamos a tecnoloxía negra máis avanzada nos estándares de empaquetado de módulos ópticos: CFP2-ACO.Está definido principalmente pola OIF e fai referencia ás dimensións mecánicas de CFP2.O ACO traseiro significa módulo óptico coherente analóxico.Consta principalmente dun láser sintonizable de ancho de liña estreita, un modulador e un receptor coherente.O DSP (procesamento de sinal dixital) colócase fóra do módulo.Este módulo é incrible.Coa tecnoloxía de modulación DP-QPSK e DP-xQAM, a taxa de lonxitude de onda única pode superar facilmente os 100 Gb/s e a distancia de transmisión pode superar os 2000 km.