ऑप्टिकल संचार उद्योग में, ऑप्टिकल मॉड्यूल सबसे अधिक उजागर होते हैं।उनके पास विभिन्न भौतिक आकार हैं, और चैनलों की संख्या और संचरण दर बहुत भिन्न हैं।ये मॉड्यूल कैसे बनाए जाते हैं, उनकी विशेषताएं क्या हैं, और सभी रहस्य मानक में हैं।
GBIC, XPAK, X2 और Xenpak जैसे पुराने पैकेजिंग मानकों को नजरअंदाज कर दिया जाएगा, और मुख्य ऊर्जा अधिक जोरदार या नए मानकों पर केंद्रित होगी, जिनका मूल्यांकन नीचे एक-एक करके किया जाएगा।
SFF मानकीकरण संगठन: SFF (छोटा फॉर्म-फैक्टर छोटा पैकेज) मानकीकरण संगठन अगस्त 1990 में स्थापित किया गया था। इसने शुरू में 2.5-इंच डिस्क ड्राइव विकसित की और नवंबर 1992 में अन्य क्षेत्रों में विस्तारित हुई। अब तक, SFF सबसे आम और सफल बन गया है। ऑप्टिकल मॉड्यूल पैकेजिंग के क्षेत्र में मॉड्यूल मानक।SFF द्वारा तैयार किए गए ऑप्टिकल मॉड्यूल मानकों में मुख्य रूप से SFP / QSFP / XFP शामिल हैं।
एसएफपी मानक
SFP (छोटा फॉर्म-फैक्टर प्लगेबल), छोटे फॉर्म-फैक्टर प्लग करने योग्य ट्रांसीवर का एक परिवार, जो मुख्य रूप से ईथरनेट, फाइबर चैनल, वायरलेस CPRI, SONET के लिए उपयोग किया जाता है: एकल-चैनल SFP पैकेज को 1Gb / s से 28Gb / s तक परिभाषित करता है जो होना चाहिए मानक के अनुरूप, इसकी संरचना नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है।पहले एक घोषणात्मक दस्तावेज था, जैसे कि SFF-8402 प्रस्तावित SFP28, SFF-8083 प्रस्तावित SFP10 (अंत में संख्या संचरण दर स्तर का प्रतिनिधित्व करती है, SFP10 को अक्सर SFP + के रूप में लिखा जाता है), इस घोषणा दस्तावेज़ में उल्लेख किया गया है कि कौन सी तकनीकी आवश्यकताएं हैं उद्धृत ये उद्धृत तकनीकी आवश्यकताएं सामूहिक रूप से इस मॉड्यूल के लिए मूल मानक बनाती हैं।
SFP श्रृंखला तकनीकी विशिष्टताओं में मुख्य रूप से शामिल हैं:
SFF-8432, मॉड्यूल के आकार (मुख्य रूप से स्थापना का आकार), प्लगिंग बल और मॉड्यूल पिंजरे के विनिर्देश को परिभाषित करता है।
SFF-8071 HOST मदरबोर्ड पर कार्ड स्लॉट कनेक्टर और मॉड्यूल मदरबोर्ड के गोल्ड फिंगर एक्सेस अनुक्रम को परिभाषित करता है।
SFF-8433, कई साइड-बाय-साइड मॉड्यूल पिंजरों और ईएमआई छर्रे तकनीकी विशिष्टताओं को परिभाषित करता है।
SFF-8472, मॉड्यूल मेमोरी और नैदानिक प्रबंधन विनिर्देशों को परिभाषित करता है।
SFF-8431 बिजली की आपूर्ति, कम गति वाले विद्युत संकेतों (संचार लाइनों), उच्च गति संकेतों, समय और मेमोरी को पढ़ने और लिखने के विनिर्देशों को परिभाषित करता है।
क्योंकि SFP समर्थन दर अधिक से अधिक हो रही है, SFF8431 में हाई-स्पीड सिग्नल विनिर्देश SFP16 / 28 पर लागू नहीं होता है, इसलिए SFF-8431 को बाद में SFF-8418 और SFF-8419 में विभाजित किया गया था।SFF-8418 विशेष रूप से 10Gb / s हाई-स्पीड इलेक्ट्रिकल सिग्नल इंटरफ़ेस आवश्यकताओं को परिभाषित करता है।10Gb / s से ऊपर की भौतिक इंटरफ़ेस आवश्यकताओं के लिए, फाइबर चैनल देखें।SFF-8419 विशेष रूप से SFF-8431 में उच्च गति संकेतों के अलावा अन्य सामग्री को परिभाषित करता है, जो सभी SFP श्रृंखला मॉड्यूल के लिए उपयुक्त है।
इसलिए, SFP मॉड्यूल संरचना डिजाइन इंजीनियरों को SFP-8431 से परिचित होना चाहिए।यदि आप ऐसे व्यक्ति हैं जो पीसीबी डिजाइन करते हैं, सॉफ्टवेयर लिखते हैं, या परीक्षण करते हैं, तो एसएफएफ-8472, एसएफएफ-8418, और एसएफएफ-8419 को इससे परिचित होना चाहिए।
क्यूएसएफपी मानक
QSFP (क्वाड स्मॉल फॉर्म-फैक्टर प्लगेबल), एक चार-चैनल छोटा प्लग करने योग्य ट्रांसीवर, जिसका उपयोग मुख्य रूप से Infiniband, ईथरनेट, फाइबर चैनल, OTN, SONET प्रोटोकॉल परिवार में किया जाता है: QSFP एकल-चैनल SFP को केवल इसकी मात्रा के साथ चार चैनलों में अपग्रेड करता है। दोगुने से अधिक है।समान आकार के स्विच के लिए, QSFP स्विचिंग क्षमता SFP की 2.67 गुना है।QSFP प्रोटोकॉल को मूल रूप से INF-8438i द्वारा परिभाषित किया गया था, फिर SFF-8436 में अपग्रेड किया गया,
और फिर SFF-8436 को परिभाषा और संदर्भ के लिए कई भागों में विभाजित किया गया था।वास्तुकला अब एसएफपी के समान है:
QSFP तकनीकी विशिष्टताओं में मुख्य रूप से शामिल हैं:
SFF-8679, हाई-स्पीड सिग्नल, लो-स्पीड सिग्नल, बिजली की आपूर्ति, मॉड्यूल के समय विनिर्देशों को परिभाषित करता है, और ऑप्टिकल इंटरफ़ेस को परिभाषित करता है और रिंग रंग विनिर्देशों को खींचता है।
SFF-8636, मेमोरी की जानकारी, मेमोरी पढ़ने और लिखने के संचालन को परिभाषित करता है।
SFF-8661, मॉड्यूल के आकार, सोने की उंगली के आकार और मॉड्यूल के सम्मिलन और हटाने के बल के विनिर्देश को परिभाषित करता है।
SFF-8662 और SFF-8663 QSFP28 मॉड्यूल के पिंजरे और कनेक्टर (प्रकार ए) को परिभाषित करते हैं।
SFF-8672 और SFF-8683 QSFP28 मॉड्यूल के पिंजरों और कनेक्टर्स (टाइप बी) को परिभाषित करते हैं।
SFF-8682 और SFF-8683 QSFP14 और नीचे दर मॉड्यूल के पिंजरों और कनेक्टर्स को परिभाषित करते हैं।
QSFP के लिए अन्य पूरक जानकारी को Infiniband प्रोटोकॉल में देखा जा सकता है।(इन्फिनीबैंड टीएम आर्किटेक्चर स्पेसिफिकेशंस वॉल्यूम)
एक्सएफपी मानक
XFP (10 Gb / s छोटा फॉर्म फैक्टर प्लग करने योग्य मॉड्यूल, जहां X रोमन अंकों में 10 के लिए खड़ा है और मुख्य रूप से SONET OC-192, 10 गीगाबिट ईथरनेट, और फाइबर चैनल) प्रोटोकॉल परिवार के लिए उपयोग किया जाता है: XFP यह एक तरंग दैर्ध्य ट्यून करने योग्य मॉड्यूल है, जो मूल रूप से XFP MSA द्वारा परिभाषित किया गया था और बाद में प्रकाशन के लिए SFF संगठन को प्रस्तुत किया गया था।XFP प्रोटोकॉल में SFF-8477 और INF-8077 शामिल हैं।
INF8077 प्रोटोकॉल XFP मॉड्यूल के आकार, विद्युत इंटरफ़ेस, स्मृति सूचना, संचार नियंत्रण और निदान को परिभाषित करता है (प्रोटोकॉल में मॉड्यूल के सभी पहलू शामिल हैं)।SFF-8477 मुख्य रूप से तरंग दैर्ध्य समायोजन नियंत्रण के लिए अनुकूलित है।
सीएक्सपी मानक
CXP (12x छोटा फॉर्म-फैक्टर प्लगेबल, 12-चैनल छोटा प्लग करने योग्य पैकेज, जहां C का अर्थ 100G है, मुख्य रूप से Infiniband, फाइबर चैनल, ईथरनेट के लिए उपयोग किया जाता है) प्रोटोकॉल मुख्य रूप से Infiniband संगठन द्वारा विनियमित होता है।
अनुलग्नक A6 120 Gb / s 12x स्माल फॉर्म-फैक्टर प्लग करने योग्य (CXP) इंटरफ़ेस केबल, सक्रिय केबल और ट्रांसीवर के लिए विशिष्टता CXP विनिर्देशों के सभी पहलुओं को प्रदान करती है (www.infinibandta.org पर निःशुल्क डाउनलोड की जा सकती है)।इसके अलावा, एसएफएफ संगठन विभिन्न गति ग्रेड के सीएक्सपी के लिए शील्ड केज और कार्ड स्लॉट को नियंत्रित करता है।
SFF-8617 मिनी मल्टीलेन 12X शील्डेड केज / कनेक्टर 12 चैनल CXP केज और मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट विनिर्देश।
SFF-8642 EIA-965 मिनी मल्टीलेन 10 Gb / s 12X शील्ड केज / कनेक्टर (CXP10) 12x10Gb / s CXP मॉड्यूल केज और मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट विनिर्देश।
SFF-8647 मिनी मल्टीलेन 14 Gb / s 12X शील्ड केज / कनेक्टर (CXP14) 12x14Gb / s CXP मॉड्यूल केज और मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट विनिर्देश।
SFF-8648 मिनी मल्टीलेन 28 Gb / s 12X शील्ड केज / कनेक्टर (CXP28) 12x28Gb / s CXP मॉड्यूल केज और मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट विनिर्देश।
microQSFP (लघु QSFP), 2015 में स्थापित एक बहु-आयामी प्रोटोकॉल, QSFP जैसे 4 चैनल हैं, लेकिन आकार केवल एक SFP मॉड्यूल के आकार का है, और यह 25G और 50G (PAM4 मॉड्यूलेशन) चैनल दरों का समर्थन करता है।मॉड्यूल आवास पर गर्मी अपव्यय पंखों के डिजाइन के माध्यम से, इसमें बेहतर थर्मल प्रदर्शन होता है।"माइक्रो क्वाड स्मॉल फॉर्म-फैक्टर प्लगेबल फोर चैनल प्लगेबल ट्रांससीवर, होस्ट कनेक्टर, और केज असेंबली फॉर्म फैक्टर" माइक्रो-क्यूएसएफपी विनिर्देश का विवरण देता है।
सीएफ़पी पैकेज
एसएफपी और क्यूएसएफपी पैकेजों को छोड़कर, ऑप्टिकल मॉड्यूल में सीएफपी पैकेजिंग का सबसे सामान्य रूप होना चाहिए।सीएफ़पी में सी रोमन अंक घड़ी में 100 का प्रतिनिधित्व करता है, इसलिए सीएफ़पी मुख्य रूप से 100 जी (40 जी सहित) और उससे अधिक की दर वाले अनुप्रयोगों के लिए लक्षित है।
सीएफ़पी परिवार में मुख्य रूप से सीएफ़पी/सीएफपी2/सीएफपी4/सीएफपी8 शामिल हैं, जिनमें से सीएफ़पी8 अभी भी प्रस्ताव चरण में है।
क्यूएसएफपी के पीछे अतिरिक्त संख्या 10 और 28 के विपरीत, जो गति ग्रेड का प्रतिनिधित्व करते हैं, सीएफ़पी के पीछे की संख्या एक नई पीढ़ी का प्रतिनिधित्व करती है, जिसमें अधिक कॉम्पैक्ट आकार (सीएफपी 8 को छोड़कर) और उच्च घनत्व होता है।
जब सीएफ़पी पैकेज पहली बार प्रस्तावित किया गया था, तो एक 25 जीबी / एस दर हासिल करना तकनीकी रूप से कठिन था, इसलिए प्रत्येक सीएफ़पी की विद्युत इंटरफ़ेस दर को 10 जीबी / एस स्तर के रूप में परिभाषित किया गया था, और 40 जी और 40 जी 4x10 जीबी / एस और 10x10 जीबी के माध्यम से हासिल किए गए थे। / एस विद्युत इंटरफेस।100G मॉड्यूल की गति।सीएफपी मॉड्यूल का आकार इतना बड़ा है कि यह [ASIC (SerDes)] को पूरा करने के लिए मॉड्यूल में मदरबोर्ड पर बहुत सारे कार्य कर सकता है।जब प्रत्येक ऑप्टिकल पथ की गति सर्किट की गति से मेल नहीं खाती है, तो आप इन सर्किट (गियर बॉक्स) के माध्यम से दर रूपांतरण को पूरा कर सकते हैं उदाहरण के लिए, ऑप्टिकल पोर्ट 4X25Gb / s को विद्युत पोर्ट 10x10Gb / s में परिवर्तित किया जाता है।
सीएफ़पी2 का आकार सीएफ़पी से केवल आधा है।विद्युत इंटरफ़ेस एकल 10Gb / s, या एकल 25Gb / s या यहाँ तक कि 50Gb / s का समर्थन कर सकता है।10x10G, 4x25G, 8x25G, और 8x50G विद्युत इंटरफेस के माध्यम से, 100G / 200G / 400G मॉड्यूल दरों को प्राप्त किया जा सकता है।
CF4 का आकार CF2 के आधे से कम हो गया है।विद्युत इंटरफ़ेस एकल 10Gb / s और 25Gb / s का समर्थन करता है, और 40G / 100G की मॉड्यूल गति 4x10Gb / s और 4x25Gb / s के माध्यम से प्राप्त की जाती है।CF4 और QSFP मॉड्यूल बहुत समान हैं, दोनों चार-तरफा हैं, और दोनों 40G और 100G का समर्थन करते हैं;अंतर यह है कि सीएफ़पी4 मॉड्यूल में अधिक शक्तिशाली प्रबंधन कार्य और बड़े आकार होते हैं (यह उच्च घनत्व डेटा संचार के लिए एक नुकसान है), और बड़े कार्यों का समर्थन कर सकते हैं।बिजली की खपत, 25Gb / s से ऊपर की गति ग्रेड और लंबी दूरी के संचरण परिदृश्यों (TEC तापमान नियंत्रण, बड़ी बिजली की खपत की आवश्यकता होती है) के लिए, बिजली की खपत और गर्मी लंपटता में CF4 मॉड्यूल के फायदे परिलक्षित हो सकते हैं।
इसलिए, कम दूरी का डेटा संचार मूल रूप से QSFP की दुनिया है;100G-LR4 10km अनुप्रयोगों के लिए, CF4 और QSFP28 समान रूप से विभाजित हैं।
सीएफ़पी परिवार के मानकों को निम्नलिखित आकृति में दिखाया गया है: प्रत्येक मानक में 3 फाइलें हैं, जिनमें से "सीएफपीएक्स एमएसए हार्डवेयर विशिष्टता संशोधन" एक प्रोग्रामेटिक फ़ाइल है, जो संक्षेप में मॉड्यूल अवधारणा, मॉड्यूल प्रबंधन, विद्युत इंटरफ़ेस, यांत्रिक आकार, ऑप्टिकल इंटरफ़ेस का वर्णन करती है। धोखा स्लॉट और अन्य विनिर्देश, अन्य दो दस्तावेज विस्तृत यांत्रिक आयामों को परिभाषित करते हैं।
सीएफ़पी एमएसए में दो सार्वजनिक तकनीकी विनिर्देश भी हैं, पिन आवंटन आरईवी.25 मॉड्यूल पिन परिभाषा को निर्दिष्ट करता है, और "सीएफपी एमएसए प्रबंधन इंटरफ़ेस विशिष्टता" मॉड्यूल प्रबंधन नियंत्रण को परिभाषित करता है और विस्तार से जानकारी दर्ज करता है।
सीएफ़पी मॉड्यूल का हाई-स्पीड इलेक्ट्रिकल इंटरफ़ेस एप्लिकेशन पर निर्भर करता है, और IEEE802.3 में CAUI, XLAUI, और CEI-28G / 56G इलेक्ट्रिकल इंटरफ़ेस विनिर्देशों का संदर्भ देता है।
CF8 विशेष रूप से 400G के लिए प्रस्तावित एक पैकेज है, और इसका आकार CF2 के बराबर है।विद्युत इंटरफ़ेस 25Gb / s और 50Gb / s की चैनल गति का समर्थन करता है, और 16x25G या 8x50 विद्युत इंटरफ़ेस के माध्यम से 400G मॉड्यूल गति प्राप्त करता है।सीएफ़पी8 केवल एक प्रस्ताव है, सार्वजनिक डाउनलोड के लिए कोई आधिकारिक मानक नहीं है।
सीडीएफपी एमएसए 2013 में स्थापित किया गया था, और सीडीएफपी पैकेजिंग मानक जो उन्होंने जारी किया था वह पहला 400 जी ऑप्टिकल मॉड्यूल पैकेजिंग मानक था।उस समय, विद्युत इंटरफ़ेस का मानक केवल 25Gb / s (OIF-CEI-28G-VSR) था, इसलिए CDFP ने केवल 16 चैनल बनाए, और 16x25G के माध्यम से 400G मॉड्यूल दर को पूरा किया, और इसे विशेष रूप से लघु- 2 किमी से कम रेंज के अनुप्रयोग।
यदि 16-तरफा विद्युत बंदरगाहों को एक पंक्ति में व्यवस्थित किया जाता है, तो मात्रा बहुत बड़ी होगी, इसलिए सीडीएफपी मॉड्यूल को बस दो पीसीबी बोर्ड एक साथ मिल गए और ऑप्टिकल पोर्ट पर एमपीओ 16 इंटरफेस का इस्तेमाल किया।पूरा मॉड्यूल विशेष रूप से मोटा दिखता है!ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल पोर्ट की व्यवस्था के अनुसार, कुल तीन मॉड्यूल आकार होते हैं।
नवीनतम सीडीएफपी मानक है: "400 जीबी / एस (16 एक्स 25 जीबी / एस) प्लगेबल ट्रांससीवर रेव 3.0″ जो विद्युत इंटरफ़ेस, प्रबंधन इंटरफ़ेस, ऑप्टिकल इंटरफ़ेस, सीडीएफपी मॉड्यूल के मॉड्यूल / स्लॉट / पिंजरे के आकार को निर्दिष्ट करता है, ईएमआई / ईएसडी संबंधित सामग्री।आज, PAM4 इतना गर्म है, अनुमान है कि यह पैकेज बहुत परीक्षण किया गया है।
400G का समर्थन करने वाला नवीनतम पैकेजिंग मानक QSFP-DD होना चाहिए।यह संगठन फरवरी 2016 में स्थापित किया गया था और सितंबर 2016 में नवीनतम मानक "क्यूएसएफपी डबल घनत्व 8X प्लगेबल ट्रांससीवर रेव 1.0" जारी किया। क्यूएसएफपी-डीडी लगभग क्यूएसएफपी के समान आकार है (सिर्फ इसलिए कि सर्किट की एक अतिरिक्त पंक्ति है, थोड़ा सा लंबा)।मुख्य परिवर्तन QSFP विद्युत इंटरफ़ेस को चार से आठ तक दोगुना करना और 50Gb / s चैनल दर 8X50 400G का समर्थन करना है)।QSFP-DD विद्युत इंटरफ़ेस QSFP के साथ संगत है, लेकिन इसके विपरीत नहीं।
उपरोक्त चर्चा सभी 100G और 400G ऑप्टिकल मॉड्यूल हैं।आइए पहुंचने योग्य सीएसएफपी को देखें।हालांकि नवीनतम सीएसएफपी मानक 2009 में जारी "कैंपैक्ट एसएफपी विनिर्देश" है, यह बिल्कुल भी पुराना नहीं है।कैम्पैक्ट का मतलब एसएफपी ऑप्टिकल मॉड्यूल की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट है, और चैनलों की संख्या भी लचीले ढंग से कॉन्फ़िगर की जा सकती है।CSFP 3 प्रकारों को परिभाषित करता है: 1CH कैंपैक्ट SFP, 2CH कैंपैक्ट SFP विकल्प 1, और 2CH कैंपैक्ट SFP विकल्प 2।
पैकेजिंग ब्लैक टेक्नोलॉजी CF2—ACO
अंत में, आइए ऑप्टिकल मॉड्यूल पैकेजिंग मानकों में सबसे उन्नत ब्लैक टेक्नोलॉजी पर एक नज़र डालें: सीएफपी 2-एसीओ।यह मुख्य रूप से OIF द्वारा परिभाषित किया गया है और CF2 के यांत्रिक आयामों को संदर्भित करता है।बैक एसीओ का मतलब एनालॉग सुसंगत ऑप्टिकल मॉड्यूल है।इसमें मुख्य रूप से एक संकीर्ण लाइन-चौड़ाई ट्यून करने योग्य लेजर, एक मॉड्यूलेटर और एक सुसंगत रिसीवर होता है।डीएसपी (डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग) को मॉड्यूल के बाहर रखा गया है।यह मॉड्यूल अविश्वसनीय है।DP-QPSK और DP-xQAM मॉड्यूलेशन तकनीक के साथ, एकल-तरंग दैर्ध्य दर आसानी से 100Gb / s से अधिक हो सकती है, और संचरण दूरी 2000km से अधिक हो सकती है।