Nel settore delle comunicazioni ottiche, i moduli ottici sono i più esposti.Hanno dimensioni fisiche diverse e il numero di canali e le velocità di trasmissione variano notevolmente.Come vengono prodotti questi moduli, quali sono le loro caratteristiche e tutti i segreti sono nello standard.
Gli standard di imballaggio più vecchi come GBIC, XPAK, X2 e Xenpak verranno ignorati e l'energia principale sarà concentrata sugli standard più vigorosi o più nuovi, che verranno valutati uno per uno di seguito.
Organizzazione di standardizzazione SFF: l'organizzazione di standardizzazione SFF (small form-factor small package) è stata fondata nell'agosto 1990. Inizialmente ha sviluppato unità disco da 2,5 pollici e si è estesa ad altri campi nel novembre 1992. Finora, SFF è diventata la più comune e di successo standard di moduli nel campo del confezionamento di moduli ottici.Gli standard dei moduli ottici formulati da SFF includono principalmente SFP / QSFP / XFP.
standard SFP
SFP (small form-factor Pluggable), famiglia di ricetrasmettitori pluggable small form-factor, utilizzati principalmente per Ethernet, Fibre Channel, Wireless CPRI, SONET: definisce un pacchetto SFP single-channel da 1Gb/s a 28Gb/s che dovrebbe essere conforme alla Norma, la sua struttura è mostrata nella figura seguente.Prima c'era un documento dichiarativo, come SFF-8402 proposto SFP28, SFF-8083 proposto SFP10 (il numero alla fine rappresenta il livello di velocità di trasmissione, SFP10 è spesso scritto come SFP + ora), questo documento di dichiarazione menzionava quali requisiti tecnici esso citato Questi requisiti tecnici citati costituiscono collettivamente lo standard sostanziale per questo modulo.
Le specifiche tecniche della serie SFP comprendono principalmente:
SFF-8432, definisce la dimensione del modulo (principalmente la dimensione dell'installazione), la forza di chiusura e le specifiche della gabbia del modulo.
SFF-8071 definisce il connettore dello slot della scheda sulla scheda madre HOST e la sequenza di accesso con il dito dorato della scheda madre del modulo.
SFF-8433, definisce più gabbie per moduli affiancati e specifiche tecniche delle schegge EMI.
SFF-8472, definisce la memoria del modulo e le specifiche di gestione della diagnostica.
SFF-8431 definisce l'alimentazione, i segnali elettrici a bassa velocità (linee di comunicazione), i segnali ad alta velocità, i tempi e le specifiche di lettura e scrittura della memoria.
Poiché il tasso di supporto SFP è sempre più alto, la specifica del segnale ad alta velocità in SFF8431 non si applica a SFP16 / 28, quindi SFF-8431 è stato successivamente suddiviso in SFF-8418 e SFF-8419.SFF-8418 definisce specificamente i requisiti dell'interfaccia del segnale elettrico ad alta velocità da 10 Gb/s.Per i requisiti dell'interfaccia fisica superiori a 10 Gb/s, fare riferimento a Fibre Channel.SFF-8419 definisce specificamente il contenuto diverso dai segnali ad alta velocità in SFF-8431, che è adatto a tutti i moduli della serie SFP.
Pertanto, i progettisti della struttura del modulo SFP devono avere familiarità con SFP-8431.Se sei una persona che progetta PCB, scrive software o conduce test, SFF-8472, SFF-8418 e SFF-8419 devono conoscerlo.
standard QSFP
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), un ricetrasmettitore pluggable miniaturizzato a quattro canali, utilizzato principalmente nella famiglia di protocolli Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET: QSFP aggiorna un SFP a canale singolo a quattro canali con un volume di solo It è più che raddoppiato.Per uno switch della stessa dimensione, la capacità di commutazione QSFP è 2,67 volte quella di SFP.Il protocollo QSFP è stato originariamente definito da INF-8438i, quindi aggiornato a SFF-8436,
e quindi SFF-8436 è stato suddiviso in più parti per definizione e riferimento.L'architettura è ora simile a SFP:
Le specifiche tecniche di QSFP includono principalmente:
SFF-8679, definisce il segnale ad alta velocità, il segnale a bassa velocità, l'alimentazione, le specifiche di temporizzazione del modulo e definisce l'interfaccia ottica e le specifiche del colore dell'anello di trazione.
SFF-8636, definisce le informazioni sulla memoria, le operazioni di lettura e scrittura della memoria.
SFF-8661, definisce la dimensione del modulo, la dimensione del dito d'oro e la specifica della forza di inserimento e rimozione del modulo.
SFF-8662 e SFF-8663 definiscono la gabbia e il connettore (tipo A) del modulo QSFP28.
SFF-8672 e SFF-8683 definiscono le gabbie e i connettori (tipo B) del modulo QSFP28.
SFF-8682 e SFF-8683 definiscono le gabbie e i connettori dei moduli QSFP14 e inferiori.
Altre informazioni supplementari per QSFP possono essere visualizzate nel protocollo Infiniband.(Volume delle specifiche dell'architettura InfiniBand TM )
standard XFP
XFP (10 Gb/s Small Form Factor Pluggable module, dove X sta per 10 in numeri romani ed è utilizzato principalmente per SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet e Fibre Channel): XFP È un modulo sintonizzabile in lunghezza d'onda, che è stato originariamente definito dall'XFP MSA e successivamente inviato all'organizzazione SFF per la pubblicazione.Il protocollo XFP include SFF-8477 e INF-8077.
Il protocollo INF8077 definisce le dimensioni, l'interfaccia elettrica, le informazioni sulla memoria, il controllo della comunicazione e la diagnostica del modulo XFP (il protocollo include tutti gli aspetti del modulo).SFF-8477 è principalmente ottimizzato per il controllo della regolazione della lunghezza d'onda.
Standard CXP
Il protocollo CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-channel small pluggable package, dove C sta per 100G, utilizzato principalmente per Infiniband, Fibre Channel, Ethernet) è regolato principalmente dall'organizzazione Infiniband.
L'allegato A6 120 Gb / s 12x Interfaccia CXP (Small Form-factor Pluggable) Specifiche per cavi, cavi attivi e ricetrasmettitori fornisce tutti gli aspetti delle specifiche CXP (può essere scaricato gratuitamente su www.infinibandta.org).Inoltre, l'organizzazione SFF regola le gabbie di schermatura e gli slot per schede per CXP di diversi gradi di velocità.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Gabbia schermata/Connettore 12 canali CXP gabbia e specifiche slot per scheda modulo.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb/s 12X Gabbia schermata/Connettore (CXP10) 12x10 Gb/s Specifiche della gabbia del modulo CXP e dello slot della scheda del modulo.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb/s 12X Gabbia schermata/Connettore (CXP14) 12x14 Gb/s Specifiche della gabbia del modulo CXP e dello slot della scheda del modulo.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb/s 12X Gabbia/Connettore schermato (CXP28) 12x28 Gb/s Specifiche della gabbia del modulo CXP e dello slot della scheda del modulo.
microQSFP (QSFP miniaturizzato), un protocollo multidimensionale istituito nel 2015, è a 4 canali come QSFP, ma la dimensione è solo la dimensione di un modulo SFP e supporta frequenze di canale 25G e 50G (modulazione PAM4).Grazie al design delle alette di dissipazione del calore sull'alloggiamento del modulo, ha prestazioni termiche migliori."Micro QUAD SMALL FORM-FACTOR COLLEGABILE A QUATTRO CANALI RICETRASMETTITORE COLLEGABILE, CONNETTORE HOST E FATTORE DI FORMA PER ASSEMBLAGGIO A GABBIA" descrive in dettaglio la specifica micro-QSFP.
Pacchetto PCP
Fatta eccezione per i pacchetti SFP e QSFP, CFP dovrebbe essere la forma di imballaggio più comune nei moduli ottici.La C nel CFP rappresenta 100 nell'orologio in numeri romani, quindi il CFP si rivolge principalmente ad applicazioni con una velocità di 100G (incluso 40G) e oltre.
La famiglia CFP comprende principalmente CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, di cui CFP8 è ancora in fase di proposta.
A differenza dei numeri aggiuntivi 10 e 28 dietro il QSFP, che rappresentano il grado di velocità, i numeri dietro il CFP rappresentano una nuova generazione, con una dimensione più compatta (tranne CFP8) e una densità maggiore.
Quando il pacchetto CFP è stato proposto per la prima volta, era tecnicamente difficile ottenere una singola velocità di 25 Gb / s, quindi la velocità dell'interfaccia elettrica di ciascuna CFP è stata definita come un livello di 10 Gb / s e 40 G e 40 G sono stati raggiunti tramite 4x10 Gb / s e 10x10 Gb / s interfacce elettriche.Velocità del modulo 100G.La dimensione del modulo CFP è così grande che può inserire molte funzioni sulla scheda madre nel modulo per completare [ASIC (SerDes)].Quando la velocità di ciascun percorso ottico non corrisponde alla velocità del circuito, è possibile completare la conversione della velocità attraverso questi circuiti (Gear box). Ad esempio, la porta ottica 4X25Gb/s viene convertita in una porta elettrica 10x10Gb/s.
La dimensione della CFP2 è solo la metà di quella della CFP.L'interfaccia elettrica può supportare un singolo 10Gb/s, oppure un singolo 25Gb/so anche 50Gb/s.Attraverso le interfacce elettriche 10x10G, 4x25G, 8x25G e 8x50G, è possibile ottenere velocità dei moduli 100G / 200G / 400G.
La dimensione della CFP4 è ridotta alla metà di quella della CFP2.L'interfaccia elettrica supporta 10Gb/s singoli e 25Gb/s, e la velocità del modulo di 40G/100G è ottenuta tramite 4x10Gb/s e 4x25Gb/s.I moduli CFP4 e QSFP sono molto simili, entrambi sono a quattro vie ed entrambi supportano 40G e 100G;la differenza è che i moduli CFP4 hanno funzioni di gestione più potenti e dimensioni maggiori (questo è uno svantaggio per le comunicazioni di dati ad alta densità) e possono supportare funzioni più grandi.Consumo di energia, per livelli di velocità superiori a 25 Gb / se scenari di trasmissione a lunga distanza (richiede il controllo della temperatura TEC, un grande consumo energetico), si possono riflettere i vantaggi dei moduli CFP4 in termini di consumo energetico e dissipazione del calore.
Pertanto, la comunicazione dati a breve distanza è fondamentalmente il mondo di QSFP;per le applicazioni 100G-LR4 10km, CFP4 e QSFP28 sono equamente divisi.
Gli standard della famiglia CFP sono mostrati nella figura seguente: ogni standard ha 3 file, di cui "CFPx MSA Hardware Specification Revision" è un file programmatico, che descrive brevemente il concetto del modulo, la gestione del modulo, l'interfaccia elettrica, la dimensione meccanica, l'interfaccia ottica, cheat Slots e altre specifiche, gli altri due documenti definiscono dimensioni meccaniche dettagliate.
CFP MSA ha anche due specifiche tecniche pubbliche, PIN Allocation REV.25 specifica la definizione del pin del modulo e "CFP MSA Management Interface Specification" definisce in dettaglio il controllo di gestione del modulo e le informazioni di registrazione.
L'interfaccia elettrica ad alta velocità del modulo CFP dipende dall'applicazione e fa riferimento alle specifiche dell'interfaccia elettrica CAUI, XLAUI e CEI-28G / 56G in IEEE802.3.
CFP8 è un pacchetto specificamente proposto per 400G, e le sue dimensioni sono equivalenti a CFP2.L'interfaccia elettrica supporta velocità di canale di 25 Gb/s e 50 Gb/s e raggiunge velocità del modulo 400 G tramite interfacce elettriche 16x25G o 8x50.CFP8 è solo una proposta, non esiste uno standard ufficiale per il download pubblico.
Il CDFP MSA è stato istituito nel 2013 e lo standard di confezionamento CDFP che hanno rilasciato è stato il primo standard di confezionamento di moduli ottici 400G.A quel tempo, lo standard dell'interfaccia elettrica era di soli 25 Gb / s (OIF-CEI-28G-VSR), quindi il CDFP creava semplicemente 16 canali e completava la velocità del modulo 400G tramite 16x25G, ed era specificamente mirato per brevi applicazioni di portata inferiore a 2 km.
Se le porte elettriche a 16 vie sono disposte in fila, il volume sarà estremamente enorme, quindi il modulo CDFP ha semplicemente unito due schede PCB e ha utilizzato l'interfaccia MPO16 sulla porta ottica.L'intero modulo sembra particolarmente grasso!A seconda della disposizione delle porte ottiche ed elettriche, ci sono in totale tre dimensioni dei moduli.
L'ultimo standard CDFP è: “400 Gb/s (16 X 25 GB/s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0″ che specifica l'interfaccia elettrica, interfaccia di gestione, interfaccia ottica, dimensione modulo/slot/gabbia del modulo CDFP, EMI/ESD Contenuto relativo.Oggi, PAM4 è così caldo che si stima che questo pacchetto sia molto testato.
L'ultimo standard di confezionamento che supporta 400G dovrebbe essere QSFP-DD.Questa organizzazione è stata fondata nel febbraio 2016 e ha rilasciato l'ultimo standard "QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0" a settembre 2016. QSFP-DD ha all'incirca le stesse dimensioni di QSFP (solo perché c'è una fila extra di circuiti, un po' più a lungo).La modifica fondamentale è raddoppiare l'interfaccia elettrica QSFP da quattro a otto e supportare una frequenza di canale di 50 Gb / s 8X50 è 400 G).L'interfaccia elettrica QSFP-DD è compatibile con QSFP, ma non viceversa.
Le discussioni di cui sopra riguardano tutti i moduli ottici 100G e 400G.Diamo un'occhiata al CSFP accessibile.Sebbene l'ultimo standard CSFP sia le "specifiche SFP campact" rilasciate nel 2009, non è affatto obsoleto.Campact significa più compatto dei moduli ottici SFP e anche il numero di canali può essere configurato in modo flessibile.CSFP definisce 3 tipi: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP opzione1 e 2CH campact SFP opzione2.
Imballaggio tecnologia nera CFP2—ACO
Infine, diamo un'occhiata alla tecnologia del nero più avanzata negli standard di confezionamento dei moduli ottici: CFP2-ACO.È principalmente definito da OIF e fa riferimento alle dimensioni meccaniche di CFP2.Il retro ACO significa modulo ottico coerente analogico.Consiste principalmente in un laser sintonizzabile a larghezza di linea stretta, un modulatore e un ricevitore coerente.Il DSP (Digital Signal Processing) è posizionato all'esterno del modulo.Questo modulo è incredibile.Con la tecnologia di modulazione DP-QPSK e DP-xQAM, la velocità di lunghezza d'onda singola può facilmente superare i 100 Gb / s e la distanza di trasmissione può superare i 2000 km.