Optinio ryšio pramonėje optiniai moduliai yra labiausiai veikiami.Jie turi skirtingus fizinius dydžius, o kanalų skaičius ir perdavimo sparta labai skiriasi.Kaip šie moduliai gaminami, kokios jų charakteristikos ir visos paslaptys yra standarte.
Senesni pakavimo standartai, tokie kaip GBIC, XPAK, X2 ir Xenpak, bus ignoruojami, o pagrindinė energija bus sutelkta į griežtesnius ar naujesnius standartus, kurie bus vertinami po vieną žemiau.
SFF standartizacijos organizacija: SFF (small form-factor small package) standartizacijos organizacija buvo įkurta 1990 m. rugpjūčio mėn. Iš pradžių ji sukūrė 2,5 colio diskų įrenginius ir 1992 m. lapkritį išsiplėtė į kitas sritis. Iki šiol SFF tapo labiausiai paplitusi ir sėkmingiausia. modulio standartas optinių modulių pakavimo srityje.SFF suformuluoti optinio modulio standartai daugiausia apima SFP / QSFP / XFP.
SFP standartas
SFP (small form-factor Pluggable), mažų formos faktoriaus prijungiamų siųstuvų-imtuvų šeima, daugiausia naudojama Ethernet, skaidulinio kanalo, belaidžio CPRI, SONET: apibrėžia vieno kanalo SFP paketą nuo 1 Gb / s iki 28 Gb / s, kuris turėtų būti atitinka standartą, jo struktūra parodyta paveikslėlyje žemiau.Pirmiausia buvo deklaratyvus dokumentas, pvz., SFF-8402 pasiūlytas SFP28, SFF-8083 pasiūlytas SFP10 (skaičius gale rodo perdavimo spartos lygį, SFP10 dažnai rašoma kaip SFP + dabar), šiame deklaracijos dokumente buvo nurodyta, kokius techninius reikalavimus jis turi. cituojami Šie nurodyti techniniai reikalavimai kartu sudaro esminį šio modulio standartą.
SFP serijos techninės specifikacijos daugiausia apima:
SFF-8432, apibrėžia modulio dydį (daugiausia instaliacijos dydį), užkimšimo jėgą ir modulio narvelio specifikaciją.
SFF-8071 apibrėžia HOST pagrindinės plokštės kortelės lizdo jungtį ir modulio pagrindinės plokštės auksinio piršto prieigos seką.
SFF-8433, apibrėžia kelis vienas šalia kito esančius modulių narvelius ir EMI skeveldros technines specifikacijas.
SFF-8472, apibrėžia modulio atminties ir diagnostikos valdymo specifikacijas.
SFF-8431 apibrėžia maitinimo šaltinio, mažo greičio elektros signalų (ryšio linijų), didelės spartos signalų, laiko ir atminties skaitymo bei rašymo specifikacijas.
Kadangi SFP palaikymo lygis tampa vis didesnis, didelės spartos signalo specifikacija SFF8431 netaikoma SFP16 / 28, todėl SFF-8431 vėliau buvo padalintas į SFF-8418 ir SFF-8419.SFF-8418 konkrečiai apibrėžia 10Gb/s didelės spartos elektrinio signalo sąsajos reikalavimus.Jei norite sužinoti daugiau nei 10 Gb / s fizinės sąsajos reikalavimus, žr. „Fiber Channel“.SFF-8419 konkrečiai apibrėžia turinį, kuris nėra didelės spartos signalas SFF-8431, kuris tinka visiems SFP serijos moduliams.
Todėl SFP modulių struktūros projektavimo inžinieriai turi būti susipažinę su SFP-8431.Jei esate asmuo, kuris kuria PCB, rašo programinę įrangą arba atlieka bandymus, SFF-8472, SFF-8418 ir SFF-8419 turi būti su tuo susipažinę.
QSFP standartas
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), keturių kanalų miniatiūrinis prijungiamas siųstuvas-imtuvas, daugiausia naudojamas Infiniband, Ethernet, Fiber Channel, OTN, SONET protokolų šeimoje: QSFP atnaujina vieno kanalo SFP iki keturių kanalų, kurių tūris yra tik It. yra daugiau nei dvigubai didesnis.To paties dydžio jungiklio QSFP perjungimo pajėgumas yra 2,67 karto didesnis nei SFP.QSFP protokolas iš pradžių buvo apibrėžtas INF-8438i, vėliau atnaujintas į SFF-8436,
ir tada SFF-8436 buvo padalytas į kelias dalis, kad būtų galima apibrėžti ir pateikti nuorodą.Architektūra dabar panaši į SFP:
QSFP techninės specifikacijos daugiausia apima:
SFF-8679, apibrėžia didelės spartos signalą, mažo greičio signalą, maitinimo šaltinį, modulio laiko specifikacijas ir optinės sąsajos bei traukimo žiedo spalvos specifikacijas.
SFF-8636, apibrėžia atminties informaciją, atminties skaitymo ir rašymo operacijas.
SFF-8661, apibrėžia modulio dydį, auksinio piršto dydį ir modulio įdėjimo bei išėmimo jėgos specifikaciją.
SFF-8662 ir SFF-8663 apibrėžia QSFP28 modulio narvelį ir jungtį (A tipas).
SFF-8672 ir SFF-8683 apibrėžia QSFP28 modulio narvelius ir jungtis (B tipas).
SFF-8682 ir SFF-8683 apibrėžia QSFP14 ir mažesnio greičio modulių narvelius ir jungtis.
Kitą papildomą QSFP informaciją galima peržiūrėti Infiniband protokole.(„InfiniBand TM ArchitectureSpecification Volume“)
XFP standartas
XFP (10 Gb / s Small Form Factor Pluggable module, kur X reiškia 10 romėniškais skaitmenimis ir daugiausia naudojamas SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet ir šviesolaidinio kanalo) protokolų šeima: XFP Tai bangos ilgio derinamas modulis, kuris iš pradžių buvo apibrėžta XFP MSA ir vėliau pateikta SFF organizacijai paskelbti.XFP protokolas apima SFF-8477 ir INF-8077.
INF8077 protokolas apibrėžia XFP modulio dydį, elektrinę sąsają, atminties informaciją, ryšio valdymą ir diagnostiką (protokolas apima visus modulio aspektus).SFF-8477 daugiausia optimizuotas bangos ilgio reguliavimui.
CXP standartas
CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-channel small pluggable package, kur C reiškia 100G, daugiausia naudojamas Infiniband, šviesolaidinis kanalas, Ethernet) protokolą daugiausia reguliuoja Infiniband organizacija.
Priedas A6 120 Gb / s 12x Mažo formos faktoriaus prijungiamos (CXP) sąsajos specifikacijos kabeliams, aktyviems kabeliams ir imtuvams pateikia visus CXP specifikacijų aspektus (galima atsisiųsti nemokamai iš www.infinibandta.org).Be to, SFF organizacija reguliuoja skirtingų greičio klasių CXP skydinius narvus ir kortelių lizdus.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Shielded Cage / Connector 12 kanalų CXP narvelio ir modulio plokštės lizdo specifikacija.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb / s 12X ekranuotas narvas / jungtis (CXP10) 12x10Gb / s CXP modulio narvelio ir modulio plokštės lizdo specifikacijos.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb / s 12X Shielded Cage / Connector (CXP14) 12x14Gb / s CXP modulio narvelio ir modulio plokštės lizdo specifikacijos.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb / s 12X ekranuotas narvas / jungtis (CXP28) 12x28Gb / s CXP modulio narvelio ir modulio plokštės lizdo specifikacijos.
microQSFP (miniatiūrinis QSFP), daugiamatis protokolas, sukurtas 2015 m., yra 4 kanalai, kaip ir QSFP, tačiau dydis yra tik SFP modulio dydis ir palaiko 25G ir 50G (PAM4 moduliacija) kanalų spartą.Dėl modulio korpuso šilumos išsklaidymo briaunų konstrukcijos yra geresnės šiluminės charakteristikos.„Micro QUAD MAŽOS FORMOS FAKTORIUS KIUNČIAMAS KETURIŲ KANALŲ KIŠTUMAS SIUNTUVINIS, PAGRINDINĖS JUNGTIS IR NARVELIO FORMOS FAKTORIUS“ išsamiai aprašo mikro-QSFP specifikaciją.
BŽP paketas
Išskyrus SFP ir QSFP paketus, CFP turėtų būti labiausiai paplitusi optinių modulių pakuotė.CFP C žymi 100 pagal laikrodį su romėniškais skaitmenimis, taigi CFP daugiausia skirtas 100 G (įskaitant 40 G) ir didesniems įrenginiams.
BŽP šeimą daugiausia sudaro BŽP / CFP2 / CFP4 / CFP8, iš kurių BŽP8 vis dar yra pasiūlymo stadijoje.
Skirtingai nuo papildomų skaičių 10 ir 28 už QSFP, kurie rodo greičio laipsnį, skaičiai už CFP reiškia naują kartą, kompaktiškesnio dydžio (išskyrus CFP8) ir didesnį tankį.
Kai pirmą kartą buvo pasiūlytas CFP paketas, buvo techniškai sunku pasiekti vieną 25 Gb / s spartą, todėl kiekvieno CFP elektrinės sąsajos sparta buvo apibrėžta kaip 10 Gb / s lygis, o 40 G ir 40 G buvo pasiekti naudojant 4x10 Gb / s ir 10x10 Gb. / s elektros sąsajos.100G modulio greitis.CFP modulio dydis yra toks didelis, kad jis gali įdėti daug pagrindinės plokštės funkcijų į modulį, kad užbaigtų [ASIC (SerDes)].Kai kiekvieno optinio kelio greitis nesutampa su grandinės greičiu, galite atlikti greičio konvertavimą per šias grandines (Pavarų dėžė) Pavyzdžiui, optinis prievadas 4X25Gb/s paverčiamas elektros prievadu 10x10Gb/s.
CFP2 dydis yra tik pusė BŽP dydžio.Elektrinė sąsaja gali palaikyti vieną 10Gb/s arba vieną 25Gb/s ar net 50Gb/s.Naudojant 10x10G, 4x25G, 8x25G ir 8x50G elektrines sąsajas, galima pasiekti 100G / 200G / 400G modulių spartą.
CFP4 dydis sumažintas iki pusės CFP2 dydžio.Elektrinė sąsaja palaiko vieną 10Gb/s ir 25Gb/s, o 40G/100G modulio greitis pasiekiamas per 4x10Gb/s ir 4x25Gb/s.CFP4 ir QSFP moduliai yra labai panašūs, abu yra keturių krypčių ir abu palaiko 40G ir 100G;Skirtumas tas, kad CFP4 moduliai turi galingesnes valdymo funkcijas ir didesnius dydžius (tai yra didelio tankio duomenų perdavimo trūkumas) ir gali palaikyti didesnes funkcijas.Energijos suvartojimas, esant didesniam nei 25 Gb / s greičiui ir tolimojo perdavimo scenarijams (reikalingas TEC temperatūros valdymas, didelis energijos suvartojimas), gali atsispindėti CFP4 modulių pranašumai energijos suvartojimo ir šilumos išsklaidymo srityje.
Todėl trumpojo nuotolio duomenų perdavimas iš esmės yra QSFP pasaulis;100G-LR4 10 km naudojimui CFP4 ir QSFP28 yra padalinti po lygiai.
CFP šeimos standartai pavaizduoti paveikslėlyje: kiekvienas standartas turi 3 failus, iš kurių „CFPx MSA Hardware Specification Revision“ yra programinis failas, kuriame trumpai aprašoma modulio koncepcija, modulio valdymas, elektrinė sąsaja, mechaninis dydis, optinė sąsaja, cheat Slots ir kitos specifikacijos, kiti du dokumentai apibrėžia detalius mechaninius matmenis.
CFP MSA taip pat turi dvi viešas technines specifikacijas: PIN paskirstymas REV.25 nurodo modulio kaiščio apibrėžimą, o „CFP MSA valdymo sąsajos specifikacija“ išsamiai apibrėžia modulio valdymo valdymo ir registro informaciją.
Didelės spartos CFP modulio elektrinė sąsaja priklauso nuo programos ir nurodo CAUI, XLAUI ir CEI-28G / 56G elektrinės sąsajos specifikacijas IEEE802.3.
CFP8 yra paketas, specialiai siūlomas 400G, o jo dydis atitinka CFP2.Elektrinė sąsaja palaiko 25 Gb / s ir 50 Gb / s kanalų greitį ir pasiekia 400 G modulio greitį per 16x25G arba 8 × 50 elektrines sąsajas.CFP8 yra tik pasiūlymas, nėra oficialaus viešojo atsisiuntimo standarto.
CDFP MSA buvo įkurta 2013 m., o jų išleistas CDFP pakavimo standartas buvo pirmasis 400G optinio modulio pakavimo standartas.Tuo metu elektros sąsajos standartas buvo tik 25 Gb / s (OIF-CEI-28G-VSR), todėl CDFP tiesiog padarė 16 kanalų ir užbaigė 400 G modulio spartą per 16x25G, ir buvo specialiai skirtas trumpam. atstumas mažesnis nei 2 km.
Jei 16 krypčių elektros prievadai bus išdėstyti iš eilės, tūris bus nepaprastai didelis, todėl CDFP modulis tiesiog sujungė dvi PCB plokštes ir panaudojo MPO16 sąsają optiniame prievade.Visas modulis atrodo ypač storas!Pagal optinių ir elektrinių prievadų išdėstymą iš viso yra trys modulių dydžiai.
Naujausias CDFP standartas yra: "400 Gb / s (16 X 25 GB / s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0", kuris nurodo elektrinę sąsają, valdymo sąsają, optinę sąsają, CDFP modulio modulio / lizdo / narvelio dydį, EMI / ESD susijusį turinį.Šiandien PAM4 yra toks karštas, kad manoma, kad šis paketas yra labai išbandytas.
Naujausias pakavimo standartas, palaikantis 400G, turėtų būti QSFP-DD.Ši organizacija buvo įkurta 2016 m. vasarį ir 2016 m. rugsėjį išleido naujausią standartą „QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0“. QSFP-DD yra maždaug tokio pat dydžio kaip QSFP (tik todėl, kad yra papildoma grandinių eilė, šiek tiek ilgiau).Pagrindinis pakeitimas yra padvigubinti QSFP elektrinę sąsają nuo keturių iki aštuonių ir palaikyti 50 Gb / s kanalo greitį 8x50 yra 400 G).QSFP-DD elektrinė sąsaja yra suderinama su QSFP, bet ne atvirkščiai.
Aukščiau pateiktos diskusijos yra apie 100G ir 400G optinius modulius.Pažvelkime į prieinamą CSFP.Nors naujausias CSFP standartas yra 2009 m. išleistos „campact SFP specifikacijos“, jis visai nėra pasenęs.Campact reiškia kompaktiškesnius nei SFP optiniai moduliai, o kanalų skaičių taip pat galima lanksčiai konfigūruoti.CSFP apibrėžia 3 tipus: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP variantą1 ir 2CH campact SFP variantą2.
Pakuotė juodoji technologija CFP2-ACO
Galiausiai pažvelkime į pažangiausią juodos spalvos technologiją optinių modulių pakavimo standartuose: CFP2-ACO.Jį daugiausia apibrėžia OIF ir nurodo mechaninius CFP2 matmenis.Galinis ACO reiškia analoginį koherentinį optinį modulį.Jį daugiausia sudaro siauros linijos pločio derinamas lazeris, moduliatorius ir koherentinis imtuvas.DSP (skaitmeninio signalo apdorojimas) yra už modulio ribų.Šis modulis yra neįtikėtinas.Naudojant DP-QPSK ir DP-xQAM moduliavimo technologijas, vienos bangos ilgio greitis gali lengvai viršyti 100 Gb / s, o perdavimo atstumas gali viršyti 2000 km.