Optisko sakaru nozarē optiskie moduļi ir visvairāk pakļauti.Tiem ir dažādi fiziskie izmēri, un kanālu skaits un pārraides ātrums ir ļoti atšķirīgs.Kā šie moduļi tiek ražoti, kādi ir to raksturlielumi un visi noslēpumi ir iekļauti standartā.
Vecāki iepakojuma standarti, piemēram, GBIC, XPAK, X2 un Xenpak, tiks ignorēti, un galvenā enerģija tiks koncentrēta uz stingrākiem vai jaunākiem standartiem, kas tiks novērtēti pa vienam tālāk.
SFF standartizācijas organizācija: SFF (small form-factor small package) standartizācijas organizācija tika izveidota 1990. gada augustā. Sākotnēji tā izstrādāja 2,5 collu diskdziņus un 1992. gada novembrī paplašināja to citās jomās. Līdz šim SFF ir kļuvusi par visizplatītāko un veiksmīgāko. moduļu standarts optisko moduļu iepakojuma jomā.SFF formulētie optisko moduļu standarti galvenokārt ietver SFP / QSFP / XFP.
SFP standarts
SFP (small form-factor Pluggable), mazu formas faktora pievienojamu raiduztvērēju saime, ko galvenokārt izmanto Ethernet, šķiedru kanālam, bezvadu CPRI, SONET: definē viena kanāla SFP pakotni no 1 Gb / s līdz 28 Gb / s, kurai vajadzētu būt atbilst standartam, tā struktūra ir parādīta attēlā zemāk.Vispirms bija deklaratīvs dokuments, piemēram, SFF-8402 ierosinātais SFP28, SFF-8083 piedāvātais SFP10 (skaitlis beigās norāda pārraides ātruma līmeni, SFP10 bieži tiek rakstīts kā SFP + tagad), šajā deklarācijas dokumentā bija minēts, kuras tehniskās prasības tas ir paredzēts. citēts Šīs citētās tehniskās prasības kopā veido šī moduļa pamatstandartu.
SFP sērijas tehniskās specifikācijas galvenokārt ietver:
SFF-8432, nosaka moduļa izmēru (galvenokārt instalācijas izmēru), spraudņa spēku un moduļa korpusa specifikāciju.
SFF-8071 nosaka kartes slota savienotāju HOST mātesplatē un zelta pirksta piekļuves secību moduļa mātesplatē.
SFF-8433, nosaka vairākus blakus esošos moduļu būrus un EMI šrapneļa tehniskās specifikācijas.
SFF-8472, definē moduļa atmiņas un diagnostikas pārvaldības specifikācijas.
SFF-8431 nosaka barošanas avotu, zema ātruma elektriskos signālus (sakaru līnijas), ātrgaitas signālus, laiku un atmiņas lasīšanas un rakstīšanas specifikācijas.
Tā kā SFP atbalsta līmenis kļūst arvien augstāks, SFF8431 ātrgaitas signāla specifikācija neattiecas uz SFP16 / 28, tāpēc SFF-8431 vēlāk tika sadalīts SFF-8418 un SFF-8419.SFF-8418 īpaši nosaka 10 Gb / s ātrgaitas elektriskā signāla saskarnes prasības.Informāciju par fiziskās saskarnes prasībām virs 10 Gb/s skatiet sadaļā Fibre Channel.SFF-8419 īpaši definē saturu, kas nav ātrgaitas signāli, SFF-8431, kas ir piemērots visiem SFP sērijas moduļiem.
Tāpēc SFP moduļu struktūras projektēšanas inženieriem ir jāpārzina SFP-8431.Ja esat persona, kas izstrādā PCB, raksta programmatūru vai veic testēšanu, SFF-8472, SFF-8418 un SFF-8419 ir jāzina.
QSFP standarts
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), četru kanālu miniatūrs pievienojams raiduztvērējs, ko galvenokārt izmanto Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET protokolu saimē: QSFP uzlabo vienkanāla SFP līdz četriem kanāliem ar skaļumu tikai It. ir vairāk nekā divas reizes.Tāda paša izmēra slēdzim QSFP pārslēgšanās jauda ir 2,67 reizes lielāka nekā SFP.QSFP protokolu sākotnēji definēja INF-8438i, pēc tam jaunināja uz SFF-8436,
un pēc tam SFF-8436 tika sadalīts vairākās daļās definīcijai un atsaucei.Arhitektūra tagad ir līdzīga SFP:
QSFP tehniskajās specifikācijās galvenokārt ietilpst:
SFF-8679, nosaka ātrgaitas signālu, zema ātruma signālu, barošanas avotu, moduļa laika specifikācijas un definē optiskā interfeisa un vilkšanas gredzena krāsu specifikācijas.
SFF-8636, definē atmiņas informāciju, atmiņas lasīšanas un rakstīšanas darbības.
SFF-8661, nosaka moduļa izmēru, zelta pirksta izmēru un moduļa ievietošanas un izņemšanas spēka specifikāciju.
SFF-8662 un SFF-8663 nosaka QSFP28 moduļa korpusu un savienotāju (A tips).
SFF-8672 un SFF-8683 nosaka QSFP28 moduļa sprostus un savienotājus (B tips).
SFF-8682 un SFF-8683 nosaka QSFP14 un zemākas ātruma moduļu sprostus un savienotājus.
Citu papildu informāciju par QSFP var skatīt Infiniband protokolā.(InfiniBand TM ArchitectureSpecification Volume)
XFP standarts
XFP (10 Gb/s Small Form Factor Pluggable module, kur X apzīmē 10 ar romiešu cipariem un galvenokārt tiek izmantots SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet un fiber kanālu) protokolu saimei: XFP Tas ir viļņa garuma noskaņojams modulis, kas sākotnēji definēja XFP MSA un vēlāk iesniedza SFF organizācijai publicēšanai.XFP protokols ietver SFF-8477 un INF-8077.
INF8077 protokols nosaka XFP moduļa izmēru, elektrisko interfeisu, atmiņas informāciju, sakaru vadību un diagnostiku (protokols ietver visus moduļa aspektus).SFF-8477 galvenokārt ir optimizēts viļņa garuma regulēšanas kontrolei.
CXP standarts
CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-channel small pluggable package, kur C apzīmē 100G, galvenokārt izmanto Infiniband, fiber channel, Ethernet) protokolu galvenokārt regulē Infiniband organizācija.
Pielikums A6 120 Gb / s 12x Small Form-factor pluggable (CXP) interfeisa specifikācija kabeļiem, aktīvajiem kabeļiem un raiduztvērējiem nodrošina visus CXP specifikāciju aspektus (var lejupielādēt bez maksas vietnē www.infinibandta.org).Turklāt SFF organizācija regulē vairoga būrus un karšu slotus dažādu ātruma pakāpju CXP.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Shielded Cage / Connector 12 kanālu CXP korpusa un moduļu plates slota specifikācija.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb / s 12X Shielded Cage / Connector (CXP10) 12x10Gb / s CXP moduļa korpusa un moduļu plates slota specifikācijas.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb / s 12X Shielded Cage / Connector (CXP14) 12x14Gb / s CXP moduļa korpusa un moduļu plates slota specifikācijas.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb / s 12X Shielded Cage / Connector (CXP28) 12x28Gb / s CXP moduļa korpusa un moduļu plates slota specifikācijas.
microQSFP (miniaturizēts QSFP), daudzdimensiju protokols, kas izveidots 2015. gadā, ir 4 kanāli, piemēram, QSFP, taču izmērs ir tikai SFP moduļa lielums, un tas atbalsta 25G un 50G (PAM4 modulācija) kanālu ātrumu.Pateicoties siltuma izkliedes ribām uz moduļa korpusa, tam ir labāki siltuma rādītāji.“Micro QUAD MAZĀS FORMAS FAKTORA PIEVIENOJAMS ČETRU KANĀLU PIEVIENOJAMS TRANSCEIRS, SASTĀVDAĻAS SAVIENOTĀJS UN BROGA MONTĀCIJAS FORMAS FAKTORS” sīki izklāsta mikro-QSFP specifikāciju.
KZP pakete
Izņemot SFP un QSFP pakotnes, CFP ir jābūt visizplatītākajam iepakojuma veidam optiskajos moduļos.C CFP apzīmē 100 ar romiešu ciparu pulksteni, tāpēc CFP galvenokārt ir paredzēts lietojumiem ar ātrumu 100 G (ieskaitot 40 G) un lielāku.
KZP saimē galvenokārt ietilpst CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, no kuriem CFP8 joprojām ir priekšlikuma stadijā.
Atšķirībā no papildu skaitļiem 10 un 28 aiz QSFP, kas apzīmē ātruma pakāpi, skaitļi aiz CFP apzīmē jaunu paaudzi ar kompaktāku izmēru (izņemot CFP8) un lielāku blīvumu.
Kad pirmo reizi tika piedāvāta CFP pakotne, bija tehniski grūti sasniegt vienu 25 Gb / s ātrumu, tāpēc katra CFP elektriskās saskarnes ātrums tika definēts kā 10 Gb / s līmenis, bet 40 G un 40 G tika sasniegts ar 4x10 Gb / s un 10x10 Gb. / s elektriskās saskarnes.100G moduļa ātrums.CFP moduļa izmērs ir tik liels, ka tas var ievietot daudzas mātesplates funkcijas modulī, lai pabeigtu [ASIC (SerDes)].Ja katra optiskā ceļa ātrums neatbilst ķēdes ātrumam, jūs varat pabeigt ātruma pārveidošanu, izmantojot šīs ķēdes (pārnesumkārba) Piemēram, optiskais ports 4X25Gb/s tiek pārveidots par elektrisko portu 10x10Gb/s.
CFP2 izmērs ir tikai puse no CFP.Elektriskā saskarne var atbalstīt vienu 10 Gb / s vai vienu 25 Gb / s vai pat 50 Gb / s.Izmantojot 10x10G, 4x25G, 8x25G un 8x50G elektriskās saskarnes, var sasniegt 100G / 200G / 400G moduļu ātrumu.
CFP4 izmērs ir samazināts uz pusi no CFP2.Elektriskā saskarne atbalsta vienu 10Gb / s un 25Gb / s, un moduļa ātrums 40G / 100G tiek sasniegts ar 4x10Gb / s un 4x25Gb / s.CFP4 un QSFP moduļi ir ļoti līdzīgi, abi ir četrvirzienu, un abi atbalsta 40G un 100G;atšķirība ir tāda, ka CFP4 moduļiem ir jaudīgākas pārvaldības funkcijas un lielāki izmēri (tas ir trūkums augsta blīvuma datu sakariem), un tie var atbalstīt lielākas funkcijas.Enerģijas patēriņš ātruma kategorijām virs 25Gb / s un tālsatiksmes pārraides scenārijiem (nepieciešama TEC temperatūras kontrole, liels enerģijas patēriņš) var atspoguļot CFP4 moduļu priekšrocības enerģijas patēriņā un siltuma izkliedē.
Tāpēc īsa attāluma datu komunikācija būtībā ir QSFP pasaule;100G-LR4 10 km lietojumiem CFP4 un QSFP28 ir vienādi sadalīti.
CFP saimes standarti ir parādīti attēlā: katram standartam ir 3 faili, no kuriem “CFPx MSA Hardware Specification Revision” ir programmatisks fails, kurā īsi aprakstīta moduļa koncepcija, moduļu pārvaldība, elektriskā saskarne, mehāniskais izmērs, optiskais interfeiss, cheat Slots un citas specifikācijas, pārējie divi dokumenti nosaka detalizētus mehāniskos izmērus.
CFP MSA ir arī divas publiskas tehniskās specifikācijas, PIN piešķiršana REV.25 nosaka moduļa tapas definīciju, un "CFP MSA pārvaldības saskarnes specifikācija" detalizēti definē moduļa pārvaldības vadības un reģistra informāciju.
CFP moduļa ātrgaitas elektriskā saskarne ir atkarīga no lietojumprogrammas un atsaucas uz CAUI, XLAUI un CEI-28G / 56G elektriskās saskarnes specifikācijām IEEE802.3.
CFP8 ir pakotne, kas īpaši piedāvāta 400G, un tās izmērs ir līdzvērtīgs CFP2.Elektriskā saskarne atbalsta kanālu ātrumu 25Gb / s un 50Gb / s, un nodrošina 400G moduļa ātrumu, izmantojot 16x25G vai 8x50 elektriskās saskarnes.CFP8 ir tikai priekšlikums, publiskai lejupielādei nav oficiāla standarta.
CDFP MSA tika izveidots 2013. gadā, un viņu izlaistais CDFP iepakojuma standarts bija pirmais 400 G optiskā moduļa iepakojuma standarts.Tajā laikā elektriskās saskarnes standarts bija tikai 25Gb / s (OIF-CEI-28G-VSR), tāpēc CDFP vienkārši izveidoja 16 kanālus un pabeidza 400G moduļa ātrumu caur 16x25G, un tas bija īpaši paredzēts īstermiņa lietojumu diapazons zem 2 km.
Ja 16 virzienu elektriskie pieslēgvietas ir sakārtotas pēc kārtas, apjoms būs ārkārtīgi milzīgs, tāpēc CDFP modulis vienkārši savienoja divas PCB plates un izmantoja MPO16 interfeisu optiskajā pieslēgvietā.Viss modulis izskatās īpaši resns!Atbilstoši optisko un elektrisko pieslēgvietu izvietojumam kopumā ir trīs moduļu izmēri.
Jaunākais CDFP standarts ir: "400 Gb / s (16 X 25 GB / s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0", kas nosaka elektrisko interfeisu, vadības interfeisu, optisko interfeisu, moduļa / slota / būra izmēru CDFP modulim, EMI / ESD saistīto saturu.Šodien PAM4 ir tik karsts, ka tiek lēsts, ka šī pakete ir ļoti pārbaudīta.
Jaunākajam iepakojuma standartam, kas atbalsta 400G, jābūt QSFP-DD.Šī organizācija tika izveidota 2016. gada februārī un 2016. gada septembrī izlaida jaunāko standartu QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0. QSFP-DD ir aptuveni tāda paša izmēra kā QSFP (tikai tāpēc, ka ir papildu ķēžu rinda, nedaudz ilgāk).Galvenās izmaiņas ir dubultot QSFP elektrisko saskarni no četriem uz astoņiem un atbalstīt 50Gb / s kanālu ātrumu 8x50 ir 400G).QSFP-DD elektriskā saskarne ir saderīga ar QSFP, bet ne otrādi.
Iepriekš minētās diskusijas attiecas uz 100G un 400G optiskajiem moduļiem.Apskatīsim pieejamo CSFP.Lai gan jaunākais CSFP standarts ir 2009. gadā izdotās “camact SFP specifikācijas”, tas nemaz nav novecojis.Campact nozīmē kompaktākus nekā SFP optiskie moduļi, un kanālu skaitu var arī elastīgi konfigurēt.CSFP definē 3 veidus: 1 CH campact SFP, 2 CH campact SFP opciju 1 un 2 CH campact SFP opciju2.
Iepakojuma melnā tehnoloģija CFP2-ACO
Visbeidzot, apskatīsim vismodernāko melno tehnoloģiju optisko moduļu iepakojuma standartos: CFP2-ACO.To galvenokārt nosaka OIF, un tas attiecas uz CFP2 mehāniskajiem izmēriem.Aizmugurējais ACO nozīmē analogo koherento optisko moduli.Tas galvenokārt sastāv no šaura līnijas platuma regulējama lāzera, modulatora un koherenta uztvērēja.DSP (digitālā signāla apstrāde) atrodas ārpus moduļa.Šis modulis ir neticams.Izmantojot DP-QPSK un DP-xQAM modulācijas tehnoloģiju, viena viļņa garuma ātrums var viegli pārsniegt 100 Gb / s, un pārraides attālums var pārsniegt 2000 km.