In de optische communicatie-industrie zijn optische modules het meest blootgesteld.Ze hebben verschillende fysieke afmetingen en het aantal kanalen en transmissiesnelheden varieert sterk.Hoe deze modules worden geproduceerd, wat zijn hun kenmerken en alle geheimen zitten in de standaard.
Oudere verpakkingsnormen zoals GBIC, XPAK, X2 en Xenpak zullen worden genegeerd en de meeste energie zal worden gericht op de strengere of nieuwere normen, die hieronder één voor één zullen worden geëvalueerd.
SFF Standardization Organization: De SFF (small form-factor small package) standaardisatieorganisatie werd opgericht in augustus 1990. Het ontwikkelde aanvankelijk 2,5-inch diskdrives en breidde zich uit naar andere gebieden in november 1992. Tot dusver is SFF de meest voorkomende en succesvolle modulestandaard op het gebied van optische moduleverpakkingen.De door SFF geformuleerde optische modulestandaarden omvatten voornamelijk SFP / QSFP / XFP.
SFP-standaard
SFP (small form-factor Pluggable), een familie van pluggable transceivers met kleine vormfactor, voornamelijk gebruikt voor Ethernet, Fibre Channel, Wireless CPRI, SONET: definieert een single-channel SFP-pakket van 1Gb/s tot 28Gb/s dat moet worden voldoet aan de norm, wordt de structuur ervan weergegeven in de onderstaande afbeelding.Eerst was er een declaratief document, zoals SFF-8402 stelde SFP28 voor, SFF-8083 stelde SFP10 voor (het getal aan het einde staat voor het transmissiesnelheidsniveau, SFP10 wordt nu vaak geschreven als SFP +), dit declaratiedocument vermeldde welke technische vereisten het geciteerd Deze genoemde technische eisen vormen samen de inhoudelijke norm voor deze module.
De technische specificaties van de SFP-serie omvatten voornamelijk:
SFF-8432 definieert de grootte van de module (voornamelijk de grootte van de installatie), de plugkracht en de specificatie van de modulekooi.
SFF-8071 definieert de kaartsleufconnector op het HOST-moederbord en de gouden vingertoegangsvolgorde van het module-moederbord.
SFF-8433 definieert meerdere zij-aan-zij modulekooien en technische specificaties van EMI-granaatscherven.
SFF-8472, definieert modulegeheugen en diagnosebeheerspecificaties.
SFF-8431 definieert de voeding, elektrische signalen met lage snelheid (communicatielijnen), signalen met hoge snelheid, timing en geheugenlees- en schrijfspecificaties.
Omdat de SFP-ondersteuning steeds hoger wordt, is de high-speed signaalspecificatie in SFF8431 niet van toepassing op SFP16/28, dus werd SFF-8431 later opgesplitst in SFF-8418 en SFF-8419.SFF-8418 definieert specifiek 10Gb/s high-speed elektrische signaalinterface-eisen.Raadpleeg Fibre Channel voor fysieke interfacevereisten boven 10 Gb/s.SFF-8419 definieert specifiek andere inhoud dan snelle signalen in SFF-8431, die geschikt is voor alle modules van de SFP-serie.
Daarom moeten SFP-ontwerpingenieurs voor modulestructuur bekend zijn met SFP-8431.Als u een persoon bent die PCB's ontwerpt, software schrijft of tests uitvoert, moeten SFF-8472, SFF-8418 en SFF-8419 hiermee bekend zijn.
QSFP-standaard
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), een vierkanaals geminiaturiseerde pluggable transceiver, voornamelijk gebruikt in Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET protocolfamilie: QSFP upgradet een single-channel SFP naar vier kanalen met een volume van alleen It wordt meer dan verdubbeld.Voor een switch van hetzelfde formaat is de QSFP-schakelcapaciteit 2,67 keer die van SFP.Het QSFP-protocol werd oorspronkelijk gedefinieerd door INF-8438i en vervolgens geüpgraded naar SFF-8436,
en vervolgens werd SFF-8436 opgesplitst in verschillende delen voor definitie en referentie.De architectuur is nu vergelijkbaar met SFP:
De technische specificaties van QSFP omvatten voornamelijk:
SFF-8679 definieert het hogesnelheidssignaal, het lagesnelheidssignaal, de voeding, de timingspecificaties van de module en definieert de optische interface en de kleurspecificaties van de trekring.
SFF-8636, definieert geheugeninformatie, geheugenlees- en schrijfbewerkingen.
SFF-8661 definieert de grootte van de module, de grootte van de gouden vinger en de specificatie van de inbreng- en verwijderingskracht van de module.
SFF-8662 en SFF-8663 definiëren de kooi en connector (type A) van de QSFP28-module.
SFF-8672 en SFF-8683 definiëren de kooien en connectoren (type B) van de QSFP28-module.
SFF-8682 en SFF-8683 definiëren de kooien en connectoren van QSFP14 en modules met een lager tarief.
Andere aanvullende informatie voor QSFP kan worden bekeken in het Infiniband-protocol.(InfiniBand TM Architectuurspecificatie Volume )
XFP-standaard
XFP (10 Gb / s Small Form Factor Pluggable-module, waarbij X staat voor 10 in Romeinse cijfers en voornamelijk wordt gebruikt voor SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet en Fibre Channel) protocolfamilie: XFP Het is een golflengte-afstembare module, die werd oorspronkelijk gedefinieerd door de XFP MSA en later ingediend bij de SFF-organisatie voor publicatie.Het XFP-protocol omvat SFF-8477 en INF-8077.
Het INF8077-protocol definieert de grootte, elektrische interface, geheugeninformatie, communicatiecontrole en diagnose van de XFP-module (het protocol omvat alle aspecten van de module).SFF-8477 is voornamelijk geoptimaliseerd voor de regeling van de golflengteaanpassing.
CXP-standaard
CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-channel small pluggable package, waarbij C staat voor 100G, voornamelijk gebruikt voor Infiniband, Fibre Channel, Ethernet) wordt voornamelijk gereguleerd door de Infiniband-organisatie.
Bijlage A6 120 Gb/s 12x Small Form-factor pluggable (CXP) InterfaceSpecification for Cables, Active Cables & Transceivers biedt alle aspecten van CXP-specificaties (kan gratis worden gedownload op www.infinibandta.org).Daarnaast regelt de SFF-organisatie schildkooien en kaartsleuven voor CXP's met verschillende snelheidsgraden.
SFF-8617 Mini Multilane 12X afgeschermde kooi / connector 12-kanaals CXP-kooi en modulekaartsleufspecificatie.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb / s 12X afgeschermde kooi / connector (CXP10) 12x10Gb / s CXP-modulekooi en modulekaartsleufspecificaties.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb / s 12X afgeschermde kooi / connector (CXP14) 12x14Gb / s CXP-modulekooi en modulekaartsleufspecificaties.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb / s 12X afgeschermde kooi / connector (CXP28) 12x28Gb / s CXP-modulekooi en modulekaartsleufspecificaties.
microQSFP (geminiaturiseerde QSFP), een multidimensionaal protocol dat in 2015 is opgericht, is 4 kanalen zoals QSFP, maar de grootte is slechts de grootte van een SFP-module en ondersteunt kanaalsnelheden van 25G en 50G (PAM4-modulatie).Door het ontwerp van warmteafvoervinnen op de modulebehuizing heeft het betere thermische prestaties."Micro QUAD KLEINE VORM-FACTOR INSTEEKBARE VIERKANAALS INSTEEKBARE ZENDONTVANGER, HOST CONNECTOR, & Kooi ASSEMBLY FORM FACTOR" detailleert de micro-QSFP-specificatie.
CFP-pakket
Behalve voor SFP- en QSFP-verpakkingen, zou CFP de meest voorkomende vorm van verpakking in optische modules moeten zijn.De C in de CFP staat voor 100 in de Romeinse cijferklok, dus de CFP is vooral gericht op toepassingen met een snelheid van 100G (inclusief 40G) en hoger.
De CFP-familie omvat voornamelijk CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, waarvan CFP8 zich nog in de voorstelfase bevindt.
In tegenstelling tot de extra nummers 10 en 28 achter de QSFP, die de snelheidsklasse vertegenwoordigen, vertegenwoordigen de cijfers achter de CFP een nieuwe generatie, met een compacter formaat (behalve CFP8) en een hogere dichtheid.
Toen het CFP-pakket voor het eerst werd voorgesteld, was het technisch moeilijk om een enkele 25Gb/s-snelheid te bereiken, dus de elektrische interfacesnelheid van elke CFP werd gedefinieerd als een 10Gb/s-niveau, en 40G en 40G werden bereikt via 4x10Gb/s en 10x10Gb / s elektrische interfaces.100G modulesnelheid.De grootte van de CFP-module is zo groot dat deze veel functies op het moederbord in de module kan stoppen [ASIC (SerDes)].Wanneer de snelheid van elk optisch pad niet overeenkomt met de circuitsnelheid, kunt u de snelheidsconversie voltooien via deze circuits (Versnellingsbak) De optische poort 4X25Gb/s wordt bijvoorbeeld omgezet in een elektrische poort 10x10Gb/s.
De grootte van CFP2 is slechts de helft van die van CFP.De elektrische interface kan een enkele 10Gb/s ondersteunen, of een enkele 25Gb/s of zelfs 50Gb/s.Via de 10x10G, 4x25G, 8x25G en 8x50G elektrische interfaces kunnen 100G / 200G / 400G modulesnelheden worden bereikt.
De grootte van CFP4 is teruggebracht tot de helft van die van CFP2.De elektrische interface ondersteunt enkele 10Gb/s en 25Gb/s, en de modulesnelheid van 40G/100G wordt bereikt via 4x10Gb/s en 4x25Gb/s.CFP4- en QSFP-modules lijken erg op elkaar, beide zijn in vier richtingen en beide ondersteunen 40G en 100G;het verschil is dat CFP4-modules krachtigere beheerfuncties en grotere afmetingen hebben (dit is een nadeel voor datacommunicatie met hoge dichtheid) en grotere functies kunnen ondersteunen.Stroomverbruik, voor snelheidsklassen boven 25Gb / s en scenario's voor verzending over lange afstanden (vereist TEC-temperatuurregeling, groot stroomverbruik), kunnen de voordelen van CFP4-modules in stroomverbruik en warmteafvoer worden weerspiegeld.
Daarom is datacommunicatie op korte afstand eigenlijk de wereld van QSFP;voor 100G-LR4 10km-toepassingen zijn CFP4 en QSFP28 gelijkelijk verdeeld.
De standaarden van de CFP-familie worden weergegeven in de volgende afbeelding: elke standaard heeft 3 bestanden, waarvan "CFPx MSA Hardware Specification Revision" een programmatisch bestand is, dat een korte beschrijving geeft van het moduleconcept, modulebeheer, elektrische interface, mechanische grootte, optische interface, cheat Slots en andere specificaties, de andere twee documenten definiëren gedetailleerde mechanische afmetingen.
CFP MSA heeft ook twee openbare technische specificaties: PIN Allocation REV.25 specificeert de pindefinitie van de module, en "CFP MSA Management Interface Specification" definieert de modulebeheercontrole en registerinformatie in detail.
De snelle elektrische interface van de CFP-module is afhankelijk van de toepassing en verwijst naar de specificaties van de CAUI, XLAUI en CEI-28G/56G elektrische interface in de IEEE802.3.
CFP8 is een pakket dat specifiek is voorgesteld voor 400G, en de grootte is gelijk aan CFP2.De elektrische interface ondersteunt kanaalsnelheden van 25Gb/s en 50Gb/s, en bereikt 400G modulesnelheden via 16x25G of 8×50 elektrische interfaces.CFP8 is slechts een voorstel, er is geen officiële standaard voor openbare download.
De CDFP MSA werd opgericht in 2013 en de CDFP-verpakkingsstandaard die ze uitbrachten, was de eerste 400G-verpakkingsstandaard voor optische modules.Op dat moment was de standaard van de elektrische interface slechts 25Gb/s (OIF-CEI-28G-VSR), dus de CDFP maakte eenvoudig 16 kanalen en voltooide de 400G-modulesnelheid tot 16x25G, en het was specifiek bedoeld voor korte- bereik toepassingen onder de 2 km.
Als de 16-polige elektrische poorten op een rij zijn gerangschikt, zal het volume extreem groot zijn, dus de CDFP-module heeft eenvoudig twee printplaten bij elkaar gezet en de MPO16-interface op de optische poort gebruikt.De hele module ziet er bijzonder vet uit!Volgens de opstelling van optische en elektrische poorten zijn er in totaal drie modulegroottes.
De nieuwste CDFP-standaard is: "400 Gb / s (16 X 25 GB / s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0" die de elektrische interface, beheerinterface, optische interface, module / sleuf / kooigrootte van de CDFP-module, EMI / ESD specificeert gerelateerde inhoud.Tegenwoordig is PAM4 zo populair, dat dit pakket naar schatting zeer getest is.
De nieuwste verpakkingsstandaard die 400G ondersteunt, moet QSFP-DD zijn.Deze organisatie is opgericht in februari 2016 en heeft in september 2016 de nieuwste standaard "QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0" uitgebracht. QSFP-DD is ongeveer even groot als QSFP (alleen omdat er een extra rij circuits is, een beetje langer).De kernverandering is om de QSFP elektrische interface te verdubbelen van vier naar acht en ondersteuning van 50Gb / s kanaalsnelheid 8X50 is 400G).De elektrische interface QSFP-DD is compatibel met QSFP, maar niet omgekeerd.
De bovenstaande discussies zijn allemaal 100G en 400G optische modules.Laten we eens kijken naar het benaderbare CSFP.Hoewel de nieuwste CSFP-standaard de "campact SFP-specificaties" zijn die in 2009 zijn uitgebracht, is deze helemaal niet verouderd.Campact betekent compacter dan optische SFP-modules en ook het aantal kanalen kan flexibel worden geconfigureerd.CSFP definieert 3 typen: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP option1 en 2CH campact SFP option2.
Verpakking zwarte technologie CFP2—ACO
Laten we tot slot eens kijken naar de meest geavanceerde zwarte technologie in de verpakkingsnormen voor optische modules: CFP2-ACO.Het wordt voornamelijk bepaald door OIF en verwijst naar de mechanische afmetingen van CFP2.De achterkant ACO betekent analoge coherente optische module.Het bestaat voornamelijk uit een afstembare laser met een smalle lijnbreedte, een modulator en een coherente ontvanger.De DSP (digitale signaalverwerking) wordt buiten de module geplaatst.Deze module is ongelooflijk.Met DP-QPSK- en DP-xQAM-modulatietechnologie kan de snelheid van één golflengte gemakkelijk 100 Gb / s overschrijden en kan de transmissieafstand 2000 km overschrijden.