Na indústria de comunicação óptica, os módulos ópticos são os mais expostos.Eles têm tamanhos físicos diferentes e o número de canais e as taxas de transmissão variam muito.Como esses módulos são produzidos, quais são suas características e todos os segredos estão no padrão.
Padrões de embalagem mais antigos, como GBIC, XPAK, X2 e Xenpak, serão ignorados, e a energia principal será focada nos padrões mais vigorosos ou mais recentes, que serão avaliados um a um abaixo.
Organização de Padronização SFF: A organização de padronização SFF (small form-factor small package) foi estabelecida em agosto de 1990. Ela inicialmente desenvolveu unidades de disco de 2,5 polegadas e expandiu para outros campos em novembro de 1992. Até agora, o SFF se tornou o mais comum e bem-sucedido padrão de módulo no campo de embalagem de módulos ópticos.Os padrões de módulos ópticos formulados pela SFF incluem principalmente SFP / QSFP / XFP.
padrão SFP
SFP (pequeno fator de forma Pluggable), uma família de transceptores conectáveis de fator de forma pequeno, usados principalmente para Ethernet, canal de fibra, CPRI sem fio, SONET: define um pacote SFP de canal único de 1 Gb / s a 28 Gb / s que deve ser em conformidade com a Norma, sua estrutura é mostrada na figura abaixo.Primeiro havia um documento declarativo, como SFF-8402 proposto SFP28, SFF-8083 proposto SFP10 (o número no final representa o nível de taxa de transmissão, SFP10 é frequentemente escrito como SFP + agora), este documento de declaração mencionava quais requisitos técnicos ele citado Esses requisitos técnicos citados constituem coletivamente o padrão substantivo para este módulo.
As especificações técnicas da série SFP incluem principalmente:
SFF-8432, define o tamanho do módulo (principalmente o tamanho da instalação), a força de conexão e a especificação da gaiola do módulo.
SFF-8071 define o conector do slot de cartão na placa-mãe HOST e a sequência de acesso do dedo dourado da placa-mãe do módulo.
SFF-8433, define várias gaiolas de módulos lado a lado e especificações técnicas de estilhaços EMI.
SFF-8472, define a memória do módulo e as especificações de gerenciamento de diagnóstico.
SFF-8431 define a fonte de alimentação, sinais elétricos de baixa velocidade (linhas de comunicação), sinais de alta velocidade, temporização e especificações de leitura e gravação de memória.
Como a taxa de suporte SFP está ficando cada vez mais alta, a especificação de sinal de alta velocidade no SFF8431 não se aplica ao SFP16/28, então o SFF-8431 foi posteriormente dividido em SFF-8418 e SFF-8419.O SFF-8418 define especificamente os requisitos de interface de sinal elétrico de alta velocidade de 10 Gb / s.Para requisitos de interface física acima de 10 Gb/s, consulte Fibre Channel.O SFF-8419 define especificamente o conteúdo além dos sinais de alta velocidade no SFF-8431, que é adequado para todos os módulos da série SFP.
Portanto, os engenheiros de projeto da estrutura do módulo SFP devem estar familiarizados com o SFP-8431.Se você é uma pessoa que projeta PCBs, escreve software ou realiza testes, SFF-8472, SFF-8418 e SFF-8419 devem estar familiarizados com ele.
Padrão QSFP
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), um transceptor plugável miniaturizado de quatro canais, usado principalmente na família de protocolos Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET: QSFP atualiza um SFP de canal único para quatro canais com um volume de apenas It é mais que o dobro.Para o mesmo tamanho de switch, a capacidade de comutação QSFP é 2,67 vezes maior que a do SFP.O protocolo QSFP foi originalmente definido pelo INF-8438i, depois atualizado para SFF-8436,
e então o SFF-8436 foi dividido em várias partes para definição e referência.A arquitetura agora é semelhante ao SFP:
As especificações técnicas do QSFP incluem principalmente:
SFF-8679, define o sinal de alta velocidade, sinal de baixa velocidade, fonte de alimentação, especificações de tempo do módulo e define a interface óptica e as especificações de cor do anel de tração.
SFF-8636, define informações de memória, leitura de memória e operações de gravação.
SFF-8661, define o tamanho do módulo, o tamanho do dedo de ouro e a especificação da força de inserção e remoção do módulo.
SFF-8662 e SFF-8663 definem a gaiola e o conector (tipo A) do módulo QSFP28.
SFF-8672 e SFF-8683 definem as gaiolas e conectores (tipo B) do módulo QSFP28.
SFF-8682 e SFF-8683 definem as gaiolas e conectores de módulos de taxa QSFP14 e abaixo.
Outras informações complementares para QSFP podem ser visualizadas no protocolo Infiniband.(InfiniBand TM ArchitectureSpecification Volume )
Padrão XFP
Família de protocolos XFP (10 Gb/s Small Form Factor Pluggable, onde X significa 10 em algarismos romanos e é usado principalmente para SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet e canal de fibra): XFP É um módulo ajustável de comprimento de onda, que foi originalmente definido pelo XFP MSA e posteriormente submetido à organização SFF para publicação.O protocolo XFP inclui SFF-8477 e INF-8077.
O protocolo INF8077 define o tamanho, interface elétrica, informações de memória, controle de comunicação e diagnóstico do módulo XFP (o protocolo inclui todos os aspectos do módulo).O SFF-8477 é otimizado principalmente para controle de ajuste de comprimento de onda.
Padrão CXP
O protocolo CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-channel small pluggable package, onde C significa 100G, usado principalmente para Infiniband, Fibre Channel, Ethernet) é regulado principalmente pela organização Infiniband.
Anexo A6 120 Gb/s 12x Small Form-factor pluggable (CXP) A especificação para cabos, cabos ativos e transceptores fornece todos os aspectos das especificações CXP (pode ser baixado gratuitamente em www.infinibandta.org).Além disso, a organização SFF regula gaiolas de blindagem e slots de cartão para CXPs de diferentes graus de velocidade.
SFF-8617 Mini Gaiola Blindada 12X 12X / Conector Gaiola CXP de 12 canais e especificação do slot da placa do módulo.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb / s Gaiola / Conector Blindado 12X (CXP10) 12x10 Gb / s Especificações do compartimento do módulo CXP e do slot da placa do módulo.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb/s 12X Gaiola Blindada / Conector (CXP14) 12x14 Gb/s Gaiola do módulo CXP e especificações do slot da placa do módulo.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb / s Gaiola / Conector Blindado 12X (CXP28) 12 x 28 Gb / s Gaiola do módulo CXP e especificações do slot da placa do módulo.
microQSFP (QSFP miniaturizado), um protocolo multidimensional estabelecido em 2015, tem 4 canais como QSFP, mas o tamanho é apenas o tamanho de um módulo SFP e suporta taxas de canal de 25G e 50G (modulação PAM4).Através do design de aletas de dissipação de calor na carcaça do módulo, possui melhor desempenho térmico.“Micro QUAD SMALL FORM-FACTOR CONECTÁVEL TRANSCEPTOR, CONECTOR HOST, & CAGE ASSEMBLY FORM FACTOR CONECTÁVEL DE QUATRO CANAIS” detalha a especificação micro-QSFP.
pacote CFP
Exceto para pacotes SFP e QSFP, CFP deve ser a forma mais comum de embalagem em módulos ópticos.O C no CFP representa 100 no relógio de numeração romana, portanto, o CFP é voltado principalmente para aplicativos com uma taxa de 100G (incluindo 40G) e acima.
A família CFP inclui principalmente CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, dos quais CFP8 ainda está em fase de proposta.
Ao contrário dos números adicionais 10 e 28 atrás do QSFP, que representam o grau de velocidade, os números atrás do CFP representam uma nova geração, com tamanho mais compacto (exceto CFP8) e maior densidade.
Quando o pacote CFP foi proposto pela primeira vez, era tecnicamente difícil atingir uma taxa única de 25Gb/s, então a taxa de interface elétrica de cada CFP foi definida como um nível de 10Gb/s, e 40G e 40G foram alcançados através de 4x10Gb/s e 10x10Gb / s interfaces elétricas.Velocidade do módulo 100G.O tamanho do módulo CFP é tão grande que pode colocar muitas funções na placa-mãe no módulo para completar [ASIC (SerDes)].Quando a velocidade de cada caminho óptico não corresponde à velocidade do circuito, você pode concluir a conversão da taxa através desses circuitos (Caixa de engrenagens) Por exemplo, a porta óptica 4X25Gb/s é convertida em uma porta elétrica 10x10Gb/s.
O tamanho do CFP2 é apenas metade do tamanho do CFP.A interface elétrica pode suportar um único 10Gb/s, ou um único 25Gb/s ou até 50Gb/s.Através das interfaces elétricas 10x10G, 4x25G, 8x25G e 8x50G, taxas de módulo 100G/200G/400G podem ser alcançadas.
O tamanho do CFP4 é reduzido à metade do CFP2.A interface elétrica suporta um único 10Gb/s e 25Gb/s, e a velocidade do módulo de 40G/100G é alcançada através de 4x10Gb/s e 4x25Gb/s.Os módulos CFP4 e QSFP são muito semelhantes, ambos são de quatro vias e ambos suportam 40G e 100G;a diferença é que os módulos CFP4 têm funções de gerenciamento mais poderosas e tamanhos maiores (isso é uma desvantagem para comunicações de dados de alta densidade) e podem suportar funções maiores.Consumo de energia, para níveis de velocidade acima de 25Gb/s e cenários de transmissão de longa distância (requer controle de temperatura TEC, grande consumo de energia), as vantagens dos módulos CFP4 no consumo de energia e dissipação de calor podem ser refletidas.
Portanto, a comunicação de dados de curta distância é basicamente o mundo do QSFP;para aplicações 100G-LR4 de 10km, CFP4 e QSFP28 são divididos igualmente.
Os padrões da família CFP são mostrados na figura a seguir: cada padrão possui 3 arquivos, dos quais “CFPx MSA Hardware Specification Revision” é um arquivo programático, que descreve brevemente o conceito do módulo, gerenciamento do módulo, interface elétrica, tamanho mecânico, interface óptica, cheat Slots e outras especificações, os outros dois documentos definem dimensões mecânicas detalhadas.
O CFP MSA também tem duas especificações técnicas públicas, PIN Allocation REV.25 especifica a definição do pino do módulo, e “CFP MSA Management Interface Specification” define o controle de gerenciamento do módulo e as informações de registro em detalhes.
A interface elétrica de alta velocidade do módulo CFP depende da aplicação e faz referência às especificações de interface elétrica CAUI, XLAUI e CEI-28G / 56G no IEEE802.3.
O CFP8 é um pacote especificamente proposto para 400G, e seu tamanho é equivalente ao CFP2.A interface elétrica suporta velocidades de canal de 25Gb/s e 50Gb/s, e atinge velocidades de módulo de 400G através de interfaces elétricas 16x25G ou 8×50.O CFP8 é apenas uma Proposta, não existe um padrão oficial para download público.
O CDFP MSA foi estabelecido em 2013, e o padrão de empacotamento CDFP que eles lançaram foi o primeiro padrão de empacotamento de módulo óptico de 400G.Naquela época, o padrão da interface elétrica era de apenas 25Gb/s (OIF-CEI-28G-VSR), então o CDFP simplesmente fez 16 canais, e completou a taxa do módulo 400G até 16x25G, e foi especificamente direcionado para curto-circuitos. aplicações de alcance abaixo de 2km.
Se as portas elétricas de 16 vias estiverem dispostas em fila, o volume será extremamente grande, então o módulo CDFP simplesmente juntou duas placas PCB e usou a interface MPO16 na porta óptica.Todo o módulo parece particularmente gordo!De acordo com a disposição das portas ópticas e elétricas, há três tamanhos de módulo no total.
O padrão CDFP mais recente é: “400 Gb / s (16 X 25 GB / s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0″ que especifica a interface elétrica, interface de gerenciamento, interface óptica, módulo / slot / tamanho da gaiola do módulo CDFP, EMI / ESD Conteúdo Relacionado.Hoje, o PAM4 está tão quente, estima-se que este pacote seja muito testado.
O padrão de embalagem mais recente que suporta 400G deve ser QSFP-DD.Esta organização foi criada em fevereiro de 2016 e lançou o mais recente padrão “QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0″ em setembro de 2016. O QSFP-DD é aproximadamente do mesmo tamanho que o QSFP (só porque há uma linha extra de circuitos, um pouco mais tempo).A principal mudança é dobrar a interface elétrica QSFP de quatro para oito e suportar taxa de canal de 50Gb/s 8X50 é 400G).A interface elétrica QSFP-DD é compatível com QSFP, mas não vice-versa.
As discussões acima são todos os módulos ópticos de 100G e 400G.Vejamos o CSFP acessível.Embora o padrão CSFP mais recente seja o “campact SFP Specifications” lançado em 2009, ele não está desatualizado.Campact significa mais compacto do que os módulos ópticos SFP, e o número de canais também pode ser configurado de forma flexível.O CSFP define 3 tipos: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP option1 e 2CH campact SFP option2.
Tecnologia de embalagem preta CFP2—ACO
Finalmente, vamos dar uma olhada na tecnologia preta mais avançada em padrões de embalagem de módulos ópticos: CFP2-ACO.É definido principalmente pela OIF e faz referência às dimensões mecânicas do CFP2.O ACO traseiro significa módulo óptico coerente analógico.Consiste principalmente em um laser sintonizável de largura de linha estreita, um modulador e um receptor coerente.O DSP (processamento de sinal digital) é colocado fora do módulo.Este módulo é incrível.Com a tecnologia de modulação DP-QPSK e DP-xQAM, a taxa de comprimento de onda único pode facilmente exceder 100 Gb / se a distância de transmissão pode exceder 2000 km.