Sa industriya ng optical na komunikasyon, ang mga optical module ay ang pinaka-nakalantad.Ang mga ito ay may iba't ibang pisikal na laki, at ang bilang ng mga channel at mga rate ng paghahatid ay lubhang nag-iiba.Paano ginawa ang mga module na ito, ano ang kanilang mga katangian, at lahat ng mga lihim ay nasa pamantayan.
Ang mga lumang pamantayan sa packaging gaya ng GBIC, XPAK, X2, at Xenpak ay hindi papansinin, at ang pangunahing enerhiya ay itutuon sa mas masigla o mas bagong mga pamantayan, na susuriin nang paisa-isa sa ibaba.
SFF Standardization Organization: Ang SFF (small form-factor small package) standardization organization ay itinatag noong Agosto 1990. Una itong nakabuo ng 2.5-inch disk drive at pinalawak sa ibang mga field noong Nobyembre 1992. Sa ngayon, ang SFF ang naging pinakakaraniwan at matagumpay pamantayan ng module sa larangan ng optical module packaging.Ang mga pamantayan ng optical module na binuo ng SFF ay pangunahing kasama ang SFP / QSFP / XFP.
pamantayan ng SFP
SFP (maliit na form-factor Pluggable), isang pamilya ng maliit na form-factor pluggable transceiver, pangunahing ginagamit para sa Ethernet, fiber channel, Wireless CPRI, SONET: tumutukoy sa isang single-channel na SFP package mula 1Gb / s hanggang 28Gb / s na dapat ay sumunod sa Standard, ang istraktura nito ay ipinapakita sa figure sa ibaba.Una ay mayroong isang deklaratibong dokumento, tulad ng SFF-8402 na iminungkahing SFP28, SFF-8083 na iminungkahing SFP10 (ang numero sa dulo ay kumakatawan sa antas ng transmission rate, ang SFP10 ay madalas na isinusulat bilang SFP + ngayon), binanggit ng dokumentong ito ng deklarasyon kung aling mga teknikal na kinakailangan ito binanggit Ang mga binanggit na teknikal na pangangailangan ay sama-samang bumubuo ng mahalagang pamantayan para sa modyul na ito.
Pangunahing kasama sa mga teknikal na detalye ng serye ng SFP ang:
Ang SFF-8432, ay tumutukoy sa laki ng module (pangunahin ang laki ng pag-install), ang puwersa ng plugging, at ang detalye ng module cage.
Tinutukoy ng SFF-8071 ang card slot connector sa HOST motherboard at ang gold finger access sequence ng module motherboard.
Ang SFF-8433, ay tumutukoy sa maramihang magkatabi na module cage at mga teknikal na detalye ng EMI shrapnel.
SFF-8472, tumutukoy sa memorya ng module at mga pagtutukoy sa pamamahala ng diagnostic.
Tinutukoy ng SFF-8431 ang power supply, mababang bilis ng mga de-koryenteng signal (mga linya ng komunikasyon), mga high-speed na signal, timing, at memory read and write specifications.
Dahil ang rate ng suporta ng SFP ay tumataas at tumataas, ang high-speed signal specification sa SFF8431 ay hindi nalalapat sa SFP16 / 28, kaya ang SFF-8431 ay nahati sa ibang pagkakataon sa SFF-8418 at SFF-8419.Ang SFF-8418 ay partikular na tumutukoy sa 10Gb / s high-speed electrical signal interface na kinakailangan.Para sa mga kinakailangan sa pisikal na interface na higit sa 10Gb / s, sumangguni sa Fiber Channel.Ang SFF-8419 ay partikular na tumutukoy sa nilalaman maliban sa mga high-speed na signal sa SFF-8431, na angkop para sa lahat ng mga module ng serye ng SFP.
Samakatuwid, dapat na pamilyar ang mga inhinyero sa disenyo ng istraktura ng module ng SFP sa SFP-8431.Kung ikaw ay isang taong nagdidisenyo ng mga PCB, nagsusulat ng software, o nagsasagawa ng pagsubok, dapat na pamilyar dito ang SFF-8472, SFF-8418, at SFF-8419.
Pamantayan ng QSFP
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), isang four-channel miniaturized pluggable transceiver, pangunahing ginagamit sa Infiniband, Ethernet, Fiber Channel, OTN, SONET protocol family: Ina-upgrade ng QSFP ang isang single-channel na SFP sa apat na channel na may volume lang na It ay higit sa doble.Para sa parehong laki ng switch, ang QSFP switching capacity ay 2.67 beses kaysa sa SFP.Ang QSFP protocol ay orihinal na tinukoy ng INF-8438i, pagkatapos ay na-upgrade sa SFF-8436,
at pagkatapos ay hinati ang SFF-8436 sa ilang bahagi para sa kahulugan at sanggunian.Ang arkitektura ay katulad na ngayon sa SFP:
Pangunahing kasama sa mga teknikal na detalye ng QSFP ang:
Ang SFF-8679, ay tumutukoy sa high-speed signal, low-speed signal, power supply, timing specifications ng module, at tumutukoy sa optical interface at pull ring color specifications.
SFF-8636, tumutukoy sa impormasyon ng memorya, memory read at write operations.
Ang SFF-8661, ay tumutukoy sa laki ng module, ang laki ng gold finger at ang detalye ng puwersa ng pagpapasok at pagtanggal ng module.
Tinutukoy ng SFF-8662 at SFF-8663 ang hawla at connector (uri A) ng QSFP28 module.
Tinukoy ng SFF-8672 at SFF-8683 ang mga kulungan at konektor (uri B) ng module ng QSFP28.
Tinutukoy ng SFF-8682 at SFF-8683 ang mga hawla at konektor ng QSFP14 at mas mababa sa mga module ng rate.
Maaaring tingnan ang iba pang karagdagang impormasyon para sa QSFP sa Infiniband protocol.(Dami ng InfiniBand TM ArchitectureSpecification )
Pamantayan ng XFP
XFP (10 Gb / s Small Form Factor Pluggable module, kung saan ang X ay kumakatawan sa 10 sa Roman numerals at pangunahing ginagamit para sa SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet, at fiber channel) na pamilya ng protocol: XFP Ito ay isang wavelength tunable module, na kung saan ay orihinal na tinukoy ng XFP MSA at kalaunan ay isinumite sa organisasyon ng SFF para sa publikasyon.Kasama sa XFP protocol ang SFF-8477 at INF-8077.
Tinutukoy ng INF8077 protocol ang laki, electrical interface, impormasyon ng memorya, kontrol sa komunikasyon at mga diagnostic ng XFP module (kabilang sa protocol ang lahat ng aspeto ng module).Ang SFF-8477 ay pangunahing na-optimize para sa kontrol ng pagsasaayos ng wavelength.
Pamantayan ng CXP
Ang CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-channel small pluggable package, kung saan ang C ay nangangahulugang 100G, pangunahing ginagamit para sa Infiniband, fiber channel, Ethernet) na protocol ay pangunahing kinokontrol ng organisasyong Infiniband.
Annex A6 120 Gb / s 12x Small Form-factor pluggable (CXP) InterfaceSpecification for Cables, Active Cables & Transceiver ay nagbibigay ng lahat ng aspeto ng CXP specifications (maaaring i-download nang walang bayad sa www.infinibandta.org).Bilang karagdagan, kinokontrol ng organisasyon ng SFF ang mga shield cage at card slot para sa mga CXP na may iba't ibang grado ng bilis.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Shielded Cage / Connector 12 channel CXP cage at detalye ng module board slot.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb / s 12X Shielded Cage / Connector (CXP10) 12x10Gb / s CXP module cage at mga detalye ng module board slot.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb / s 12X Shielded Cage / Connector (CXP14) 12x14Gb / s CXP module cage at mga detalye ng module board slot.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb / s 12X Shielded Cage / Connector (CXP28) 12x28Gb / s CXP module cage at mga detalye ng module board slot.
Ang microQSFP (miniaturized QSFP), isang multi-dimensional na protocol na itinatag noong 2015, ay 4 na channel tulad ng QSFP, ngunit ang laki ay kasing laki lang ng isang SFP module, at sinusuportahan nito ang 25G at 50G (PAM4 modulation) na mga rate ng channel.Sa pamamagitan ng disenyo ng heat dissipation fins sa module housing, mayroon itong mas mahusay na thermal performance.Ang “Micro QUAD SMALL FORM-FACTOR PLUGGABLE FOUR CHANNEL PLUGGABLE TRANSCEIVER, HOST CONNECTOR, & CAGE ASSEMBLY FORM FACTOR” ay nagdedetalye sa detalye ng micro-QSFP.
CFP package
Maliban sa mga pakete ng SFP at QSFP, ang CFP ay dapat ang pinakakaraniwang anyo ng packaging sa mga optical module.Ang C sa CFP ay kumakatawan sa 100 sa Roman numeral na orasan, kaya ang CFP ay pangunahing nakatuon sa mga application na may rate na 100G (kabilang ang 40G) at mas mataas.
Pangunahing kasama sa pamilya ng CFP ang CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, kung saan ang CFP8 ay nasa yugto pa rin ng panukala.
Hindi tulad ng mga karagdagang numero 10 at 28 sa likod ng QSFP, na kumakatawan sa bilis ng grado, ang mga numero sa likod ng CFP ay kumakatawan sa isang bagong henerasyon, na may mas compact na laki (maliban sa CFP8) at mas mataas na density.
Noong unang iminungkahi ang CFP package, teknikal na mahirap makamit ang isang solong 25Gb / s rate, kaya ang electrical interface rate ng bawat CFP ay tinukoy bilang isang 10Gb / s na antas, at ang 40G at 40G ay nakamit sa pamamagitan ng 4x10Gb / s at 10x10Gb / s mga de-koryenteng interface.100G module na bilis.Ang laki ng CFP module ay napakalaki na maaari itong maglagay ng maraming function sa motherboard sa module upang makumpleto ang [ASIC (SerDes)].Kapag ang bilis ng bawat optical path ay hindi tumugma sa bilis ng circuit, maaari mong kumpletuhin ang rate ng conversion sa pamamagitan ng mga circuit na ito (Gear box) Halimbawa, ang optical port na 4X25Gb / s ay na-convert sa isang electrical port na 10x10Gb / s.
Ang laki ng CFP2 ay kalahati lamang ng laki ng CFP.Maaaring suportahan ng electrical interface ang isang solong 10Gb / s, o isang solong 25Gb / s o kahit na 50Gb / s.Sa pamamagitan ng 10x10G, 4x25G, 8x25G, at 8x50G electrical interface, maaaring makamit ang 100G / 200G / 400G module rate.
Ang laki ng CFP4 ay binabawasan sa kalahati ng laki ng CFP2.Sinusuportahan ng electrical interface ang solong 10Gb / s at 25Gb / s, at ang bilis ng module na 40G / 100G ay nakakamit sa pamamagitan ng 4x10Gb / s at 4x25Gb / s.Ang mga module ng CFP4 at QSFP ay halos magkapareho, parehong four-way, at parehong sumusuporta sa 40G at 100G;ang pagkakaiba ay ang CFP4 modules ay may mas makapangyarihang mga function ng pamamahala at mas malalaking sukat (ito ay isang kawalan para sa high-density data communications), at maaaring suportahan ang mas malalaking function.Pagkonsumo ng kuryente, para sa mga marka ng bilis na higit sa 25Gb / s at mga senaryo ng paghahatid ng malayuan (nangangailangan ng kontrol sa temperatura ng TEC, malaking pagkonsumo ng kuryente), ang mga bentahe ng mga module ng CFP4 sa pagkonsumo ng kuryente at pagwawaldas ng init ay maaaring maipakita.
Samakatuwid, ang maikling-distance na komunikasyon ng data ay karaniwang ang mundo ng QSFP;para sa 100G-LR4 10km application, ang CFP4 at QSFP28 ay pantay na hinati.
Ang mga pamantayan ng pamilya ng CFP ay ipinapakita sa sumusunod na figure: bawat pamantayan ay may 3 mga file, kung saan ang "CFPx MSA Hardware Specification Revision" ay isang programmatic file, na maikling naglalarawan sa konsepto ng module, pamamahala ng module, electrical interface, laki ng mekanikal, optical interface, cheat Slots at iba pang mga detalye, ang iba pang dalawang dokumento ay tumutukoy sa mga detalyadong mekanikal na dimensyon.
Ang CFP MSA ay mayroon ding dalawang pampublikong teknikal na detalye, ang PIN Allocation REV.25 ay tumutukoy sa module pin definition, at ang "CFP MSA Management Interface Specification" ay tumutukoy sa module management control at nagparehistro ng impormasyon nang detalyado.
Ang high-speed electrical interface ng CFP module ay nakasalalay sa application, at tumutukoy sa CAUI, XLAUI, at CEI-28G / 56G electrical interface specifications sa IEEE802.3.
Ang CFP8 ay isang package na partikular na iminungkahi para sa 400G, at ang laki nito ay katumbas ng CFP2.Sinusuportahan ng electrical interface ang mga bilis ng channel na 25Gb / s at 50Gb / s, at nakakamit ang 400G module na bilis sa pamamagitan ng 16x25G o 8x50 electrical interface.Ang CFP8 ay isang Panukala lamang, walang opisyal na pamantayan para sa pampublikong pag-download.
Ang CDFP MSA ay itinatag noong 2013, at ang CDFP packaging standard na inilabas nila ay ang unang 400G optical module packaging standard.Sa oras na iyon, ang pamantayan ng electrical interface ay 25Gb / s lamang (OIF-CEI-28G-VSR), kaya ang CDFP ay gumawa lamang ng 16 na channel, at nakumpleto ang 400G module rate sa pamamagitan ng 16x25G, at ito ay partikular na naka-target para sa maikling- saklaw ng mga aplikasyon sa ibaba 2km.
Kung ang 16-way na mga de-koryenteng port ay nakaayos sa isang hilera, ang volume ay magiging napakalaki, kaya ang CDFP module ay pinagsama lamang ang dalawang PCB board at ginamit ang MPO16 interface sa optical port.Ang buong module ay mukhang partikular na mataba!Ayon sa pag-aayos ng mga optical at electrical port, mayroong tatlong laki ng module sa kabuuan.
Ang pinakabagong pamantayan ng CDFP ay: “400 Gb / s (16 X 25 GB / s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0″ na tumutukoy sa electrical interface, management interface, optical interface, module / slot / cage size ng CDFP module, EMI / ESD Kaugnay na Nilalaman.Sa ngayon, napakainit ng PAM4, tinatayang napaka-test na ng package na ito.
Ang pinakabagong pamantayan sa packaging na sumusuporta sa 400G ay dapat na QSFP-DD.Itinatag ang organisasyong ito noong Pebrero 2016 at inilabas ang pinakabagong pamantayang “QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0″ noong Setyembre 2016. Ang QSFP-DD ay halos kapareho ng laki ng QSFP (dahil lang may dagdag na row ng mga circuit, medyo mas matagal).Ang pangunahing pagbabago ay ang doblehin ang QSFP electrical interface mula apat hanggang walo at suportahan ang 50Gb / s channel rate na 8X50 ay 400G).Ang QSFP-DD electrical interface ay tugma sa QSFP, ngunit hindi vice versa.
Ang mga talakayan sa itaas ay lahat ng 100G at 400G optical modules.Tingnan natin ang madaling lapitan na CSFP.Bagama't ang pinakahuling pamantayan ng CSFP ay ang "mga detalye ng campact SFP" na inilabas noong 2009, hindi ito luma na.Ang ibig sabihin ng Campact ay mas compact kaysa sa mga optical module ng SFP, at ang bilang ng mga channel ay maaari ding flexible na i-configure.Tinutukoy ng CSFP ang 3 uri: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP option1, at 2CH campact SFP option2.
Packaging black technology CFP2—ACO
Panghuli, tingnan natin ang pinaka-advanced na itim na teknolohiya sa optical module packaging standards: CFP2-ACO.Pangunahing tinukoy ito ng OIF at tumutukoy sa mga mekanikal na dimensyon ng CFP2.Ang likod na ACO ay nangangahulugan ng analog coherent optical module.Pangunahing binubuo ito ng isang makitid na line-width tunable laser, isang modulator, at isang magkakaugnay na receiver.Ang DSP (digital signal processing) ay inilalagay sa labas ng module.Ang modyul na ito ay hindi kapani-paniwala.Sa DP-QPSK at DP-xQAM modulation technology, ang single-wavelength rate ay madaling lumampas sa 100Gb / s, at ang transmission distance ay maaaring lumampas sa 2000km.