Optik iletişim endüstrisinde, optik modüller en çok maruz kalanlardır.Farklı fiziksel boyutları vardır ve kanal sayısı ve iletim hızları büyük ölçüde değişir.Bu modüller nasıl üretilir, özellikleri nelerdir ve tüm sırlar standarttadır.
GBIC, XPAK, X2 ve Xenpak gibi daha eski paketleme standartları göz ardı edilecek ve ana enerji, aşağıda tek tek değerlendirilecek olan daha güçlü veya daha yeni standartlara odaklanacaktır.
SFF Standardizasyon Organizasyonu: SFF (küçük form faktörlü küçük paket) standardizasyon organizasyonu Ağustos 1990'da kuruldu. Başlangıçta 2,5 inçlik disk sürücüleri geliştirdi ve Kasım 1992'de diğer alanlara yayıldı. Şimdiye kadar, SFF en yaygın ve başarılı oldu. optik modül paketleme alanında modül standardı.SFF tarafından formüle edilen optik modül standartları esas olarak SFP / QSFP / XFP'yi içerir.
SFP standardı
SFP (küçük form faktörlü Takılabilir), çoğunlukla Ethernet, fiber kanal, Kablosuz CPRI, SONET için kullanılan küçük form faktörlü takılabilir alıcı-vericiler ailesi: 1 Gb / s'den 28 Gb / s'ye kadar olması gereken tek kanallı bir SFP paketini tanımlar. Standarda uygun yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.İlk önce SFF-8402 önerilen SFP28, SFF-8083 önerilen SFP10 (sondaki sayı iletim hızı seviyesini temsil eder, SFP10 genellikle SFP + şimdi olarak yazılır) gibi bir bildirim belgesi vardı, bu bildirim belgesinde hangi teknik gereksinimlerden bahsedilmiştir. anılan Bu belirtilen teknik gereksinimler toplu olarak bu modül için temel standardı oluşturur.
SFP serisi teknik özellikleri temel olarak şunları içerir:
SFF-8432, modülün boyutunu (esas olarak kurulumun boyutunu), takma kuvvetini ve modül kafesinin özelliklerini tanımlar.
SFF-8071, HOST ana kartındaki kart yuvası konektörünü ve modül ana kartının altın parmak erişim sırasını tanımlar.
SFF-8433, çoklu yan yana modül kafeslerini ve EMI şarapnel teknik özelliklerini tanımlar.
SFF-8472, modül belleği ve tanılama yönetimi özelliklerini tanımlar.
SFF-8431, güç kaynağı, düşük hızlı elektrik sinyalleri (iletişim hatları), yüksek hızlı sinyaller, zamanlama ve bellek okuma ve yazma özelliklerini tanımlar.
SFP destek oranı gittikçe yükseldiğinden, SFF8431'deki yüksek hızlı sinyal özelliği SFP16 / 28 için geçerli değildir, bu nedenle SFF-8431 daha sonra SFF-8418 ve SFF-8419'a bölünmüştür.SFF-8418, 10Gb/sn yüksek hızlı elektrik sinyali arabirimi gereksinimlerini özel olarak tanımlar.10 Gb/sn üzerindeki fiziksel arabirim gereksinimleri için Fiber Kanal'a bakın.SFF-8419, tüm SFP serisi modüller için uygun olan SFF-8431'deki yüksek hızlı sinyaller dışındaki içeriği özel olarak tanımlar.
Bu nedenle, SFP modül yapısı tasarım mühendisleri SFP-8431'e aşina olmalıdır.PCB tasarlayan, yazılım yazan veya test yapan bir kişiyseniz, SFF-8472, SFF-8418 ve SFF-8419 buna aşina olmalıdır.
QSFP standardı
QSFP (Dörtlü Küçük Form Faktörlü Takılabilir), dört kanallı minyatür takılabilir bir alıcı-verici, esas olarak Infiniband, Ethernet, Fiber Kanal, OTN, SONET protokol ailesinde kullanılır: QSFP, tek kanallı bir SFP'yi yalnızca It hacmiyle dört kanala yükseltir iki katından fazladır.Aynı boyuttaki anahtar için QSFP anahtarlama kapasitesi, SFP'nin 2,67 katıdır.QSFP protokolü orijinal olarak INF-8438i tarafından tanımlandı, ardından SFF-8436'ya yükseltildi,
ve ardından SFF-8436, tanım ve referans için birkaç parçaya bölündü.Mimari artık SFP'ye benzer:
QSFP teknik özellikleri temel olarak şunları içerir:
SFF-8679, modülün yüksek hızlı sinyal, düşük hızlı sinyal, güç kaynağı, zamanlama özelliklerini tanımlar ve optik arayüz ve çekme halkası renk özelliklerini tanımlar.
SFF-8636, bellek bilgilerini, bellek okuma ve yazma işlemlerini tanımlar.
SFF-8661, modülün boyutunu, altın parmağın boyutunu ve modülün yerleştirme ve çıkarma kuvvetinin özelliklerini tanımlar.
SFF-8662 ve SFF-8663, QSFP28 modülünün kafesini ve konektörünü (A tipi) tanımlar.
SFF-8672 ve SFF-8683, QSFP28 modülünün kafeslerini ve konektörlerini (tip B) tanımlar.
SFF-8682 ve SFF-8683, QSFP14 ve düşük oranlı modüllerin kafeslerini ve konektörlerini tanımlar.
QSFP için diğer ek bilgiler Infiniband protokolünde görüntülenebilir.(InfiniBand TM Mimarisi Spesifikasyon Hacmi )
XFP standardı
XFP (10 Gb / s Küçük Form Faktörü Takılabilir modül, burada X Romen rakamlarıyla 10'u temsil eder ve esas olarak SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet ve fiber kanal için kullanılır) protokol ailesi: XFP Dalga boyu ayarlanabilir bir modüldür. orijinal olarak XFP MSA tarafından tanımlanmış ve daha sonra yayınlanmak üzere SFF organizasyonuna sunulmuştur.XFP protokolü, SFF-8477 ve INF-8077'yi içerir.
INF8077 protokolü, XFP modülünün boyutunu, elektrik arabirimini, bellek bilgilerini, iletişim kontrolünü ve tanılamayı tanımlar (protokol, modülün tüm yönlerini içerir).SFF-8477, esas olarak dalga boyu ayarlama kontrolü için optimize edilmiştir.
CXP Standardı
CXP (12x Küçük Form Faktörü Takılabilir, 12 kanallı küçük takılabilir paket, burada C 100G anlamına gelir, esas olarak Infiniband, fiber kanal, Ethernet için kullanılır) protokolü esas olarak Infiniband organizasyonu tarafından düzenlenir.
Ek A6 120 Gb / s 12x Küçük Form faktörlü takılabilir (CXP) Kablolar, Aktif Kablolar ve Alıcı-Vericiler için Arabirim Spesifikasyonu, CXP spesifikasyonlarının tüm yönlerini sağlar (www.infinibandta.org adresinden ücretsiz olarak indirilebilir).Ayrıca, SFF organizasyonu, farklı hız derecelerindeki CXP'ler için koruma kafeslerini ve kart yuvalarını düzenler.
SFF-8617 Mini Çok Yönlü 12X Korumalı Kafes / Konektör 12 kanallı CXP kafesi ve modül kartı yuvası özelliği.
SFF-8642 EIA-965 Mini Çok Yönlü 10 Gb / s 12X Korumalı Kafes / Konektör (CXP10) 12x10 Gb / s CXP modül kafesi ve modül kartı yuvası özellikleri.
SFF-8647 Mini Çok Yönlü 14 Gb / s 12X Korumalı Kafes / Konektör (CXP14) 12x14 Gb / s CXP modül kafesi ve modül kartı yuvası özellikleri.
SFF-8648 Mini Çok Yönlü 28 Gb / s 12X Korumalı Kafes / Konektör (CXP28) 12x28 Gb / s CXP modül kafesi ve modül kartı yuvası özellikleri.
2015 yılında kurulan çok boyutlu bir protokol olan microQSFP (minyatürize QSFP), QSFP gibi 4 kanaldır ancak boyutu yalnızca bir SFP modülünün boyutudur ve 25G ve 50G (PAM4 modülasyonu) kanal hızlarını destekler.Modül muhafazasındaki ısı dağıtma kanatçıklarının tasarımı sayesinde daha iyi termal performansa sahiptir.“Mikro DÖRTLÜ KÜÇÜK FORM-FAKTÖR TAKILABİLİR DÖRT KANAL TAKILABİLİR ALICI, ANA KONNEKTÖR ve KAFES MONTAJ FORM FAKTÖRÜ” mikro-QSFP spesifikasyonunu detaylandırır.
CFP paketi
SFP ve QSFP paketleri dışında, optik modüllerde CFP en yaygın paketleme şekli olmalıdır.CFP'deki C, Romen rakamlı saatinde 100'ü temsil eder, bu nedenle CFP esas olarak 100G (40G dahil) ve üzeri uygulamalara yöneliktir.
CFP ailesi, esas olarak, CFP8'in hala teklif aşamasında olduğu CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8'i içerir.
QSFP'nin arkasındaki hız derecesini temsil eden 10 ve 28 numaralı ek sayılardan farklı olarak, CFP'nin arkasındaki sayılar daha kompakt boyuta (CFP8 hariç) ve daha yüksek yoğunluğa sahip yeni nesli temsil eder.
CFP paketi ilk önerildiğinde, tek bir 25Gb/s hızına ulaşmak teknik olarak zordu, bu nedenle her bir CFP'nin elektriksel arayüz hızı 10Gb/s seviyesi olarak tanımlandı ve 4x10Gb/s ve 10x10Gb üzerinden 40G ve 40G elde edildi. / s elektrik arayüzleri.100G modül hızı.CFP modülünün boyutu o kadar büyüktür ki, [ASIC (SerDes)]'i tamamlamak için ana karttaki birçok işlevi modüle yerleştirebilir.Her bir optik yolun hızı devre hızıyla eşleşmediğinde bu devreler üzerinden hız dönüşümünü tamamlayabilirsiniz (Dişli kutusu) Örneğin optik port 4X25Gb/sn elektriksel port 10x10Gb/s'ye dönüştürülür.
CFP2'nin boyutu, CFP'nin yalnızca yarısı kadardır.Elektrik arayüzü, tek bir 10Gb/s veya tek bir 25Gb/s ve hatta 50Gb/s'yi destekleyebilir.10x10G, 4x25G, 8x25G ve 8x50G elektrik arayüzleri sayesinde 100G / 200G / 400G modül oranlarına ulaşılabilir.
CFP4'ün boyutu, CFP2'ninkinin yarısına düşürülmüştür.Elektrik arayüzü tekli 10Gb/s ve 25Gb/s'yi destekler ve 40G/100G modül hızına 4x10Gb/s ve 4x25Gb/s ile ulaşılır.CFP4 ve QSFP modülleri birbirine çok benzer, ikisi de dört yönlüdür ve her ikisi de 40G ve 100G'yi destekler;fark, CFP4 modüllerinin daha güçlü yönetim işlevlerine ve daha büyük boyutlara sahip olması (bu, yüksek yoğunluklu veri iletişimleri için bir dezavantajdır) ve daha büyük işlevleri destekleyebilmesidir.Güç tüketimi, 25 Gb/sn üzerindeki hız sınıfları ve uzun mesafeli iletim senaryoları için (TEC sıcaklık kontrolü, büyük güç tüketimi gerektirir), CFP4 modüllerinin güç tüketimi ve ısı dağılımındaki avantajları yansıtılabilir.
Bu nedenle, kısa mesafeli veri iletişimi temelde QSFP dünyasıdır;100G-LR4 10km uygulamaları için CFP4 ve QSFP28 eşit olarak bölünmüştür.
CFP ailesi standartları aşağıdaki şekilde gösterilmektedir: her standartta 3 dosya vardır ve bunlardan “CFPx MSA Donanım Spesifikasyonu Revizyonu” modül konseptini, modül yönetimini, elektriksel arayüzü, mekanik boyutu, optik arayüzü kısaca açıklayan programlı bir dosyadır. hile Yuvaları ve diğer özellikler, diğer iki belge ayrıntılı mekanik boyutları tanımlar.
CFP MSA'nın ayrıca iki genel teknik özelliği vardır, PIN Tahsisi REV.25, modül pin tanımını belirtir ve “CFP MSA Yönetim Arayüzü Spesifikasyonu”, modül yönetim kontrolü ve kayıt bilgilerini ayrıntılı olarak tanımlar.
CFP modülünün yüksek hızlı elektrik arayüzü uygulamaya bağlıdır ve IEEE802.3'teki CAUI, XLAUI ve CEI-28G / 56G elektrik arayüzü spesifikasyonlarına atıfta bulunur.
CFP8, özellikle 400G için önerilen bir pakettir ve boyutu CFP2'ye eşdeğerdir.Elektrik arayüzü 25Gb/s ve 50Gb/s kanal hızlarını destekler ve 16x25G veya 8×50 elektrik arayüzleri aracılığıyla 400G modül hızlarına ulaşır.CFP8 yalnızca bir Tekliftir, genel indirme için resmi bir standart yoktur.
CDFP MSA, 2013 yılında kuruldu ve yayınladıkları CDFP paketleme standardı, ilk 400G optik modül paketleme standardıydı.O zamanlar, elektrik arayüzünün standardı sadece 25Gb/s (OIF-CEI-28G-VSR) idi, bu nedenle CDFP basitçe 16 kanal yaptı ve 400G modül hızını 16x25G üzerinden tamamladı ve özellikle kısa devre için hedeflendi. 2 km'nin altındaki menzil uygulamaları.
16 yollu elektrik bağlantı noktaları arka arkaya düzenlenirse, hacim son derece büyük olacaktır, bu nedenle CDFP modülü iki PCB kartını bir araya getirdi ve optik bağlantı noktasında MPO16 arayüzünü kullandı.Tüm modül özellikle şişman görünüyor!Optik ve elektrik portlarının düzenine göre toplamda üç modül boyutu vardır.
En son CDFP standardı şudur: "400 Gb/s (16 X 25 GB/s) TAKILABİLİR ALICI-IVER Rev 3.0", elektriksel arayüzü, yönetim arayüzünü, optik arayüzü, CDFP modülünün modül/yuva/kafes boyutunu, EMI/ESD'yi belirtir. ilgili içerik.Bugün PAM4 çok sıcak, bu paketin çok test edildiği tahmin ediliyor.
400G'yi destekleyen en son paketleme standardı QSFP-DD olmalıdır.Bu organizasyon Şubat 2016'da kuruldu ve Eylül 2016'da en son standardı "QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSEIVER Rev 1.0" yayınladı. QSFP-DD, QSFP ile kabaca aynı boyuttadır (sadece fazladan bir devre sırası olduğu için, biraz uzun).Temel değişiklik, QSFP elektrik arayüzünü dörtten sekize iki katına çıkarmak ve 50Gb / s kanal hızını desteklemektir. 8X50, 400G'dir).QSFP-DD elektrik arabirimi, QSFP ile uyumludur, ancak tersi değildir.
Yukarıdaki tartışmaların tümü 100G ve 400G optik modüllerdir.Yaklaşılabilir CSFP'ye bakalım.En son CSFP standardı, 2009'da yayınlanan “kampanya SFP spesifikasyonları” olmasına rağmen, hiç de modası geçmiş değil.Campact, SFP optik modüllerinden daha kompakt anlamına gelir ve kanal sayısı da esnek bir şekilde yapılandırılabilir.CSFP 3 tür tanımlar: 1CH kampanya SFP, 2CH kampanya SFP seçeneği1 ve 2CH kampanya SFP seçeneği2.
Siyah ambalaj teknolojisi CFP2—ACO
Son olarak optik modül paketleme standartlarındaki en gelişmiş siyah teknolojisine bir göz atalım: CFP2-ACO.Esas olarak OIF tarafından tanımlanır ve CFP2'nin mekanik boyutlarına atıfta bulunur.Arka ACO, analog uyumlu optik modül anlamına gelir.Esas olarak dar bir çizgi genişliği ayarlanabilir lazer, bir modülatör ve uyumlu bir alıcıdan oluşur.DSP (dijital sinyal işleme) modülün dışına yerleştirilmiştir.Bu modül inanılmaz.DP-QPSK ve DP-xQAM modülasyon teknolojisi ile tek dalga boyu oranı 100Gb/s'yi kolayca aşabilir ve iletim mesafesi 2000km'yi aşabilir.