I den optiske kommunikationsindustri er optiske moduler de mest udsatte. De har forskellige fysiske størrelser, og antallet af kanaler og transmissionshastigheder varierer meget. Hvordan disse moduler er produceret, hvad er deres egenskaber, og alle hemmelighederne er i standarden.
Ældre emballagestandarder som GBIC, XPAK, X2 og Xenpak vil blive ignoreret, og hovedenergien vil blive fokuseret på de mere kraftfulde eller nyere standarder, som vil blive evalueret en efter en nedenfor.
SFF Standardization Organization: SFF (small form-factor small package) standardiseringsorganisationen blev etableret i august 1990. Den udviklede oprindeligt 2,5-tommers diskdrev og udvidede til andre områder i november 1992. Hidtil er SFF blevet den mest almindelige og succesrige modulstandard inden for optisk modulemballage. De optiske modulstandarder formuleret af SFF omfatter hovedsageligt SFP / QSFP / XFP.
SFP standard
SFP (small form-factor Pluggable), en familie af små form-factor pluggbare transceivere, hovedsageligt brugt til Ethernet, fiberkanal, Wireless CPRI, SONET: definerer en enkeltkanals SFP-pakke fra 1Gb/s til 28Gb/s, der skal være overholdt Standard, dens struktur er vist i figuren nedenfor. Først var der et deklarativt dokument, såsom SFF-8402 foreslået SFP28, SFF-8083 foreslået SFP10 (tallet i slutningen repræsenterer transmissionshastighedsniveauet, SFP10 skrives ofte som SFP + nu), dette erklæringsdokument nævnte hvilke tekniske krav det citeret Disse citerede tekniske krav udgør tilsammen den materielle standard for dette modul.
SFP-seriens tekniske specifikationer omfatter hovedsageligt:
SFF-8432, definerer modulets størrelse (hovedsagelig størrelsen af installationen), tilslutningskraften og specifikationen af modulholderen.
SFF-8071 definerer kortstikket på HOST-bundkortet og guldfinger-adgangssekvensen for modulets bundkort.
SFF-8433, definerer flere side-by-side modulbure og tekniske EMI-splinterspecifikationer.
SFF-8472, definerer specifikationer for modulhukommelse og diagnosticering.
SFF-8431 definerer strømforsyningen, elektriske lavhastighedssignaler (kommunikationslinjer), højhastighedssignaler, timing og hukommelseslæse- og skrivespecifikationer.
Fordi SFP-understøttelseshastigheden bliver højere og højere, gælder højhastighedssignalspecifikationen i SFF8431 ikke for SFP16/28, så SFF-8431 blev senere opdelt i SFF-8418 og SFF-8419. SFF-8418 definerer specifikt 10Gb/s højhastigheds elektriske signalgrænsefladekrav. For fysiske grænsefladekrav over 10 Gb/s henvises til Fibre Channel. SFF-8419 definerer specifikt andet indhold end højhastighedssignaler i SFF-8431, som er velegnet til alle moduler i SFP-serien.
Derfor skal SFP-modulstrukturdesignere være fortrolige med SFP-8431. Hvis du er en person, der designer PCB'er, skriver software eller udfører test, skal SFF-8472, SFF-8418 og SFF-8419 være bekendt med det.
QSFP standard
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), en fire-kanals miniaturiseret, pluggbar transceiver, hovedsagelig brugt i Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET protokolfamilie: QSFP opgraderer en enkelt-kanals SFP til fire kanaler med en volumen på kun It er mere end fordoblet. Til samme størrelseskifte, er QSFP-switchkapaciteten 2,67 gange større end SFP. QSFP-protokollen blev oprindeligt defineret af INF-8438i, derefter opgraderet til SFF-8436,
og derefter blev SFF-8436 opdelt i flere dele til definition og reference. Arkitekturen ligner nu SFP:
QSFP tekniske specifikationer omfatter hovedsageligt:
SFF-8679, definerer højhastighedssignalet, lavhastighedssignalet, strømforsyningen, timingspecifikationerne for modulet og definerer den optiske grænseflade og trækringens farvespecifikationer.
SFF-8636, definerer hukommelsesinformation, hukommelseslæse- og skriveoperationer.
SFF-8661, definerer modulets størrelse, guldfingerens størrelse og specifikationen af modulets indsættelses- og fjernelseskraft.
SFF-8662 og SFF-8663 definerer buret og stikket (type A) på QSFP28-modulet.
SFF-8672 og SFF-8683 definerer burene og konnektorerne (type B) på QSFP28-modulet.
SFF-8682 og SFF-8683 definerer burene og konnektorerne til QSFP14 og lavere rate-moduler.
Andre supplerende oplysninger til QSFP kan ses i Infiniband-protokollen. (InfiniBand TM ArchitectureSpecification Volume )
XFP standard
XFP (10 Gb/s Small Form Factor Pluggable modul, hvor X står for 10 i romertal og hovedsageligt bruges til SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet og fiberkanal) protokolfamilie: XFP Det er et bølgelængdetunerbart modul, som blev oprindeligt defineret af XFP MSA og senere indsendt til SFF-organisationen til offentliggørelse. XFP-protokollen inkluderer SFF-8477 og INF-8077.
INF8077-protokollen definerer XFP-modulets størrelse, elektriske grænseflade, hukommelsesinformation, kommunikationskontrol og diagnostik (protokollen inkluderer alle aspekter af modulet). SFF-8477 er hovedsageligt optimeret til kontrol af bølgelængdejustering.
CXP standard
CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-kanals small pluggable package, hvor C står for 100G, hovedsageligt brugt til Infiniband, fiber channel, Ethernet) protokol er hovedsageligt reguleret af Infiniband organisationen.
Annex A6 120 Gb/s 12x Small Form-factor pluggable (CXP) InterfaceSpecifikation for kabler, aktive kabler og transceivere giver alle aspekter af CXP-specifikationer (kan downloades gratis på www.infinibandta.org). Derudover regulerer SFF-organisationen skjoldbure og kortpladser til CXP'er af forskellige hastighedsgrader.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Shielded Cage / Connector 12-kanals CXP-bur og modulkort slot-specifikation.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb/s 12X Shielded Cage/Connektor (CXP10) 12x10Gb/s CXP-modulbur og modulkortslot-specifikationer.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb/s 12X Shielded Cage / Connector (CXP14) 12x14Gb/s CXP-modulbur og modulkortslot-specifikationer.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb/s 12X Shielded Cage/Connektor (CXP28) 12x28Gb/s CXP-modulbur og modulkortslot-specifikationer.
microQSFP (miniaturiseret QSFP), en multidimensionel protokol etableret i 2015, er 4 kanaler ligesom QSFP, men størrelsen er kun på størrelse med et SFP-modul, og den understøtter 25G og 50G (PAM4-modulation) kanalhastigheder. Gennem designet af varmeafledningsfinner på modulhuset har det bedre termisk ydeevne. "Micro QUAD SMALL FORM-FACTOR STIKBAR FIRE KANALS TILSLUTNINGSBARE SENDER, HOST CONNECTOR, & CAGE ASSEMBLY FORM FACTOR" detaljerer mikro-QSFP-specifikationen.
CFP pakke
Bortset fra SFP- og QSFP-pakker bør CFP være den mest almindelige form for emballering i optiske moduler. C'et i CFP repræsenterer 100 i det romerske tal ur, så CFP er hovedsageligt rettet mod applikationer med en hastighed på 100G (inklusive 40G) og derover.
CFP-familien omfatter hovedsageligt CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, hvoraf CFP8 stadig er på forslagsstadiet.
I modsætning til de yderligere tal 10 og 28 bag QSFP, som repræsenterer hastighedsgraden, repræsenterer tallene bag CFP en ny generation med en mere kompakt størrelse (undtagen CFP8) og en højere tæthed.
Da CFP-pakken først blev foreslået, var det teknisk vanskeligt at opnå en enkelt 25Gb/s-hastighed, så den elektriske grænsefladehastighed for hver CFP blev defineret som et 10Gb/s-niveau, og 40G og 40G blev opnået gennem 4x10Gb/s og 10x10Gb / s elektriske grænseflader. 100G modulhastighed. Størrelsen på CFP-modulet er så stor, at det kan lægge en masse funktioner på bundkortet ind i modulet for at fuldføre [ASIC (SerDes)]. Når hastigheden af hver optisk vej ikke matcher kredsløbshastigheden, kan du fuldføre hastighedskonverteringen gennem disse kredsløb (gearkasse) For eksempel konverteres den optiske port 4X25Gb/s til en elektrisk port 10x10Gb/s.
Størrelsen af CFP2 er kun halvdelen af CFP. Den elektriske grænseflade kan understøtte en enkelt 10Gb/s, eller en enkelt 25Gb/s eller endda 50Gb/s. Gennem 10x10G, 4x25G, 8x25G og 8x50G elektriske grænseflader kan 100G / 200G / 400G modulhastigheder opnås.
Størrelsen af CFP4 er reduceret til det halve af CFP2. Det elektriske interface understøtter enkelt 10Gb/s og 25Gb/s, og modulhastigheden på 40G/100G opnås gennem 4x10Gb/s og 4x25Gb/s. CFP4- og QSFP-moduler er meget ens, begge er fire-vejs, og begge understøtter 40G og 100G; forskellen er, at CFP4-moduler har mere kraftfulde styringsfunktioner og større størrelser (dette er en ulempe for high-density datakommunikation), og kan understøtte større funktioner. Strømforbrug, for hastighedsgrader over 25 Gb/s og langdistancetransmissionsscenarier (kræver TEC-temperaturkontrol, stort strømforbrug), kan fordelene ved CFP4-moduler i strømforbrug og varmeafledning afspejles.
Derfor er kortdistancedatakommunikation dybest set QSFP's verden; for 100G-LR4 10 km applikationer er CFP4 og QSFP28 ligeligt opdelt.
CFP-familiens standarder er vist i følgende figur: hver standard har 3 filer, hvoraf "CFPx MSA Hardware Specification Revision" er en programmatisk fil, som kort beskriver modulkonceptet, modulstyring, elektrisk interface, mekanisk størrelse, optisk interface, cheat Slots og andre specifikationer, de to andre dokumenter definerer detaljerede mekaniske dimensioner.
CFP MSA har også to offentlige tekniske specifikationer, PIN Allocation REV.25 specificerer modulpindefinitionen, og "CFP MSA Management Interface Specification" definerer modulstyringskontrol- og registeroplysningerne i detaljer.
Den elektriske højhastighedsgrænseflade på CFP-modulet afhænger af applikationen og refererer til CAUI, XLAUI og CEI-28G / 56G elektriske grænsefladespecifikationer i IEEE802.3.
CFP8 er en pakke specifikt foreslået til 400G, og dens størrelse svarer til CFP2. Det elektriske interface understøtter kanalhastigheder på 25Gb/s og 50Gb/s, og opnår 400G modulhastigheder gennem 16x25G eller 8×50 elektriske grænseflader. CFP8 er kun et forslag, der er ingen officiel standard for offentlig download.
CDFP MSA blev etableret i 2013, og CDFP-emballagestandarden, de udgav, var den første 400G optiske modul-emballagestandard. På det tidspunkt var standarden for den elektriske grænseflade kun 25 Gb/s (OIF-CEI-28G-VSR), så CDFP'en lavede simpelthen 16 kanaler og gennemførte 400G-modulhastigheden gennem 16x25G, og den var specifikt målrettet til kort- rækkevidde på under 2 km.
Hvis de 16-vejs elektriske porte er arrangeret i en række, vil volumen være ekstremt stor, så CDFP-modulet fik simpelthen to printkort sammen og brugte MPO16-interfacet på den optiske port. Hele modulet ser særligt fedt ud! Ifølge arrangementet af optiske og elektriske porte er der tre modulstørrelser i alt.
Den seneste CDFP-standard er: “400 Gb/s (16 X 25 GB/s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0″ som specificerer det elektriske interface, administrationsinterface, optisk interface, modul/slot/cage-størrelse for CDFP-modulet, EMI/ESD relateret indhold. I dag er PAM4 så hot, at det vurderes, at denne pakke er meget testet.
Den seneste pakkestandard, der understøtter 400G, bør være QSFP-DD. Denne organisation blev etableret i februar 2016 og udgav den seneste standard "QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0" i september 2016. QSFP-DD har nogenlunde samme størrelse som QSFP (bare fordi der er en ekstra række af kredsløb, en lille smule længere). Kerneændringen er at fordoble QSFP's elektriske grænseflade fra fire til otte og understøtte 50Gb/s kanalhastighed 8X50 er 400G). QSFP-DD elektriske grænseflade er kompatibel med QSFP, men ikke omvendt.
Ovenstående diskussioner er alle 100G og 400G optiske moduler. Lad os se på den tilgængelige CSFP. Selvom den seneste CSFP-standard er "campact SFP-specifikationerne", der blev udgivet i 2009, er den slet ikke forældet. Campact betyder mere kompakt end SFP optiske moduler, og antallet af kanaler kan også konfigureres fleksibelt. CSFP definerer 3 typer: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP option1 og 2CH campact SFP option2.
Emballage sort teknologi CFP2—ACO
Lad os endelig tage et kig på den mest avancerede sorte teknologi inden for optiske modulemballagestandarder: CFP2-ACO. Det er hovedsageligt defineret af OIF og refererer til de mekaniske dimensioner af CFP2. Bagsiden ACO betyder analogt sammenhængende optisk modul. Den består hovedsageligt af en tunbar laser med smal linjebredde, en modulator og en sammenhængende modtager. DSP'en (digital signalbehandling) er placeret uden for modulet. Dette modul er utroligt. Med DP-QPSK og DP-xQAM-modulationsteknologi kan enkeltbølgelængdehastigheden nemt overstige 100 Gb/s, og transmissionsafstanden kan overstige 2000 km.