ऑप्टिकल संचार उद्योग में, ऑप्टिकल मॉड्यूल सबसे अधिक उजागर होते हैं। उनके अलग-अलग भौतिक आकार हैं, और चैनलों की संख्या और ट्रांसमिशन दरें बहुत भिन्न हैं। ये मॉड्यूल कैसे निर्मित होते हैं, उनकी विशेषताएं क्या हैं और सभी रहस्य मानक में हैं।
GBIC, XPAK, X2 और Xenpak जैसे पुराने पैकेजिंग मानकों को नजरअंदाज कर दिया जाएगा, और मुख्य ऊर्जा अधिक सशक्त या नए मानकों पर केंद्रित की जाएगी, जिनका मूल्यांकन नीचे एक-एक करके किया जाएगा।
एसएफएफ मानकीकरण संगठन: एसएफएफ (छोटा फॉर्म-फैक्टर छोटा पैकेज) मानकीकरण संगठन अगस्त 1990 में स्थापित किया गया था। इसने शुरुआत में 2.5 इंच डिस्क ड्राइव विकसित की और नवंबर 1992 में अन्य क्षेत्रों में विस्तार किया। अब तक, एसएफएफ सबसे आम और सफल बन गया है ऑप्टिकल मॉड्यूल पैकेजिंग के क्षेत्र में मॉड्यूल मानक। एसएफएफ द्वारा तैयार किए गए ऑप्टिकल मॉड्यूल मानकों में मुख्य रूप से एसएफपी / क्यूएसएफपी / एक्सएफपी शामिल हैं।
एसएफपी मानक
एसएफपी (छोटा फॉर्म-फैक्टर प्लगेबल), छोटे फॉर्म-फैक्टर प्लग करने योग्य ट्रांससीवर्स का एक परिवार, मुख्य रूप से ईथरनेट, फाइबर चैनल, वायरलेस सीपीआरआई, सोनेट के लिए उपयोग किया जाता है: 1 जीबी / एस से 28 जीबी / एस तक सिंगल-चैनल एसएफपी पैकेज को परिभाषित करता है जो होना चाहिए मानक का अनुपालन करते हुए, इसकी संरचना नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है। पहले एक घोषणात्मक दस्तावेज़ था, जैसे SFF-8402 प्रस्तावित SFP28, SFF-8083 प्रस्तावित SFP10 (अंत में संख्या ट्रांसमिशन दर स्तर का प्रतिनिधित्व करती है, SFP10 को अक्सर SFP + अब के रूप में लिखा जाता है), इस घोषणा दस्तावेज़ में उल्लेख किया गया है कि यह कौन सी तकनीकी आवश्यकताएं हैं उद्धृत ये उद्धृत तकनीकी आवश्यकताएं सामूहिक रूप से इस मॉड्यूल के लिए मूल मानक का गठन करती हैं।
एसएफपी श्रृंखला तकनीकी विशिष्टताओं में मुख्य रूप से शामिल हैं:
SFF-8432, मॉड्यूल के आकार (मुख्य रूप से इंस्टॉलेशन का आकार), प्लगिंग बल और मॉड्यूल केज के विनिर्देश को परिभाषित करता है।
SFF-8071 HOST मदरबोर्ड पर कार्ड स्लॉट कनेक्टर और मॉड्यूल मदरबोर्ड के गोल्ड फिंगर एक्सेस अनुक्रम को परिभाषित करता है।
एसएफएफ-8433, कई अगल-बगल मॉड्यूल केज और ईएमआई छर्रे तकनीकी विशिष्टताओं को परिभाषित करता है।
SFF-8472, मॉड्यूल मेमोरी और डायग्नोस्टिक प्रबंधन विशिष्टताओं को परिभाषित करता है।
SFF-8431 बिजली आपूर्ति, कम गति वाले विद्युत सिग्नल (संचार लाइनें), उच्च गति सिग्नल, समय और मेमोरी पढ़ने और लिखने के विनिर्देशों को परिभाषित करता है।
क्योंकि एसएफपी समर्थन दर ऊंची और ऊंची होती जा रही है, एसएफएफ8431 में हाई-स्पीड सिग्नल विनिर्देश एसएफपी16/28 पर लागू नहीं होता है, इसलिए एसएफएफ-8431 को बाद में एसएफएफ-8418 और एसएफएफ-8419 में विभाजित किया गया था। SFF-8418 विशेष रूप से 10Gb/s हाई-स्पीड इलेक्ट्रिकल सिग्नल इंटरफ़ेस आवश्यकताओं को परिभाषित करता है। 10 जीबी/एस से ऊपर की भौतिक इंटरफ़ेस आवश्यकताओं के लिए, फ़ाइबर चैनल देखें। SFF-8419 विशेष रूप से SFF-8431 में हाई-स्पीड सिग्नल के अलावा अन्य सामग्री को परिभाषित करता है, जो सभी SFP श्रृंखला मॉड्यूल के लिए उपयुक्त है।
इसलिए, एसएफपी मॉड्यूल संरचना डिजाइन इंजीनियरों को एसएफपी-8431 से परिचित होना चाहिए। यदि आप ऐसे व्यक्ति हैं जो पीसीबी डिजाइन करते हैं, सॉफ्टवेयर लिखते हैं, या परीक्षण करते हैं, तो एसएफएफ-8472, एसएफएफ-8418, और एसएफएफ-8419 से परिचित होना चाहिए।
क्यूएसएफपी मानक
क्यूएसएफपी (क्वाड स्मॉल फॉर्म-फैक्टर प्लगेबल), एक चार-चैनल लघु प्लगेबल ट्रांसीवर, मुख्य रूप से इन्फिनिबैंड, ईथरनेट, फाइबर चैनल, ओटीएन, सोनेट प्रोटोकॉल परिवार में उपयोग किया जाता है: क्यूएसएफपी एक एकल-चैनल एसएफपी को केवल वॉल्यूम के साथ चार चैनलों में अपग्रेड करता है। दोगुने से भी अधिक है. एक ही आकार के लिएबदलनाक्यूएसएफपी स्विचिंग क्षमता एसएफपी की 2.67 गुना है। QSFP प्रोटोकॉल को मूल रूप से INF-8438i द्वारा परिभाषित किया गया था, फिर SFF-8436 में अपग्रेड किया गया,
और फिर SFF-8436 को परिभाषा और संदर्भ के लिए कई भागों में विभाजित किया गया। आर्किटेक्चर अब SFP के समान है:
QSFP तकनीकी विशिष्टताओं में मुख्य रूप से शामिल हैं:
SFF-8679, मॉड्यूल के हाई-स्पीड सिग्नल, लो-स्पीड सिग्नल, पावर सप्लाई, टाइमिंग विनिर्देशों को परिभाषित करता है, और ऑप्टिकल इंटरफ़ेस और पुल रिंग रंग विनिर्देशों को परिभाषित करता है।
SFF-8636, मेमोरी जानकारी, मेमोरी पढ़ने और लिखने के संचालन को परिभाषित करता है।
SFF-8661, मॉड्यूल के आकार, सोने की उंगली के आकार और मॉड्यूल के सम्मिलन और निष्कासन बल के विनिर्देश को परिभाषित करता है।
SFF-8662 और SFF-8663 QSFP28 मॉड्यूल के केज और कनेक्टर (प्रकार A) को परिभाषित करते हैं।
SFF-8672 और SFF-8683 QSFP28 मॉड्यूल के केज और कनेक्टर (टाइप बी) को परिभाषित करते हैं।
SFF-8682 और SFF-8683 QSFP14 और निम्न दर मॉड्यूल के पिंजरों और कनेक्टर्स को परिभाषित करते हैं।
क्यूएसएफपी के लिए अन्य पूरक जानकारी इनफिनिबैंड प्रोटोकॉल में देखी जा सकती है। (इन्फिनीबैंड टीएम आर्किटेक्चर स्पेसिफिकेशन वॉल्यूम)
एक्सएफपी मानक
XFP (10 Gb/s स्मॉल फॉर्म फैक्टर प्लग करने योग्य मॉड्यूल, जहां X का मतलब रोमन अंकों में 10 है और मुख्य रूप से SONET OC-192, 10 गीगाबिट ईथरनेट और फाइबर चैनल के लिए उपयोग किया जाता है) प्रोटोकॉल परिवार: XFP यह एक तरंग दैर्ध्य ट्यून करने योग्य मॉड्यूल है, जो मूल रूप से एक्सएफपी एमएसए द्वारा परिभाषित किया गया था और बाद में प्रकाशन के लिए एसएफएफ संगठन को प्रस्तुत किया गया था। XFP प्रोटोकॉल में SFF-8477 और INF-8077 शामिल हैं।
INF8077 प्रोटोकॉल XFP मॉड्यूल के आकार, विद्युत इंटरफ़ेस, मेमोरी जानकारी, संचार नियंत्रण और निदान को परिभाषित करता है (प्रोटोकॉल में मॉड्यूल के सभी पहलू शामिल हैं)। SFF-8477 मुख्य रूप से तरंग दैर्ध्य समायोजन नियंत्रण के लिए अनुकूलित है।
सीएक्सपी मानक
CXP (12x छोटा फॉर्म-फैक्टर प्लग करने योग्य, 12-चैनल छोटा प्लग करने योग्य पैकेज, जहां C का मतलब 100G है, मुख्य रूप से Infiniband, फाइबर चैनल, ईथरनेट के लिए उपयोग किया जाता है) प्रोटोकॉल मुख्य रूप से Infiniband संगठन द्वारा विनियमित है।
केबल्स, एक्टिव केबल्स और ट्रांससीवर्स के लिए एनेक्स ए6 120 जीबी/एस 12x स्मॉल फॉर्म-फैक्टर प्लगेबल (सीएक्सपी) इंटरफ़ेस विशिष्टता सीएक्सपी विशिष्टताओं के सभी पहलुओं को प्रदान करती है (www.infinibandta.org पर नि:शुल्क डाउनलोड किया जा सकता है)। इसके अलावा, एसएफएफ संगठन विभिन्न गति ग्रेड के सीएक्सपी के लिए शील्ड केज और कार्ड स्लॉट को नियंत्रित करता है।
एसएफएफ-8617 मिनी मल्टीलेन 12एक्स शील्डेड केज/कनेक्टर 12 चैनल सीएक्सपी केज और मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट विशिष्टता।
एसएफएफ-8642 ईआईए-965 मिनी मल्टीलेन 10 जीबी/एस 12एक्स शील्डेड केज/कनेक्टर (सीएक्सपी10) 12x10जीबी/एस सीएक्सपी मॉड्यूल केज और मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट विनिर्देश।
एसएफएफ-8647 मिनी मल्टीलेन 14 जीबी/एस 12एक्स शील्डेड केज/कनेक्टर (सीएक्सपी14) 12x14जीबी/एस सीएक्सपी मॉड्यूल केज और मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट विनिर्देश।
एसएफएफ-8648 मिनी मल्टीलेन 28 जीबी/एस 12एक्स शील्डेड केज/कनेक्टर (सीएक्सपी28) 12x28जीबी/एस सीएक्सपी मॉड्यूल केज और मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट विनिर्देश।
माइक्रोक्यूएसएफपी (लघु क्यूएसएफपी), 2015 में स्थापित एक बहु-आयामी प्रोटोकॉल, क्यूएसएफपी की तरह 4 चैनल है, लेकिन आकार केवल एसएफपी मॉड्यूल का आकार है, और यह 25जी और 50जी (पीएएम4 मॉड्यूलेशन) चैनल दरों का समर्थन करता है। मॉड्यूल हाउसिंग पर गर्मी अपव्यय पंखों के डिजाइन के माध्यम से, इसका थर्मल प्रदर्शन बेहतर है। "माइक्रो क्वाड स्मॉल फॉर्म-फैक्टर प्लग करने योग्य चार चैनल प्लग करने योग्य ट्रांसीवर, होस्ट कनेक्टर, और केज असेंबली फॉर्म फैक्टर" माइक्रो-क्यूएसएफपी विनिर्देश का विवरण देता है।
सीएफपी पैकेज
एसएफपी और क्यूएसएफपी पैकेजों को छोड़कर, सीएफपी ऑप्टिकल मॉड्यूल में पैकेजिंग का सबसे सामान्य रूप होना चाहिए। सीएफपी में सी रोमन अंक घड़ी में 100 का प्रतिनिधित्व करता है, इसलिए सीएफपी मुख्य रूप से 100जी (40जी सहित) और उससे अधिक की दर वाले अनुप्रयोगों के लिए लक्षित है।
सीएफपी परिवार में मुख्य रूप से सीएफपी/सीएफपी2/सीएफपी4/सीएफपी8 शामिल हैं, जिनमें से सीएफपी8 अभी भी प्रस्ताव चरण में है।
क्यूएसएफपी के पीछे अतिरिक्त संख्या 10 और 28 के विपरीत, जो गति ग्रेड का प्रतिनिधित्व करते हैं, सीएफपी के पीछे की संख्या अधिक कॉम्पैक्ट आकार (सीएफपी8 को छोड़कर) और उच्च घनत्व के साथ एक नई पीढ़ी का प्रतिनिधित्व करती है।
जब CFP पैकेज पहली बार प्रस्तावित किया गया था, तो तकनीकी रूप से एकल 25Gb/s दर प्राप्त करना कठिन था, इसलिए प्रत्येक CFP की विद्युत इंटरफ़ेस दर को 10Gb/s स्तर के रूप में परिभाषित किया गया था, और 40G और 40G को 4x10Gb/s और 10x10Gb के माध्यम से प्राप्त किया गया था। / एस विद्युत इंटरफेस। 100G मॉड्यूल गति। CFP मॉड्यूल का आकार इतना बड़ा है कि यह [ASIC (SerDes)] को पूरा करने के लिए मदरबोर्ड पर बहुत सारे फ़ंक्शन को मॉड्यूल में डाल सकता है। जब प्रत्येक ऑप्टिकल पथ की गति सर्किट गति से मेल नहीं खाती है, तो आप इन सर्किट (गियर बॉक्स) के माध्यम से दर रूपांतरण को पूरा कर सकते हैं उदाहरण के लिए, ऑप्टिकल पोर्ट 4X25Gb / s को विद्युत पोर्ट 10x10Gb / s में परिवर्तित किया जाता है।
CFP2 का आकार CFP का केवल आधा है। विद्युत इंटरफ़ेस एकल 10Gb/s, या एकल 25Gb/s या यहां तक कि 50Gb/s का समर्थन कर सकता है। 10x10G, 4x25G, 8x25G, और 8x50G विद्युत इंटरफेस के माध्यम से, 100G / 200G / 400G मॉड्यूल दरें प्राप्त की जा सकती हैं।
CFP4 का आकार CFP2 से आधा हो गया है। विद्युत इंटरफ़ेस एकल 10Gb/s और 25Gb/s का समर्थन करता है, और 40G/100G की मॉड्यूल गति 4x10Gb/s और 4x25Gb/s के माध्यम से प्राप्त की जाती है। CFP4 और QSFP मॉड्यूल बहुत समान हैं, दोनों चार-तरफा हैं, और दोनों 40G और 100G का समर्थन करते हैं; अंतर यह है कि सीएफपी4 मॉड्यूल में अधिक शक्तिशाली प्रबंधन कार्य और बड़े आकार होते हैं (यह उच्च-घनत्व डेटा संचार के लिए एक नुकसान है), और बड़े कार्यों का समर्थन कर सकते हैं। बिजली की खपत, 25 जीबी / एस से ऊपर की गति ग्रेड और लंबी दूरी के ट्रांसमिशन परिदृश्यों (टीईसी तापमान नियंत्रण, बड़ी बिजली की खपत की आवश्यकता) के लिए, बिजली की खपत और गर्मी अपव्यय में सीएफपी 4 मॉड्यूल के फायदे परिलक्षित हो सकते हैं।
इसलिए, कम दूरी का डेटा संचार मूल रूप से QSFP की दुनिया है; 100G-LR4 10 किमी अनुप्रयोगों के लिए, CFP4 और QSFP28 समान रूप से विभाजित हैं।
सीएफपी परिवार मानकों को निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है: प्रत्येक मानक में 3 फाइलें हैं, जिनमें से "सीएफपीएक्स एमएसए हार्डवेयर विशिष्टता संशोधन" एक प्रोग्रामेटिक फ़ाइल है, जो मॉड्यूल अवधारणा, मॉड्यूल प्रबंधन, विद्युत इंटरफ़ेस, यांत्रिक आकार, ऑप्टिकल इंटरफ़ेस का संक्षेप में वर्णन करती है। धोखा स्लॉट और अन्य विशिष्टताओं, अन्य दो दस्तावेज़ विस्तृत यांत्रिक आयामों को परिभाषित करते हैं।
सीएफपी एमएसए में दो सार्वजनिक तकनीकी विशिष्टताएं भी हैं, पिन आवंटन REV.25 मॉड्यूल पिन परिभाषा को निर्दिष्ट करता है, और "सीएफपी एमएसए प्रबंधन इंटरफ़ेस विशिष्टता" मॉड्यूल प्रबंधन नियंत्रण को परिभाषित करता है और जानकारी को विस्तार से पंजीकृत करता है।
सीएफपी मॉड्यूल का हाई-स्पीड इलेक्ट्रिकल इंटरफ़ेस एप्लिकेशन पर निर्भर करता है, और IEEE802.3 में CAUI, XLAUI, और CEI-28G/56G इलेक्ट्रिकल इंटरफ़ेस विनिर्देशों का संदर्भ देता है।
CFP8 एक पैकेज है जो विशेष रूप से 400G के लिए प्रस्तावित है, और इसका आकार CFP2 के बराबर है। विद्युत इंटरफ़ेस 25Gb/s और 50Gb/s की चैनल गति का समर्थन करता है, और 16x25G या 8×50 विद्युत इंटरफ़ेस के माध्यम से 400G मॉड्यूल गति प्राप्त करता है। CFP8 केवल एक प्रस्ताव है, सार्वजनिक डाउनलोड के लिए कोई आधिकारिक मानक नहीं है।
सीडीएफपी एमएसए 2013 में स्थापित किया गया था, और उनके द्वारा जारी सीडीएफपी पैकेजिंग मानक पहला 400जी ऑप्टिकल मॉड्यूल पैकेजिंग मानक था। उस समय, विद्युत इंटरफ़ेस का मानक केवल 25जीबी/एस (ओआईएफ-सीईआई-28जी-वीएसआर) था, इसलिए सीडीएफपी ने केवल 16 चैनल बनाए, और 16x25जी के माध्यम से 400जी मॉड्यूल दर को पूरा किया, और इसे विशेष रूप से लघु-के लिए लक्षित किया गया था। 2 किमी से कम रेंज के अनुप्रयोग।
यदि 16-तरफा विद्युत बंदरगाहों को एक पंक्ति में व्यवस्थित किया जाता है, तो वॉल्यूम बेहद बड़ा होगा, इसलिए सीडीएफपी मॉड्यूल को बस दो पीसीबी बोर्ड एक साथ मिले और ऑप्टिकल पोर्ट पर एमपीओ 16 इंटरफ़ेस का उपयोग किया गया। संपूर्ण मॉड्यूल विशेष रूप से मोटा दिखता है! ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल पोर्ट की व्यवस्था के अनुसार कुल तीन मॉड्यूल आकार होते हैं।
नवीनतम सीडीएफपी मानक है: "400 जीबी/एस (16 एक्स 25 जीबी/सेकेंड) प्लग करने योग्य ट्रांसीवर रेव 3.0" जो विद्युत इंटरफ़ेस, प्रबंधन इंटरफ़ेस, ऑप्टिकल इंटरफ़ेस, सीडीएफपी मॉड्यूल के मॉड्यूल/स्लॉट/केज आकार, ईएमआई/ईएसडी को निर्दिष्ट करता है। संबंधित सामग्री. आज, PAM4 इतना गर्म है, ऐसा अनुमान है कि यह पैकेज बहुत परीक्षित है।
400G का समर्थन करने वाला नवीनतम पैकेजिंग मानक QSFP-DD होना चाहिए। यह संगठन फरवरी 2016 में स्थापित किया गया था और सितंबर 2016 में नवीनतम मानक "क्यूएसएफपी डबल डेंसिटी 8 एक्स प्लगेबल ट्रांसीवर रेव 1.0" जारी किया। क्यूएसएफपी-डीडी का आकार लगभग क्यूएसएफपी के समान है (सिर्फ इसलिए कि सर्किट की एक अतिरिक्त पंक्ति है, थोड़ा सा) अधिक समय तक)। मुख्य परिवर्तन QSFP विद्युत इंटरफ़ेस को चार से दोगुना करके आठ करना और 50Gb/s चैनल दर (8X50 को 400G) का समर्थन करना है)। QSFP-DD विद्युत इंटरफ़ेस QSFP के साथ संगत है, लेकिन इसके विपरीत नहीं।
उपरोक्त चर्चाएँ सभी 100जी और 400जी ऑप्टिकल मॉड्यूल हैं। आइए पहुंच योग्य सीएसएफपी पर नजर डालें। हालाँकि नवीनतम सीएसएफपी मानक 2009 में जारी "कैंपैक्ट एसएफपी विनिर्देश" है, यह बिल्कुल भी पुराना नहीं है। कैम्पैक्ट का मतलब एसएफपी ऑप्टिकल मॉड्यूल से अधिक कॉम्पैक्ट है, और चैनलों की संख्या को भी लचीले ढंग से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। सीएसएफपी 3 प्रकारों को परिभाषित करता है: 1सीएच कैंपैक्ट एसएफपी, 2सीएच कैंपैक्ट एसएफपी विकल्प1, और 2सीएच कैंपैक्ट एसएफपी विकल्प2।
पैकेजिंग ब्लैक टेक्नोलॉजी CFP2-ACO
अंत में, आइए ऑप्टिकल मॉड्यूल पैकेजिंग मानकों में सबसे उन्नत ब्लैक तकनीक पर एक नज़र डालें: CFP2-ACO। यह मुख्य रूप से OIF द्वारा परिभाषित किया गया है और CFP2 के यांत्रिक आयामों को संदर्भित करता है। बैक ACO का अर्थ है एनालॉग सुसंगत ऑप्टिकल मॉड्यूल। इसमें मुख्य रूप से एक संकीर्ण लाइन-चौड़ाई ट्यून करने योग्य लेजर, एक मॉड्यूलेटर और एक सुसंगत रिसीवर होता है। डीएसपी (डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग) को मॉड्यूल के बाहर रखा गया है। यह मॉड्यूल अविश्वसनीय है. DP-QPSK और DP-xQAM मॉड्यूलेशन तकनीक के साथ, एकल-तरंग दैर्ध्य दर आसानी से 100Gb/s से अधिक हो सकती है, और ट्रांसमिशन दूरी 2000 किमी से अधिक हो सकती है।