Az optikai kommunikációs iparban az optikai modulok vannak a leginkább kitéve. Különböző fizikai méretűek, és a csatornák száma és az átviteli sebességük nagyon eltérő. Hogyan készülnek ezek a modulok, mik a jellemzőik, és minden titok megtalálható a szabványban.
A régebbi csomagolási szabványokat, mint például a GBIC, XPAK, X2 és Xenpak figyelmen kívül hagyjuk, és a fő energia az erőteljesebb vagy újabb szabványokra összpontosul, amelyeket az alábbiakban egyenként értékelünk.
SFF szabványosítási szervezet: Az SFF (small form-factor small package) szabványosítási szervezetet 1990 augusztusában hozták létre. Kezdetben 2,5 hüvelykes lemezmeghajtókat fejlesztett ki, majd 1992 novemberében más területekre is kiterjesztette. Eddig az SFF vált a legelterjedtebb és legsikeresebb modul szabvány az optikai modulok csomagolása területén. Az SFF által megfogalmazott optikai modul szabványok főként az SFP / QSFP / XFP-t tartalmazzák.
SFP szabvány
SFP (small form-factor Pluggable), kis formájú dugaszolható adó-vevők családja, főként Ethernet-hez, üvegszálas csatornához, vezeték nélküli CPRI-hez, SONET-hez: egy csatornás SFP-csomagot határoz meg 1 Gb / s és 28 Gb / s közötti sebességgel. szabványnak megfelelt, felépítését az alábbi ábra mutatja. Először volt egy deklaratív dokumentum, például az SFF-8402 javasolta az SFP28-at, az SFF-8083 az SFP10-et javasolta (a végén lévő szám az átviteli sebesség szintjét jelöli, az SFP10-et gyakran SFP+-nak írják most), ez a nyilatkozati dokumentum megemlítette, hogy milyen műszaki követelményeket javasolt. idézett Ezek az idézett műszaki követelmények együttesen alkotják a modul alapvető szabványát.
Az SFP sorozat műszaki jellemzői főként a következőket tartalmazzák:
SFF-8432, meghatározza a modul méretét (főleg a telepítés méretét), a dugaszoló erőt és a modulrekesz specifikációját.
Az SFF-8071 meghatározza a kártyanyílás csatlakozóját a HOST alaplapon és a modul alaplapjának arany ujjú hozzáférési sorrendjét.
Az SFF-8433 több egymás melletti modulketreceket és EMI-srapnel műszaki specifikációkat határoz meg.
Az SFF-8472 modul memória- és diagnosztikai felügyeleti specifikációkat határoz meg.
Az SFF-8431 meghatározza a tápellátás, a kis sebességű elektromos jelek (kommunikációs vonalak), a nagy sebességű jelek, az időzítés, valamint a memória olvasási és írási specifikációit.
Mivel az SFP támogatási aránya egyre magasabb, az SFF8431 nagysebességű jelspecifikációja nem vonatkozik az SFP16 / 28-ra, így az SFF-8431 később SFF-8418-ra és SFF-8419-re lett felosztva. Az SFF-8418 kifejezetten meghatározza a 10 Gb/s-os nagysebességű elektromos jel interfész követelményeit. A 10 Gb/s feletti fizikai interfész-követelményekről lásd a Fibre Channel részt. Az SFF-8419 kifejezetten a nagysebességű jelektől eltérő tartalmat határoz meg az SFF-8431-ben, amely minden SFP sorozatú modulhoz alkalmas.
Ezért az SFP modulszerkezet-tervező mérnököknek ismerniük kell az SFP-8431-et. Ha Ön olyan személy, aki nyomtatott áramköri lapokat tervez, szoftvereket ír vagy tesztel, akkor az SFF-8472, SFF-8418 és SFF-8419 szabványt ismernie kell.
QSFP szabvány
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), négycsatornás miniatűr csatlakoztatható adó-vevő, főként Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET protokollcsaládban használatos: A QSFP négycsatornásra bővíti az egycsatornás SFP-t, mindössze It hangerővel. több mint duplájára nőtt. Ugyanolyan méretrekapcsoló, a QSFP kapcsolási kapacitása 2,67-szerese az SFP-nek. A QSFP protokollt eredetileg az INF-8438i definiálta, majd frissítették SFF-8436-ra,
majd az SFF-8436-ot több részre osztották definíció és hivatkozás céljából. Az architektúra most hasonló az SFP-hez:
A QSFP műszaki specifikációi elsősorban a következőket tartalmazzák:
SFF-8679, meghatározza a nagy sebességű jelet, a kis sebességű jelet, a tápegységet, a modul időzítési specifikációit, valamint meghatározza az optikai interfész és a húzógyűrű színének specifikációit.
SFF-8636, meghatározza a memóriainformációkat, a memória olvasási és írási műveleteit.
SFF-8661, meghatározza a modul méretét, az arany ujj méretét és a modul behelyezési és eltávolítási erejét.
Az SFF-8662 és az SFF-8663 határozza meg a QSFP28 modul rekeszét és csatlakozóját (A típus).
Az SFF-8672 és az SFF-8683 határozza meg a QSFP28 modul ketreceit és csatlakozóit (B típus).
Az SFF-8682 és az SFF-8683 határozza meg a QSFP14 és az alatta lévő modulok ketreceit és csatlakozóit.
A QSFP további kiegészítő információi az Infiniband protokollban tekinthetők meg. (InfiniBand TM ArchitectureSpecification kötet)
XFP szabvány
XFP (10 Gb/s Small Form Factor Pluggable modul, ahol az X a 10-et jelöli római számokkal, és főként SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet és fiber channel) protokollcsalád: XFP Ez egy hullámhosszon hangolható modul, amely eredetileg az XFP MSA határozta meg, majd később benyújtották az SFF szervezetének közzététel céljából. Az XFP protokoll az SFF-8477-et és az INF-8077-et tartalmazza.
Az INF8077 protokoll meghatározza az XFP modul méretét, elektromos interfészét, memóriainformációit, kommunikációs vezérlését és diagnosztikáját (a protokoll a modul minden aspektusát tartalmazza). Az SFF-8477 elsősorban a hullámhossz-beállítás szabályozására van optimalizálva.
CXP szabvány
A CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-channel small pluggable csomag, ahol C a 100G rövidítése, főként Infiniband, fiber channel, Ethernet) protokollt főként az Infiniband szervezet szabályozza.
Melléklet A6 120 Gb / s 12x Kis méretű dugaszolható (CXP) interfészspecifikáció kábelekhez, aktív kábelekhez és adó-vevőkhöz a CXP specifikáció minden szempontját tartalmazza (ingyenesen letölthető a www.infinibandta.org webhelyről). Ezenkívül az SFF szervezet szabályozza a pajzsketreceket és a kártyanyílásokat a különböző sebességfokozatú CXP-k számára.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Árnyékolt Cage / Csatlakozó 12 csatornás CXP ketrec és modulkártya nyílás specifikációja.
SFF-8642 EIA-965 Mini többsávos 10 Gb / s 12X árnyékolt kalitka / csatlakozó (CXP10) 12x10 Gb / s CXP modultartó és modulkártya-nyílás specifikációi.
SFF-8647 Mini többsávos 14 Gb / s 12X árnyékolt kalitka / csatlakozó (CXP14) 12x14 Gb / s CXP modultartó és modulkártya-nyílás specifikációi.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb / s 12X árnyékolt kalitka / csatlakozó (CXP28) 12x28Gb / s CXP modultartó és modulkártya-nyílás specifikációi.
A microQSFP (miniaturized QSFP), egy 2015-ben létrehozott többdimenziós protokoll, 4 csatornás, mint a QSFP, de mérete csak egy SFP modul mérete, és támogatja a 25G és 50G (PAM4 moduláció) csatornasebességet. A modulházon lévő hőleadó bordák kialakítása révén jobb hőteljesítményt biztosít. „Micro QUAD KIS FORMÁTÉNYEZŐS DUGATOZHATÓ, NÉGY CSATORNÁS DUGATOZÓ ADÓVÁLASZTÓ, GAZDASÁGI CSATLAKOZÓ ÉS KITECES FORMA TÉNYEZŐ” részletezi a mikro-QSFP specifikációt.
CFP csomag
Az SFP és QSFP csomagok kivételével a CFP-nek az optikai modulok legelterjedtebb csomagolásának kell lennie. A CFP-ben szereplő C a 100-at jelenti a római órajelben, így a CFP főként a 100G (beleértve a 40G-t) és afeletti sebességű alkalmazásokra irányul.
A CFP család főként a CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8-at tartalmazza, amelyek közül a CFP8 még javaslati szakaszban van.
A QSFP mögötti további 10-es és 28-as számokkal ellentétben, amelyek a sebességfokozatot jelölik, a CFP mögötti számok egy új generációt képviselnek, kompaktabb mérettel (kivéve a CFP8-at) és nagyobb sűrűséggel.
Amikor a CFP csomagot először javasolták, technikailag nehéz volt egyetlen 25 Gb / s sebességet elérni, ezért az egyes CFP elektromos interfész sebességét 10 Gb / s szintként határozták meg, a 40 G és 40 G pedig 4 × 10 Gb / s és 10 × 10 Gb sebességgel történt. / s elektromos interfészek. 100G modul sebesség. A CFP modul mérete akkora, hogy az alaplapon sok funkciót be tud helyezni a modulba az [ASIC (SerDes)] befejezéséhez. Ha az egyes optikai utak sebessége nem egyezik meg az áramkör sebességével, akkor ezeken az áramkörökön keresztül hajthatja végre a sebesség-átalakítást (Sebességváltó) Például a 4X25Gb/s optikai port 10x10Gb/s elektromos porttá alakul.
A CFP2 mérete csak a fele a CFP méretének. Az elektromos interfész egyetlen 10 Gb / s, vagy egyetlen 25 Gb / s vagy akár 50 Gb / s sebességet is támogathat. A 10x10G, 4x25G, 8x25G és 8x50G elektromos interfészek révén 100G / 200G / 400G modulráta érhető el.
A CFP4 mérete a CFP2 méretének felére csökken. Az elektromos interfész egyetlen 10 Gb / s és 25 Gb / s sebességet támogat, a 40 G / 100 G modulsebesség pedig 4x10 Gb / s és 4x25 Gb / s sebességgel érhető el. A CFP4 és a QSFP modulok nagyon hasonlóak, mindkettő négyirányú, és mindkettő támogatja a 40G és a 100G; A különbség az, hogy a CFP4 modulok nagyobb teljesítményű felügyeleti funkciókkal és nagyobb méretekkel rendelkeznek (ez hátrány a nagy sűrűségű adatkommunikációnál), és nagyobb funkciókat is támogathatnak. Energiafogyasztás, 25 Gb / s feletti sebességfokozatoknál és nagy távolságú átviteli forgatókönyveknél (TEC hőmérséklet-szabályozás szükséges, nagy energiafogyasztás), a CFP4 modulok előnyei az energiafogyasztásban és a hőleadásban tükröződhetnek.
Ezért a rövid távú adatkommunikáció alapvetően a QSFP világa; A 100G-LR4 10 km-es alkalmazásokhoz a CFP4 és a QSFP28 egyenlő arányban oszlik meg.
A CFP család szabványai az alábbi ábrán láthatók: mindegyik szabványnak 3 fájlja van, amelyek közül a „CFPx MSA Hardware Specification Revision” egy programozott fájl, amely röviden leírja a modul koncepcióját, a modulkezelést, az elektromos interfészt, a mechanikai méretet, az optikai interfészt, cheat Slots és egyéb specifikációk, a másik két dokumentum részletes mechanikai méreteket határoz meg.
A CFP MSA két nyilvános műszaki specifikációval is rendelkezik, a PIN Allocation REV.25 meghatározza a modul érintkezőjének definícióját, a „CFP MSA Management Interface Specification” pedig részletesen meghatározza a modulfelügyeleti vezérlési és regiszterinformációkat.
A CFP modul nagysebességű elektromos interfésze az alkalmazástól függ, és az IEEE802.3 szabványban található CAUI, XLAUI és CEI-28G / 56G elektromos interfész specifikációira hivatkozik.
A CFP8 egy kifejezetten 400G-hoz javasolt csomag, mérete pedig megegyezik a CFP2-vel. Az elektromos interfész támogatja a 25 Gb / s és 50 Gb / s csatornasebességet, és 400 G modulsebességet ér el 16x25G vagy 8 × 50 elektromos interfészeken keresztül. A CFP8 csak egy Javaslat, a nyilvános letöltéshez nincs hivatalos szabvány.
A CDFP MSA-t 2013-ban hozták létre, és az általuk kiadott CDFP csomagolási szabvány volt az első 400G optikai modul csomagolási szabvány. Akkoriban az elektromos interfész szabványa még csak 25Gb/s volt (OIF-CEI-28G-VSR), így a CDFP egyszerűen 16 csatornát készített, és a 400G-os modulsebességet 16x25G-n keresztül teljesítette, és kifejezetten a rövidzárlatokra készült. hatótávolságú alkalmazások 2 km alatt.
Ha a 16 utas elektromos portokat sorban helyezik el, akkor a hangerő rendkívül hatalmas lesz, így a CDFP modul egyszerűen összerakott két PCB kártyát, és az optikai porton az MPO16 interfészt használta. Az egész modul különösen kövérnek tűnik! Az optikai és elektromos portok elrendezése szerint összesen három modulméret létezik.
A legújabb CDFP szabvány a következő: "400 Gb / s (16 X 25 GB / s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0", amely meghatározza az elektromos interfészt, a felügyeleti interfészt, az optikai interfészt, a CDFP modul modul / slot / ketrec méretét, EMI / ESD kapcsolódó tartalom. Ma a PAM4 annyira meleg, hogy a becslések szerint ez a csomag nagyon tesztelt.
A 400G-t támogató legújabb csomagolási szabvány a QSFP-DD legyen. Ezt a szervezetet 2016 februárjában hozták létre, és 2016 szeptemberében kiadta a legújabb szabványt, a „QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0” 2016 szeptemberében. A QSFP-DD nagyjából akkora, mint a QSFP (csak azért, mert van egy extra áramkörsor, egy kicsit hosszabb). A lényegi változás az, hogy a QSFP elektromos interfészét megduplázzák négyről nyolcra, és támogatják az 50 Gb / s csatornasebességet 8x50 400 G). A QSFP-DD elektromos interfész kompatibilis a QSFP-vel, de fordítva nem.
A fenti megbeszélések mindegyike 100G és 400G optikai modulokra vonatkozik. Nézzük a megközelíthető CSFP-t. Bár a legújabb CSFP szabvány a 2009-ben kiadott „cpact SFP specifikációk”, egyáltalán nem elavult. A Campact kompaktabb, mint az SFP optikai modulok, és a csatornák száma is rugalmasan konfigurálható. A CSFP 3 típust határoz meg: 1 csatornás campact SFP, 2 csatornás campact SFP opció1 és 2 csatornás campact SFP opció2.
Csomagolás fekete technológia CFP2-ACO
Végül vessünk egy pillantást az optikai modulok csomagolási szabványainak legfejlettebb fekete technológiájára: CFP2-ACO. Főleg az OIF határozza meg, és a CFP2 mechanikai méreteire hivatkozik. A hátsó ACO analóg koherens optikai modult jelent. Főleg egy keskeny vonalszélességű hangolható lézerből, egy modulátorból és egy koherens vevőből áll. A DSP (digitális jelfeldolgozás) a modulon kívül van elhelyezve. Ez a modul hihetetlen. A DP-QPSK és DP-xQAM modulációs technológiával az egyhullámhosszúság könnyen meghaladhatja a 100 Gb / s-ot, és az átviteli távolság meghaladhatja a 2000 km-t.