Во индустријата за оптички комуникации, оптичките модули се најекспонирани. Тие имаат различни физички големини, а бројот на канали и стапките на пренос варираат многу. Како се произведуваат овие модули, кои се нивните карактеристики и сите тајни се во стандардот.
Постарите стандарди за пакување како GBIC, XPAK, X2 и Xenpak ќе бидат игнорирани, а главната енергија ќе биде фокусирана на посилните или поновите стандарди, кои ќе се оценуваат еден по еден подолу.
Организација за стандардизација на SFF: Организацијата за стандардизација SFF (мал формат-фактор мал пакет) е основана во август 1990 година. Таа првично разви 2,5-инчни дискови и се прошири на други полиња во ноември 1992 година. Досега, SFF стана најчестата и најуспешната модул стандард во областа на пакување на оптички модули. Стандардите за оптички модули формулирани од SFF главно вклучуваат SFP / QSFP / XFP.
SFP стандард
SFP (small form-factor Pluggable), семејство на мали приклучни приклучоци со форма-фактор, главно користени за етернет, оптички канал, безжичен CPRI, SONET: дефинира едноканален SFP пакет од 1Gb/s до 28Gb/s што треба да биде во согласност со Стандард, неговата структура е прикажана на сликата подолу. Прво имаше декларативен документ, како што е SFF-8402 предложен SFP28, SFF-8083 предложи SFP10 (бројот на крајот го претставува нивото на брзина на пренос, SFP10 често се пишува како SFP + сега), овој документ за декларација споменува кои технички барања ги цитирани Овие цитирани технички барања колективно го сочинуваат суштинскиот стандард за овој модул.
Техничките спецификации на серијата SFP главно вклучуваат:
SFF-8432, ја дефинира големината на модулот (главно големината на инсталацијата), силата на приклучување и спецификацијата на кафезот на модулот.
SFF-8071 го дефинира приклучокот за слот за картичка на матичната плоча HOST и низата за пристап со златни прсти на матичната плоча на модулот.
SFF-8433, дефинира повеќе кафези со модули еден до друг и технички спецификации на шрапнели EMI.
SFF-8472, ги дефинира спецификациите за меморија и дијагностичко управување со модулот.
SFF-8431 ги дефинира спецификациите за напојување, електрични сигнали со мала брзина (комуникациски линии), сигнали со голема брзина, тајминг и меморија за читање и запишување.
Бидејќи стапката на поддршка на SFP станува сè поголема и повисока, спецификацијата на сигналот за голема брзина во SFF8431 не се применува на SFP16 / 28, така што SFF-8431 подоцна беше поделен на SFF-8418 и SFF-8419. SFF-8418 конкретно ги дефинира барањата за интерфејс за електричен сигнал со голема брзина од 10 Gb / s. За барањата за физички интерфејс над 10 Gb / s, погледнете во Канал со влакна. SFF-8419 конкретно дефинира содржина различна од сигналите со голема брзина во SFF-8431, што е погодно за сите модули од серијата SFP.
Затоа, инженерите за дизајн на структурата на модулот SFP мора да бидат запознаени со SFP-8431. Ако сте личност која дизајнира ПХБ, пишува софтвер или спроведува тестирање, SFF-8472, SFF-8418 и SFF-8419 мора да бидат запознаени со тоа.
QSFP стандард
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), четириканален минијатуризиран приклучен трансивер, главно користен во Infiniband, Ethernet, Fiber Channel, OTN, семејството протоколи SONET: QSFP го надградува едноканалниот SFP на четири канали со волумен од само It е повеќе од двојно. За иста големинапрекинувач, капацитетот на префрлување на QSFP е 2,67 пати поголем од оној на SFP. Протоколот QSFP првично беше дефиниран од INF-8438i, а потоа надграден на SFF-8436,
а потоа SFF-8436 беше поделен на неколку делови за дефиниција и референца. Архитектурата сега е слична на SFP:
Техничките спецификации на QSFP главно вклучуваат:
SFF-8679, ги дефинира сигналот за голема брзина, сигналот со мала брзина, напојувањето, спецификациите за тајминг на модулот и ги дефинира спецификациите за бојата на оптичкиот интерфејс и прстенот за влечење.
SFF-8636, дефинира информации за меморијата, мемориски операции за читање и запишување.
SFF-8661, ја дефинира големината на модулот, големината на златниот прст и спецификацијата на силата на вметнување и отстранување на модулот.
SFF-8662 и SFF-8663 ги дефинираат кафезот и конекторот (тип А) на модулот QSFP28.
SFF-8672 и SFF-8683 ги дефинираат кафезите и конекторите (тип Б) на модулот QSFP28.
SFF-8682 и SFF-8683 ги дефинираат кафезите и конекторите на QSFP14 и модулите под стапка.
Други дополнителни информации за QSFP може да се видат во протоколот Infiniband. (InfiniBand TM ArchitectureSpecification Volume )
XFP стандард
XFP (10 Gb / s Small Form Factor Pluggable модул, каде што X претставува 10 со римски бројки и главно се користи за SONET OC-192, 10 гигабитен етернет и оптички канал) семејство протоколи: XFP Тоа е модул за подесување на бранова должина, кој првично беше дефиниран од XFP MSA, а подоцна беше доставен до организацијата SFF за објавување. Протоколот XFP вклучува SFF-8477 и INF-8077.
Протоколот INF8077 ги дефинира големината, електричниот интерфејс, информациите за меморијата, контролата на комуникацијата и дијагностиката на модулот XFP (протоколот ги вклучува сите аспекти на модулот). SFF-8477 е главно оптимизиран за контрола на прилагодувањето на брановата должина.
CXP стандард
CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-канален мал приклучлив пакет, каде што C значи 100G, главно се користи за протоколот Infiniband, оптички канал, Ethernet) главно е регулиран од организацијата Infiniband.
Анекс A6 120 Gb/s 12x Спецификации за интерфејс за кабли, активни кабли и примопредаватели 12x Small Form-factor pluggable (CXP) за кабли, активни кабли и примопредаватели ги обезбедува сите аспекти на спецификациите на CXP (може да се преземе бесплатно на www.infinibandta.org). Покрај тоа, организацијата SFF ги регулира штитните кафези и отворите за картички за CXP со различни степени на брзина.
SFF-8617 Mini Multilane 12X заштитен кафез / конектор 12-канален CXP кафез и слот за плочка за модул.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb / s 12X заштитен кафез / конектор (CXP10) 12x10 Gb / s CXP модул кафез и спецификации слот за плочка на модул.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb / s 12X заштитен кафез / конектор (CXP14) 12x14 Gb / s CXP модул кафез и спецификации на слот за табла на модул.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb / s 12X заштитен кафез / конектор (CXP28) 12x28 Gb / s Спецификации на кафезот на модулот CXP и слотот на плочата на модулот.
microQSFP (минијатуризиран QSFP), повеќедимензионален протокол воспоставен во 2015 година, има 4 канали како QSFP, но големината е само со големина на SFP модул и поддржува стапки на канали 25G и 50G (модулација PAM4). Преку дизајнот на перките за дисипација на топлина на куќиштето на модулот, тој има подобри термички перформанси. „Микро КВАД МАЛ ФАКТОР ЗА ПРИКЛУЧУВАЊЕ СО ЧЕТИРИ КАНАЛИ ПРИКЛУЧЕН ПРЕВОДОБОК, КОНЕКТОР НА ДОМАЌИН и ФАКТОР ФОРМА НА СОСТАВУВАЊЕ НА КАФЕЗ“ ја детализира спецификацијата на микро-QSFP.
CFP пакет
Освен за пакетите SFP и QSFP, CFP треба да биде најчестата форма на пакување во оптичките модули. C во CFP претставува 100 во римскиот нумерички часовник, така што CFP главно е наменет за апликации со брзина од 100G (вклучувајќи 40G) и погоре.
Семејството CFP главно вклучува CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, од кои CFP8 сè уште е во фаза на предлог.
За разлика од дополнителните броеви 10 и 28 зад QSFP, кои го претставуваат степенот на брзина, бројките зад CFP претставуваат нова генерација, со покомпактна големина (освен CFP8) и поголема густина.
Кога првпат беше предложен пакетот CFP, беше технички тешко да се постигне единечна стапка од 25 Gb / s, така што брзината на електричниот интерфејс на секој CFP беше дефинирана како ниво од 10 Gb / s, а 40G и 40G беа постигнати преку 4x10Gb / s и 10x10Gb / s електрични интерфејси. Брзина на модулот 100G. Големината на модулот CFP е толку голема што може да стави многу функции на матичната плоча во модулот за да се заврши [ASIC (SerDes)]. Кога брзината на секоја оптичка патека не се совпаѓа со брзината на колото, можете да ја завршите конверзијата на брзината преку овие кола (кутија на менувачот) На пример, оптичката порта 4X25Gb / s се претвора во електрична порта 10x10Gb / s.
Големината на CFP2 е само половина од онаа на CFP. Електричниот интерфејс може да поддржува единечни 10 Gb / s, или единечни 25 Gb / s или дури 50 Gb / s. Преку електричните интерфејси 10x10G, 4x25G, 8x25G и 8x50G, може да се постигнат стапки на модули од 100G / 200G / 400G.
Големината на CFP4 е намалена на половина од онаа на CFP2. Електричниот интерфејс поддржува единечни 10Gb/s и 25Gb/s, а брзината на модулот од 40G/100G се постигнува преку 4x10Gb/s и 4x25Gb/s. Модулите CFP4 и QSFP се многу слични, и двата се четиринасочни и поддржуваат 40G и 100G; разликата е во тоа што CFP4 модулите имаат помоќни функции за управување и поголеми димензии (ова е недостаток за комуникациите на податоци со висока густина) и можат да поддржат поголеми функции. Потрошувачка на енергија, за степени на брзина над 25 Gb / s и сценарија за пренос на долги растојанија (потребна е контрола на температурата на TEC, голема потрошувачка на енергија), може да се одразат предностите на модулите CFP4 во потрошувачката на енергија и дисипацијата на топлина.
Затоа, комуникацијата со податоци на кратки растојанија е во основа светот на QSFP; за 100G-LR4 апликации од 10 километри, CFP4 и QSFP28 се подеднакво поделени.
Стандардите на семејството CFP се прикажани на следната слика: секој стандард има 3 датотеки, од кои „CFPx MSA Hardware Specification Revision“ е програмска датотека, која накратко го опишува концептот на модулот, управувањето со модулите, електричниот интерфејс, механичката големина, оптичкиот интерфејс, измамник слотови и други спецификации, другите два документи дефинираат детални механички димензии.
CFP MSA, исто така, има две јавни технички спецификации, PIN Allocation REV.25 ја специфицира дефиницијата на пиновите на модулот, а „Спецификација на интерфејс за управување со CFP MSA“ детално ги дефинира информациите за контрола и регистрација за управување со модулот.
Електричниот интерфејс со голема брзина на модулот CFP зависи од апликацијата и упатува на спецификациите на електричниот интерфејс CAUI, XLAUI и CEI-28G / 56G во IEEE802.3.
CFP8 е пакет специјално предложен за 400G, а неговата големина е еквивалентна на CFP2. Електричниот интерфејс поддржува брзини на канали од 25Gb/s и 50Gb/s и постигнува брзини на модулот од 400G преку електрични интерфејси 16x25G или 8×50. CFP8 е само предлог, не постои официјален стандард за јавно преземање.
CDFP MSA беше основан во 2013 година, а стандардот за пакување CDFP што го објавија беше првиот стандард за пакување на оптички модули 400G. Во тоа време, стандардот на електричниот интерфејс беше само 25 Gb / s (OIF-CEI-28G-VSR), така што CDFP едноставно направи 16 канали и ја комплетираше стапката на модулот 400G преку 16x25G и беше специјално наменет за кратки опсег апликации под 2 км.
Ако 16-насочните електрични приклучоци се наредени во низа, јачината на звукот ќе биде исклучително огромна, така што модулот CDFP едноставно собра две ПХБ плочи заедно и го искористи интерфејсот MPO16 на оптичката порта. Целиот модул изгледа особено дебел! Според распоредот на оптичките и електричните порти, вкупно има три големини на модули.
Најновиот CDFP стандард е: „400 Gb/s (16 X 25 GB/s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0″ кој го одредува електричниот интерфејс, интерфејсот за управување, оптичкиот интерфејс, големината на модулот / слотот / кафезот на CDFP модулот, EMI / ESD поврзана содржина. Денес, PAM4 е толку жежок, што се проценува дека овој пакет е многу тестиран.
Најновиот стандард за пакување што поддржува 400G треба да биде QSFP-DD. Оваа организација е основана во февруари 2016 година и го издаде најновиот стандард „QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0″ во септември 2016 година. QSFP-DD е приближно со иста големина како QSFP (само затоа што има дополнителен ред кола, малку подолго). Основната промена е да се удвои електричниот интерфејс QSFP од четири на осум и да се поддржи каналната брзина од 50 Gb/s, 8X50 е 400 G). Електричниот интерфејс QSFP-DD е компатибилен со QSFP, но не и обратно.
Горенаведените дискусии се сите 100G и 400G оптички модули. Да го погледнеме пристапниот CSFP. Иако најновиот CSFP стандард е „спецификации за SFP на кампањите“ објавени во 2009 година, тој воопшто не е застарен. Campact значи покомпактен од SFP оптичките модули, а бројот на канали исто така може флексибилно да се конфигурира. CSFP дефинира 3 типа: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP опција1 и 2CH campact SFP опција2.
Црна технологија за пакување CFP2-ACO
Конечно, да ја погледнеме најнапредната црна технологија во стандардите за пакување на оптички модули: CFP2-ACO. Главно е дефиниран од OIF и упатува на механичките димензии на CFP2. Задниот ACO значи аналоген кохерентен оптички модул. Главно се состои од ласер што може да се прилагоди со тесна ширина, модулатор и кохерентен приемник. DSP (процесирање на дигитален сигнал) е поставен надвор од модулот. Овој модул е неверојатен. Со технологијата за модулација DP-QPSK и DP-xQAM, стапката на една бранова должина лесно може да надмине 100 Gb / s, а растојанието на пренос може да надмине 2000 км.