ऑप्टिकल कम्युनिकेशन इंडस्ट्रीमध्ये, ऑप्टिकल मॉड्यूल्स सर्वात जास्त उघड आहेत. त्यांचे भौतिक आकार भिन्न आहेत आणि चॅनेलची संख्या आणि प्रसारण दर मोठ्या प्रमाणात बदलतात. हे मॉड्यूल कसे तयार केले जातात, त्यांची वैशिष्ट्ये काय आहेत आणि सर्व रहस्ये मानकांमध्ये आहेत.
GBIC, XPAK, X2, आणि Xenpak सारख्या जुन्या पॅकेजिंग मानकांकडे दुर्लक्ष केले जाईल आणि मुख्य ऊर्जा अधिक जोमदार किंवा नवीन मानकांवर केंद्रित केली जाईल, ज्याचे मूल्यमापन खाली एक एक करून केले जाईल.
SFF स्टँडर्डायझेशन ऑर्गनायझेशन: SFF (स्मॉल फॉर्म-फॅक्टर स्मॉल पॅकेज) स्टँडर्डायझेशन ऑर्गनायझेशनची स्थापना ऑगस्ट 1990 मध्ये झाली. तिने सुरुवातीला 2.5-इंच डिस्क ड्राइव्ह विकसित केले आणि नोव्हेंबर 1992 मध्ये इतर फील्डमध्ये विस्तारित केले. आतापर्यंत, SFF सर्वात सामान्य आणि यशस्वी झाली आहे. ऑप्टिकल मॉड्यूल पॅकेजिंग क्षेत्रात मॉड्यूल मानक. SFF द्वारे तयार केलेल्या ऑप्टिकल मॉड्यूल मानकांमध्ये प्रामुख्याने SFP / QSFP / XFP समाविष्ट आहे.
SFP मानक
SFP (स्मॉल फॉर्म-फॅक्टर प्लगेबल), लहान फॉर्म-फॅक्टर प्लगेबल ट्रान्सीव्हर्सचे एक कुटुंब, मुख्यत्वे इथरनेट, फायबर चॅनेल, वायरलेस CPRI, SONET साठी वापरले जाते: 1Gb/s ते 28Gb/s पर्यंत एकल-चॅनेल SFP पॅकेज परिभाषित करते. मानकांचे पालन केले आहे, त्याची रचना खालील चित्रात दर्शविली आहे. प्रथम एक घोषणात्मक दस्तऐवज होता, जसे की SFF-8402 प्रस्तावित SFP28, SFF-8083 प्रस्तावित SFP10 (शेवटची संख्या ट्रान्समिशन रेट पातळी दर्शवते, SFP10 हे सहसा SFP + आता असे लिहिले जाते), या घोषणा दस्तऐवजात कोणत्या तांत्रिक आवश्यकतांचा उल्लेख आहे. उद्धृत या उद्धृत केलेल्या तांत्रिक आवश्यकता एकत्रितपणे या मॉड्यूलसाठी ठोस मानक बनवतात.
SFP मालिका तांत्रिक वैशिष्ट्यांमध्ये प्रामुख्याने हे समाविष्ट आहे:
SFF-8432, मॉड्यूलचा आकार (प्रामुख्याने इन्स्टॉलेशनचा आकार), प्लगिंग फोर्स आणि मॉड्यूल केजचे तपशील परिभाषित करते.
SFF-8071 HOST मदरबोर्डवरील कार्ड स्लॉट कनेक्टर आणि मॉड्यूल मदरबोर्डचा गोल्ड फिंगर ऍक्सेस अनुक्रम परिभाषित करते.
SFF-8433, एकाधिक साइड-बाय-साइड मॉड्यूल पिंजरे आणि EMI श्रॅपनेल तांत्रिक वैशिष्ट्ये परिभाषित करते.
SFF-8472, मॉड्यूल मेमरी आणि निदान व्यवस्थापन वैशिष्ट्ये परिभाषित करते.
SFF-8431 पॉवर सप्लाय, लो-स्पीड इलेक्ट्रिकल सिग्नल (कम्युनिकेशन लाइन्स), हाय-स्पीड सिग्नल्स, टायमिंग आणि मेमरी रीड आणि राइट स्पेसिफिकेशन्स परिभाषित करते.
कारण SFP समर्थन दर अधिक आणि उच्च होत आहे, SFF8431 मधील हाय-स्पीड सिग्नल तपशील SFP16/28 वर लागू होत नाही, म्हणून SFF-8431 नंतर SFF-8418 आणि SFF-8419 मध्ये विभाजित केले गेले. SFF-8418 विशेषतः 10Gb/s हाय-स्पीड इलेक्ट्रिकल सिग्नल इंटरफेस आवश्यकता परिभाषित करते. 10Gb/s वरील भौतिक इंटरफेस आवश्यकतांसाठी, फायबर चॅनल पहा. SFF-8419 विशेषत: SFF-8431 मधील हाय-स्पीड सिग्नल व्यतिरिक्त इतर सामग्री परिभाषित करते, जी सर्व SFP मालिका मॉड्यूलसाठी योग्य आहे.
म्हणून, SFP मॉड्यूल संरचना डिझाइन अभियंते SFP-8431 शी परिचित असणे आवश्यक आहे. तुम्ही PCBs डिझाइन करणारी, सॉफ्टवेअर लिहिणारी किंवा चाचणी आयोजित करणारी व्यक्ती असल्यास, SFF-8472, SFF-8418, आणि SFF-8419 याच्याशी परिचित असणे आवश्यक आहे.
QSFP मानक
QSFP (क्वाड स्मॉल फॉर्म-फॅक्टर प्लगेबल), चार-चॅनेल लघु प्लगेबल ट्रान्सीव्हर, मुख्यतः इन्फिनिबँड, इथरनेट, फायबर चॅनल, ओटीएन, SONET प्रोटोकॉल फॅमिलीमध्ये वापरला जातो: QSFP एकल-चॅनेल SFP चार चॅनेलमध्ये अपग्रेड करते ज्याचे व्हॉल्यूम फक्त इट आहे. दुप्पट पेक्षा जास्त आहे. समान आकारासाठीस्विच, QSFP स्विचिंग क्षमता SFP च्या 2.67 पट आहे. QSFP प्रोटोकॉल मूळत: INF-8438i द्वारे परिभाषित केले गेले होते, नंतर SFF-8436 वर श्रेणीसुधारित केले गेले,
आणि नंतर SFF-8436 व्याख्या आणि संदर्भासाठी अनेक भागांमध्ये विभागले गेले. आर्किटेक्चर आता SFP सारखे आहे:
QSFP तांत्रिक वैशिष्ट्ये प्रामुख्याने समाविष्ट आहेत:
SFF-8679, हाय-स्पीड सिग्नल, लो-स्पीड सिग्नल, पॉवर सप्लाय, मॉड्युलची वेळेची वैशिष्ट्ये आणि ऑप्टिकल इंटरफेस आणि पुल रिंग कलर वैशिष्ट्ये परिभाषित करते.
SFF-8636, मेमरी माहिती, मेमरी वाचन आणि लेखन ऑपरेशन्स परिभाषित करते.
SFF-8661, मॉड्यूलचा आकार, सोन्याच्या बोटाचा आकार आणि मॉड्यूलच्या अंतर्भूत आणि काढण्याच्या शक्तीचे तपशील परिभाषित करते.
SFF-8662 आणि SFF-8663 QSFP28 मॉड्यूलचा पिंजरा आणि कनेक्टर (प्रकार A) परिभाषित करतात.
SFF-8672 आणि SFF-8683 QSFP28 मॉड्यूलचे पिंजरे आणि कनेक्टर (प्रकार B) परिभाषित करतात.
SFF-8682 आणि SFF-8683 QSFP14 आणि त्याखालील रेट मॉड्यूल्सचे पिंजरे आणि कनेक्टर परिभाषित करतात.
QSFP साठी इतर पूरक माहिती Infiniband प्रोटोकॉलमध्ये पाहिली जाऊ शकते. (InfiniBand TM आर्किटेक्चर स्पेसिफिकेशन व्हॉल्यूम)
XFP मानक
XFP (10 Gb/s स्मॉल फॉर्म फॅक्टर प्लगेबल मॉड्यूल, जिथे X चा अर्थ रोमन अंकांमध्ये 10 आहे आणि मुख्यतः SONET OC-192, 10 Gigabit इथरनेट आणि फायबर चॅनेलसाठी वापरला जातो) प्रोटोकॉल कुटुंब: XFP हे तरंगलांबी ट्यून करण्यायोग्य मॉड्यूल आहे, जे मूलतः XFP MSA द्वारे परिभाषित केले गेले आणि नंतर प्रकाशनासाठी SFF संस्थेकडे सादर केले. XFP प्रोटोकॉलमध्ये SFF-8477 आणि INF-8077 समाविष्ट आहे.
INF8077 प्रोटोकॉल XFP मॉड्यूलचा आकार, इलेक्ट्रिकल इंटरफेस, मेमरी माहिती, कम्युनिकेशन कंट्रोल आणि डायग्नोस्टिक्स परिभाषित करतो (प्रोटोकॉलमध्ये मॉड्यूलचे सर्व पैलू समाविष्ट आहेत). SFF-8477 प्रामुख्याने तरंगलांबी समायोजन नियंत्रणासाठी अनुकूल आहे.
CXP मानक
CXP (12x स्मॉल फॉर्म-फॅक्टर प्लगेबल, 12-चॅनेल स्मॉल प्लगेबल पॅकेज, जिथे C म्हणजे 100G, मुख्यतः Infiniband, फायबर चॅनेल, इथरनेटसाठी वापरला जातो) प्रोटोकॉल मुख्यत्वे Infiniband संस्थेद्वारे नियंत्रित केला जातो.
Annex A6 120 Gb/s 12x स्मॉल फॉर्म-फॅक्टर प्लगेबल (CXP) इंटरफेस स्पेसिफिकेशन केबल्स, ऍक्टिव्ह केबल्स आणि ट्रान्ससीव्हर्ससाठी CXP वैशिष्ट्यांचे सर्व पैलू प्रदान करते (www.infinibandta.org वर विनामूल्य डाउनलोड केले जाऊ शकते). या व्यतिरिक्त, SFF संस्था वेगवेगळ्या गती ग्रेडच्या CXP साठी शील्ड पिंजरे आणि कार्ड स्लॉटचे नियमन करते.
SFF-8617 मिनी मल्टीलेन 12X शील्डेड केज / कनेक्टर 12 चॅनेल CXP पिंजरा आणि मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट तपशील.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb/s 12X शील्डेड केज / कनेक्टर (CXP10) 12x10Gb/s CXP मॉड्यूल पिंजरा आणि मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट वैशिष्ट्य.
SFF-8647 मिनी मल्टीलेन 14 Gb/s 12X शील्डेड केज/कनेक्टर (CXP14) 12x14Gb/s CXP मॉड्यूल केज आणि मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट वैशिष्ट्य.
SFF-8648 मिनी मल्टीलेन 28 Gb/s 12X शील्डेड केज/कनेक्टर (CXP28) 12x28Gb/s CXP मॉड्यूल केज आणि मॉड्यूल बोर्ड स्लॉट वैशिष्ट्य.
microQSFP (मिनिएचराइज्ड QSFP), 2015 मध्ये स्थापित केलेला बहु-आयामी प्रोटोकॉल, QSFP प्रमाणे 4 चॅनेल आहे, परंतु आकार फक्त SFP मॉड्यूलचा आकार आहे आणि ते 25G आणि 50G (PAM4 मॉड्युलेशन) चॅनेल दरांना समर्थन देते. मॉड्युल हाऊसिंगवर उष्णतेचा अपव्यय करणाऱ्या पंखांच्या डिझाईनद्वारे, त्याची थर्मल कार्यक्षमता चांगली आहे. “मायक्रो क्वाड स्मॉल फॉर्म-फॅक्टर प्लगेबल फोर चॅनल प्लगेबल ट्रान्ससीव्हर, होस्ट कनेक्टर आणि केज असेंबली फॉर्म फॅक्टर” मायक्रो-क्यूएसएफपी तपशीलाचे तपशील देते.
CFP पॅकेज
SFP आणि QSFP पॅकेजेस वगळता, CFP हे ऑप्टिकल मॉड्यूल्समधील पॅकेजिंगचे सर्वात सामान्य प्रकार असावे. CFP मधील C हे रोमन अंकीय घड्याळात 100 चे प्रतिनिधित्व करते, म्हणून CFP मुख्यत्वे 100G (40G सह) आणि त्याहून अधिक दर असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी आहे.
CFP कुटुंबात मुख्यत्वे CFP/CFP2/CFP4/CFP8 समाविष्ट आहे, ज्यापैकी CFP8 अद्याप प्रस्तावाच्या टप्प्यात आहे.
QSFP च्या मागे असलेल्या अतिरिक्त संख्या 10 आणि 28 च्या विपरीत, जे स्पीड ग्रेडचे प्रतिनिधित्व करतात, CFP च्या मागे असलेल्या संख्या अधिक संक्षिप्त आकारासह (CFP8 वगळता) आणि उच्च घनता असलेल्या नवीन पिढीचे प्रतिनिधित्व करतात.
जेव्हा CFP पॅकेज प्रथम प्रस्तावित केले गेले तेव्हा एकल 25Gb/s दर प्राप्त करणे तांत्रिकदृष्ट्या कठीण होते, म्हणून प्रत्येक CFP चा विद्युत इंटरफेस दर 10Gb/s स्तर म्हणून परिभाषित केला गेला आणि 40G आणि 40G 4x10Gb/s आणि 10x10Gb द्वारे साध्य केले गेले. /s इलेक्ट्रिकल इंटरफेस. 100G मॉड्यूल गती. CFP मॉड्यूलचा आकार इतका मोठा आहे की तो [ASIC (SerDes)] पूर्ण करण्यासाठी मॉड्यूलमध्ये मदरबोर्डवर बरीच कार्ये ठेवू शकतो. जेव्हा प्रत्येक ऑप्टिकल मार्गाची गती सर्किटच्या गतीशी जुळत नाही, तेव्हा आपण या सर्किट्स (गियर बॉक्स) द्वारे दर रूपांतरण पूर्ण करू शकता उदाहरणार्थ, ऑप्टिकल पोर्ट 4X25Gb / s चे इलेक्ट्रिकल पोर्ट 10x10Gb / s मध्ये रूपांतरित केले जाते.
CFP2 चा आकार CFP च्या फक्त अर्धा आहे. इलेक्ट्रिकल इंटरफेस सिंगल 10Gb/s, किंवा सिंगल 25Gb/s किंवा अगदी 50Gb/s चे समर्थन करू शकतो. 10x10G, 4x25G, 8x25G, आणि 8x50G इलेक्ट्रिकल इंटरफेसद्वारे, 100G / 200G / 400G मॉड्यूल दर प्राप्त केले जाऊ शकतात.
CFP4 चा आकार CFP2 च्या निम्म्याने कमी केला आहे. इलेक्ट्रिकल इंटरफेस सिंगल 10Gb/s आणि 25Gb/s ला सपोर्ट करतो आणि 40G/100G चा मॉड्यूल स्पीड 4x10Gb/s आणि 4x25Gb/s द्वारे मिळवला जातो. CFP4 आणि QSFP मॉड्यूल खूप समान आहेत, दोन्ही चार-मार्ग आहेत आणि दोन्ही 40G आणि 100G ला समर्थन देतात; फरक असा आहे की CFP4 मॉड्यूल्समध्ये अधिक शक्तिशाली व्यवस्थापन कार्ये आणि मोठे आकार आहेत (हे उच्च-घनता डेटा संप्रेषणासाठी एक गैरसोय आहे), आणि मोठ्या कार्यांना समर्थन देऊ शकतात. उर्जा वापर, 25Gb/s वरील गती श्रेणी आणि लांब-अंतराच्या प्रसारण परिस्थितीसाठी (TEC तापमान नियंत्रण, मोठ्या उर्जेचा वापर आवश्यक), वीज वापर आणि उष्णता अपव्यय मधील CFP4 मॉड्यूलचे फायदे प्रतिबिंबित केले जाऊ शकतात.
म्हणून, लहान-अंतराचा डेटा संप्रेषण हे मुळात QSFP चे जग आहे; 100G-LR4 10km अनुप्रयोगांसाठी, CFP4 आणि QSFP28 समान प्रमाणात विभागले गेले आहेत.
CFP कौटुंबिक मानके खालील आकृतीमध्ये दर्शविले आहेत: प्रत्येक मानकामध्ये 3 फाईल्स आहेत, ज्यापैकी "CFPx MSA हार्डवेअर स्पेसिफिकेशन रिव्हिजन" ही एक प्रोग्रामॅटिक फाइल आहे, जी मॉड्यूल संकल्पना, मॉड्यूल व्यवस्थापन, इलेक्ट्रिकल इंटरफेस, यांत्रिक आकार, ऑप्टिकल इंटरफेस, यांचे थोडक्यात वर्णन करते. फसवणूक स्लॉट आणि इतर तपशील, इतर दोन दस्तऐवज तपशीलवार यांत्रिक परिमाणे परिभाषित करतात.
CFP MSA मध्ये दोन सार्वजनिक तांत्रिक वैशिष्ट्ये देखील आहेत, PIN Allocation REV.25 मॉड्यूल पिन व्याख्या निर्दिष्ट करते आणि "CFP MSA व्यवस्थापन इंटरफेस स्पेसिफिकेशन" मॉड्यूल व्यवस्थापन नियंत्रण आणि तपशीलवार माहिती नोंदणीची व्याख्या करते.
CFP मॉड्यूलचा हाय-स्पीड इलेक्ट्रिकल इंटरफेस अनुप्रयोगावर अवलंबून असतो आणि IEEE802.3 मधील CAUI, XLAUI, आणि CEI-28G/56G इलेक्ट्रिकल इंटरफेस वैशिष्ट्यांचा संदर्भ देते.
CFP8 हे विशेषत: 400G साठी प्रस्तावित पॅकेज आहे आणि त्याचा आकार CFP2 च्या समतुल्य आहे. इलेक्ट्रिकल इंटरफेस 25Gb/s आणि 50Gb/s च्या चॅनल स्पीडला सपोर्ट करतो आणि 16x25G किंवा 8×50 इलेक्ट्रिकल इंटरफेसद्वारे 400G मॉड्यूल स्पीड मिळवतो. CFP8 हा फक्त एक प्रस्ताव आहे, सार्वजनिक डाउनलोडसाठी कोणतेही अधिकृत मानक नाही.
CDFP MSA ची स्थापना 2013 मध्ये झाली आणि त्यांनी जारी केलेले CDFP पॅकेजिंग मानक हे पहिले 400G ऑप्टिकल मॉड्यूल पॅकेजिंग मानक होते. त्या वेळी, इलेक्ट्रिकल इंटरफेसचे मानक केवळ 25Gb/s (OIF-CEI-28G-VSR) होते, म्हणून CDFP ने फक्त 16 चॅनेल बनवले आणि 16x25G द्वारे 400G मॉड्यूल दर पूर्ण केले आणि ते विशेषतः लहान- 2km खाली श्रेणी अनुप्रयोग.
जर 16-वे इलेक्ट्रिकल पोर्ट्स एका ओळीत मांडले गेले, तर व्हॉल्यूम खूप मोठा असेल, म्हणून CDFP मॉड्यूलला फक्त दोन पीसीबी बोर्ड मिळतील आणि ऑप्टिकल पोर्टवर MPO16 इंटरफेस वापरला जाईल. संपूर्ण मॉड्यूल विशेषतः चरबी दिसते! ऑप्टिकल आणि इलेक्ट्रिकल पोर्टच्या व्यवस्थेनुसार, एकूण तीन मॉड्यूल आकार आहेत.
नवीनतम CDFP मानक आहे: “400 Gb/s (16 X 25 GB/s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0″ जे इलेक्ट्रिकल इंटरफेस, व्यवस्थापन इंटरफेस, ऑप्टिकल इंटरफेस, CDFP / ESD मॉड्यूलचे मॉड्यूल / स्लॉट / पिंजरा आकार निर्दिष्ट करते. संबंधित सामग्री. आज, PAM4 इतके गरम आहे, असा अंदाज आहे की हे पॅकेज खूप चाचणी केलेले आहे.
400G चे समर्थन करणारे नवीनतम पॅकेजिंग मानक QSFP-DD असावे. या संस्थेची स्थापना फेब्रुवारी 2016 मध्ये झाली आणि सप्टेंबर 2016 मध्ये नवीनतम मानक “QSFP डबल डेन्सिटी 8X प्लगगेबल ट्रान्ससीव्हर रेव्ह 1.0″ जारी केले. QSFP-DD अंदाजे QSFP सारखाच आहे (फक्त सर्किट्सची अतिरिक्त पंक्ती असल्यामुळे, थोडेसे जास्त वेळ). मुख्य बदल म्हणजे QSFP इलेक्ट्रिकल इंटरफेस चार ते आठ पर्यंत दुप्पट करणे आणि 50Gb/s चॅनेल दर 8X50 400G ला समर्थन देणे). QSFP-DD इलेक्ट्रिकल इंटरफेस QSFP शी सुसंगत आहे, परंतु उलट नाही.
वरील चर्चा सर्व 100G आणि 400G ऑप्टिकल मॉड्यूल्स आहेत. चला संपर्क करण्यायोग्य CSFP पाहू. जरी नवीनतम CSFP मानक 2009 मध्ये जारी केलेले "कॅम्पॅक्ट SFP तपशील" असले तरी ते अजिबात जुने नाही. कॅम्पॅक्ट म्हणजे SFP ऑप्टिकल मॉड्यूल्सपेक्षा अधिक कॉम्पॅक्ट, आणि चॅनेलची संख्या देखील लवचिकपणे कॉन्फिगर केली जाऊ शकते. CSFP 3 प्रकार परिभाषित करते: 1CH कॅम्पॅक्ट SFP, 2CH कॅम्पॅक्ट SFP पर्याय1, आणि 2CH कॅम्पॅक्ट SFP पर्याय2.
पॅकेजिंग ब्लॅक तंत्रज्ञान CFP2-ACO
शेवटी, ऑप्टिकल मॉड्यूल पॅकेजिंग मानकांमधील सर्वात प्रगत ब्लॅक तंत्रज्ञानावर एक नजर टाकूया: CFP2-ACO. हे प्रामुख्याने OIF द्वारे परिभाषित केले जाते आणि CFP2 च्या यांत्रिक परिमाणांचा संदर्भ देते. बॅक ACO म्हणजे analog coherent ऑप्टिकल मॉड्यूल. यात प्रामुख्याने अरुंद रेषा-रुंदी ट्यून करण्यायोग्य लेसर, एक मॉड्युलेटर आणि एक सुसंगत प्राप्तकर्ता असतो. डीएसपी (डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग) मॉड्यूलच्या बाहेर ठेवलेले आहे. हे मॉड्यूल अविश्वसनीय आहे. DP-QPSK आणि DP-xQAM मॉड्युलेशन तंत्रज्ञानासह, सिंगल-वेव्हलेंथ रेट सहजपणे 100Gb/s पेक्षा जास्त असू शकतो आणि ट्रान्समिशन अंतर 2000km पेक्षा जास्त असू शकते.