Dalam industri komunikasi optik, modul optik adalah yang paling terdedah. Mereka mempunyai saiz fizikal yang berbeza, dan bilangan saluran dan kadar penghantaran sangat berbeza. Bagaimana modul ini dihasilkan, apakah ciri-cirinya, dan semua rahsia ada dalam standard.
Piawaian pembungkusan yang lebih lama seperti GBIC, XPAK, X2 dan Xenpak akan diabaikan, dan tenaga utama akan ditumpukan pada piawaian yang lebih cergas atau lebih baharu, yang akan dinilai satu demi satu di bawah.
Organisasi Standardisasi SFF: Organisasi penyeragaman SFF (small form-factor small package) telah ditubuhkan pada Ogos 1990. Ia pada mulanya membangunkan pemacu cakera 2.5 inci dan berkembang ke bidang lain pada November 1992. Setakat ini, SFF telah menjadi yang paling biasa dan berjaya. standard modul dalam bidang pembungkusan modul optik. Piawaian modul optik yang dirumuskan oleh SFF terutamanya termasuk SFP / QSFP / XFP.
standard SFP
SFP (small form-factor Pluggable), sebuah keluarga kecil bentuk-factor pluggable transceiver, terutamanya digunakan untuk Ethernet, saluran gentian, CPRI Wayarles, SONET: mentakrifkan pakej SFP satu saluran daripada 1Gb / s hingga 28Gb / s yang sepatutnya mematuhi Standard, strukturnya ditunjukkan dalam rajah di bawah. Mula-mula terdapat dokumen pengisytiharan, seperti SFF-8402 yang dicadangkan SFP28, SFF-8083 yang dicadangkan SFP10 (nombor di penghujung mewakili tahap kadar penghantaran, SFP10 selalunya ditulis sebagai SFP + sekarang), dokumen pengisytiharan ini menyebut keperluan teknikal yang mana ia dipetik Keperluan teknikal yang dipetik ini secara kolektif membentuk standard substantif untuk modul ini.
Spesifikasi teknikal siri SFP terutamanya termasuk:
SFF-8432, mentakrifkan saiz modul (terutamanya saiz pemasangan), daya palam, dan spesifikasi sangkar modul.
SFF-8071 mentakrifkan penyambung slot kad pada papan induk HOST dan jujukan capaian jari emas bagi papan induk modul.
SFF-8433, mentakrifkan berbilang sangkar modul bersebelahan dan spesifikasi teknikal serpihan EMI.
SFF-8472, mentakrifkan memori modul dan spesifikasi pengurusan diagnostik.
SFF-8431 mentakrifkan bekalan kuasa, isyarat elektrik berkelajuan rendah (talian komunikasi), isyarat berkelajuan tinggi, pemasaan dan spesifikasi baca dan tulis memori.
Oleh kerana kadar sokongan SFP semakin tinggi dan lebih tinggi, spesifikasi isyarat berkelajuan tinggi dalam SFF8431 tidak digunakan untuk SFP16 / 28, jadi SFF-8431 kemudiannya dibahagikan kepada SFF-8418 dan SFF-8419. SFF-8418 secara khusus mentakrifkan keperluan antara muka isyarat elektrik berkelajuan tinggi 10Gb / s. Untuk keperluan antara muka fizikal melebihi 10Gb / s, rujuk Saluran Fiber. SFF-8419 secara khusus mentakrifkan kandungan selain daripada isyarat berkelajuan tinggi dalam SFF-8431, yang sesuai untuk semua modul siri SFP.
Oleh itu, jurutera reka bentuk struktur modul SFP mesti biasa dengan SFP-8431. Jika anda seorang yang mereka bentuk PCB, menulis perisian atau menjalankan ujian, SFF-8472, SFF-8418 dan SFF-8419 mesti biasa dengannya.
piawaian QSFP
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), transceiver boleh pasang miniatur empat saluran, terutamanya digunakan dalam Infiniband, Ethernet, Fiber Channel, OTN, keluarga protokol SONET: QSFP menaik taraf SFP saluran tunggal kepada empat saluran dengan jumlah hanya Ia adalah lebih daripada dua kali ganda. Untuk saiz yang samasuis, kapasiti pensuisan QSFP ialah 2.67 kali ganda daripada SFP. Protokol QSFP pada asalnya ditakrifkan oleh INF-8438i, kemudian dinaik taraf kepada SFF-8436,
dan kemudian SFF-8436 dipecahkan kepada beberapa bahagian untuk definisi dan rujukan. Seni bina kini serupa dengan SFP:
Spesifikasi teknikal QSFP terutamanya termasuk:
SFF-8679, mentakrifkan isyarat berkelajuan tinggi, isyarat berkelajuan rendah, bekalan kuasa, spesifikasi masa modul, dan mentakrifkan antara muka optik dan spesifikasi warna gelang tarik.
SFF-8636, mentakrifkan maklumat memori, operasi baca dan tulis memori.
SFF-8661, mentakrifkan saiz modul, saiz jari emas dan spesifikasi daya sisipan dan penyingkiran modul.
SFF-8662 dan SFF-8663 mentakrifkan sangkar dan penyambung (jenis A) modul QSFP28.
SFF-8672 dan SFF-8683 mentakrifkan sangkar dan penyambung (jenis B) modul QSFP28.
SFF-8682 dan SFF-8683 mentakrifkan sangkar dan penyambung modul kadar QSFP14 dan ke bawah.
Maklumat tambahan lain untuk QSFP boleh dilihat dalam protokol Infiniband. (Jumlah Spesifikasi Senibina InfiniBand TM )
Standard XFP
XFP (10 Gb / s Small Form Factor Pluggable modul, di mana X bermaksud 10 dalam angka Rom dan digunakan terutamanya untuk SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet, dan saluran gentian) keluarga protokol: XFP Ia adalah modul boleh tala panjang gelombang, yang pada asalnya ditakrifkan oleh XFP MSA dan kemudian diserahkan kepada organisasi SFF untuk diterbitkan. Protokol XFP termasuk SFF-8477 dan INF-8077.
Protokol INF8077 mentakrifkan saiz, antara muka elektrik, maklumat memori, kawalan komunikasi dan diagnostik modul XFP (protokol merangkumi semua aspek modul). SFF-8477 terutamanya dioptimumkan untuk kawalan pelarasan panjang gelombang.
Piawaian CXP
CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-channel small pluggable package, di mana C bermaksud 100G, terutamanya digunakan untuk Infiniband, saluran gentian, Ethernet) protokol dikawal terutamanya oleh organisasi Infiniband.
Lampiran A6 120 Gb / s 12x Small Form-factor pluggable (CXP) InterfaceSpecification for Cables, Active Cables & Transceiver menyediakan semua aspek spesifikasi CXP (boleh dimuat turun secara percuma di www.infinibandta.org). Di samping itu, organisasi SFF mengawal selia sangkar perisai dan slot kad untuk CXP dengan gred kelajuan yang berbeza.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Sangkar Terlindung / Penyambung 12 saluran CXP sangkar dan spesifikasi slot papan modul.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb / s 12X Sangkar / Penyambung Terlindung (CXP10) 12x10Gb / s CXP sangkar modul dan spesifikasi slot papan modul.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb / s 12X Sangkar Terlindung / Penyambung (CXP14) 12x14Gb / s spesifikasi sangkar modul CXP dan slot papan modul.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb / s 12X Sangkar Terlindung / Penyambung (CXP28) 12x28Gb / s spesifikasi sangkar modul CXP dan slot papan modul.
microQSFP (miniaturized QSFP), protokol berbilang dimensi yang ditubuhkan pada 2015, ialah 4 saluran seperti QSFP, tetapi saiznya hanya sebesar modul SFP dan ia menyokong kadar saluran 25G dan 50G (PAM4 modulasi). Melalui reka bentuk sirip pelesapan haba pada perumah modul, ia mempunyai prestasi terma yang lebih baik. “FAKTOR BENTUK KECIL MICROQUAD EMPAT SALURAN YANG BOLEH DIPALAMKAN, PENGHUBUNG HOST, & FAKTOR BENTUK PAKAIAN SANGKAR” memperincikan spesifikasi mikro-QSFP.
Pakej CFP
Kecuali untuk pakej SFP dan QSFP, CFP hendaklah menjadi bentuk pembungkusan yang paling biasa dalam modul optik. C dalam CFP mewakili 100 dalam jam angka Rom, jadi CFP ditujukan terutamanya pada aplikasi dengan kadar 100G (termasuk 40G) dan ke atas.
Keluarga CFP terutamanya termasuk CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, yang mana CFP8 masih dalam peringkat cadangan.
Tidak seperti nombor tambahan 10 dan 28 di belakang QSFP, yang mewakili gred kelajuan, nombor di belakang CFP mewakili generasi baharu, dengan saiz yang lebih padat (kecuali CFP8) dan ketumpatan yang lebih tinggi.
Apabila pakej CFP mula-mula dicadangkan, secara teknikalnya sukar untuk mencapai kadar 25Gb / s tunggal, jadi kadar antara muka elektrik setiap CFP ditakrifkan sebagai tahap 10Gb / s, dan 40G dan 40G dicapai melalui 4x10Gb / s dan 10x10Gb / s antara muka elektrik. Kelajuan modul 100G. Saiz modul CFP adalah sangat besar sehingga ia boleh meletakkan banyak fungsi pada papan induk ke dalam modul untuk melengkapkan [ASIC (SerDes)]. Apabila kelajuan setiap laluan optik tidak sepadan dengan kelajuan litar, anda boleh melengkapkan penukaran kadar melalui litar ini (Kotak Gear) Contohnya, port optik 4X25Gb / s ditukar kepada port elektrik 10x10Gb / s.
Saiz CFP2 hanya separuh daripada CFP. Antara muka elektrik boleh menyokong satu 10Gb / s, atau satu 25Gb / s atau bahkan 50Gb / s. Melalui antara muka elektrik 10x10G, 4x25G, 8x25G dan 8x50G, kadar modul 100G / 200G / 400G boleh dicapai.
Saiz CFP4 dikurangkan kepada separuh saiz CFP2. Antara muka elektrik menyokong 10Gb / s dan 25Gb / s tunggal, dan kelajuan modul 40G / 100G dicapai melalui 4x10Gb / s dan 4x25Gb / s. Modul CFP4 dan QSFP sangat serupa, kedua-duanya adalah empat hala, dan kedua-duanya menyokong 40G dan 100G; perbezaannya ialah modul CFP4 mempunyai fungsi pengurusan yang lebih berkuasa dan saiz yang lebih besar (ini adalah kelemahan untuk komunikasi data berketumpatan tinggi), dan boleh menyokong fungsi yang lebih besar. Penggunaan kuasa, untuk gred kelajuan melebihi 25Gb / s dan senario penghantaran jarak jauh (memerlukan kawalan suhu TEC, penggunaan kuasa yang besar), kelebihan modul CFP4 dalam penggunaan kuasa dan pelesapan haba boleh dicerminkan.
Oleh itu, komunikasi data jarak dekat pada asasnya adalah dunia QSFP; untuk aplikasi 100G-LR4 10km, CFP4 dan QSFP28 dibahagikan sama rata.
Piawaian keluarga CFP ditunjukkan dalam rajah berikut: setiap standard mempunyai 3 fail, yang mana "Semakan Spesifikasi Perkakasan CFPx MSA" ialah fail program, yang menerangkan secara ringkas konsep modul, pengurusan modul, antara muka elektrik, saiz mekanikal, antara muka optik, menipu Slot dan spesifikasi lain, dua dokumen lain mentakrifkan dimensi mekanikal terperinci.
CFP MSA juga mempunyai dua spesifikasi teknikal awam, PIN Peruntukan REV.25 menentukan definisi pin modul, dan "Spesifikasi Antara Muka Pengurusan CFP MSA" mentakrifkan kawalan pengurusan modul dan maklumat pendaftaran secara terperinci.
Antara muka elektrik berkelajuan tinggi modul CFP bergantung pada aplikasi, dan merujuk kepada spesifikasi antara muka elektrik CAUI, XLAUI dan CEI-28G / 56G dalam IEEE802.3.
CFP8 ialah pakej yang dicadangkan khusus untuk 400G, dan saiznya bersamaan dengan CFP2. Antara muka elektrik menyokong kelajuan saluran 25Gb / s dan 50Gb / s, dan mencapai kelajuan modul 400G melalui antara muka elektrik 16x25G atau 8x50. CFP8 hanyalah Cadangan, tiada standard rasmi untuk muat turun awam.
CDFP MSA telah ditubuhkan pada 2013, dan standard pembungkusan CDFP yang mereka keluarkan ialah standard pembungkusan modul optik 400G yang pertama. Pada masa itu, standard antara muka elektrik hanya 25Gb / s (OIF-CEI-28G-VSR), jadi CDFP hanya membuat 16 saluran, dan melengkapkan kadar modul 400G melalui 16x25G, dan ia disasarkan khusus untuk pendek- aplikasi jarak di bawah 2km.
Jika port elektrik 16 hala disusun dalam satu baris, volumnya akan menjadi sangat besar, jadi modul CDFP hanya mengumpulkan dua papan PCB dan menggunakan antara muka MPO16 pada port optik. Keseluruhan modul kelihatan sangat gemuk! Mengikut susunan port optik dan elektrik, terdapat tiga saiz modul secara keseluruhan.
Standard CDFP terkini ialah: “400 Gb / s (16 X 25 GB / s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0″ yang menentukan antara muka elektrik, antara muka pengurusan, antara muka optik, modul / slot / saiz sangkar modul CDFP, EMI / ESD kandungan berkaitan. Hari ini, PAM4 sangat panas, dianggarkan pakej ini sangat diuji.
Piawaian pembungkusan terkini yang menyokong 400G hendaklah QSFP-DD. Organisasi ini telah ditubuhkan pada Februari 2016 dan mengeluarkan piawaian terbaharu “QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0″ pada September 2016. QSFP-DD adalah kira-kira saiz yang sama dengan QSFP (hanya kerana terdapat satu baris tambahan litar, sedikit lebih lama). Perubahan teras ialah menggandakan antara muka elektrik QSFP daripada empat kepada lapan dan menyokong kadar saluran 50Gb/s 8X50 ialah 400G). Antara muka elektrik QSFP-DD serasi dengan QSFP, tetapi bukan sebaliknya.
Perbincangan di atas adalah kesemua modul optik 100G dan 400G. Mari lihat CSFP yang boleh didekati. Walaupun standard CSFP terkini ialah "spesifikasi SFP campact" yang dikeluarkan pada tahun 2009, ia tidak ketinggalan zaman sama sekali. Campact bermakna lebih padat daripada modul optik SFP, dan bilangan saluran juga boleh dikonfigurasikan secara fleksibel. CSFP mentakrifkan 3 jenis: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP option1 dan 2CH campact SFP option2.
Teknologi hitam pembungkusan CFP2—ACO
Akhir sekali, mari kita lihat teknologi hitam tercanggih dalam piawaian pembungkusan modul optik: CFP2-ACO. Ia ditakrifkan terutamanya oleh OIF dan merujuk kepada dimensi mekanikal CFP2. ACO belakang bermaksud modul optik koheren analog. Ia terutamanya terdiri daripada laser boleh tala lebar garis sempit, modulator, dan penerima koheren. DSP (pemprosesan isyarat digital) diletakkan di luar modul. Modul ini luar biasa. Dengan teknologi modulasi DP-QPSK dan DP-xQAM, kadar gelombang tunggal dengan mudah boleh melebihi 100Gb / s, dan jarak penghantaran boleh melebihi 2000km.