În industria comunicațiilor optice, modulele optice sunt cele mai expuse. Au dimensiuni fizice diferite, iar numărul de canale și ratele de transmisie variază foarte mult. Cum sunt produse aceste module, care sunt caracteristicile lor și toate secretele sunt în standard.
Standardele de ambalare mai vechi precum GBIC, XPAK, X2 și Xenpak vor fi ignorate, iar energia principală se va concentra pe standardele mai viguroase sau mai noi, care vor fi evaluate unul câte unul mai jos.
Organizația de standardizare SFF: Organizația de standardizare SFF (small form-factor small package) a fost înființată în august 1990. A dezvoltat inițial unități de disc de 2,5 inchi și s-a extins în alte domenii în noiembrie 1992. Până acum, SFF a devenit cea mai comună și de succes modul standard în domeniul ambalării modulelor optice. Standardele modulelor optice formulate de SFF includ în principal SFP / QSFP / XFP.
Standardul SFP
SFP (small form-factor Pluggable), o familie de transceiver conectabile cu factor de formă mic, utilizate în principal pentru Ethernet, canal de fibră, Wireless CPRI, SONET: definește un pachet SFP cu un singur canal de la 1 Gb/s la 28 Gb/s care ar trebui să fie conform standardului, structura sa este prezentată în figura de mai jos. Mai întâi a existat un document declarativ, cum ar fi SFF-8402 propus SFP28, SFF-8083 propus SFP10 (numărul de la sfârșit reprezintă nivelul ratei de transmisie, SFP10 este adesea scris ca SFP + acum), acest document de declarație menționa ce cerințe tehnice citate Aceste cerințe tehnice citate constituie în mod colectiv standardul de fond pentru acest modul.
Specificațiile tehnice ale seriei SFP includ în principal:
SFF-8432, definește dimensiunea modulului (în principal dimensiunea instalației), forța de conectare și specificațiile cuștii modulului.
SFF-8071 definește conectorul slotului pentru card de pe placa de bază HOST și secvența de acces cu degetul auriu a plăcii de bază a modulului.
SFF-8433, definește mai multe cuști de module side-by-side și specificații tehnice EMI shrapnel.
SFF-8472, definește memoria modulului și specificațiile de gestionare a diagnosticului.
SFF-8431 definește sursa de alimentare, semnalele electrice de viteză mică (linii de comunicație), semnalele de mare viteză, sincronizarea și specificațiile de citire și scriere a memoriei.
Deoarece rata de suport SFP este din ce în ce mai mare, specificația semnalului de mare viteză din SFF8431 nu se aplică pentru SFP16 / 28, astfel încât SFF-8431 a fost împărțit ulterior în SFF-8418 și SFF-8419. SFF-8418 definește în mod specific cerințele de interfață de semnal electric de mare viteză de 10 Gb/s. Pentru cerințele de interfață fizică peste 10 Gb/s, consultați Fibre Channel. SFF-8419 definește în mod specific conținutul, altul decât semnalele de mare viteză în SFF-8431, care este potrivit pentru toate modulele din seria SFP.
Prin urmare, inginerii de proiectare a structurii modulelor SFP trebuie să fie familiarizați cu SFP-8431. Dacă sunteți o persoană care proiectează PCB-uri, scrie software sau efectuează teste, SFF-8472, SFF-8418 și SFF-8419 trebuie să fie familiarizați cu acesta.
Standardul QSFP
QSFP (Quad Small Form-Factor Pluggable), un transceiver conectabil miniaturizat cu patru canale, utilizat în principal în familia de protocoale Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET: QSFP modernizează un SFP cu un singur canal la patru canale cu un volum de numai It este mai mult decât dublată. Pentru aceeași dimensiunecomutator, capacitatea de comutare QSFP este de 2,67 ori mai mare decât a SFP. Protocolul QSFP a fost definit inițial de INF-8438i, apoi actualizat la SFF-8436,
și apoi SFF-8436 a fost împărțit în mai multe părți pentru definire și referință. Arhitectura este acum similară cu SFP:
Specificațiile tehnice QSFP includ în principal:
SFF-8679, definește semnalul de mare viteză, semnalul de viteză mică, sursa de alimentare, specificațiile de sincronizare ale modulului și definește specificațiile pentru interfața optică și culoarea inelului de tragere.
SFF-8636, definește informații despre memorie, operațiuni de citire și scriere a memoriei.
SFF-8661, definește dimensiunea modulului, dimensiunea degetului de aur și specificația forței de introducere și îndepărtare a modulului.
SFF-8662 și SFF-8663 definesc cușca și conectorul (tip A) al modulului QSFP28.
SFF-8672 și SFF-8683 definesc cuștile și conectorii (tip B) ale modulului QSFP28.
SFF-8682 și SFF-8683 definesc cuștile și conectorii QSFP14 și modulelor sub rate.
Alte informații suplimentare pentru QSFP pot fi vizualizate în protocolul Infiniband. (InfiniBand TM ArchitectureSpecification Volume )
Standard XFP
Familia de protocoale XFP (modul conectabil cu factor de formă mic de 10 Gb/s, unde X reprezintă 10 în cifre romane și este folosit în principal pentru SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet și canal de fibră): XFP Este un modul reglabil cu lungimea de undă, care a fost definită inițial de XFP MSA și ulterior trimisă organizației SFF pentru publicare. Protocolul XFP include SFF-8477 și INF-8077.
Protocolul INF8077 definește dimensiunea, interfața electrică, informațiile despre memorie, controlul comunicațiilor și diagnosticarea modulului XFP (protocolul include toate aspectele modulului). SFF-8477 este optimizat în principal pentru controlul ajustării lungimii de undă.
Standard CXP
Protocolul CXP (12x Small Form-Factor Pluggable, pachet mic conectabil cu 12 canale, unde C reprezintă 100G, utilizat în principal pentru Infiniband, canal de fibră, Ethernet) este reglementat în principal de organizația Infiniband.
Anexa A6 120 Gb/s 12x Specificațiile interfeței cu factor de formă mic (CXP) pentru cabluri, cabluri active și transceiver oferă toate aspectele specificațiilor CXP (pot fi descărcate gratuit de la www.infinibandta.org). În plus, organizația SFF reglementează cuștile de scut și sloturile pentru carduri pentru CXP-uri de diferite grade de viteză.
SFF-8617 Mini Multilane 12X Cușcă ecranată / Conector Cușcă CXP cu 12 canale și specificație pentru slotul plăcii de modul.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb/s 12X cușcă ecranată/conector (CXP10) 12x10Gb/s CXP cușă modul și specificații slot pentru placa modulului.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb/s 12X cușcă ecranată/conector (CXP14) 12x14 Gb/s CXP cușă modul și specificații pentru slotul plăcii de modul.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb/s 12X cușcă/conector ecranat (CXP28) 12x28 Gb/s CXP cușă pentru modul și specificații pentru slotul plăcii de modul.
microQSFP (QSFP miniaturizat), un protocol multidimensional stabilit în 2015, are 4 canale precum QSFP, dar dimensiunea este doar dimensiunea unui modul SFP și acceptă ratele de canal 25G și 50G (modulație PAM4). Prin proiectarea aripioarelor de disipare a căldurii de pe carcasa modulului, are performanțe termice mai bune. „Micro QUAD SMALL FORM-FACTOR PLUGGABLE PATTRE CANALE PLUGGABLE TRANSCEIVER, HOST CONECTOR, & CAGE ASSEMBLY FORM FACTOR” detaliază specificația micro-QSFP.
Pachetul CFP
Cu excepția pachetelor SFP și QSFP, CFP ar trebui să fie cea mai comună formă de ambalare în modulele optice. C din CFP reprezintă 100 în ceasul cu cifre romane, astfel încât CFP este destinat în principal aplicațiilor cu o rată de 100G (inclusiv 40G) și mai mult.
Familia CFP include în principal CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, dintre care CFP8 este încă în faza de propunere.
Spre deosebire de numerele suplimentare 10 și 28 din spatele QSFP, care reprezintă gradul de viteză, numerele din spatele CFP reprezintă o nouă generație, cu o dimensiune mai compactă (cu excepția CFP8) și o densitate mai mare.
Când pachetul CFP a fost propus pentru prima dată, a fost dificil din punct de vedere tehnic să se obțină o singură rată de 25 Gb/s, astfel încât rata interfeței electrice a fiecărui CFP a fost definită ca un nivel de 10 Gb/s, iar 40G și 40G au fost atinse prin 4x10Gb/s și 10x10Gb. / s interfețe electrice. Viteza modulului 100G. Dimensiunea modulului CFP este atât de mare încât poate pune o mulțime de funcții pe placa de bază în modul pentru a finaliza [ASIC (SerDes)]. Când viteza fiecărei căi optice nu se potrivește cu viteza circuitului, puteți finaliza conversia ratei prin aceste circuite (Cutie de viteze) De exemplu, portul optic 4X25Gb / s este convertit într-un port electric 10x10Gb / s.
Dimensiunea CFP2 este doar jumătate din cea a CFP. Interfața electrică poate suporta un singur 10Gb/s, sau un singur 25Gb/s sau chiar 50Gb/s. Prin interfețele electrice 10x10G, 4x25G, 8x25G și 8x50G, pot fi atinse rate de modul 100G / 200G / 400G.
Dimensiunea CFP4 este redusă la jumătate față de CFP2. Interfața electrică acceptă un singur 10Gb/s și 25Gb/s, iar viteza modulului de 40G/100G este atinsă prin 4x10Gb/s și 4x25Gb/s. Modulele CFP4 și QSFP sunt foarte asemănătoare, ambele sunt cu patru căi și ambele acceptă 40G și 100G; diferența este că modulele CFP4 au funcții de management mai puternice și dimensiuni mai mari (acest lucru este un dezavantaj pentru comunicațiile de date de mare densitate) și pot suporta funcții mai mari. Consumul de energie, pentru grade de viteză de peste 25 Gb/s și scenarii de transmisie pe distanțe lungi (necesită controlul temperaturii TEC, consum mare de energie), se pot reflecta avantajele modulelor CFP4 în ceea ce privește consumul de energie și disiparea căldurii.
Prin urmare, comunicarea de date la distanță scurtă este practic lumea QSFP; pentru aplicațiile 100G-LR4 de 10 km, CFP4 și QSFP28 sunt împărțite în mod egal.
Standardele familiei CFP sunt prezentate în figura următoare: fiecare standard are 3 fișiere, dintre care „CFPx MSA Hardware Specification Revision” este un fișier programatic, care descrie pe scurt conceptul modulului, managementul modulului, interfața electrică, dimensiunea mecanică, interfața optică, cheat Slots și alte specificații, celelalte două documente definesc dimensiunile mecanice detaliate.
CFP MSA are, de asemenea, două specificații tehnice publice, PIN Alocation REV.25 specifică definiția pinului modulului, iar „CFP MSA Management Interface Specification” definește în detaliu informațiile de control al managementului și înregistrarea modulului.
Interfața electrică de mare viteză a modulului CFP depinde de aplicație și face referire la specificațiile interfeței electrice CAUI, XLAUI și CEI-28G / 56G din IEEE802.3.
CFP8 este un pachet propus special pentru 400G, iar dimensiunea acestuia este echivalentă cu CFP2. Interfața electrică acceptă viteze de canal de 25 Gb/s și 50 Gb/s și atinge viteze de modul de 400G prin interfețe electrice 16x25G sau 8×50. CFP8 este doar o propunere, nu există un standard oficial pentru descărcare publică.
CDFP MSA a fost înființat în 2013, iar standardul de ambalare CDFP pe care l-au lansat a fost primul standard de ambalare al modulului optic 400G. La acea vreme, standardul interfeței electrice era de numai 25 Gb/s (OIF-CEI-28G-VSR), așa că CDFP a făcut pur și simplu 16 canale și a completat rata modulului 400G prin 16x25G și a fost vizat în mod special pentru scurt- rază de aplicații sub 2 km.
Dacă porturile electrice cu 16 căi sunt aranjate într-un rând, volumul va fi extrem de mare, așa că modulul CDFP a adunat pur și simplu două plăci PCB și a folosit interfața MPO16 pe portul optic. Întregul modul arată deosebit de gras! În funcție de aranjamentul porturilor optice și electrice, există trei dimensiuni de module în total.
Cel mai recent standard CDFP este: „400 Gb / s (16 X 25 GB / s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0″ care specifică interfața electrică, interfața de management, interfața optică, dimensiunea modulului / slotului / cuștii modulului CDFP, EMI / ESD continut aferent. Astăzi, PAM4 este atât de fierbinte, se estimează că acest pachet este foarte testat.
Cel mai recent standard de ambalare care acceptă 400G ar trebui să fie QSFP-DD. Această organizație a fost înființată în februarie 2016 și a lansat cel mai recent standard „QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0″ în septembrie 2016. QSFP-DD are aproximativ aceeași dimensiune cu QSFP (doar pentru că există un rând suplimentar de circuite, un pic. mai lung). Schimbarea de bază este de a dubla interfața electrică QSFP de la patru la opt și de a suporta rata de canal de 50 Gb / s 8X50 este 400G). Interfața electrică QSFP-DD este compatibilă cu QSFP, dar nu invers.
Discuțiile de mai sus sunt toate modulele optice 100G și 400G. Să ne uităm la CSFP accesibil. Deși cel mai recent standard CSFP este „specificațiile campact SFP” lansate în 2009, nu este deloc depășit. Campact înseamnă mai compact decât modulele optice SFP, iar numărul de canale poate fi, de asemenea, configurat flexibil. CSFP definește 3 tipuri: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP opțiunea1 și 2CH campact SFP opțiunea2.
Tehnologia de ambalare neagră CFP2—ACO
În cele din urmă, să aruncăm o privire la cea mai avansată tehnologie neagră din standardele de ambalare a modulelor optice: CFP2-ACO. Este definit în principal de OIF și face referire la dimensiunile mecanice ale CFP2. ACO din spate înseamnă modul optic coerent analogic. Constă în principal dintr-un laser reglabil cu lățime de linie îngustă, un modulator și un receptor coerent. DSP (procesarea semnalului digital) este plasat în afara modulului. Acest modul este incredibil. Cu tehnologia de modulare DP-QPSK și DP-xQAM, rata cu o singură lungime de undă poate depăși cu ușurință 100 Gb/s, iar distanța de transmisie poate depăși 2000 km.