V optickom komunikačnom priemysle sú najviac vystavené optické moduly. Majú rôzne fyzické veľkosti a počet kanálov a prenosové rýchlosti sa značne líšia. Ako sa tieto moduly vyrábajú, aké sú ich vlastnosti a všetky tajomstvá sú v štandarde.
Staršie štandardy obalov ako GBIC, XPAK, X2 a Xenpak budú ignorované a hlavná energia sa zameria na prísnejšie alebo novšie štandardy, ktoré budú vyhodnotené jeden po druhom nižšie.
Organizácia pre štandardizáciu SFF: Organizácia pre štandardizáciu SFF (small form-factor small package) bola založená v auguste 1990. Spočiatku vyvinula 2,5-palcové diskové jednotky a v novembri 1992 sa rozšírila do ďalších oblastí. Doteraz sa SFF stala najbežnejšou a najúspešnejšou modulový štandard v oblasti balenia optických modulov. Štandardy optických modulov formulované SFF zahŕňajú hlavne SFP / QSFP / XFP.
štandard SFP
SFP (small form-factor Pluggable), rodina malých zásuvných transceiverov, používaných hlavne pre Ethernet, optický kanál, Wireless CPRI, SONET: definuje jednokanálový balík SFP od 1Gb/s do 28Gb/s, ktorý by mal byť je v súlade so štandardom, jeho štruktúra je znázornená na obrázku nižšie. Najprv tu bol deklaratívny dokument, napríklad SFF-8402 navrhovaný SFP28, SFF-8083 navrhovaný SFP10 (číslo na konci predstavuje úroveň prenosovej rýchlosti, SFP10 sa často píše ako SFP + teraz), v tomto deklaračnom dokumente sa uvádzalo, aké technické požiadavky má citované Tieto citované technické požiadavky spoločne tvoria základnú normu pre tento modul.
Technické špecifikácie série SFP zahŕňajú najmä:
SFF-8432, definuje veľkosť modulu (hlavne veľkosť inštalácie), silu upnutia a špecifikáciu klietky modulu.
SFF-8071 definuje konektor slotu pre kartu na základnej doske HOST a postupnosť prístupu zlatého prsta na základnej doske modulu.
SFF-8433, definuje viaceré modulové klietky vedľa seba a technické špecifikácie EMI šrapnelu.
SFF-8472, definuje špecifikácie pamäte modulu a správy diagnostiky.
SFF-8431 definuje napájanie, nízkorýchlostné elektrické signály (komunikačné linky), vysokorýchlostné signály, časovanie a špecifikácie čítania a zápisu do pamäte.
Pretože miera podpory SFP je stále vyššia a vyššia, špecifikácia vysokorýchlostného signálu v SFF8431 sa nevzťahuje na SFP16 / 28, takže SFF-8431 bol neskôr rozdelený na SFF-8418 a SFF-8419. SFF-8418 špecificky definuje požiadavky na vysokorýchlostné elektrické signálové rozhranie 10 Gb/s. Požiadavky na fyzické rozhranie nad 10 Gb/s nájdete v časti Fibre Channel. SFF-8419 špecificky definuje obsah iný ako vysokorýchlostné signály v SFF-8431, ktorý je vhodný pre všetky moduly série SFP.
Preto konštruktéri štruktúry modulu SFP musia byť oboznámení s SFP-8431. Ak ste osoba, ktorá navrhuje dosky plošných spojov, píše softvér alebo vykonáva testovanie, SFF-8472, SFF-8418 a SFF-8419 to musí poznať.
štandard QSFP
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), štvorkanálový miniaturizovaný zásuvný transceiver, používaný hlavne v rodine protokolov Infiniband, Ethernet, Fibre Channel, OTN, SONET: QSFP aktualizuje jednokanálový SFP na štyri kanály s objemom iba It je viac ako dvojnásobná. Pre rovnakú veľkosťprepínač, Spínacia kapacita QSFP je 2,67-krát väčšia ako SFP. Protokol QSFP bol pôvodne definovaný INF-8438i, potom aktualizovaný na SFF-8436,
a potom bol SFF-8436 rozdelený na niekoľko častí pre definíciu a referenciu. Architektúra je teraz podobná SFP:
Technické špecifikácie QSFP zahŕňajú najmä:
SFF-8679, definuje vysokorýchlostný signál, nízkorýchlostný signál, napájanie, špecifikácie časovania modulu a definuje špecifikácie optického rozhrania a farebného krúžku.
SFF-8636, definuje informácie o pamäti, operácie čítania a zápisu z pamäte.
SFF-8661, definuje veľkosť modulu, veľkosť zlatého prsta a špecifikáciu sily vloženia a vybratia modulu.
SFF-8662 a SFF-8663 definujú klietku a konektor (typ A) modulu QSFP28.
SFF-8672 a SFF-8683 definujú klietky a konektory (typ B) modulu QSFP28.
SFF-8682 a SFF-8683 definujú klietky a konektory modulov QSFP14 a nižšej rýchlosti.
Ďalšie doplňujúce informácie pre QSFP je možné zobraziť v protokole Infiniband. (InfiniBand TM ArchitectureSpecification Volume )
štandard XFP
XFP (10 Gb/s Small Form Factor Pluggable modul, kde X znamená 10 v rímskych čísliciach a používa sa hlavne pre SONET OC-192, 10 Gigabit Ethernet a optický kanál) rodina protokolov: XFP Ide o modul s laditeľnou vlnovou dĺžkou, ktorý bol pôvodne definovaný XFP MSA a neskôr predložený organizácii SFF na zverejnenie. Protokol XFP zahŕňa SFF-8477 a INF-8077.
Protokol INF8077 definuje veľkosť, elektrické rozhranie, informácie o pamäti, riadenie komunikácie a diagnostiku modulu XFP (protokol zahŕňa všetky aspekty modulu). SFF-8477 je optimalizovaný hlavne na ovládanie nastavenia vlnovej dĺžky.
Štandard CXP
Protokol CXP (12x Small Form-factor Pluggable, 12-kanálový malý zásuvný balík, kde C znamená 100G, používaný hlavne pre Infiniband, optický kanál, Ethernet) je regulovaný hlavne organizáciou Infiniband.
Príloha A6 120 Gb/s 12x Small Form-factor pluggable (CXP) Interface Specification for Cables, Active Cables & Transceivers poskytuje všetky aspekty špecifikácií CXP (môžete si ich bezplatne stiahnuť na www.infinibandta.org). Okrem toho organizácia SFF reguluje štítové klietky a sloty na karty pre CXP rôznych rýchlostných stupňov.
SFF-8617 Mini Multilane 12X tienená klietka / konektor 12 kanálová CXP klietka a špecifikácia slotu dosky modulu.
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb/s 12X tienená klietka / konektor (CXP10) 12 x 10 Gb/s CXP modul klietka a špecifikácie slotu dosky modulu.
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb/s 12X tienená klietka/konektor (CXP14) 12x14Gb/s CXP modul klietka a špecifikácie slotu dosky modulu.
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb/s 12X tienená klietka/konektor (CXP28) 12x28Gb/s CXP modul klietka a špecifikácie slotu dosky modulu.
microQSFP (miniaturizovaný QSFP), multidimenzionálny protokol zavedený v roku 2015, má 4 kanály ako QSFP, ale veľkosť zodpovedá iba veľkosti modulu SFP a podporuje kanálové rýchlosti 25G a 50G (modulácia PAM4). Vďaka dizajnu rebier na odvádzanie tepla na kryte modulu má lepší tepelný výkon. Štvorkanálový ZÁSUVNÝ ZÁSUVNÝ VYSIELAČ, KONEKTOR HOSTITEĽSKÉHO KONEKTORA A FORMOVÝ FAKTOR MONTÁŽE KLIETKY „Micro QUAD SMALL FORM-FACTOR“ obsahuje podrobnosti o špecifikácii micro-QSFP.
balík CFP
Okrem SFP a QSFP balíkov by CFP mal byť najbežnejšou formou balenia v optických moduloch. C v CFP predstavuje 100 v hodinách rímskych číslic, takže CFP je zameraný hlavne na aplikácie s rýchlosťou 100G (vrátane 40G) a vyššou.
Skupina CFP zahŕňa najmä CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8, z ktorých CFP8 je stále v štádiu návrhu.
Na rozdiel od dodatočných čísel 10 a 28 za QSFP, ktoré predstavujú rýchlostný stupeň, čísla za CFP predstavujú novú generáciu s kompaktnejšou veľkosťou (okrem CFP8) a vyššou hustotou.
Keď bol balík CFP prvýkrát navrhnutý, bolo technicky ťažké dosiahnuť jedinú rýchlosť 25 Gb/s, takže rýchlosť elektrického rozhrania každého CFP bola definovaná ako úroveň 10 Gb/s a 40G a 40G sa dosiahli prostredníctvom 4x10Gb/sa 10x10Gb. / s elektrické rozhrania. Rýchlosť modulu 100G. Veľkosť modulu CFP je taká veľká, že môže vložiť veľa funkcií na základnej doske do modulu na dokončenie [ASIC (SerDes)]. Ak sa rýchlosť každej optickej cesty nezhoduje s rýchlosťou obvodu, môžete konverziu rýchlosti dokončiť cez tieto obvody (prevodovka) Napríklad optický port 4X25Gb/s sa premení na elektrický port 10x10Gb/s.
Veľkosť CFP2 je len polovičná v porovnaní s CFP. Elektrické rozhranie môže podporovať jednu 10Gb/s, jednu 25Gb/s alebo dokonca 50Gb/s. Prostredníctvom elektrických rozhraní 10x10G, 4x25G, 8x25G a 8x50G je možné dosiahnuť modulové rýchlosti 100G / 200G / 400G.
Veľkosť CFP4 sa zníži na polovicu oproti CFP2. Elektrické rozhranie podporuje jednotlivé 10Gb/sa 25Gb/s a rýchlosť modulu 40G/100G sa dosahuje prostredníctvom 4x10Gb/sa 4x25Gb/s. Moduly CFP4 a QSFP sú veľmi podobné, obidva sú štvorcestné a obidva podporujú 40G a 100G; rozdiel je v tom, že moduly CFP4 majú výkonnejšie funkcie správy a väčšie veľkosti (toto je nevýhoda pre dátovú komunikáciu s vysokou hustotou) a môžu podporovať väčšie funkcie. Spotreba energie pre rýchlostné stupne nad 25 Gb/s a scenáre prenosu na dlhé vzdialenosti (vyžaduje reguláciu teploty TEC, veľká spotreba energie) sa môžu prejaviť výhody modulov CFP4 v spotrebe energie a rozptyle tepla.
Preto je dátová komunikácia na krátku vzdialenosť v podstate svetom QSFP; pre 10km aplikácie 100G-LR4 sú CFP4 a QSFP28 rozdelené rovnako.
Štandardy rodiny CFP sú znázornené na nasledujúcom obrázku: každý štandard má 3 súbory, z ktorých „CFPx MSA Hardware Specification Revision“ je programový súbor, ktorý stručne popisuje koncepciu modulu, správu modulov, elektrické rozhranie, mechanickú veľkosť, optické rozhranie, cheat Slots a ďalšie špecifikácie, ďalšie dva dokumenty definujú podrobné mechanické rozmery.
CFP MSA má tiež dve verejné technické špecifikácie, PIN Allocation REV.25 špecifikuje definíciu pinov modulu a „CFP MSA Management Interface Specification“ podrobne definuje riadenie správy modulu a informácie o registri.
Vysokorýchlostné elektrické rozhranie modulu CFP závisí od aplikácie a odkazuje na špecifikácie elektrického rozhrania CAUI, XLAUI a CEI-28G / 56G v IEEE802.3.
CFP8 je balík špeciálne navrhnutý pre 400G a jeho veľkosť je ekvivalentná CFP2. Elektrické rozhranie podporuje kanálové rýchlosti 25 Gb/sa 50 Gb/s a dosahuje rýchlosti modulov 400G prostredníctvom elektrických rozhraní 16x25G alebo 8x50. CFP8 je len návrh, neexistuje žiadny oficiálny štandard pre verejné sťahovanie.
CDFP MSA bola založená v roku 2013 a štandard balenia CDFP, ktorý vydali, bol prvým štandardom balenia optických modulov 400G. V tom čase bol štandard elektrického rozhrania iba 25 Gb/s (OIF-CEI-28G-VSR), takže CDFP jednoducho vytvorilo 16 kanálov a dokončilo rýchlosť modulov 400G cez 16x25G a bolo špecificky zamerané na krátke dosah aplikácií pod 2 km.
Ak sú 16-cestné elektrické porty usporiadané za sebou, objem bude extrémne obrovský, takže modul CDFP jednoducho dostal dve dosky plošných spojov dohromady a použil rozhranie MPO16 na optickom porte. Celý modul vyzerá obzvlášť tučný! Podľa usporiadania optických a elektrických portov sú celkovo tri veľkosti modulov.
Najnovší štandard CDFP je: „400 Gb/s (16 X 25 GB/s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0″, ktorý špecifikuje elektrické rozhranie, rozhranie pre správu, optické rozhranie, veľkosť modulu / slotu / klietky modulu CDFP, EMI / ESD súvisiaci obsah. Dnes je PAM4 taký horúci, že sa odhaduje, že tento balík je veľmi testovaný.
Najnovší štandard balenia, ktorý podporuje 400G, by mal byť QSFP-DD. Táto organizácia bola založená vo februári 2016 a v septembri 2016 vydala najnovší štandard „QSFP DOUBLE DENSITY 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0“. dlhšie). Hlavnou zmenou je zdvojnásobenie elektrického rozhrania QSFP zo štyroch na osem a podpora kanálovej rýchlosti 50 Gb/s 8X50 je 400 G). Elektrické rozhranie QSFP-DD je kompatibilné s QSFP, ale nie naopak.
Vyššie uvedené diskusie sú všetky optické moduly 100G a 400G. Pozrime sa na prístupnú CSFP. Hoci najnovším štandardom CSFP sú „špecifikácie campact SFP“ vydané v roku 2009, nie je vôbec zastarané. Campact znamená kompaktnejší ako optické moduly SFP a počet kanálov je tiež možné flexibilne konfigurovať. CSFP definuje 3 typy: 1CH campact SFP, 2CH campact SFP option1 a 2CH campact SFP option2.
Technológia balenia čierna CFP2—ACO
Nakoniec sa pozrime na najpokročilejšiu čiernu technológiu v štandardoch balenia optických modulov: CFP2-ACO. Je definovaný hlavne OIF a odkazuje na mechanické rozmery CFP2. Zadný ACO znamená analógový koherentný optický modul. Pozostáva hlavne z laditeľného lasera s úzkou šírkou čiary, modulátora a koherentného prijímača. DSP (digitálne spracovanie signálu) je umiestnené mimo modulu. Tento modul je neuveriteľný. S modulačnou technológiou DP-QPSK a DP-xQAM môže rýchlosť jednej vlnovej dĺžky ľahko prekročiť 100 Gb/s a prenosová vzdialenosť môže presiahnuť 2000 km.