آپٹیکل کمیونیکیشن انڈسٹری میں آپٹیکل ماڈیول سب سے زیادہ بے نقاب ہوتے ہیں۔ ان کے جسمانی سائز مختلف ہوتے ہیں، اور چینلز کی تعداد اور ٹرانسمیشن کی شرح بہت مختلف ہوتی ہے۔ یہ ماڈیول کیسے تیار کیے جاتے ہیں، ان کی خصوصیات کیا ہیں، اور تمام راز اس معیار میں ہیں۔
پیکیجنگ کے پرانے معیارات جیسے GBIC، XPAK، X2، اور Xenpak کو نظر انداز کیا جائے گا، اور اہم توانائی زیادہ مضبوط یا نئے معیارات پر مرکوز ہو گی، جن کا ایک ایک کرکے ذیل میں جائزہ لیا جائے گا۔
SFF اسٹینڈرڈائزیشن آرگنائزیشن: SFF (چھوٹے فارم فیکٹر سمال پیکج) کو معیاری بنانے کی تنظیم اگست 1990 میں قائم کی گئی تھی۔ اس نے ابتدائی طور پر 2.5 انچ کی ڈسک ڈرائیوز تیار کیں اور نومبر 1992 میں دیگر شعبوں میں پھیل گئیں۔ اب تک، SFF سب سے زیادہ عام اور کامیاب ہو چکا ہے۔ آپٹیکل ماڈیول پیکیجنگ کے میدان میں ماڈیول کا معیار۔ SFF کے ذریعہ وضع کردہ آپٹیکل ماڈیول کے معیارات میں بنیادی طور پر SFP/QSFP/XFP شامل ہیں۔
SFP معیار
SFP (چھوٹا فارم فیکٹر پلگ ایبل)، چھوٹے فارم فیکٹر پلگ ایبل ٹرانسیور کا ایک خاندان، جو بنیادی طور پر ایتھرنیٹ، فائبر چینل، وائرلیس سی پی آر آئی، SONET کے لیے استعمال ہوتا ہے: 1Gb/s سے 28Gb/s تک سنگل چینل SFP پیکیج کی وضاحت کرتا ہے جو کہ ہونا چاہیے۔ اسٹینڈرڈ کے مطابق، اس کی ساخت نیچے دی گئی تصویر میں دکھائی گئی ہے۔ پہلے ایک اعلاناتی دستاویز تھی، جیسے SFF-8402 مجوزہ SFP28، SFF-8083 مجوزہ SFP10 (آخر میں نمبر ٹرانسمیشن ریٹ لیول کی نمائندگی کرتا ہے، SFP10 کو اکثر SFP + اب لکھا جاتا ہے)، اس اعلامیہ کی دستاویز میں بتایا گیا ہے کہ کون سی تکنیکی تقاضے ہیں حوالہ دیا گیا یہ حوالہ دیا گیا تکنیکی تقاضے اجتماعی طور پر اس ماڈیول کے لیے بنیادی معیار بناتے ہیں۔
SFP سیریز کی تکنیکی وضاحتیں بنیادی طور پر شامل ہیں:
SFF-8432، ماڈیول کے سائز کی وضاحت کرتا ہے (بنیادی طور پر انسٹالیشن کا سائز)، پلگنگ فورس، اور ماڈیول کیج کی تفصیلات۔
SFF-8071 HOST مدر بورڈ پر کارڈ سلاٹ کنیکٹر اور ماڈیول مدر بورڈ کے سونے کی انگلی تک رسائی کی ترتیب کی وضاحت کرتا ہے۔
SFF-8433، متعدد ساتھ ساتھ ماڈیول کیجز اور EMI shrapnel تکنیکی وضاحتیں بیان کرتا ہے۔
SFF-8472، ماڈیول میموری اور تشخیصی انتظام کی وضاحتیں بیان کرتا ہے۔
SFF-8431 بجلی کی فراہمی، کم رفتار برقی سگنلز (کمیونیکیشن لائنز)، تیز رفتار سگنلز، ٹائمنگ، اور میموری پڑھنے اور لکھنے کی وضاحتیں بیان کرتا ہے۔
چونکہ SFP سپورٹ کی شرح زیادہ سے زیادہ ہوتی جا رہی ہے، SFF8431 میں تیز رفتار سگنل کی تفصیلات SFP16/28 پر لاگو نہیں ہوتی ہیں، لہذا SFF-8431 کو بعد میں SFF-8418 اور SFF-8419 میں تقسیم کر دیا گیا۔ SFF-8418 خاص طور پر 10Gb/s ہائی سپیڈ برقی سگنل انٹرفیس کی ضروریات کی وضاحت کرتا ہے۔ 10Gb/s سے اوپر کے جسمانی انٹرفیس کی ضروریات کے لیے، فائبر چینل سے رجوع کریں۔ SFF-8419 خاص طور پر SFF-8431 میں تیز رفتار سگنلز کے علاوہ مواد کی وضاحت کرتا ہے، جو SFP سیریز کے تمام ماڈیولز کے لیے موزوں ہے۔
لہذا، SFP ماڈیول ڈھانچہ ڈیزائن انجینئرز کو SFP-8431 سے واقف ہونا ضروری ہے۔ اگر آپ ایسے شخص ہیں جو PCBs ڈیزائن کرتے ہیں، سافٹ ویئر لکھتے ہیں، یا ٹیسٹنگ کراتے ہیں، تو SFF-8472، SFF-8418، اور SFF-8419 اس سے واقف ہوں۔
QSFP معیار
QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable)، ایک چار چینل کا چھوٹا پلگ ایبل ٹرانسیور، جو بنیادی طور پر Infiniband، Ethernet، Fiber Channel، OTN، SONET پروٹوکول فیملی میں استعمال ہوتا ہے: QSFP سنگل چینل SFP کو صرف اس کے حجم کے ساتھ چار چینلز میں اپ گریڈ کرتا ہے۔ دوگنا سے زیادہ ہے. ایک ہی سائز کے لیےسوئچ، QSFP سوئچنگ کی گنجائش SFP سے 2.67 گنا ہے۔ QSFP پروٹوکول اصل میں INF-8438i کے ذریعہ بیان کیا گیا تھا، پھر SFF-8436 میں اپ گریڈ کیا گیا،
اور پھر SFF-8436 کو تعریف اور حوالہ کے لیے کئی حصوں میں تقسیم کیا گیا۔ فن تعمیر اب SFP سے ملتا جلتا ہے:
QSFP تکنیکی وضاحتیں بنیادی طور پر شامل ہیں:
SFF-8679، تیز رفتار سگنل، کم رفتار سگنل، بجلی کی فراہمی، ماڈیول کے وقت کی وضاحتیں، اور آپٹیکل انٹرفیس اور پل رنگ رنگ کی وضاحتیں بیان کرتا ہے۔
SFF-8636، میموری کی معلومات، میموری پڑھنے اور لکھنے کے آپریشنز کی وضاحت کرتا ہے۔
SFF-8661، ماڈیول کا سائز، سونے کی انگلی کا سائز اور ماڈیول کے داخل کرنے اور ہٹانے کی قوت کی وضاحت کرتا ہے۔
SFF-8662 اور SFF-8663 QSFP28 ماڈیول کے کیج اور کنیکٹر (قسم A) کی وضاحت کرتے ہیں۔
SFF-8672 اور SFF-8683 QSFP28 ماڈیول کے پنجروں اور کنیکٹرز (قسم B) کی وضاحت کرتے ہیں۔
SFF-8682 اور SFF-8683 QSFP14 اور نیچے کی شرح کے ماڈیولز کے پنجروں اور کنیکٹرز کی وضاحت کرتے ہیں۔
QSFP کے لیے دیگر اضافی معلومات کو Infiniband پروٹوکول میں دیکھا جا سکتا ہے۔ (InfiniBand TM Architecture Specification Volume )
XFP معیار
XFP (10 Gb/s سمال فارم فیکٹر پلگ ایبل ماڈیول، جہاں X کا مطلب رومن ہندسوں میں 10 ہے اور بنیادی طور پر SONET OC-192، 10 گیگابٹ ایتھرنیٹ، اور فائبر چینل کے لیے استعمال ہوتا ہے) پروٹوکول فیملی: XFP یہ ایک طول موج ٹیون ایبل ماڈیول ہے، جو اصل میں XFP MSA کی طرف سے وضاحت کی گئی تھی اور بعد میں SFF تنظیم کو اشاعت کے لیے جمع کرائی گئی تھی۔ XFP پروٹوکول میں SFF-8477 اور INF-8077 شامل ہیں۔
INF8077 پروٹوکول XFP ماڈیول کے سائز، برقی انٹرفیس، میموری کی معلومات، مواصلاتی کنٹرول اور تشخیص کی وضاحت کرتا ہے (پروٹوکول میں ماڈیول کے تمام پہلو شامل ہیں)۔ SFF-8477 بنیادی طور پر طول موج ایڈجسٹمنٹ کنٹرول کے لیے موزوں ہے۔
CXP سٹینڈرڈ
CXP (12x سمال فارم فیکٹر پلگ ایبل، 12-چینل چھوٹا پلگ ایبل پیکیج، جہاں C کا مطلب 100G ہے، بنیادی طور پر انفینی بینڈ، فائبر چینل، ایتھرنیٹ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے) پروٹوکول بنیادی طور پر انفینی بینڈ تنظیم کے ذریعے ریگولیٹ کیا جاتا ہے۔
Annex A6 120 Gb/s 12x Small Form-factor pluggable (CXP) Interface Specification for Cables, Active Cables & Transceivers CXP تفصیلات کے تمام پہلو فراہم کرتا ہے (www.infinibandta.org پر مفت ڈاؤن لوڈ کیا جا سکتا ہے)۔ اس کے علاوہ، SFF تنظیم مختلف اسپیڈ گریڈز کے CXPs کے لیے شیلڈ کیجز اور کارڈ سلاٹس کو ریگولیٹ کرتی ہے۔
SFF-8617 Mini Multilane 12X Shielded Cage/Connector 12 چینل CXP کیج اور ماڈیول بورڈ سلاٹ کی تفصیلات۔
SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb/s 12X Shielded Cage/Connector (CXP10) 12x10Gb/s CXP ماڈیول کیج اور ماڈیول بورڈ سلاٹ کی تفصیلات۔
SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb/s 12X Shielded Cage/Connector (CXP14) 12x14Gb/s CXP ماڈیول کیج اور ماڈیول بورڈ سلاٹ کی تفصیلات۔
SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb/s 12X Shielded Cage/Connector (CXP28) 12x28Gb/s CXP ماڈیول کیج اور ماڈیول بورڈ سلاٹ کی تفصیلات۔
microQSFP (miniaturized QSFP)، ایک کثیر جہتی پروٹوکول جو 2015 میں قائم کیا گیا تھا، QSFP کی طرح 4 چینلز ہیں، لیکن سائز صرف ایک SFP ماڈیول کے سائز کا ہے، اور یہ 25G اور 50G (PAM4 ماڈیول) چینل کی شرحوں کو سپورٹ کرتا ہے۔ ماڈیول ہاؤسنگ پر گرمی کی کھپت کے پنکھوں کے ڈیزائن کے ذریعے، اس کی تھرمل کارکردگی بہتر ہے۔ "مائیکرو کواڈ سمال فارم فیکٹر پلگ ایبل فور چینل پلگ ایبل ٹرانسسیور، ہوسٹ کنیکٹر، اور کیج اسمبلی فارم فیکٹر" مائیکرو کیو ایس ایف پی تفصیلات کی تفصیلات بتاتا ہے۔
CFP پیکیج
SFP اور QSFP پیکجوں کے علاوہ، CFP آپٹیکل ماڈیولز میں پیکیجنگ کی سب سے عام شکل ہونی چاہیے۔ CFP میں C رومن عددی گھڑی میں 100 کی نمائندگی کرتا ہے، لہذا CFP کا مقصد بنیادی طور پر 100G (بشمول 40G) اور اس سے اوپر کی شرح والی ایپلی کیشنز پر ہے۔
CFP خاندان میں بنیادی طور پر CFP/CFP2/CFP4/CFP8 شامل ہیں، جن میں سے CFP8 ابھی تک تجویز کے مرحلے میں ہے۔
QSFP کے پیچھے اضافی نمبر 10 اور 28 کے برعکس، جو اسپیڈ گریڈ کی نمائندگی کرتے ہیں، CFP کے پیچھے والے نمبر ایک نئی نسل کی نمائندگی کرتے ہیں، جس میں زیادہ کمپیکٹ سائز (CFP8 کے علاوہ) اور زیادہ کثافت ہوتی ہے۔
جب CFP پیکیج پہلی بار تجویز کیا گیا تھا، تو تکنیکی طور پر ایک واحد 25Gb/s کی شرح کو حاصل کرنا مشکل تھا، اس لیے ہر CFP کے برقی انٹرفیس کی شرح کو 10Gb/s سطح کے طور پر بیان کیا گیا تھا، اور 40G اور 40G کو 4x10Gb/s اور 10x10Gb کے ذریعے حاصل کیا گیا تھا۔ /s برقی انٹرفیس. 100G ماڈیول کی رفتار۔ CFP ماڈیول کا سائز اتنا بڑا ہے کہ یہ [ASIC (SerDes)] کو مکمل کرنے کے لیے ماڈیول میں مدر بورڈ پر بہت سارے فنکشن ڈال سکتا ہے۔ جب ہر آپٹیکل پاتھ کی رفتار سرکٹ کی رفتار سے مماثل نہیں ہوتی ہے، تو آپ ان سرکٹس (گیئر باکس) کے ذریعے شرح کی تبدیلی کو مکمل کر سکتے ہیں، مثال کے طور پر، آپٹیکل پورٹ 4X25Gb/s کو برقی پورٹ 10x10Gb/s میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔
CFP2 کا سائز CFP سے صرف نصف ہے۔ برقی انٹرفیس ایک واحد 10Gb/s، یا ایک واحد 25Gb/s یا یہاں تک کہ 50Gb/s کی حمایت کر سکتا ہے۔ 10x10G، 4x25G، 8x25G، اور 8x50G الیکٹریکل انٹرفیس کے ذریعے، 100G/200G/400G ماڈیول کی شرحیں حاصل کی جا سکتی ہیں۔
CFP4 کا سائز CFP2 کے مقابلے میں آدھا رہ گیا ہے۔ الیکٹریکل انٹرفیس سنگل 10Gb/s اور 25Gb/s کی حمایت کرتا ہے، اور 40G/100G کی ماڈیول رفتار 4x10Gb/s اور 4x25Gb/s کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے۔ CFP4 اور QSFP ماڈیول بہت ملتے جلتے ہیں، دونوں چار طرفہ ہیں، اور دونوں 40G اور 100G کو سپورٹ کرتے ہیں۔ فرق یہ ہے کہ CFP4 ماڈیولز میں زیادہ طاقتور انتظامی افعال اور بڑے سائز ہوتے ہیں (یہ اعلی کثافت والے ڈیٹا کمیونیکیشن کے لیے ایک نقصان ہے)، اور بڑے فنکشنز کو سپورٹ کر سکتے ہیں۔ بجلی کی کھپت، 25Gb/s سے اوپر کی رفتار کے درجات اور لمبی دوری کے ٹرانسمیشن منظرناموں کے لیے (TEC درجہ حرارت کنٹرول، بڑی بجلی کی کھپت کی ضرورت ہے)، بجلی کی کھپت اور گرمی کی کھپت میں CFP4 ماڈیولز کے فوائد کی عکاسی کی جا سکتی ہے۔
لہذا، مختصر فاصلے کے ڈیٹا مواصلات بنیادی طور پر QSFP کی دنیا ہے؛ 100G-LR4 10km ایپلی کیشنز کے لیے، CFP4 اور QSFP28 کو یکساں طور پر تقسیم کیا گیا ہے۔
CFP خاندانی معیارات درج ذیل اعداد و شمار میں دکھائے گئے ہیں: ہر معیار میں 3 فائلیں ہیں، جن میں سے "CFPx MSA Hardware Specification Revision" ایک پروگرامی فائل ہے، جو مختصر طور پر ماڈیول کے تصور، ماڈیول مینجمنٹ، الیکٹریکل انٹرفیس، مکینیکل سائز، آپٹیکل انٹرفیس، کو بیان کرتی ہے۔ دھوکہ دہی سلاٹس اور دیگر وضاحتیں، دیگر دو دستاویزات تفصیلی مکینیکل جہتوں کی وضاحت کرتی ہیں۔
CFP MSA کے پاس دو عوامی تکنیکی خصوصیات بھی ہیں، PIN ایلوکیشن REV.25 ماڈیول پن کی تعریف بتاتا ہے، اور "CFP MSA مینجمنٹ انٹرفیس سپیکیفیکیشن" ماڈیول مینجمنٹ کنٹرول اور رجسٹر کی معلومات کو تفصیل سے بیان کرتا ہے۔
CFP ماڈیول کا تیز رفتار برقی انٹرفیس اطلاق پر منحصر ہے، اور IEEE802.3 میں CAUI، XLAUI، اور CEI-28G/56G الیکٹریکل انٹرفیس کی وضاحتوں کا حوالہ دیتا ہے۔
CFP8 ایک پیکیج ہے جو خاص طور پر 400G کے لیے تجویز کیا گیا ہے، اور اس کا سائز CFP2 کے برابر ہے۔ الیکٹریکل انٹرفیس 25Gb/s اور 50Gb/s کی چینل کی رفتار کو سپورٹ کرتا ہے، اور 16x25G یا 8×50 برقی انٹرفیس کے ذریعے 400G ماڈیول کی رفتار حاصل کرتا ہے۔ CFP8 صرف ایک تجویز ہے، عوامی ڈاؤن لوڈ کے لیے کوئی سرکاری معیار نہیں ہے۔
CDFP MSA 2013 میں قائم کیا گیا تھا، اور CDFP پیکیجنگ اسٹینڈرڈ جو انہوں نے جاری کیا تھا وہ پہلا 400G آپٹیکل ماڈیول پیکیجنگ اسٹینڈرڈ تھا۔ اس وقت، برقی انٹرفیس کا معیار صرف 25Gb/s (OIF-CEI-28G-VSR) تھا، لہذا CDFP نے صرف 16 چینلز بنائے، اور 16x25G کے ذریعے 400G ماڈیول کی شرح کو مکمل کیا، اور اسے خاص طور پر مختصر کے لیے ہدف بنایا گیا تھا۔ رینج ایپلی کیشنز 2 کلومیٹر سے نیچے۔
اگر 16 طرفہ برقی بندرگاہوں کو لگاتار ترتیب دیا جائے تو حجم بہت زیادہ ہو جائے گا، اس لیے CDFP ماڈیول نے صرف دو PCB بورڈز اکٹھے کیے اور آپٹیکل پورٹ پر MPO16 انٹرفیس استعمال کیا۔ پورا ماڈیول خاص طور پر موٹا لگتا ہے! آپٹیکل اور برقی بندرگاہوں کے انتظام کے مطابق، مجموعی طور پر تین ماڈیول سائز ہیں.
تازہ ترین CDFP معیار یہ ہے: “400 Gb/s (16 X 25 GB/s) PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 3.0″ جو الیکٹریکل انٹرفیس، منیجمنٹ انٹرفیس، آپٹیکل انٹرفیس، ماڈیول/ سلاٹ/ CDFP/ ESD ماڈیول کے پنجرے کے سائز کی وضاحت کرتا ہے۔ متعلقہ مواد. آج، PAM4 بہت گرم ہے، یہ اندازہ لگایا گیا ہے کہ یہ پیکج بہت آزمائشی ہے.
تازہ ترین پیکیجنگ معیار جو 400G کو سپورٹ کرتا ہے QSFP-DD ہونا چاہیے۔ یہ تنظیم فروری 2016 میں قائم کی گئی تھی اور اس نے ستمبر 2016 میں تازہ ترین معیاری "QSFP Double density 8X PLUGGABLE TRANSCEIVER Rev 1.0″ جاری کیا تھا۔ QSFP-DD تقریباً QSFP جیسا ہی ہے (صرف اس وجہ سے کہ سرکٹس کی ایک اضافی قطار ہے، تھوڑا سا طویل)۔ بنیادی تبدیلی QSFP الیکٹریکل انٹرفیس کو چار سے آٹھ تک دوگنا کرنا ہے اور 50Gb/s چینل کی شرح 8X50 400G ہے) کو سپورٹ کرنا ہے۔ QSFP-DD الیکٹریکل انٹرفیس QSFP کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے، لیکن اس کے برعکس نہیں۔
مندرجہ بالا بحث تمام 100G اور 400G آپٹیکل ماڈیولز ہیں۔ آئیے قابل رسائی CSFP کو دیکھیں۔ اگرچہ تازہ ترین CSFP معیار 2009 میں جاری کردہ "کیمپیکٹ SFP وضاحتیں" ہے، لیکن یہ بالکل بھی پرانا نہیں ہے۔ کیمپیکٹ کا مطلب ہے SFP آپٹیکل ماڈیولز سے زیادہ کمپیکٹ، اور چینلز کی تعداد کو بھی لچکدار طریقے سے ترتیب دیا جا سکتا ہے۔ CSFP 3 اقسام کی وضاحت کرتا ہے: 1CH کیمپیکٹ SFP، 2CH کیمپیکٹ SFP آپشن1، اور 2CH کیمپیکٹ SFP آپشن2۔
پیکیجنگ بلیک ٹیکنالوجی CFP2—ACO
آخر میں، آئیے آپٹیکل ماڈیول پیکیجنگ کے معیارات میں جدید ترین بلیک ٹیکنالوجی پر ایک نظر ڈالتے ہیں: CFP2-ACO۔ یہ بنیادی طور پر OIF کے ذریعہ بیان کیا گیا ہے اور CFP2 کے مکینیکل جہتوں کا حوالہ دیتا ہے۔ بیک ACO کا مطلب ہے ینالاگ مربوط آپٹیکل ماڈیول۔ یہ بنیادی طور پر ایک تنگ لائن چوڑائی ٹیون ایبل لیزر، ایک ماڈیولیٹر، اور ایک مربوط رسیور پر مشتمل ہے۔ ڈی ایس پی (ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ) ماڈیول کے باہر رکھا گیا ہے۔ یہ ماڈیول ناقابل یقین ہے۔ DP-QPSK اور DP-xQAM ماڈیولیشن ٹیکنالوجی کے ساتھ، واحد طول موج کی شرح آسانی سے 100Gb/s سے تجاوز کر سکتی ہے، اور ترسیل کا فاصلہ 2000km سے زیادہ ہو سکتا ہے۔