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文献资料

盘点常见的光模块封装标准(标准系列1)

[   时间:2016-11-28 14:11:54   人气:  ]

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俗话说"一流的企业制定标准"。同样地,对于我们工程师来说,想成为一个顶尖的工程师,必须要学好标准。

在咋们光通信行业,接触的最多的就是光模块了,它们物理尺寸各异,通道数目,传输速率差别很大。这些模块是如何产生的,它们各有什么特点,一切秘密尽在标准中。

GBIC、XPAK、X2、Xenpak这些比较老的封装标准咋们就忽略吧,把主要精力集中在生命力更旺盛或比较新的标准上。下面正式开始。(最近才系统性地整理标准,有遗漏错误的地方对不起了)

       SFF标准化组织:SFF(small form-factor 小型化封装)标准化组织1990年8月份成立,最开始是制定2.5寸磁盘驱动器的,1992年11月,拓展到其它领域。到目前,SFF已经成为了光模块封装领域最常见最成功的模块标准。由SFF制定的光模块标准主要包括SFP/QSFP/XFP。

       SFP(small form-factor Pluggable,小型化可热插拔收发器,主要用于 Ethernet、fibre channel、Wireless CPRISONET)协议族:定义了从1Gb/s到28Gb/s单通道SFP封装应该遵从的标准,其结构如下图所示。先是有个声明性质的文件,比如SFF-8402提出了SFP28,SFF-8083中提出了SFP10 (末尾的数字代表传输速率等级,现在常常把SFP10写成SFP+),这个声明文件就是个空架子,里面啥具体东西都没有,只提到了它引用了哪些技术要求,这些被引用的技术要求集合起来构成了这个模块的实质标准。

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        SFP系列技术规范主要包含:

        SFF-8432,定义了模块尺寸(主要是安装配合尺寸)、拔插力、模块笼子规范。

        SFF-8071,定义了HOST主板上的卡槽连接器以及模块主板金手指接入顺序。

         SFF-8433 定义了多个并排的模块笼子和EMI弹片技术规范

         SFF-8472 定义了模块存储器以及诊断管理规范

         SFF-8431 定义了电源、低速电信号(通信线)、高速信号、时序、存储器读写规范。

         由于SFP支持速率越来越高,SFF8431中的高速信号规范不适用于SFP16/28,所以后来把SFF-8431拆分成SFF-8418和SFF-8419。SFF-8418中专门定义10Gb/s高速电信号接口要求,10Gb/s以上的物理接口要求要参考Fibre Channel;SFF-8419中专门定义SFF-8431中高速信号以外的内容,适合所有SFP系列模块。

        如果你是SFP模块结构设计工程师,那么你一定要看SFP-8431了;如果你是设计PCB、写软件或者模搞测试的那么SFF-8472、SFF-8418、SFF-8419一定要烂熟于心。

         SFF所有协议都可以在ftp://ftp.seagate.com/sff/ 免费下载获得。

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      QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable,四通道小型化可插拔收发器,主要用于Infiniband、Ethernet、Fibre Channel 、OTN、 SONET)协议族:QSFP将单通道的SFP升级成四个通道,体积只增加一倍多一点,同样尺寸交换机,使用QSFP交换容量是SFP的2.67倍。QSFP协议最初由INF-8438i定义,后来升级到SFF-8436,再后来SFF-8436被拆分成好几个部分以便分别定义和引用,现在架构与SFP很类似:

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QSFP技术规范主要包含

SFF-8679, 定义了模块高速信号、低速信号,电源、时序规范,定义了光接口和拉环颜色规范。

SFF-8636,定义了存储器信息,存储器读写操作。

        SFF-8661,定义了模块尺寸、金手指尺寸以及模块拔插力规范

       SFF-8662和SFF-8663定义了QSFP28模块的笼子以及连接器(类型A)

       SFF-8672和SFF-8683定义了QSFP28模块的笼子以及连接器(类型B)

       SFF-8682和SFF-8683定义了QSFP14及以下速率模块的笼子以及连接器。

       QSFP的其它补充信息可以在Infiniband协议中查看。(InfiniBand TM ArchitectureSpecification Volume 2)

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       XFP(10 Gb/s Small Form Factor Pluggable module,10Gb/s 小型可插拔光模块,其中X罗马数字中代表10,主要用于SONET OC-192、10 Gigabit Ethernet、fibre channel)协议族:XFP是波长可调的模块,最初由XFP MSA定义,后来提交给SFF组织进行发布。XFP协议包含SFF-8477和INF-8077。

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        其中INF8077协议中定义了XFP模块的尺寸,电接口,存储器信息,通信控制与诊断(协议中包含了模块各方面内容)。SFF-8477主要对波长调节控制进行了优化。

        CXP(12x Small Form-factor Pluggable,12通道小型可插拔封装,其中C代表100G,主要用于Infiniband、fibre channel、Ethernet)协议主要由Infiniband组织规范。

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         Annex A6 120 Gb/s 12x Small Form-factor pluggableCXPInterfaceSpecification for Cables, Active Cables& Transceivers中规定了CXP各方面规范(可到 www.infinibandta.org免费下载)。另外SFF组织对不同速率等级的CXP的屏蔽笼子和板卡插槽进行了规范。

SFF-8617 Mini Multilane 12X Shielded Cage/Connector  12通道CXP笼子和模块板卡插槽规范。

SFF-8642 EIA-965 Mini Multilane 10 Gb/s 12X Shielded Cage/Connector (CXP10)  

12x10Gb/s CXP模块笼子和模块板卡插槽规范

SFF-8647 Mini Multilane 14 Gb/s 12X Shielded Cage/Connector (CXP14)  12x14Gb/s CXP模块笼子和模块板卡插槽规范

SFF-8648 Mini Multilane 28 Gb/s 12X Shielded Cage/Connector (CXP28)  

12x28Gb/s CXP模块笼和模块板卡插槽规范。

          microQSFP(小型化的QSFP),15年才成立的多元协议。与QSFP一样是4个通道,但是尺寸仅SFP模块大小。支持25G和50G (PAM4调制) 通道速率。通过模块壳体上散热翅片设计,有更优异的热性能。“Micro QUAD SMALL FORM-FACTOR PLUGGABLE FOUR CHANNEL PLUGGABLE TRANSCEIVER, HOST CONNECTOR, & CAGE ASSEMBLY FORM FACTOR"对micro-QSFP规范进行了详细说明(可在http://www.microqsfp.com/上下载)

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   写到这里,才写了一半都不到,剩下明天继续总结,下期看点:

CFP/CFP2/CFP2-ACO/CFP4/CFP8/CDFP/CSFP/QSFP-DD标准。

我已经把全套标准下载完成了,有几百兆,需要的可以留下邮箱。


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