光模塊SFP與SFP、XFP、QSFP、QSFP地區(qū)別及全參數(shù)

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)光模塊SFP+t SFP XFR QSFP QSFP的區(qū)另SFP收發(fā)器有多種不同的發(fā)送和接收類型，用戶可以為每個(gè)鏈接選擇合適的收發(fā)器，以提供基于可用的光 纖類型(如多模光纖或單模光纖)能達(dá)到的"光學(xué)性能"?？捎玫墓鈱W(xué)SFP模塊一般分為如下類別：850納米波長(zhǎng)/550米距離的 MMF (SX)、1310納米波長(zhǎng)/10公里距離的SMF (LX)、1550納米波長(zhǎng)/40公里距離的XD80公里距離的ZX、120公里距離的EX或EZX以及DWDMSFP收發(fā)器也提供銅纜接口，使得主要為光纖通信設(shè)計(jì)的主機(jī)設(shè)備也能夠通過(guò)UTP網(wǎng)絡(luò)線纜通信。也存在波分復(fù)用(CWDM以及單光纖&quo

2、t;雙向"(1310/1490納米波長(zhǎng)上行/下行)的SFR 商用SFP收發(fā)器能夠提 供速率達(dá)到4.25 G bps o 10 Gbps收發(fā)器的幾種封裝形式為 XFP,以及與SFP封裝基本一致的新的變種 "SFP+"。GBIC(Gigabit Interface Converter 的縮寫),是將千兆位電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的接口器件。GBIC設(shè)計(jì)上可以為熱插拔使用。GBIC是一種符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的可互換產(chǎn)品。采用GBIC接口設(shè)計(jì)的千兆位交換機(jī)由于互換靈活，在市場(chǎng)上占有較大的市場(chǎng)份額。SFP (Small Form-factor Pluggable )可以簡(jiǎn)單的理解為 GB

3、IC的升級(jí)版本。SFP支持SONET Gigabit Ethernet 、光纖通道(Fiber Channel )以及一些其他通信標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展到 了 SFP+,能支持10.0 Gbit/s 傳輸速率，包括8 gigabit 光纖通道和10Gb巳引入了光纖和銅芯版本的 SFP嘿塊版本，與模塊的 Xenpak、X2或XFP版本相比，SFP嘿塊將部分電路留在主板實(shí)現(xiàn)，而非模塊內(nèi) 實(shí)現(xiàn)10G模塊經(jīng)歷了從300Pin, XENPA K X2, XFP的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)了用和 SFP一樣的尺寸傳輸10G的信號(hào)， 這就是SFP+> SFP憑借其小型化低成本等優(yōu)勢(shì)滿足了設(shè)備對(duì)光模塊高密度的需求，從 2

4、002年標(biāo)準(zhǔn)推出， 到2010年已經(jīng)取代XFP成為10G市場(chǎng)主流。SFP+光模塊優(yōu)點(diǎn)：1、SFP+M有比X2和XFP封裝更緊湊的外形尺寸(與SFP尺寸相同)；2、可以和同類型的XFP,X2,XENPAKt接連接；3、成本比 XFP,X2,XENPAK5fc品低。SFP拜口 SFP的區(qū)別：1、SFP和SFP+外觀尺寸相同；2、SFP協(xié)議規(guī)范：IEEE802.3、SFF-8472 ;SFP+和XFP的區(qū)別：1、SFP+和XFP都是10G的光纖模塊，且與其它類型的10G模塊可以互通；2、 SFP+比XFP外觀尺寸更?。?、因?yàn)轶w積更小SFP+各信號(hào)調(diào)制功能，串行/解串器、MAC時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)（CDR

5、,以及電子 色散補(bǔ)償（EDC）功能從模塊移到主板卡上；4、XFP遵從的協(xié)議：XFP MS即議；5、SFP+f從的協(xié)議：IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432;6、 SFP+t更主流的設(shè)計(jì)。7、SFP+ 協(xié)議規(guī)范：IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432。QSFP:Quad Small Form-factor Pluggable四通道SPF接口（QSFP）, QSFP1為了滿足市場(chǎng)對(duì)更高密度的高速可插拔解決方案的需求而誕生的。這種4通道的可插拔接口彳輸速率達(dá)到了40Gbp4很多XFP中成熟的關(guān)鍵技術(shù)都應(yīng)用到了該設(shè)計(jì)中。QSFFW以作為一種光纖解決方案，并

6、且速度和密度均優(yōu)于4通道CX4接口。由于可在XFP相同的端口體積下以每通道 10Gbps的速度支持四個(gè)通道的數(shù)據(jù)傳輸，所以 QSFP勺密度可以 達(dá)到XFP產(chǎn)品的4倍，SFP鏟品的3倍。具有4通道且密度比CX4高的QSF喉口已經(jīng)被InfiniBand 標(biāo)準(zhǔn) 所采用。QSFP+:Quad Small Form-factor Pluggable Plus四小體積可插入（QSFP +）的解決方案是專為高密度的應(yīng)用程序。系統(tǒng)組件的包括電磁干擾（EMI）屏蔽，活躍的光纜（AOC）、被動(dòng)銅電纜組件，活躍的銅電纜組件，光學(xué)MTPt纜組件，光學(xué)回環(huán)，主機(jī)連接器，連接器和籠 子層疊式集成。SFF - 8436的文

7、檔指定一個(gè)無(wú)線電收發(fā)機(jī)機(jī)械形式因素與閉鎖機(jī)制，host-board electrical-edge 連接器和接口。熱插拔的收發(fā)器集成了4傳送和接收通道4。莫仕的QSFP +攵發(fā)器可以取代4標(biāo)準(zhǔn)SFP +收發(fā)器結(jié)果是更大的端口密度和整個(gè)系統(tǒng)的成本節(jié)約超過(guò)傳統(tǒng)SFP +產(chǎn)品。QSFP磁纜組件被設(shè)計(jì)提供疊起來(lái)連接器配置在極高密度的需求。這個(gè)系統(tǒng)將支持10 G以太網(wǎng)，光纖通道，InfiniBand *,SAS 和SONET / SDH標(biāo)準(zhǔn)使用不同的數(shù)據(jù)率選項(xiàng)。包括InfiniBand *單獨(dú)的數(shù)據(jù)率（SDR）,雙數(shù)據(jù)率（DDR）和四數(shù)據(jù)率（報(bào)告），以太網(wǎng)系統(tǒng)（10 40 gbp s）,光纖通道（8、1

8、0 gbp s）,SAS（12 gbp s） 。光模塊的作用：光模塊是起到光電轉(zhuǎn)換作用的一種連接模塊，其中發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過(guò)光 纖傳送后，接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由光電子器件、功能電路和光接口等組成， 光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。光模塊的叫法：常見(jiàn)的中文叫法有：光模塊，光纖模塊，光收發(fā)一體模塊；常見(jiàn)的英文叫 法：optic transceiver , Fiber Optic Transceiver , optical module, Transceiver Module （思科官網(wǎng)上的叫法）。另外，如SFP光模塊，SFP Transceiver 也是最常用的叫法。光模塊

9、品牌：目前市場(chǎng)上主流的光模塊品牌有F-tone（北億名f通），思科，華為，H3G HP,中興等，另外，近年來(lái)國(guó)內(nèi)更是出現(xiàn)了大量新興品牌。光模塊，英文原稱是optical module 。它包括光接受模塊、光發(fā)送模塊、光收發(fā)一體 模塊、光轉(zhuǎn)發(fā)模塊等。Transponder（光轉(zhuǎn)發(fā)器）：除了具有光電變換功能外，還集成了很多的信號(hào)處理功能，如：MUX/DEMUXCDR功能控制、性能量采集及監(jiān)控等功能。常見(jiàn)的 Transponder 有：200/300pin MSA, XENPAK以及 X2/XPAK等。Transceiver（光收發(fā)一體模塊）：主要功能是實(shí)現(xiàn)光電/電光變換，常見(jiàn)的有:SFR SFR

10、SFPhk GBIG XFP 等。1) .SFFSFF 是Small Form. Factor的簡(jiǎn)稱，英特爾將其稱為小封裝技術(shù)。SFF光模塊是最早期光模塊產(chǎn)品，主要業(yè)務(wù)速率在2.5Gbps及以下，其電接口有兩種規(guī)格：10pin和20pin ,兩種版本的主要數(shù)據(jù)信號(hào)接口是一致的。20pin版本的模塊提供額外的管腳用于數(shù)據(jù)信號(hào)之外的時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)，激光器監(jiān)視和告警監(jiān)視功能。SFF的尺寸要比SFP小，并且是以插針的形式焊接到主板上的。2) .SFPSFP 是Small Form-factor Pluggables 的簡(jiǎn)稱，即小封裝可插拔光模塊。SFP可以看成是SFF的可插拔版本，它的電電接口是20pi

11、n金手指，數(shù)據(jù)信號(hào)接口與SFF模塊基本相同。SFP模塊還提供I2C控制接口，兼容 SFP-8472標(biāo)準(zhǔn)的光接口診斷。SFF和SFP都不包 含SerDes部分，只提供一個(gè)串行的數(shù)據(jù)接口，將CD所口電色散補(bǔ)償放在了模塊外面，從而使小尺寸、小功耗稱為可能。由于受散熱限制，SFF/SFP只能用于2.5Gbps及以下速率的超短距離、短距離和中距離應(yīng)用。3) .GBICGBIC 是Gigabit Interface Converter的縮寫，即千兆接口轉(zhuǎn)換器，是將千兆位電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的接口器件。GBIC個(gè)頭比較大，差不多是 SFP體積的兩倍，是通過(guò)插針焊接在PC函上使用。目前基本上被 SFP取代。SF

12、P模塊在功能上與GBIC 基本一致，也被有些交換機(jī)廠商稱為小型化GBIC (Mini-GBIC)。4) .XFPXFP 是 10 Gigabit Small Form. Factor Pluggable的簡(jiǎn)稱，即 10G 小封裝可插拔光模塊，電接口是 30pin金手指。不同業(yè)務(wù)類型的模塊可支持OC192/SMT-649.95Gbps, 10Gigabit FC 10.5Gbps , G.709 10.7Gbps , 10Gigabit Ethernet 10.3Gbps。主要用于需要小型化及低成本10G解決方案。同SFF/SFP一樣，XFP為了減小體積，將 SerDes部分放在了光模塊外部，X

13、FP光 收發(fā)器有一個(gè)串行10Gbps電接口，稱為XFI,這個(gè)接口是用來(lái)連接外部SerDes器件的XFP是在XENPAK X2、XPAK? 4信道SerDes光收發(fā)模塊的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。XFP在XENPAKX2、XPAK的基礎(chǔ)上，完全去掉了SerDes,從而大大降低了功耗、體積和成本。5) .SFP+SFP+ 跟SFP的外形一樣，也是20pin金手指電接口，只是支持的最大速率 比SFP高，達(dá)到與XFP同等的10Gbp0與XFP比較，SFP胸部沒(méi)有CDR時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)) 模塊，所以SFP+勺體積和功耗都比 XFP小。SFP+-般只支持中短距離傳輸，暫時(shí)還沒(méi) 有支持ER(40km)和ZR(80km)

14、的SFP模塊。SFP-+I XFP對(duì)比如下圖所示：6) .300pin MSA300pin MSA是完備的光接口模塊，其特點(diǎn)是體積大，用散熱器型金屬外殼封裝，以利于散熱。該類型光模塊支持10Gbps和40Gbps兩種規(guī)格。這兩種規(guī)格的光模塊電接口都工作在16個(gè)并行信道上，10G規(guī)格模塊的單信道電接口速率為622669MHz符合OFI的SFI4和IEEE的XSBI規(guī)范。40G規(guī)格模塊的單信道電接口速率為2.5G3.125G,符合SFI5規(guī)范。該類光模塊支持 SONET/SDH口 10G XSBI。遵循ITU-T G.691和G.693標(biāo)準(zhǔn)，傳車俞距離從 600m到80kB7) .XENPAKXE

15、NPAK 是4信道SerDes結(jié)構(gòu)，通過(guò)70pin的SFP連接器與電路板連接，其數(shù) 據(jù)通道是XAUI接口； Xenpak支持所有IEEE 802.3ae定義的光接口，在線路端可以提 供 10.3Gbps、9.95Gbps 或 4*3.125Gbps 的速率。為了降低300pin MSA光模塊的成本，光模塊的電接口向兩個(gè)方向發(fā)展：4信道并行接口和10Gbps單通道串行接口，它們的代表者就是XENPAK口 XFRXENPAK 是面向10G以太網(wǎng)的第一代光模塊，采用 4*3.125G接口。XENPA是 從16信道并行XSBI過(guò)渡到4信道的XAUI的。XENPAKfc用XAUI是因?yàn)樗墓苣_少，不需要

16、時(shí)鐘，速率能達(dá)到 3.125G,能立即用在標(biāo)準(zhǔn) CMOSI路中。而且通過(guò) XAUI的數(shù) 據(jù)是自動(dòng)排列的，也就是說(shuō) SerDes器件自動(dòng)平衡使用4個(gè)信道。Xenpak光模塊安裝到電路板上時(shí)需要在電路板上開(kāi)槽，實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高密度應(yīng)用。8) .XPAK/X2雖然與300pin MSA相比，XENPAI®體積已經(jīng)減小了很多，但是還是不夠理想。目 前小型化是10G光模塊的一種趨勢(shì)，XPA感XENPAK勺直接改進(jìn)型，體積縮小一半，光 接口、電接口與原來(lái)的保持一致。X2是安捷倫公司推出的一款跟 XPAKI相似的產(chǎn)品,相比XPAK它主要在導(dǎo)軌系統(tǒng)上做了改進(jìn)。XPA標(biāo)口 X2都屬于過(guò)渡型產(chǎn)品。

17、9) . BIDIBiDi 是Bidirectional的縮寫，即單纖雙向的意思。利用WD吸術(shù)，發(fā)送和接收兩個(gè)方向使用不同的中心波長(zhǎng)。實(shí)現(xiàn)一根光纖雙向傳輸光信號(hào)。一般光模塊有兩 個(gè)端口，TX為發(fā)射端口， RX為接收端口；而該光模塊只有1個(gè)端口，通過(guò)光模塊中的濾波器進(jìn)行濾波，同時(shí)完成1310nm光信號(hào)的發(fā)射和1550nm光信號(hào)的接收，或者相反。因此該模塊必須成對(duì)使用，他最大的優(yōu)勢(shì)就是節(jié)省光纖資源。BIDI模塊必須成對(duì)使用，區(qū)J如若一端使用了GACS-Bi1312-10,另外一端就必須使用 GACS-Bi1512-10。10) . CWDMCWDM 是 Coarse Wavelength Divi

18、sion Multiplexing ,稀疏波分復(fù)用器，也 稱粗波分復(fù)用器。與之對(duì)應(yīng)的是DWDMDense Wavelength Division Multiplexing密集波分復(fù)用器，DWD的價(jià)格比CWDMt很多。CWDM 光模塊采用CWDMfe術(shù)，可以通過(guò)外接波分復(fù)用器，將不同波長(zhǎng)的光信 號(hào)復(fù)合在一起，通過(guò)一根光纖進(jìn)行傳輸，從而節(jié)約光纖資源。同時(shí)，接收端需要使用 波分解復(fù)用器對(duì)復(fù)光信號(hào)進(jìn)行分解。如下圖所示：相對(duì)于DWD嚎統(tǒng)中0.2nm至I 1.2nm的波長(zhǎng)間隔而言，CWDM有更寬的波長(zhǎng)間隔， 業(yè)界通行的標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)間隔為 20nm由于CWD陳統(tǒng)的波長(zhǎng)間隔寬，對(duì)激光器的技術(shù)指標(biāo) 要求較低。由于波

19、長(zhǎng)間隔達(dá)到20nm所以系統(tǒng)的最大波長(zhǎng)偏移可達(dá)一6.5 C+6.5 C,激光器的發(fā)射波長(zhǎng)精度可放寬到土3nm,而且在工彳溫度范圍(5C70C)內(nèi)，溫度變化導(dǎo)致的波長(zhǎng)漂移仍然在容許范圍內(nèi)，激光器無(wú)需溫度控制機(jī)制，所以激光器的結(jié) 構(gòu)大大簡(jiǎn)化，成品率提高。另外，較大的波長(zhǎng)間隔意味著光復(fù)用器 /解復(fù)用器的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。例如，CWDMI統(tǒng)的濾波器鍍膜層數(shù)可降為 50層左右，而DWD陳統(tǒng)中的100GHz濾波器鍍膜層數(shù)約為150層，這導(dǎo)致成品率提高，成本下降，而且濾波器的供應(yīng)商大大增加有利于競(jìng)爭(zhēng)。CWDfit波器的成本比DWDM波器的成本要少50%Z上，而且隨著自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)和批 量的增大會(huì)進(jìn)一步降低。術(shù)語(yǔ)簡(jiǎn)

20、介:ITU-TITU 是 Telecommunication Standardization Sector的縮寫，即國(guó)際電信聯(lián)盟的意思，ITU-T是國(guó)際電信聯(lián)盟管理下的專門制定遠(yuǎn)程通信相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的組織。該機(jī)構(gòu) 創(chuàng)建于1993年，前身是國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（CCITT是法語(yǔ)Comite ConsultatifInternational Tel honique et T 目 raphique 的縮寫， 英文是 InternationalTelegraph and Telephone Consultative Committee） , 總部設(shè)在瑞士 日 內(nèi)瓦。OIF:OIF 是Optical I

21、nternet Forum的縮寫，即光網(wǎng)絡(luò)論壇的意思，是由制造商、電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商發(fā)起的一個(gè)開(kāi)放性論壇。主要目標(biāo)是促使可互聯(lián)和兼容的低成本光網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備的開(kāi)發(fā)。MSA :MSA是Multi-Source Agreement的縮寫，即多元協(xié)議的意思。是由業(yè)界光模塊制造商建立的一個(gè)非贏利性組織。它為光收發(fā)器件規(guī)定了外形尺寸，并參考了OIF和ITU標(biāo)準(zhǔn)光模塊參數(shù)對(duì)于硬件開(kāi)發(fā)工程師而言，光模塊有很多很重要的光電技術(shù)參數(shù)，但對(duì)于 GBIC和SFP 這兩種熱插拔光模塊而言，只需要了解光模塊的如下3種主要參數(shù)就可以順利開(kāi)展工作了：第一、中心波長(zhǎng)：?jiǎn)挝患{米（nni）,目前主要有3種：1） 850nm （MM多模，

22、成本低但傳輸距離短，一般只能傳輸500M）;2） 1310nm （SM ,單模，傳輸過(guò)程中損耗大但色散小，一般用于40KM以內(nèi)的傳輸）；3） 1550nm （SM ,單模，傳輸過(guò)程中損耗小但色散大，一般用于40KM以上的長(zhǎng)距離傳輸，最遠(yuǎn)可以無(wú)中繼直接傳輸120KM）;第二、傳輸速率：指每秒鐘傳輸數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)（ bit ）,單位bps,目前常用的有4種： 155Mbps 1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps等。傳輸速率一般向下兼容，因此 155M光模塊 也稱FE （百兆）光模塊，1.25G光模塊也稱GE （千兆）光模塊，這是目前光傳輸設(shè)備中應(yīng)用最多的模塊。止匕外，在光纖存儲(chǔ)系統(tǒng)（ SAN中它的傳車速率有 2GbpS 4Gbps 和 8Gbps 第三、傳輸距離：指光信號(hào)無(wú)需中繼放大可以直接傳輸?shù)木嚯x，單位千米（也稱公里，kmD ,光模塊一般有以下幾種規(guī)格：多模550m,單模15kmi 40km 80km和120km等等,詳見(jiàn)第一項(xiàng)說(shuō)明。光模塊的其他概念： 除以上3種主要技術(shù)參數(shù)外，光模塊還有如下幾個(gè)基本概念，這些概念只需簡(jiǎn)單了解 就行： 1）激光器類別：激光器是光模塊中最核心