Transceivere, formfaktorer og hastigheter

Kurskompendie Optiske transceivere en innføring SFP SFP-DD QSFP112 OSFP GLOBALfiber-produktbilder · Eksempler på fire formfaktorer Produktbildene er ikke vist i samme målestokk.

GLOBALfiber kunnskap Om denne kursdelen Denne delen bygger videre på grunnkursets forklaring av sender, mottaker, konnektorer og bølgelengdemultipleksing. DETTE SKAL DU LÆRE Forklare hvordan en transceiver virker, lese en optisk betegnelse og skille mellom formfaktor, protokoll og optisk grensesnitt. Velge en egnet modul og kabel, beregne et enkelt effektbudsjett og feilsøke en link systematisk. Skille mellom optiske moduler og RJ45-kobbertransceivere. GRUNNLAG FRA KOMPENDIET Sender/mottaker og transceiver: PDF-side 20-26. Konnektorer: side 13-18. dB/dBm og effektbudsjett: side 23 og 33-36. CWDM og BiDi: side 43-62. NYTT RESEARCHBASERT INNHOLD Formfaktorer, høyere hastigheter, standardprofiler, protokoller, coherent og feilsøking er utvidelser basert på standarder og leverandørdokumentasjon. Faglige kilder er bevart i presentatørnotatene. Produktbildene er hentet fra GLOBALfibers produktsider. TEKNISKE DETALJER Eksempler og regneoppgaver er laget for dette kurset. De er ikke produktløfter. Maksimal rekkevidde gjelder bare når alle krav i den aktuelle spesifikasjonen er oppfylt. T02

01 Transceiverens grunnprinsipp Sender + mottaker En transceiver kombinerer en sender (Tx) og en mottaker (Rx). Modulen kobler det elektriske grensesnittet i utstyret til det optiske signalet i fiberen. SENDING OG MOTTAK Tx omformer elektriske data til modulert lys. Rx omformer mottatt lys til elektriske signaler. På en vanlig duplexlink går Tx i ende A til Rx i ende B, og omvendt. TO SIDER AV SAMME MODUL Vertssiden kobles til svitsj, ruter eller nettverkskort. Fibersiden kan bruke én eller flere bølgelengder og én eller flere fibre. Disse to sidene kan ha ulikt antall signalbaner. Elektrisk grensesnitt mot verten, optisk grensesnitt mot fiberen. Tx skal møte Rx. TEKNISKE DETALJER BiDi benytter normalt to forskjellige bølgelengder for motsatte retninger på én fiber. A- og B-modulen må være et dokumentert par. Illustrasjonen over viser en vanlig duplexlink med to fibre. T04

01 DDM, DOM og minne Modulens identitet Utstyret leser informasjon fra modulens minne og styringsregistre over et elektrisk administrasjonsgrensesnitt. EEPROM OG KODING Identifikasjonen kan omfatte produsent, delenummer, serienummer og støttede grensesnitt. Leverandørkoding gjør at verten kan gjenkjenne modulen; den endrer ikke laser, lane-hastighet eller optisk standard. DDM / DOM Digital Diagnostic Monitoring og Digital Optical Monitoring brukes om diagnostikk som temperatur, forsyningsspenning, laserbias og Tx-/Rx-effekt. Tilgjengelige verdier og målenøyaktighet varierer med modultypen. SFF OG CMIS SFP-familien bruker ofte SFF-8472. Mange nyere moduler bruker CMIS, som også beskriver valg av applikasjon og oppstart av databaner. En gjenkjent modul kan fortsatt være i feil modus eller uten aktiv databane. Administrasjon av transceiveren via et elektrisk grensesnitt TEKNISKE DETALJER Kontroller tre forhold hver for seg: gjenkjenner verten modulen, støtter verten applikasjonen, og er den optiske forbindelsen kompatibel? T05

02 Formfaktorer SFP-familien Formfaktoren beskriver blant annet størrelse, kontakt og elektrisk grensesnitt. Navnet alene angir ikke fibertype, rekkevidde eller protokoll. Formfaktor Lanes mot vert Typisk Ethernet SFP 1 1G SFP+ 1 10G SFP28 1 25G SFP56 1 50G PAM4 SFP-DD / SFP56-DD 2 100G som 2 × 50G HVA BETYR DD? Double Density gir to elektriske lanes i SFP-DD. «SFP56-DD» brukes i produktnavn for 2 × 50G-klassen; SFP-DD er MSA-familiens navn. Kontroller den faktiske varianten i databladet. Hver pil viser ett differensielt signalpar. Tx og Rx er sett fra verten. TEKNISKE DETALJER Tallene er vanlige bruksområder, ikke en garanti for alle hastigheter. En SFP56 kan støtte 25G bare når både modul, port og programvare er laget for det. T06

02 Formfaktorer QSFP og OSFP Formfaktor Elektriske lanes Vanlig kapasitet QSFP+ 4 × 10G 40G QSFP28 4 × 25G 100G QSFP56 4 × 50G 200G QSFP112 4 × 100G 400G QSFP-DD 8 lanes 400G / 800G / 1,6T* OSFP 8 lanes 400G / 800G / 1,6T* GENERASJONEN MÅ STEMME QSFP-DD800 og QSFP-DD1600 er generasjoner med høyere elektrisk kapasitet. Tilsvarende må OSFP-vert og modul støtte den aktuelle lane-hastigheten. OSFP og QSFP-DD er fysisk forskjellige formfaktorer. GLOBALfiber OSFP-400G-F-DR4 • OSFP med kjøleribber TEKNISKE DETALJER *Kapasitetene bruker ulike lane-hastigheter: 8 × 50G, 8 × 100G eller 8 × 200G. Dette er avrundede klasser. Størrelse, strømforsyning og kjøling må passe den konkrete modulen. T07

02 Kompatibilitet Passer den i porten? At en modul kan settes inn fysisk, er bare første kontroll. MEKANIKK OG ELEKTRONIKK Sjekk cage, kontakt, elektrisk lane-antall og lane-hastighet. Bakoverkompatibilitet i en formfaktorspesifikasjon betyr ikke at enhver svitsj støtter alle eldre moduler. PROGRAMVARE OG DRIFTSMODUS Finn kombinasjonen av plattform, port, modul og programvare i kompatibilitetsmatrisen. Kontroller portdeling, FEC og eventuell CMIS application code. STRØM OG KJØLING Modulen må holde seg innenfor portens effekt- og temperaturgrenser. OSFP med integrert kjøler og OSFP-RHS uten integrert kjøler krever riktig vertsløsning. MOTPART OG OPTIKK Modulene i hver ende kan ha ulik formfaktor hvis vertene støtter dem og de optiske grensesnittene er interoperable. Samme formfaktor i begge ender er ikke tilstrekkelig. GLOBALfiber: Closed Finned Top, Finned Top og Flat Top TEKNISKE DETALJER Eksempel: En 400G QSFP-DD og en 400G OSFP kan kommunisere over samme optiske profil. De kan ikke settes i hverandres porter. T08

03 Hastigheter 1G til 100G G betyr her nominell Ethernet-hastighet i gigabit per sekund. Tabellen viser vanlige løsninger, ikke alle mulige varianter. Hastighet Vanlig modul Optiske eksempler 1G SFP 1000BASE-SX / LX 10G SFP+ 10GBASE-SR / LR / ER 25G SFP28 25GBASE-SR / LR 40G QSFP+ 40GBASE-SR4 / LR4 50G SFP56 50GBASE-SR / LR 100G QSFP28; også SFP-DD 100GBASE-SR4 / DR / LR4 PORTFART OG LINJERATE Nominell portfart er ikke alltid lik den fysiske linjeraten. Koding og feilretting legger til overhead. 1G, 10G og 25G sier heller ikke hvor mange optiske lanes som brukes. TEKNISKE DETALJER Ved 100G kan fire 25G-lanes på vertssiden omformes til én 100G optisk lane. Modulens elektriske og optiske oppbygning må derfor leses hver for seg. T09

03 Hastigheter 200G til 1,6T Portfart Vanlig elektrisk oppbygning Eksempel på optikk 200G 4 × 50G, QSFP56 200GBASE-FR4 400G 8 × 50G eller 4 × 100G 400GBASE-DR4 / FR4 800G 8 × 100G 800GBASE-DR8; også 2 × 400G-produkter 1,6T 8 × 200G-klassen Nye moduler og P802.3dj-profiler STANDARDSTATUS PER 06.10.2026 IEEE 802.3df-2024 er vedtatt for blant annet 800G. P802.3dj omfatter 200G-per-lane-teknologi og 1,6T; offentlige kilder viser fortsatt behandling av standardutkast i september 2026. PRODUKT OG STANDARD En 800G-modul kan være to selvstendige 400G-porter. 1,6T i et produktnavn dokumenterer ikke alene samsvar med en ferdig IEEE-standard. TEKNISKE DETALJER 1,6T = 1 600 Gb/s nominelt. Be om eksakt optisk profil, standard- eller MSA-revisjon, portmodus og dokumentert interoperabilitet før valg. T10

03 Hvordan data blir lys NRZ og PAM4 En symbolhastighet forteller hvor ofte signalet kan skifte symbol. Antall bit per symbol bestemmer hvor mye informasjon symbolet kan bære. Prinsipp Signalnivåer Bit per symbol NRZ 2 1 PAM4 4 2 REGNEEKSEMPEL 25 GBd med NRZ bærer 25 Gb/s rå bitstrøm. 25 GBd med PAM4 bærer 50 Gb/s rå bitstrøm. Netto nyttedata blir lavere når koding og FEC tas med. HØYERE KAPASITET , STRAMMERE KRAV Fire nivåer ligger tettere enn to innenfor samme signalområde. PAM4 krever derfor god signalintegritet og bruker ofte FEC. Normal Rx-effekt alene beviser ikke at mottakeren skiller nivåene riktig. Skjematiske signalforløp uten felles tidsskala. PAM4 viser et eksempel på Gray-koding. TEKNISKE DETALJER En «100G-lane» er en kapasitetsklasse, ikke nødvendigvis 100 GBd. Ved PAM4 transporterer hvert symbol to bit. Den eksakte linjeraten avhenger av grensesnittet. T11