接口芯片供應(yīng)商數(shù)量在不斷上升,它們目前正在為支持?jǐn)?shù)據(jù)通信及電信路由器/交換機(jī)向SFP+轉(zhuǎn)換量身定制芯片。SFP+是用于10Gbps以太網(wǎng)和光纖通道(Fibre Channel)系統(tǒng)的最新可插拔光纖模塊尺寸規(guī)格。
SFP+具有比X2和XFP封裝更緊湊的外形尺寸,而且功耗不到1W。此外,它還提供較當(dāng)前10Gbps器件更高的安裝密度。一種更為新型的設(shè)計(jì)已經(jīng)使得SFP+具有與SFP(小型可插拔)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相同的體積,后者面向數(shù)據(jù)速率高達(dá)4Gbps的應(yīng)用。
新標(biāo)準(zhǔn)通過將除光纖外的所有東西移到模塊外來降低成本。信號(hào)調(diào)制功能從模塊移到主板卡,串行/解串器、MAC、時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR),以及電子色散補(bǔ)償(EDC)功能也不例外。這樣處理后得到的是帶電光/光電轉(zhuǎn)換偏振模色散(PMD)功能的經(jīng)簡化的收發(fā)器模塊。
圖1:Avago的10Gbps SFP+收發(fā)器的核心采用其自己的850nm VCSEL。
目前行業(yè)已經(jīng)對(duì)三種面向10Gbps網(wǎng)絡(luò)的SFP+范圍進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化:10Gbase-SR(使用OM3級(jí)多模光纖,30~300m)、10Gbase-LR(使用單模光纖,10km)、10Gbase-LRM(使用FDDI級(jí)多模光纖,220m)。
不久前,安華高科技(Avago Technologies)開始批量提供10Gbps以太網(wǎng)SFP+短距離(SR)光纖收發(fā)器產(chǎn)品——AFBR-700SDZ。該產(chǎn)品的核心,是安華高充分利用其4G VCSEL設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)勢的自有850nm垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)。據(jù)安華高稱,其早期設(shè)計(jì)經(jīng)受了高于20億裝置時(shí)(device-hours )的無故障測試。AFBR-700SDZ采用多模光纖(MMF),并將通信覆蓋范圍延展至300m。
AFBR-700SDZ收發(fā)器支持面向增強(qiáng)型10Gbps SFP+的SFF-8431規(guī)格,以及用于光收發(fā)器數(shù)字監(jiān)控接口(DMI)的SFF-8472規(guī)格。AFBR-700SDZ滿足RoHS 6規(guī)范要求、采用無鉛(Pb-free)設(shè)計(jì),它提供實(shí)時(shí)溫度、電源電壓、激光器偏置電流和激光器平均輸出功率等功能,并通過雙線接口接收輸入功率信息。數(shù)字診斷接口允許關(guān)閉發(fā)射器以進(jìn)行故障檢測,同時(shí)監(jiān)測接收器內(nèi)信號(hào)的可能損耗。
去年,Applied Micro Circuits(AMCC)宣布在業(yè)內(nèi)率先推出全集成的雙端口SFP+收發(fā)器QT1215。這是一款~的CDR電路,帶完全自適應(yīng)EDC功能。它不僅在10Gbps串行/解串器和SFP+光模塊間提供了一個(gè)接口,還將單差分輸入XFI數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為一個(gè)串行~輸出數(shù)據(jù)流,并兼容SFP+標(biāo)準(zhǔn)。
在SFP+側(cè)接收方向,QT1215包含一個(gè)符合SFP+和LRM標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜EDC引擎。EDC允許對(duì)差分模式延時(shí)(DMD)、色散(CD)和PMD引起的信號(hào)衰減進(jìn)行修復(fù)。采用內(nèi)部算法,QT1215不停地根據(jù)信道特性進(jìn)行自調(diào)適。
QT1215內(nèi)的EDC引擎采用低功耗的混合信號(hào)架構(gòu),可以立即適應(yīng)光纖脈沖響應(yīng)變化。據(jù)AMCC介紹,該收發(fā)器的設(shè)計(jì)性能高于10Gbase-LRM的指定要求,所以能夠?yàn)镸MF應(yīng)用提供一款堅(jiān)固耐用的產(chǎn)品。
QT1215包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雙線接口,用于同嵌入式微處理器的外部E2PROM通信。另一個(gè)獨(dú)立的雙線接口提供對(duì)芯片的控制和狀態(tài)告知功能。其上集成的高性能嵌入式控制器提供EDC適應(yīng)控制,且通過編程可實(shí)現(xiàn)各種增值功能。
圖2:AMCC的QT1215收發(fā)器的典型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。QT1215是一款全集成、雙端口、~ 帶完全自適應(yīng)EDC功能的CDR電路。
日本住友電工(Sumitomo Electric Industries)最近投放了一條面向10Gbps應(yīng)用的SFP+收發(fā)器產(chǎn)品線,目前已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。該SPP系列是為滿足用于10G以太網(wǎng)的IEEE 和 規(guī)范而設(shè)計(jì)的。
住友電工發(fā)布了SPP5000系列中的三款收發(fā)器。SPP5101SR用于10Gbase-SR,采用850nm VCSEL、工作于MMF之上、覆蓋距離可達(dá)300m；SPP5101LM則用于10Gbase-LRM,采用1,310nm Fabry-Perot激光器,也工作于MMF之上,覆蓋距離220m；SPP5101LR用于10Gbase-LR,采用1,310nm DFB激光器,但工作于SMF之上,覆蓋距離高達(dá)10km。
去年12月,Vitesse推出了帶EDC的CDR芯片VSC8242。雖然該器件最初鎖定的是X2(目前出貨的10Gbit以太網(wǎng)光學(xué)模塊中的主導(dǎo)產(chǎn)品),但目前其主要應(yīng)用是使數(shù)字通信及電信路由器/交換機(jī)向SFP+光模塊外形尺寸的轉(zhuǎn)變成為可能。VSC8242支持全部三個(gè)SFP+范圍應(yīng)用,并符合、和SFF-8431電氣規(guī)范。該功能允許現(xiàn)有的模塊設(shè)計(jì)迅速并經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)向SFP+外形尺寸。
VSC8242集成了兩個(gè)雙向10Gbps路徑來支持增加的端口密度。其他特性包括各種回環(huán)(lookback)電路、一個(gè)完整的可編程Rx和Tx通路功能(諸如輸出預(yù)加重),以及對(duì)全面的千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)速率的支持。VSC8242采用的是12x12mm2倒裝芯片(flip-chip)CSP封裝,集成了一個(gè)可自動(dòng)適應(yīng)色散光纖信號(hào)的微控制器。每一雙向信道的典型功耗是750mW。
Finisar公司最近針對(duì)先進(jìn)的存儲(chǔ)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推出了8Gbps長波SFP+收發(fā)器。這款1,310nm收發(fā)器支持通過SMF的和10km傳輸,它還很適合FICON和災(zāi)難恢復(fù)存儲(chǔ)應(yīng)用。基于邊沿發(fā)射激光器技術(shù),該器件包含F(xiàn)inisar的數(shù)字診斷技術(shù),且功耗小于1W。Finisar的SFP+系列產(chǎn)品現(xiàn)包括8Gbps和10Gbps的短波和長波收發(fā)器。
作者:蘇美妮
