SFP(Small Form-factor Pluggables)光模块

发布于:2023-01-04 ⋅ 阅读:(1419) ⋅ 点赞:(1)

1、光模块种类

GBIC
XFP
1X9
SFF 2X5
SFF 2X10
SFP/SFP+/SFP28
QSFP

1.1、单纤光模块

单纤光模块只能型号A和型号B配套使用,如下图T1550/R1330和T1330/R1550配套。

单纤光模块TXRX的波长肯定是不同的。

1.2、双纤光模块(最常见)

双纤光模块是则是有两个端口,TX为发射端口,RX为接收端口。发射和接收各需要一根光纤。

光模块外壳上的两个小三角表示TXRX方向(TOSA、ROSA)。

 

1.3、为什么是850/1310/1550nm波长

通过不断研究实验,人们发现光纤损耗通常随波长加长而减小,850nm损耗较少,900 ~ 1300nm损耗又变高了;而1310nm又变低, 1550nm损耗最低,1650nm以上的损耗趋向加大。所以850nm就是所谓的短波长窗口,1310nm 和1550nm就是长波长窗口。

因为850nm波长损耗较大,所以传输距离相对也较短。

2、管脚定义

Signal Name

Description

Plug

Seq

Signal Name

Description

Plug

Seq

Pin

SFP

SFP+

1

VeeT

Transmitter Ground

1

VeeT

Transmitter Ground

1

2

TX Fault

Transmitter Fault Indication

3

TX Fault

Transmitter Fault Indication

3

3

TX Disable

Transmitter Disable

3

TX Disable

Transmitter Disable

3

4

MOD_DEF(2)

SDA

3

MOD_DEF(2)

SDA

3

5

MOD_DEF(1)

SCL

3

MOD_DEF(1)

SCL

3

6

MOD_DEF(0)

Module Present

3

MOD_DEF(0)

Module Present

3

7

Rate Select

Not Connect

3

Rate Select 0

Rate Select 0, optionally controls SFP+ module receiver

3

8

LOS

Loss of Signal

3

LOS

Loss of Signal

3

9

VeeR

Receiver ground

1

Rate Select 1

Rate Select 1, optionally controls SFP+ module transmitter

1

10

VeeR

Receiver ground

1

VeeR

Receiver ground

1

11

VeeR

Receiver ground

1

VeeR

Receiver ground

1

12

RD-

Inv. Received Data Out

3

RD-

Inv. Received Data Out

3

13

RD+

Received Data Out

3

RD+

Received Data Out

3

14

VeeR

Receiver ground

1

VeeR

Receiver ground

1

15

VccR

Receiver Power Supply,3.3V ± 5%

2

VccR

Receiver Power Supply,3.3V ± 5%

2

16

VccT

Transmitter Power Supply,3.3V ± 5%

2

VccT

Transmitter Power Supply,3.3V ± 5%

2

17

VeeT

Transmitter Ground

1

VeeT

Transmitter Ground

1

18

TD+

Transmit Data In

3

TD+

Transmit Data In

3

19

TD-

Inv. Transmit Data In

3

TD-

Inv. Transmit Data In

3

20

VeeT

Transmitter Ground

1

VeeT

Transmitter Ground

1

Power(VeeT、VeeR、VccT、VccR)

Power Sequence(Plug Sequence)的Order_1是GND,包括VeeT(PIN1、17、20)和VeeR(PIN10、11、14,可能有PIN9);Order_2是Power,包括VccR(PIN15)和VccT(PIN16);Order_3是signal。在光模块的实物上(Layout),Order_1是最长的,最早与SPF笼子的座子接触,Order_2是次长的,Order_3是最短的,如下图。

TX Fault

对于光模块来说是output管脚,Low:normal,High:abnormal。

这个管脚是开漏(OD)或者是开集(OC)的,需要4.7k~10k Ohm的电阻上拉到Vcc,一般选择4.7K上拉到VccT。

TX Disable

对于光模块来说是input管脚,Low (0 to 0.8V):Transmitter on,(>0.8V, < 2.0V):Undefined,High (2.0 to 3.465V):Transmitter Disabled,Open:Transmitter Disabled。

这个管脚需要4.7k~10k Ohm的电阻上拉到Vcc,一般选择4.7K上拉到VccT(实际应用推荐200Ω上拉!)。

MOD_DEF2(SDA)、MOD_DEF1(SCL)

I2C slave接口

这两个管脚需要4.7k~10k Ohm的电阻上拉到Vcc,一般选择4.7K上拉到VccT。

MOD_DEF0(Module Absent)

有时候也会称作Module Present或Module Exist等。

对于光模块来说是output管脚,Low: 有光模块,High: 无光模块。

电路上,这个管脚需要4.7k~10k Ohm的电阻上拉到Vcc,一般选择4.7K上拉到VccT。

光模块本身,这个管脚是直连光模块GND的。

Rate Select

SFP的PIN7是NC的,SFP+的PIN7和PIN9是可选的。

Rate Select 0,Optionally controls SFP+ module receiver ,

High:RX output signaling rate>4.25GBd,Low:RX output signaling rate≤4.25GBd。

Rate Select 1,Optionally controls SFP+ module transmitter,

High:Tx input signaling rate>4.25GBd,Low:Tx input signaling rate≤4.25GBd。

LOS(Loss of Signal)

对于光模块来说是output管脚,Low:normal,High:loss signal。

这个管脚需要4.7k~10k Ohm的电阻上拉到Vcc,一般选择4.7K上拉到VccT。

Serdes

一般光模块都内置了AC Coupling电容(0.1uF),实际应用中一般还是会在PCB上留有0.1uF的AC Coupling电容,分别靠近IC和光模块的Output端。

1G/2.5G光模块一般为LVPECL电平,10G以上一般为CML电平。

3、原理图和Layout

3.1、MSA推荐

 3.2、一般应用

4、技术参数

 4.1、光发射

发射功率(Launched Power)

1000Base-SX:-9.5~hazard Level1

1000Base-LX:-11~-3dBm

10GBase-S:-7.3~ hazard Level1

10GBase-L:-8.2~0.5

10GBase-E:-4.7~4.0

消光比(Extinction ratio)

激光器在发射全“1”码时的光功率P1与全“0”码时发射的光功率P0之比。光源的消光比将直接影响接收机的灵敏度,为了不使接收机的灵敏度明显下降,消光比一般应大于3.5dB。测量方法参见IEEE802.3 38.6.3。

相对强度噪声(Relative Intensity Noise)

上升沿/下降沿时间(Optical Rise/Fall Time)

色散代价(Transmitter and Dispersion Penalty)

4.2、光接收

4.3、电气特性

5、DDM(Digital Diagnostic Monitor)

在SFF-8472中规定:

Serial ID(A0h)每个光模块都会有;DDM(A2h)则不是每个光模块都会有。

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