光模块SFP+与SFP、XFP、QSFP、QSFP+的区别及参数

1、光模块SFP+与SFP、XFP、QSFP、QSFP+的区别 SFP收发器有多种不同的发送和接收类型，用户可以为每个链接选择合适的收发器，以提供基于可用的光纤类型（如多模光纤或单模光纤）能达到的光学性能。可用的光学SFP模块一般分为如下类别：850纳米波长/550米距离的 MMF (SX)、1310纳米波长/10公里距离的 SMF (LX)、1550 纳米波长/40公里距离的XD、80公里距离的ZX、120公里距离的EX或EZX，以及DWDM。SFP收发器也提供铜缆接口，使得主要为光纤通信设计的主机设备也能够通过UTP网络线缆通信。也存在波分复用（CWDM）以及单光纤双向（1310/1490纳米

2、波长上行/下行）的SFP。 商用SFP收发器能够提供速率达到4.25 G bps。10 Gbps 收发器的几种封装形式为XFP，以及与SFP封装基本一致的新的变种SFP+。GBIC(Gigabit Interface Converter的缩写)，是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计上可以为热插拔使用。GBIC是一种符合国际标准的可互换产品。采用GBIC接口设计的千兆位交换机由于互换灵活，在市场上占有较大的市场份额。SFP （Small Form-factor Pluggable）可以简单的理解为GBIC的升级版本。SFP支持SONET、Gigabit Ethernet、光纤通道

3、（Fiber Channel）以及一些其他通信标准。此标准扩展到了SFP+，能支持10.0 Gbit/s传输速率，包括8 gigabit光纤通道和10GbE。引入了光纤和铜芯版本的SFP+模块版本，与模块的Xenpak、X2或XFP版本相比，SFP+模块将部分电路留在主板实现，而非模块内实现10G模块经历了从300Pin，XENPAK，X2，XFP的发展，最终实现了用和SFP一样的尺寸传输10G的信号，这就是SFP+。SFP凭借其小型化低成本等优势满足了设备对光模块高密度的需求，从2002年标准推出，到2010年已经取代XFP成为10G 市场主流。SFP+光模块优点： 1、SFP+具有比X2和

4、XFP封装更紧凑的外形尺寸(与SFP尺寸相同）； 2、可以和同类型的XFP,X2,XENPAK直接连接； 3、成本比XFP,X2,XENPAK产品低。SFP+和SFP的区别： 1、SFP 和SFP+ 外观尺寸相同； 2、SFP协议规范：IEEE802.3、SFF-8472 ；SFP+ 和XFP 的区别： 1、 SFP+和XFP 都是10G 的光纤模块，且与其它类型的10G模块可以互通； 2、 SFP+比XFP 外观尺寸更小； 3、 因为体积更小SFP+将信号调制功能，串行/解串器、MAC、时钟和数据恢复(CDR)，以及电子色散补偿(EDC)功能从模块移到主板卡上； 4、 XFP 遵从的协议：X

5、FP MSA协议； 5、SFP+遵从的协议：IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432； 6、SFP+是更主流的设计。 7、 SFP+ 协议规范：IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432。QSFP:Quad Small Form-factor Pluggable四通道SPF接口(QSFP)，QSFP是为了满足市场对更高密度的高速可插拔解决方案的需求而诞生的。这种4通道的可插拔接口传输速率达到了40Gbps。很多XFP中成熟的关键技术都应用到了该设计中。QSFP可以作为一种光纤解决方案，并且速度和密度均优于4通道CX4接口。由于可在XFP相同的端口体积下以每

6、通道10Gbps的速度支持四个通道的数据传输，所以QSFP的密度可以达到XFP产品的4倍，SFP+产品的3倍。具有4通道且密度比CX4高的QSFP接口已经被InfiniBand标准所采用。QSFP+:Quad Small Form-factor Pluggable Plus四小体积可插入(QSFP +)的解决方案是专为高密度的应用程序。系统组件的包括电磁干扰(EMI)屏蔽,活跃的光缆(AOC)、被动铜电缆组件,活跃的铜电缆组件,光学MTP电缆组件,光学回环,主机连接器,连接器和笼子层叠式集成。SFF - 8436的文档指定一个无线电收发机机械形式因素与闭锁机制,host-board elect

7、rical-edge连接器和接口。热插拔的收发器集成了4传送和接收通道4。莫仕的QSFP +收发器可以取代4标准SFP +收发器。结果是更大的端口密度和整个系统的成本节约超过传统SFP +产品。QSFP +线缆组件被设计提供叠起来连接器配置在极高密度的需求。这个系统将支持10 G以太网,光纤通道,InfiniBand *,SAS和SONET / SDH标准使用不同的数据率选项。包括InfiniBand *单独的数据率(SDR),双数据率(DDR)和四数据率(报告),以太网系统(10 40 gbp s),光纤通道(8、10 gbp s),SAS(12 gbp s)。光模块的作用：光模块是起到光电

8、转换作用的一种连接模块，其中发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。光模块的叫法：常见的中文叫法有：光模块，光纤模块，光收发一体模块；常见的英文叫法：optic transceiver，Fiber Optic Transceiver，optical module, Transceiver Module（思科官网上的叫法）。另外，如SFP光模块，SFP Transceiver也是最常用的叫法。光模块品牌：目前市场上主流的光模块品牌有F-tone(北亿纤通)，思科，华为，H3C，HP，中兴等，另

9、外，近年来国内更是出现了大量新兴品牌。光模块，英文原称是optical module。它包括光接受模块、光发送模块、光收发一体模块、光转发模块等。 Transponder(光转发器)：除了具有光电变换功能外，还集成了很多的信号处理功能，如：MUX/DEMUX、CDR、功能控制、性能量采集及监控等功能。常见的Transponder 有：200/300pin MSA，XENPAK，以及X2/XPAK 等。 Transceiver(光收发一体模块)：主要功能是实现光电/电光变换，常见的有：SFF、SFP、SFP+、GBIC、XFP 等。 1).SFF SFF是Small Form. Factor的简

10、称，英特尔将其称为小封装技术。SFF光模块是最早期光模块产品，主要业务速率在2.5Gbps及以下，其电接口有两种规格：10pin和20pin，两种版本的主要数据信号接口是一致的。20pin版本的模块提供额外的管脚用于数据信号之外的时钟信号恢复，激光器监视和告警监视功能。SFF的尺寸要比SFP小，并且是以插针的形式焊接到主板上的。 2).SFP SFP 是Small Form-factor Pluggables的简称，即小封装可插拔光模块。SFP可以看成是SFF的可插拔版本，它的电电接口是20pin金手指，数据信号接口与SFF模块基本相同。SFP模块还提供I2C控制接口，兼容SFP-8472标准

11、的光接口诊断。SFF和SFP都不包含SerDes部分，只提供一个串行的数据接口，将CDR和电色散补偿放在了模块外面，从而使小尺寸、小功耗称为可能。由于受散热限制，SFF/SFP只能用于2.5Gbps及以下速率的超短距离、短距离和中距离应用。 3).GBIC GBIC是Gigabit Interface Converter的缩写，即千兆接口转换器，是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC个头比较大，差不多是SFP体积的两倍，是通过插针焊接在PCB板上使用。目前基本上被SFP取代。SFP模块在功能上与GBIC基本一致，也被有些交换机厂商称为小型化GBIC（Mini-GBIC）。 4).XF

12、P XFP是10 Gigabit Small Form. Factor Pluggable的简称，即10G 小封装可插拔光模块，电接口是30pin金手指。不同业务类型的模块可支持OC192/SMT-64 9.95Gbps，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解决方案。 同SFF/SFP一样，XFP为了减小体积，将SerDes部分放在了光模块外部，XFP光收发器有一个串行10Gbps电接口，称为XFI，这个接口是用来连接外部SerDes器件的。XFP是在XENPAK、X2

13、、XPAK等4信道SerDes光收发模块的基础上发展而来的。XFP在XENPAK、X2、XPAK的基础上，完全去掉了SerDes，从而大大降低了功耗、体积和成本。 5).SFP+ SFP+跟SFP的外形一样，也是20pin金手指电接口，只是支持的最大速率比SFP高，达到与XFP同等的10Gbps。与XFP比较，SFP+内部没有CDR(时钟数据恢复)模块，所以SFP+的体积和功耗都比XFP小。SFP+一般只支持中短距离传输，暂时还没有支持ER(40km)和ZR(80km)的SFP+模块。SFP+与XFP对比如下图所示： 6).300pin MSA 300pin MSA是完备的光接口模块，其特点是

14、体积大，用散热器型金属外壳封装，以利于散热。该类型光模块支持10Gbps和40Gbps两种规格。这两种规格的光模块电接口都工作在16个并行信道上，10G规格模块的单信道电接口速率为622669MHz，符合OFI的SFI4和IEEE的XSBI规范。40G规格模块的单信道电接口速率为2.5G3.125G，符合SFI5规范。该类光模块支持SONET/SDH和10G XSBI。遵循ITU-T G.691和G.693标准，传输距离从600m到80km。 7).XENPAK XENPAK是4信道SerDes结构，通过70pin的SFP连接器与电路板连接，其数据通道是XAUI接口；Xenpak支持所有IEE

15、E 802.3ae定义的光接口，在线路端可以提供10.3Gbps、9.95Gbps或4*3.125Gbps的速率。 为了降低300pin MSA光模块的成本，光模块的电接口向两个方向发展：4信道并行接口和10Gbps单通道串行接口，它们的代表者就是XENPAK和XFP。 XENPAK是面向10G以太网的第一代光模块，采用4*3.125G接口。XENPAK是从16信道并行XSBI过渡到4信道的XAUI的。XENPAK选用XAUI是因为它的管脚少，不需要时钟，速率能达到3.125G，能立即用在标准CMOS电路中。而且通过XAUI的数据是自动排列的，也就是说SerDes器件自动平衡使用4个信道。 X

16、enpak光模块安装到电路板上时需要在电路板上开槽，实现较复杂，无法实现高密度应用。 8).XPAK/X2 虽然与300pin MSA相比，XENPAK的体积已经减小了很多，但是还是不够理想。目前小型化是10G光模块的一种趋势，XPAK是XENPAK的直接改进型，体积缩小一半，光接口、电接口与原来的保持一致。X2是安捷伦公司推出的一款跟XPAK很相似的产品，相比XPAK，它主要在导轨系统上做了改进。XPAK和X2都属于过渡型产品。 9). BIDI BiDi是Bidirectional的缩写，即单纤双向的意思。利用WDM技术,发送和接收两个方向使用不同的中心波长。实现一根光纤双向传输光信号。一

17、般光模块有两个端口，TX为发射端口，RX为接收端口；而该光模块只有1个端口，通过光模块中的滤波器进行滤波，同时完成1310nm光信号的发射和1550nm光信号的接收，或者相反。因此该模块必须成对使用，他最大的优势就是节省光纤资源。 BIDI 模块必须成对使用，例如若一端使用了GACS-Bi1312-10，另外一端就必须使用GACS-Bi1512-10。 10). CWDM CWDM 是Coarse Wavelength Division Multiplexing，稀疏波分复用器，也称粗波分复用器。与之对应的是DWDM，Dense Wavelength Division Multiplexing

18、 ，密集波分复用器，DWDM的价格比CWDM贵很多。 CWDM光模块采用CWDM 技术，可以通过外接波分复用器，将不同波长的光信号复合在一起，通过一根光纤进行传输，从而节约光纤资源。同时，接收端需要使用波分解复用器对复光信号进行分解。如下图所示： 相对于DWDM系统中0.2nm到1.2nm的波长间隔而言，CWDM具有更宽的波长间隔，业界通行的标准波长间隔为20nm。由于CWDM系统的波长间隔宽，对激光器的技术指标要求较低。由于波长间隔达到20nm，所以系统的最大波长偏移可达6.56.5，激光器的发射波长精度可放宽到3nm，而且在工作温度范围(570)内，温度变化导致的波长漂移仍然在容许范围内，

19、激光器无需温度控制机制，所以激光器的结构大大简化，成品率提高。 另外，较大的波长间隔意味着光复用器/解复用器的结构大大简化。例如，CWDM系统的滤波器镀膜层数可降为50层左右，而DWDM系统中的100GHz滤波器镀膜层数约为150层，这导致成品率提高，成本下降，而且滤波器的供应商大大增加有利于竞争。CWDM滤波器的成本比DWDM滤波器的成本要少50%以上，而且随着自动化生产技术和批量的增大会进一步降低。 术语简介： ITU-T： ITU是Telecommunication Standardization Sector的缩写，即国际电信联盟的意思，ITU-T是国际电信联盟管理下的专门制定远程通信

20、相关国际标准的组织。该机构创建于1993年，前身是国际电报电话咨询委员会(CCITT 是法语Comit Consultatif International Tlphonique et Tlgraphique的缩写, 英文是International Telegraph and Telephone Consultative Committee)，总部设在瑞士日内瓦。 OIF: OIF是Optical Internet Forum的缩写，即光网络论坛的意思，是由制造商、电信业务运营商发起的一个开放性论坛。主要目标是促使可互联和兼容的低成本光网络设备的开发。 MSA： MSA是Multi-Sourc

21、e Agreement的缩写，即多元协议的意思。是由业界光模块制造商建立的一个非赢利性组织。它为光收发器件规定了外形尺寸，并参考了OIF和ITU标准光模块参数对于硬件开发工程师而言，光模块有很多很重要的光电技术参数，但对于GBIC和SFP这两种热插拔光模块而言，只需要了解光模块的如下3种主要参数就可以顺利开展工作了： 第一、中心波长：单位纳米（nm），目前主要有3种： 1） 850nm（MM，多模，成本低但传输距离短，一般只能传输500M）； 2） 1310nm (SM，单模，传输过程中损耗大但色散小，一般用于40KM以内的传输)； 3） 1550nm (SM，单模，传输过程中损耗小但色散大，

22、一般用于40KM以上的长距离传输，最远可以无中继直接传输120KM)； 第二、传输速率：指每秒钟传输数据的比特数（bit），单位bps，目前常用的有4种: 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps等。传输速率一般向下兼容，因此155M光模块也称FE（百兆）光模块，1.25G光模块也称GE（千兆）光模块，这是目前光传输设备中应用最多的模块。此外，在光纤存储系统（SAN）中它的传输速率有2Gbps、4Gbps和8Gbps； 第三、传输距离：指光信号无需中继放大可以直接传输的距离，单位千米（也称公里，km），光模块一般有以下几种规格：多模550m，单模15km、40km、80km和120km等等，详见第一项说明。 光模块的其他概念： 除以上3种主要技术参数外，光模块还有如下几个基本概念，这些概念只需简单了解就行： 1） 激光器类别：