YDT 4861.1-2024相干光模块软件管理接口 第1部分：CFPx

ICS33.180.01

CCSM33YD

中华人民共和国通信行业标准

YD/TXXXX.1—202X

相干光模块软件管理接口

第1部分：CFPx

Softwaremanagementinterfaceofcoherenttransceivermodule—

Part1：CFPx

（报批稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中华人民共和国工业和信息化部发布

YD/TXXXX.1-202X

前  言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件是YD/TXXXX《相干光模块软件管理接口》的第1部分，YD/TXXXX已经发布了以下部分：

——第1部分：CFPx。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国通信标准化协会提出并归口。

本文件起草单位：中国联合网络通信集团有限公司、中国信息通信科技集团有限公司、中国电信

集团有限公司、中国信息通信研究院、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、上海诺基亚贝尔

股份有限公司、朗美通通讯技术（深圳）有限公司、迈威迩电子科技（北京）有限公司、苏州旭创科

技有限公司、青岛海信宽带多媒体有限公司。

本文件主要起草人：胡雅坤、张叶婧、杨智、宋梦洋、任艳、吴冰冰、马广鹏、苏文彪、武成宾、

彭松涛、王美地、宋岩、姚超男、沈世奎。

II

YD/TXXXX.1-201X

引  言

《相干光模块软件管理接口》指导相干光模块软件管理接口的研发与应用，根据相干光模块封装

形式的不同，目前拟由以下2个部分构成：

——第1部分：CFPx。目的在于规定采用CFPx封装形式的相干光模块软件管理接口；

——第2部分：QSFP。目的在于规定采用QSFP28/QSFP-DD等封装形式的相干光模块软件管理接口。

随着技术发展演进，未来可能包含更多部分。

III

YD/TXXXX.1-202X

相干光模块软件管理接口第1部分：CFPx

1范围

本文件界定了采用CFPx封装形式的相干光模块软件管理接口（以下简称“CFPx管理接口”）的术

语和定义，规定了CFPx管理接口的架构、接口通信要求、寄存器地址、光模块状态等。

本文件适用于采用CFPx封装形式的100G、200G和400G相干光模块的设计、生产和检验。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适

用于本文件。

IEEE802.3-2022以太网标准（Ethernetstandard）

CFPMSA管理接口规范2.6（CFPMSAManagementInterfaceSpecification2.6）

OIFC-CMIS1.1相干光模块管理接口规范（ImplementationAgreementforCoherentModule

ManagementInterfaceSpecification）

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

MDIO总线MDIObus

MDIO电气接口由8根线组成，它们是MDC、MDIO、全局告警线和5根地址线。MDC是由主机驱动的

MDIO时钟线；MDIO是主机或光模块驱动的双向数据线，其方向依据数据具体传输方向。

[来源：YD/T2804.4-2015]

3.2

告警alarm

当光模块处于非正常工作状态时发出的一种状态信号。

[来源：YD/T2804.4-2015]

3.3

警告warning

当光模块处于临近非正常工作状态时发出的一种状态信号。

[来源：YD/T2804.4-2015]

3.4

软件管理接口softwaremanagementinterface

主机和光模块之间的通信/控制接口，控制和监控光模块的启动、关断、寄存器访问等操作。

1

YD/TXXXX.1-202X

[来源：YD/T2804.4-2015]

3.5

有效asserted

信号产生或存在，信号具备相应的有效电平。如复位状态是主机通过MOD_RSTs(主机复位光模块的

信号)提供光模块一个低电平信号，这时称MOD_RSTs信号有效或产生MODRSTS信号。

[来源：YD/T2804.4-2015]

3.6

网络通道networklane

光模块的光接口。

[来源：YD/T2804.4-2015]

3.7

释放de-asserted

信号失效或不存在。如复位状态，是主机通过MOD_RSTs提供光模块一个低电平信号，当启动光模

块初始化时，需要让MOD_RSTs变成高电平，这时称作释放MOD_RSTs或MOD_RSTs失效，与有效意义相反。

[来源：YD/T2804.4-2015]

3.8

主机通道hostlane

主机和光模块间的电接口。

[来源：YD/T2804.4-2015]

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

A/D模拟/数字（Analog/Digital）

CDB公用数字块（CommonDataBlock）

CDR时钟数据恢复（ClockDataRecovery）

CFP100Gbit/s可插拔光收发合一光模块（CentumFormfactorPluggablemodule）

CRC循环冗余校验（CyclicRedundancyCheck）

DDM数字诊断监控（DigitalDiagnosticMonitoring）

DSP数字信号处理器（DigitalSignalProcessor）

EQ均衡器（Equalizer）

FAWS故障、告警、警告和状态(Fault、Alarm、WarningandStatus)

ID标识（Identification）

LSB最低有效字节(LeastSignificantByte)

LSW最低有效字(LeastSignificantWord)

MDC管理数据时钟（ManagementDataClock）

MDIO管理数据输入输出接口（ManagementDataInput/Output）

MLG多链路变速器（Multi-LinkGearbox）

MSA多源协议（Multi-SourceAgreement）

2

YD/TXXXX-201X

MSB最高有效字节（MostSignificantByte）

MSW最高有效字节（MostSignificantWord）

N/A不可用（NotAvailable）

NVM非易失性内存（Non-VolatileMemory）

NVR非易失性寄存器（Non-VolatileRegister）

OR逻辑或（Or）

PMD物理介质相关（PhysicalMediumDependent）

RO只读（ReadOnly）

RW读写（ReadWrite）

SD信号检测（SignalDetect）

SOA半导体光放大器（SemiconductorOpticalAmplifier）

VR易失性寄存器（VolatileRegisters）

WO只写（WriteOnly）

5CFPx管理接口

5.1一般要求

CFPx管理接口是主机和相干光模块间的主要通信接口，主机通过该接口控制和监视光模块的启动、

关闭和正常运行，相干光模块软件管理接口框图见图1。

Tx数据[3：

0]发射功能单元

监测时钟（可选）

参考时钟（可选）DSP单元

主

Rx数据[3：

0]接收功能单元

监测时钟（可选）

机

MDIO通讯

控制单元

控制及告警

电源单元

图1相干光模块软件管理接口框图

CFPx管理接口通过相干光模块连接器上的一组硬件管脚和一组软件协议来实现。CFPx管理接口的

主要协议是使用MDIO总线结构规定的、遵循IEEE802.3-2022第45章要求的通用规范。

从硬件角度来看，CFPx管理接口由以下部分组成硬件信号：2个硬件信号MDC和MDIO，多个端口地

址硬件信号和1个硬件信号GLB_ALRMn。MDC是由主机驱动的MDIO时钟线，MDIO是双向数据线，由主机和

光模块共同驱动，由数据方向决定。

从软件和协议角度来看，CFPx管理接口由MDIO管理框架、CFPx寄存器、主机控制协议以及两者之

间的信号交互组成。为了避免与IEEE802.3-2022的规定发生冲突,CFPx寄存器集目前不使用从0000h

到7FFFh的地址空间，CFPx寄存器使用从8000h到FFFFh的总计32768个地址。

5.2接口功能

3

YD/TXXXX.1-202X

CFPx管理接口功能架构符合图2要求，CFPx光模块中使用专用的MDIO逻辑块来处理高速MDIO数据，

并将CFPx寄存器集分为两个寄存器组：非易失性寄存器（NVR）和易失性寄存器（VR）。NVR连接到非

易失性存储设备，用于光模块的ID/配置数据存储。VR通过内部总线系统连接到执行主机控制命令并报

告各种数字诊断监控（DDM）数据的设备。在相干光模块中，CFPx寄存器需要使用快速存储去映射NVM

数据和DDM数据。CFPx寄存器应满足以下功能要求：

a)支持从主机和从光模块内部（如NVM和DDM数据传输）对寄存器的双重访问；

b)支持连续访问（读写）主机，并支持光模块以最高4MHz速率的快速访问；

c)支持光模块启动期间，将NVM数据加载到CFPx寄存器中，支持数据从寄存器到NVM的存储；

d)支持在光模块运行期间定期更新DDM数据。对于单网络通道应用，最大数据更新周期定义为

100ms；如果光模块通道数大于1，则DDM最大更新周期应为50×（N+1）ms，其中N为光模

块实际应用中支持的网络光通道数；

e)支持整个CFPx寄存器集设置操作，包括所有NVR和VR；

f)异常引起的MDIO总线传输中断，未完成的操作数据需要抛弃，不更新寄存器值；

g)支持端口地址在不重启光模块的情况下可动态更改。

图2CFPx管理接口功能架构

5.3MDIO管理帧结构

MDIO管理帧使用IEEE802.3-2022标准第45章节定义的帧结构进行通信，可以是地址帧或数据帧，

每帧长度为64比特，由前32位前导码和后32位命令体组成，命令体由6个部分组成，帧结构的示意见图

见图3。

4

YD/TXXXX-201X

图3CFPxMDIO管理帧结构示意

5.4CFPx端口地址兼容性

5.4.1CFPx通用地址方案

CFP光模块、CFP2光模块和CFP4光模块忽略端口地址两个最高有效位(MSB)，其有效端口地址范围

是0（00000b）～31（11111b）。

5.4.2仅限CFP2地址功能

只有当两个端口地址的最高有效位（MSB）为零时，CFP2光模块才会响应。CFP2光模块有效端口

地址范围是0(00000b)～7(00111b)，这允许将两个MSB的非零值分配给具有CFP2光模块的通用MDIO

总线上的其他设备类型。

5.4.3端口地址支持配置

NVR寄存器位(807Eh.5)用于指示光模块使用的MDIO端口地址方案。对于新的光模块，要求使

用CFPx通用地址方案。

6CFPx光模块寄存器

6.1寄存器空间

6.1.1寄存器空间概述

CFPx寄存器地址范围是8000h～FFFFh，在逻辑上分为8页，每页开始边界为8000h、9000h、

A000h、…、F000h等。每页有4096个地址，并进一步细分为32个表，每个表有128个CFPx寄存器地址。

逻辑分页主要目的是方便CFPx寄存器空间的分配和访问控制。CFPx寄存器分配应符合表1的规定，其中

A000～ABFF用于非相干光模块，B000～BFFF用于相干光模块。

5

YD/TXXXX.1-202X

表1CFPx寄存器分配

16进制16进制结分配数据位

访问类型寄存器表名称和描述

起始地址尾地址大小宽度

00007FFFN/A32768N/A保留，供IEEE802.3-2022标准使用

8000807FRO1288CFPxNVR1基本ID寄存器

808080FFRO1288CFPxNVR2扩展ID寄存器

8100817FRO1288CFPxNVR3网络通道特定寄存器

818081FFRO1288CFPxNVR4

820083FFRO4×28N/A由CFPMSA保留

8400847FRO1288供应商NVR1供应商数据寄存器1

848084FFRO1288供应商NVR2供应商数据寄存器2

850086FFRO4×1288ACONVR表1和表2

870087FFRO2×128NACFPMSA保留

8800887FR/W1288用户NVR1用户数据寄存器1

888088FFR/W1288用户NVR2用户数据寄存器2

89008EFFRO4×128N/ACFPMSA保留

保留供用户使用；访问类型和位宽度根据供应商和用户之

8F008FFFN/A2×128N/A

间的协议确定

90009FFFRO4096N/A保留，供供应商使用

A000A07FR/W12816CFPx模块VR1CFPx模块电平控制和DDM寄存器

A080A0FFR/W12816MLGVR1MLG管理接口寄存器

A100A1FFRO2×128N/ACFPMSA保留（统一修改）

A200A27FR/W12816网络通道VR1网络通道特定寄存器1

A280A2FFR/W12816网络通道VR2网络通道特定寄存器2

A300A37FR/W12816网络通道VR3网络通道n特定于供应商的FAWS寄存器

A380A3FFRO128N/ACFPMSA保留

A400A47FR/W12816主机通道VR1主机通道特定寄存器

A480ABFFRO15×128N/ACFPMSA保留

AC00AFFFRW8×12816通用数据块（CDB）寄存器

B000BFFFRW409616分配给OIFMSA-100GLH相干光模块和ACO光模块

C000FFFFRO4×4096N/ACFPMSA保留

6.1.2寄存器数据类型

6.1.2.1概述

CFPx寄存器以16位字的基本形式收集管理信息，占用一个MDIO寄存器地址。CFPx寄存器支持以下

数据类型。

6.1.2.2字节

一个字节可以表示有符号数、无符号数或8位值数组。如果CFPx寄存器只包含一个字节的数据，会

为其分配最低有效8位，保留所有最高有效8位。所有非易失性寄存器都包含一个字节，其中第7位是

最高有效位。

6.1.2.3字

字表示有符号数、无符号数或16位的数组。它也可以用作2个字节，最高有效字节（MSB）占用从

15到8位。最低有效字节（LSB）占用从7到0位。所有易失性寄存器都包含一个字，其中第15位是最高

有效位。

6.1.2.4位域

一个CFPx寄存器可以包含一个或多个比特位域。位域由一个或多个比特位组成，可以表示一个

数字或位值数组。如果位域表示一个数字，则具有最高位号的位是表示最高有效位。

6

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6.1.2.5二进制补码

有符号字节使用时，都默认使用二进制补码。对于16位有符号字，最高有效位（第15位）作

为符号位，例如+32767的值为7FFFh，-32768的值为8000h。二进制补码形式的有符号字节的位

组合和数值示例见表2。

表2二进制补码字节数据的比特位

BIT7

BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0值

（符号位）

01111111=+127

00000001=+1

00000000=0

11111111=-1

10000001=-127

10000000=-128

6.2非易失性寄存器（NVR）

非易失性寄存器的起始地址为8000h，用于存储光模块ID信息、配置数据以及光模块供应商和光模

块最终用户存储的其他数据。所有NVR表都是在低8位空间填充数据，高8位空间保留。完全填充的NVR

表格最多需要128字节的NVM进行备份。

光模块NVR1表用于存储基本ID数据，光模块NVR2表用于存储告警/警告阈值，光模块NVR3表用于存

储网络通道特定数据，NVR4表用于存储主机通道特定数据，光模块供应商NVR1寄存器地址为8400-

847Fh，光模块供应商NVR2寄存器地址为8480-87FFh；用户NVR1表寄存器地址为8800-887Fh，用户NVR

2表寄存器地址为8880-88FFh。用户NVR1表和用户NVR2表分配给光模块用户用来存储数据。用户对这些

寄存器表拥有完全的读/写权限。所有填充的CFPxNVR表均应由物理非易失性存储器（NVM）备份。在

光模块初始化时，NVR寄存器内容通过存储在NVM中的值进行加载。

CFPx光模块供应商管理CFPxNVR表的内容。从8F00h开始的两个表分配给用户专用。本文件不指定

或限制这些寄存器的使用。这些用户专用寄存器的使用需通过CFPx光模块最终用户和CFPx光模块供应

商之间的额外协议进行约束。

NVR寄存器详细信息应符合附录A。

6.3易失性寄存器（VR）

易失性寄存器的起始地址为A000h，所有VR寄存器都包含16位数据和未使用的位。一个完全填充的

表最多需要256字节物理内存。对于VR寄存器，没有NVM备份，但指定了它们初始值。

该寄存器表包含命令/设置、光模块控制、链路控制、光模块状态、FAWS(故障/告警/警告/状态)、

FAWS汇总和其他DDM相关的寄存器。所有寄存器均被赋予初始值，以确保正确启动条件。

光模块VR1表用于存储命令/设置/控制/故障告警状态信息，MLGVR1包含配置和监控多链接变速箱

特性的寄存器，网络通道VR1寄存器是网络通道FAWS寄存器，网络通道VR2寄存器是网络通道控制寄

存器，网络通道VR3寄存器是网络通道供应商特殊FAWS寄存器，主机通道VR1寄存器是主机通道FAWS、

数据、控制寄存器，CDB实施寄存器。

9000h页专门为CFPx光模块供应商保留，以满足开发和实施需求。

所有保留的CFPx寄存器和CFPx寄存器中的所有保留位都应为“只读”，并应读取为全零。写

入保留的CFPx寄存器将失效。特定光模块类型未使用通道相关的CFPx寄存器应被视为保留。

VR寄存器详细信息应符合附录B。

7CFPx光模块控制和信号

7

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7.1CFPx光模块控制和信号概述

CFPx光模块10种状态见表3，其中5种是稳态，5种是瞬态；与光模块状态转换相关的6个信号见表4；

影响CFPx光模块状态的硬件管脚见表5。

表3CFPx光模块的10种状态

状态状态描述状态性质

ResetState复位状态稳态

InitializeState初始化状态瞬态

Low-PowerState低功耗状态稳态

High-Power-upState高功耗启动状态瞬态

TX-OFFState发射关闭状态稳态

TX-TURN-ONState发射开启状态瞬态

ReadyState就绪状态稳态

TX-Turn-offState发射机关断状态瞬态

High-Power-DownState高功耗关闭状态瞬态

FaultState故障状态稳态

表4与光模块状态转换相关的信号

信号名称信号描述说明

MOD_ABS光模块在位信号无对应MDIO寄存器

GLB_ALRM光模块全局告警信号CFPx内部信号，是GLB_ALRMn的反转信号

INIT_DONE光模块上电初始化完成信号CFPx内部信号

HIPWR_ON光模块高功耗状态信号CFPx内部信号

MOD_READY光模块就绪状态信号同ReadyState

MOD_FAULT光模块故障状态信号同FaultState

表5影响CFPx光模块状态的硬件管脚

符号输入或输出逻辑电平功能描述

TX_DIS输入3.3VLVCMOS光模块发射关闭

MOD_LOPWR输入3.3VLVCMOS光模块低功耗

MOD_RSTn输出3.3VLVCMOS光模块复位

GLB_ALRMn输出3.3VLVCMOS全局告警

MDIO输入或输出1.2VLVCMOSMDIO数据

MDC输入1.2VLVCMOSMDIO时钟

MOD_ABS输出3.3VLVCMOS光模块不在位告警

PRG_ALRM1输出3.3VLVCMOS可编程告警默认值1：HIPWR_ON

PRG_ALRM2输出3.3VLVCMOS可编程告警默认值2：MOD_READY

PRG_ALRM3输出3.3VLVCMOS可编程告警默认值3：MOD_FAULT

7.2CFPx光模块状态切换信号

7.2.1光模块复位状态信号（MOD_RSTs）

CFPx光模块复位状态信号（MOD_RSTs）组合逻辑关系表达式如公式（1）：

MOD_RSTs=NOTMOD_RSTnOR(SoftModuleReset)ORVcc_Reset…………(1)

式中：

8

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MOD_RSTn——光模块硬复位管脚信号；

SoftModuleReset——光模块软复位寄存器位，在光模块复位时清除；

Vcc_Reset——光模块内部产生的逻辑信号，由于Vcc的原因产生的复位。

Vcc_Reset含义如下；

Vcc_Reset=1表示光模块供电电压Vcc低于规定阈值；

Vcc_Reset=0表示光模块供电电压Vcc在输入电压范围内。

Vcc_Reset是阈值电压，低于该阈值时，光模块保持复位，高于该阈值时，可初始化。

Vcc_Reset的阈值一般由光模块供应商定义，并且低于Vcc低电压告警阈值(808Eh)。

7.2.2光模块低功耗状态信号（MOD_LOPWRs）

CFPx光模块低功耗状态信号（MOD_LOPWRs）组合逻辑关系表达式如公式（2）：

MOD_LOPWRs=MOD_LOPWROR(SoftModuleLowPower)OR

HW_Interlock……………（2）

式中：

MOD_LOPWR——低功耗状态，光模块硬件输入管脚信号；

SoftModuleLowPower——光模块寄存器位，在复位状态下失效；

HW_Interlock——硬件互锁，状态定义如下：

HW_Interlock=0表示光模块功耗≤主机制冷能力；

HW_Interlock=1表示光模块功耗>主机制冷能力。

HW_Interlock(硬件互锁)是光模块的功耗等级与主机散热能力之间比较结果的一个内部逻辑数值。

主机散热能力取决于硬件管脚HW_IL_MSB和HW_IL_LSB的数值。管脚硬件互锁是为了防止高功耗带来的

其他危险。

一般情况下，光模块初始状态下对HW_IL_MSB和HW_IL_LSB硬件管脚进行采集。为确保采集数据的

可靠性，主机应保持HW_IL_MSB和HW_IL_LSB信号有效，直到初始化状态完成。光模块将这些值存储在

变量HW_IL_Inputs中。在光模块退出初始化状态后，主机可以随时重新更改PRG_CNTLn输入管脚。

当MOD_LOPWR输入管脚和SoftModuleLowPower寄存器位都失效时，光模块随后将变量

HW_IL_inputs与其设计的功耗等级（8001h.7/6）进行比较，比较结果将更新HW_Interlock状态。如果

HW_Interlock状态为“1”（不会转换到故障状态），则光模块将保持在低功耗状态。相反，如果

HW_Interlock的状态为“0”，则光模块将转移到高功耗状态。

主机在管理功率等级大于3的CFP2光模块时，在MOD_ABS引脚失效时保持MOD_LOPWR输入引脚有效。

当达到MOD_LOPWR状态时，主机应通过MDIO总线查询光模块，并检查从807Eh寄存器读出的CFP2功

耗等级是否与主机制冷能力匹配。只有在上一次检查得到正确响应后，才能从主机上解除MOD_LOPWR输

入管脚的禁用。

CFP4和CFP8封装光模块的硬件规格中已经取消了这些硬件管脚，光模块功耗等级信息应通过MDIO

寄存器读取。

7.2.3发射禁用状态信号（TX_DISs）

发射禁用状态信号TX_DISs组合逻辑关系表达如公式(3)

TX_DISs=TX_DISORSoftTXDisable…(3)

式中：

TX_DIS——禁止发射硬件管脚信号；

SoftTXDisable——禁止发射的软件信号，源自CFPx寄存器B010h.13位，此位在光模块复位时被

9

YD/TXXXX.1-202X

清零。

7.3光模块状态信号

7.3.1光模块在位信号（MOD_ABS）

MOD_ABS是光模块硬件信号，向主机报告已插入CFPx光模块，无对应的MDIO寄存器。

7.3.2光模块全局告警信号（GLB_ALRM）

GLB_ALRM是CFPx光模块内部信号，是GLB_ALRMn的反转信号。GLB_ALRMn是硬件信号，作为对主机

的中断请求，在光模块运行期间报告FAWS的发生。在CFPxFAWS启用寄存器（A028h到A02Ch）位启用

的前提下，当CFPx光模块检测到CFPxFAWS锁存寄存器（A022h到A026h）中任一位有效时，它应使

GLB_ALRM有效。当主机读取相应的锁存CFPx寄存器时，GLB_ALRM被清除。

7.3.3光模块上电初始化完成信号（INIT_DONE）

INIT_DONE是光模块内部生成的状态信号，由CFPx寄存器位来表示，指示光模块初始化完成。该

信号专用于光模块启动过程，并在退出InitializeState时有效。INIT_DONE在MOD_RSTs有效之前，一

直保持有效状态。

7.3.4光模块高功耗状态信号（HIPWR_ON）

HIPWR_ON是CFPx内部生成的状态信号，由CFPx寄存器位表示。

HIPWR_ON=TX-Off或Turn-TX-on或Ready或TX-Turn-off

当光模块退出High-Power-up状态时，HIPWR_ON有效，当光模块不处于低功耗状态时，HIPWR_ON一

直有效。

7.3.5光模块就绪状态信号（MOD_READY）

MOD_READY等同于光模块状态寄存器中就绪状态。当光模块进入就绪状态时，MOD_Ready有效，且

只要CFPx光模块处于就绪状态，就绪状态位就会保持有效状态。

7.3.6光模块故障状态信号(MOD_FAULT)

当光模块进入故障状态时，MOD_FAULT有效，并且只要CFPx模块处于故障状态，MOD_FAULT就会保

持有效状态。

7.4CFPx光模块工作状态

7.4.1概述

在光模块启动及关闭过程中，定义了10种CFPx光模块工作状态，其中5种是稳定态，另外5种是瞬

时态。通过主机与光模块间的硬件握手信号，让光模块在各种状态之间切换，以完成光模块的启动及

关闭工作。除了复位状态和初始化状态外，主机可以读取CFPx寄存器模块状态和光模块状态锁存器以

确定读取时的光模块状态。

7.4.2复位状态(ResetState)

在光模块接到主机的MOD_RSTs信号、光模块上电、光模块插入带电槽位三种情况下，光模块进入

复位状态，等待主机释放MOD_RSTs信号，光模块即离开复位状态，开始启动。

CFPx光模块复位导致任何可能包含模块控制功能和可重置的数字电路的复位，MDIO接口将保持在

高阻抗状态，所有主机读取都返回“FFFFh”，主机写入将不起作用。在这种状态下，所有电路都处于

低功耗模式，并在MOD_RSTs有效时保持复位状态。当CFPx光模块已经在连接器中时，MOD_RSTs有效可

用于解决任何硬件挂起。

10

YD/TXXXX-201X

7.4.3初始化状态(InitializeState)

主机释放MOD_RSTs信号后，光模块离开复位状态，进入初始化状态（瞬态）。在这个过程中，光

模块完成控制电路及MDIO通讯接口的初始化。初始化完成后，光模块通过GLB_ALRM管脚通知主机，光

模块即可进入其他状态。光模块初始化状态的最大执行时间为2.5s。

CFPx光模块应在初始化期间保持MDIO接口处于高阻抗状态，所有主机读取都返回“FFFFh”，所有

主机写入都失效。

初始化完成后，所有NVR加载NVM值，VR初始化。A/D值寄存器应使用实时值读取。所有允许的FAWS

寄存器应包含有效数据。然后，CFPx光模块应释放MDIO接口，并有效GLB_ALRM位，以提醒主机该MDIO

进入就绪状态。

在初始化退出时，CFPx光模块应进入低功耗状态。如果初始化失败，则应进入故障状态。初始化

状态是一种瞬态，最大初始化时间为2.5s。

7.4.4低功耗状态(Low-PowerState)

MOD_LOPWRs管脚可控制光模块进入并保持在低功耗状态。在低功耗状态下，仅MDIO接口和控制电

路处于工作状态。所有其他高功耗电路应处于低功耗状态。在这种状态下，物理层断电，无法进行环

回。低功耗状态为稳态，在MOD_LOPWRs失效后，应退出到高功耗启动状态。

7.4.5高功耗启动状态(High-Power-upState)

当主机释放MOD_LOPWRs信号，主机将CFPx光模块从低功耗状态驱动到高功耗启动状态。在此状态

下，CFPx光模块开启功能工作模式，所有硬件控制环路进入工作状态。

在退出高功耗启动时，光模块置位HIPWR_ON信号告知主机，然后应进入发射关闭状态。如果通电

过程失败，CFPx光模块应进入故障状态，并解除HIPWR_ON。

高功耗启动状态是一种瞬态，完成该过程所需的时间因光模块而异，具体取决于应用。光模块供

应商应在最大高功耗时间（CFPx寄存器8072h）中指定相应的最大停留时间，以备主机读取。

7.4.6发射关闭状态(TX-OFFState)

当主机使TX_DISs信号有效时，CFPx光模块关闭所有通道的发射，进入并保持在发射关闭状态。在

TX-OFFState下，所有网络通道中的发射均关闭，但光模块的所有其他部分仍保持高功耗和全功能状

态。

发射关闭状态是一种稳态，在TX_DISs失效时，它应从发射关断状态退出到发射开启状态，或者在

MOD_LOPWRs或MOD_RSTs有效时，它应退出到高功耗关闭状态。

7.4.7发射开启状态(TX-TURN-ONState)

主机通过从发射关闭状态转换到TX_DISs信号失效时，将CFPx光模块驱动至发射开启状态。

TX_DISs有效会导致全局操作，关闭所有网络通道上的所有发射。

在这种状态下，CFPx光模块根据单个网络通道TX_DIS（硬件）控制CFPx寄存器中的配置启用或

禁用通道。光模块进入发射开启状态后，禁用的通道应保持禁用状态。

更改TX_DISs不会影响单个网络通道TX_DIS控制CFPx寄存器。成功打开所需发射后，CFPx光模块应

使MOD_READY有效并通知主机。CFPx光模块应进入就绪状态。如果由于任何故障条件导致开启发射过程

失败，CFPx光模块应进入故障状态，并保持MOD_READY失效。

发射开启是一种瞬态，完成该过程所需的时间因光模块而异，具体取决于应用。光模块供应商应

应在发射开启状态时间寄存器8073h写入，以备主机读取。

7.4.8就绪状态(ReadyState)

CFPx光模块离开发射开启状态，置位MOD_READY信号与主机握手，通知主机，光模块启动完成，光

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模块进入就绪状态，可以通讯和进入工作状态。在此状态下，CFPx光模块已准备好传递数据。所有

MDIO、DDM和其他功能都功能正常。

就绪状态是一种稳态，主机MOD_RSTs信号、MOD_LOPWRs信号、TX_DISs信号和故障条件，会使光模

块从就绪状态，切换到相应状态。光模块软件需实时检测这些信号，并设置相关寄存器位，控制光模

块状态切换。

7.4.9发射关断状态(TX-Turn-offState)

主机使TX_DISs、MOD_LOPWRs或MOD_RSTs信号有效，将CFPx光模块驱动至发射关断状态。在这种状

态下，CFPx光模块关闭所有网络通道发射，而不考虑单个网络通道TX_DISControl寄存器中的设置。

发射关断状态是一种瞬态，最大停留时间为2.5s。光模块软件应在此时间内，完成状态切换。

7.4.10高功耗关闭状态(High-Power-DownState)

CFPx光模块通过MOD_LOPWRs信号或MOD_RSTs信号有效的转换进入高功耗关闭状态。在此状态下，

CFPx光模块会关闭所有高功耗电路，只保留基本的控制环路和MDIO接口通讯功能，此时总功耗保持在

2W以下。

光模块在高功耗关闭状态切换完成后，应释放HIPWR_ON信号，通知主机光模块已完成此状态内的

工作，可进入下一状态。依据MOD_RSTs信号状态，光模块选择进入低功耗状态或复位状态。高功耗关

闭状态是一种瞬态，光模块软硬件配合完成高功耗关闭状态切换，在此状态的最大停留时间为2.5s，

光模块软件应在此时间内完成状态切换。

7.4.11故障状态(FaultState)

当光模块故障状态寄存器B016h有效后，CFPx光模块进入故障状态。进入该状态后，CFPx光模块应

立即释放MOD_READY信号，并置位MOD_READY相关寄存器，通知主机有错误发生。光模块应置于低功耗

模式，以避免可能造成永久性损坏。主机可以通过询问CFPxFAWS汇总寄存器和其他寄存器来进一步诊

断故障。

在这种状态下，物理层断电，无法进行环回。

故障状态为稳态，在MOD_RSTs有效后，应退出复位状态。

7.5CFPx光模块状态转换过程

7.5.1光模块状态转换图

主机可以通过控制MOD_RSTn、MOD_LOPWR和TX_DIS三个硬件管脚信号，通过逻辑组合，实现光模块

状态切换，将光模块从复位状态切换到就绪状态。

主机与光模块启动及关闭过程的状态切换应符合图4要求。

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图4CFPx光模块启动和关闭期间的状态转换图

当TX_DISs在就绪状态（ReadyState）下有效时，CFPx光模块应进入发射关断瞬时状态（TX-

Turn-offState），然后过渡到发射关断稳态（TX-offState）。

当MOD_LOPWRs在就绪状态（ReadyState）下有效时，CFPx光模块应依次进入发射关断瞬时状态

（TX-Turn-offState）和高功耗关闭瞬时状态（High-Power-downState），然后进入低功耗稳态

（Low-PowerState）。

当MOD_RSTs处于就绪状态时，CFPx光模块应首先进入发射关断瞬时状态（TX-Turn-offState），

再进入高功耗关闭瞬时状态（High-Power-downState），然后再进入复位状态(ResetState)。当出

现一个或多个故障情况(FaultCondition(s))时，CFPx光模块应进入故障状态(FaultState)。

受光模块状态转换影响的信号行为见表6，表中列出的四个信号中，GLB_ALRM驱动GLB_ALRMn管脚。

在光模块启动期间，GLB_ALRMn向主机发出初始化完成的信号。

信号HIPWR_ON、MOD_READY和MOD_FAULT是CFPx内部生成的信号，是可编程告警管脚PRG_ALRMx的默

认值。

被分配的CFPx寄存器位可以执行与硬件控制输入管脚相同的功能。此外，光模块状态和模块状态

锁存寄存器提供当前模块状态和状态历史记录。

表6受光模块状态转换影响的信号行为

CFPx模块状态

信号发射关断发射发射关断

复位初始化低功耗高功耗启动就绪高功耗关闭故障

（稳态）打开（瞬态）

GLBALRMD*D*AA/DA/DA/DA/DA/DA/DA/D

HIPWR_OND*D*DDAAAADD

MOD_READYD*D*DDDDADDD

MOD_FAULTD*D*DDDDDDDA

注1：D*=失效，由内部硬件初始化完成信号（INIT_DONE）决定；

注2：A/D=有效或失效取决于主机的读取清零和主机启用状态；

注3：A=有效；

注4：D=失效。

注5：GLB_ALRM是GLB_ALRMn管脚的内部补充，如果MOD_RSTs有效，则GLB_ALRM应该失效。光模块

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启动时，HIPWR_ON、MOD_READY和MOD_FAULT分别默认为PRG_ALRM1、PRG_ALRM2和

PRG_ALRM3管脚。

7.5.2CFPx光模块启动和关闭顺序示例

7.5.2.1光模块自启动

光模块在没有主机转换控制下自启动，在这种情况下，主机不参与光模块的启动过程，主机上电

时，即将Vcc供电电压使能，同时释放MOD_RSTn、MOD_LOPWR和TX_DIS三个启动控制管脚，设置CFPx光

模块初始条件，使光模块自启动。

连接器硬件管脚的交错排列使接地管脚和Vcc管脚率先接触CFPx光模块。当Vcc可用时，光模块的

上拉/下拉电阻使能MOD_RSTn、MOD_LOPWR和TX_DIS。随着光模块插入，MOD_RSTn和TX_DIS与主机接触

从而释放。最后，MOD_ABS和MOD_LOPWR接通。这就导致MOD_LOPWR引脚释放。因此，主机应用于CFPx光

模块的初始条件生效。

光模块自启动过程应符合图5要求。

图5光模块自启动转换控制

在这些初始条件下，CFPx光模块经历复位、初始化、高功耗启动、发射关闭、发射开启状态，最

后进入就绪状态。在此过程中，CFPx光模块会依次将GLB_ALRM、HIPWR_ON和MOD_READY信号有效。这些

信号分别通知主机光模块初始化和MDIO可用性完成、光模块完全通电和光模块就绪。

本文件指定了两个寄存器，分别是高功耗启动时间（MaximumHigh-Power-upTime）和最大发射

开启时间（MaximumTX-Turn-onTime）。当进程监控信号不需要或不可用时，主机使用这两个参数来

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确定在每个阶段读取HIPWR_ON和MOD_READY的等待时间，光模块供应商应提供这两个寄存器数值。

7.5.2.2主机完全控制光模块启动

主机通过MOD_LOPWRs和Tx_DISs，控制光模块状态切换，控制光模块从低功耗状态到就绪状态。主

机完全控制光模块启动过程应符合图6要求。

图6主机完全控制光模块启动过程

7.5.2.3主机部分控制光模块启动

在光模块启动前，主机只释放MOD_RSTs和Tx_DISs控制信号。光模块进入低功耗状态后，主机通过

读取全局告警锁存寄存器，清除光模块全局告警，然后再释放MOD_LOPWR控制信号，此后，光模块进入

启动过程，并完成启动。主机部分控制光模块启动示例应符合图7要求。

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图7光模块启动顺序示例3

7.5.2.4光模块关闭

光模块拔出操作首先导致MOD_ABS和MOD_LOPWR有效。由于光模块被拔出，MOD_RSTn有效，CFPx光

模块随后进入发射关断状态和高功耗关闭状态。在这些事件之间，CFPx光模块依次失效MOD_READY、

HIPWR_ON和GLB_ALRM信号，并进入复位状态，最后断开Vcc。

光模块关闭顺序应符合图8要求。

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图8光模块关闭过程

7.5.3光模块仅开启发射/接收

CFPx光模块还定义了额外的特殊操作模式，如仅发射和仅接收，标准操作模式为双向，单向操作

是可选的。CFPx寄存器光模块增强选项寄存器标识了特定模块支持可选操作模式。

需要在仅接收模式下为光模块通电时，主机需要使TX_DIS信号有效，并根据需要保留其他控制信

号。通过这种方式，CFPx光模块将通电至TX-Off状态，并使用HIPWR_ON通知主机已准备好接收数据。

光模块仅启动发射关闭状态顺序示例应符合图9要求。仅发射模式与正常工作模式没有区别，只是主机

会要求CFPx光模块禁止电输出。

图9光模块仅启动发射关闭状态顺序示例

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7.6光模块全局告警

主机通过采集光模块的全局告警寄存器，获取光模块告警信息。全局告警寄存器，关联所有FAWS

寄存器，FAWS寄存器包括：

——状态寄存器：反映光模块当前实时告警状态；

——锁存寄存器：锁存状态寄存器的告警；

——启用寄存器：控制对应告警位的上报。

FAWS寄存器中所有告警均对应状态、锁存、启用三个寄存器，且此三种寄存器中，寄存器位是一

一对应的。光模块全局告警相关寄存器应符合表7要求。

表7全局告警相关寄存器

寄存器描述CFPx寄存器地址

汇总寄存器

全局告警汇总A018h

状态寄存器

光模块状态A016h

光模块一般状态A01Dh

光模块故障状态