INDICE DEFINICIONES PREVIAS. Small Form-Factor Pluggable Transceiver MultiSource Agreement. SERDES

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1 INDICE DEFINICIONES PREVIAS INTERFACES OPTICOS COMERCIALES SFP (Small Factor Pluggable) Introducción. Small Form-Factor Pluggable Transceiver MultiSource Agreement. Descripción Funcional. Integración Host Board SERDES Circuitos Integrados Lógica Programable. DEFINICIONES PREVIAS FORM FACTOR define características muy básicas de un dispositivo placa base para que pueda integrarse dentro de un sistema mas complejo, al menos, física y eléctricamente. Naturalmente, éste no es suficiente para garantizar la interconexión de dos componentes, pero es el mínimo necesario. Las características definidas en un form factor son: La forma del dispositivo: cuadrado o rectangular. Sus dimensiones físicas exactas: ancho y largo. La posición de los anclajes.. Las áreas donde se sitúan ciertos componentes. En concreto, las ranuras de expansión y los conectores etc. La forma física del conector de la fuente de alimentación. Las conexiones eléctricas de la fuente de alimentación, es decir, cuantos cables requiere la placa base de la fuente de alimentación, sus voltajes y su función.

2 DEFINICIONES PREVIAS DATACOM: Trafico de datos transmitido usando los protocolos FibreChannel y Ethernet. TELECOM: Trafico transmitido usando los protocolos SONET/SDH. TRANSCEIVERS OPTICOS: Módulos integrados que incorporan un transmisor óptico láser y un fotodiodo como receptor. Estos módulos convierten la señal de eléctrica a óptica y viceversa, y la envian-reciben a través de una pareja de cables de fibra óptica. Los transceiver tienen una interfaz eléctrico serie. TRANSPONDER ÓPTICOS: Módulos integrados que incorporan un transmisor óptico láser y un fotodiodo como receptor. Estos módulos convierten la señal de eléctrica a óptica y viceversa, y la envían-reciben a través de una pareja de cables de fibra óptica. Los transceiver tienen una interfaz eléctrico paralelo. HOT-SWAPPABLE: Módulos que pueden ser insertados o desconectados de forma manual mientras el equipo esta encendido. INDICE DEFINICIONES PREVIAS INTERFACES OPTICOS COMERCIALES SFP (Small Factor Pluggale) Introducción. Small Form-Factor Pluggable Transceiver MultiSource Agreement. Descripción Funcional. Integración Host Board SERDES Circuitos Integrados Lógica Programable.

3 SMALL FACTOR PLUGGABLE (SFP) SFP: Small Form Factor Pluggable. Transceiver óptico compacto utilizado tanto para telecomunicaciones como transferencia de datos. Su competido es soportar el interfaz entre la host board de un equipo, ya sea un swich router o un dispositivo silmilar,con el par de cables de fibra óptica. Son diseñados par ser hotswappable. El SFP transceiver esta definido por un estándar definido por una asociación de fabricantes MSA, por lo que son fácilmente intercámbiables y reemplazables. y disponen de una serie de accesorios estándar (jaulas y conectores). SMALL FACTOR PLUGGABLE (SFP) Sfp están diseñados para soportar SONET, GigaBit Ethernet, Fibre Channel y otros estándar de comunicación. Aplicaciones DATACOM: Ethernet Gigabit Ethernet, 1x/2x/4x Fibre Channel Aplicaciones TELECOM: OC-3/STM-1. OC-12/STM-4. OC-48/STM-16. OTRAS CARACTERISTAS: Rango de operación 3.3 V. Distancias de mas de 100 Km. Ancho rango de operación de temperaturas. Carcasa metálica para baja radiación electromagnética. Diagnostico digital El Estándar se ha ampliado a SFP+ el cual soporta trafico de hasta de 10 Gbits( 8 gigabit Fibre Channel y 10GBE).

4 SMALL FORM FACTOR (SFF) SFF: Small Form Factor: Son transceiver diseñados para alcanzar bit rates de hasta 4G/s. Son físicamente compactos y directamente soldables a la placa del dispositivo. Los hay disponibles en varias configuraciones, incluyendo los estándar industriales 2x5, 2x6, 2x7, 2x10 tanto de onda corta como de onda larga Aplicaciones DATACOM: Gigabit Ethernet, 1x/2x/4x Fibre Channel. Aplicaciones TELECOM OC-3/STM-1 OC-12/STM-4 OC-48/STM-16. Otras características Rango de operación 3.3 V. Distancias de mas de 80 Km. Ancho rango de operación de temperaturas. Carcasa metálica para baja radiación electromagnética. Diagnostico digital GBIC: Gigabit interface converter Convertidores de Interfaz Gigabit, es un transmisor-receptor que convierte las señales eléctricas, entre los adaptadores del transportador anfitrión (dispositivos similares del canal y de Ethernet de fibra), y las señales eléctricas u ópticas convenientes para la transmisión. Los convertidores de interfaz del gigabit, permiten que los diseñadores obtengan un tipo de dispositivo y que lo adapten para el cobre u otros usos ópticos. El GBIC estándar es no propietario y esta definido por el SFF Committee en el documento SFF Aplicaciones DATACOM Gigabit Ethernet 1x/2x Fibre Channel Aplicaciones TELECOM. OC-3/STM-1 OC-12/STM-4 OC-48/STM-16 Otras caracteristicas. Distancias de hasta 160 km. Disponible el diagnostico digital.

5 XFP: (10 Gigabit Small Form FactorPluggable) XFP: (10 Gigabit Small Form FactorPluggable) es hot-swappable. Con valores típicos d operación de:850nm, 1310nm o 1550nm, para un data rate de10 Gigabit por segundos. Soporta SONET/SDH, Fibre Channel, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet entre otras aplicaciones, incluidas DWDM links. Incluye la posibilidad de diagnostico digital, similar al incluido en la norma SFF-8472 pero mas extenso, con el fin de proveer al diseñador de una herramienta mas robusta. El interfaz eléctrico de XFI viene especificado en la norma XFP Multi Source Agreement specification, el cual ha sido desarrollado por XFP Multi Source Agreement Group. Aplicaciones DATACOM : 10 Gigabit Ethernet 10x Fibre Channel Aplicaciones TELECOM OC-192/STM-64 Otras características Soporta bit rates de mas de 11.1 Gb/s. Distancias de hasta 80 km. XPACK XPAK es un form factor estándar para transponders ópticos de 10 Gb/s fiber, los cuales son usados para transferencias de datos desde los 10.3 Gb/s hasta los 10.5 Gb/s. Esta sujeto a un protocolo específico(es decir no es transparente al protocolo(10g Ethernet o 10G Fibre Channel son algunos de los protocolos soportados). Los transponders de tipo XPAK son usados en aplicaciones datacom únicamente, y su principal ventaja es el pequeño tamaño con respecto a otros 10G transponder form factors como XENPAK y X2. Su interfaz eléctrico con la placa host esta también estandarizado y recibe el nombre de XAUI Aplicaciones DATACOM: 10 Gigabit Ethernet 10x Fibre Channel Otras características Rango de tensiones:1.2 V, 3.3 V y 5 V. Soporta data rates de hasta 10.5 Gb/s Distancias de hasta 10 km. Diagnostico digital.

6 X2 X2 es un estándar form factor para transponders ópticos de 10 Gb/s fiber, los cuales son usados para transferencias de datos desde los 10.3 Gb/s hasta los 10.5 Gb/s. Esta sujeto a un protocolo específico(es decir no es transparente al protocolo(10g Ethernet o 10G Fibre Channel son algunos de los protocolos soportados). Los transponders de tipo XPAK son usados en aplicaciones DATACOM únicamente, y son mas pequeños que los transponders XENPAK. Su interfaz eléctrico con la placa host esta también estandarizado y recibe el nombre de XAUI Aplicaciones DATACOM: 10 Gigabit Ethernet 10x Fibre Channel Otras características: Rango de tensiones:1.2 V, 3.3 V y 5 V. Soporta data rates de hasta 10.5 Gb/s Distancias de hasta 10 km. Diagnostico digital. 200-Pin Transponder Standard form factor para transpoder de 10 Gbps con conectores de 200 pines. Especificaciones estan referidas al protocolo Sonet para varias distancias y 10-Gig Ethernet para los estandars 300m, 10km, y 40km.

7 300-Pin Transponder Es la MSA con mayor soporte en la actualidad. Las especificaciones estan definidas para 10-Gig Sonet y aplicaciones DWDM, con varios rangos definidos por los transponders 1310nm y 1550nm. The MSA define un conector de 300 pines con comunicacion por via I2C communications para realiza el contol del módulo transponder. La misma configuración puede ser definida para 300-pin, 40-Gbit/s MSA Aplicaciones TELECOM OC-768/STM-256 Otras caracteristicas Soporta datas rates de hasta 40 Gb/s Distancias de hasta 2 km Rango de Temperatura de operación: 0 C to 70 C Monotorizable y controlable via I2C Cumple estándar industriales: ITU-T, SFI-5, 300-pin MSA. INDICE DEFINICIONES PREVIAS INTERFACES OPTICOS COMERCIALES SFP (Small Factor Pluggale) Introducción. Small Form-Factor Pluggable Transceiver MultiSource Agreement. Descripción Funcional. Integración Host Board SERDES Circuitos Integrados Lógica Programable.

8 SMALL FACTOR PLUGGABLE (SFP) SFP: Small Form Factor Pluggable. Transceiver óptico compacto utilizado tanto para telecomunicaciones como transferencia de datos. Su competido es soportar el interfaz entre la host board de un equipo, ya sea un swich router o un dispositivo similar,con el par de cables de fibra óptica. Son diseñados par ser hotswappable. El SFP transceiver esta definido por un estándar definido por una asociación de fabricantes MSA, por lo que son fácilmente intercámbiales y reemplazables. y disponen de una serie de accesorios estándar (jaulas y conectores). SMALL FACTOR PLUGGABLE (SFP) Sfp están diseñados para soportar SONET, GigaBit Ethernet, Fibre Channel y otros estándar de comunicación. Aplicaciones DATACOM: Ethernet Gigabit Ethernet, 1x/2x/4x Fibre Channel Aplicaciones TELECOM: OC-3/STM-1. OC-12/STM-4. OC-48/STM-16. OTRAS CARACTERISTAS: Rango de operación 3.3 V. Distancias de mas de 100 Km. Ancho rango de operación de temperaturas. Carcasa metálica para baja radiación electromagnética. Diagnostico digital El Estándar se ha ampliado a SFP+ el cual soporta trafico de hasta de 10 Gbits( 8 gigabit Fibre Channel y 10GBE).

9 SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Objetivos: Establecer un transceiver óptico estándar que soporte los protocolos mas usados en Fibra Óptica como: DATACOM: Fiber Channel, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet. TELECOM: SONET, SDH. Se establecen uniformidad para estos transceiver en cuanto a: Dimensiones de encapsulado. Sistema de conexión eléctrica. Host Board Layout Interfaz eléctrico. Front Panel Bezel Requerimientos. SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Objetivos: Se busca obtener un modulo transceiver que sea intercambiable independientemente del fabricante.

10 SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Conceptos Generales: Las dimensiones indicadas en los apartados referentes al encapsulado no deben exceder las dimensiones máximas indicadas en los apartados referentes al encapsulado para asegurar una intercambiabilidad mecánica. Las especificaciones eléctricas y ópticas deben ser compatibles con las enumeradas en los estandars correspondientes: IEEE 802.3z Gigabit Ethernet Estándar. ITU G.957 Synchronous Digital Hierarchy Standard. Aceptan los siguientes conectores ópticos: Duplex LC. MT-RJ SG SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) INTERFAZ MECÁNICO

11 SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) INTERFAZ MECÁNICO SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) INTERFAZ MECÁNICO

12 SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Conector eléctrico: El transceiver SFP contiene una tarjeta de circuito integrado la cual mantiene correspondencia univoca con el conector SFP. Los pad están diseñados siguiendo un contacto secuenciado Primer contacto- Contactos de Tierra. Segundo plano: Contactos de Potencia. Tercer Plano: Contactos referidos a señales de transmisión. SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) INTERFAZ MECÁNICO

13 SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) HOST BOARD LAYOUT SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Etiquetado de SFP Transceivers: Cada SFP debe estar correctamente etiquetado. El etiquetado completo del transceiver no es necesario que sea visible cuando este se encuentre conectado. El etiquetado debe incluir Información relativa a su fabricación. Part number identificador. Características de los puertos externos. El etiquetado puede incluir Información de la longitud de onda. Data rate. Interfaces soportados.

14 SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Conector Eléctrico: El conector SFP tiene 20 contactos,y se trata de un conector de ángulo recto para montaje en panel. SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Carcasa de ensamblaje: La carcasa de ensamblaje consta de dos partes: Carcasa inferior, la cual esta soldada a la tarjeta receptora. Carcasa superior, la cual será soldada a la carcasa inferior después del ensamblaje

15 SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Definición de Pines. El pinout únicamente es aplicable a aplicaciones gigabit data rate datacom. Las señales del conector deben ser conectadas a tierra cuando el Sfp sea desconectado de la host board. Los pines diferenciales de transmisión recepción de datos deben ser conectados a resistencias de terminación de 100 Ohmios. SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Descripción de las señales: TX-Fault: Indica un fallo en el láser. Nivel alto: Fallo en el Láser Nivel Bajo: Funcionamiento del Láser normal. TX-Disable: Desconecta el transmisor óptico Nivel alto: Transmisor desconectado. Nivel Bajo: Transmisor conectado. MOD-DEF MOD-DEF 0: Indica si el modulo esta presente MOD-DEF 1:Señal de reloj del interfaz serie. MOD-DEF 2: Señal de datos del interfaz serie

16 SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Descripción de las señales: LOSS: Indica una caída de la potencia recibida. Nivel alto: Error en recepción. Nivel Bajo: Recepción normal. RD -/+: Líneas de recepción diferencial Deben tener una resistencia terminadora de 100 Ohmios. RD -/+: Líneas de recepción diferencial Deben tener una resistencia terminadora de100 Ohmios SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Interfaz Serie: SFP ID serie nos da acceso a una sofisticada información que describe: Capacidades del transceiver. Interfaces Estándar. Fabricación. El interfaz usa el protocolo 2 cables CMOS EEPROM definido por ATMEL AT24C01A/02/04. Cuando el protocolo serie es activado el host genera la señal de reloj. Los flancos de subida graban en la EEPROM. Los flancos de bajada envían datos de la EEPROM. La señal de datos SDA es un señal bidirecional para la transferencia serie.

17 SMALL FORM-FACTOR PLUGABBLE (SFP) Interfaz Serie: CMOS EEPROM nos proporciona un acceso a memoria secuencial o aleatorio de 8 bits, direccionando la memoria desde la dirección 0x h hasta la máxima dirección de la memoria. Los datos se transmiten ordenados, siendo el bit mas significativo el enviado en primer lugar. El reloj de transmisión de datos podrá alcanzar una velocidad como máximo de 100 MHz. INDICE DEFINICIONES PREVIAS INTERFACES OPTICOS COMERCIALES SFP (Small Factor Pluggale) Introducción. Small Form-Factor Pluggable Transceiver MultiSource Agreement. Descripción Funcional. Integración Host Board SERDES Circuitos Integrados Lógica Programable.

18 DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DESCRIPCIÓN FUNCIONAL Módulo Transmisor-Óptico Láser tipo TOSA, fuente de luz de 850 nm VCSEL. Láser Driver. Circuito controlador de Potencia un diodo monitor PIN Módulo Receptor-Óptico. Receptor Óptico ROSA: Fotodiodo pin +preamplificador. Circuito cuantificador. Circuito detector de perdida de señal.

19 Transmisor eléctrico: Señal eléctrica serie de tipo LVPECL (TD+ y TD ). Señales de Control: Tx Disable. Tx Fault. Receptor eléctrico: DESCRIPCIÓN FUNCIONAL Señal eléctrica serie de tipo LVPECL (RD+ y RD ). Señales de Control: LOSS.

20 DESCRIPCIÓN FUNCIONAL Módulo de Diagnostico: Genera señales alerta, alarmas Se almacenan en la EEPROM junto con valores característicos del transceiver. Interfaz de comunicación serie. INDICE DEFINICIONES PREVIAS INTERFACES OPTICOS COMERCIALES SFP (Small Factor Pluggale) Introducción. Small Form-Factor Pluggable Transceiver MultiSource Agreement. Descripción Funcional. Integración Host Board SERDES Circuitos Integrados Lógica Programable.

21 INTEGRACIÓN HOST BOARD INTEGRACIÓN HOST BOARD Las señales eléctricas de recepción/transmisión del sfp transceiver, provienen de un circuito eléctrico, el cual es capaz de manipularlas de manera que alcancen la funcionalidad prevista. Los circuitos eléctricos convencionales no pueden trabajar a velocidades tan elevadas como los transceiver, por la señal serie debe ser paralelizada a la salida del transceiver. Al paralelizarse la señal aumenta en cuanto anchura de bus y disminuye en cuanto a frecuencia, siendo así posible su tratamiento por circuitos electrónicos de tipo: ASIC FPGA El circuito eléctrico encargado de realizar la conversión serie/paralelo o paralelo serie recibe el nombre de SERDES.

22 INDICE DEFINICIONES PREVIAS INTERFACES OPTICOS COMERCIALES SFP (Small Factor Pluggale) Introducción. Small Form-Factor Pluggable Transceiver MultiSource Agreement. Descripción Funcional. Integración Host Board SERDES Circuitos Integrados Lógica Programable. SERDES Circuito Integrado que convierte los datos de paralelo a serie y viceversa. Transmisión: Conversión Serie-Paralelo. Recepción: Paralelo-Serie. Facilitan la transmisión de datos paralelos entre dos puntos, reduciendo el numero de conexiones a realizar. La conexión es de tipo Full-Duplex, es posible la transmisión recepción simultanea. Usos: Sistemas Gigabit Ethernet. Routers Wireless. Sistemas de Comunicaciones Ópticas.

23 SERDES Un Serializador/Deserializador esta compuesto por una pareja de bloques. Conversión Paralelo-Serie (PISO). Una visión simplificada consistiría en un registro desplazador, el cual registra los datos paralelos con el reloj paralelo y los transmite sincronizados con el reloj serie. Conversión Serie Paralelo (SIPO). Los datos serie recibidos son almacenados hasta que ocurre l siguiente flanco del reloj paralelo El reloj serie puede ser recuperado a partir de los datos usando técnicas de recuperación de reloj SERDES La utilización de Serdes es a menudo combinada con la utilización de codificadores 8B/10B Propósito es localizar las transiciones menos estadísticas del data rate para poder realizar la recuperación de reloj de una forma más sencilla. El control del código permite fragmentar, típicamente al principio de los paquetes Interfaz típico 1 reloj 1 línea de control 8 líneas de datos.

24 SERDES Parámetros de los Serdes: Entradas/Salidas. Data Rate del Interfaz. Densidad y nivel de integración. Generación de reloj Recuperación del reloj de datos Integridad de la señal Funcionalidad propia del protocolo Encoder/decoder Rango de Temperatura Nivel de tensión y Tolerancias. SERDES: Circuito Integrado Existen Circuitos Integrados Específicos en los que se implementa un Serdes. Están asociados a uno varios protocolos específicos. Se implenta el circuito transmisor y receptor para cada canal. Pueden ser usados directamente controlando una conexión punto a punto o bien como interfaz de transceivers ópticos. Ejemplo: Agilent HDMP-1687

25 SERDES: Circuito Integrado Todos los canales son independientes Cada canal esta diseñado para transmitir y recibir 10 bits de datos a través de las señales eléctricas de alta velocidad Tx PLL clock:genera todas las señales de reloj internas necesarias para el bloque de transmisión. Esas señales estan basadas en la señal de referencia RFCT. Frame Mux: Acepta los 10 bits paralelo y los transforma gracias a las señales de reloj generadas internamente en tramas serie SERDES: Circuito Integrado Serial Output Select: Provee de un lazo interno de alta velocidad opcional para la realización de test. Serial Output Select: Determina cual de las señales del lazo interno se usan. RX PLL/clock recovery: El responsable de la recuperación de reloj de los datos recibidos. Serial Input Sampler: Convierte la señal serie de entrada en una señal serie de alta velocidad. Frame demux, byte sync: Se encargan de restaurar la señal paralela de 10 bits a partir de la señal serie. También son los encargados de reconocer el carácter coma K28.5, realizando un realineamiento a partir de este byte.

26 SERDES: Lógica Programable.