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万兆揭示光纤通讯发展方向

每一次以太网速度提高10倍，企业和运营商的结构化配线层次也经历相似的转变。所提供的最高速度，仍然受困于量小且价高，这与骨干网的任务有关。以成熟的速度转移到高密度聚合交换机，在那里多链路汇合到配线柜或中心局之中。

　　设计工程师密切关注100Gbps以太网，过去遗留的为10Gbps链路开发的收发器模块和物理层芯片却也一直困扰他们。从局部来看，这是自上世纪80年代以来困扰光纤通信的串与并之争的反映。IEEE 802.3以太网工作组的态度一直是拓展网络的带宽，因而批准了针对不同应用的各种物理层标准。

　　在许多场合，这些标准有助于使双绞铜线、同轴电缆和光纤共存。可是，在10Gbps以太网中，那意味着收发器要采用许多封装类型，包括X2、Xenpak、Xpak和XFP，其中没有一种满足最初为Fibre Channel市场设计的小形状因子可拔插(SFP)封装的微小占位空间要求。为此，以太网支持者已经走出IEEE并回到美国国家标准协会的T11技术委员会，以寻求模块开发的新思路。由此他们提出了T11的SFP+格式。

　　在城域以太网应用中普遍采用与XFP连接在一起的10Gbps收发器，采用SFP+格式可以将其缩小为SFP的大小，并用于2.5Gbps网络中。为了实现这一点，要把通常与光电子一起嵌入到模块之中的逻辑芯片(如电子散射补偿EDC和时钟/数据恢复芯片)放置在用户卡中，置于收发器之外。

　　收发器供应商Picolight公司的市场幅总裁Vidya Sharma表示：“如果我要将最大数量的10Gbps端口包装在一个类似比萨饼盒的格式之中，我可能不会在意收发器是否完全集成，更重要的问题是将10Gbps通道以最有效和最具有成本效益的方式汇聚到小空间中。”

　　重新思考光互连将让元件供应商和OEM双双获益，Finisar公司销售和市场副总裁Todd Swenson表示，继续盘存X2、Xenpak和XFP模块已经难以提出正当理由，他说：“SFP+可能不是迷人的解决方案，但是，人们一致认为对外形增值的疯狂追逐行为到了该收场的时候了。”

　　SFP+除了缩小收发器的占位空间，还有许多其它意义。Molex公司市场总监Tom Marrapode指出，SFP+可能从根本上改变用户卡和交换处理器的电路板布局布线，因为它在电路板上采用高速串行布线来替代多条并行实现(通常为4个2.5Gbps通道)。Molex在近日举办的光纤通信大会(Optical Fiber Communication Conference)上演示了一块板，让设计工程师看到了不同的封装类型、布线长度和针对10Gbps设计的多元架构。

　　把某些电子部分放置在收发器模块之外，可能容许更有效地利用散射补偿和时钟功能，因为一个器件可以服务多个端口。新入道的ClariPhy Communications公司正在用SFP+来设计其EDC芯片，以便在Scintera公司、 Applied Micro Circuits公司(AMCC)、Infinera公司及其它公司强势进攻的散射补偿市场中独辟蹊径。ClariPhy将把SFP+设计到新兴的以太网市场之中，包括LRM、针对多模光纤的长距离标准模块以及为了实现长/短距离单模光纤的LR和SR标准模块等。

　　ClariPhy公司首席执行官观察发现，长久以来人们一直假设应该采用一个“硅光基准”模型将光接口与光子元件及半导体器件紧密集成，但是，通道均衡成为了XFP之类较新模块中无法解决的问题。
遗留模块

　　收发器行业仍然在沿用Xenpak和Xpak/X2模块，这些模块采用内部设计的4位并行Xaui(10G附加单元接口)。在上世纪90年代，这种设计看来对于用户卡布线是有意义的，因为在电路板上处理2.5Gbps的布线比处理10Gbps的串行布线要容易。但是，Broadcom公司和其它公司开创的信号调理技术打破了这种平衡。

　　Xenpak模块的体积最大且最耗电，其外形达到4.8×1.4×0.7英寸，耗电达到11W。Xenpak的大小足以直接适配PCI总线接口，可安装到一个短的PCI卡上。Xpak的大小减少到2.7×1.4×0.4英寸，功耗减少到4W。

　　XFP是第一个采用10Gb串行XFI内部接口的模块，而不是采用4个2.5Gb通道。在许多用户卡中，XFP仍然要与一个串行器/解串器配合使用，因为在电路板上走10Gb信号线有困难，尽管情况正在发生变化。XFP的大小与Xpak类似，但是XFP更薄，只有0.7英寸；功耗被减少到2W，但是，该功耗数值并不包括串行器/解串器(Serdes)的功耗。XFP已经成为长距离边沿和城域系统的宠儿，但是，因为XFP与Serdes的复合成本与Xpak的成本没有什么差异，所以大批量转向XFP用户卡的情况一直没有出现。
　　驱动SFP+发展的主要因素是功耗低。Redfern Integrated Optics公司在给T11做的一次介绍中，演示了如何在一个1,550nm SFP+设计中利用平面外部腔激光技术将静态功耗从XFP的1W削减为SFP+的0.6W，因此，有源发射功率可以从2W减少到1W。

　　有一段时间，创新型企业如BitBlitz Communications公司(于2004年被Intersil收购)曾经设法推进以4通道同轴电缆替代堆栈模块和短距离服务器群。CX-4标准原打算采用一个Xaui接口与4对屏蔽双绞电缆配合，可是，大多数OEM和数据中心的IT经理们拒绝在结构化双绞铜线(5E或6类)和多模光纤之间做任何的媒介评级。

　　在ANSI中的T11技术委员会为了把SFP+变成4Gbps和8Gbps Fibre Channel的传输工具已经工作了几个季度。由于许多存储区域网络开发商转向以太网组帧协议，对于以太网设计工程师来说，参加T11会议并探讨SFP+是有意义的。

　　但是Finisar公司Swenson表示：“SFP+要替代整个X系列产品却并非易事，要考虑的问题很多，如你设计的是何种用户卡或交换卡？你要实现什么功能？对收发器的取舍类似于对光纤或铜线的选择，目前尚无定论。”

　　Applied Micro Circuits公司的传输市场总监Neal Neslusan指出，许多早期基于XFP和其它X派生产品的解决方案在诸如城域和边沿接入之类的WAN市场中仍将可行，“但是关注SFP+的原因在于，”他说，“当企业网考虑包含LAN、服务器和分布式群的时候，企业网对10Gb以太网的应用量的增加会导致WAN市场萎缩。无论何时，只要一个占优势地位的设备供应商对接口作出抉择，那就会拉动整个行业；而思科正在企业网中采用SFP+，这不仅对工作组交换会产生影响，而且会对服务器接口产生影响。”

　　把某些芯片功能从光模块中分离出来的趋向并不会对AMCC造成大的影响，Neslusan指出，因为该公司在XFP模块中的时钟/数据恢复设计并未取得成功。而AMCC有几款采用XFP的Serdes设计已经取得成功，但是Serdes器件已经被放置在XFP接口模块之外。

　　Neslusan表示：“确实，随着SFP+走进设计之中，在用户卡上直接走10Gb布线的设计将出现越来越多，可是，这跟试图将10Gb串行接口设计到ASICs之中的芯片供应商是背道而驰的。我们所看到的情况是：我们的Serdes芯片从用户卡中分离出来被安装在主板上，以便于人们保留其控制逻辑的并行接口，而不必承受重新设计ASIC所带来的痛苦和成本。”

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