XGMII、XAUI、XFI/SFI 与 AUI 系列：从 10G 到 800G

从 10 Gigabit 起，主机与模块之间的接口就是一束串行通道（lane），名称本身就说明速率、通道数和调制方式：SFI 是 1 条 10G NRZ 通道，CAUI-4 是 4 条 25G 通道，400GAUI-8 是 8 条 50G PAM4 通道，800GAUI-8 是 8 条 100G PAM4 通道。模块必须原样接收这一束信号，进行重定时或放大，再映射到自己的光通道上——光通道数量可能并不相同。本文列出各代接口、 chip-to-chip 与 chip-to-module 的区别及其合规点、背后的 OIF CEI 规范、电通道与光通道的映射关系，以及每一代由谁承担信号调理。

10 Gigabit

接口	形式	位置	说明
XGMII (Cl. 46)	每个方向 32 位数据 + 4 位控制，156.25 MHz 下的 DDR，74 个信号	MAC 与 PCS 之间，片内	≤ 7 cm；如今已不用于板卡
XAUI (Cl. 47)	4 条通道 × 3.125 GBd，8b/10b	MAC/XGXS ↔ PHY；XENPAK、X2、XPAK 模块	PCB 上最长 50 cm；模块方面已淘汰
RXAUI	2 × 6.25 GBd	ASIC ↔ PHY（Marvell）	省引脚版 XAUI
XFI（XFP MSA）	1 × 10.3125 GBd，64b/66b	主机 ↔ XFP	模块内置 CDR——属于重定时接口（XFP）
SFI（SFF-8431）	1 × 10.3125 GBd，64b/66b	主机 ↔ SFP+	模块通常是限幅型或不带 CDR 的线性型；均衡由主机 SerDes 完成；合规点 B（主机输出）、C（模块输出）、D 在主机输入端（SFP+）
10GBASE-KR（Cl. 72）	1 × 10.3125 GBd，带链路训练	背板；ASIC ↔ 10GBASE-T PHY	AN Clause 73
USXGMII	1 × 10.3125 GBd，速率自适应	ASIC ↔ 多千兆 PHY	SGMII 与串行千兆

SFI 的“线性”选项承载 10GBASE-LRM：模块把失真的多模信号线性地传过去，由主机端的电色散补偿（EDC）来清理——这正是今天 LPO 思路的前身。

25, 40, 50 Gigabit

接口	通道	标准	笼子
25GAUI	1 × 25.78125 GBd NRZ	Annex 109A（C2C）、109B（C2M）	SFP28
XLAUI	4 × 10.3125 GBd	Annex 83A/B	QSFP+（40GBASE-LR4 等）
XLPPI	4 × 10.3125，不重定时的并行物理接口	Annex 86A	不带 CDR 的 QSFP+ SR4/CR4
50GAUI-2	2 × 26.5625 GBd NRZ	Annex 135B/C	QSFP28（2 × 50G 拆分），部分 SFP56
50GAUI-1	1 × 26.5625 GBd PAM4	Annex 135D/E	SFP56、50GBASE-SR/FR/LR 模块

100 Gigabit

接口	通道	标准	笼子
CAUI-10	10 × 10.3125 GBd	Annex 83A/B	CFP、CXP、100GBASE-SR10
CAUI-4	4 × 25.78125 GBd NRZ	Annex 83D（C2C）、83E（C2M）	QSFP28、CFP2/CFP4
CPPI-4	4 × 25.78，不重定时	针对 SR4 的 Annex 86A 风格规范	不带 CDR 的 QSFP28 SR4（少见）
100GAUI-4	4 × 26.5625 GBd NRZ（带 RS-FEC(544) 成帧）	Annex 135D/E	QSFP28，工作于 100GBASE-CR4/KR4 KP4 模式
100GAUI-2	2 × 53.125 GBd PAM4	Annex 135F/135G（C2M）	QSFP56 的 100G 通道、2 × 100G 拆分、主机为 2 通道的 DR/FR1 模块
100GAUI-1	1 × 106.25 GBd PAM4	Annex 120F/120G（C2M）（802.3ck）	QSFP112、每通道 100G 的 OSFP、SFP112

200, 400, 800 Gigabit

接口	通道	标准	笼子
200GAUI-8	8 × 26.5625 GBd PAM4	Annex 120B/C	工作于 200G 模式的 QSFP-DD（少见）
200GAUI-4	4 × 53.125 GBd PAM4	Annex 120D/120E（C2M）	QSFP56、OSFP/QSFP-DD 的 2 × 200G
200GAUI-2	2 × 106.25 GBd PAM4	Annex 120F/G	QSFP112 的 2 × 200G、OSFP
400GAUI-16（CDAUI-16）	16 × 26.5625 GBd NRZ	Annex 120B/C	CFP8
400GAUI-8（CDAUI-8）	8 × 53.125 GBd PAM4	Annex 120D/120E（C2M）	QSFP-DD、OSFP（400G）
400GAUI-4	4 × 106.25 GBd PAM4	Annex 120F/120G（C2M）	QSFP112、400G 的 OSFP、800G 端口的一半
800GAUI-8	8 × 106.25 GBd PAM4	802.3df 附录（C2C/C2M）	OSFP、QSFP-DD800
800GAUI-4 / 1.6TAUI-8	4 / 8 × 212.5 GBd PAM4	802.3dj（制定中）	OSFP224、OSFP-XD、QSFP-DD1600

C2C 与 C2M，及其合规点

	芯片到芯片（C2C）	芯片到模块（C2M）
路径	同一板卡上或跨连接器的 ASIC ↔ ASIC/PHY	ASIC → 主机 PCB → 笼子连接器 → 模块 PCB → 模块 IC
距离	NRZ 下约 25–50 cm，PAM4 下更短	约 10–15 cm 主机走线 + 连接器
测试点	芯片引脚处的 TP0/TP5	TP1（模块连接器处的主机输出）、TP1a（经过参考信道之后＝模块输入）、TP4（连接器处的模块输出）、TP4a（经主机信道后的主机输入端）
模块的职责	—	必须在 TP4 满足输出规范（眼图、抖动、类 TDECQ 指标），并能承受 TP1a 处规定应力眼图下的主机信号
重定时	两端芯片都重定时	模块重定时（CDR/DSP）——或为线性（LPO）并依赖主机

主机板卡是按 C2M 参考信道来认证的；主机走线过长或损耗过大（高密度 800G 交换机常见）正是交换机板卡上出现重定时器和齿轮箱的原因（交换机内部结构）。

IEEE 附录背后的 OIF CEI

OIF CEI	速率 / 调制	IEEE 等效项	传输距离等级
CEI-28G-VSR	28 GBd NRZ	CAUI-4 C2M	极短距（模块）
CEI-28G-SR / -MR / -LR	28 GBd NRZ	CAUI-4 C2C / 背板	短 / 中 / 长距（背板）
CEI-56G-VSR-PAM4	56 GBd PAM4	400GAUI-8 / 200GAUI-4 C2M	模块
CEI-56G-MR/LR-PAM4	56 GBd PAM4	200GBASE-KR4 一类	背板
CEI-112G-VSR-PAM4	112 GBd PAM4	400GAUI-4 / 800GAUI-8 C2M	模块
CEI-112G-XSR / -MR / -LR	112 GBd PAM4	die-to-die / C2C / 背板	—
CEI-112G-Linear-PAM4	112 GBd PAM4	LPO 主机接口	模块，线性
CEI-224G（制定中）	224 GBd PAM4	800GAUI-4 / 1.6TAUI-8	—

OIF 发布电气包络规范；IEEE 附录引用或与之对齐。

电通道与光通道

模块	电通道（主机）	光通道（线路）	模块内转换
10GBASE-LR SFP+	1 × 10G	1 λ × 10G	无
40GBASE-LR4	4 × 10G	4 λ × 10G	无（WDM 复用）
100GBASE-SR4 / LR4	4 × 25G NRZ	4 芯光纤 / 4 λ × 25G	无
100GBASE-DR / FR1 / LR1	4 × 25G NRZ	1 λ × 100G PAM4	齿轮箱 + PAM4 DSP（4:1）
QSFP112 上的 100G（100GAUI-1）	1 × 100G PAM4	1 × 100G PAM4	仅重定时
200GBASE-FR4	4 × 50G PAM4	4 λ × 50G PAM4	重定时
400GBASE-DR4 / FR4	8 × 50G PAM4	4 芯光纤 / 4 λ × 100G PAM4	DSP 内 2:1 齿轮箱
400GBASE-SR8	8 × 50G PAM4	8 芯光纤 × 50G PAM4	重定时
400GAUI-4 主机上的 400G	4 × 100G PAM4	4 × 100G PAM4	重定时（或 LPO 线性）
800G-DR8 / 2×FR4	8 × 100G PAM4	8 芯光纤 / 2 × 4 λ × 100G	重定时
800G-DR4（200G/λ）	8 × 100G PAM4	4 × 200G PAM4	2:1 齿轮箱
1.6T-DR8（OSFP224）	8 × 200G PAM4	8 × 200G PAM4	重定时

正因为有齿轮箱，400G-DR4 模块功耗才达到 8–10 W，而 400G-SR8 更低；也正因如此，CMIS 才会按应用分别列出 host 和 media 两种接口 ID（CMIS）。

由谁做信号调理

代际	在模块内	在主机上
10G SFP+（SFI）	限幅放大器或线性 TIA；多数不带 CDR	带 CTLE/DFE 均衡的 SerDes；LRM 用 EDC
10G XFP（XFI）	CDR	普通 SerDes
25G SFP28、100G QSFP28	Tx 和 Rx 均带 CDR（可旁路：SFF-8636 byte 98/99）	SerDes FFE/DFE；预加重可通过模块控制字节编程（SFF-8636 page 03h 234–241：Rx 输出幅度/加重、Tx 输入均衡）
PAM4 200G–800G	带 FFE/DFE/MLSE 的 DSP 重定时器；主机侧均衡设置通过 CMIS 下发（page 10h/11h 的 Tx 输入 EQ、Rx 输出幅度/前游标/后游标）	SerDes DSP
LPO 400G/800G	线性驱动器和 TIA，无 DSP	由交换机 ASIC 的 SerDes DSP 补偿整条信道；主机必须支持 LPO 并直连（DSP 与 LPO）
重定时型与线性型 AEC/ACC 线缆	AEC：插头内置 DSP；ACC：线性放大器	同上（线缆内部结构）

速率选择与 CDR 旁路控制参见：速率与应用选择、 CDR。

在 CodingBox 中

对 SFF-8636 模块，CodingBox 显示 CDR 存在位、速率选择能力和均衡/加重控制字节；对 CMIS 模块，则显示应用表——host 接口 ID（CAUI-4、400GAUI-8、100GAUI-1……）与 media 接口 ID 的对应关系，这正是主机用来选择通道数和调制方式的声明。一个只声明 400GAUI-8 的模块，无论光学部分多好，都无法在 400GAUI-4（QSFP112 类）端口上运行（Check transceiver、CMIS 上层页）。

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