XGMII, XAUI, XFI/SFI와 AUI 계열: 10G부터 800G까지

10기가비트부터는 호스트와 모듈 사이의 인터페이스가 시리얼 레인 묶음이 되며, 그 이름 자체가 레이트, 레인 수, 변조 방식을 알려줍니다: SFI는 10G NRZ 레인 1개, CAUI-4는 25G 레인 4개, 400GAUI-8은 50G PAM4 레인 8개, 800GAUI-8은 100G PAM4 레인 8개입니다. 모듈은 이 묶음을 정확히 받아들여 리타이밍하거나 증폭한 뒤, 자신의 광 레인에 매핑해야 합니다 — 광 레인의 개수는 다를 수 있습니다. 이 페이지는 인터페이스 목록, 칩 간 연결과 칩-모듈 간 연결의 구분 및 그 컴플라이언스 지점, 그 배경이 되는 OIF CEI 규격, 전기-광 레인 매핑, 세대별로 신호 컨디셔닝을 누가 담당하는지를 다룹니다.

10기가비트

인터페이스	형태	위치	참고
XGMII(Cl. 46)	방향별 32비트 데이터 + 4비트 제어, 156.25 MHz DDR, 신호 74개	MAC과 PCS 사이 온칩	≤ 7 cm, 오늘날에는 보드에 쓰이지 않음
XAUI(Cl. 47)	4레인 × 3.125 GBd, 8b/10b	MAC/XGXS ↔ PHY, XENPAK, X2, XPAK 모듈	PCB 최대 50 cm, 모듈용으로는 더 이상 쓰이지 않음
RXAUI	2 × 6.25 GBd	ASIC ↔ PHY(Marvell)	핀을 절약한 XAUI
XFI(XFP MSA)	1 × 10.3125 GBd, 64b/66b	호스트 ↔ XFP	모듈에 CDR 내장 — 리타이밍되는 인터페이스(XFP)
SFI(SFF-8431)	1 × 10.3125 GBd, 64b/66b	호스트 ↔ SFP+	모듈은 보통 CDR 없이 리미팅 또는 리니어 방식이며 호스트 SerDes가 등화를 담당, 컴플라이언스 지점은 B(호스트 출력), C(모듈 출력), D(호스트 입력)(SFP+)
10GBASE-KR(Cl. 72)	링크 트레이닝을 포함한 1 × 10.3125 GBd	백플레인, ASIC ↔ 10GBASE-T PHY	AN Clause 73
USXGMII	1 × 10.3125 GBd, 레이트 적응	ASIC ↔ 멀티기가 PHY	SGMII & 시리얼 기가비트

SFI의 “리니어” 옵션은 10GBASE-LRM을 실어 날랐습니다: 모듈은 왜곡된 멀티모드 신호를 선형으로 그대로 전달하고, 호스트의 전자적 분산 보상(EDC)이 이를 정리합니다 — 오늘날 LPO 개념의 원조입니다.

25, 40, 50기가비트

인터페이스	레인	표준	케이지
25GAUI	1 × 25.78125 GBd NRZ	Annex 109A(C2C), 109B(C2M)	SFP28
XLAUI	4 × 10.3125 GBd	Annex 83A/B	QSFP+(40GBASE-LR4 등)
XLPPI	4 × 10.3125, 리타이밍하지 않는 병렬 물리 인터페이스	Annex 86A	CDR 없는 QSFP+ SR4/CR4
50GAUI-2	2 × 26.5625 GBd NRZ	Annex 135B/C	QSFP28(2 × 50G 브레이크아웃), SFP56(일부)
50GAUI-1	1 × 26.5625 GBd PAM4	Annex 135D/E	SFP56, 50GBASE-SR/FR/LR 모듈

100기가비트

인터페이스	레인	표준	케이지
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, 리타이밍 없음	SR4용 Annex 86A 방식	CDR 없는 QSFP28 SR4(드묾)
100GAUI-4	4 × 26.5625 GBd NRZ(RS-FEC(544) 프레이밍 포함)	Annex 135D/E	100GBASE-CR4/KR4 KP4 모드의 QSFP28
100GAUI-2	2 × 53.125 GBd PAM4	Annex 135F/135G(C2M)	QSFP56의 100G 레인, 2 × 100G 브레이크아웃, 2레인 호스트용 DR/FR1 모듈
100GAUI-1	1 × 106.25 GBd PAM4	Annex 120F/120G(C2M)(802.3ck)	QSFP112, 레인당 100G의 OSFP, SFP112

200, 400, 800기가비트

인터페이스	레인	표준	케이지
200GAUI-8	8 × 26.5625 GBd PAM4	Annex 120B/C	200G 모드의 QSFP-DD(드묾)
200GAUI-4	4 × 53.125 GBd PAM4	Annex 120D/120E(C2M)	QSFP56, OSFP/QSFP-DD 2 × 200G
200GAUI-2	2 × 106.25 GBd PAM4	Annex 120F/G	QSFP112 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, OSFP 400G, 800G 포트의 절반
800GAUI-8	8 × 106.25 GBd PAM4	802.3df 부속서(C2C/C2M)	OSFP, QSFP-DD800
800GAUI-4 / 1.6TAUI-8	4 / 8 × 212.5 GBd PAM4	802.3dj(진행 중)	OSFP224, OSFP-XD, QSFP-DD1600

C2C 대 C2M과 컴플라이언스 지점

	칩 간(C2C)	칩-모듈 간(C2M)
경로	같은 보드 위 또는 커넥터를 건너간 ASIC ↔ ASIC/PHY	ASIC → 호스트 PCB → 케이지 커넥터 → 모듈 PCB → 모듈 IC
전송 거리	최대 ~25–50 cm(NRZ), PAM4에서는 더 짧음	호스트 트레이스 ~10–15 cm + 커넥터
테스트 포인트	칩 핀의 TP0/TP5	TP1(모듈 커넥터에서의 호스트 출력), TP1a(기준 채널 통과 후 = 모듈 입력), TP4(커넥터에서의 모듈 출력), TP4a(호스트 채널 통과 후의 호스트 입력)
모듈의 역할	—	TP4에서 출력 규격(아이, 지터, TDECQ류 지표)을 충족해야 하며, TP1a에서 규정된 스트레스 아이 상태의 호스트 신호를 견뎌야 함
리타이밍	양쪽 칩이 모두 리타이밍	모듈이 리타이밍(CDR/DSP)하거나, 리니어(LPO) 방식으로 호스트에 의존

호스트 보드는 C2M 기준 채널에 맞춰 검증됩니다. 호스트 트레이스가 길거나 손실이 큰 경우(고집적 800G 스위치)가 스위치 보드에 리타이머와 기어박스가 등장하는 이유입니다(스위치 내부 구조).

IEEE 부속서 뒤의 OIF CEI

OIF CEI	레이트/변조	대응하는 IEEE 표준	전송 거리 등급
CEI-28G-VSR	28 GBd NRZ	CAUI-4 C2M	초단거리(모듈)
CEI-28G-SR / -MR / -LR	28 GBd NRZ	CAUI-4 C2C / 백플레인	단/중/장거리(백플레인)
CEI-56G-VSR-PAM4	56 GBd PAM4	400GAUI-8 / 200GAUI-4 C2M	모듈
CEI-56G-MR/LR-PAM4	56 GBd PAM4	200GBASE-KR4급	백플레인
CEI-112G-VSR-PAM4	112 GBd PAM4	400GAUI-4 / 800GAUI-8 C2M	모듈
CEI-112G-XSR / -MR / -LR	112 GBd PAM4	다이 간 / C2C / 백플레인	—
CEI-112G-Linear-PAM4	112 GBd PAM4	LPO 호스트 인터페이스	모듈, 리니어
CEI-224G(진행 중)	224 GBd PAM4	800GAUI-4 / 1.6TAUI-8	—

OIF가 전기적 규격 범위를 발행하며, IEEE 부속서는 이를 참조하거나 이에 맞춥니다.

전기 레인 대 광 레인

모듈	전기(호스트)	광(라인)	모듈 내 변환
10GBASE-LR SFP+	1 × 10G	1 λ × 10G	없음
40GBASE-LR4	4 × 10G	4 λ × 10G	없음(WDM 다중화기)
100GBASE-SR4 / LR4	4 × 25G NRZ	광섬유 4가닥 / 4 λ × 25G	없음
100GBASE-DR / FR1 / LR1	4 × 25G NRZ	1 λ × 100G PAM4	기어박스 + PAM4 DSP(4:1)
QSFP112의 100G(100GAUI-1)	1 × 100G PAM4	1 × 100G PAM4	리타이밍만
200GBASE-FR4	4 × 50G PAM4	4 λ × 50G PAM4	리타이밍
400GBASE-DR4 / FR4	8 × 50G PAM4	광섬유 4가닥 / 4 λ × 100G PAM4	DSP 내부에서 기어박스 2:1
400GBASE-SR8	8 × 50G PAM4	광섬유 8가닥 × 50G PAM4	리타이밍
400GAUI-4 호스트의 400G	4 × 100G PAM4	4 × 100G PAM4	리타이밍(또는 LPO 리니어)
800G-DR8 / 2×FR4	8 × 100G PAM4	광섬유 8가닥 / 2 × 4 λ × 100G	리타이밍
800G-DR4(200G/λ)	8 × 100G PAM4	4 × 200G PAM4	기어박스 2:1
1.6T-DR8(OSFP224)	8 × 200G PAM4	8 × 200G PAM4	리타이밍

기어박스 때문에 400G-DR4 모듈은 8–10 W를 소비하고 400G-SR8은 그보다 적게 소비하며, CMIS가 애플리케이션마다 호스트와 미디어 인터페이스 ID를 따로 나열하는 이유이기도 합니다(CMIS).

누가 신호를 컨디셔닝하는가

세대	모듈 내부	호스트 측
10G SFP+(SFI)	리미팅 앰프 또는 리니어 TIA, 대부분 CDR 없음	CTLE/DFE 등화를 갖춘 SerDes, LRM용 EDC
10G XFP(XFI)	CDR	일반 SerDes
25G SFP28, 100G QSFP28	Tx와 Rx에 CDR(우회 가능: SFF-8636 바이트 98/99)	SerDes FFE/DFE, 모듈의 제어 바이트에서 프리엠퍼시스 설정 가능(SFF-8636 page 03h 234–241: Rx 출력 진폭/엠퍼시스, Tx 입력 등화)
PAM4 200G–800G	FFE/DFE/MLSE를 갖춘 DSP 리타이머, CMIS를 통한 호스트 측 등화기 설정(page 10h/11h Tx 입력 EQ, Rx 출력 진폭/프리커서/포스트커서)	SerDes DSP
LPO 400G/800G	리니어 드라이버와 TIA, DSP 없음	스위치 ASIC의 SerDes DSP가 채널 전체를 보상, 호스트는 LPO를 지원하고 직결되어야 함(DSP와 LPO)
리타이밍 대 리니어 AEC/ACC 케이블	AEC: 플러그에 DSP, ACC: 리니어 증폭기	위와 동일(케이블 내부 구조)

레이트 선택과 CDR 우회 제어: 레이트와 애플리케이션 선택, CDR.

CodingBox에서

SFF-8636 모듈의 경우 CodingBox는 CDR 탑재 비트, 레이트 선택 기능, 등화/엠퍼시스 제어 바이트를 보여줍니다. CMIS 모듈의 경우 호스트 인터페이스 ID(CAUI-4, 400GAUI-8, 100GAUI-1…)를 미디어 인터페이스 ID와 짝지은 애플리케이션 표를 보여주는데, 이는 호스트가 레인 수와 변조 방식을 정하는 데 쓰는 선언입니다. 400GAUI-8만 광고하는 모듈은 광학 성능이 아무리 좋아도 400GAUI-4(QSFP112급) 포트에서는 동작하지 않습니다(Check transceiver, CMIS 상위 페이지).

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