XGMII, XAUI, XFI/SFI และตระกูล AUI: ตั้งแต่ 10G ถึง 800G

ตั้งแต่ 10 กิกะบิตขึ้นไป อินเทอร์เฟซระหว่างโฮสต์กับโมดูลคือชุดของเลนอนุกรมรวมกัน และชื่อของมันก็บอกอัตราเร็ว จำนวนเลน และการมอดูเลตไว้ในตัว ได้แก่ SFI คือเลน NRZ 10G หนึ่งเลน, CAUI-4 คือสี่เลนที่ 25G, 400GAUI-8 คือแปดเลน PAM4 ที่ 50G, 800GAUI-8 คือแปดเลน PAM4 ที่ 100G โมดูลต้องรับชุดสัญญาณนั้นให้ตรงเป๊ะ รีไทม์หรือขยายสัญญาณ แล้วแมปลงบนเลนแสงของตัวเอง ซึ่งอาจมีจำนวนต่างออกไป หน้านี้รวบรวมอินเทอร์เฟซทั้งหมด ความแตกต่างระหว่างชิปต่อชิปกับชิปต่อโมดูล พร้อมจุดตรวจสอบความสอดคล้องของแต่ละแบบ ข้อกำหนด OIF CEI ที่อยู่เบื้องหลัง การแมปเลนไฟฟ้าไปเป็นเลนแสง และใครเป็นผู้ปรับสภาพสัญญาณในแต่ละรุ่น

10 กิกะบิต

อินเทอร์เฟซ	รูปแบบ	ที่ไหน	หมายเหตุ
XGMII (Cl. 46)	ข้อมูล 32 บิต + ควบคุม 4 บิตต่อทิศทาง, DDR ที่ 156.25 MHz, 74 สัญญาณ	บนชิประหว่าง MAC กับ PCS	≤ 7 cm; ปัจจุบันไม่พบบนบอร์ดแล้ว
XAUI (Cl. 47)	4 เลน × 3.125 GBd, 8b/10b	MAC/XGXS ↔ PHY; โมดูล XENPAK, X2, XPAK	PCB สูงสุด 50 cm; เลิกใช้กับโมดูลแล้ว
RXAUI	2 × 6.25 GBd	ASIC ↔ PHY (Marvell)	XAUI แบบประหยัดพิน
XFI (XFP MSA)	1 × 10.3125 GBd, 64b/66b	โฮสต์ ↔ XFP	โมดูลมี CDR ในตัว — เป็นอินเทอร์เฟซแบบรีไทม์ (XFP)
SFI (SFF-8431)	1 × 10.3125 GBd, 64b/66b	โฮสต์ ↔ SFP+	โมดูลมักเป็นแบบจำกัดระดับหรือเชิงเส้นโดยไม่มี CDR; SerDes ของโฮสต์เป็นผู้ทำอีควอไลเซชัน; จุดตรวจสอบความสอดคล้อง B (เอาต์พุตของโฮสต์), C (เอาต์พุตของโมดูล), D ที่อินพุตของโฮสต์ (SFP+)
10GBASE-KR (Cl. 72)	1 × 10.3125 GBd พร้อมการเทรนนิ่งลิงก์	แบ็กเพลน; ASIC ↔ PHY แบบ 10GBASE-T	AN Clause 73
USXGMII	1 × 10.3125 GBd, ปรับอัตราเร็วแล้ว	ASIC ↔ PHY มัลติกิก	SGMII และกิกะบิตแบบอนุกรม

ตัวเลือกแบบ “เชิงเส้น” ของ SFI รองรับ 10GBASE-LRM โมดูลส่งผ่านสัญญาณมัลติโหมดที่บิดเบี้ยวแบบเชิงเส้น แล้วให้การชดเชยดิสเพอร์ชันทางอิเล็กทรอนิกส์ (EDC) ของโฮสต์เป็นผู้แก้ไข นี่คือต้นแบบของแนวคิด LPO ในปัจจุบัน

25, 40, 50 กิกะบิต

อินเทอร์เฟซ	เลน	มาตรฐาน	เคจ
25GAUI	1 × 25.78125 GBd NRZ	Annex 109A (C2C), 109B (C2M)	SFP28
XLAUI	4 × 10.3125 GBd	Annex 83A/B	QSFP+ (40GBASE-LR4 เป็นต้น)
XLPPI	4 × 10.3125, อินเทอร์เฟซฟิสิคัลแบบขนานที่ไม่มีการรีไทม์	Annex 86A	QSFP+ SR4/CR4 แบบไม่มี CDR
50GAUI-2	2 × 26.5625 GBd NRZ	Annex 135B/C	QSFP28 (เบรกเอาต์ 2 × 50G), SFP56 (บางรุ่น)
50GAUI-1	1 × 26.5625 GBd PAM4	Annex 135D/E	SFP56, โมดูล 50GBASE-SR/FR/LR

100 กิกะบิต

อินเทอร์เฟซ	เลน	มาตรฐาน	เคจ
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, ไม่มีการรีไทม์	รูปแบบ Annex 86A สำหรับ SR4	QSFP28 SR4 แบบไม่มี CDR (พบน้อย)
100GAUI-4	4 × 26.5625 GBd NRZ (พร้อมการจัดเฟรมแบบ RS-FEC(544))	Annex 135D/E	QSFP28 ในโหมด 100GBASE-CR4/KR4 KP4
100GAUI-2	2 × 53.125 GBd PAM4	Annex 135F/135G (C2M)	เลน QSFP56 100G, เบรกเอาต์ 2 × 100G, โมดูล DR/FR1 กับโฮสต์แบบ 2 เลน
100GAUI-1	1 × 106.25 GBd PAM4	Annex 120F/120G (C2M) (802.3ck)	QSFP112, OSFP แบบ 100G ต่อเลน, SFP112

200, 400, 800 กิกะบิต

อินเทอร์เฟซ	เลน	มาตรฐาน	เคจ
200GAUI-8	8 × 26.5625 GBd PAM4	Annex 120B/C	QSFP-DD ในโหมด 200G (พบน้อย)
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, ครึ่งหนึ่งของพอร์ต 800G
800GAUI-8	8 × 106.25 GBd PAM4	ภาคผนวกของ 802.3df (C2C/C2M)	OSFP, QSFP-DD800
800GAUI-4 / 1.6TAUI-8	4 / 8 × 212.5 GBd PAM4	802.3dj (อยู่ระหว่างดำเนินการ)	OSFP224, OSFP-XD, QSFP-DD1600

C2C เทียบกับ C2M และจุดตรวจสอบความสอดคล้อง

	ชิปต่อชิป (C2C)	ชิปต่อโมดูล (C2M)
เส้นทาง	ASIC ↔ ASIC/PHY บนบอร์ดเดียวกันหรือข้ามคอนเนกเตอร์	ASIC → PCB ของโฮสต์ → คอนเนกเตอร์ของเคจ → PCB ของโมดูล → IC ของโมดูล
ระยะ	สูงสุดประมาณ 25–50 cm (NRZ) สั้นกว่านั้นที่ PAM4	เทรซของโฮสต์ประมาณ 10–15 cm + คอนเนกเตอร์
จุดทดสอบ	TP0/TP5 ที่พินของชิป	TP1 (เอาต์พุตของโฮสต์ที่คอนเนกเตอร์ของโมดูล), TP1a (หลังช่องสัญญาณอ้างอิง = อินพุตของโมดูล), TP4 (เอาต์พุตของโมดูลที่คอนเนกเตอร์), TP4a (ที่อินพุตของโฮสต์หลังช่องสัญญาณของโฮสต์)
บทบาทของโมดูล	—	ต้องผ่านสเปกเอาต์พุตที่ TP4 (ไดอะแกรมตา, จิตเตอร์, ตัวชี้วัดคล้าย TDECQ) และทนสัญญาณของโฮสต์ที่ TP1a ตามตาสัญญาณแบบมีความเครียดที่กำหนดไว้ได้
การรีไทม์	ทั้งสองชิปรีไทม์สัญญาณ	โมดูลรีไทม์เอง (CDR/DSP) หรือเป็นแบบเชิงเส้น (LPO) และพึ่งพาโฮสต์

บอร์ดของโฮสต์ผ่านการรับรองโดยเทียบกับช่องสัญญาณอ้างอิงของ C2M เทรซของโฮสต์ที่ยาวหรือสูญเสียมาก (สวิตช์ 800G ที่มีจำนวนพอร์ตสูง) คือเหตุผลที่ตัวรีไทม์และเกียร์บ็อกซ์ปรากฏอยู่บนบอร์ดสวิตช์ (ภายในสวิตช์)

OIF CEI เบื้องหลังภาคผนวกของ IEEE

OIF CEI	อัตราเร็ว / การมอดูเลต	เทียบเท่า IEEE	คลาสระยะ
CEI-28G-VSR	28 GBd NRZ	CAUI-4 C2M	ระยะสั้นมาก (โมดูล)
CEI-28G-SR / -MR / -LR	28 GBd NRZ	CAUI-4 C2C / แบ็กเพลน	สั้น / กลาง / ไกล (แบ็กเพลน)
CEI-56G-VSR-PAM4	56 GBd PAM4	400GAUI-8 / 200GAUI-4 C2M	โมดูล
CEI-56G-MR/LR-PAM4	56 GBd PAM4	ระดับ 200GBASE-KR4	แบ็กเพลน
CEI-112G-VSR-PAM4	112 GBd PAM4	400GAUI-4 / 800GAUI-8 C2M	โมดูล
CEI-112G-XSR / -MR / -LR	112 GBd PAM4	ดายต่อดาย / C2C / แบ็กเพลน	—
CEI-112G-Linear-PAM4	112 GBd PAM4	อินเทอร์เฟซโฮสต์ของ LPO	โมดูล, เชิงเส้น
CEI-224G (อยู่ระหว่างดำเนินการ)	224 GBd PAM4	800GAUI-4 / 1.6TAUI-8	—

OIF เป็นผู้เผยแพร่เอนเวโลปทางไฟฟ้าเหล่านี้ ส่วนภาคผนวกของ IEEE อ้างอิงหรือปรับให้สอดคล้องกับมัน

เลนไฟฟ้าเทียบกับเลนแสง

โมดูล	ไฟฟ้า (โฮสต์)	แสง (ไลน์)	การแปลงในโมดูล
10GBASE-LR SFP+	1 × 10G	1 λ × 10G	ไม่มี
40GBASE-LR4	4 × 10G	4 λ × 10G	ไม่มี (WDM mux)
100GBASE-SR4 / LR4	4 × 25G NRZ	ใยแก้วนำแสง 4 เส้น / 4 λ × 25G	ไม่มี
100GBASE-DR / FR1 / LR1	4 × 25G NRZ	1 λ × 100G PAM4	เกียร์บ็อกซ์ + DSP แบบ PAM4 (4:1)
100G บน QSFP112 (100GAUI-1)	1 × 100G PAM4	1 × 100G PAM4	รีไทม์เท่านั้น
200GBASE-FR4	4 × 50G PAM4	4 λ × 50G PAM4	รีไทม์
400GBASE-DR4 / FR4	8 × 50G PAM4	ใยแก้วนำแสง 4 เส้น / 4 λ × 100G PAM4	เกียร์บ็อกซ์ 2:1 ใน DSP
400GBASE-SR8	8 × 50G PAM4	ใยแก้วนำแสง 8 เส้น × 50G PAM4	รีไทม์
400G บนโฮสต์ 400GAUI-4	4 × 100G PAM4	4 × 100G PAM4	รีไทม์ (หรือ LPO แบบเชิงเส้น)
800G-DR8 / 2×FR4	8 × 100G PAM4	ใยแก้วนำแสง 8 เส้น / 2 × 4 λ × 100G	รีไทม์
800G-DR4 (200G/λ)	8 × 100G PAM4	4 × 200G PAM4	เกียร์บ็อกซ์ 2:1
1.6T-DR8 (OSFP224)	8 × 200G PAM4	8 × 200G PAM4	รีไทม์

เกียร์บ็อกซ์คือเหตุผลที่โมดูล 400G-DR4 กินไฟ 8–10 W ในขณะที่ 400G-SR8 กินน้อยกว่านั้น และเป็นเหตุผลที่ CMIS แยก ID อินเทอร์เฟซฝั่งโฮสต์และฝั่งสื่อกลางไว้ต่างหากในแต่ละแอปพลิเคชัน (CMIS)

ใครเป็นผู้ปรับสภาพสัญญาณ

รุ่น	ในโมดูล	บนโฮสต์
10G SFP+ (SFI)	ตัวขยายแบบจำกัดระดับหรือ TIA แบบเชิงเส้น; ส่วนใหญ่ไม่มี CDR	SerDes พร้อมอีควอไลเซชันแบบ CTLE/DFE; EDC สำหรับ LRM
10G XFP (XFI)	CDR	SerDes ธรรมดา
25G SFP28, 100G QSFP28	มี CDR ทั้ง Tx และ Rx (บายพาสได้: SFF-8636 ไบต์ 98/99)	SerDes FFE/DFE; ตั้งค่าพรีเอมฟาซิสได้ในไบต์ควบคุมของโมดูล (SFF-8636 เพจ 03h 234–241: แอมพลิจูด/เอมฟาซิสเอาต์พุตของ Rx, อีควอไลเซชันอินพุตของ Tx)
PAM4 200G–800G	DSP รีไทเมอร์พร้อม FFE/DFE/MLSE; ตั้งค่าอีควอไลเซอร์ฝั่งโฮสต์ผ่าน CMIS (เพจ 10h/11h EQ อินพุตของ Tx, แอมพลิจูด/พรีเคอร์เซอร์/โพสต์เคอร์เซอร์เอาต์พุตของ Rx)	SerDes DSP
LPO 400G/800G	ไดรเวอร์และ TIA แบบเชิงเส้น ไม่มี DSP	DSP ของ SerDes บน ASIC ของสวิตช์เป็นผู้ชดเชยทั้งช่องสัญญาณ; โฮสต์ต้องรองรับ LPO และต่อโดยตรง (DSP และ LPO)
สาย AEC/ACC แบบรีไทม์เทียบกับแบบเชิงเส้น	AEC: มี DSP ในปลั๊ก; ACC: ตัวขยายเชิงเส้น	เหมือนแถวข้างต้น (โครงสร้างภายในสายเคเบิล)

การเลือกอัตราเร็วและการควบคุมบายพาส CDR: การเลือกอัตราเร็วและแอปพลิเคชัน, CDR

ใน CodingBox

สำหรับโมดูล SFF-8636 CodingBox แสดงบิตบอกว่ามี CDR หรือไม่ ความสามารถในการเลือกอัตราเร็ว และไบต์ควบคุมอีควอไลเซชัน/เอมฟาซิส สำหรับโมดูล CMIS จะแสดงตารางแอปพลิเคชันที่จับคู่ ID อินเทอร์เฟซโฮสต์ (CAUI-4, 400GAUI-8, 100GAUI-1…) กับ ID อินเทอร์เฟซสื่อกลาง ซึ่งเป็นคำประกาศที่โฮสต์ใช้เลือกจำนวนเลนและการมอดูเลต โมดูลที่ประกาศรองรับเฉพาะ 400GAUI-8 จะใช้งานบนพอร์ต 400GAUI-4 (ระดับ QSFP112) ไม่ได้ ต่อให้ด้านออปติกดีเพียงใดก็ตาม (Check transceiver, CMIS เพจบน)

หากพบข้อมูลที่ไม่ถูกต้องหรือข้อผิดพลาดในบทความนี้ ให้เลือกข้อความส่วนนั้นแล้วกด Ctrl+Enter เพื่อ