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各類模組的功率等級與典型功耗

交換機籠子能提供固定的 3.3 V 功率預算,並帶走固定的熱量。模組聲明自己需要的等級,主機將其與籠子的能力比較,一旦不匹配,模組就會卡在低功耗模式,或者端口過熱。本頁把兩方面的數據放在一起查:各封裝形式的等級梯度及承載它們的位元組,以及實際模組的真實功耗——用於籠子限制、電源選型和散熱計算。

按封裝形式劃分的等級梯度

系列聲明位置階梯
SFP / SFP+ / SFP28(SFF-8472、SFF-8431)A0h 位元組 64 bit 1–0(功率等級 2/3),位元組 66 bit…(因版本而異)Level I ≤ 1.0 W · Level II ≤ 1.5 W · Level III ≤ 2.0 W(SFF-8431 Rev 4.1 增加 level 3);> 2 W 超出 MSA 範圍
XFP(INF-8077i)位元組 220 bit 7–6Level 1 ≤ 1.5 W · 2 ≤ 2.5 W · 3 ≤ 3.5 W · 4 > 3.5 W
QSFP+(SFF-8636)位元組 129 bit 7–6Class 1 ≤ 1.5 W · 2 ≤ 2.0 · 3 ≤ 2.5 · 4 ≤ 3.5 W
QSFP28(SFF-8636 Rev 2.x)位元組 129 bit 1–0(class 5–7)、位元組 107(class 8 最大功率 ×0.1 W)Class 5 ≤ 4.0 W · 6 ≤ 4.5 · 7 ≤ 5.0 · 8 = 位元組 107 中的值
QSFP-DD / OSFP / SFP-DD / QSFP-DD800(CMIS)page 00h 位元組 200 bit 7–5(class)、位元組 201(最大功率 ×0.25 W)Class 1 ≤ 1.5 W · 2 ≤ 3.5 · 3 ≤ 7 · 4 ≤ 8 · 5 ≤ 10 · 6 ≤ 12 · 7 ≤ 14 · 8 > 14 W(位元組 201)
OSFP MSA 籠子機械/熱規範集成散熱片時最高 25–30 W;OSFP-XD/OSFP224 更高
CFP / CFP2 / CFP4MDIO 暫存器最高分別為 32 W / 12 W / 6 W

各系列的低功耗模式均為 ≤ 1.5 W;主機只有在校驗完等級之後才會解除該模式(功率與熱管理主機初始化)。

實際模組的典型功耗

數值取自常見產品規格書中的典型最大值;等級是聲明的上限,功耗是實測的耗電量。

模組典型功耗常見等級說明
1000BASE-SX / LX SFP0.5–0.8 WI
1000BASE-T SFP1.0–1.3 WI / II內置 PHY,發熱明顯
1000BASE-ZX / EZX0.8–1.2 WI / II
10GBASE-SR SFP+0.6–0.8 WIVCSEL,無需 CDR
10GBASE-LR SFP+0.8–1.0 WI
10GBASE-ER / ZR SFP+1.2–1.5 WIIAPD 接收器,部分帶 TEC
10G DWDM tunable SFP+1.5–2.0 WII / IIITEC 與調諧
10GBASE-T SFP+(30 m / 80 m)1.8–2.5 WII / III超出許多籠子的限制,需核實平台
10G BiDi SFP+0.8–1.0 WI
25GBASE-SR / LR SFP280.8–1.2 WI內置 CDR
40GBASE-SR4 QSFP+1.2–1.5 W1
40GBASE-LR4 QSFP+3.0–3.5 W44 個 DFB + 合波器
100GBASE-SR4 QSFP282.0–3.5 W3 / 4
100G PSM4 / DR / CWDM4 QSFP283.0–3.5 W4
100GBASE-LR4 QSFP283.5–4.5 W4 / 5 / 6部分帶 TEC
100GBASE-ER4 / ER4-lite4.5–5.5 W6 / 7SOA 或大功率激光器
200G FR4 / DR4 QSFP565–6 W7 / 8PAM4 DSP
400GBASE-SR8 / DR4 QSFP-DD8–10 W4 / 5功耗主要來自 DSP
400GBASE-FR4 / LR4 QSFP-DD9–12 W5 / 6EML 激光器
400G ZR(QSFP-DD)/ ZR+(OSFP)15–20 W / 18–24 W8相干 DSP;QSFP-DD 版 ZR 常因散熱限制在 80 km 以內
400G LPO4–6 W2 / 3無 DSP(DSP 與 LPO
800G SR8 / DR8 OSFP / QSFP-DD80013–16 W7 / 8
800G 2×FR4 / 2×LR415–18 W8
800G ZR / ZR+22–28 W8多為 OSFP
1.6T DR8(OSFP224 / OSFP-XD)20–30 W8早期產品
Passive DAC0 W1 / I僅 EEPROM
ACC(linear active copper)0.5–1 W 每端1 / I
AEC(retimed copper)400/800G 時每端 3–6 W2 / 3
AOC 10G / 25G0.5–1 W 每端I
AOC 100G / 400G / 800G每端 2 / 4–5 / 6–8 W3 / 2 / 3

大致規律:VCSEL SR < DFB LR < EML/TEC ER-ZR < PAM4 DSP < 相干,在 400G 及以上的模組中,DSP 通常佔總功耗的一半以上(模組電子器件)。

供電、電流與浪湧

項目說明
供電電壓模組介面處 3.3 V ± 5%(3.135–3.465 V)DDM 的 Vcc 讀數應落在此區間內(溫度與電壓
達到等級上限時的電流1.5 W → 0.45 A;3.5 W → 1.06 A;8 W → 2.4 A;14 W → 4.2 A;25 W → 7.6 A按每個籠子計算;高密度設備在 3.3 V 上需要數十安培
熱插拔浪湧電流由 MSA 限制(變化率與超出穩態的峰值);主機按籠子限制電流超出限制的模組會觸發端口保護
低功耗模式≤ 1.5 W管理介面保持工作,Tx 關閉,DSP 空閒
OSFP / QSFP-DD 是否需要 12 V?不需要——這些可插拔模組全部只用 3.3 VCFP 系列及部分線卡光模組使用額外電源軌

發熱與散熱

項目經驗法則
瓦特 → BTU/h× 3.412
殼溫上限商用級在規定測溫點為 70 °C;等級限值均在此溫度下定義(溫度等級
籠子風道模組的熱量通過籠子的散熱片和主機風道排出;進風口堵塞或風道反向會最先導致前排過熱
機櫃級32 × 400G FR4 ≈ 350 W;64 × 800G ≈ 1 kW 的光模組功耗——與交換機 ASIC 本身相當
相干模組20+ W 的 400ZR+ 需要 OSFP 或帶騎跨式散熱片的籠子;QSFP-DD 版本要麼降低傳輸距離,要麼運行溫度偏高

超限的表現及主機的應對方式見 功率與熱管理

按功率選型

  1. 從平台硬件手冊中查籠子限制(按端口,有時按端口組)。
  2. 與模組聲明的等級(見上方位元組)比較——而不是規格書中的典型值。
  3. 對於 10GBASE-T SFP+、ZR/可調諧 SFP+、400G ZR 和 800G 模組,務必逐項核實。
  4. 在高密度設備上把光模組功耗加總,用於電源選型;並計入 ASIC 和風扇的功耗預算。
  5. 鏈路條件允許時優先選擇 LPO 或更低等級的 PMD——功耗同時意味著散熱和成本。

在 CodingBox 中

對於 SFF-8472、SFF-8636 和 CMIS 模組,聲明的功率等級和最大功率位元組都會顯示在檢測介面上;編輯這些位元組不會改變模組的實際功耗,只會改變主機的判斷——如果改出的等級低於真實功耗,觸發的是端口保護,而不是正常的低功耗保持(檢測光模組EEPROM 編輯器)。


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