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近幾年來，10G光以太網(wǎng)接口技術(shù)得到了長足的發(fā)展。它一直不斷嘗試從實驗室走出來。與此同時，由于桌面和服務(wù)器連接不斷向快速以太網(wǎng)和吉比特以太網(wǎng)升級，導(dǎo)致核心數(shù)據(jù)中心和骨干網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)對帶寬的需求越來越高。這些都促使10G光以太網(wǎng)接口走向商業(yè)市場，其市場份額不斷擴(kuò)大。
然而由于高昂的成本，目前10-Gbit/sec應(yīng)用并沒有像預(yù)測的那樣在市場上迅速蔓延。以往的以太網(wǎng)技術(shù)更新?lián)Q代的過程（比如從快速以太網(wǎng)向吉比特以太網(wǎng)過渡）告訴我們，只有當(dāng)新技術(shù)的速度達(dá)到舊技術(shù)的10倍以上，而成本控制在4倍左右，新技術(shù)才有可能迅速擴(kuò)大市場，奪取主動。而目前10-Gbit/sec速率的成本大約是吉比特以太網(wǎng)的10到15倍，這就極大地妨礙了用戶在諸如鏈路聚合時采用新技術(shù)的熱情�；阢~線的10-Gbit/sec技術(shù)已經(jīng)完成了標(biāo)準(zhǔn)化，正在逐步走向市場，但是目前也受到功率損耗和串?dāng)_造成的低端口密度問題的困擾，導(dǎo)致其市場化過程困難重重。
圖1：SFP+為用戶提供了與其它10-Gbit/sec光模塊類型前輩們相比更低的成本和更高的端口密度。
在這個背景下，一種新的光收發(fā)器方案脫穎而出。具備高端口密度、低成本的SFP+收發(fā)器可以為企業(yè)用戶提供比以往技術(shù)性價比更高的10-Gbit/sec以太網(wǎng)升級解決方案。下面本文就將對SFP+收發(fā)器進(jìn)行探討。
從SFP到SFP+
SFP+光收發(fā)器是SFP（有時也稱作“mini-GBIC”）的升級。在吉比特以太網(wǎng)和1G、2G、4G光纖通道上SFP已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。SFP+為了適應(yīng)更高的數(shù)據(jù)速率，設(shè)計了比SFP增強(qiáng)的電磁屏蔽與信號保護(hù)特性，并且制定了新的電接口規(guī)范。
為了升級目前應(yīng)用于SAN網(wǎng)絡(luò)中的4G光纖通道，ANSI T11標(biāo)準(zhǔn)化小組已經(jīng)與SFP+ MSA組織合作展開了深入研究，希望能夠標(biāo)準(zhǔn)化8G光纖通道SFP+模塊。與此同時，SFP+ MSA小組也在研究制定10G以太網(wǎng)SFP+模塊的技術(shù)規(guī)范。
目前為了爭奪10G網(wǎng)絡(luò)市場，有幾種不同的光收發(fā)模塊正在互相競爭（如圖1所示），它們具有各自不同的優(yōu)缺點。XENPAK和X2模塊是目前技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的10-Gbit/sec模塊，可以滿足所有應(yīng)用場合的要求。它們擁有四通道XAUI電接口，從而降低了在板卡上設(shè)計極高速電路的難度。XFP模塊具有更高的端口密度，支持大多數(shù)的應(yīng)用場合，而且成本比XENPAK和X2低。
由于SFP+主板設(shè)計師預(yù)先考慮了高速設(shè)計工作，使得SFP+模塊在10G以太網(wǎng)光纖連接時以更低的成本獲得了更高的密度。
SFP+光收發(fā)器可以為任何10-Gbit/sec光模塊提供最多的每卡端口數(shù)量。表1對比了幾種技術(shù)的主要特性，包括每板卡的尺寸，以及考慮散熱等因素后可以擁有的最大端口數(shù)量。表格說明，SFP+與其它吉比特光以太網(wǎng)模塊相比能夠提供極大的端口密度，這就好比拿銅纜吉比特以太網(wǎng)網(wǎng)卡與RJ-45連接器作比。
SFP+光收發(fā)器的另一個優(yōu)勢是，它具備在保證性能不輸于其它已有模塊的基礎(chǔ)上極大降低成本的潛力。成本降低來自兩個方面，其一是小面積可以消除多余的硅片帶來的成本；其二是簡單的設(shè)計與測試可以降低生產(chǎn)成本。這使得SFP+成為價廉質(zhì)優(yōu)的吉比特以太網(wǎng)收發(fā)器。
圖2所示為采用表1中對比的幾種光收發(fā)器后的板卡架構(gòu)示意圖。值得注意的是，SFP+模塊架構(gòu)與吉比特以太網(wǎng)是一致的。通過采用更新型的主板架構(gòu)，SFP+能夠得到更多的端口數(shù)量。因為每線的成本會平均分配到所有的端口上，所以這就意味著SFP+每端口的成本得到了極大的降低。
仍然存在的技術(shù)問題
SFP+模塊目前正在試制中。在SFP+設(shè)備正式投入量產(chǎn)之前，還有若干技術(shù)問題需要解決。SFP+ MSA小組已經(jīng)在協(xié)調(diào)業(yè)界以完善其標(biāo)準(zhǔn)。同時，模塊、系統(tǒng)與IC制造商通過技術(shù)研討、演講和面對面交流等方式，期望能夠在SFP+的高速性能、電特性、機(jī)械特性以及數(shù)字診斷等規(guī)范上達(dá)成一致。
這些亟待討論的眾多重要問題之一是高速電接口的定義。IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)明確規(guī)范了10G以太網(wǎng)的光鏈路和距離，因此現(xiàn)在需要解決的問題是，為模塊輸入輸出定義一個適合光鏈路標(biāo)準(zhǔn)的電接口規(guī)格。人們已經(jīng)對鏈路長度與幾何分布、主板材料與設(shè)計，以及連接器類型等進(jìn)行了大量的模擬與測試，以確定信號在這些因素影響下會如何變化。同時IC和模塊供應(yīng)商也公布了目前器件技術(shù)所能達(dá)到的能力。
SFP+ MSA組織一直在討論，傳統(tǒng)的“限制”模塊（此模塊與限幅后置放大器共同實現(xiàn)輸出數(shù)字化的“0”和“1”）是否能夠滿足鏈路距離的需求，如果不能滿足，那么到底采用“線性”模塊（此模塊的目的是輸出一個與輸入信號完全一致的信號）還是電子色散補(bǔ)償電路來連接接收均衡器。LRM要求能夠支持多模光纖，因此IEEE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的EDC電路很可能會安置在主板上，以滿足整個光模塊的功率要求。這樣一個架構(gòu)需要一個“線性”模塊將均衡后的信號傳遞給EDC電路。而SR多模鏈路或10公里L(fēng)R鏈路不需要在主板上集成EDC以支持LRM，所以采用“限制”模塊可能會更好一些。
圖2：SFP+模塊提供了與其它模塊相比更簡單、更高密度的主板架構(gòu)。
目前，工業(yè)界眾多廠商正在積極的為高速電接口、開放機(jī)械特性、固件及其它問題的規(guī)范化做出大量努力。SFP+ MSA標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定這些規(guī)范工作的截止時間為2006年末，而官方宣布標(biāo)準(zhǔn)化工作的截止時間大概為2007年初。
重新調(diào)整的光規(guī)范的制訂可以滿足對成本非常敏感的數(shù)據(jù)中心的要求，而且能夠進(jìn)一步降低光模塊的造價。這種用于數(shù)據(jù)中心的光模塊采用較低規(guī)格的光器件和較短的鏈路長度（如30米的OM2光纖或100米的OM3光纖，這個長度足以用于大多數(shù)數(shù)據(jù)中心），這樣就可以簡化設(shè)計復(fù)雜性，提高產(chǎn)量并降低生產(chǎn)測試成本，最終可以將總的成本降低50%以上。雖然此種光接口可能并不屬于標(biāo)準(zhǔn)接口，但是能夠降低成本的思路還是被工業(yè)界廣泛認(rèn)可的。
SFP+并不是推動10G以太網(wǎng)廣泛應(yīng)用的魔方，光器件、電子器件和模塊設(shè)計的革新還必須不斷前進(jìn)，以保證光收發(fā)器的成本能夠不斷下降。而選擇收發(fā)器架構(gòu)的作用是，能夠保證10-Gbit/sec按時按量進(jìn)入市場。本文中提到的幾種用于吉比特以太網(wǎng)的技術(shù)中，SFP+可以保證10-Gbit/sec的通信容量，實現(xiàn)最高的光模塊密度，同時實現(xiàn)最低的成本。因此目前它被認(rèn)為是10-Gbit/sec光收發(fā)器的最終選擇。
工業(yè)界對SFP+技術(shù)及其價值非常感興趣。眾多廠商正在計劃于2007年發(fā)布初始版本，系統(tǒng)廠商則期望用1到2年時間推廣SFP+以實現(xiàn)10-Gbit/sec的承諾，同時行業(yè)觀察家們也開始尋找應(yīng)用于未來的更高速的連接方法。
