Ein Transceiver-Datenblatt lesen

Das Datenblatt eines Transceivers besteht aus zwanzig Seiten Tabellen, und die drei Zahlen, die darüber entscheiden, ob eine Verbindung funktioniert, sind darin unter verschiedenen Namen und Testbedingungen verstreut. Diese Seite geht die Standardstruktur eines Datenblatts durch, erklärt die wichtigen Sender-, Empfänger-, elektrischen, Umgebungs- und Management-Parameter, zeigt, wie sich „Min./Typ./Max.“-Angaben zwischen Herstellern vergleichbar machen lassen, und endet mit einer einheitlichen Spezifikationskarte — den Feldern, die Sie für jedes qualifizierte Modul festhalten sollten.

Aufbau eines Datenblatts

Abschnitt	Inhalt	Worauf zu achten ist
Funktionen / Anwendungen	Marketing-Stichpunkte: PMD, Reichweite, DDM, RoHS, MSA-Konformität	referenzierte PMD-Namen und Normen (Normenübersicht)
Bestellinformationen	PN-Tabelle: Klassen, Steckverbinder, DDM-Optionen	Klassen-Suffixe (Temperaturklassen, Teilenummerierung)
Absolute Grenzwerte	Versorgung, Lagertemperatur, schädigende Eingangsleistung	Schadensschwelle des Empfängers
Empfohlene Betriebsbedingungen	Vcc, Gehäusetemperatur, Datenrate, Versorgungsstrom/-leistung	Klasse und Temperaturklasse (Leistung & Verbrauch)
Optische Kenndaten — Sender	Wellenlänge, Leistung, OMA, ER, spektrale Breite, Augendiagramm, TDECQ	die Minimalwerte
Optische Kenndaten — Empfänger	Empfindlichkeit, Übersteuerung, LOS-Schwellwerte, Rückflussdämpfung	bei welcher BER und welchen Bedingungen
Elektrische Kenndaten	Eingangs-/Ausgangshub, Impedanz, CDR, Jitter, Steuerpins	Host-Kompatibilität
Timing	t_init, t_off, t_on, LOS-Aktivierung/-Deaktivierung, DDM-Update	Verhalten beim Hochfahren
Digitale Diagnose	Konformität mit SFF-8472/8636/CMIS, Kalibrierungsart, Genauigkeit, Alarm-Standardwerte	Kalibrierung und Genauigkeit (Genauigkeit)
Pinbelegung / mechanische Zeichnung	MSA-Pinbelegung, Abmessungen, Verriegelung, Hinweise zum Kühlkörper	Passung im Käfig
EEPROM-Inhalt	Standard-Identitätsbytes, manchmal ein vollständiger A0h-Dump	Herstellerfelder, Compliance-Codes (Speicherbelegung)
Regulierung / Zuverlässigkeit	Laserklasse, CE/FCC/RoHS, MTBF, ESD-Werte	—
Revisionshistorie	was sich zwischen Datenblattversionen geändert hat	Firmware- oder Spezifikationsänderungen

Senderparameter

Parameter	Typische Angabe (Beispiel 10GBASE-LR)	Bedeutung	Falle
Mittenwellenlänge	1260–1355 nm (1310 nominal)	Laser-λ-Fenster über Temperatur und Lebensdauer	CWDM-/DWDM-Fenster sind enger; an den Extremen der Temperaturklasse prüfen
Spektrale Breite	−20-dB-Breite ≤ 1 nm (DFB); RMS ≤ 0,85 nm (VCSEL 850)	Linienbreite → Dispersions-Penalty	große Breite begrenzt die Reichweite auf SMF
SMSR	≥ 30 dB	Singlemode-Reinheit	—
Mittlere Einkoppelleistung	−8,2 … +0,5 dBm	Pavg in die Faser	das Minimum bestimmt das Budget; „typ. −3 dBm“ ist Marketing
OMA	≥ −5,2 dBm	modulierte Amplitude P1 − P0	Ethernet-Spezifikationen verwenden OMA; DDM meldet den Mittelwert
Extinktionsverhältnis	≥ 3,5 dB	P1/P0	niedriges ER erhöht den Bedarf an mittlerer Leistung; Umrechnung weiter unten
Augenmaskenmarge / TDP	Maske nach IEEE; TDP ≤ 3,2 dB	Signalqualität / Dispersions-Penalty	TDECQ ≤ 3,4 dB bei PAM4
RIN	≤ −128 dB/Hz (RIN12OMA)	Laserrauschen	wichtig bei Links mit hohem ER
Tx-Aus-Leistung	≤ −30 dBm	Wirksamkeit von TX_DISABLE	—

Umrechnung: Pavg = OMA × (ER + 1) / (2 × (ER − 1)) in linearen Einheiten; für ER = 3,5 dB (2,24×) gilt Pavg ≈ 1,3 × OMA/… — in dB: Pavg ≈ OMA + 1,2 dB. Details unter Einheiten und Umrechnungen.

Empfängerparameter

Parameter	Typische Angabe	Bedeutung	Falle
Empfindlichkeit (Mittelwert)	≤ −14,4 dBm bei BER 1e-12 (10G LR); ≤ −10,6 dBm OMA (mit Stress)	schwächstes noch bei der angegebenen BER dekodiertes Signal	die BER ist entscheidend: Spezifikationen ab 25G geben eine Pre-FEC-BER von 2,4e-4 oder 1e-5 an — nicht vergleichbar mit Werten bei 1e-12
Stressed-Receiver-Empfindlichkeit	schlechter als nominal um den Stress-Penalty	mit verzerrtem Testsignal — der realistische Wert	manche Datenblätter lassen sie weg
Übersteuerung/Sättigung des Empfängers	≥ +0,5 dBm	stärkstes noch dekodiertes Signal	ein 40-km-Modul auf 2 km benötigt ein Dämpfungsglied (Rx-Leistung und Leistungsbudget)
Schadensschwelle	+3 … +5 dBm (absolutes Maximum)	zerstört die Fotodiode	Hochleistungs-ER-/ZR-Enden, verstärkte Systeme
LOS-Aktivierung/-Deaktivierung	Aktivierung ≤ −30 dBm, Deaktivierung ≥ −20 dBm, Hysterese ≥ 0,5 dB	wann der LOS-Pin umschaltet	eine LOS-Deaktivierung weit oberhalb der Empfindlichkeit verdeckt grenzwertige Verbindungen
Rückflussdämpfung	≥ 12 dB (MMF) / 26 dB (SMF-APC-Systeme)	Reflexion zurück in die Faser	—
Wellenlängenbereich des Empfängers	1260–1600 nm	Ansprechverhalten der Fotodiode	BiDi- und CWDM-Empfänger können gefiltert sein

Link-Parameter

Parameter	Aussage	Prüfung
Link-/Leistungsbudget	Tx-Minimum − Rx-Empfindlichkeit, z. B. 6,2 dB für 10G LR bei 1e-12	Faser, Steckverbinder, Spleiße, Penaltys und Reserve abziehen (Reichweitentabellen)
Reichweite	Standardwert bei Standardfaser	Bedingungen (OM3 gegenüber OM4; SMF bei 0,4 dB/km)
Dispersionstoleranz	ps/nm (z. B. 800 ps/nm für 40 km bei 1550)	für lange SMF-Verbindungen und DWDM
Penaltys	TDP, Stressed Eye, Jitter	in IEEE-Spezifikationen bereits im Budget enthalten; Herstellertabellen listen sie mitunter separat auf

Elektrik und Timing

Parameter	Typisch (SFP+/SFF-8431)	Anmerkungen
Versorgung	3,3 V ± 5 %; maximaler Strom je Klasse	Leistung & Verbrauch
Datenrate	9,95–11,3 Gb/s (10G LR) / 25,78 Gb/s / 26,5625 GBd PAM4	Mehrraten-Fenster; Raten unterhalb des Bereichs rasten möglicherweise nicht ein (Geschwindigkeit & Rate)
Differenzieller Eingangshub	180–700 mVpp (SFI)	Host-Ausgang muss passen
Differenzieller Ausgangshub	300–850 mVpp	—
CDR	vorhanden / umgehbar / ratenwählbar	CDR
t_init (Einschalten bis bereit)	≤ 300 ms (SFP+); CMIS-Module Sekunden	Host wartet vor dem Auslesen
t_off (TX_DISABLE aktiv → Licht aus)	≤ 10 µs	—
t_on (TX_DISABLE aufgehoben → Licht an)	≤ 1 ms	—
Zeit für LOS-Aktivierung/-Deaktivierung	≤ 100 µs	—
DDM-Aktualisierungsintervall	100 ms … 1 s	langsamer als die Abfrage durch den Host
Hardware-Pins	TX_DISABLE, TX_FAULT, RX_LOS, RS0/RS1, MOD_ABS; QSFP: ResetL, LPMode, IntL, ModSelL	SFP-Hardware, QSFP-Hardware

Umgebung, Zuverlässigkeit, Regulierung

Element	Worauf zu achten ist
Gehäusetemperatur	0…70 / −5…85 / −40…85 °C (Temperaturklassen)
Luftfeuchtigkeit	5–85 % (oder 95 %) rel. Feuchte, nicht kondensierend
MTBF	Stunden bei 25 oder 40 °C (Telcordia SR-332) — 1–5 Millionen Stunden sind typisches Marketing; Verschleiß ist nicht dasselbe wie MTBF (Ausfälle)
ESD	HBM ≥ 1 kV an den Datenpins, ≥ 2 kV am Steckergehäuse
Lasersicherheit	Klasse 1 (IEC 60825-1), CDRH 21 CFR 1040.10 (Etiketten)
Konformität	RoHS, CE, FCC, UL

Management-Abschnitt

Element	Bedeutung
„SFF-8472 Rev 12.x compliant, DDM“	A2h-Diagnose vorhanden (SFF-8472)
Interne / externe Kalibrierung	wie der Host die Rohwerte umrechnet (Kalibrierung)
DDM-Genauigkeit	typischerweise ±3 dB Leistung, ±3 °C, ±10 % Bias (Genauigkeit)
Alarm-/Warnungs-Standardwerte	werkseitige Schwellwerte (Schwellwerte)
Schreibschutz / Passwort	ob der Benutzerbereich beschreibbar ist (Schreibschutz)
CMIS-Version, Anwendungen, VDM-Unterstützung	für QSFP-DD/OSFP (CMIS)

Min., typ., max. und Testbedingungen

Das Budget verwendet das Tx-Minimum und die schlechteste (am wenigsten negative) Empfindlichkeit. Typische Werte beschreiben ein Muster bei 25 °C, nicht das Exemplar, das Sie nach fünf Jahren bei +70 °C erhalten.
BER-Basis. 1G/10G/FC geben 1e-12 an. Spezifikationen für 25G, 50G, 100G und PAM4 geben die Pre-FEC-BER an (2,4e-4 für RS-FEC; 1e-5 in einigen KP4-Fällen) — eine „Empfindlichkeit von −10 dBm“ bei 2,4e-4 ist nicht besser als „−14 dBm“ bei 1e-12 (FEC).
OMA gegenüber Mittelwert. Ethernet-PMDs spezifizieren OMA; DDM zeigt die mittlere Leistung; vor dem Vergleich umrechnen (Einheiten).
Temperaturbereich. Optische Spezifikationen sind über den Gehäuse-Bereich der Temperaturklasse garantiert; die Werte eines −40…85-Exemplars gelten an den Extremen, die eines 0…70-Exemplars darüber hinaus nicht.
Lebensdauerende. IEEE-Budgets enthalten die EOL-Degradation des Tx; das „typ.“ des Herstellers nicht.
Faserannahmen. Reichweite auf OM3 gegenüber OM4; SMF bei 0,4 gegenüber 0,35 dB/km; Steckverbinder eingerechnet (typischerweise 1,5 dB für MMF, 2 × 0,5 dB für SMF).

Zwei Module vergleichen

Gleicher PMD und gleicher Normabschnitt? (LR gegenüber „LR-kompatibel“ gegenüber LX.)
Gleiche Temperaturklasse und gleicher Gehäusebereich?
Tx-Minimum und Rx-Empfindlichkeit bei derselben BER → Budget.
Maximaler Leistungsverbrauch und Klasse → Passung im Käfig.
DDM: Kalibrierungsart, Genauigkeit, Schwellwerte.
Management-Konformität und -Revision; CMIS-Version für 400G und höher.
Mechanische MSA-Konformität, Verriegelungstyp, Kühlkörperbedarf.
Identitätsrichtlinie der EEPROM: OEM-codiert, generisch oder konfigurierbar (Optik von Drittanbietern).

Eine einheitliche Spezifikationskarte

Halten Sie diese Felder für jedes qualifizierte Modul fest; sie entsprechen eins zu eins dem, was CodingBox ausliest, und dem, was ein Switch prüft.

Feld	Beispiel	Quelle
Hersteller / PN / Rev.	Acme / SFP-10G-LR-A / A2	Etikett, EEPROM
Formfaktor	SFP+	EEPROM Byte 0
PMD / Norm	10GBASE-LR, IEEE 802.3 Cl. 52	Compliance-Codes
Datenrate(n)	9,95–11,3 Gb/s	Datenblatt, Byte BR nominal
Wellenlänge	1310 nm (1260–1355)	Byte 60–61
Faser / Steckverbinder	SMF, LC Duplex, UPC	Steckverbinder-Byte
Reichweite	10 km	Längenbytes
Tx-Leistung min. / max.	−8,2 / +0,5 dBm	Datenblatt
Rx-Empfindlichkeit / Übersteuerung	−14,4 / +0,5 dBm bei 1e-12	Datenblatt
Link-Budget	6,2 dB	abgeleitet
Leistungsklasse / max. Leistung	Level I / 1,0 W	Byte 64; Datenblatt
Gehäusetemperatur	0…70 °C	Datenblatt, PN-Suffix
DDM	ja, interne Kalibrierung, ±3 dB	Byte 92; Datenblatt
Management-Spezifikation	SFF-8472 Rev 12.4	Byte 94
Laserklasse	Klasse 1	Etikett
Codierung	generisch / codiert für X	Herstellerfelder der EEPROM
Firmware	1.02	Herstellerbereich
Qualifizierungsergebnis	bestanden auf Plattform Y, Release Z, Datum	Testprotokoll

In CodingBox

Die Hälfte der Karte stammt aus der EEPROM: CodingBox liest Formfaktor, Compliance-Codes, Wellenlänge, Längen, Leistungsklasse, DDM-Typ und -Kalibrierung, Management-Revision und Herstelleridentität in einem Durchgang, und die Code database speichert sie je PN zusammen mit den aus Ihrem Datenblatt abgeleiteten Feldern (Check transceiver).

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