XGMII, XAUI, XFI/SFI et la famille AUI : de 10G à 800G · Interfaces électriques : famille MII et AUI · Cartes réseau et commutateurs · Documentation · CodingBox
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XGMII, XAUI, XFI/SFI et la famille AUI : de 10G à 800G

À partir de 10 gigabits, l’interface entre l’hôte et le module est un ensemble de voies série, et son nom indique le débit, le nombre de voies et la modulation : le SFI est une voie 10G NRZ, le CAUI-4 quatre voies 25G, le 400GAUI-8 huit voies 50G PAM4, le 800GAUI-8 huit voies 100G PAM4. Le module doit accepter exactement cet ensemble, le retimer ou l’amplifier, et le faire correspondre à ses voies optiques — dont le nombre peut être différent. Cette page liste les interfaces, la distinction chip-to-chip contre chip-to-module avec ses points de conformité, les spécifications OIF CEI qui les sous-tendent, la correspondance des voies électriques vers optiques, et qui effectue la mise en forme du signal à chaque génération.

10 gigabits

InterfaceFormeOùRemarques
XGMII (Cl. 46)données 32 bits + contrôle 4 bits dans chaque sens, DDR à 156,25 MHz, 74 signauxsur puce entre le MAC et le PCS≤ 7 cm ; plus présent sur les cartes aujourd’hui
XAUI (Cl. 47)4 voies × 3,125 GBd, 8b/10bMAC/XGXS ↔ PHY ; modules XENPAK, X2, XPAKjusqu’à 50 cm de PCB ; obsolète pour les modules
RXAUI2 × 6,25 GBdASIC ↔ PHY (Marvell)XAUI économe en broches
XFI (XFP MSA)1 × 10,3125 GBd, 64b/66bhôte ↔ XFPle module contient un CDR — une interface retimée (XFP)
SFI (SFF-8431)1 × 10,3125 GBd, 64b/66bhôte ↔ SFP+le module est généralement limiteur ou linéaire sans CDR ; le SerDes de l’hôte fait l’égalisation ; points de conformité B (sortie hôte), C (sortie module), D à l’entrée hôte (SFP+)
10GBASE-KR (Cl. 72)1 × 10,3125 GBd avec link trainingbackplane ; ASIC ↔ PHY 10GBASE-TAN clause 73
USXGMII1 × 10,3125 GBd, débit adaptéASIC ↔ PHY multigigSGMII et gigabit série

L’option « linéaire » du SFI portait le 10GBASE-LRM : le module transmet le signal multimode distordu de façon linéaire, et la compensation de dispersion électronique (EDC) de l’hôte le nettoie — l’ancêtre de l’idée actuelle de LPO.

25, 40, 50 gigabits

InterfaceVoiesNormeCage
25GAUI1 × 25,78125 GBd NRZAnnexe 109A (C2C), 109B (C2M)SFP28
XLAUI4 × 10,3125 GBdAnnexe 83A/BQSFP+ (40GBASE-LR4, etc.)
XLPPI4 × 10,3125, interface physique parallèle non retiméeAnnexe 86AQSFP+ SR4/CR4 sans CDR
50GAUI-22 × 26,5625 GBd NRZAnnexe 135B/CQSFP28 (éclatement 2 × 50G), SFP56 (certains)
50GAUI-11 × 26,5625 GBd PAM4Annexe 135D/ESFP56, modules 50GBASE-SR/FR/LR

100 gigabits

InterfaceVoiesNormeCage
CAUI-1010 × 10,3125 GBdAnnexe 83A/BCFP, CXP, 100GBASE-SR10
CAUI-44 × 25,78125 GBd NRZAnnexe 83D (C2C), 83E (C2M)QSFP28, CFP2/CFP4
CPPI-44 × 25,78, non retiméeAnnexe de type 86A pour SR4QSFP28 SR4 sans CDR (rare)
100GAUI-44 × 26,5625 GBd NRZ (trames RS-FEC(544))Annexe 135D/EQSFP28 en mode 100GBASE-CR4/KR4 KP4
100GAUI-22 × 53,125 GBd PAM4Annexe 135F/135G (C2M)voies 100G QSFP56, éclatement 2 × 100G, modules DR/FR1 avec hôtes à 2 voies
100GAUI-11 × 106,25 GBd PAM4Annexe 120F/120G (C2M) (802.3ck)QSFP112, OSFP 100G par voie, SFP112

200, 400, 800 gigabits

InterfaceVoiesNormeCage
200GAUI-88 × 26,5625 GBd PAM4Annexe 120B/CQSFP-DD en mode 200G (rare)
200GAUI-44 × 53,125 GBd PAM4Annexe 120D/120E (C2M)QSFP56, OSFP/QSFP-DD 2 × 200G
200GAUI-22 × 106,25 GBd PAM4Annexe 120F/GQSFP112 2 × 200G, OSFP
400GAUI-16 (CDAUI-16)16 × 26,5625 GBd NRZAnnexe 120B/CCFP8
400GAUI-8 (CDAUI-8)8 × 53,125 GBd PAM4Annexe 120D/120E (C2M)QSFP-DD, OSFP (400G)
400GAUI-44 × 106,25 GBd PAM4Annexe 120F/120G (C2M)QSFP112, OSFP 400G, moitié d’un port 800G
800GAUI-88 × 106,25 GBd PAM4annexes 802.3df (C2C/C2M)OSFP, QSFP-DD800
800GAUI-4 / 1.6TAUI-84 / 8 × 212,5 GBd PAM4802.3dj (en cours)OSFP224, OSFP-XD, QSFP-DD1600

C2C contre C2M et points de conformité

Puce à puce (C2C)Puce à module (C2M)
CheminASIC ↔ ASIC/PHY sur la même carte ou à travers un connecteurASIC → PCB hôte → connecteur de cage → PCB module → IC du module
Portéejusqu’à ~25–50 cm (NRZ), moins en PAM4~10–15 cm de piste hôte + connecteur
Points de testTP0/TP5 aux broches de la puceTP1 (sortie hôte au connecteur du module), TP1a (après un canal de référence = entrée module), TP4 (sortie module au connecteur), TP4a (à l’entrée hôte après le canal hôte)
Rôle du module—doit respecter la spécification de sortie à TP4 (œil, gigue, métriques de type TDECQ) et tolérer le signal hôte à TP1a avec l’œil stressé spécifié
Retimingles deux puces retimentle module retime (CDR/DSP) — ou est linéaire (LPO) et dépend de l’hôte

Les cartes hôtes sont qualifiées par rapport au canal de référence C2M ; une piste hôte longue ou à pertes élevées (commutateurs 800G à forte radix) explique pourquoi des retimers et des gearbox apparaissent sur les cartes de commutateur (À l’intérieur d’un commutateur).

Les OIF CEI derrière les annexes IEEE

OIF CEIDébit / modulationÉquivalent IEEEClasse de portée
CEI-28G-VSR28 GBd NRZCAUI-4 C2Mtrès courte portée (module)
CEI-28G-SR / -MR / -LR28 GBd NRZCAUI-4 C2C / backplanecourte / moyenne / longue (backplane)
CEI-56G-VSR-PAM456 GBd PAM4400GAUI-8 / 200GAUI-4 C2Mmodule
CEI-56G-MR/LR-PAM456 GBd PAM4classe 200GBASE-KR4backplane
CEI-112G-VSR-PAM4112 GBd PAM4400GAUI-4 / 800GAUI-8 C2Mmodule
CEI-112G-XSR / -MR / -LR112 GBd PAM4die-to-die / C2C / backplane—
CEI-112G-Linear-PAM4112 GBd PAM4interface hôte LPOmodule, linéaire
CEI-224G (en cours)224 GBd PAM4800GAUI-4 / 1.6TAUI-8—

L’OIF publie les enveloppes électriques ; les annexes IEEE les référencent ou s’y alignent.

Voies électriques contre voies optiques

ModuleElectrical (host)Optical (line)Conversion in module
10GBASE-LR SFP+1 × 10G1 λ × 10Gaucune
40GBASE-LR44 × 10G4 λ × 10Gaucune (mux WDM)
100GBASE-SR4 / LR44 × 25G NRZ4 fibres / 4 λ × 25Gaucune
100GBASE-DR / FR1 / LR14 × 25G NRZ1 λ × 100G PAM4gearbox + DSP PAM4 (4:1)
100G on QSFP112 (100GAUI-1)1 × 100G PAM41 × 100G PAM4retiming seul
200GBASE-FR44 × 50G PAM44 λ × 50G PAM4retiming
400GBASE-DR4 / FR48 × 50G PAM44 fibres / 4 λ × 100G PAM4gearbox 2:1 dans le DSP
400GBASE-SR88 × 50G PAM48 fibres × 50G PAM4retiming
400G on 400GAUI-4 hosts4 × 100G PAM44 × 100G PAM4retiming (ou LPO linéaire)
800G-DR8 / 2×FR48 × 100G PAM48 fibres / 2 × 4 λ × 100Gretiming
800G-DR4 (200G/λ)8 × 100G PAM44 × 200G PAM4gearbox 2:1
1.6T-DR8 (OSFP224)8 × 200G PAM48 × 200G PAM4retiming

Le gearbox explique pourquoi un module 400G-DR4 consomme 8–10 W et un 400G-SR8 moins, et pourquoi CMIS liste des identifiants d’interface hôte et média séparés par application (CMIS).

Qui met le signal en forme

GénérationDans le moduleSur l’hôte
10G SFP+ (SFI)ampli limiteur ou TIA linéaire ; pas de CDR sur la plupartSerDes avec égalisation CTLE/DFE ; EDC pour le LRM
10G XFP (XFI)CDRSerDes simple
25G SFP28, 100G QSFP28CDR sur Tx et Rx (contournable : SFF-8636 octets 98/99)SerDes FFE/DFE ; pré-emphase programmable dans les octets de contrôle du module (SFF-8636 page 03h 234–241 : amplitude/emphase de sortie Rx, égalisation d’entrée Tx)
PAM4 200G–800Gretimer DSP avec FFE/DFE/MLSE ; réglages de l’égaliseur côté hôte via CMIS (page 10h/11h EQ d’entrée Tx, amplitude/pré-curseur/post-curseur de sortie Rx)SerDes DSP
LPO 400G/800Gpilote et TIA linéaires, pas de DSPle DSP du SerDes de l’ASIC du commutateur compense tout le canal ; l’hôte doit être compatible LPO et directement connecté (DSP et LPO)
Câbles AEC/ACC retimés contre linéairesAEC : DSP dans la fiche ; ACC : amplificateur linéairecomme ci-dessus (Intérieur des câbles)

Sélection du débit et contrôles de contournement du CDR : Sélection du débit et de l’application, CDR.

Dans CodingBox

Pour les modules SFF-8636, CodingBox affiche les bits de présence de CDR, la capacité de sélection de débit et les octets de contrôle d’égalisation/emphase ; pour les modules CMIS, la table des applications avec les identifiants d’interface hôte (CAUI-4, 400GAUI-8, 100GAUI-1…) en regard des identifiants d’interface média — la déclaration qu’utilise un hôte pour choisir le nombre de voies et la modulation. Un module n’annonçant que le 400GAUI-8 ne fonctionnera pas sur un port 400GAUI-4 (classe QSFP112), aussi bonne soit son optique (Check transceiver, Pages supérieures CMIS).


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