Funktionen: ♦ 4 unabhängige Vollduplex-Kanäle ♦ Bis zu 27,95 Gbit/s Bandbreite pro Kanal ♦ Gesamtbandbreite von > 100 Gbit/s ♦ Optischer MTP/MPO-Anschluss ♦ QSFP28 MSA-kompatibel ♦ Konform mit Standard IEEE 802.3-2012 Clause 88 Elektrischer Standard IEEE 802.3bm CAUI-4 Chip-zu-Modul ITU-T G.959.1-2012-02-Standard ♦ Digitale Diagnosefunktionen ♦ Betrieb mit einer einzigen +3,3-V-Stromversorgung ♦ Temperaturbereich 0 °C bis 70 °C ♦ RoHS-konform Teileanwendungen: ♦ Lokales Netzwerk (LAN) ♦ Weitverkehrsnetz (WAN) ♦ Ethernet-Switches und Router-Anwendungen Beschreibung: Das JHA-Q28C01 ist ein Transceiver-Modul, das für optische Kommunikationsanwendungen über 100 m entwickelt wurde. Das Design entspricht 100GbASE-SR4 des Standards IEEE 802.3-2012 Clause 88 und dem elektrischen Chip-zu-Modul-Standard IEEE 802.3bm CAUI-4 ITU-T G.959.1-2012-02. Das Modul wandelt 4 Eingangskanäle (ch) mit elektrischen Daten von 25,78 Gbps bis 27,95 Gbps in optische Signale mit 4 Spuren und multiplext sie in einen einzigen Kanal für optische Übertragung mit 100 Gb/s. Umgekehrt demultiplext das Modul auf der Empfängerseite einen 100 Gb/s-Eingang optisch in 4 Spuren-Signale und wandelt sie in elektrische Daten mit 4 Spuren um. Ein Glasfaser-Flachbandkabel mit einem MPO/MTP-Stecker an jedem Ende wird in die Buchse des QSFP28-Moduls eingesteckt. Die Ausrichtung des Flachbandkabels ist „kodiert“ und in der Buchse des Moduls befinden sich Führungsstifte, um eine korrekte Ausrichtung zu gewährleisten. Das Kabel hat normalerweise keine Verdrillung (Taste oben zu Taste oben), um eine korrekte Kanal-zu-Kanal-Ausrichtung sicherzustellen. Die elektrische Verbindung wird über einen Z-steckbaren 38-poligen IPASS®-Stecker hergestellt. Das Modul wird mit einer einzelnen +3,3-V-Stromversorgung betrieben und mit den Modulen sind globale LVCMOS/LVTTL-Steuersignale wie Modul vorhanden, Reset, Interrupt und Energiesparmodus verfügbar. Eine 2-adrige serielle Schnittstelle ist verfügbar, um komplexere Steuersignale zu senden und zu empfangen und digitale Diagnoseinformationen zu erhalten. Einzelne Kanäle können angesprochen und ungenutzte Kanäle für maximale Designflexibilität abgeschaltet werden. Der JHA-Q28C01 ist mit Formfaktor, optischer/elektrischer Verbindung und digitaler Diagnoseschnittstelle gemäß dem QSFP28 Multi-Source Agreement (MSA) ausgelegt. Er wurde entwickelt, um den härtesten äußeren Betriebsbedingungen einschließlich Temperatur, Feuchtigkeit und EMI-Störungen standzuhalten. Das Modul bietet eine sehr hohe Funktionalität und Funktionsintegration, zugänglich über eine 2-adrige serielle Schnittstelle. • Absolute Maximalwerte Parameter Symbol Min. Typisch Max. Lagertemperatur des Geräts TS -40 +85 °C Versorgungsspannung VCCT, R -0,5 4 V Relative Luftfeuchtigkeit RH 0 85 % • Empfohlene Betriebsumgebung: Parameter Symbol Min. Typisch Max. Einheit Gehäusebetriebstemperatur TC 0 +70 °C Versorgungsspannung VCCT, R +3,13 3,3 +3,47 V Versorgungsstrom ICC 1000 mA Leistungsabgabe PD 3,5 W • Elektrische Eigenschaften (TOP = 0 bis 70 °C, VCC = 3,13 bis 3,47 Volt Parameter Symbol Min Typ Max Einheit Hinweis Datenrate pro Kanal - 25,78125 Gbps Leistungsaufnahme - 2,5 3,5 W Versorgungsstrom Icc 0,75 1,0 A Steuer-E/A-Spannung-High VIH 2,0 Vcc V Steuer-E/A-Spannung-Low VIL 0 0,7 V Inter-Channel Skew TSK 150 Ps RESETL Dauer 10 Us RESETL De-Assert-Zeit 100 ms Einschaltzeit 100 ms Toleranz der Single-Ended-Ausgangsspannung des Senders 0,3 4 V 1 Toleranz der Gleichtaktspannung 15 mV Sende-Eingangsdifferenzspannung VI 120 1200 mV Sende-Eingangsdifferenzimpedanz ZIN 80 100 120 Datenabhängiger Eingangsjitter DDJ 0,1 UI Gesamtdateneingangsjitter TJ 0,28 UI Toleranz der unsymmetrischen Ausgangsspannung des Empfängers 0,3 4 V Rx-Ausgangsdifferenzspannung Vo 600 800 mV Rx-Ausgangsanstiegs- und -abfallspannung Tr/Tf 35 ps 1 Gesamtjitter TJ 0,7 UI Deterministischer Jitter DJ 0,42 UI Hinweis: 20～80 % • Optische Parameter (TOP = 0 bis 70 °C, VCC = 3,0 bis 3,6 Volt) Parameter Symbol Min. Typ. Max. Einheit Ref. Optische Wellenlänge des Senders λ 840 860 nm RMS Spektralbreite Pm 0,5 0,65 nm Durchschnittliche optische Leistung pro Kanal Pavg -8 -2,5 0 dBm Laser-Aus-Leistung pro Kanal Poff -30 dBm Optisches Extinktionsverhältnis ER 3,5 dB Relatives Intensitätsrauschen Rin -128 dB/HZ 1 Toleranz der optischen Rückflussdämpfung 12 dB Optische Mittenwellenlänge des Empfängers λC 840 860 nm Empfängerempfindlichkeit pro Kanal R -10,5 dBm Maximale Eingangsleistung PMAX +0,5 dBm Empfängerreflexion Rrx -12 dB LOS De-Assert LOSD -14 dBm LOS Assert LOSA -30 dBm LOS-Hysterese LOSH 0,5 dB Hinweis 12 dB Reflexion • Diagnoseüberwachungsschnittstelle Eine digitale Diagnoseüberwachungsfunktion ist auf allen QSFP28 SR4 verfügbar. Eine 2-adrige serielle Schnittstelle ermöglicht dem Benutzer die Kontaktaufnahme mit dem Modul. Die Struktur des Speichers ist im Flussdiagramm dargestellt. Der Speicherplatz ist in einen unteren, einseitigen Adressraum von 128 Bytes und mehrere obere Adressraumseiten unterteilt. Diese Struktur ermöglicht zeitnahen Zugriff auf Adressen auf der unteren Seite, wie Interrupt-Flags und Monitore. Weniger zeitkritische Einträge, wie serielle ID-Informationen und Schwellenwerteinstellungen, sind mit der Seitenauswahlfunktion verfügbar. Die verwendete Schnittstellenadresse ist A0xh und wird hauptsächlich für zeitkritische Daten wie die Interrupt-Behandlung verwendet, um ein einmaliges Lesen aller Daten im Zusammenhang mit einer Interrupt-Situation zu ermöglichen. Nachdem ein Interrupt, IntL, aktiviert wurde, kann der Host das Flag-Feld auslesen, um den betroffenen Kanal und den Flag-Typ zu bestimmen. Seite02 ist ein Benutzer-EEPROM und sein Format wird vom Benutzer festgelegt. Die detaillierte Beschreibung des unteren Speichers und der Seite00.Seite03 des oberen Speichers finden Sie im Dokument SFF-8436. • Timing für Soft Control und Statusfunktionen Parameter Symbol Max. Einheit Bedingungen Initialisierungszeit t_init 2000 ms Zeit vom Einschalten1, Hot Plug oder steigender Flanke von Reset bis das Modul voll funktionsfähig ist2 Reset-Init-Assert-Zeit t_reset_init 2 μs Ein Reset wird durch einen Low-Pegel generiert, der länger ist als die minimale Reset-Impulszeit am ResetL-Pin. Hardware-Bereitschaftszeit des seriellen Busses t_serial 2000 ms Zeit vom Einschalten1 bis das Modul auf die Datenübertragung über den 2-adrigen seriellen Bus reagiert Monitordaten-Bereitschaftszeit t_data 2000 ms Zeit vom Einschalten1 bis Daten nicht bereit, Bit 0 von Byte 2, deaktiviert und IntL aktiviert Reset-Aktivierungszeit t_reset 2000 ms Zeit von der steigenden Flanke am ResetL-Pin bis das Modul voll funktionsfähig ist2 LPMode-Aktivierungszeit ton_LPMode 100 μs Zeit von der Aktivierung von LPMode (Vin:LPMode =Vih) bis der Stromverbrauch des Moduls den niedrigeren Leistungspegel erreicht IntL-Aktivierungszeit ton_IntL 200 ms Zeit vom Auftreten der Bedingung, die IntL auslöst, bis Vout:IntL = Vol IntL-Deaktivierungszeit toff_IntL 500 μs toff_IntL 500 μs Zeit vom Löschen des zugehörigen Flags beim Read3 Voh. Dies beinhaltet Deaktivierungszeiten für Rx LOS, Tx Fault und andere Flag-Bits. Rx LOS-Bestätigungszeit ton_los 100 ms Zeit vom Rx LOS-Zustand bis zum Setzen des Rx LOS-Bits und der Bestätigung von IntL Flag-Bestätigungszeit ton_flag 200 ms Zeit vom Auftreten des bedingungsauslösenden Flags bis zum Setzen des zugehörigen Flag-Bits und der Bestätigung von IntL Maskenbestätigungszeit ton_mask 100 ms Zeit vom Setzen des Maskenbits4 bis zur Unterdrückung der zugehörigen IntL-Bestätigung Masken-Deaktivierungszeit toff_mask 100 ms Zeit vom Löschen des Maskenbits4 bis zur Wiederaufnahme des zugehörigen IntlL-Betriebs ModSelL-Bestätigungszeit ton_ModSelL 100 μs Zeit von der Aktivierung von ModSelL bis das Modul auf eine Datenübertragung über den 2-adrigen seriellen Bus reagiert ModSelL-Deaktivierungszeit toff_ModSelL 100 μs Zeit von der Deaktivierung von ModSelL bis das Modul nicht mehr auf eine Datenübertragung über den 2-adrigen seriellen Bus reagiert Power_over-ride oder Power-set-Bestätigungszeit ton_Pdown 100 ms Zeit vom Setzen des P_Down-Bits 4 bis zum Erreichen des niedrigeren Leistungspegels Power_over-ride oder Power-set De-assert-Zeit toff_Pdown 300 ms Zeit vom Löschen des P_Down-Bits4 bis zur vollen Funktionstüchtigkeit des Moduls3 Hinweis: 1. Als Einschalten gilt der Zeitpunkt, an dem die Versorgungsspannungen den angegebenen Mindestwert erreichen und darauf oder darüber bleiben. 2. Volle Funktionstüchtigkeit wird definiert als IntL gesetzt aufgrund von „Daten nicht bereit“-Bit, Bit 0 Byte 2 deaktiviert. 3. Gemessen ab der fallenden Taktflanke nach dem Stopbit der Lesetransaktion. 4. Gemessen ab der fallenden Taktflanke nach dem Stopbit der Schreibtransaktion. • Blockdiagramm des Transceivers Abbildung 1: Blockdiagramm • Pinbelegungsdiagramm des Hostboard-Anschlussblocks Pinnummern und -bezeichnungen l Pinbeschreibung Pinlogik Symbolname/Beschreibung Ref. 1 GND Masse 1 2 CML-I Tx2n Sender Invertierter Dateneingang 3 CML-I Tx2p Sender Nicht-invertierter Datenausgang 4 GND Masse 1 5 CML-I Tx4n Sender Invertierter Datenausgang 6 CML-I Tx4p Sender Nicht-invertierter Datenausgang 7 GND Masse 1 8 LVTTL-I ModSelL Modulauswahl 9 LVTTL-I ResetL Modulreset 10 VccRx +3,3 V Stromversorgung Empfänger 2 11 LVCMOS-I/O SCL 2-Draht Serielle Schnittstelle Takt 12 LVCMOS-I/O SDA 2-Draht Serielle Schnittstelle Daten 13 GND Masse 1 14 CML-O Rx3p Empfänger Invertierter Datenausgang 15 CML-O Rx3n Empfänger Nicht-invertierter Datenausgang 16 GND Masse 1 17 CML-O Rx1p Empfänger Invertierter Datenausgang 18 CML-O Rx1n Empfänger Nicht-invertierter Datenausgang 19 GND Masse 1 20 GND Masse 1 21 CML-O Rx2n Empfänger Invertierter Datenausgang 22 CML-O Rx2p Empfänger Nicht-invertierter Datenausgang 23 GND Masse 1 24 CML-O Rx4n Empfänger Invertierter Datenausgang 25 CML-O Rx4p Empfänger Nicht-invertierter Datenausgang 26 GND Masse 1 27 LVTTL-O ModPrsL Modul vorhanden 28 LVTTL-O IntL Unterbrechung 29 VccTx +3,3 V Stromversorgung Sender 2 30 Vcc1 +3,3 V Stromversorgung 2 31 LVTTL-I LPMode Energiesparmodus 32 GND Masse 1 33 CML-I Tx3p Sender Invertierter Datenausgang 34 CML-I Tx3n Sender Nicht-invertierter Datenausgang 35 GND Masse 1 36 CML-I Tx1p Sender Invertierter Datenausgang 37 CML-I Tx1n Sender Nicht Invertierter Datenausgang 38 GND Masse 1 Hinweise: GND ist das Symbol für Einzel- und gemeinsame Versorgung (Strom) für QSFP28-Module. Alle sind gemeinsam innerhalb des QSFP28-Moduls und alle Modulspannungen beziehen sich auf dieses Potenzial, sofern nicht anders angegeben. Verbinden Sie diese direkt mit der gemeinsamen Massefläche des Host-Board-Signals. Laserausgang deaktiviert bei TDIS >2,0 V oder offen, aktiviert bei TDIS