вопрос по реализации 10G оптики Опции

[Andrey_L]

Добрый день!

Сейчас занимаюсь разработкой Ethernet-коммутатора с портами на 10G.
Особенности этого коммутатора: герметичный (IP67), применение - индустриальное и (в основном) военное. Поэтому есть требования на устойчивость к вибрациям и ударам.
Для пользователя коммутатор неразборный.
Сейчас при реализации каналов на 10G (850нм, ММ) оказался перед выбором, как реализовать эти каналы. Применение стандартных съемных модулей типа SFP+ и т.п. - исключено по причинам их неустойчивости к вибрациям, ударам и т.п. + при установке они требуют очень много места внутри блока, чего у меня нет.
Вариантов реализации этих каналов как мне видится два:
1. Использование адаптированного для спец. условии модуля, аналога SFP+. Т.е. с запайкой на плату, отводом тепла (если надо), и нормальным креплением волокна (которое не отвалится на вибрации)
На данный момент нашел только один вариант от Glenair: 050-327 - вроде то что надо, цену запрошу, но думаю очень дорого.
Может кто подскажет, кто производит похожее?
2. Реализовывать аналог SFP+ модуля прямо на печ. плате своего коммутатора. Как я понимаю это вроде не сложно. Или есть какие-то подводные камни?
Микросхему для реализации нашел такую GN1158 (от Semtech). Может кто-что лучше посоветует?

Заранее спасибо за советы.

[prig]

...
Особенности этого коммутатора: герметичный (IP67), применение - индустриальное и (в основном) военное. Поэтому есть требования на устойчивость к вибрациям и ударам.
Для пользователя коммутатор неразборный.
...
1. Использование адаптированного для спец. условии модуля, аналога SFP+. Т.е. с запайкой на плату, отводом тепла (если надо), и нормальным креплением волокна (которое не отвалится на вибрации)
...
2. Реализовывать аналог SFP+ модуля прямо на печ. плате своего коммутатора. ...

1. Как ни крути со спец. модулями, а сквозь корпус проходить придётся. Т.е., без специализированного защищённого корпусного разъёма не обойтись.
Например: IP67 connector
Т.е., вместе с защищённым корпусным разъёмом можно использовать что-то типа SFF с "хвостом", но я бы такой вариант не посоветовал. Это уже вчерашний день.

2. Самопальному оптическому трансиверу тоже понадобится корпусной разъём.
Т.е., проблема не решится, а головной боли прибавится.

3. Лучше всего поставить на плату SFP+ (с рамкой для фиксации), между платой и панелью с корпусными разъёмами оставить место для коммутации, соединить патчкордом модуль SFP+ с корпусным разъёмом.
Ессно, корпусной разъём IP67 подразумевает наличие соответствующей внешней ответной части.

С конструктивом можно пофантазировать и даже предусмотреть замену модулей.

Если горячая замена нежелательна (опечатанная железка и т.д.), а вопросы надёжности модулей придётся решать, можно изобразить "холодное" резервирование.
Например, использовать пассивные оптические сплиттеры, которые располагаются в том же коммутационном пространстве, и пару софтово-отключаемых модулей SFP+ на каждый выходной канал.

...MAX3956...

а подводные камни - они все зарыты в электрике интерфейса SFP+
вообще там достаточно жесткие требования к плате.
на FR4 выдержать в норме длинную (по меркам SFP+) линию будет сложнее, на Ro4350В или подобных проще.
если длины на FR4 больше 6 см то я бы сразу закладывал ещё и редрайверы по всем.
...

Ну да, SFP+ - это не подарок. Для 10GBASE-R требования по-человечески не специфицированны.
Но не все так плохо и страшно. И требования не столь жёсткие, как это могло бы показаться.
Приведённый Вами даташит на MAX3956 тому подтверждение (см. пример с потерями 4.5дБ).

При потерях в линии примерно до 3дБ на 5ГГц, можно сильно не напрягаться. Ай-диаграмма практически не пострадает.
Реально, граница допустимых суммарных потерь существенно выше, но резерв на разъём и т.д. не помешает.
Потери на 5ГГц для "стандартного" FR4 - до 0.7..0.8дБ на дюйм. Т.е. 4 дюйма - это не проблема.
Не говоря уже о том, что можно найти улучшенные варианты FR4.
А для собственного спокойствия лучше заказать тесты по потерям у производителя печатных плат.

Кроме того, с редрайверами я бы не стал горячиться.
В большинство современных PHY можно задействовать функции предыскажения и эквалайзеры.
С правильно настроенным PHY "прострелить" 20см до SFP+ на FR4 - это далеко не фантастика.
Если бы и приемопередатчики модуля SFP+ можно было настраивать... Но это уже другая история.

Но вот что верно, то верно.
Работать с 10G надо очень аккуратно, и думать о тестировании получившегося сильно заранее.
И с первого раза может не получиться или получиться далеко не всё.

[krux]

При потерях в линии примерно до 3дБ на 5ГГц, можно сильно не напрягаться. Ай-диаграмма практически не пострадает.
Реально, граница допустимых суммарных потерь существенно выше, но резерв на разъём и т.д. не помешает.
Потери на 5ГГц для "стандартного" FR4 - до 0.7..0.8дБ на дюйм. Т.е. 4 дюйма - это не проблема.
Не говоря уже о том, что можно найти улучшенные варианты FR4.
А для собственного спокойствия лучше заказать тесты по потерям у производителя печатных плат.

если вы сделаете ФНЧ на 5 ГГц, скажем, 2 порядка, и подадите ему на вход 10GBASE, то на выходе увидите максимум синус, и нераскрывшийся глазок.
для более-менее прямоугольной формы необходимо пропустить сигнал вплоть до 5-й гармоники, т.е. вплоть до 25 ГГц.
пересчитайте потери с этими оговорками, и убедитесь на практике.

10GBASE-R требования по-человечески не специфицированны

Для электрики они специфицированы S-параметрами.
Если требование по наличию векторника вы считаете бесчеловечным - извините. =)