自推出以来，这些基础构建模块在短短时间内就被广泛应用于领先网络厂商开发的下一代系统中。基于SFF技术的应用可提供从100 Mb/s到2.488 Gb/s的线路速度，包括快速以太网、千兆以太网、ATM、FDDI和光纤通道。.
新的小型化设计机遇
SFF（小型化）技术提供的功能数量众多且极具吸引力。其端口数量是目前光纤连接、路由器和交换机的两倍。SFF 组件本身，例如基于 MT-RJ（MT 注册插孔）技术的组件，可以实现与 RJ-45 铜缆接口类似的的光纤端口间距。除了这些优势之外，SFF 技术也给需要开发高速网络设备的设计人员带来了有趣的挑战。这些系统本身就必须具备良好的电磁干扰 (EMI) 性能。由于许多以更高时钟频率运行的组件被集成到更小的空间内，因此存在 EMI 水平可能升高的风险。必须高度重视优化此类系统的 EMI 性能特性。基于 MT-RJ 接口的 SFF 收发器凭借其固有的小光孔径和 EMI 最小化设计特性，有助于最大限度地降低整体 EMI 水平。.
另一个挑战是如何降低功耗。随着端口密度翻倍和元件数量增加，系统所需的功耗也会随之增加。管理这一设计方面可能变得复杂，尤其是在开发具有相应电源特性的设备时。为了帮助设计人员解决这些问题，PHY 驱动 IC 和 SFF 收发器的工作电压为 3.3 VDC，而传统的 1x9 光纤收发器的工作电压为 5 VDC。因此，确定功耗需求成为一项更易于管理的设计工作，并且使用单个 3.3 VDC 电源可以降低系统总成本。.
发射机-接收机的特性
目前，基于MT-RJ小型化技术的系统中主要使用两种类型的收发器。两者都具备全双工功能。为了支持高达155 Mb/s的线路速率应用，可以使用采用LED和激光光源的光收发器。例如，100 Mb/s快速以太网、155 Mb/s ATM和100 Mb/s FDDI。对于速度更快的应用，例如1.25 Gb/s千兆以太网和1.063 Gb/s光纤通道，则使用采用垂直腔面发射激光器（VCSEL）和法布里-珀罗激光器的收发器，适用于单模或多模应用。.
对于设施网络应用，光收发器有多种供应商提供，采用 2x5 引脚双列直插封装 (DIP)。这些 10 引脚器件的功能与双工收发器模块 SC1x9 相当。对于公共网络应用，还有 2x10 引脚标准可供选择，提供光电探测器偏转、激光偏转控制、激光功率控制等附加功能。由于连接器外壳上的开口很小，这两种类型的光收发器都具有出色的电磁干扰 (EMI) 性能。.
得益于小型化光收发器（SFF）带来的更高电路板利用率，四通道或四通道数字信号处理器（DSP）物理层集成电路（IPIC）可用于构建更高效的设计。总体而言，采用这项技术所需的元件数量和安装硬件都更少。此外，最新的多通道集成电路在更小的封装尺寸下实现了更高的性能。当需要将设计从SFF光纤接口修改为铜接口时，流程也变得更加简单。大多数走线重布线将仅限于光收发器和PHY芯片所在的电路板区域。更少的元件和更简便的设计迭代意味着更低的总体系统成本。.
链接和连接器
除了该架构中使用的收发器和逻辑电路之外，SFF 产品还引入了一种新型连接器。系统光纤链路的连接和断开方式与现有电话线基本相同。因此，交换机、墙壁插座和配线架所需的空间与传统的铜缆 RJ-45 连接器相同。.
这项新技术简化了安装流程。对于采用 MT-RJ 技术的系统，其安装方式与五类线缆的布线类似。光纤通过压线端子连接到配线架和插座的背面。这显著缩短了安装时间，并降低了传统光纤现场端接可能出现的错误。使用 MT-RJ 型无连接器插座，只需剪断并插入光纤，然后转动执行器即可完成端接。插座和面板正面的设备互连使用工厂预设的跳线。.
Cabletron Systems 利用小型化技术
早期采用者之一的Cabletron Systems公司迅速意识到基于小型化组件（SFF）的光纤交换产品的潜力。其全新推出的快速以太网交换模块系列，具备更高速度的广域网（WAN）和局域网（LAN）主链路，能够更好地服务于其制造和政府客户。以相对更低的成本提供两倍的端口数量，将使客户能够更好地控制其现有的光纤基础设施。此外，基于SFF的系统具有低电磁干扰（EMI）特性，这在许多制造应用中极具吸引力，因为在这些应用中，工艺设备需要在工作站附近运行。对于政府部门而言，安全至关重要，尤其是对于管理受限网络段的人员来说，基于SFF的交换机能够提供更高的安全性。在升级20公里长的网络时，光纤提供的传输安全性远高于双绞铜线。.
从技术角度来看，Cabletron Systems公司通过摒弃SC型连接器，转而采用SFF系统组件，并增加速度更快的ASIC交换引擎，成功将快速以太网（FX）交换模块的端口密度从8个提升至16个。在其SmartSwitch 6000系统中安装全套新型FX模块后，即可向市场推出共计80个支持多模光纤（MMF）和/或单模光纤（SMF）的100BASE-FX（MT-RJ）端口。这无疑是高带宽和多媒体流量应用的理想解决方案。.
快速通道设计
FX交换模块的研发工作始于1998年8月，并于同年12月完成。其基础架构采用了现有量产交换模块的组件。由于SSF技术本质上对周围大部分电路无侵入性，因此媒体访问控制（MAC）和物理层（PHY）功能几乎不受影响。现有芯片经供应商评估后获准用于FX模块。主要的设计变更在于确定电路板上需要进行的修改，因为原有的8个磁性收发器将被16个光收发器取代。除此之外，整个过程都比较简单，只是在物理介质IC控制器和光收发器之间创建了新的走线路径。在这些组件之间的信号总线上，需要特别注意ECL端接，并修改大部分高速数据线。.
由于这是首次设计尝试，且新型 3.3V 直流系统的功率需求只能由设计人员及其 EDA 工具进行理论计算，因此他们使用电源模拟器来确定原型 FX 模块的实际功耗。工程师们确定系统机架的电源能够提供超出所需的功率。系统通电运行后，电磁干扰 (EMI) 辐射可以忽略不计。令设计团队的软件工程师惊喜的是，管理新型 FX 模块运行所需的固件更改数量非常少，仅需修改 3% 的设计代码。.
Cabletron Systems 的快速以太网交换模块已成功上市。正如 Cabletron 工程团队所展示的，采用 SFF 技术设计高速光纤网络产品蕴藏着巨大的机遇和成本节约潜力。结合现有技术投资的优势以及先进的光收发器和光纤连接器，新型高密度系统可以快速扩展并以极具成本效益的方式推向市场。随着更多采用这项新技术的产品问世，系统价格将逐步下降，最终达到广泛应用的水平。这项技术的出现可谓恰逢其时。.
安捷伦科技
作者： 凯文·韦德，产品营销经理，SmartSwitch 6000，Cabletron Systems，安捷伦科技公司
