10G-Optikmodule und Xenpak-Optikmodule

Das  optische Transceivermodul  wird zunehmend integriert, sodass die Funktion der optischen 10G-Ethernet-Schnittstelle durch ein optisches Modul erreicht werden kann. 10G-optische Module umfassen Unterfunktionsmodule für optische/elektrische Umwandlung, Taktrückgewinnung und -synchronisierung, Multiplexing/Demultiplexing, 64B/66B-Codec, WIS, 8B/10B-Kodierung und -Dekodierung.

Laut einem Forschungsbericht der Zeitschrift LIGHT READING werden optische 10G-Module in den nächsten Jahren das größte Marktpotenzial für optische Geräte haben. Die derzeit am häufigsten verwendeten optischen 10G-Module sind: 300-Pin, Xenpak, Xpak, X2 und XFP. Dabei handelt es sich um die erste Generation der 300-Pin-Module, die hauptsächlich in SDH und 10G-Ethernet verwendet werden. Die geänderte elektrische Schnittstelle (XSBI) kann auch nach 10G-Ethernet eingesetzt werden. Xenpak wurde für die erste Generation optischer 10G-Ethernet-Module eingeführt und verwendet die SFP- und SFP+-Standardschnittstelle (XAUI) für den Datenpfad im 10G-Standard. Die Xpak- und  X2-Transceiver  sind verbesserte direkte optische Module mit einem um 40 % reduzierten Volumen. XFP ist ein kompaktes, kostengünstiges optisches Modul, das kleinen steckbaren optischen Modulen (SFP) für Gigabit-Ethernet ähnelt.

Das Funktionsblockdiagramm des optischen Xenpak-Moduls zeigt die entsprechenden medienunabhängigen Schnittstellen des SFP- und SFP+-10G-Standards in den Funktionen der erweiterten Subschicht (XGXS), der PCS, der physischen Medien, der zusätzlichen Subschicht (PMA) und der physisch medienabhängigen Subschicht (PMD).
Das optische SFP-Modul von Xenpak wird über einen 70-poligen Stecker und eine Leiterplattenverbindung angeschlossen. Der Datenkanal ist eine XAUI-Schnittstelle. Xenpak unterstützt alle durch SFP und SFP+ definierten optischen Schnittstellen und bietet leitungsseitig Übertragungsraten von 10,3 Gbit/s, 9,95 Gbit/s oder 4 × 3,125 Gbit/s.

Die optischen Module von Xenpak sind in einem Gehäuse mit den Abmessungen 4,8 × 1,4 × 0,7 Kubikzoll untergebracht und verfügen über einen integrierten 1.310-nm-Halbleiter-DFB-Laser (Distributed Feedback), Direktmodulation und nicht eingebettete Temperaturkontrollgeräte. Xenpak G.652 Singlemode-Glasfasern übertragen Entfernungen von bis zu 10 km, der Cisco-Transceiver ist für den Einsatz in Ballungsräumen geeignet und ist derzeit das gängigste Produkt mit 10G-Ethernet-Ports. Neben den optischen Komponenten ist das Multiplexing-/Demultiplexing-Modul (MUX/DEMUX) eine weitere wichtige Funktion der internen Komponenten von Xenpak. Mindestens 50 % des Stromverbrauchs von Xenpak werden vom Multiplexing-/Demultiplexing-Modul verbraucht. Daher ist das Xenpak-Modul leichter und verbraucht auch weniger Strom. Die Anwendung von optischen Modulen
von Xenpak  ist relativ einfach, da optische Module nur Funktionen einer 10G-Ethernet-Optikschnittstelle erreichen können. Die Schwierigkeit des Schaltungsdesigns liegt im Design der Hochgeschwindigkeitsdatenschnittstelle zu XAUI. Zu den XAUI-Schnittstellen gehören 8 serielle Schnittstellen mit einer Geschwindigkeit von 3,125 Gb/s und eingebettete Differenztaktleitungen. Die XAUI-Schnittstelle zum System wirkt sich direkt auf die Weiterleitungsleistung aus.