XGMII, XAUI, XFI/SFI y la familia AUI: de 10G a 800G

A partir de los 10 gigabit, la interfaz entre el host y el módulo es un conjunto de carriles serie, y su nombre indica la velocidad, el número de carriles y la modulación: SFI es un carril NRZ de 10G, CAUI-4 cuatro carriles de 25G, 400GAUI-8 ocho carriles PAM4 de 50G, 800GAUI-8 ocho carriles PAM4 de 100G. El módulo debe aceptar exactamente ese conjunto, retemporizarlo o amplificarlo, y mapearlo sobre sus carriles ópticos — que pueden ser un número distinto. Esta página enumera las interfaces, la distinción entre chip a chip y chip a módulo con sus puntos de conformidad, las especificaciones OIF CEI que hay detrás, el mapeo de carriles eléctricos a ópticos y quién acondiciona la señal en cada generación.

10 Gigabit

Interfaz	Forma	Dónde	Notas
XGMII (Cl. 46)	datos de 32 bits + control de 4 bits en cada sentido, DDR a 156,25 MHz, 74 señales	en el propio chip entre el MAC y el PCS	≤ 7 cm; ya no aparece en placas
XAUI (Cl. 47)	4 carriles × 3,125 GBd, 8b/10b	MAC/XGXS ↔ PHY; módulos XENPAK, X2, XPAK	hasta 50 cm de PCB; obsoleta para módulos
RXAUI	2 × 6,25 GBd	ASIC ↔ PHY (Marvell)	XAUI con ahorro de pines
XFI (XFP MSA)	1 × 10,3125 GBd, 64b/66b	host ↔ XFP	el módulo contiene CDR — una interfaz retemporizada (XFP)
SFI (SFF-8431)	1 × 10,3125 GBd, 64b/66b	host ↔ SFP+	el módulo suele ser limitante o lineal sin CDR; el SerDes del host hace la ecualización; puntos de conformidad B (salida del host), C (salida del módulo), D en la entrada del host (SFP+)
10GBASE-KR (Cl. 72)	1 × 10,3125 GBd con entrenamiento de enlace	backplane; ASIC ↔ PHY 10GBASE-T	AN cláusula 73
USXGMII	1 × 10,3125 GBd, con adaptación de tasa	ASIC ↔ PHY multigig	SGMII y gigabit serie

La opción «lineal» de SFI llevaba 10GBASE-LRM: el módulo pasa la señal multimodo distorsionada de forma lineal y la compensación electrónica de dispersión (EDC) del host la limpia — el antecesor de la idea actual de LPO.

25, 40, 50 Gigabit

Interfaz	Carriles	Estándar	Jaula
25GAUI	1 × 25,78125 GBd NRZ	Anexo 109A (C2C), 109B (C2M)	SFP28
XLAUI	4 × 10,3125 GBd	Anexo 83A/B	QSFP+ (40GBASE-LR4, etc.)
XLPPI	4 × 10,3125, interfaz física paralela no retemporizada	Anexo 86A	QSFP+ SR4/CR4 sin CDR
50GAUI-2	2 × 26,5625 GBd NRZ	Anexo 135B/C	QSFP28 (breakout 2 × 50G), SFP56 (algunos)
50GAUI-1	1 × 26,5625 GBd PAM4	Anexo 135D/E	SFP56, módulos 50GBASE-SR/FR/LR

100 Gigabit

Interfaz	Carriles	Estándar	Jaula
CAUI-10	10 × 10,3125 GBd	Anexo 83A/B	CFP, CXP, 100GBASE-SR10
CAUI-4	4 × 25,78125 GBd NRZ	Anexo 83D (C2C), 83E (C2M)	QSFP28, CFP2/CFP4
CPPI-4	4 × 25,78, no retemporizado	estilo del anexo 86A para SR4	QSFP28 SR4 sin CDR (raro)
100GAUI-4	4 × 26,5625 GBd NRZ (con entramado RS-FEC(544))	Anexo 135D/E	QSFP28 en modo 100GBASE-CR4/KR4 KP4
100GAUI-2	2 × 53,125 GBd PAM4	Anexo 135F/135G (C2M)	carriles QSFP56 de 100G, breakout 2 × 100G, módulos DR/FR1 con hosts de 2 carriles
100GAUI-1	1 × 106,25 GBd PAM4	Anexo 120F/120G (C2M) (802.3ck)	QSFP112, OSFP a 100G por carril, SFP112

200, 400, 800 Gigabit

Interfaz	Carriles	Estándar	Jaula
200GAUI-8	8 × 26,5625 GBd PAM4	Anexo 120B/C	QSFP-DD en modo 200G (raro)
200GAUI-4	4 × 53,125 GBd PAM4	Anexo 120D/120E (C2M)	QSFP56, OSFP/QSFP-DD 2 × 200G
200GAUI-2	2 × 106,25 GBd PAM4	Anexo 120F/G	QSFP112 2 × 200G, OSFP
400GAUI-16 (CDAUI-16)	16 × 26,5625 GBd NRZ	Anexo 120B/C	CFP8
400GAUI-8 (CDAUI-8)	8 × 53,125 GBd PAM4	Anexo 120D/120E (C2M)	QSFP-DD, OSFP (400G)
400GAUI-4	4 × 106,25 GBd PAM4	Anexo 120F/120G (C2M)	QSFP112, OSFP 400G, mitad de un puerto de 800G
800GAUI-8	8 × 106,25 GBd PAM4	anexos 802.3df (C2C/C2M)	OSFP, QSFP-DD800
800GAUI-4 / 1.6TAUI-8	4 / 8 × 212,5 GBd PAM4	802.3dj (en curso)	OSFP224, OSFP-XD, QSFP-DD1600

C2C frente a C2M y puntos de conformidad

	De chip a chip (C2C)	De chip a módulo (C2M)
Trayecto	ASIC ↔ ASIC/PHY en la misma placa o a través de un conector	ASIC → PCB del host → conector de la jaula → PCB del módulo → IC del módulo
Alcance	hasta ~25–50 cm (NRZ), menos en PAM4	~10–15 cm de pista del host + conector
Puntos de prueba	TP0/TP5 en los pines del chip	TP1 (salida del host en el conector del módulo), TP1a (tras un canal de referencia = entrada del módulo), TP4 (salida del módulo en el conector), TP4a (en la entrada del host tras el canal del host)
Papel del módulo	—	debe cumplir la especificación de salida en TP4 (ojo, jitter, métricas del tipo TDECQ) y tolerar la señal del host en TP1a con el ojo estresado especificado
Retemporización	ambos chips retemporizan	el módulo retemporiza (CDR/DSP) — o es lineal (LPO) y depende del host

Las placas de host se califican contra el canal de referencia C2M; una pista de host larga o con muchas pérdidas (conmutadores de 800G de alto radix) es la razón por la que aparecen retemporizadores y gearboxes en las placas de los conmutadores (Dentro de un conmutador).

OIF CEI detrás de los anexos del IEEE

OIF CEI	Tasa / modulación	Equivalente IEEE	Clase de alcance
CEI-28G-VSR	28 GBd NRZ	CAUI-4 C2M	alcance muy corto (módulo)
CEI-28G-SR / -MR / -LR	28 GBd NRZ	CAUI-4 C2C / backplane	corto / medio / largo (backplane)
CEI-56G-VSR-PAM4	56 GBd PAM4	400GAUI-8 / 200GAUI-4 C2M	módulo
CEI-56G-MR/LR-PAM4	56 GBd PAM4	clase 200GBASE-KR4	backplane
CEI-112G-VSR-PAM4	112 GBd PAM4	400GAUI-4 / 800GAUI-8 C2M	módulo
CEI-112G-XSR / -MR / -LR	112 GBd PAM4	die a die / C2C / backplane	—
CEI-112G-Linear-PAM4	112 GBd PAM4	interfaz de host LPO	módulo, lineal
CEI-224G (en curso)	224 GBd PAM4	800GAUI-4 / 1.6TAUI-8	—

El OIF publica las envolventes eléctricas; los anexos del IEEE las referencian o se alinean con ellas.

Carriles eléctricos frente a carriles ópticos

Módulo	Eléctrico (host)	Óptico (línea)	Conversión en el módulo
SFP+ 10GBASE-LR	1 × 10G	1 λ × 10G	ninguna
40GBASE-LR4	4 × 10G	4 λ × 10G	ninguna (multiplexor WDM)
100GBASE-SR4 / LR4	4 × 25G NRZ	4 fibras / 4 λ × 25G	ninguna
100GBASE-DR / FR1 / LR1	4 × 25G NRZ	1 λ × 100G PAM4	gearbox + DSP PAM4 (4:1)
100G en QSFP112 (100GAUI-1)	1 × 100G PAM4	1 × 100G PAM4	solo retemporización
200GBASE-FR4	4 × 50G PAM4	4 λ × 50G PAM4	retemporización
400GBASE-DR4 / FR4	8 × 50G PAM4	4 fibras / 4 λ × 100G PAM4	gearbox 2:1 en el DSP
400GBASE-SR8	8 × 50G PAM4	8 fibras × 50G PAM4	retemporización
400G en hosts 400GAUI-4	4 × 100G PAM4	4 × 100G PAM4	retemporización (o lineal LPO)
800G-DR8 / 2×FR4	8 × 100G PAM4	8 fibras / 2 × 4 λ × 100G	retemporización
800G-DR4 (200G/λ)	8 × 100G PAM4	4 × 200G PAM4	gearbox 2:1
1.6T-DR8 (OSFP224)	8 × 200G PAM4	8 × 200G PAM4	retemporización

El gearbox es la razón por la que un módulo 400G-DR4 consume 8–10 W y uno 400G-SR8 menos, y por la que CMIS enumera identificadores de interfaz de host y de medio separados por aplicación (CMIS).

Quién acondiciona la señal

Generación	En el módulo	En el host
SFP+ 10G (SFI)	amplificador limitante o TIA lineal; sin CDR en la mayoría	SerDes con ecualización CTLE/DFE; EDC para LRM
XFP 10G (XFI)	CDR	SerDes simple
SFP28 25G, QSFP28 100G	CDR en Tx y Rx (evitable: bytes 98/99 de SFF-8636)	SerDes FFE/DFE; preénfasis programable en los bytes de control del módulo (SFF-8636 página 03h 234–241: amplitud/énfasis de salida Rx, ecualización de entrada Tx)
PAM4 200G–800G	retemporizador DSP con FFE/DFE/MLSE; ajustes del ecualizador del lado del host vía CMIS (página 10h/11h EQ de entrada Tx, amplitud/precursor/poscursor de salida Rx)	DSP del SerDes
LPO 400G/800G	driver y TIA lineales, sin DSP	el DSP del SerDes del ASIC del conmutador compensa todo el canal; el host debe ser capaz de LPO y estar conectado directamente (DSP y LPO)
Cables AEC/ACC retemporizados frente a lineales	AEC: DSP en el conector; ACC: amplificador lineal	igual que arriba (Interior del cable)

Selección de tasa y controles de bypass de CDR: Selección de tasa y aplicación, CDR.

En CodingBox

Para los módulos SFF-8636, CodingBox muestra los bits de presencia de CDR, la capacidad de selección de tasa y los bytes de control de ecualización/énfasis; para los módulos CMIS, la tabla de aplicaciones con los identificadores de interfaz de host (CAUI-4, 400GAUI-8, 100GAUI-1…) frente a los identificadores de interfaz de medio — la declaración que usa un host para elegir el número de carriles y la modulación. Un módulo que solo anuncie 400GAUI-8 no funcionará en un puerto 400GAUI-4 (clase QSFP112), por buena que sea su óptica (Check transceiver, Páginas superiores de CMIS).

Si encuentra una inexactitud o un error en este material, seleccione el fragmento correspondiente y pulse Ctrl+Enter para .