YDT 4861.1-2024相干光模塊軟件管理接口 第1部分：CFPx

ICS33.180.01

CCSM33YD

中華人民共和國通信行業(yè)標準

YD/TXXXX.1—202X

相干光模塊軟件管理接口

第1部分：CFPx

Softwaremanagementinterfaceofcoherenttransceivermodule—

Part1：CFPx

（報批稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布

YD/TXXXX.1-202X

前??言

本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件是YD/TXXXX《相干光模塊軟件管理接口》的第1部分，YD/TXXXX已經發(fā)布了以下部分：

——第1部分：CFPx。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。

本文件由中國通信標準化協(xié)會提出并歸口。

本文件起草單位：中國聯(lián)合網絡通信集團有限公司、中國信息通信科技集團有限公司、中國電信

集團有限公司、中國信息通信研究院、華為技術有限公司、中興通訊股份有限公司、上海諾基亞貝爾

股份有限公司、朗美通通訊技術（深圳）有限公司、邁威邇電子科技（北京）有限公司、蘇州旭創(chuàng)科

技有限公司、青島海信寬帶多媒體有限公司。

本文件主要起草人：胡雅坤、張葉婧、楊智、宋夢洋、任艷、吳冰冰、馬廣鵬、蘇文彪、武成賓、

彭松濤、王美地、宋巖、姚超男、沈世奎。

II

YD/TXXXX.1-201X

引??言

《相干光模塊軟件管理接口》指導相干光模塊軟件管理接口的研發(fā)與應用，根據(jù)相干光模塊封裝

形式的不同，目前擬由以下2個部分構成：

——第1部分：CFPx。目的在于規(guī)定采用CFPx封裝形式的相干光模塊軟件管理接口；

——第2部分：QSFP。目的在于規(guī)定采用QSFP28/QSFP-DD等封裝形式的相干光模塊軟件管理接口。

隨著技術發(fā)展演進，未來可能包含更多部分。

III

YD/TXXXX.1-202X

相干光模塊軟件管理接口第1部分：CFPx

1范圍

本文件界定了采用CFPx封裝形式的相干光模塊軟件管理接口（以下簡稱“CFPx管理接口”）的術

語和定義，規(guī)定了CFPx管理接口的架構、接口通信要求、寄存器地址、光模塊狀態(tài)等。

本文件適用于采用CFPx封裝形式的100G、200G和400G相干光模塊的設計、生產和檢驗。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適

用于本文件。

IEEE802.3-2022以太網標準（Ethernetstandard）

CFPMSA管理接口規(guī)范2.6（CFPMSAManagementInterfaceSpecification2.6）

OIFC-CMIS1.1相干光模塊管理接口規(guī)范（ImplementationAgreementforCoherentModule

ManagementInterfaceSpecification）

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

MDIO總線MDIObus

MDIO電氣接口由8根線組成，它們是MDC、MDIO、全局告警線和5根地址線。MDC是由主機驅動的

MDIO時鐘線；MDIO是主機或光模塊驅動的雙向數(shù)據(jù)線，其方向依據(jù)數(shù)據(jù)具體傳輸方向。

[來源：YD/T2804.4-2015]

3.2

告警alarm

當光模塊處于非正常工作狀態(tài)時發(fā)出的一種狀態(tài)信號。

[來源：YD/T2804.4-2015]

3.3

警告warning

當光模塊處于臨近非正常工作狀態(tài)時發(fā)出的一種狀態(tài)信號。

[來源：YD/T2804.4-2015]

3.4

軟件管理接口softwaremanagementinterface

主機和光模塊之間的通信/控制接口，控制和監(jiān)控光模塊的啟動、關斷、寄存器訪問等操作。

1

YD/TXXXX.1-202X

[來源：YD/T2804.4-2015]

3.5

有效asserted

信號產生或存在，信號具備相應的有效電平。如復位狀態(tài)是主機通過MOD_RSTs(主機復位光模塊的

信號)提供光模塊一個低電平信號，這時稱MOD_RSTs信號有效或產生MODRSTS信號。

[來源：YD/T2804.4-2015]

3.6

網絡通道networklane

光模塊的光接口。

[來源：YD/T2804.4-2015]

3.7

釋放de-asserted

信號失效或不存在。如復位狀態(tài)，是主機通過MOD_RSTs提供光模塊一個低電平信號，當啟動光模

塊初始化時，需要讓MOD_RSTs變成高電平，這時稱作釋放MOD_RSTs或MOD_RSTs失效，與有效意義相反。

[來源：YD/T2804.4-2015]

3.8

主機通道hostlane

主機和光模塊間的電接口。

[來源：YD/T2804.4-2015]

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

A/D模擬/數(shù)字（Analog/Digital）

CDB公用數(shù)字塊（CommonDataBlock）

CDR時鐘數(shù)據(jù)恢復（ClockDataRecovery）

CFP100Gbit/s可插拔光收發(fā)合一光模塊（CentumFormfactorPluggablemodule）

CRC循環(huán)冗余校驗（CyclicRedundancyCheck）

DDM數(shù)字診斷監(jiān)控（DigitalDiagnosticMonitoring）

DSP數(shù)字信號處理器（DigitalSignalProcessor）

EQ均衡器（Equalizer）

FAWS故障、告警、警告和狀態(tài)(Fault、Alarm、WarningandStatus)

ID標識（Identification）

LSB最低有效字節(jié)(LeastSignificantByte)

LSW最低有效字(LeastSignificantWord)

MDC管理數(shù)據(jù)時鐘（ManagementDataClock）

MDIO管理數(shù)據(jù)輸入輸出接口（ManagementDataInput/Output）

MLG多鏈路變速器（Multi-LinkGearbox）

MSA多源協(xié)議（Multi-SourceAgreement）

2

YD/TXXXX-201X

MSB最高有效字節(jié)（MostSignificantByte）

MSW最高有效字節(jié)（MostSignificantWord）

N/A不可用（NotAvailable）

NVM非易失性內存（Non-VolatileMemory）

NVR非易失性寄存器（Non-VolatileRegister）

OR邏輯或（Or）

PMD物理介質相關（PhysicalMediumDependent）

RO只讀（ReadOnly）

RW讀寫（ReadWrite）

SD信號檢測（SignalDetect）

SOA半導體光放大器（SemiconductorOpticalAmplifier）

VR易失性寄存器（VolatileRegisters）

WO只寫（WriteOnly）

5CFPx管理接口

5.1一般要求

CFPx管理接口是主機和相干光模塊間的主要通信接口，主機通過該接口控制和監(jiān)視光模塊的啟動、

關閉和正常運行，相干光模塊軟件管理接口框圖見圖1。

Tx數(shù)據(jù)[3：

0]發(fā)射功能單元

監(jiān)測時鐘（可選）

參考時鐘（可選）DSP單元

主

Rx數(shù)據(jù)[3：

0]接收功能單元

監(jiān)測時鐘（可選）

機

MDIO通訊

控制單元

控制及告警

電源單元

圖1相干光模塊軟件管理接口框圖

CFPx管理接口通過相干光模塊連接器上的一組硬件管腳和一組軟件協(xié)議來實現(xiàn)。CFPx管理接口的

主要協(xié)議是使用MDIO總線結構規(guī)定的、遵循IEEE802.3-2022第45章要求的通用規(guī)范。

從硬件角度來看，CFPx管理接口由以下部分組成硬件信號：2個硬件信號MDC和MDIO，多個端口地

址硬件信號和1個硬件信號GLB_ALRMn。MDC是由主機驅動的MDIO時鐘線，MDIO是雙向數(shù)據(jù)線，由主機和

光模塊共同驅動，由數(shù)據(jù)方向決定。

從軟件和協(xié)議角度來看，CFPx管理接口由MDIO管理框架、CFPx寄存器、主機控制協(xié)議以及兩者之

間的信號交互組成。為了避免與IEEE802.3-2022的規(guī)定發(fā)生沖突,CFPx寄存器集目前不使用從0000h

到7FFFh的地址空間，CFPx寄存器使用從8000h到FFFFh的總計32768個地址。

5.2接口功能

3

YD/TXXXX.1-202X

CFPx管理接口功能架構符合圖2要求，CFPx光模塊中使用專用的MDIO邏輯塊來處理高速MDIO數(shù)據(jù)，

并將CFPx寄存器集分為兩個寄存器組：非易失性寄存器（NVR）和易失性寄存器（VR）。NVR連接到非

易失性存儲設備，用于光模塊的ID/配置數(shù)據(jù)存儲。VR通過內部總線系統(tǒng)連接到執(zhí)行主機控制命令并報

告各種數(shù)字診斷監(jiān)控（DDM）數(shù)據(jù)的設備。在相干光模塊中，CFPx寄存器需要使用快速存儲去映射NVM

數(shù)據(jù)和DDM數(shù)據(jù)。CFPx寄存器應滿足以下功能要求：

a)支持從主機和從光模塊內部（如NVM和DDM數(shù)據(jù)傳輸）對寄存器的雙重訪問；

b)支持連續(xù)訪問（讀寫）主機，并支持光模塊以最高4MHz速率的快速訪問；

c)支持光模塊啟動期間，將NVM數(shù)據(jù)加載到CFPx寄存器中，支持數(shù)據(jù)從寄存器到NVM的存儲；

d)支持在光模塊運行期間定期更新DDM數(shù)據(jù)。對于單網絡通道應用，最大數(shù)據(jù)更新周期定義為

100ms；如果光模塊通道數(shù)大于1，則DDM最大更新周期應為50×（N+1）ms，其中N為光模

塊實際應用中支持的網絡光通道數(shù)；

e)支持整個CFPx寄存器集設置操作，包括所有NVR和VR；

f)異常引起的MDIO總線傳輸中斷，未完成的操作數(shù)據(jù)需要拋棄，不更新寄存器值；

g)支持端口地址在不重啟光模塊的情況下可動態(tài)更改。

圖2CFPx管理接口功能架構

5.3MDIO管理幀結構

MDIO管理幀使用IEEE802.3-2022標準第45章節(jié)定義的幀結構進行通信，可以是地址幀或數(shù)據(jù)幀，

每幀長度為64比特，由前32位前導碼和后32位命令體組成，命令體由6個部分組成，幀結構的示意見圖

見圖3。

4

YD/TXXXX-201X

圖3CFPxMDIO管理幀結構示意

5.4CFPx端口地址兼容性

5.4.1CFPx通用地址方案

CFP光模塊、CFP2光模塊和CFP4光模塊忽略端口地址兩個最高有效位(MSB)，其有效端口地址范圍

是0（00000b）～31（11111b）。

5.4.2僅限CFP2地址功能

只有當兩個端口地址的最高有效位（MSB）為零時，CFP2光模塊才會響應。CFP2光模塊有效端口

地址范圍是0(00000b)～7(00111b)，這允許將兩個MSB的非零值分配給具有CFP2光模塊的通用MDIO

總線上的其他設備類型。

5.4.3端口地址支持配置

NVR寄存器位(807Eh.5)用于指示光模塊使用的MDIO端口地址方案。對于新的光模塊，要求使

用CFPx通用地址方案。

6CFPx光模塊寄存器

6.1寄存器空間

6.1.1寄存器空間概述

CFPx寄存器地址范圍是8000h～FFFFh，在邏輯上分為8頁，每頁開始邊界為8000h、9000h、

A000h、…、F000h等。每頁有4096個地址，并進一步細分為32個表，每個表有128個CFPx寄存器地址。

邏輯分頁主要目的是方便CFPx寄存器空間的分配和訪問控制。CFPx寄存器分配應符合表1的規(guī)定，其中

A000～ABFF用于非相干光模塊，B000～BFFF用于相干光模塊。

5

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表1CFPx寄存器分配

16進制16進制結分配數(shù)據(jù)位

訪問類型寄存器表名稱和描述

起始地址尾地址大小寬度

00007FFFN/A32768N/A保留，供IEEE802.3-2022標準使用

8000807FRO1288CFPxNVR1基本ID寄存器

808080FFRO1288CFPxNVR2擴展ID寄存器

8100817FRO1288CFPxNVR3網絡通道特定寄存器

818081FFRO1288CFPxNVR4

820083FFRO4×28N/A由CFPMSA保留

8400847FRO1288供應商NVR1供應商數(shù)據(jù)寄存器1

848084FFRO1288供應商NVR2供應商數(shù)據(jù)寄存器2

850086FFRO4×1288ACONVR表1和表2

870087FFRO2×128NACFPMSA保留

8800887FR/W1288用戶NVR1用戶數(shù)據(jù)寄存器1

888088FFR/W1288用戶NVR2用戶數(shù)據(jù)寄存器2

89008EFFRO4×128N/ACFPMSA保留

保留供用戶使用；訪問類型和位寬度根據(jù)供應商和用戶之

8F008FFFN/A2×128N/A

間的協(xié)議確定

90009FFFRO4096N/A保留，供供應商使用

A000A07FR/W12816CFPx模塊VR1CFPx模塊電平控制和DDM寄存器

A080A0FFR/W12816MLGVR1MLG管理接口寄存器

A100A1FFRO2×128N/ACFPMSA保留（統(tǒng)一修改）

A200A27FR/W12816網絡通道VR1網絡通道特定寄存器1

A280A2FFR/W12816網絡通道VR2網絡通道特定寄存器2

A300A37FR/W12816網絡通道VR3網絡通道n特定于供應商的FAWS寄存器

A380A3FFRO128N/ACFPMSA保留

A400A47FR/W12816主機通道VR1主機通道特定寄存器

A480ABFFRO15×128N/ACFPMSA保留

AC00AFFFRW8×12816通用數(shù)據(jù)塊（CDB）寄存器

B000BFFFRW409616分配給OIFMSA-100GLH相干光模塊和ACO光模塊

C000FFFFRO4×4096N/ACFPMSA保留

6.1.2寄存器數(shù)據(jù)類型

6.1.2.1概述

CFPx寄存器以16位字的基本形式收集管理信息，占用一個MDIO寄存器地址。CFPx寄存器支持以下

數(shù)據(jù)類型。

6.1.2.2字節(jié)

一個字節(jié)可以表示有符號數(shù)、無符號數(shù)或8位值數(shù)組。如果CFPx寄存器只包含一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，會

為其分配最低有效8位，保留所有最高有效8位。所有非易失性寄存器都包含一個字節(jié)，其中第7位是

最高有效位。

6.1.2.3字

字表示有符號數(shù)、無符號數(shù)或16位的數(shù)組。它也可以用作2個字節(jié)，最高有效字節(jié)（MSB）占用從

15到8位。最低有效字節(jié)（LSB）占用從7到0位。所有易失性寄存器都包含一個字，其中第15位是最高

有效位。

6.1.2.4位域

一個CFPx寄存器可以包含一個或多個比特位域。位域由一個或多個比特位組成，可以表示一個

數(shù)字或位值數(shù)組。如果位域表示一個數(shù)字，則具有最高位號的位是表示最高有效位。

6

YD/TXXXX-201X

6.1.2.5二進制補碼

有符號字節(jié)使用時，都默認使用二進制補碼。對于16位有符號字，最高有效位（第15位）作

為符號位，例如+32767的值為7FFFh，-32768的值為8000h。二進制補碼形式的有符號字節(jié)的位

組合和數(shù)值示例見表2。

表2二進制補碼字節(jié)數(shù)據(jù)的比特位

BIT7

BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0值

（符號位）

01111111=+127

00000001=+1

00000000=0

11111111=-1

10000001=-127

10000000=-128

6.2非易失性寄存器（NVR）

非易失性寄存器的起始地址為8000h，用于存儲光模塊ID信息、配置數(shù)據(jù)以及光模塊供應商和光模

塊最終用戶存儲的其他數(shù)據(jù)。所有NVR表都是在低8位空間填充數(shù)據(jù)，高8位空間保留。完全填充的NVR

表格最多需要128字節(jié)的NVM進行備份。

光模塊NVR1表用于存儲基本ID數(shù)據(jù)，光模塊NVR2表用于存儲告警/警告閾值，光模塊NVR3表用于存

儲網絡通道特定數(shù)據(jù)，NVR4表用于存儲主機通道特定數(shù)據(jù)，光模塊供應商NVR1寄存器地址為8400-

847Fh，光模塊供應商NVR2寄存器地址為8480-87FFh；用戶NVR1表寄存器地址為8800-887Fh，用戶NVR

2表寄存器地址為8880-88FFh。用戶NVR1表和用戶NVR2表分配給光模塊用戶用來存儲數(shù)據(jù)。用戶對這些

寄存器表擁有完全的讀/寫權限。所有填充的CFPxNVR表均應由物理非易失性存儲器（NVM）備份。在

光模塊初始化時，NVR寄存器內容通過存儲在NVM中的值進行加載。

CFPx光模塊供應商管理CFPxNVR表的內容。從8F00h開始的兩個表分配給用戶專用。本文件不指定

或限制這些寄存器的使用。這些用戶專用寄存器的使用需通過CFPx光模塊最終用戶和CFPx光模塊供應

商之間的額外協(xié)議進行約束。

NVR寄存器詳細信息應符合附錄A。

6.3易失性寄存器（VR）

易失性寄存器的起始地址為A000h，所有VR寄存器都包含16位數(shù)據(jù)和未使用的位。一個完全填充的

表最多需要256字節(jié)物理內存。對于VR寄存器，沒有NVM備份，但指定了它們初始值。

該寄存器表包含命令/設置、光模塊控制、鏈路控制、光模塊狀態(tài)、FAWS(故障/告警/警告/狀態(tài))、

FAWS匯總和其他DDM相關的寄存器。所有寄存器均被賦予初始值，以確保正確啟動條件。

光模塊VR1表用于存儲命令/設置/控制/故障告警狀態(tài)信息，MLGVR1包含配置和監(jiān)控多鏈接變速箱

特性的寄存器，網絡通道VR1寄存器是網絡通道FAWS寄存器，網絡通道VR2寄存器是網絡通道控制寄

存器，網絡通道VR3寄存器是網絡通道供應商特殊FAWS寄存器，主機通道VR1寄存器是主機通道FAWS、

數(shù)據(jù)、控制寄存器，CDB實施寄存器。

9000h頁專門為CFPx光模塊供應商保留，以滿足開發(fā)和實施需求。

所有保留的CFPx寄存器和CFPx寄存器中的所有保留位都應為“只讀”，并應讀取為全零。寫

入保留的CFPx寄存器將失效。特定光模塊類型未使用通道相關的CFPx寄存器應被視為保留。

VR寄存器詳細信息應符合附錄B。

7CFPx光模塊控制和信號

7

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7.1CFPx光模塊控制和信號概述

CFPx光模塊10種狀態(tài)見表3，其中5種是穩(wěn)態(tài)，5種是瞬態(tài)；與光模塊狀態(tài)轉換相關的6個信號見表4；

影響CFPx光模塊狀態(tài)的硬件管腳見表5。

表3CFPx光模塊的10種狀態(tài)

狀態(tài)狀態(tài)描述狀態(tài)性質

ResetState復位狀態(tài)穩(wěn)態(tài)

InitializeState初始化狀態(tài)瞬態(tài)

Low-PowerState低功耗狀態(tài)穩(wěn)態(tài)

High-Power-upState高功耗啟動狀態(tài)瞬態(tài)

TX-OFFState發(fā)射關閉狀態(tài)穩(wěn)態(tài)

TX-TURN-ONState發(fā)射開啟狀態(tài)瞬態(tài)

ReadyState就緒狀態(tài)穩(wěn)態(tài)

TX-Turn-offState發(fā)射機關斷狀態(tài)瞬態(tài)

High-Power-DownState高功耗關閉狀態(tài)瞬態(tài)

FaultState故障狀態(tài)穩(wěn)態(tài)

表4與光模塊狀態(tài)轉換相關的信號

信號名稱信號描述說明

MOD_ABS光模塊在位信號無對應MDIO寄存器

GLB_ALRM光模塊全局告警信號CFPx內部信號，是GLB_ALRMn的反轉信號

INIT_DONE光模塊上電初始化完成信號CFPx內部信號

HIPWR_ON光模塊高功耗狀態(tài)信號CFPx內部信號

MOD_READY光模塊就緒狀態(tài)信號同ReadyState

MOD_FAULT光模塊故障狀態(tài)信號同F(xiàn)aultState

表5影響CFPx光模塊狀態(tài)的硬件管腳

符號輸入或輸出邏輯電平功能描述

TX_DIS輸入3.3VLVCMOS光模塊發(fā)射關閉

MOD_LOPWR輸入3.3VLVCMOS光模塊低功耗

MOD_RSTn輸出3.3VLVCMOS光模塊復位

GLB_ALRMn輸出3.3VLVCMOS全局告警

MDIO輸入或輸出1.2VLVCMOSMDIO數(shù)據(jù)

MDC輸入1.2VLVCMOSMDIO時鐘

MOD_ABS輸出3.3VLVCMOS光模塊不在位告警

PRG_ALRM1輸出3.3VLVCMOS可編程告警默認值1：HIPWR_ON

PRG_ALRM2輸出3.3VLVCMOS可編程告警默認值2：MOD_READY

PRG_ALRM3輸出3.3VLVCMOS可編程告警默認值3：MOD_FAULT

7.2CFPx光模塊狀態(tài)切換信號

7.2.1光模塊復位狀態(tài)信號（MOD_RSTs）

CFPx光模塊復位狀態(tài)信號（MOD_RSTs）組合邏輯關系表達式如公式（1）：

MOD_RSTs=NOTMOD_RSTnOR(SoftModuleReset)ORVcc_Reset…………(1)

式中：

8

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MOD_RSTn——光模塊硬復位管腳信號；

SoftModuleReset——光模塊軟復位寄存器位，在光模塊復位時清除；

Vcc_Reset——光模塊內部產生的邏輯信號，由于Vcc的原因產生的復位。

Vcc_Reset含義如下；

Vcc_Reset=1表示光模塊供電電壓Vcc低于規(guī)定閾值；

Vcc_Reset=0表示光模塊供電電壓Vcc在輸入電壓范圍內。

Vcc_Reset是閾值電壓，低于該閾值時，光模塊保持復位，高于該閾值時，可初始化。

Vcc_Reset的閾值一般由光模塊供應商定義，并且低于Vcc低電壓告警閾值(808Eh)。

7.2.2光模塊低功耗狀態(tài)信號（MOD_LOPWRs）

CFPx光模塊低功耗狀態(tài)信號（MOD_LOPWRs）組合邏輯關系表達式如公式（2）：

MOD_LOPWRs=MOD_LOPWROR(SoftModuleLowPower)OR

HW_Interlock……………（2）

式中：

MOD_LOPWR——低功耗狀態(tài)，光模塊硬件輸入管腳信號；

SoftModuleLowPower——光模塊寄存器位，在復位狀態(tài)下失效；

HW_Interlock——硬件互鎖，狀態(tài)定義如下：

HW_Interlock=0表示光模塊功耗≤主機制冷能力；

HW_Interlock=1表示光模塊功耗>主機制冷能力。

HW_Interlock(硬件互鎖)是光模塊的功耗等級與主機散熱能力之間比較結果的一個內部邏輯數(shù)值。

主機散熱能力取決于硬件管腳HW_IL_MSB和HW_IL_LSB的數(shù)值。管腳硬件互鎖是為了防止高功耗帶來的

其他危險。

一般情況下，光模塊初始狀態(tài)下對HW_IL_MSB和HW_IL_LSB硬件管腳進行采集。為確保采集數(shù)據(jù)的

可靠性，主機應保持HW_IL_MSB和HW_IL_LSB信號有效，直到初始化狀態(tài)完成。光模塊將這些值存儲在

變量HW_IL_Inputs中。在光模塊退出初始化狀態(tài)后，主機可以隨時重新更改PRG_CNTLn輸入管腳。

當MOD_LOPWR輸入管腳和SoftModuleLowPower寄存器位都失效時，光模塊隨后將變量

HW_IL_inputs與其設計的功耗等級（8001h.7/6）進行比較，比較結果將更新HW_Interlock狀態(tài)。如果

HW_Interlock狀態(tài)為“1”（不會轉換到故障狀態(tài)），則光模塊將保持在低功耗狀態(tài)。相反，如果

HW_Interlock的狀態(tài)為“0”，則光模塊將轉移到高功耗狀態(tài)。

主機在管理功率等級大于3的CFP2光模塊時，在MOD_ABS引腳失效時保持MOD_LOPWR輸入引腳有效。

當達到MOD_LOPWR狀態(tài)時，主機應通過MDIO總線查詢光模塊，并檢查從807Eh寄存器讀出的CFP2功

耗等級是否與主機制冷能力匹配。只有在上一次檢查得到正確響應后，才能從主機上解除MOD_LOPWR輸

入管腳的禁用。

CFP4和CFP8封裝光模塊的硬件規(guī)格中已經取消了這些硬件管腳，光模塊功耗等級信息應通過MDIO

寄存器讀取。

7.2.3發(fā)射禁用狀態(tài)信號（TX_DISs）

發(fā)射禁用狀態(tài)信號TX_DISs組合邏輯關系表達如公式(3)

TX_DISs=TX_DISORSoftTXDisable…(3)

式中：

TX_DIS——禁止發(fā)射硬件管腳信號；

SoftTXDisable——禁止發(fā)射的軟件信號，源自CFPx寄存器B010h.13位，此位在光模塊復位時被

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清零。

7.3光模塊狀態(tài)信號

7.3.1光模塊在位信號（MOD_ABS）

MOD_ABS是光模塊硬件信號，向主機報告已插入CFPx光模塊，無對應的MDIO寄存器。

7.3.2光模塊全局告警信號（GLB_ALRM）

GLB_ALRM是CFPx光模塊內部信號，是GLB_ALRMn的反轉信號。GLB_ALRMn是硬件信號，作為對主機

的中斷請求，在光模塊運行期間報告FAWS的發(fā)生。在CFPxFAWS啟用寄存器（A028h到A02Ch）位啟用

的前提下，當CFPx光模塊檢測到CFPxFAWS鎖存寄存器（A022h到A026h）中任一位有效時，它應使

GLB_ALRM有效。當主機讀取相應的鎖存CFPx寄存器時，GLB_ALRM被清除。

7.3.3光模塊上電初始化完成信號（INIT_DONE）

INIT_DONE是光模塊內部生成的狀態(tài)信號，由CFPx寄存器位來表示，指示光模塊初始化完成。該

信號專用于光模塊啟動過程，并在退出InitializeState時有效。INIT_DONE在MOD_RSTs有效之前，一

直保持有效狀態(tài)。

7.3.4光模塊高功耗狀態(tài)信號（HIPWR_ON）

HIPWR_ON是CFPx內部生成的狀態(tài)信號，由CFPx寄存器位表示。

HIPWR_ON=TX-Off或Turn-TX-on或Ready或TX-Turn-off

當光模塊退出High-Power-up狀態(tài)時，HIPWR_ON有效，當光模塊不處于低功耗狀態(tài)時，HIPWR_ON一

直有效。

7.3.5光模塊就緒狀態(tài)信號（MOD_READY）

MOD_READY等同于光模塊狀態(tài)寄存器中就緒狀態(tài)。當光模塊進入就緒狀態(tài)時，MOD_Ready有效，且

只要CFPx光模塊處于就緒狀態(tài)，就緒狀態(tài)位就會保持有效狀態(tài)。

7.3.6光模塊故障狀態(tài)信號(MOD_FAULT)

當光模塊進入故障狀態(tài)時，MOD_FAULT有效，并且只要CFPx模塊處于故障狀態(tài)，MOD_FAULT就會保

持有效狀態(tài)。

7.4CFPx光模塊工作狀態(tài)

7.4.1概述

在光模塊啟動及關閉過程中，定義了10種CFPx光模塊工作狀態(tài)，其中5種是穩(wěn)定態(tài)，另外5種是瞬

時態(tài)。通過主機與光模塊間的硬件握手信號，讓光模塊在各種狀態(tài)之間切換，以完成光模塊的啟動及

關閉工作。除了復位狀態(tài)和初始化狀態(tài)外，主機可以讀取CFPx寄存器模塊狀態(tài)和光模塊狀態(tài)鎖存器以

確定讀取時的光模塊狀態(tài)。

7.4.2復位狀態(tài)(ResetState)

在光模塊接到主機的MOD_RSTs信號、光模塊上電、光模塊插入帶電槽位三種情況下，光模塊進入

復位狀態(tài)，等待主機釋放MOD_RSTs信號，光模塊即離開復位狀態(tài)，開始啟動。

CFPx光模塊復位導致任何可能包含模塊控制功能和可重置的數(shù)字電路的復位，MDIO接口將保持在

高阻抗狀態(tài)，所有主機讀取都返回“FFFFh”，主機寫入將不起作用。在這種狀態(tài)下，所有電路都處于

低功耗模式，并在MOD_RSTs有效時保持復位狀態(tài)。當CFPx光模塊已經在連接器中時，MOD_RSTs有效可

用于解決任何硬件掛起。

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7.4.3初始化狀態(tài)(InitializeState)

主機釋放MOD_RSTs信號后，光模塊離開復位狀態(tài)，進入初始化狀態(tài)（瞬態(tài)）。在這個過程中，光

模塊完成控制電路及MDIO通訊接口的初始化。初始化完成后，光模塊通過GLB_ALRM管腳通知主機，光

模塊即可進入其他狀態(tài)。光模塊初始化狀態(tài)的最大執(zhí)行時間為2.5s。

CFPx光模塊應在初始化期間保持MDIO接口處于高阻抗狀態(tài)，所有主機讀取都返回“FFFFh”，所有

主機寫入都失效。

初始化完成后，所有NVR加載NVM值，VR初始化。A/D值寄存器應使用實時值讀取。所有允許的FAWS

寄存器應包含有效數(shù)據(jù)。然后，CFPx光模塊應釋放MDIO接口，并有效GLB_ALRM位，以提醒主機該MDIO

進入就緒狀態(tài)。

在初始化退出時，CFPx光模塊應進入低功耗狀態(tài)。如果初始化失敗，則應進入故障狀態(tài)。初始化

狀態(tài)是一種瞬態(tài)，最大初始化時間為2.5s。

7.4.4低功耗狀態(tài)(Low-PowerState)

MOD_LOPWRs管腳可控制光模塊進入并保持在低功耗狀態(tài)。在低功耗狀態(tài)下，僅MDIO接口和控制電

路處于工作狀態(tài)。所有其他高功耗電路應處于低功耗狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，物理層斷電，無法進行環(huán)

回。低功耗狀態(tài)為穩(wěn)態(tài)，在MOD_LOPWRs失效后，應退出到高功耗啟動狀態(tài)。

7.4.5高功耗啟動狀態(tài)(High-Power-upState)

當主機釋放MOD_LOPWRs信號，主機將CFPx光模塊從低功耗狀態(tài)驅動到高功耗啟動狀態(tài)。在此狀態(tài)

下，CFPx光模塊開啟功能工作模式，所有硬件控制環(huán)路進入工作狀態(tài)。

在退出高功耗啟動時，光模塊置位HIPWR_ON信號告知主機，然后應進入發(fā)射關閉狀態(tài)。如果通電

過程失敗，CFPx光模塊應進入故障狀態(tài)，并解除HIPWR_ON。

高功耗啟動狀態(tài)是一種瞬態(tài)，完成該過程所需的時間因光模塊而異，具體取決于應用。光模塊供

應商應在最大高功耗時間（CFPx寄存器8072h）中指定相應的最大停留時間，以備主機讀取。

7.4.6發(fā)射關閉狀態(tài)(TX-OFFState)

當主機使TX_DISs信號有效時，CFPx光模塊關閉所有通道的發(fā)射，進入并保持在發(fā)射關閉狀態(tài)。在

TX-OFFState下，所有網絡通道中的發(fā)射均關閉，但光模塊的所有其他部分仍保持高功耗和全功能狀

態(tài)。

發(fā)射關閉狀態(tài)是一種穩(wěn)態(tài)，在TX_DISs失效時，它應從發(fā)射關斷狀態(tài)退出到發(fā)射開啟狀態(tài)，或者在

MOD_LOPWRs或MOD_RSTs有效時，它應退出到高功耗關閉狀態(tài)。

7.4.7發(fā)射開啟狀態(tài)(TX-TURN-ONState)

主機通過從發(fā)射關閉狀態(tài)轉換到TX_DISs信號失效時，將CFPx光模塊驅動至發(fā)射開啟狀態(tài)。

TX_DISs有效會導致全局操作，關閉所有網絡通道上的所有發(fā)射。

在這種狀態(tài)下，CFPx光模塊根據(jù)單個網絡通道TX_DIS（硬件）控制CFPx寄存器中的配置啟用或

禁用通道。光模塊進入發(fā)射開啟狀態(tài)后，禁用的通道應保持禁用狀態(tài)。

更改TX_DISs不會影響單個網絡通道TX_DIS控制CFPx寄存器。成功打開所需發(fā)射后，CFPx光模塊應

使MOD_READY有效并通知主機。CFPx光模塊應進入就緒狀態(tài)。如果由于任何故障條件導致開啟發(fā)射過程

失敗，CFPx光模塊應進入故障狀態(tài)，并保持MOD_READY失效。

發(fā)射開啟是一種瞬態(tài)，完成該過程所需的時間因光模塊而異，具體取決于應用。光模塊供應商應

應在發(fā)射開啟狀態(tài)時間寄存器8073h寫入，以備主機讀取。

7.4.8就緒狀態(tài)(ReadyState)

CFPx光模塊離開發(fā)射開啟狀態(tài)，置位MOD_READY信號與主機握手，通知主機，光模塊啟動完成，光

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模塊進入就緒狀態(tài)，可以通訊和進入工作狀態(tài)。在此狀態(tài)下，CFPx光模塊已準備好傳遞數(shù)據(jù)。所有

MDIO、DDM和其他功能都功能正常。

就緒狀態(tài)是一種穩(wěn)態(tài)，主機MOD_RSTs信號、MOD_LOPWRs信號、TX_DISs信號和故障條件，會使光模

塊從就緒狀態(tài)，切換到相應狀態(tài)。光模塊軟件需實時檢測這些信號，并設置相關寄存器位，控制光模

塊狀態(tài)切換。

7.4.9發(fā)射關斷狀態(tài)(TX-Turn-offState)

主機使TX_DISs、MOD_LOPWRs或MOD_RSTs信號有效，將CFPx光模塊驅動至發(fā)射關斷狀態(tài)。在這種狀

態(tài)下，CFPx光模塊關閉所有網絡通道發(fā)射，而不考慮單個網絡通道TX_DISControl寄存器中的設置。

發(fā)射關斷狀態(tài)是一種瞬態(tài)，最大停留時間為2.5s。光模塊軟件應在此時間內，完成狀態(tài)切換。

7.4.10高功耗關閉狀態(tài)(High-Power-DownState)

CFPx光模塊通過MOD_LOPWRs信號或MOD_RSTs信號有效的轉換進入高功耗關閉狀態(tài)。在此狀態(tài)下，

CFPx光模塊會關閉所有高功耗電路，只保留基本的控制環(huán)路和MDIO接口通訊功能，此時總功耗保持在

2W以下。

光模塊在高功耗關閉狀態(tài)切換完成后，應釋放HIPWR_ON信號，通知主機光模塊已完成此狀態(tài)內的

工作，可進入下一狀態(tài)。依據(jù)MOD_RSTs信號狀態(tài)，光模塊選擇進入低功耗狀態(tài)或復位狀態(tài)。高功耗關

閉狀態(tài)是一種瞬態(tài)，光模塊軟硬件配合完成高功耗關閉狀態(tài)切換，在此狀態(tài)的最大停留時間為2.5s，

光模塊軟件應在此時間內完成狀態(tài)切換。

7.4.11故障狀態(tài)(FaultState)

當光模塊故障狀態(tài)寄存器B016h有效后，CFPx光模塊進入故障狀態(tài)。進入該狀態(tài)后，CFPx光模塊應

立即釋放MOD_READY信號，并置位MOD_READY相關寄存器，通知主機有錯誤發(fā)生。光模塊應置于低功耗

模式，以避免可能造成永久性損壞。主機可以通過詢問CFPxFAWS匯總寄存器和其他寄存器來進一步診

斷故障。

在這種狀態(tài)下，物理層斷電，無法進行環(huán)回。

故障狀態(tài)為穩(wěn)態(tài)，在MOD_RSTs有效后，應退出復位狀態(tài)。

7.5CFPx光模塊狀態(tài)轉換過程

7.5.1光模塊狀態(tài)轉換圖

主機可以通過控制MOD_RSTn、MOD_LOPWR和TX_DIS三個硬件管腳信號，通過邏輯組合，實現(xiàn)光模塊

狀態(tài)切換，將光模塊從復位狀態(tài)切換到就緒狀態(tài)。

主機與光模塊啟動及關閉過程的狀態(tài)切換應符合圖4要求。

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圖4CFPx光模塊啟動和關閉期間的狀態(tài)轉換圖

當TX_DISs在就緒狀態(tài)（ReadyState）下有效時，CFPx光模塊應進入發(fā)射關斷瞬時狀態(tài)（TX-

Turn-offState），然后過渡到發(fā)射關斷穩(wěn)態(tài)（TX-offState）。

當MOD_LOPWRs在就緒狀態(tài)（ReadyState）下有效時，CFPx光模塊應依次進入發(fā)射關斷瞬時狀態(tài)

（TX-Turn-offState）和高功耗關閉瞬時狀態(tài)（High-Power-downState），然后進入低功耗穩(wěn)態(tài)

（Low-PowerState）。

當MOD_RSTs處于就緒狀態(tài)時，CFPx光模塊應首先進入發(fā)射關斷瞬時狀態(tài)（TX-Turn-offState），

再進入高功耗關閉瞬時狀態(tài)（High-Power-downState），然后再進入復位狀態(tài)(ResetState)。當出

現(xiàn)一個或多個故障情況(FaultCondition(s))時，CFPx光模塊應進入故障狀態(tài)(FaultState)。

受光模塊狀態(tài)轉換影響的信號行為見表6，表中列出的四個信號中，GLB_ALRM驅動GLB_ALRMn管腳。

在光模塊啟動期間，GLB_ALRMn向主機發(fā)出初始化完成的信號。

信號HIPWR_ON、MOD_READY和MOD_FAULT是CFPx內部生成的信號，是可編程告警管腳PRG_ALRMx的默

認值。

被分配的CFPx寄存器位可以執(zhí)行與硬件控制輸入管腳相同的功能。此外，光模塊狀態(tài)和模塊狀態(tài)

鎖存寄存器提供當前模塊狀態(tài)和狀態(tài)歷史記錄。

表6受光模塊狀態(tài)轉換影響的信號行為

CFPx模塊狀態(tài)

信號發(fā)射關斷發(fā)射發(fā)射關斷

復位初始化低功耗高功耗啟動就緒高功耗關閉故障

（穩(wěn)態(tài)）打開（瞬態(tài)）

GLBALRMD*D*AA/DA/DA/DA/DA/DA/DA/D

HIPWR_OND*D*DDAAAADD

MOD_READYD*D*DDDDADDD

MOD_FAULTD*D*DDDDDDDA

注1：D*=失效，由內部硬件初始化完成信號（INIT_DONE）決定；

注2：A/D=有效或失效取決于主機的讀取清零和主機啟用狀態(tài)；

注3：A=有效；

注4：D=失效。

注5：GLB_ALRM是GLB_ALRMn管腳的內部補充，如果MOD_RSTs有效，則GLB_ALRM應該失效。光模塊

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啟動時，HIPWR_ON、MOD_READY和MOD_FAULT分別默認為PRG_ALRM1、PRG_ALRM2和

PRG_ALRM3管腳。

7.5.2CFPx光模塊啟動和關閉順序示例

7.5.2.1光模塊自啟動

光模塊在沒有主機轉換控制下自啟動，在這種情況下，主機不參與光模塊的啟動過程，主機上電

時，即將Vcc供電電壓使能，同時釋放MOD_RSTn、MOD_LOPWR和TX_DIS三個啟動控制管腳，設置CFPx光

模塊初始條件，使光模塊自啟動。

連接器硬件管腳的交錯排列使接地管腳和Vcc管腳率先接觸CFPx光模塊。當Vcc可用時，光模塊的

上拉/下拉電阻使能MOD_RSTn、MOD_LOPWR和TX_DIS。隨著光模塊插入，MOD_RSTn和TX_DIS與主機接觸

從而釋放。最后，MOD_ABS和MOD_LOPWR接通。這就導致MOD_LOPWR引腳釋放。因此，主機應用于CFPx光

模塊的初始條件生效。

光模塊自啟動過程應符合圖5要求。

圖5光模塊自啟動轉換控制

在這些初始條件下，CFPx光模塊經歷復位、初始化、高功耗啟動、發(fā)射關閉、發(fā)射開啟狀態(tài)，最

后進入就緒狀態(tài)。在此過程中，CFPx光模塊會依次將GLB_ALRM、HIPWR_ON和MOD_READY信號有效。這些

信號分別通知主機光模塊初始化和MDIO可用性完成、光模塊完全通電和光模塊就緒。

本文件指定了兩個寄存器，分別是高功耗啟動時間（MaximumHigh-Power-upTime）和最大發(fā)射

開啟時間（MaximumTX-Turn-onTime）。當進程監(jiān)控信號不需要或不可用時，主機使用這兩個參數(shù)來

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確定在每個階段讀取HIPWR_ON和MOD_READY的等待時間，光模塊供應商應提供這兩個寄存器數(shù)值。

7.5.2.2主機完全控制光模塊啟動

主機通過MOD_LOPWRs和Tx_DISs，控制光模塊狀態(tài)切換，控制光模塊從低功耗狀態(tài)到就緒狀態(tài)。主

機完全控制光模塊啟動過程應符合圖6要求。

圖6主機完全控制光模塊啟動過程

7.5.2.3主機部分控制光模塊啟動

在光模塊啟動前，主機只釋放MOD_RSTs和Tx_DISs控制信號。光模塊進入低功耗狀態(tài)后，主機通過

讀取全局告警鎖存寄存器，清除光模塊全局告警，然后再釋放MOD_LOPWR控制信號，此后，光模塊進入

啟動過程，并完成啟動。主機部分控制光模塊啟動示例應符合圖7要求。

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圖7光模塊啟動順序示例3

7.5.2.4光模塊關閉

光模塊拔出操作首先導致MOD_ABS和MOD_LOPWR有效。由于光模塊被拔出，MOD_RSTn有效，CFPx光

模塊隨后進入發(fā)射關斷狀態(tài)和高功耗關閉狀態(tài)。在這些事件之間，CFPx光模塊依次失效MOD_READY、

HIPWR_ON和GLB_ALRM信號，并進入復位狀態(tài)，最后斷開Vcc。

光模塊關閉順序應符合圖8要求。

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圖8光模塊關閉過程

7.5.3光模塊僅開啟發(fā)射/接收

CFPx光模塊還定義了額外的特殊操作模式，如僅發(fā)射和僅接收，標準操作模式為雙向，單向操作

是可選的。CFPx寄存器光模塊增強選項寄存器標識了特定模塊支持可選操作模式。

需要在僅接收模式下為光模塊通電時，主機需要使TX_DIS信號有效，并根據(jù)需要保留其他控制信

號。通過這種方式，CFPx光模塊將通電至TX-Off狀態(tài)，并使用HIPWR_ON通知主機已準備好接收數(shù)據(jù)。

光模塊僅啟動發(fā)射關閉狀態(tài)順序示例應符合圖9要求。僅發(fā)射模式與正常工作模式沒有區(qū)別，只是主機

會要求CFPx光模塊禁止電輸出。

圖9光模塊僅啟動發(fā)射關閉狀態(tài)順序示例

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7.6光模塊全局告警

主機通過采集光模塊的全局告警寄存器，獲取光模塊告警信息。全局告警寄存器，關聯(lián)所有FAWS

寄存器，F(xiàn)AWS寄存器包括：

——狀態(tài)寄存器：反映光模塊當前實時告警狀態(tài)；

——鎖存寄存器：鎖存狀態(tài)寄存器的告警；

——啟用寄存器：控制對應告警位的上報。

FAWS寄存器中所有告警均對應狀態(tài)、鎖存、啟用三個寄存器，且此三種寄存器中，寄存器位是一

一對應的。光模塊全局告警相關寄存器應符合表7要求。

表7全局告警相關寄存器

寄存器描述CFPx寄存器地址

匯總寄存器

全局告警匯總A018h

狀態(tài)寄存器

光模塊狀態(tài)A016h

光模塊一般狀態(tài)A01Dh

光模塊故障狀態(tài)