XLPPI vs. XLAUI Explained: Electrical Interfaces for QSFP Modules

Dans les systèmes Ethernet haute vitesse, les interfaces électriques déterminent comment les données circulent entre un appareil hôte et un transpondeur optique. Deux interfaces largement référencées dans les architectures de réseau 40G et 100G sont XLPPI and XLAUI. Bien qu'elles puissent sembler similaires en surface—toutes deux définissant une signalisation électrique multi-lane—elles servent des objectifs différents, proviennent de différentes organisations de normes, et prennent en charge différentes générations de performances.

Cet article fournit une comparaison structurée et autoritaire de XLPPI vs. XLAUI, clarifiant la façon dont chaque interface s'intègre aux écosystèmes modernes de modules optiques, notamment QSFP+, QSFP28, and QSFP56 les modules largement déployés dans les centres de données.

Les fondements : IEEE 802.3ba et l'architecture 40G

Avant d'aborder les différences, nous devons comprendre le terrain commun. XLAUI et XLPPI sont tous deux définis dans la norme IEEE 802.3ba pour l'Ethernet 40 Gigabit.

Le “ XL ” dans les deux acronymes représente le chiffre romain pour 40. Les deux interfaces utilisent une architecture parallèle à 4 voies, où chaque voie fonctionne à 10,3125 Gbps.

• Débit total : 41,25 Gbps (y compris le surcroît de codage 64b/66b).

• Débit de données effectif : 40 Gbps.

Cependant, c'est au niveau de leur positionnement dans la hiérarchie de la couche physique (PHY) OSI que leurs chemins divergent.

Qu'est-ce que XLAUI ? (Interface d'unité d'attachement 40G)

XLAUI (40G Attachment Unit Interface) est une interface électrique définie par l'IEEE introduite dans IEEE 802.3ba for l'Ethernet 40 Gigabit (40GbE). Elle fonctionne en utilisant :

• 4 voies électriques

• 10,3125 Gbps par voie

• Codage de ligne 64B/66B

• Signalisation NRZ

▷ Objectif de XLAUI dans l'Ethernet 40G

XLAUI agit comme un lien électrique interne entre :

• MAC ⇆ PHY

• MAC ⇆ PMA/PMD

• PHY ⇆ moteur optique interne (dans les plateformes à optique fixe)

Elle n'est pas directement utilisée à l'interface du module enfichable. Au lieu de cela, XLAUI fait partie du chemin de signal interne des commutateurs, routeurs et cartes réseau.

▷ Où XLAUI est utilisé

XLAUI est principalement associé à :

• 40GBASE-SR4 (fibre MPO-12)

• Une des principales avantages du QSFP+ est sa capacité à débordner en plusieurs liens de faible vitesse : (4×10G λ WDM)

• 40GBASE-CR4 (câbles DAC)

Bien que ces modules utilisent quatre voies 10G, l'interface XLAUI est généralement implémentée à l'intérieur de l'hôte, et non au connecteur QSFP+.

Qu'est-ce que XLPPI ? (Interface parallèle à faible puissance/tension étendue)

XLPPI (Interface parallèle à faible puissance/tension étendue) est une interface électrique définie par l'MSA utilisée entre :

• Hôte PHY/ASIC ⇆ Modules optiques pluggables de la famille QSFP

Contrairement à XLAUI (limité à 40G), XLPPI couvre plusieurs générations d'Ethernet et plusieurs facteurs de forme QSFP.

Vitesses et modulation prises en charge

XLPPI prend en charge :

Génération Ethernet	Module Type	Voies	Débit par voie	Modulation
40G	QSFP+	4	10G	NRZ
100G	QSFP28	4	25G	NRZ
200G	QSFP56	4	50G	PAM4
400G	QSFP-DD	8	50G PAM4	PAM4
800G	QSFP-DD800	8	100G PAM4	PAM4

Objectif de XLPPI

XLPPI garantit :

• Signalisation parallèle à basse tension, basse consommation

• Connectivité électrique haute vitesse fiable entre hôte et module

• Compatibilité à travers toutes les générations QSFP

• Fonctionnement stable sur des pistes PCB courtes avec des exigences strictes d'intégrité du signal (SI)

Cela fait de XLPPI l'interface électrique dominante derrière les optiques pluggables modernes.

XLPPI vs. XLAUI — Différences clés

Les deux interfaces fonctionnent dans différentes parties de l'architecture Ethernet et servent différents objectifs de conception.

Organismes de normes différents

Interface	Défini par	Portée principale
XLAUI	IEEE 802.3ba	Interface interne MAC ⇆ PHY
XLPPI	QSFP/QSFP-DD MSA	Hôte ⇆ Module optique pluggable

XLPPI est étroitement lié à la famille QSFP, tandis que XLAUI est lié aux couches logiques internes de l'Ethernet.

Couches d'application différentes

Couche	XLAUI	XLPPI
Emplacement de l'interface	À l'intérieur du commutateur/routeur	Au connecteur du module
Utilisateurs	MAC, PHY, PMA/PMD	ASIC/PHY ⇆ Module QSFP
Exposition aux ingénieurs matériels	Conception silicium interne	Conception PCB pour transceivers pluggables
Utilisation dans les optiques pluggables	Indirecte	Directe

Vitesses prises en charge différentes

XLAUI est fixé à :

• 4 × 10,3125 Gbps (40G)

XLPPI s'adapte de 40G → 800G, selon le facteur de forme du module et la génération SerDes.

Technologies de signalisation

Feature	XLAUI	XLPPI
Signalisation	NRZ	NRZ + PAM4
Voltage	Standard	Tension faible / optimisée énergie
Optimisation SI	Héritage	Avancée, spécifique QSFP
Adaptabilité future	Non (40G uniquement)	Oui (40G–800G)

Pourquoi les modules QSFP modernes utilisent XLPPI au lieu de XLAUI

Parce que XLPPI :

• Supporte modules interchangeables à chaud

• Optimise consommation d'énergie
  

• Maintient signal à des vitesses plus élevées

• S'adapte à transmission PAM4 requise par 200G/400G/800G

• Correspond aux contraintes mécaniques et électriques des connecteurs QSFP

Toutes les optiques pluggables modernes—SFP+/SFP28, QSFP+/QSFP28, QSFP56, QSFP-DD—utilisent Interfaces à basse tension définis par MSA, y compris XLPPI.

Pertinence des cas d'utilisation pour les clients LINK-PP

Pour les clients sélectionnant des modules optiques haute vitesse auprès de LINK-PP, comprendre XLPPI et XLAUI aide à clarifier :

• Pourquoi Les modules QSFP+ et QSFP28 s'appuient sur XLPPI

• Comment les interfaces électriques affectent l'interopérabilité des modules

• Quels types de modules prennent en charge les débits de voie de 10G, 25G, 50G ou 100G

XLPPI vs. XLAUI — Tableau récapitulatif

Category	XLPPI	XLAUI
Standards	MSA	IEEE
Générations Ethernet	40G–800G	40G uniquement
Vitesses de voie	10G / 25G / 50G / 100G	10G
Modulation	NRZ & PAM4	NRZ
Emplacement de l'interface	Hôte ⇆ Module enfichable	MAC ⇆ PHY (interne)
Utilisé dans	QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD	Silicium interne
Extensibilité future	High	Aucune

Final Thoughts

XLPPI et XLAUI sont tous deux des composants critiques de l'architecture électrique d'Ethernet, mais ils répondent à des exigences fondamentalement différentes. XLPPI est l'interface derrière les transceivers optiques QSFP modernes, permettant un réseau évolutif, économe en énergie et haute densité de 40G à 800G. XLAUI, quant à lui, reste une interface IEEE importante dans la logique interne de l'Ethernet 40G mais n'est pas utilisée au connecteur du module enfichable.

Comprendre ces différences aide les ingénieurs réseau à choisir le bon matériel et aide les organisations à assurer la stabilité et la compatibilité future de leur infrastructure optique.