4 一般概念
一般概念#
作为管理接口规范，CMIS 定义了管理接口及相关的协议，用于 CMIS 主机与 CMIS 兼容模块之间所有必需的以及某些可选的管理交互，这些交互与主机在应用中使用模块相关。
本章其余部分旨在提供高层级的指引和非正式概述。规范性内容见后续章节。
4.1 CMIS 管理模块的分类#
CMIS 管理模块区分两种主要功能类型：
- 传输模块（Transmission Modules）：为主机系统提供数据传输服务 a. 具有可拆卸（带连接器）传输介质和未知远端对端的模块 b. 具有固定介质和固定远端连接器的线缆及线缆组件
- 资源模块（Resource Modules）：在主机系统中提供资源，通常服务于传输模块
4.1.1 CMIS 兼容传输模块#
CMIS 兼容的传输模块具有两个与模块双向信号或数据传输使命相关的主要物理接口，以及一个用于主机管理模块运行的 CMIS 兼容管理接口：
- 主机接口将模块与其主机系统连接，用于交换高速电信号，这些信号由模块发送至远端系统或从远端系统接收。主机接口被分解为一组主机通道（host lanes）。主机接口通常被视为双向实体，但有时也被视为一对相关的单向接口。具体含义由上下文决定。
- 主机通道通过一对命名的电线（或连接器中的命名触点）承载差分高速电信号。有时用于双向传输的一对单向主机通道也称为主机通道。具体含义由上下文决定。
- 介质接口将模块与连接模块到其远端对端¹ 的传输介质连接。介质接口承载高速电信号或高速光信号。介质接口被分解为一组介质通道（media lanes）。
- 介质通道通过一对铜线、光纤或光波长通道（在 DWDM 或 CWDM 光纤链路中）承载一个介质相关的高速信号。介质通道上的高速信号也可能包含较低速率信号的复用（TDM 或 CDM）。有时用于双向传输的一对单向介质通道也称为介质通道。具体含义由上下文决定。
- 管理接口允许主机管理模块的功能和运行。它承载管理数据通信的低速信号以及用于低层级控制和状态的若干离散低速信号。
- 其他接口（互连），例如电源、参考时钟信号、秒脉冲信号、激光等，可能存在也可能不存在，但此处不予考虑，除非涉及管理方面的内容。
CMIS 兼容模块为主机系统提供标准化的信号或数据传输功能，每种传输功能被称为一个应用（Application）。为支持某个应用，模块在一条或多条主机通道与一条或多条介质通道之间传播或处理信号。
CMIS 兼容模块还可为并行且相互独立的应用提供资源。承载单个应用的通道和模块内部资源称为数据路径（Data Path）。数据路径可以仅使用主机接口通道或介质接口通道的一个子集。
在 CMIS 兼容模块中，除非另有通告²，Tx 硬件结构与 Rx 硬件结构之间应保持对称；例如，Tx 中复用的通道在 Rx 中同样进行解复用。主机选择的每个应用应用于相同的 Tx 和 Rx 主机通道。
如第 7.8 节所述，CMIS 管理接口的数据结构偏向于具有 8、16 或 32 条通道的模块，因为核心管理功能针对最多 4 × 8 条通道的模块进行了准备；但未来的扩展以及仅使用通道子集的应用是可能的。
对于线缆组件，介质接口和介质通道是内部组件。本修订版不包含不对称通告。
由于应用支持的通告方式，单个应用的数据路径始终限制为最多八条主机通道和最多八条介质通道（即使模块支持 2×8 或 4×8 条通道）。
用第 6 章中的技术术语来说，除无源线缆或极低功耗模块外，传输模块支持用于主机控制上电的 Module State Machine，并支持在数据路径上的数据传输应用，或将主机侧数据路径复用到介质侧网络路径的应用，包括相关的 Data Path State Machine 或 Network Path State Machine。
4.1.2 CMIS 兼容资源模块#
随着共封装光学（CPO）架构的出现，出现了一类新的模块，它们本身不提供数据传输服务，而是为其他模块提供技术资源，例如一组激光光源。这些模块被称为资源模块。
资源模块同样可以通过 CMIS 进行管理。它们不具备数据路径上的应用管理功能，但提供资源模块特有的管理设施，并且像传输模块一样以受控方式启动。
用第 6 章中的技术术语来说，资源模块支持 Module State Machine，但不支持 Data Path State Machine 或 Network Path State Machine。
对于每种根本不同类型的资源模块，需要一份单独的 CMIS 补充规范，每份规范指定为资源模块保留的管理内存段的管理内存结构和内容。
4.2 CMIS 管理协议与层级#
CMIS 管理接口最好通过该接口上交换的管理原语以及管控这些管理原语交换的协议层级来理解（从上到下）：
- 管理应用层（Management Application Layer）位于顶层，指定管理操作对模块功能或行为的含义和效果，以及任何相关的行为规则和协议。该层级及其作为一组管理硬件信号、管理寄存器访问或消息交换的表示在第 6、7、7.8、9 和 10 章中描述。
- 可选的**消息交换层（CDB）**实现于基本寄存器访问层之上，为主机与模块之间命令-应答类型的管理消息交换提供原语。该层的实现在第 7.2 和 8.23 节中描述。
- 基本的寄存器访问层（RAL）提供 CMIS 中的原语管理操作，即从 256 字节可寻址内存窗口中读取和写入字节。与该层相关的机制和协议在第 5 章中定义，而有效访问更大管理内存空间所需的寻址扩展在第 7.8 諡中描述。
- 数据传输层位于寄存器访问层之下，提供让主机和模块通过物理互连层交换基本管理操作（及相关数据）所需的数据传输协议。一组数据传输栈变体在附录 B 中以**管理通信接口（MCI）**的名称进行描述。
- 一个小型**管理信令层（MSL）**与 MCI 并行存在，提供具有直接分配管理功能的电气低速控制和状态信号，例如模块复位或中断请求。MSL 在第 5 章中定义。
- 物理互连层是最底层，包含电气和机械接口元件（用于连接以承载基本信号）以及相关协议，即使用这些接口元件的规则。由于 CMIS 面向多种外形规格，物理层在相关的模块外形规格规范中定义。在 CMIS 中，使用通用信号名称代替外形规格特定的信号名称。通用信号名称与外形规格特定信号名称之间的对应关系参见附录 A。电气接口也在附录 B 中通过引用其他标准 [1] 或外形规格硬件规范（如 [2][3][4]）进行指定。
| 管理应用层：寄存器的含义与行为规则 | 第 6、7、8、9、10 章 | |
|---|---|---|
| 第 8 章 | ||
| RAL：寄存器访问（READ、WRITE、TEST） | 第 5 章 | |
| MSL：ASSERT、UNASSERT | MCI：传输 ACCESS 原语的通信 | 第 5 章、附录 B 硬件规范 |
CDB：消息交换（可选）
物理互连与电气规范
图 4-1 CMIS 管理协议与层级
上图 4-1 提供了这些协议、层级及其关系的图示说明。
支持或要求基于 CMIS 模块管理的外形规格的硬件规范包含机械和电气规范，并定义了使用附录 B 中描述的哪种数据传输栈。
4.3 CMIS 兼容性与供应商特定扩展#
CMIS 旨在实现两个重要特性：
- 供应商无关的标准管理：CMIS 兼容主机应能仅使用 CMIS 标准化的管理功能来管理 CMIS 兼容模块的可选或必需的标准化功能。
- 可选的自定义扩展：CMIS 兼容模块应能提供可选的增强自定义功能和可选的自定义管理扩展。
注意：通常对自定义扩展的访问可能受到限制或保护，但在技术上并不做此假设。
自定义扩展需要有权使用、知晓、已启用且愿意使用这些自定义扩展的主机。因此，任何自定义扩展应提供两个重要的非显而易见的属性：
- 可选性：CMIS 兼容主机应始终能够将具有自定义扩展的模块作为普通 CMIS 兼容模块使用，仅使用标准功能的 CMIS 兼容管理（如同不存在扩展一样）。
- 兼容的默认行为：CMIS 兼容模块插入 CMIS 兼容主机插槽时，应初始提供其通告的标准功能，与是否存在任何供应商特定的自定义管理扩展无关。模块不得假设其当前主机能够使用或知晓其自定义扩展。
注意：主机可能不知晓自定义管理扩展，可能没有访问权限，或者在给定上下文中可能不愿使用它们，此处不假设任何特定场景。
注意：此处需要指出一个微妙的后果——所有自定义中断源必须保持静默，直到知晓并准备好使用这些扩展的主机明确取消屏蔽自定义中断源。
4.4 CMIS 互操作性与兼容性#
具有相同主修订号的后续 CMIS 修订版将是向后规范兼容的扩展，允许主机和模块在实现不同 CMIS 修订版¹ 的情况下进行互操作。
请注意，主机可以获知模块支持的 CMIS 版本，这允许主机适配支持较早 CMIS 修订版的模块。使用较新模块可能可行也可能不可行。参见附录 G。