100GQSFP28トランシーバーをテストする方法

10ギガビットイーサネットは、過去数十年間、エンタープライズネットワークおよびメトロポリタンエリアネットワーク（MAN）で広く使用されてきました。 現在、通信会社は100gイーサネットに注目を移しています。 ビッグデータやクラウドコンピューティングの発展に伴い、データセンターのスイッチをアップグレードする必要があります。 100Gイーサネットのコアは光トランシーバーモジュールです。4×25GB/秒のQSFP28パラレルトランシーバーモジュールは、より大きな伝送容量、より高いポート密度、より低い電力消費およびコストで、高速相互接続伝送のソリューションを提供します。 この記事では、100G QSFP28光トランシーバーをテストする方法と、QSFP28モジュールが満たす必要のある主要なインデックス要件について説明します。

100G QSFP28トランシーバーが増加しているのはなぜですか？

第1世代の100G共通フォームファクタプラガブルトランシーバCFP光モジュールおよびCFP4光モジュールと比較すると、QSFP28にパッケージ化された光モジュールには明らかな利点があります。

外観の面では、CFP4パッケージのサイズは第1世代のCFPの4分の1ですが、QSFP28のサイズはCFP4のサイズよりもはるかに小さくなっています。 したがって、100G QSFP28は、単一スイッチのより高いフォワーディングサービス機能を実現し、超大規模データセンターを構築する可能性を提供するために、高密度スイッチデバイスに適しています。

パフォーマンスの観点から、QSFP28光モジュールは4チャネル25GB / sパラレル伝送であり、CFP光モジュールの10チャネル10GB / s伝送と比較して、最新の100Gイーサネット規格をサポートしています。 QSFP+光モジュールの4チャネル10GB/s伝送速度と比較すると、同じ量のチャネルリソースを占有しますが、伝送パフォーマンスの2.5倍を達成できます。 したがって、ビッグデータ開発の時代には非常に重要です。 100G QSFP28の需要は高まっており、特にサードパーティメーカーから100G QSFP28トランシーバーを購入する場合は、QSFP28トランシーバーのテスト方法を学ぶことが不可欠です。

図1QSFPTEK100GQSFP28SR4トランシーバー

100GQSFP28光トランシーバーのテスト方法

光トランシーバーは、主にパークスイッチネットワークやデータセンタースイッチなどの大規模なスイッチングネットワークで使用されます。 光モジュールは一種の従属機器であるため、ほとんどの通信機器会社は光モジュールを外部から購入しています。 したがって、スイッチやルーターなどの大規模な通信機器にとって、光モジュールの適合とデバッグは非常に重要なタスクです。

一般的に、光モジュールの信号テストは、低速信号テストと高速信号テストに分けられます。 この論文では、光モジュールの低速信号テストにおけるI2Cの論理レベルインデックスとタイミングインデックス、およびR＆Dとデバッグのプロセスの方法、および高速信号における光学アイダイアグラムテストに焦点を当てます。光モジュールのテスト。

I2C信号テスト

I2Cインターフェイステストは、光トランシーバのデバッグに不可欠です。 I2Cバスは、ソフトウェアドライバに便利なインターフェイスを提供します。 一方、プラットフォームソフトウェアはI2Cバスを使用して一連の機能を実現できるため、ユーザーは光トランシーバーを管理および制御するのに便利です。 たとえば、ソフトウェア処理により、光トランシーバーの内部制御チップにより、ユーザーは、アラームや光モジュールの現在の使用状況など、トランシーバーの重要な情報を監視できます。 したがって、デバッグの過程では、光モジュールI2Cの電気的インデックス要件とタイミング要件に厳密に従う必要があります。

QSFP28規格は、100G光トランシーバーのフォームファクター構造を定義するだけでなく、その電気的インデックスとタイミングインデックスも定義します。 その目的は、さまざまなメーカーが製造した光モジュールを、スイッチやルーターなどの市場の通信デバイスとの互換性を高めることです。 低速信号の電気的パラメータ、I2Cタイミング要件、およびI2Cタイミング図をそれぞれ表1、表2、および図2に示します。

表1低速信号の電気的パラメータ

Tab.2I2Cバスのタイミングパラメータ

図2I2Cバスのタイミング図

アイダイアグラムテスト

モジュールの機能に応じて、アイダイアグラムテストは送信機と受信機に分けることができます。 送信機側のテストは、主に、光モジュールによって送信される光信号のアイパターン品質がイーサネット定義仕様の要件を満たしているかどうかを観察することです。 表3は、100Gイーサネットで定義された100G短距離光モジュールによって放射される光信号パラメータを示しています。 光信号アイダイアグラムの実際のテストで最も懸念されるのは、上記のインジケータとアイダイアグラムの品質です。 表4に、QSFPTEK社の100GQSFP28SR4光モジュールのテスト結果を示します。 アイダイアグラムの品質とテストインジケータが仕様要件を完全に満たしていることがわかります。

表3光モジュールの光送信機信号パラメータ

Tab.4 QSFPTEK 100GQSFP28SR4トランシーバーの送信機テスト結果

レシーバー外乱テスト

データレートが高くなると、ビット周期はますます短くなるため、ジッタ要件はますます高くなります。 光モジュール全体の観点から、光モジュールのジッター防止能力をより適切に反映するために、光モジュールリンク全体をテストする必要があります。 イーサネット仕様では受信側のインデックスが指定されていますが、ネットワーク製品を切り替える実際の開発プロセスでは、テスターは通常、受信側のアイダイアグラムの品質をテストするための適切なテストポイントを見つけることができません。光モジュールから受信した信号から伝送までの閉ループリンク全体の状況を反映する間接テスト方法。 この試験方法は、受信機外乱試験とも呼ばれます。

信号がPCSサブレイヤーを通過しないように、送信エンドリンクと受信エンドリンクはPMAサブレイヤーでループバックされます。 同時に、送信側にジッタが注入されます。 ここでのジッターとは、ビット誤り率がE-15以内の場合に許容できるジッターのことです。 これは、トータルジッター（TJ）と見なすことができます。 総ジッターには、ランダムジッター（RJ）と決定論的ジッター（DJ）も含まれます。 注入されるジッタは、指定された範囲内にある必要があります。 最後に、送信機のビット誤り率はビット誤り率テスター（BERT）によって分析され、ビット誤り率はE-15未満である必要があります。 この方法は、テスターがテストポイントを見つけることができない状況を回避するだけでなく、ループバックリンク全体のビットエラーレートが悪条件の要件を満たしているかどうかを監視することもできます。

結論

現在、100Gイーサネットはデータセンターやメトロポリタンエリアネットワークで急速に普及しています。 QSFP28光モジュールは、高密度と高速という利点も示しています。 QSFPTEKは、 100G QSFP28 SR4、100G QSFP28 LR4、100G QSFP28 CWDM4、100G QSFP28 PSM4、100G QSFP28 ER4、100GQSFP28DWDMなどを含むさまざまなQSFP28ポートフォリオを提供します。