Jak przetestować transceiver 100G QSFP28?

10 Gigabit Ethernet jest szeroko stosowany w sieciach korporacyjnych i sieciach metropolitalnych (MAN) w ostatnich dziesięcioleciach. Obecnie firmy komunikacyjne zwracają uwagę na 100g Ethernet. Wraz z rozwojem big data i cloud computing konieczna jest modernizacja przełącznika data center. Rdzeniem sieci 100G Ethernet są optyczne moduły nadawczo-odbiorcze, równoległy moduł nadawczo-odbiorczy 4×25 GB/s QSFP28 zapewnia rozwiązanie dla szybkiej transmisji połączonej, o większej przepustowości, większej gęstości portów, niższym zużyciu energii i niższych kosztach. W tym artykule dowiesz się, jak przetestować transceiver optyczny 100G QSFP28 i jakie są kluczowe wymagania dotyczące indeksu, które powinien spełniać moduł QSFP28.

Dlaczego rośnie liczba nadajników-odbiorników 100G QSFP28?

W porównaniu z pierwszym modułem optycznym CFP o powszechnym współczynniku kształtu 100G i modułem optycznym CFP4, moduł optyczny zapakowany w QSFP28 ma oczywiste zalety.

Pod względem wyglądu rozmiar pakietu CFP4 stanowi jedną czwartą rozmiaru CFP pierwszej generacji, jednak rozmiar QSFP28 jest nawet znacznie mniejszy niż rozmiar CFP4. Dlatego 100G QSFP28 nadaje się do urządzeń przełączających o większej gęstości, aby zrealizować wyższą zdolność usług przekazywania pojedynczego przełącznika i zapewnić możliwość zbudowania centrum danych o bardzo dużej skali.

Pod względem wydajności moduł optyczny QSFP28 to 4-kanałowa równoległa transmisja 25 GB/s, w porównaniu z 10-kanałową transmisją 10 GB/s modułu optycznego CFP, obsługuje najnowszy standard 100G Ethernet. W porównaniu z 4-kanałową szybkością transmisji 10 GB/s modułu optycznego QSFP+, zajmuje on taką samą ilość zasobów kanału, ale może osiągnąć 2,5-krotność wydajności transmisji. Dlatego ma to ogromne znaczenie w dobie rozwoju big data. Zapotrzebowanie na 100G QSFP28 rośnie, a nauka testowania transceivera QSFP28 jest niezbędna, zwłaszcza gdy kupujesz transceivery 100G QSFP28 od innych producentów.

Rys.1 Transceiver QSFPTEK 100G QSFP28 SR4

Metody testowania transceiverów optycznych 100G QSFP28

Transceivery optyczne są używane głównie w dużych sieciach przełączających, takich jak sieci przełączników parkowych i przełączniki centrów danych. Ponieważ moduł optyczny jest rodzajem sprzętu podrzędnego, większość firm produkujących sprzęt komunikacyjny kupuje moduły optyczne zewnętrznie. Dlatego w przypadku urządzeń komunikacyjnych o dużej skali, takich jak przełączniki i routery, adaptacja i debugowanie modułów optycznych jest niezwykle ważnym zadaniem.

Ogólnie rzecz biorąc, test sygnału modułu optycznego jest podzielony na test sygnału o niskiej prędkości i test sygnału o wysokiej prędkości. W tym artykule skupimy się na wskaźniku poziomu logicznego i wskaźniku czasowym I2C w teście sygnału o niskiej prędkości modułu optycznego oraz metodzie w procesie R&D i debugowaniu, a także na teście wykresu optycznego w szybkim sygnale test modułu optycznego.

Test sygnału I2C

Test interfejsu I2C jest niezbędny w debugowaniu transceivera optycznego. Magistrala I2C zapewnia wygodny interfejs dla sterowników oprogramowania. Tymczasem oprogramowanie platformy może wykorzystywać magistralę I2C do realizacji szeregu funkcji, co jest wygodne dla użytkowników do zarządzania i sterowania transceiverem optycznym. Na przykład, dzięki przetwarzaniu programowemu, wewnętrzny układ kontrolny optycznego urządzenia nadawczo-odbiorczego umożliwia użytkownikowi monitorowanie ważnych informacji z urządzeń nadawczo-odbiorczych, takich jak alarm i aktualny stan użytkowania modułu optycznego. Dlatego w procesie debugowania należy ściśle przestrzegać wymagań dotyczących indeksu elektrycznego i wymagań czasowych modułu optycznego I2C.

Standard QSFP28 nie tylko definiuje strukturę współczynnika kształtu optycznego transceivera 100G, ale także określa jego indeks elektryczny i indeks taktowania. Jego celem jest zwiększenie kompatybilności modułów optycznych różnych producentów z rynkowymi urządzeniami komunikacyjnymi, takimi jak przełączniki i routery. Parametry elektryczne sygnału o niskiej prędkości, wymagania czasowe I2C i wykres czasowy I2C pokazano odpowiednio w Tabeli 1, Tabeli 2 i Rysunku 2.

Tab.1 Parametry elektryczne sygnałów o niskiej prędkości

Tab.2 Parametry czasowe magistrali I2C

Rys.2 Schemat czasowy magistrali I2C

Test diagramu oka

W zależności od funkcji modułu test schematu oka można podzielić na nadajnik i odbiornik. Test po stronie nadajnika polega głównie na obserwacji, czy jakość wzoru oka sygnału optycznego przesyłanego przez moduł optyczny spełnia wymagania specyfikacji definicji Ethernet. W tabeli 3 przedstawiono parametry sygnału optycznego emitowanego przez moduły optyczne krótkiego zasięgu 100G zdefiniowane przez 100G Ethernet. W rzeczywistym teście optycznego wykresu sygnału oka najbardziej dotyczą powyższe wskaźniki i jakość wykresu oka. W tabeli 4 zestawiono wyniki testów modułu optycznego 100G QSFP28 SR4 firmy QSFPTEK . Widać, że jakość wykresu oka i wskaźniki testowe w pełni spełniają wymagania specyfikacji.

Tab.3 Parametr sygnału nadajnika optycznego modułu optycznego

Tab.4 Wyniki testu nadajnika transceivera QSFPTEK 100G QSFP28 SR4

Test zakłóceń odbiornika

Wraz ze wzrostem szybkości transmisji danych okres bitowy staje się coraz krótszy, więc wymagania dotyczące jittera są coraz wyższe. Z punktu widzenia modułu optycznego jako całości, aby lepiej odzwierciedlić zdolność modułu optycznego do redukcji drgań, należy przetestować całe łącze modułu optycznego. Chociaż specyfikacja Ethernet określa indeks strony odbiorczej, jednak w rzeczywistym procesie opracowywania produktów sieciowych do przełączania, testerzy zwykle nie są w stanie znaleźć odpowiedniego punktu testowego do testowania jakości diagramu wzrokowego strony odbiorczej, niniejszy artykuł zawiera opis pośrednia metoda badania odzwierciedlająca sytuację całego łącza zamkniętego od sygnału odbieranego z modułu optycznego do transmisji. Tę metodę testową można również nazwać testem zakłóceń odbiornika.

Transmisyjne łącze końcowe i odbierające łącze końcowe są zapętlone z powrotem w podwarstwie PMA, tak że sygnał nie przechodzi przez podwarstwę PCS. Jednocześnie na końcu nadawczym wprowadzany jest jitter. W tym przypadku fluktuacja odnosi się do fluktuacji, która może być tolerowana, gdy bitowa stopa błędów mieści się w zakresie E-15. Można to postrzegać jako całkowity jitter (TJ). Całkowity jitter obejmuje również jitter losowy (RJ) i jitter deterministyczny (DJ). Wstrzykiwany jitter musi mieścić się w określonym zakresie. Na koniec, bitowa stopa błędów nadajnika jest analizowana przez tester bitowej stopy błędów (BERT), a bitowa stopa błędów musi być poniżej E-15. Ta metoda nie tylko pozwala uniknąć sytuacji, w której tester nie może znaleźć punktu testowego, ale także może zaobserwować, czy bitowa stopa błędów całego łącza zwrotnego spełnia wymagania w złych warunkach.

Wniosek

Obecnie 100G Ethernet szybko stał się popularny w centrach danych i sieciach metropolitalnych. Moduł optyczny QSFP28 pokazuje również swoje zalety wysokiej gęstości i dużej prędkości. QSFPTEK oferuje różnorodne portfele QSFP28, w tym 100G QSFP28 SR4, 100G QSFP28 LR4 , 100G QSFP28 CWDM4, 100G QSFP28 PSM4, 100G QSFP28 ER4, 100G QSFP28 DWDM itp. Wszystkie transceivery optyczne QSFPTEK przechodzą rygorystyczne testy w celu zapewnienia wysokiej wydajności i pełnej kompatybilności