Как протестировать приемопередатчик 100G QSFP28

10-гигабитный Ethernet широко использовался в корпоративных сетях и городских сетях (MAN) в последние десятилетия. В настоящее время коммуникационные компании переключают свое внимание на 100G Ethernet. С развитием больших данных и облачных вычислений необходимо обновить коммутатор центра обработки данных. Ядром 100G Ethernet являются модули оптических приемопередатчиков, модуль параллельного приемопередатчика QSFP28 4 × 25 ГБ / с обеспечивает решение для высокоскоростной взаимосвязанной передачи с большей пропускной способностью, более высокой плотностью портов, более низким энергопотреблением и стоимостью. В этой статье рассказывается, как протестировать оптический трансивер 100G QSFP28 и каким ключевым требованиям индекса должен соответствовать модуль QSFP28.

Почему растет число приемопередатчиков 100G QSFP28?

По сравнению с оптическим модулем CFP сменного приемопередатчика стандартного форм-фактора 100G первого поколения и оптическим модулем CFP4 оптический модуль, упакованный в QSFP28, имеет очевидные преимущества.

С точки зрения внешнего вида, размер пакета CFP4 составляет четверть от размера CFP первого поколения, однако размер QSFP28 даже намного меньше, чем у CFP4. Таким образом, 100G QSFP28 подходит для коммутационных устройств с более высокой плотностью, чтобы реализовать более высокие возможности переадресации одного коммутатора и обеспечить возможность построения сверхкрупномасштабного центра обработки данных.

С точки зрения производительности оптический модуль QSFP28 представляет собой 4-канальную параллельную передачу со скоростью 25 ГБ / с, по сравнению с 10-канальной передачей 10 ГБ / с оптического модуля CFP, он поддерживает новейший стандарт Ethernet 100G. По сравнению с 4-канальным оптическим модулем QSFP+ со скоростью передачи 10 ГБ/с он занимает такое же количество ресурсов канала, но может обеспечить в 2,5 раза более высокую производительность передачи. Поэтому она имеет большое значение в эпоху развития больших данных. Спрос на 100G QSFP28 растет, и важно научиться тестировать приемопередатчик QSFP28, особенно если вы покупаете приемопередатчики 100G QSFP28 у сторонних производителей.

Рис.1 Трансивер QSFPTEK 100G QSFP28 SR4

Методы тестирования оптического трансивера 100G QSFP28

Оптические приемопередатчики в основном используются в крупных коммутационных сетях, таких как сети парковочных коммутаторов и коммутаторы центров обработки данных. Поскольку оптический модуль является своего рода второстепенным оборудованием, большинство компаний, занимающихся оборудованием связи, закупают оптические модули на стороне. Поэтому для крупногабаритного коммуникационного оборудования, такого как коммутаторы и маршрутизаторы, адаптация и отладка оптических модулей является крайне важной задачей.

Вообще говоря, тест сигнала оптического модуля делится на тест низкоскоростного сигнала и тест высокоскоростного сигнала. В этой статье основное внимание будет уделено индексу логического уровня и временному индексу I2C при тестировании низкоскоростного сигнала оптического модуля и методу в процессе НИОКР и отладки, а также тесту оптической глазковой диаграммы в высокоскоростном сигнале. тест оптического модуля.

Тест сигнала I2C

Тест интерфейса I2C жизненно важен для отладки оптического трансивера. Шина I2C обеспечивает удобный интерфейс для программных драйверов. Между тем, программное обеспечение платформы может использовать шину I2C для реализации ряда функций, что удобно для пользователей при управлении оптическим приемопередатчиком. Например, с помощью программного обеспечения внутренняя микросхема управления оптического трансивера позволяет пользователю отслеживать важную информацию о трансиверах, такую ​​как сигнал тревоги и текущий статус использования оптического модуля. Поэтому в процессе отладки необходимо строго соблюдать требования к электрическому индексу и временные требования оптического модуля I2C.

Стандарт QSFP28 определяет не только структуру форм-фактора оптического трансивера 100G, но также определяет его электрический и временной индексы. Его цель — сделать оптические модули, выпускаемые различными производителями, более совместимыми с рыночными коммуникационными устройствами, такими как коммутаторы и маршрутизаторы. Электрические параметры низкоскоростного сигнала, временные требования I2C и временная диаграмма I2C показаны в таблице 1, таблице 2 и на рисунке 2 соответственно.

Таб.1 Электрические параметры низкоскоростных сигналов

Таб.2 Временные параметры шины I2C

Рис.2 Временная диаграмма шины I2C

Глазковая диаграмма

В зависимости от функции модуля тест глазковой диаграммы можно разделить на передатчик и приемник. Проверка на стороне передатчика в основном предназначена для наблюдения за тем, соответствует ли качество глазковой диаграммы оптического сигнала, передаваемого оптическим модулем, требованиям спецификации определения Ethernet. В таблице 3 показаны параметры оптического сигнала, излучаемого оптическими модулями ближнего действия 100G, определяемыми 100G Ethernet. При фактическом тестировании глазковой диаграммы оптического сигнала наиболее важными являются вышеуказанные показатели и качество глазковой диаграммы. В таблице 4 приведены результаты тестирования оптического модуля 100G QSFP28 SR4 компании QSFPTEK. Видно, что качество глазковой диаграммы и тестовые показатели полностью соответствуют требованиям спецификации.

Таб.3 Параметр сигнала оптического передатчика оптического модуля

Таб.4 Результаты тестирования трансивера QSFPTEK 100G QSFP28 SR4

Тест помех приемника

По мере увеличения скорости передачи битовый период становится все короче и короче, поэтому требования к джиттеру все выше и выше. С точки зрения оптического модуля в целом, чтобы лучше отразить способность оптического модуля противостоять джиттеру, необходимо протестировать всю линию связи оптического модуля. Несмотря на то, что в спецификации Ethernet указывается индекс принимающей стороны, тем не менее, в реальном процессе разработки коммутационных сетевых продуктов тестировщики обычно не могут найти подходящую контрольную точку для проверки качества глазковой диаграммы принимающей стороны. метод косвенного тестирования для отражения состояния всего замкнутого контура от сигнала, полученного от оптического модуля, до передачи. Этот метод испытаний можно также назвать испытанием помех приемника.

Передающий конечный канал и принимающий конечный канал закольцовываются на подуровне PMA, так что сигнал не проходит через подуровень PCS. В то же время джиттер вводится на передающем конце. Под дрожанием здесь понимается дрожание, которое допустимо, когда частота ошибок по битам находится в пределах E-15. Это можно рассматривать как общий джиттер (TJ). Общий джиттер также включает случайный джиттер (RJ) и детерминированный джиттер (DJ). Введенный джиттер должен находиться в пределах указанного диапазона. Наконец, частота ошибок по битам передатчика анализируется тестером частоты ошибок по битам (BERT), и частота ошибок по битам должна быть ниже E-15. Этот метод не только позволяет избежать ситуации, когда тестер не может найти контрольную точку, но также может наблюдать, соответствует ли коэффициент битовых ошибок всего канала обратной связи требованиям в плохих условиях.

Вывод

В настоящее время 100G Ethernet быстро стал популярным в центрах обработки данных и городских сетях. Оптический модуль QSFP28 также демонстрирует свои преимущества высокой плотности и высокой скорости. QSFPTEK предлагает различные портфели QSFP28, включая 100G QSFP28 SR4, 100G QSFP28 LR4 , 100G QSFP28 CWDM4, 100G QSFP28 PSM4, 100G QSFP28 ER4, 100G QSFP28 DWDM и т. д. Все оптические приемопередатчики QSFPTEK проходят тщательное тестирование для обеспечения высокой производительности и полной совместимости.