วิธีทดสอบเครื่องรับส่งสัญญาณ 100G QSFP28

10 Gigabit Ethernet มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายองค์กรและเครือข่ายเขตปริมณฑล (MANs) ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ทุกวันนี้ บริษัทด้านการสื่อสารกำลังเปลี่ยนความสนใจไปที่ 100g Ethernet ด้วยการพัฒนาบิ๊กดาต้าและคลาวด์คอมพิวติ้ง จำเป็นต้องอัพเกรดสวิตช์ศูนย์ข้อมูล แกนหลักของ 100G Ethernet คือโมดูลตัวรับส่งสัญญาณแบบออปติคัล โมดูลตัวรับส่งสัญญาณแบบขนาน QSFP28 ขนาด 4×25GB/s เป็นโซลูชันสำหรับการส่งข้อมูลที่เชื่อมต่อกันด้วยความเร็วสูง ด้วยความสามารถในการรับส่งข้อมูลที่มากขึ้น ความหนาแน่นของพอร์ตที่สูงขึ้น การใช้พลังงานและต้นทุนที่ต่ำลง บทความนี้จะบอกวิธีทดสอบตัวรับส่งสัญญาณแสง 100G QSFP28 และข้อกำหนดของดัชนีคีย์ที่โมดูล QSFP28 ควรปฏิบัติตามคืออะไร

เหตุใดเครื่องรับส่งสัญญาณ 100G QSFP28 จึงเพิ่มขึ้น

เมื่อเทียบกับโมดูลออปติคัล CFP ตัวรับส่งสัญญาณแบบเสียบได้ทั่วไป 100G รุ่นแรกและโมดูลออปติคัล CFP4 โมดูลออปติคัลที่บรรจุใน QSFP28 มีข้อดีที่ชัดเจน

จากลักษณะที่ปรากฏ ขนาดของแพ็คเกจ CFP4 นั้นเป็นหนึ่งในสี่ของ CFP รุ่นแรก อย่างไรก็ตาม ขนาดของ QSFP28 นั้นเล็กกว่า CFP4 มาก ดังนั้น 100G QSFP28 จึงเหมาะสำหรับอุปกรณ์สวิตช์ความหนาแน่นสูง เพื่อให้ตระหนักถึงความสามารถในการบริการส่งต่อที่สูงขึ้นของสวิตช์เดียว และให้ความเป็นไปได้ในการสร้างศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่พิเศษ

จากด้านประสิทธิภาพ โมดูลออปติคัล QSFP28 เป็นการส่งผ่านแบบขนาน 4 ช่องสัญญาณ 25GB/s เมื่อเทียบกับการส่งผ่าน 10 ช่อง 10GB/s ของโมดูลออปติคัล CFP จะสนับสนุนมาตรฐานอีเทอร์เน็ต 100G ล่าสุด เมื่อเทียบกับอัตราการส่งข้อมูล 4 แชนเนล 10GB/s ของโมดูลออปติคัล QSFP+ มันใช้ทรัพยากรของช่องสัญญาณเท่ากัน แต่สามารถบรรลุประสิทธิภาพการส่ง 2.5 เท่า ดังนั้นจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในยุคของการพัฒนาข้อมูลขนาดใหญ่ ความต้องการ 100G QSFP28 กำลังเพิ่มขึ้น และการเรียนรู้วิธีการทดสอบตัวรับส่งสัญญาณ QSFP28 เป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณซื้อตัวรับส่งสัญญาณ 100G QSFP28 จากผู้ผลิตรายอื่น

รูปที่ 1 QSFPTEK 100G QSFP28 SR4 เครื่องรับส่งสัญญาณ

100G QSFP28 วิธีทดสอบเครื่องรับส่งสัญญาณแสง

ตัวรับส่งสัญญาณแสงส่วนใหญ่จะใช้ในเครือข่ายสวิตชิ่งขนาดใหญ่ เช่น เครือข่ายสวิตช์จอดและสวิตช์ศูนย์ข้อมูล เนื่องจากโมดูลออปติคัลเป็นอุปกรณ์ย่อย บริษัทอุปกรณ์สื่อสารส่วนใหญ่จึงซื้อโมดูลออปติคัลจากภายนอก ดังนั้น สำหรับอุปกรณ์สื่อสารขนาดใหญ่ เช่น สวิตช์และเราเตอร์ การปรับและแก้จุดบกพร่องของโมดูลออปติคัลจึงเป็นงานที่สำคัญอย่างยิ่ง

โดยทั่วไป การทดสอบสัญญาณของโมดูลออปติคัลแบ่งออกเป็นการทดสอบสัญญาณความเร็วต่ำและการทดสอบสัญญาณความเร็วสูง บทความนี้จะเน้นที่ดัชนีระดับตรรกะและดัชนีเวลาของ I2C ในการทดสอบสัญญาณความเร็วต่ำของโมดูลออปติคัล และวิธีการในกระบวนการวิจัยและพัฒนาและการดีบัก ตลอดจนการทดสอบแผนภาพตาด้วยแสงในสัญญาณความเร็วสูง การทดสอบโมดูลออปติคัล

การทดสอบสัญญาณ I2C

การทดสอบอินเทอร์เฟซ I2C มีความสำคัญในการดีบักตัวรับส่งสัญญาณแสง บัส I2C มีอินเทอร์เฟซที่สะดวกสำหรับไดรเวอร์ซอฟต์แวร์ ในขณะเดียวกัน ซอฟต์แวร์แพลตฟอร์มสามารถใช้บัส I2C เพื่อรับรู้ชุดของฟังก์ชัน ซึ่งสะดวกสำหรับผู้ใช้ในการจัดการและควบคุมตัวรับส่งสัญญาณแสง ตัวอย่างเช่น ผ่านการประมวลผลซอฟต์แวร์ ชิปควบคุมภายในของตัวรับส่งสัญญาณแสงช่วยให้ผู้ใช้ตรวจสอบข้อมูลสำคัญของตัวรับส่งสัญญาณ เช่น สัญญาณเตือนและสถานะการใช้งานปัจจุบันของโมดูลออปติคัล ดังนั้น ในกระบวนการตรวจแก้จุดบกพร่อง ต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดของดัชนีไฟฟ้าและข้อกำหนดด้านเวลาของโมดูลออปติคัล I2C อย่างเคร่งครัด

มาตรฐาน QSFP28 ไม่เพียงกำหนดโครงสร้างฟอร์มแฟคเตอร์ของตัวรับส่งสัญญาณแสง 100G แต่ยังกำหนดดัชนีไฟฟ้าและดัชนีเวลาด้วย จุดประสงค์คือเพื่อทำให้โมดูลออปติคัลที่ผลิตโดยผู้ผลิตหลายรายเข้ากันได้กับอุปกรณ์สื่อสารของตลาดเช่นสวิตช์และเราเตอร์ พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของสัญญาณความเร็วต่ำ ข้อกำหนดเกี่ยวกับเวลาของ I2C และแผนภาพเวลาของ I2C แสดงในตารางที่ 1 ตารางที่ 2 และรูปที่ 2 ตามลำดับ

Tab.1 พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของสัญญาณความเร็วต่ำ

Tab.2 พารามิเตอร์กำหนดเวลาของ I2C Bus

รูปที่ 2 ไดอะแกรมกำหนดเวลาของบัส I2C

การทดสอบแผนภาพตา

ตามฟังก์ชันของโมดูล การทดสอบไดอะแกรมตาสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องส่งและตัวรับ การทดสอบด้านเครื่องส่งสัญญาณส่วนใหญ่จะสังเกตว่าคุณภาพรูปแบบตาของสัญญาณออปติคัลที่ส่งโดยโมดูลออปติคัลตรงตามข้อกำหนดของข้อกำหนดข้อกำหนดอีเทอร์เน็ตหรือไม่ ตารางที่ 3 แสดงพารามิเตอร์สัญญาณออปติคัลที่ปล่อยออกมาจากโมดูลออปติคัลระยะสั้น 100G ที่กำหนดโดย 100G Ethernet ในการทดสอบจริงของแผนภาพตาสัญญาณออปติคัล ความกังวลมากที่สุดคือตัวบ่งชี้ข้างต้นและคุณภาพของแผนภาพตา ตารางที่ 4 แสดงรายการผลการทดสอบของ โมดูลออปติคัล 100G QSFP28 SR4 ของบริษัท QSFPTEK จะเห็นได้ว่าคุณภาพของแผนภาพดวงตาและตัวบ่งชี้การทดสอบเป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะ

Tab.3 พารามิเตอร์สัญญาณส่งสัญญาณออปติคัลของโมดูลออปติคัล

Tab.4 ผลการทดสอบเครื่องส่งสัญญาณของ QSFPTEK 100G QSFP28 SR4 Transceiver

ตัวรับการทดสอบการรบกวน

เมื่ออัตราข้อมูลเพิ่มขึ้น ระยะเวลาบิตจะสั้นลงเรื่อยๆ ดังนั้นความต้องการกระวนกระวายใจจึงสูงขึ้นเรื่อยๆ จากมุมมองของโมดูลออปติคัลโดยรวม เพื่อสะท้อนความสามารถในการป้องกันการกระวนกระวายใจของโมดูลออปติคัลได้ดียิ่งขึ้น จำเป็นต้องทดสอบลิงก์โมดูลออปติคัลทั้งหมด แม้ว่าข้อกำหนดของอีเทอร์เน็ตจะระบุดัชนีของจุดรับ แต่ในกระบวนการพัฒนาจริงของผลิตภัณฑ์เครือข่ายสวิตชิ่ง ผู้ทดสอบมักจะไม่สามารถหาจุดทดสอบที่เหมาะสมเพื่อทดสอบคุณภาพไดอะแกรมตาของปลายรับ กระดาษนี้ให้ วิธีทดสอบทางอ้อมเพื่อสะท้อนสถานการณ์ของการเชื่อมโยงแบบวงปิดทั้งหมดจากสัญญาณที่ได้รับจากโมดูลออปติคัลไปยังการส่ง วิธีการทดสอบนี้เรียกอีกอย่างว่าการทดสอบการรบกวนของตัวรับ

ลิงก์สิ้นสุดการส่งและลิงก์ปลายทางที่รับจะวนซ้ำในเลเยอร์ย่อย PMA เพื่อไม่ให้สัญญาณผ่านเลเยอร์ย่อย PCS ในเวลาเดียวกัน กระวนกระวายใจถูกฉีดที่ปลายส่งสัญญาณ ความกระวนกระวายใจในที่นี้หมายถึงการกระวนกระวายใจที่สามารถยอมรับได้เมื่ออัตราความผิดพลาดของบิตอยู่ภายใน E-15 สามารถเห็นได้ว่าเป็นความกระวนกระวายใจทั้งหมด (TJ) ความกระวนกระวายใจทั้งหมดยังรวมถึงการกระวนกระวายใจแบบสุ่ม (RJ) และความกระวนกระวายใจแบบกำหนด (DJ) ความกระวนกระวายใจที่ฉีดต้องอยู่ภายในช่วงที่กำหนด สุดท้าย อัตราข้อผิดพลาดบิตของเครื่องส่งสัญญาณจะถูกวิเคราะห์โดยเครื่องมือทดสอบอัตราข้อผิดพลาดบิต (BERT) และอัตราข้อผิดพลาดบิตจะต้องต่ำกว่า E-15 วิธีนี้ไม่เพียงแต่หลีกเลี่ยงสถานการณ์ที่ผู้ทดสอบไม่พบจุดทดสอบเท่านั้น แต่ยังสามารถสังเกตได้ว่าอัตราข้อผิดพลาดบิตของลิงก์ย้อนกลับทั้งหมดตรงตามข้อกำหนดในสภาวะที่ไม่ดีหรือไม่

บทสรุป

ปัจจุบัน 100G Ethernet ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วในศูนย์ข้อมูลและเครือข่ายในเขตปริมณฑล โมดูลออปติคัล QSFP28 ยังแสดงให้เห็นถึงข้อดีของความหนาแน่นสูงและความเร็วสูง QSFPTEK ให้บริการพอร์ตโฟลิโอ QSFP28 ที่หลากหลาย รวมถึง 100G QSFP28 SR4, 100G QSFP28 LR4 , 100G QSFP28 CWDM4, 100G QSFP28 PSM4, 100G QSFP28 ER4, 100G QSFP28 DWDM เป็นต้น ตัวรับส่งสัญญาณแสง QSFPTEK ทั้งหมดอยู่ระหว่างการทดสอบอย่างเข้มงวดและมีประสิทธิภาพสูง