100G QSFP28 Alıcı-Verici Nasıl Test Edilir
Yayınlanan: 2022-02-1510 Gigabit Ethernet, son yıllarda kurumsal ağlarda ve metropolitan alan ağlarında (MAN) yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde iletişim şirketleri dikkatlerini 100g Ethernet'e kaydırıyor. Büyük veri ve bulut bilişimin gelişmesiyle birlikte veri merkezi anahtarını yükseltmek gerekiyor. 100G Ethernet'in çekirdeği optik alıcı-verici modülleridir, 4×25GB/sn QSFP28 paralel alıcı-verici modülü, daha büyük aktarım kapasitesi, daha yüksek bağlantı noktası yoğunluğu, daha düşük güç tüketimi ve maliyet ile yüksek hızlı birbirine bağlı aktarım için bir çözüm sunar. Bu makale, bir 100G QSFP28 optik alıcı-vericinin nasıl test edileceğini ve bir QSFP28 modülünün karşılaması gereken temel indeks gereksinimlerinin neler olduğunu anlatacaktır.
100G QSFP28 Alıcı Vericiler Neden Artıyor?
Birinci nesil 100G ortak form faktörlü takılabilir alıcı-verici CFP optik modülü ve CFP4 optik modülü ile karşılaştırıldığında, QSFP28'de paketlenmiş optik modülün belirgin avantajları vardır.
Görünüm açısından, CFP4 paketinin boyutu birinci nesil CFP'ninkinin dörtte biri kadardır, ancak QSFP28'in boyutu CFP4'ünkinden bile çok daha küçüktür. Bu nedenle, 100G QSFP28, tek bir anahtarın daha yüksek yönlendirme hizmeti kapasitesini gerçekleştirmek ve süper büyük ölçekli bir veri merkezi oluşturma olanağı sağlamak için daha yüksek yoğunluklu anahtar cihazları için uygundur.
Performans açısından, QSFP28 optik modülü 4 kanallı 25GB/sn paralel iletimdir, CFP optik modülünün 10 kanallı 10GB/sn iletimiyle karşılaştırıldığında, en son 100G Ethernet standardını destekler. QSFP+ optik modülünün 4 kanallı 10 GB/sn aktarım hızı ile karşılaştırıldığında, aynı miktarda kanal kaynağı kaplar ancak aktarım performansının 2,5 katına ulaşabilir. Bu nedenle, büyük veri geliştirme çağında büyük önem taşımaktadır. 100G QSFP28'e olan talep artıyor ve bir QSFP28 alıcı-vericisinin nasıl test edileceğini öğrenmek, özellikle üçüncü taraf üreticilerden 100G QSFP28 alıcı-vericileri satın alırken çok önemlidir.
Şekil.1 QSFPTEK 100G QSFP28 SR4 Alıcı-Verici
100G QSFP28 Optik Alıcı-Verici Test Yöntemleri
Optik alıcı-vericiler esas olarak park anahtarı ağları ve veri merkezi anahtarları gibi büyük anahtarlama ağlarında kullanılır. Optik modül bir tür ikincil ekipman olduğundan, çoğu iletişim ekipmanı şirketi optik modülleri harici olarak satın alır. Bu nedenle, anahtarlar ve yönlendiriciler gibi büyük ölçekli iletişim ekipmanları için optik modüllerin uyarlanması ve hatalarının ayıklanması son derece önemli bir görevdir.
Genel olarak, optik modülün sinyal testi, düşük hızlı sinyal testi ve yüksek hızlı sinyal testi olarak ikiye ayrılır. Bu makale, optik modülün düşük hızlı sinyal testinde I2C'nin mantık seviye indeksi ve zamanlama indeksine ve Ar-Ge ve hata ayıklama sürecindeki yönteme ve ayrıca yüksek hızlı sinyaldeki optik göz diyagramı testine odaklanacaktır. optik modülün testi.
I2C Sinyal Testi
I2C arayüz testi, optik alıcı-verici hata ayıklamasında hayati öneme sahiptir. I2C veri yolu, yazılım sürücüleri için uygun bir arayüz sağlar. Bu arada, platform yazılımı, kullanıcıların optik alıcı-vericiyi yönetmesi ve kontrol etmesi için uygun olan bir dizi işlevi gerçekleştirmek için I2C veri yolunu kullanabilir. Örneğin, yazılım işleme yoluyla, optik alıcı-vericinin dahili kontrol çipi, kullanıcının alarm ve optik modülün mevcut kullanım durumu gibi alıcı-vericilerin önemli bilgilerini izlemesini sağlar. Bu nedenle, hata ayıklama sürecinde, optik modül I2C'nin elektriksel indeks gereksinimleri ve zamanlama gereksinimleri kesinlikle takip edilmelidir.
QSFP28 standardı sadece 100G optik alıcı-vericinin form faktörü yapısını değil, aynı zamanda elektrik indeksini ve zamanlama indeksini de tanımlar. Amacı, çeşitli üreticiler tarafından üretilen optik modüllerin, anahtarlar ve yönlendiriciler gibi piyasa iletişim cihazlarıyla daha uyumlu hale getirilmesidir. Düşük hızlı sinyalin elektriksel parametreleri, I2C zamanlama gereksinimleri ve I2C zamanlama diyagramı sırasıyla Tablo 1, Tablo 2 ve Şekil 2'de gösterilmektedir.
Tab.1 Düşük Hızlı Sinyallerin Elektriksel Parametreleri
| Toplu iğne | Parametre | Maks. | Min. |
| SCL, SDA | Çıkış Alçak Gerilim | 0.0 | 0,4 |
| Çıkış Yüksek Gerilim | VCC-0.5 | VCC+0.3 | |
| Giriş Alçak Gerilim | -0.3 | VCC*0.3 | |
| Giriş Yüksek Voltaj | VCC*0.7 | VCC+0.5 | |
| Diğer | Giriş Alçak Gerilim | -0.3 | 0,8 |
| Giriş Yüksek Voltaj | 2.0 | VCC+0.3 |
Tab.2 I2C Bus Zamanlama Parametreleri
| Parametre | Maks. | Min. | Birim |
| Saat Frekansı | 0 | 400 | kHz |
| Saat Darbe Genişliği Düşük | 1.3 | μs | |
| Saat Darbe Genişliği Yüksek | 0,6 | μs | |
| Yeni İletim Başlamadan Önce Ücretsiz Zaman Otobüsü | 20 | μs | |
| Bekleme Süresini Başlat | 0,6 | μs | |
| Kurulum Süresini Başlat | 0,6 | μs | |
| Bekleme Süresindeki Veriler | 0 | μs | |
| Kurulum Süresindeki Veriler | 0.1 | μs | |
| Giriş Artış Süresi (400kHz) | 300 | μs | |
| Giriş Düşme Süresi(400kHz) | 300 | μs | |
| Kurulum Süresini Durdur | μs | ||
| Seri Arayüz Saat Bekletme (Saat Esnetme) | 500 | μs |
Şekil.2 I2C veriyolunun zamanlama şeması
Göz Diyagramı Testi
Modülün işlevine göre göz diyagramı testi, verici ve alıcıya ayrılabilir. Verici tarafı testi, esas olarak, optik modül tarafından iletilen optik sinyalin göz modeli kalitesinin Ethernet tanımlama spesifikasyonunun gerekliliklerini karşılayıp karşılamadığını gözlemlemek içindir. Tablo 3, 100G Ethernet tarafından tanımlanan 100G kısa menzilli optik modüller tarafından yayılan optik sinyal parametrelerini gösterir. Optik sinyal göz diyagramının gerçek testinde, en çok ilgili olan yukarıdaki göstergeler ve göz diyagramı kalitesidir. Tablo 4, QSFPTEK firmasının 100G QSFP28 SR4 optik modülünün test sonuçlarını listeler. Göz diyagramı kalitesi ve test göstergelerinin spesifikasyon gereksinimlerini tam olarak karşıladığı görülebilir.
Tab.3 Optik Modülün Optik Verici Sinyal Parametresi
| Parametre | Değer | Birim. |
| Her Kanalın Oran Aralığı | 25.78125 ±10^-4 | GBD |
| Merkezi Dalga Boyu Aralığı | 840~860 | nm |
| Her Kanalın Ortalama İletim Gücü (Maks.) | 2.4 | nm |
| Her Kanalın Ortalama İletim Gücü (Min.) | -8.4 | dBm |
| Optik Modülasyon Genliği (Maks.) | 3.0 | dBm |
| Optik Modülasyon Genliği (Min.) | -6.4 | dBm |
| Yok Olma Oranı (Min.) | 2.0 | dBm |
Tab.4 QSFPTEK 100G QSFP28 SR4 Alıcı-Vericinin Verici Test Sonuçları
| Parametre | Değer | Birim. |
| Ortalama İletim Gücü | -0.180 | dB |
| yok olma oranı | 4.630 | dB |
| Optik Modülasyon Genliği | 0.212 | dB |
| Faz Değişimi | 0.958 | ps |
| Genlik Değişimi | 7.080 | ps |
Alıcı Bozulma Testi
Veri hızı arttıkça, bit periyodu kısalır ve kısalır, bu nedenle jitter gereksinimi giderek artar. Optik modülün bir bütün olarak perspektifinden, optik modülün titreşim önleme özelliğini daha iyi yansıtmak için, tüm optik modül bağlantısının test edilmesi gerekir. Ethernet spesifikasyonu alıcı ucun indeksini belirtse de, anahtarlamalı ağ ürünlerinin gerçek geliştirme sürecinde, testçiler genellikle alıcı ucun göz diyagramı kalitesini test etmek için uygun bir test noktası bulamıyorlar, bu makale bir Optik modülden alınan sinyalden iletime kadar tüm kapalı döngü bağlantısının durumunu yansıtmak için dolaylı test yöntemi. Bu test yöntemine alıcı bozulma testi de denilebilir.
Gönderici uç bağlantı ve alıcı uç bağlantı, sinyalin PCS alt katmanından geçmemesi için PMA alt katmanında geri döngülenir. Aynı zamanda, iletim ucuna titreşim enjekte edilir. Buradaki titreşim, bit hata oranı E-15 içinde olduğunda tolere edilebilen titreşimi ifade eder. Toplam jitter (TJ) olarak görülebilir. Toplam titreşim ayrıca rastgele titreşimi (RJ) ve deterministik titreşimi (DJ) içerir. Enjekte edilen titreşim belirtilen aralık içinde olmalıdır. Son olarak, vericinin bit hata oranı Bit Hata Oranı Test Cihazı (BERT) tarafından analiz edilir ve bit hata oranının E-15'in altında olması istenir. Bu yöntem, yalnızca test cihazının test noktasını bulamaması durumunu önlemekle kalmaz, aynı zamanda tüm geri döngü bağlantısının bit hata oranının kötü koşullarda gereksinimleri karşılayıp karşılamadığını da gözlemleyebilir.
Çözüm
Şu anda 100G Ethernet, veri merkezlerinde ve metropol alan ağlarında hızla popüler hale geldi. QSFP28 optik modülü ayrıca yüksek yoğunluk ve yüksek hız avantajlarını da gösterir. QSFPTEK , 100G QSFP28 SR4, 100G QSFP28 LR4 , 100G QSFP28 CWDM4, 100G QSFP28 PSM4, 100G QSFP28 ER4, 100G QSFP28 DWDM, vb. dahil olmak üzere çeşitli QSFP28 portföyleri sunar . Tüm QSFPTEK optik alıcı-vericileri, yüksek performans ve tam uyumluluk sağlamak için sıkı testlerden geçmektedir.