Валидация оптических и электрических межсоединений

Исходная задача:

Подтвердить работоспособность высокоскоростного канала передачи данных между компонентами системы: ASIC/FPGA, сетевым адаптером, DPU, оптическим модулем, разъемом, кабелем, печатной платой или коммутатором.
Сценарий применяется при разработке новых плат, выборе кабельных сборок, проверке interconnect-решений, анализе проблем BER, джиттера, деградации глазковой диаграммы и нестабильной работы линии.

Объект тестирования

Объектом является электрический или оптический канал передачи данных, который может включать:

SerDes-линии ASIC / FPGA / DPU / NIC

Печатные платы и высокоскоростные дорожки

Разъемы, переходы, backplane и midplane

Ретаймеры, редрайверы и активные компоненты тракта

Электрический интерфейс хоста

DAC / AOC / breakout-кабели

Оптические линии и патч-корды

Порты серверов, коммутаторов и сетевых адаптеров

Уровни проверки и типовые схемы стенда

Типовая схема зависит от уровня проверки

Характеризация электрического канала

Типовой стенд:

Векторный анализатор цепей VNA или TDR/TDT → тестовое приспособление / интерпозер → канал передачи

Проверяются потери, отражения, неоднородности, перекрестные наводки и запас канала по частоте.

Проверка качества сигнала

Типовой стенд:

BERT / генератор тестовых последовательностей → канал передачи → осциллограф / DCA / анализатор ошибок BER

Проверяются глазковая диаграмма, BER, джиттер, эквализация и устойчивость линии на целевой скорости.

Проверка оптического тракта

Типовой стенд:

Оптический передатчик → VOA / оптический тракт → оптический приемник / DCA / измеритель оптической мощности

Проверяются оптические потери, запас по мощности, стабильность оптического тракта и чувствительность приемника.

End-to-end проверка межсоединения

Типовой стенд:

Сервер / NIC / коммутатор → модуль / кабель / волокно → коммутатор / анализатор трафика

Проверяется работа канала в составе реальной платформы: установление линка, стабильность, ошибки FEC/CRC, throughput и packet loss.

Выполняемые измерения

В зависимости от задачи могут выполняться:

S-параметры

вносимые и возвратные потери

NEXT / FEXT

преобразование мод

TDR/TDT-анализ неоднородностей

ГЛАЗКОВАЯ ДИАГРАММА NRZ/PAM4

джиттер RJ/DJ/TJ

BER / pre-FEC BER / post-FEC BER

ПРОВЕРКА УСТАНОВЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ, LINK TRAINING И ЭКВАЛИЗАЦИИ

задержка распространения сигнала

ВРЕМЕННОЙ ПЕРЕКОС МЕЖДУ ЛИНИЯМИ

оптические потери

запас по оптической мощности

стабильность соединения под нагрузкой

Классы оборудования

Для реализации сценария могут использоваться:

– векторные анализаторы цепей VNA;

– TDR/TDT-решения;

– BERT и генераторы PAM4-паттернов;

– анализаторы ошибок BER / ED;

– осциллографы реального времени;

– DCA и стробоскопические осциллографы;

– оптические аттенюаторы;

– измерители оптической мощности;

– interposers, fixtures, пробники и калибровочные комплекты;

– ПО для de-embedding, compliance-тестирования и автоматизации измерений.

Ожидаемый результат

подтверждение работоспособности межсоединения на целевой скорости;
количественная оценка качества электрического и/или оптического канала;
выявление критичных участков тракта;
оценка запаса по BER, джиттеру, потерям и оптической мощности;
рекомендации по улучшению канала, эквализации, разъемов, кабелей или топологии платы;
протокол измерений для принятия решения о применимости межсоединения или выбранного interconnect-решения.