EXFO強(qiáng)大的 iOptics 智能測(cè)試應(yīng)用，可驗(yàn)證從100M至400G的光模塊

  ICC訊 隨著移動(dòng)通信速率要求的提升，承載網(wǎng)光模塊不斷升級(jí)，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心建設(shè)正在引領(lǐng)光模塊進(jìn)入400G時(shí)代，全球各地的數(shù)據(jù)中心和運(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)設(shè)施上的數(shù)據(jù)通信量出現(xiàn)大規(guī)模增長(zhǎng)。

  這導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商在部署網(wǎng)絡(luò)期間須承擔(dān)更大的成本，其中，獲得并采用能夠迅速、精確地評(píng)估可插拔收發(fā)器質(zhì)量的工具至關(guān)重要。

  EXFO推出的 iOptics —— 智能可插拔光模塊測(cè)試應(yīng)用程序，它只需少量配置便可迅速驗(yàn)證現(xiàn)有光收發(fā)器的狀態(tài)是否正常，從而成為一種非常簡(jiǎn)單的方法。

簡(jiǎn) 介

  我們的日常生活正越來越多地受到接收、發(fā)送和使用信息的速度、數(shù)量和可靠性的影響。造成這種現(xiàn)象的因素有很多，包括人們相互溝通和互動(dòng)的方式、不斷變化的工作環(huán)境以及人們使用的眾多協(xié)作工具。例如，多個(gè)行業(yè)提供的服務(wù)開始被傳輸?shù)皆粕?、娛樂業(yè)正在大刀闊斧地將媒體非物質(zhì)化、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）正成為現(xiàn)實(shí)、機(jī)器間（M2M）通信在全球范圍內(nèi)增長(zhǎng)以及移動(dòng)設(shè)備（如普通手機(jī)、智能手機(jī)和平板電腦）呈爆炸式增長(zhǎng)，這些都不斷要求以非常高的準(zhǔn)確度和性能瞬間傳輸內(nèi)容。

  結(jié)果，全球各地的數(shù)據(jù)中心和運(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)設(shè)施上的數(shù)據(jù)通信量出現(xiàn)大規(guī)模增長(zhǎng)，而這些基礎(chǔ)設(shè)施也不斷發(fā)展以支持目前和未來的流量需求。行業(yè)固有的挑戰(zhàn)自然也改變了技術(shù)的演變和發(fā)展過程。因此，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計(jì)考慮到諸多重要方面，如設(shè)備大小、功耗和成本等。有個(gè)因素直接影響到了這三個(gè)方面，即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)所使用的光接口。這些可插拔模塊因各自傳輸和接收數(shù)據(jù)的速率而各不相同。光收發(fā)器也從SFP發(fā)展到了QSFP-DD。下表描述了每種收發(fā)器及各自的工作速率：

  每種可插拔模塊內(nèi)使用的技術(shù)比較復(fù)雜，并隨著新制造商的出現(xiàn)而不斷發(fā)展變化。此外，每種類型收發(fā)器的成熟程度也有所不同。這些設(shè)備經(jīng)常被認(rèn)為是通信環(huán)節(jié)中最薄弱的部分，因此需要特別注意。有些設(shè)備，尤其是工作速率低于16 Gbit/s的設(shè)備，價(jià)格較低，因此運(yùn)營(yíng)商更愿意在某些設(shè)備運(yùn)行沒有達(dá)到預(yù)期時(shí)選擇更換這些設(shè)備。這種方法的風(fēng)險(xiǎn)較大，因?yàn)槟承┰O(shè)備可能勉強(qiáng)好，這意味著在部署和服務(wù)激活后，它們的性能可能會(huì)低于預(yù)期的閾值。為了提高靈活性，數(shù)據(jù)中心經(jīng)常使用100G AOC光纜來連接相同機(jī)架上或不同機(jī)架之間的接口。另一方面，隨著400G技術(shù)的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商和運(yùn)營(yíng)商實(shí)驗(yàn)室開始使用400G DAC光纜將不同的網(wǎng)元互連起來。

  工作速率為100 Gbit/s和400 Gbit/s的設(shè)備的成本相對(duì)較高。運(yùn)營(yíng)商承受不起準(zhǔn)備大量備用設(shè)備的成本，但速率更高時(shí)鏈路出現(xiàn)故障所造成的影響當(dāng)然更為重要。由于這些原因，要在合理的時(shí)間內(nèi)通過一次測(cè)試確保成功地部署網(wǎng)絡(luò)和激活服務(wù)，獲得并使用能夠迅速、精確地評(píng)估這些可插拔收發(fā)器質(zhì)量的工具就極其重要。這可以減少未來出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)以及進(jìn)行成本高昂的排障活動(dòng)的需求。

  EXFO 在了解運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)公司和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商需求方面又發(fā)揮主導(dǎo)作用，推出了 iOptics —— 智能可插拔光模塊測(cè)試應(yīng)用程序，它只需少量配置便可迅速驗(yàn)證現(xiàn)有光收發(fā)器的狀態(tài)是否正常，從而成為一種非常簡(jiǎn)單的方法。所測(cè)試的方面和功能針對(duì)被測(cè)可插拔光模塊的類型和光連接器的類型進(jìn)行調(diào)整。

  iOptics 的使用時(shí)間和地點(diǎn)

  iOptics ——智能可插拔光模塊測(cè)試應(yīng)用程序設(shè)計(jì)成為在現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，評(píng)估網(wǎng)元內(nèi)所安裝的收發(fā)器的首選工具，還可以驗(yàn)證光設(shè)備的運(yùn)行是否正常。

  在下列情況下應(yīng)該進(jìn)行 iOptics 測(cè)試：

  · 在網(wǎng)元內(nèi)安裝可插拔光模塊前

  · 在使用可插拔模塊進(jìn)行測(cè)試前

  · 在排障期間（以確認(rèn)可疑設(shè)備內(nèi)的故障）

  該測(cè)試使用物理光纖環(huán)回來驗(yàn)證設(shè)備信號(hào)連續(xù)性、完整性和超額偏差生成情況。應(yīng)使用適當(dāng)?shù)男盘?hào)衰減來模擬網(wǎng)絡(luò)狀況并保護(hù)光設(shè)備。

用戶場(chǎng)景

  · 運(yùn)營(yíng)商（FTTA）

  全球各地的運(yùn)營(yíng)商在部署網(wǎng)絡(luò)期間必須承擔(dān)很大的開支，并有不同的團(tuán)隊(duì)來負(fù)責(zé)不同的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備。對(duì)于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商來說，射頻拉遠(yuǎn)頭（RRH）的安裝經(jīng)常是一個(gè)冗長(zhǎng)麻煩的過程，需要非常專業(yè)且費(fèi)用較高的安裝團(tuán)隊(duì)才能完成。相應(yīng)地，在部署RRH前確保RRH內(nèi)安裝的SFP、SFP+或SFP28模塊狀態(tài)良好非常重要。派遣人員回到現(xiàn)場(chǎng)的成本很高，可以通過使用 iOptics 加以避免，這個(gè)智能的可插拔光模塊測(cè)試應(yīng)用程序能夠進(jìn)行必要的驗(yàn)證，以確?？刹灏文K的運(yùn)行符合預(yù)期要求。

  · 數(shù)據(jù)中心

  互聯(lián)網(wǎng)公司在其數(shù)據(jù)中心有無數(shù)的端口，并開始逐漸部署一些硬件，這些硬件都配備工作速率達(dá)到 100G 的 QSFP28 端口，包括光收發(fā)器和 AOC 光纜。這些設(shè)備的質(zhì)量和成熟程度與其發(fā)展水平有關(guān)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)與關(guān)閉通道、功率水平和控制輸入/輸出（I/O）接口有關(guān)的制造標(biāo)準(zhǔn)問題。

  iOptics 使數(shù)據(jù)中心能夠迅速驗(yàn)證可插拔光收發(fā)器并滿足雄心勃勃的部署計(jì)劃，這些計(jì)劃都是目前商業(yè)環(huán)境的一部分。

  · 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商

  網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商正不斷在其設(shè)計(jì)中增加新硬件和軟件功能。因此，在設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段他們的工程師必須確保所有的光模塊都非?？煽俊＞W(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商承受不起因?yàn)槭褂糜泄收匣虿豢煽渴瞻l(fā)器而危及其設(shè)計(jì)驗(yàn)證的風(fēng)險(xiǎn)，因此所有可插拔收發(fā)器能正常運(yùn)行非常關(guān)鍵，且必須經(jīng)過驗(yàn)證。例如，在400G生態(tài)系統(tǒng)中，經(jīng)常使用 DAC 光纜，因?yàn)樗鼈兊膬r(jià)格較低，且易于獲得。必須讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商放心，這些光纜的運(yùn)行會(huì)符合預(yù)期要求。在開發(fā)新網(wǎng)元的過程中，對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證已成為最重要的步驟。

  iOptics驗(yàn)證什么？

  iOptics 可進(jìn)行一系列根據(jù)所選端口和被測(cè)收發(fā)器進(jìn)行調(diào)整的測(cè)試。在開始進(jìn)行這些測(cè)試前，iOptics 可進(jìn)行基本的模塊驗(yàn)證，收集關(guān)鍵的設(shè)備信息，如廠商、模塊類型、模塊ID、部件編號(hào)和速度（如圖1所示）。這使得用戶可以直觀地確認(rèn)目標(biāo)設(shè)備是否在所選端口內(nèi)。這種基本的模塊驗(yàn)證還可以評(píng)估被測(cè)光設(shè)備可以支持哪種測(cè)試。

* 圖1：QSFP詳情對(duì)話框

  這一系測(cè)試如下，測(cè)試應(yīng)用程序執(zhí)行兩個(gè)任務(wù)：監(jiān)測(cè)并執(zhí)行每個(gè)子測(cè)試。

  1 功耗監(jiān)測(cè)

  功耗監(jiān)測(cè)可測(cè)量所選光設(shè)備所用的電流和功率。在整個(gè)測(cè)試期間都進(jìn)行這種監(jiān)測(cè)，如果在整個(gè)測(cè)試期間，最大功率等于或小于功率閾值，就會(huì)得到通過的判定結(jié)果。

  2 迅速檢測(cè)光設(shè)備輸入/輸出接口

  迅速檢測(cè)光設(shè)備輸入/輸出接口可使用適用于所需光設(shè)備的常見命令和控件，驗(yàn)證MDIO/I2C和硬件針腳運(yùn)行是否正常。因此，該測(cè)試提供的判定結(jié)果包括MDIO/I2C接口測(cè)試和控制/狀態(tài)針腳檢查結(jié)果。

  3 溫度監(jiān)測(cè)

  溫度監(jiān)測(cè)可確定光設(shè)備的內(nèi)部溫度（以攝氏度為單位），直至測(cè)試結(jié)束。如果在整個(gè)測(cè)試期間，最大溫度等于或小于溫度閾值，就會(huì)得到通過的判定結(jié)果。

  4 光發(fā)射功率范圍測(cè)試

  該測(cè)試抽樣檢查發(fā)射功率，將它與設(shè)備的發(fā)射功率范圍進(jìn)行對(duì)比，然后提供判定結(jié)果。對(duì)于有多個(gè)通道的設(shè)備來說，每個(gè)通道都被抽樣檢查，然后與設(shè)備的發(fā)射功率范圍進(jìn)行對(duì)比。此外，該測(cè)試會(huì)報(bào)告在子測(cè)試期間收集的最小和最大發(fā)射功率（dBm）。如果所測(cè)量的發(fā)射功率在設(shè)備制造商定義的發(fā)射功率范圍內(nèi)，就會(huì)得出通過的判定結(jié)果。

  如果可插拔光模塊的工作功率不在制造商規(guī)定的范圍內(nèi)，就會(huì)得出未通過的判定結(jié)果。

  5 光接收信號(hào)狀態(tài)和功率范圍測(cè)試

  該測(cè)試需要物理環(huán)回，驗(yàn)證接收信號(hào)的狀態(tài)并對(duì)光接收功率水平進(jìn)行抽樣檢查。該測(cè)試將獲得的接收功率水平與設(shè)備的接收水平范圍進(jìn)行對(duì)比，然后提供判定結(jié)果。對(duì)于有多個(gè)通道的設(shè)備來說，每個(gè)通道都被抽樣檢查，然后與設(shè)備的接收功率范圍進(jìn)行對(duì)比。該測(cè)試會(huì)報(bào)告最小和最大接收功率（dBm）。如果所測(cè)量的接收功率在設(shè)備制造商定義的接收功率范圍內(nèi)，就會(huì)得出通過的判定結(jié)果。

  6 壓力測(cè)試

  該測(cè)試需要物理環(huán)回，驗(yàn)證光模塊的誤碼性能。以光設(shè)備支持的最高速率/協(xié)議進(jìn)行驗(yàn)證。此外，分別在各個(gè)協(xié)議邊界處，生成和未生成頻率偏移的情況下進(jìn)行驗(yàn)證。

  用戶可以配置測(cè)試的持續(xù)時(shí)間，如果滿足以下條件，會(huì)給測(cè)試分配通過的判定結(jié)果：

  · 無信號(hào)丟失（LOS）

  · 無圖案丟失

  · 誤碼數(shù) ≤ 誤碼率閾值

  對(duì)于有多個(gè)通道的設(shè)備來說，如果通道顯示問題，會(huì)導(dǎo)致未通過的判定結(jié)果。

  7 過多SKEW測(cè)試

  該測(cè)試只用來驗(yàn)證CFP、CFP2、CFP4、CFP8、QSFP+、QSFP28和QSFP-DD光模塊。該測(cè)試需要一個(gè)物理環(huán)回，測(cè)量與每個(gè)物理編碼子層（PSC）通道關(guān)聯(lián)的SKEW。iOptics 會(huì)自動(dòng)根據(jù)設(shè)備支持的最高速率，設(shè)置OTN BERT或EtherBERT測(cè)試。

  iOptics 也會(huì)自動(dòng)根據(jù)所用的速率/協(xié)議來配置偏差閾值。如果測(cè)量的偏差等于或小于偏差閾值，會(huì)得出通過的判定結(jié)果。

  如果在執(zhí)行任何子測(cè)試期間得到未通過的判定結(jié)果，會(huì)中止測(cè)試，報(bào)告故障以表示不應(yīng)使用有故障的收發(fā)器。

iOptics 簡(jiǎn)介

  iOptics 只需要配置幾個(gè)參數(shù)；大多數(shù)參數(shù)的配置由程序?yàn)橛脩敉瓿?。?qǐng)參考下圖的配置頁(yè)面示例。

* 圖2：iOptics測(cè)試配置頁(yè)面

  在完成配置后，用戶可以開始測(cè)試，接下來會(huì)出現(xiàn)包括主要結(jié)果和測(cè)試各階段相關(guān)判定結(jié)果，以及各階段相關(guān)監(jiān)測(cè)任務(wù)的“摘要”頁(yè)面。還提供每個(gè)測(cè)試的進(jìn)度狀態(tài)。值得注意的是，可以迅速執(zhí)行多個(gè)測(cè)試。

* 圖3：結(jié)果匯總頁(yè)面

結(jié)束語(yǔ)

  總之，驗(yàn)證100M至100G光模塊和光纜非常重要，無論它們使用于哪種場(chǎng)景。業(yè)內(nèi)的所有參與者都在尋求能夠確保采購(gòu)可預(yù)測(cè)性的能力。高速光模塊的價(jià)格依然較高，而各家公司無法承受服務(wù)中斷以及前往故障設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)所造成的時(shí)間與資源浪費(fèi)。

  iOptics 給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商、運(yùn)營(yíng)商和互聯(lián)網(wǎng)公司帶來很多好處，包括：

  · 迅速檢測(cè)100M至400G可插拔光模塊的狀況

  · 迅速分析光接口，并很快提供通過/未通過判定結(jié)果

  · 支持高速光模塊（CFP、CFP2、CFP4、CFP8、QSFP+、QSFP28、QSFP-DD），以及工作速率較低的可插拔模塊（SFP、SFP+、XFP和SFP28）

  · 支持100G AOC光纜和400G DAC光纜