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

  ICC訊 隨著移動通信速率要求的提升，承載網(wǎng)光模塊不斷升級，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時代，全球各地的數(shù)據(jù)中心和運營商基礎(chǔ)設(shè)施上的數(shù)據(jù)通信量出現(xiàn)大規(guī)模增長。

  這導(dǎo)致運營商在部署網(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試應(yīng)用程序，它只需少量配置便可迅速驗證現(xiàn)有光收發(fā)器的狀態(tài)是否正常，從而成為一種非常簡單的方法。

簡 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，多個行業(yè)提供的服務(wù)開始被傳輸?shù)皆粕稀蕵窐I(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、機(jī)器間（M2M）通信在全球范圍內(nèi)增長以及移動設(shè)備（如普通手機(jī)、智能手機(jī)和平板電腦）呈爆炸式增長，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)中心和運營商基礎(chǔ)設(shè)施上的數(shù)據(jù)通信量出現(xiàn)大規(guī)模增長，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)計考慮到諸多重要方面，如設(shè)備大小、功耗和成本等。有個因素直接影響到了這三個方面，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，價格較低，因此運營商更愿意在某些設(shè)備運行沒有達(dá)到預(yù)期時選擇更換這些設(shè)備。這種方法的風(fēng)險較大，因為某些設(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)備制造商和運營商實驗室開始使用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)備的成本相對較高。運營商承受不起準(zhǔn)備大量備用設(shè)備的成本，但速率更高時鏈路出現(xiàn)故障所造成的影響當(dāng)然更為重要。由于這些原因，要在合理的時間內(nèi)通過一次測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)險以及進(jìn)行成本高昂的排障活動的需求。

  EXFO 在了解運營商、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試應(yīng)用程序，它只需少量配置便可迅速驗證現(xiàn)有光收發(fā)器的狀態(tài)是否正常，從而成為一種非常簡單的方法。所測試的方面和功能針對被測可插拔光模塊的類型和光連接器的類型進(jìn)行調(diào)整。

  iOptics 的使用時間和地點

  iOptics ——智能可插拔光模塊測試應(yīng)用程序設(shè)計成為在現(xiàn)場和實驗室環(huán)境中，評估網(wǎng)元內(nèi)所安裝的收發(fā)器的首選工具，還可以驗證光設(shè)備的運行是否正常。

  在下列情況下應(yīng)該進(jìn)行 iOptics 測試：

  · 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)行測試前

  · 在排障期間（以確認(rèn)可疑設(shè)備內(nèi)的故障）

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

用戶場景

  · 運營商（FTTA）

  全球各地的運營商在部署網(wǎng)絡(luò)期間必須承擔(dān)很大的開支，并有不同的團(tuán)隊來負(fù)責(zé)不同的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備。對于移動運營商來說，射頻拉遠(yuǎn)頭（RRH）的安裝經(jīng)常是一個冗長麻煩的過程，需要非常專業(yè)且費用較高的安裝團(tuán)隊才能完成。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)場的成本很高，可以通過使用 iOptics 加以避免，這個智能的可插拔光模塊測試應(yīng)用程序能夠進(jìn)行必要的驗證，以確?？刹灏文K的運行符合預(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)中心能夠迅速驗證可插拔光收發(fā)器并滿足雄心勃勃的部署計劃，這些計劃都是目前商業(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)計中增加新硬件和軟件功能。因此，在設(shè)計驗證階段他們的工程師必須確保所有的光模塊都非?？煽?。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商承受不起因為使用有故障或不可靠收發(fā)器而危及其設(shè)計驗證的風(fēng)險，因此所有可插拔收發(fā)器能正常運行非常關(guān)鍵，且必須經(jīng)過驗證。例如，在400G生態(tài)系統(tǒng)中，經(jīng)常使用 DAC 光纜，因為它們的價格較低，且易于獲得。必須讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商放心，這些光纜的運行會符合預(yù)期要求。在開發(fā)新網(wǎng)元的過程中，對其進(jìn)行驗證已成為最重要的步驟。

  iOptics驗證什么？

  iOptics 可進(jìn)行一系列根據(jù)所選端口和被測收發(fā)器進(jìn)行調(diào)整的測試。在開始進(jìn)行這些測試前，iOptics 可進(jìn)行基本的模塊驗證，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)。這種基本的模塊驗證還可以評估被測光設(shè)備可以支持哪種測試。

* 圖1：QSFP詳情對話框

  這一系測試如下，測試應(yīng)用程序執(zhí)行兩個任務(wù)：監(jiān)測并執(zhí)行每個子測試。

  1 功耗監(jiān)測

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

  2 迅速檢測光設(shè)備輸入/輸出接口

  迅速檢測光設(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，驗證MDIO/I2C和硬件針腳運行是否正常。因此，該測試提供的判定結(jié)果包括MDIO/I2C接口測試和控制/狀態(tài)針腳檢查結(jié)果。

  3 溫度監(jiān)測

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

  4 光發(fā)射功率范圍測試

  該測試抽樣檢查發(fā)射功率，將它與設(shè)備的發(fā)射功率范圍進(jìn)行對比，然后提供判定結(jié)果。對于有多個通道的設(shè)備來說，每個通道都被抽樣檢查，然后與設(shè)備的發(fā)射功率范圍進(jìn)行對比。此外，該測試會報告在子測試期間收集的最小和最大發(fā)射功率（dBm）。如果所測量的發(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)，就會得出未通過的判定結(jié)果。

  5 光接收信號狀態(tài)和功率范圍測試

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

  6 壓力測試

  該測試需要物理環(huán)回，驗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)行驗證。此外，分別在各個協(xié)議邊界處，生成和未生成頻率偏移的情況下進(jìn)行驗證。

  用戶可以配置測試的持續(xù)時間，如果滿足以下條件，會給測試分配通過的判定結(jié)果：

  · 無信號丟失（LOS）

  · 無圖案丟失

  · 誤碼數(shù) ≤ 誤碼率閾值

  對于有多個通道的設(shè)備來說，如果通道顯示問題，會導(dǎo)致未通過的判定結(jié)果。

  7 過多SKEW測試

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

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

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

iOptics 簡介

  iOptics 只需要配置幾個參數(shù)；大多數(shù)參數(shù)的配置由程序為用戶完成。請參考下圖的配置頁面示例。

* 圖2：iOptics測試配置頁面

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

* 圖3：結(jié)果匯總頁面

結(jié)束語

  總之，驗證100M至100G光模塊和光纜非常重要，無論它們使用于哪種場景。業(yè)內(nèi)的所有參與者都在尋求能夠確保采購可預(yù)測性的能力。高速光模塊的價格依然較高，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)場所造成的時間與資源浪費。

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

  · 迅速檢測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