EXFO強大的 iOptics 智能測試應用，可驗證從100M至400G的光模塊

  ICC訊 隨著(zhù)移動(dòng)通信速率要求的提升，承載網(wǎng)光模塊不斷升級，超大規模數據中心建設正在引領(lǐng)光模塊進(jìn)入400G時(shí)代，全球各地的數據中心和運營(yíng)商基礎設施上的數據通信量出現大規模增長(cháng)。

  這導致運營(yíng)商在部署網(wǎng)絡(luò )期間須承擔更大的成本，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用程序，它只需少量配置便可迅速驗證現有光收發(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(lái)越多地受到接收、發(fā)送和使用信息的速度、數量和可靠性的影響。造成這種現象的因素有很多，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(kāi)始被傳輸到云上、娛樂(lè )業(yè)正在大刀闊斧地將媒體非物質(zhì)化、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）正成為現實(shí)、機器間（M2M）通信在全球范圍內增長(cháng)以及移動(dòng)設備（如普通手機、智能手機和平板電腦）呈爆炸式增長(cháng)，這些都不斷要求以非常高的準確度和性能瞬間傳輸內容。

  結果，全球各地的數據中心和運營(yíng)商基礎設施上的數據通信量出現大規模增長(cháng)，而這些基礎設施也不斷發(fā)展以支持目前和未來(lái)的流量需求。行業(yè)固有的挑戰自然也改變了技術(shù)的演變和發(fā)展過(guò)程。因此，網(wǎng)絡(luò )設備的設計考慮到諸多重要方面，如設備大小、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 )設備內所使用的光接口。這些可插拔模塊因各自傳輸和接收數據的速率而各不相同。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：

  每種可插拔模塊內使用的技術(shù)比較復雜，并隨著(zhù)新制造商的出現而不斷發(fā)展變化。此外，每種類(lèi)型收發(fā)器的成熟程度也有所不同。這些設備經(jīng)常被認為是通信環(huán)節中最薄弱的部分，因此需要特別注意。有些設備，尤其是工作速率低于16 Gbit/s的設備，價(jià)格較低，因此運營(yíng)商更愿意在某些設備運行沒(méi)有達到預期時(shí)選擇更換這些設備。這種方法的風(fēng)險較大，因為某些設備可能勉強好，這意味著(zhù)在部署和服務(wù)激活后，它們的性能可能會(huì )低于預期的閾值。為了提高靈活性，數據中心經(jīng)常使用100G AOC光纜來(lái)連接相同機架上或不同機架之間的接口。另一方面，隨著(zhù)400G技術(shù)的出現，網(wǎng)絡(luò )設備制造商和運營(yíng)商實(shí)驗室開(kāi)始使用400G DAC光纜將不同的網(wǎng)元互連起來(lái)。

  工作速率為100 Gbit/s和400 Gbit/s的設備的成本相對較高。運營(yíng)商承受不起準備大量備用設備的成本，但速率更高時(shí)鏈路出現故障所造成的影響當然更為重要。由于這些原因，要在合理的時(shí)間內通過(guò)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(lái)出現故障的風(fēng)險以及進(jìn)行成本高昂的排障活動(dòng)的需求。

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

  iOptics 的使用時(shí)間和地點(diǎn)

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

  在下列情況下應該進(jìn)行 iOptics 測試：

  · 在網(wǎng)元內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（以確認可疑設備內的故障）

  該測試使用物理光纖環(huán)回來(lái)驗證設備信號連續性、完整性和超額偏差生成情況。應使用適當的信號衰減來(lái)模擬網(wǎng)絡(luò )狀況并保護光設備。

用戶(hù)場(chǎng)景

  · 運營(yíng)商（FTTA）

  全球各地的運營(yíng)商在部署網(wǎng)絡(luò )期間必須承擔很大的開(kāi)支，并有不同的團隊來(lái)負責不同的網(wǎng)絡(luò )基礎設施設備。對于移動(dòng)運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，射頻拉遠頭（RRH）的安裝經(jīng)常是一個(gè)冗長(cháng)麻煩的過(guò)程，需要非常專(zhuān)業(yè)且費用較高的安裝團隊才能完成。相應地，在部署RRH前確保RRH內安裝的SFP、SFP+或SFP28模塊狀態(tài)良好非常重要。派遣人員回到現場(chǎng)的成本很高，可以通過(guò)使用 iOptics 加以避免，這個(gè)智能的可插拔光模塊測試應用程序能夠進(jìn)行必要的驗證，以確?？刹灏文K的運行符合預期要求。

  · 數據中心

  互聯(lián)網(wǎng)公司在其數據中心有無(wú)數的端口，并開(kāi)始逐漸部署一些硬件，這些硬件都配備工作速率達到 100G 的 QSFP28 端口，包括光收發(fā)器和 AOC 光纜。這些設備的質(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)的制造標準問(wèn)題。

  iOptics 使數據中心能夠迅速驗證可插拔光收發(fā)器并滿(mǎn)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 )設備制造商

  網(wǎng)絡(luò )設備制造商正不斷在其設計中增加新硬件和軟件功能。因此，在設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(guò)驗證。例如，在400G生態(tài)系統中，經(jīng)常使用 DAC 光纜，因為它們的價(jià)格較低，且易于獲得。必須讓網(wǎng)絡(luò )設備制造商放心，這些光纜的運行會(huì )符合預期要求。在開(kāi)發(fā)新網(wǎng)元的過(guò)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)行一系列根據所選端口和被測收發(fā)器進(jìn)行調整的測試。在開(kāi)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)鍵的設備信息，如廠(chǎng)商、模塊類(lèi)型、模塊ID、部件編號和速度（如圖1所示）。這使得用戶(hù)可以直觀(guān)地確認目標設備是否在所選端口內。這種基本的模塊驗證還可以評估被測光設備可以支持哪種測試。

* 圖1：QSFP詳情對話(huà)框

  這一系測試如下，測試應用程序執行兩個(gè)任務(wù)：監測并執行每個(gè)子測試。

  1 功耗監測

  功耗監測可測量所選光設備所用的電流和功率。在整個(gè)測試期間都進(jìn)行這種監測，如果在整個(gè)測試期間，最大功率等于或小于功率閾值，就會(huì )得到通過(guò)的判定結果。

  2 迅速檢測光設備輸入/輸出接口

  迅速檢測光設備輸入/輸出接口可使用適用于所需光設備的常見(jiàn)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果包括MDIO/I2C接口測試和控制/狀態(tài)針腳檢查結果。

  3 溫度監測

  溫度監測可確定光設備的內部溫度（以攝氏度為單位），直至測試結束。如果在整個(gè)測試期間，最大溫度等于或小于溫度閾值，就會(huì )得到通過(guò)的判定結果。

  4 光發(fā)射功率范圍測試

  該測試抽樣檢查發(fā)射功率，將它與設備的發(fā)射功率范圍進(jìn)行對比，然后提供判定結果。對于有多個(gè)通道的設備來(lái)說(shuō)，每個(gè)通道都被抽樣檢查，然后與設備的發(fā)射功率范圍進(jìn)行對比。此外，該測試會(huì )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)射功率在設備制造商定義的發(fā)射功率范圍內，就會(huì )得出通過(guò)的判定結果。

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

  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備的接收水平范圍進(jìn)行對比，然后提供判定結果。對于有多個(gè)通道的設備來(lái)說(shuō)，每個(gè)通道都被抽樣檢查，然后與設備的接收功率范圍進(jìn)行對比。該測試會(huì )報告最小和最大接收功率（dBm）。如果所測量的接收功率在設備制造商定義的接收功率范圍內，就會(huì )得出通過(guò)的判定結果。

  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。以光設備支持的最高速率/協(xié)議進(jìn)行驗證。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)行驗證。

  用戶(hù)可以配置測試的持續時(shí)間，如果滿(mǎn)足以下條件，會(huì )給測試分配通過(guò)的判定結果：

  · 無(wú)信號丟失（LOS）

  · 無(wú)圖案丟失

  · 誤碼數 ≤ 誤碼率閾值

  對于有多個(gè)通道的設備來(lái)說(shuō)，如果通道顯示問(wèn)題，會(huì )導致未通過(guò)的判定結果。

  7 過(guò)多SKEW測試

  該測試只用來(lái)驗證CFP、CFP2、CFP4、CFP8、QSFP+、QSFP28和QSFP-DD光模塊。該測試需要一個(gè)物理環(huán)回，測量與每個(gè)物理編碼子層（PSC）通道關(guān)聯(lián)的SKEW。iOptics 會(huì )自動(dòng)根據設備支持的最高速率，設置OTN BERT或EtherBERT測試。

  iOptics 也會(huì )自動(dòng)根據所用的速率/協(xié)議來(lái)配置偏差閾值。如果測量的偏差等于或小于偏差閾值，會(huì )得出通過(guò)的判定結果。

  如果在執行任何子測試期間得到未通過(guò)的判定結果，會(huì )中止測試，報告故障以表示不應使用有故障的收發(fā)器。

iOptics 簡(jiǎn)介

  iOptics 只需要配置幾個(gè)參數；大多數參數的配置由程序為用戶(hù)完成。請參考下圖的配置頁(yè)面示例。

* 圖2：iOptics測試配置頁(yè)面

  在完成配置后，用戶(hù)可以開(kāi)始測試，接下來(lái)會(huì )出現包括主要結果和測試各階段相關(guān)判定結果，以及各階段相關(guān)監測任務(wù)的“摘要”頁(yè)面。還提供每個(gè)測試的進(jìn)度狀態(tài)。值得注意的是，可以迅速執行多個(gè)測試。

* 圖3：結果匯總頁(yè)面

結束語(yǔ)

  總之，驗證100M至100G光模塊和光纜非常重要，無(wú)論它們使用于哪種場(chǎng)景。業(yè)內的所有參與者都在尋求能夠確保采購可預測性的能力。高速光模塊的價(jià)格依然較高，而各家公司無(wú)法承受服務(wù)中斷以及前往故障設備現場(chǎng)所造成的時(shí)間與資源浪費。

  iOptics 給網(wǎng)絡(luò )設備制造商、運營(yíng)商和互聯(lián)網(wǎng)公司帶來(lái)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(guò)/未通過(guò)判定結果

  · 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