2017年8月22日,開放數據中心委員會主辦,百度、騰訊、阿里巴巴、中國電信、中國移動、中國信息通信研究院、英特爾承辦的"2017 ODCC開放數據中心峰會"在京隆重召開。在下午的測試認證分論壇上, 華為網絡產品線系統測試高級工程師許可針對高速以太接口的測試探討問題做了演講。
許可:大家下午好,華為有很多測試經驗,今天的機會非常難得。我是從實驗室走出來的,今天來出差之前我還在在實驗室和同事進行100G端口的測試。很高興能有這個平臺把自己的淺薄的認識和經驗分享給大家。題目起得有點大,高速以太接口的測試探討,我的切入點比較小,大家比較容易理解。這個范圍如果講起來幾天幾夜都講不完,我們只是浮光掠影地看一看當前的測試怎么解決實際現網的問題。分三部分,以太端口測試概況、當前測試常用方法以及面臨的挑戰。
以太端口發展到現在不過30年時間,但是它的發展速度是非常快的,最典型特點是速率非常高、種類越來越多。最早的10M,到現在即將大規模應用的200G、400G的速率。最早10M的速率都是用雙絞線的方式。到了100G這個階段,它的接口非常豐富,有電信號、經過背板的信號、雙絞線、各種各樣的光,標準特別多。高速以太接口,有一個問題是怎么定義高速?以前10M時代簡直不能想象GE是什么樣子,那時候GE就是高速,現在GE根本不是高速了,今天談的是400G,400G之后,1T的速率商用的時候,400G說不定也不是高速了。我理解的高速是針對介質而言的,當傳輸速率達到介質的物理極限的時候,這種速率,就是高速了。
雙絞線的接口是最早的以太的接口,到現在25G、40G標準的發布,以及隨著物聯網行業崛起的2.5G、5G電口,2.5G和5G通常配合POE用起來比較爽。銅纜在數據中心里應用得非常多,比如RACK內的互聯。銅纜測試方法這些年變化不是很大,發送端的指標測試,抖動,接收端抖動測試等等。常用的還有極限測試。比如規格是支持5米,但我們實際要測到7米甚至10米,看到達到什么樣的極限才會很問題。光信號分單模和多模,單模主要是應用在長距上面,100G之前測試方法上都是基本一致的,100G最早是10×10G,現在用比較多的是4×25G,測試方法變化不是很大。100G的時候涌現了很多實現方式,不僅是光的傳輸方式,類型也比較多,都能實現100G的互聯。比如QSFP28,CFP等等。200G、400G信號發生了很重大的變化,PAM4信號的應用,給整個產業領域帶來的挑戰都非常大。從連接器到PCB,再到測試的儀表,以及最基本的芯片的要求都非常高。對信號有新的衡量標準,比如TDECQ,還有一些新的測試碼型用于這些指標的測試。由于PAM4自身的特點,會對對CDR的要求更高,這里的CDR是測試組網的CDR,CDR如果不好的話,對我們的測試結果影響是非常大的,美國網站空間 香港網頁寄存,讓我們不能真實的看到設備發出的信號。
講講當前的測試方法,這是我自己個人的總結,ODCC發布的標準里面這些內容都已經涵蓋了,這是個非常好的事情。這個簡單的組網,是我們數據中心最小單元的互聯,HOST可以是交換機可以是服務器的網卡,之間使用module通過光信號進行互聯。從灰盒的角度來看,測試可以分為三部分,兼容性的測試,包括物理層的測試、二三層的測試、以及更高層的測試,這里的兼容性測試包括端到端的HOST to HOST,也包括HOST to Module.這里面也包含一致性的測試,一致性測試就是不同廠家不同批次的產品的互聯互通。第二是性能測試,比如線速測試和高速用的糾錯功能的測試。可靠性測試,例如高低溫運行/啟動,反復插拔/上下電。可靠性測試是極其苛刻的,比如我們通常的設備工作0-40攝氏度,實際我們摸底零下5度零下55度,甚至更寬的溫度范圍。這個條件不管對整個系統的散熱還是硬件里的時鐘電源都是非常嚴酷的,當然我們很喜歡用這種方式激發深層次的問題、概率性的問題,什么是概率性的問題?可能網上十年出一次,在我們實驗室三天就把這個問題激發出來。
舉個實際測試的例子。還是剛才的組網。信號分兩種,光信號和電信號,所有輸出的信號都要進行指標的測試,輸入的信號進行壓力測試,容錯容限的測試,為什么要這么做?這步測試是保證了前面所說的測試能夠順利進行,如果輸出的信號不滿足要求,別人的接受根本搞不定,不能識別你的信號,那做后面的兼容性測試干嗎?以Host(音)測試舉例。分兩步,第一部是Calibration.我們需要一個Crosstalk信號加到被測設備的接收端。測試的時候要模擬真實的情況測試,實驗室環境和線網環境不一樣是不行的。HCB和MCB,在以太測試里面是非常有名的夾具,不管是做網卡、交換機或者模塊都會用到這兩個夾具。HCB,就是host compliance board,是把HOST高速serdes電信號引出來,MCB是把Module的serdes引出來。測試組網的時候我們會把剛才校準好的信號加到被測設備的接收端,再測發送端的信號。