112G系统中有源回环模块的应用不再传统！

4/03/2024，光纤在线讯       MultiLane的有源回环提供了一个基于DSP的模块，直接插入到主机端口的完整的测试套件。有源回环配备了一个USB-C适配器，允许模块插入笔记本电脑或平板电脑，符合CMIS 5.0标准，可选择包括MultiLane强大的ThunderBERT软件。当配备后者时，该模块提供一整套相当于800G BERT的误码率诊断能力。为了解决800G端口所需的复杂均衡技术，MultiLane的数据中心测试解决方案(DCTS)团队将该技术推向了同类中首个完整的测试解决方案，可用于开发的每个阶段，包括后端生产。

        MultiLane的有源回环对于QSFP-DD800或OSFP800，分别有ML4062-ALB-112或ML4064-ALB-112，具有多供应商支持的真正的互操作体验。

ALB: Application Notes
有源回环是800G系统中一个功能强大的模块用于进行以下测试:
——主机端口特性验证
——误码率/信噪比诊断
——Taps
        TX: 3 taps或7 taps FIR
        RX均衡器:15 Taps FFE
——PRBS产生
——热管理
——CMIS配置

         以下文件概述了如何以及在何处使用ALB来缓解我们在集成112G系统时在行业内面临的许多挑战。从热管理到CMIS合规性和更复杂的SI，有源回环模块配备执行上述测试，以经济有效地解决这些问题。

        MultiLane的主动回环有两个版本:
——默认ALB
——先进的ALB-TB，可直接访问MultiLane ThunderBERT GUI。

下面的文档展示了这两种技术是如何最好地缓解800G实现挑战的
 

图 1 BERT+HCB插入交换机端口用于主机端口性能验证
 

图 2 上面的模块是ALB-TB，可以通过以太网接口直接访问MultiLane ThunderBERT GUI

        ALB旨在使主机端口特性验证更有效，同时模拟收发器的热行为，并提供CMIS低速和控制信号，具有可写寄存器和访问APIs。

        主机端口特性验证以前需要一个BERT和一个HCB（图1），这构成了一个沉重而昂贵的设置。相比之下，ALB只有一个模块便具有相同的功能，插入交换机端口，并连接到笔记本电脑（图2）。

        除了充当独立的回环之外，ALB中包含的功能使未来的主机端口特性测试更轻、更快、更经济。

Host Port Characterization
        随着行业采用800G系统，800G端口的特性验证变得非常具有挑战性。
        在每通道112G的情况下，主机端口信号的重新定时和均衡是必要的。
        基于DSP的模块已经成为主机端口特性不可否认的组成部分，因为它们包括重新定时和均衡功能。
        多通道的有源回环走得更远，有能力分析信号在TX端以及RX端。
        下面我们列出了在对主机端口执行链接测试后通过ALB-TB访问的功能:
——为了验证主机TX，使用RX检查器运行完整的BER/SNR诊断；
——为了验证主机信号的RX侧，使用ThunderBERT GUI上的PRBS发生器，您可以在下图中看到。

 
——以下图片是对PRBS和调优设置的详细描述：

 
        上面使用ALB-TB演示的主机端口特性可以使用默认的ALB，使用一组预定义的寄存器(用户可以使用提供的APIs访问这些寄存器)和一个CMIS兼容的主机来完成。默认ALB以两种模式运行：
——定时回环模式(默认)；
——PRBS模式。

该模块还配备了一组寄存器，用户可以写入或读取：
——改变模式；
——设置所需的PRBS序列和taps；
——采集误码率/信噪比诊断。
        例如，如果用户希望以53.125 GBaud、PAM4、PRBS7获取信道5 ~ 8的BER：用户必须从page 13h访问寄存器183才能将ALB设置为PRBS模式。Page 13h的166和167寄存器将分别用于选择PRBS和所需的通道。当从page B8h访问寄存器128，以设置波特率和PAM4。
        为了检查锁定状态，用户将从Page 14的寄存器138读取。

Loopback Capabilities
ALB也可作为常规环回；
——执行基本链路测试。
       800G端口需要基于DSP的模块提供的重新定时和均衡功能。
——CMIS配置
——CMIS低速信号
        ModselL
        ResetL
        LPMode
        IntL
        ModPrstL
—— CMIS控制和告警阈值
—— 支持I2C接口
        读写操作
—— 热管理
        可编程功耗
        温度监视器
随着数据速率的不断提高，散发的热量比以往任何时候都多，热管理变得更加具有挑战性，而对配备强大冷却系统的需求仍然是行业的常态。。

Thermal Management
ALB的特点：
——独立子卡可配置电源点，功耗高达19W
——DSP功耗10W
——模块整体功耗高达30W
——2个温度传感器，1个电压传感器
        实现112G的挑战之一是不断增加的散热：现在光模块需要散热更多，因此需要更高效的冷却系统。
        ALB允许用户模拟具有多个散热功耗点的收发器行为，使用户可以选择其设置所需的电源组合。
        功耗点和温度传感器由符合MSA的寄存器访问。

下图是QDD800 ALB, ML4062-ALB1-2A/B-112，功耗点和温度传感器分布： 

图 3模块电源点通过3个MSA寄存器访问


图 4 模块温度传感器通过4个MSA寄存器访问，黄色垫片代表模块热垫片

        通过提供的API文件，可以通过用户的主机访问上述内容，并使用预定义的寄存器来设置所需的功耗，读取和监控温度，并执行测试以模拟收发器行为并配置相应的冷却系统。

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