USB 3.1 Gen 2 10 Gbps物理层测试挑战与Keysight解决方案

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本文档主要探讨了USB 3.1 Gen 2 10 Gbps 物理层测试中的挑战。USB 3.1标准升级至10 Gbps数据传输速率,对硬件性能和兼容性提出了更高的要求。USB-IF(USB Implementers Forum)强调,由于USB 3.1规范尚未最终确定,本文中所提及的观点和建议仅代表作者立场,可能不完全反映USB-IF或其成员公司的官方意见。 会议议程涵盖了以下几个关键主题: 1. **介绍**:首先简要概述USB 3.1 Gen 2的发展背景和技术特点,以及物理层测试的重要性。 2. **发射器测试挑战**:详细讨论了在设计和测试10 Gbps速度下如何确保数据发送的准确性、时钟同步和信号完整性。这包括高速数据编码、信号调制与解调,以及对设备能承受的电磁干扰的考量。 3. **接收器测试挑战**:涉及如何检测并解析高带宽数据流,确保接收端的信号质量、误码率控制和有效帧接收能力。这涉及到复杂的信号处理算法和噪声容限测试。 4. **电缆和连接器测试挑战**:针对高速数据传输,电缆的长度、材料、阻抗匹配和连接器的设计都对信号衰减和反射有直接影响。文章可能讨论了如何进行严格的电缆特性测试,以及如何确保连接器的稳定性和可靠性。 5. **解决方案与技术支持**:Keysight Digital Standards Program提供了专家级的解决方案,这些解决方案基于国际标准化组织的合作,如JEDEC(联合电子设备工程委员会)、PCI-SIG(PCI Express Special Interest Group)、VESA(视频电子标准协会)、SATA-IO(Serial ATA International Organization)和USB-IF等,以应对这些测试挑战。 6. **总结**:最后,总结了面临的挑战、测试方法和最佳实践,以及Keysight如何利用其专业知识和工具来帮助制造商满足USB 3.1 Gen 2 10 Gbps物理层测试的要求。 通过阅读这篇文档,读者将深入了解USB 3.1 Gen 2高速数据传输背后的技术细节,以及如何克服在物理层测试过程中遇到的难题,确保产品的质量和市场竞争力。
2009-02-05 上传
虽然当今的网络仍然工作在2.5Gbps的传输速率上,但是越来越多的运营商正在向10Gbps转移,同时在关注着更高速的40Gbps甚至100Gbps技术。不过对这种高速传输而言,色散,也就是由于不同波长的传输速度不同造成的信号展宽,是一个巨大的障碍。有几个公司声称他们已经研究开发出了新的色散补偿技术,使用光学或者电子技术来解决色散补偿的问题。小熊在线www.beareyes.com.cn 光学色散补偿技术和电子 色散补偿技术 目前的色散补偿技术多数是使用一捆捆的色散补偿光纤,但是这种光纤既贵效率又低,所以迫切需要采用其他色散补偿方法。OswinSchreiber是AMCC的高级产品营销专家,他解释说:“为了抵消在长途传输中产生的色散效应,必须要在靠近设备的地方放置一定数量的色散补偿光纤,这使系统的功率预算大大增长,而这些新引入的色散补偿光纤其实并没有用来延长传输距离。” 鉴于这种情况,有几个公司都公布了他们在色散补偿领域的研究成果,包括TeraXion和Civcom,两个公司都借最近的欧洲光通信大会(ECOC)来推广他们的光学色散补偿技术。小熊在线www.beareyes.com.cn 在ECOC上,Civcom展示了它的自由通道可管理色散补偿模块(M-DCM),该模块旨在替换城域网和大区DWDM网络中的色散补偿模块。M-DCM的亮点在于它三倍可调,可以远程管理,并且是多通道的。该产品是在Civcom公司已有的可调光色散补偿器的基础上研制的,可以对-1700psec/nm到+1700psec/nm范围内的色散进行补偿。小熊在线www.beareyes.com.cn TeraXion公司则展示了他们的基于光纤布拉格光栅技术研制的ClearSpectrum可调色散补偿器。公司的代表称该产品可以提供灵活的色散管理,对每个接收机都可以实现全频段的调谐。它也可以使用在可重配置光分插复用器网络中对多个DWDM通道进行色散补偿。TeraXion称其目前已经销售了600多套TDC模块。小熊在线www.beareyes.com.cn 另一方面,芯片厂家如AMCC、Broadcom和Scintera则鼓吹说电子色散补偿(EDC)不仅比光学色散补偿技术廉价,而且电子色散补偿可以和廉价的激光器一起使用。EDC模块一般放置在收发器的接收端,通过光电转换来消除色散。小熊在线www.beareyes.com.cn Schreiber把选用适当的EDC技术和买新车来做类比,他说有高端和低端两种选择,高端技术有最大可能性序列估计(MLSE)和10Gbps转发器供应商CoreOptics采用的数字均衡技术。低端技术有AMCC使用的EDC技术,它可以集成到XFP转发器的时钟数据恢复模块当中,达到最长120公里的传输距离。这是一个功率和性能综合考虑后的折中方案。因为MLSE虽然可以进行更好的色散补偿,但是功率消耗要远大于低端的EDC。小熊在线www.beareyes.com.cn EDC芯片厂商目前正在开发下一代技术,比如把EDC放入价格更低的SFP+转发器当中用于短距离(<10公里)的连接。对于可调谐、高功率的应用,EDC还将被放入扩展XFP(XFP-E)中去。小熊在线www.beareyes.com.cn 光学双二进制 如果说EDC和光学阵营的支持者们还有可以达成共识的主题,那就是都提出了光学双二进制技术,这种技术可以替代传统的非归零传输格式。小熊在线www.beareyes.com.cn Schreiber介绍说:“有些运营商希望把他们的网络升级到10Gbps,但不想变动他们已经铺到地下的硬件设施,也不想添加新的光放大器。这就是为什么大家都在发射端想办法的原因。比如光学频谱的修整以及双二进制的编码,都是对将要放到现有长途网络上传输的信号做预处理。” 如果综合使用发射端的双二进制技术和接收端的EDC技术,可以得到传输距离160公里到200公里的模块。Schreiber说,对信号使用EDC和光学修整就是为了达到延长传输距离这个目的。小熊在线www.beareyes.com.cn 事实上,AMCC展示了其EDC技术和AZNA公司的光学频谱修整技术的综合应用。光学频谱修整技术是光双二进制技术的另一种选择。实验室中的传输距离达到250公里。AZNA还开发了一种光学频谱修整技术,在10Gbps啁啾管理激光器上使用,使信号在穿过光纤时色散得到减小。小熊在线www.beareyes.com.cn 光学阵营的研究者也对光学双二进制编码和相应的调制方案很感兴趣。他们也正在把这种技术集成到现在的光学色散补偿技术当中。比如Civcom为了