CN103069753B - 可缩放高速千兆位活动集束链路和测试器 - Google Patents

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Abstract

本文为可缩放信号处理测试设备的信号处理模块处的信号处理，提供了可缩放信号处理测试设备和相关信号处理技术。多个源电信号被处理以生成多个测试电信号，多个由光模块从所接受的多个光信号根据光传输的高速光学标准产生多个模拟光信号。多个测试电信号被通过发送链路发送至被配置为接收通常由光模块遵照高速光学标准产生格式的测试电信号的主机设备。在已经被从主机设备通过预定数目的接收链路回传之后，一组或多组测试电信号被从主机设备接收，该主机设备被配置为输出一组或多组格式适于被光模块遵照高速光学标准处理的测试电信号。从主机设备接收的电测试信号被分析，从而确定主机设备是否遵照高速光学标准输出一组或多组测试电信号。

Description

可缩放高速千兆位活动集束链路和测试器
技术领域
本公开内容一般地涉及网络测试设备，更具体地涉及具有可缩放数目的10千兆位/秒(Gb/s)的通信测试链路的可缩放测试卡(scalabletestcard)。
背景技术
在网络化通信和网络传输设备领域，行业标准在发展以支持不断增长的数据传输速率。例如，IEEE802.3系列的数据链路层标准指定了用于以太网LAN和WAN的设备的要求；并且支持铜链路和光链路上超过10千兆比特每秒(G)(例如，40G和100G)的速度。此外，IEEE802.3ba标准基于并行的铜链路和光链路指定了40/100G接口。网络设备需要相互结合和连接以支持这些较高的数据传输速率。
已知接口技术可以用于调适包括诸如C-可插拔接口(CFP)标准和四通道小型可插拔接口(QSFP)标准的网络设备的连通性，以适应网络设备的连接。CFP标准在每个并行传输的方向上包括10个10G的信道或通道，例如，与XFI或串行器-解串器(SerDes)成帧器接口(SFI)的通道类似的通道。因此，CFP收发器可以支持多个10G通道达到100G，例如1个100G以太网(GE)或OTU4信号，2个40GE或2个OTU3信号等。当被通过CFP收发器在光链路上传输时，多个信号容易受到光色散，例如颜色、模态和偏振模色散(PMD)的影响。当在接收端被转换为多个电信号时，该色散可以部分地被电子色散补偿(EDC)抵消。当被通过CFP收发器在铜链路上传输时，多个信号容易受到衰减、串音和噪声干扰。铜链路上信号的劣化在许多方面与光信号所经历的相类似。
附图说明
图1是使用了多个可缩放信号处理测试卡的测试系统的框图的示例。
图2是更详细地列举了图1所示测试系统的一部分的框图的示例。
图3是回传模式下可缩放信号处理测试卡的框图的示例。
图4是用可缩放数目的信号处理模块列举了可缩放信号处理测试卡缩放特征的框图的示例，其中每个信号处理模块具有可缩放数目的信号处理信道。
图5是可缩放信号处理测试卡的单一信号处理信道及其相关连接环境的框图的示例。
图6是列举了可缩放信号处理测试卡控制部的多个组件的框图的示例。
图7a、7b、7c和7d是描绘了可缩放信号处理测试卡操作的高层次流程图的示例。
图8是可用于配置可缩放信号处理测试卡以及查看测试结果的图形用户界面(GUI)的示例。
具体实施方式
概述
本文提供了用于在可缩放信号处理测试设备的信号处理模块处处理信号的看缩放信号处理测试设备和相关的信号处理技术。一组或多组源电信号被根据第一预定数目的可配置信号处理参数处理，以生成一组或多组测试电信号，这一组或多组测试电信号模拟了由光模块根据用于光传输的高速光学标准从所接收的光信号产生的电信号。一组或多组源电信号没有被转换为光信号或者从光信号转换来。主机设备是被配置为以正常情况下将由光模块根据高速光学标准产生的格式接收一组或多组测试电信号的设备。在已经被从主机设备通过预定数目的接收链路回传之后，一组或多组测试电信号被从主机设备接收，该主机设备被配置为以适合于被光模块根据高速光学标准进行处理的格式输出一组或多组测试电信号。
从主机设备接收的一组或多组测试电信号被根据第二预定数目的可配置信号处理参数分析，从而确定主机设备是否输出了遵从高速光学标准的一组或多组测试电信号。该分析可以通过从一组或多组测试电信号生成一个或多个诊断参数来执行。一个或多个诊断参数可以包括比特错误率、分组错误率或抖动测量、信号眼图或标准信号眼图的测量结果。
示例性实施例
首先参考图1。图1示出了被配置为测试网络接口卡的端口的测试系统100。系统100包括主机系统110、2个40+G网络接口主机卡120(1)和120(2)、2个可缩放信号处理测试卡130(1)和130(2)以及测试线缆140，测试线缆例如带有多个集束在一起的双轴(TWINAX)线缆。如本文所使用的，“40+G”指40G或更高的数据速率。主机系统110具有用户界面(UI)150，例如嵌入式互联网操作系统(IOS)。可缩放信号处理测试卡130(1)具有可选用户接口160，例如可被耦合至通用计算机(如个人计算机(PC)或笔记本电脑)的通用串行总线(USB)或以太网接口。PC也可以通过串行端口或通过远程会话连接到主机系统110，从而使得测试工程师能配置主机系统110、主机卡120(1)和可缩放信号处理测试卡130(1)。
主机系统110例如是网络交换机，并且在本文中也指主机设备或简单地指主机。主机卡120(1)和120(2)可以例如是用于网络交换机的可配置网络接口线路卡，并且在本文中也指线路卡，而可缩放信号处理测试卡130(1)和130(2)在本文中可以指测试卡或测试设备。
可缩放信号处理测试卡130(1)和130(2)中的每个被配置为使用诸如C附加单元接口(CAUI)或XAUI(其中CAUI中的“C”代表100而XAUI中的“X”代表10)的接口标准插入到或可插入到主机卡120(1)和120(2)中的相应一个。如下文所述的，主机卡和测试卡根据可插入通信标准(如CFP、CXP或QSFP标准)交换数据。相应的，测试卡可以是CFP模块，或者替代地，它们可以是同定收发器(FT)模块。因此，用于测试卡130(1)和130(2)的可插入连接器类似于CFP、CXP或QSFP(光纤或铜线)模块的形状因数，从而适应它们的现有机械设计。
2个测试卡130(1)和130(2)以及TWINAX测试线缆140的组合可以被称为测试“集束”。每个集束由2个通过TWINAX线缆连接的CFP、CXP或者QSFP机械箱体或壳体构成。在机械箱体内部，提供了多个EDC组件(支持8-11Gb/s每信道或者更高的数据速率)用于信道净化、应力产生、预加重、均衡以及流量的生成和检测。在两个壳体之间流动的信号被调节，从而使得TWINAX线缆适于传输。
互联网应用、协作工具、视频流和视频会议以及高性能计算(HPC)应用以增长中的速度激增。这些应用造成了对速率和带宽越来越大的需求。在目前的网络环境中，10G链路与采用40G的系统在同步光纤网络(SONET)和同步数字系列(SDH)网络上正常部署以供传输。市场中有向具有更高的数据率的以太网的过渡。例如，40GE、100GE和120Gb/s的系统都有越来越多的部署。
向40GE、100GE和120Gb/s的过渡要求新的设计，以符合IEEE802.3ba标准或者国际电信联盟(ITU)-T标准。通过利用可插拔方案或FT，40GE/100GE/120G架构不断被建立在现有系统的模块化构架上。可插拔的或FT的40GE/100GE/120G客户端可以是以光纤或铜为基础的，即，他们可以是光收发模块或有线(传统铜)收发模块。CFP、CXP、QSFP或者FT模块(光纤或铜)的电接口几乎是相同的。电接口是1OGb/s串行信道的聚合体，例如，12个串行信道被用于120G、10个串行信道用于100G或者4个串行信道用于40G。如上文所述，主机和收发模块之间的所述高速串行电接口例如是CAUI标准的。在串行信道和电迹线之间遭受串音的高速串行电接口需要被设计为相同的长度以避免信道延迟。信号预加强和均衡信号处理在为市场所采纳的更高数据速率上成比例地变得更加复杂。
参考图2，其示出了测试系统100的一部分的框图，并阐明了线路卡120(1)和测试卡130(1)的多个相关内部组件。线路卡120(1)还包括媒体访问控制(MAC)/物理编码子层(PCS)模块200和基于I2C的输入/输出(I/O)模块210。测试卡130(1)有信号净化器、应力发生器和信号处理(SSS)模块220；带有I2C主/从控制器240的控制-报警-监视模块230；以及被配置为耦合至可选用户接口160的UI端口250。在本文中，控制-报警-监视模块230可以被称为控制模块230；I2C主/从控制器240可以被称为I2C控制器240。
在此示例中，MAC/PCS模块200有10个被标记为Tx1-Tx1O的10G发送(TX)链路以及10个被标记为Rx1-Rx1O的接收(RX)链路。SSS模块220有在每个方向形成10个“芯片到芯片(chip-to-chip)”通道的相应TX和RX链路。本文为离开主机卡方向的信号使用带箭头的虚线，为进入主机卡方向的信号使用带箭头的实线。发送和接收链路被配置为使用串行传输，比如使用示出的XFI和SFI通道。例如，XFI是被作为XFP多源协议的一部分定义的、10千兆位每秒的芯片到芯片电接口规格。XFI应用的示例是10GE、10G光纤信道、SONETOC-x、SDHSTM-x、10GOTNOTU-2以及并行光链路。每个XFI通道可以在两个方向中的任意一个上传送10G数据，为了便于说明，10G通道是单向的。在一个示例中，有4个XFI通道；在另一个示例中，有10、12或16个XFI通道。替代地，XFI通道中的每一个可以传送25G的数据，以适应IEEE考虑中的未来(例如，对所有100GBASE应用的)标准。
IEEE802.3ba标准描述了传输100GE的一组10个芯片到芯片接口通道，或者传输40GE的一组4个芯片到芯片接口通道；其分别被称为CAUI以及XLAUI。这些CAUI和XLAUI通道分别地在许多方面与XFI通道类似。一组线性地连接至物理介质的10个通道或者一组线性地连接至物理介质的4个通道分别被IEEE802.3ba标准描述为CPPI和XLPPI。这些CPPI和XLPPI通道分别地在许多方面与SFI通道类似。
SSS模块220也有10个在测试线缆140上发送从主机线路卡120(1)中的MAC/PCS模块200所接收的信号的10G发送输出；以及10个接收来自测试线缆140的信号以发送到主机线路卡120(1)中的MAC/PCS模块200的接收输入。SSS模块220被配置为对通过模块220的两个方向上的信号执行各种形式的信号处理，例如EDC、噪声或应力注入等；其将在下文中联系图5被描述。
在控制模块230和I2CI/O模块210之间提供了接口连接或总线连接，以允许I2C控制器240与线路卡120(1)进行通信。例如，可以为总线连接提供一个管理数据输入/输出(MDIO)的总线结构。MDIO是为以太网定义的总线结构，例如由IEEE802.3定义。它是由2个I2C引脚或2个线连接、MDIO引脚以及数据管理时钟(MDC)引脚实现的。MDIO接口用于光学参数的监测和功能控制。MDIO总线是用于带外(outofband)通信的通信标准的一个示例；但也有其他对主机卡和测试卡通信有益的、现在已知或之后开发的技术。示例性的多个单向MDIO参数或交换过的I/O参数被在I2CI/O模块210中示出了。紧接着的段落描述了这些MDIO参数。
REFCLK指被发送到控制模块230的主机卡时钟。
ALARM指从控制模块230到I2CI/O模块210的用于报警、控制盒监视功能的信令(这些功能是控制模块230对于主机卡120(1)具有的)。
TXON/OFF指用于指示就接收来自测试卡130(1)信号的就绪程度而言、主机卡120(1)的状态的信令方案。当TXON/OFF生效时，SSS模块220向主机卡120(1)的输出被关闭。当TXON/OFF失效时，SSS模块220的传输链路被按照预定义的TX开启流程开启。
MOD_RESET指低态有效逻辑信号。当MOD_RESET生效时，测试卡130(1)进入复位状态；相反地当它失效时，测试卡130(1)脱离复位状态。
ADDRESS代表用于定位所有包含在主机卡120(1)内的端口的多个MDIO物理端口地址。物理端口地址线由主机卡120(1)驱动以将SSS模块220的物理端口地址设置为匹配在MDIO框架中指定的地址。
MOD_DET指从控制模块230至主机卡120(1)的模块检测输出信号。当测试卡130(1)被插入主机卡120(1)中时，MOD_DET使“低电平(low)”或接地条件生效；并且当测试卡130(1)物理上不存在于主机卡120(1)中时，使“高电平(High)”生效；即当没有被测试卡130(1)的出现拉低至接地时，它是高电平的。
RX_LOS指信号指示器信号的接收器损失。当生效时，它指示SSS模块220所接收到的光功率低于特定于应用的预期光功率报警阈值。本文描述的技术消除了对实际的光信号的需要，其将在下文中被解释。
CONTROLs指允许主机卡120(1)通过硬件引脚编程某些控制功能的多个控制信号。
STATUS向主机卡120(1)提供有关测试卡130(1)的状态信息。
INTERRUPT向主机卡120(1)提供测试卡130(1)之间的中断。
I2CI/O分组可以被用来交换其他信息，例如测试数据、测试结果或者测试配置信息。
I2C控制器240可配置作为I2C从发备，或者作为I2C主设备。主设备是在当前时间作为总线控制器的设备。I2C主设备控制时钟，并产生START和STOP信号。多个从设备监听总线并对它们发送的控制和数据动作。主设备可以向从设备发送数据，或者自从设备接收数据。从设备之间不相互传送数据。在本示例中，当可选UI160被连接到UI端口250时，I2C控制器240可以被配置作为I2C主设备，或者被配置为检测UI160的存在并且使用接管机制成为主设备。当UI160不存在，则I2C控制器240被配置为作为I2C从设备。
目前，在链路侧40+G(即至主机卡120(1)和来自主机卡120(1))的测试环境中，对于媒体测试目的只有光收发模块是可用的。并且也没有可用的测试方案，其允许为制造和主机卡检验缩放10G链路的数目或者保证主机的功能。光测试方案往往是昂贵的，并且提出了对现有附加PMD和偏振相关损耗(PDL)光纤信号处理的要求。另外，信号调节和处理由主机卡操作，以克服印刷线电路损害和外部介质损害，从而降低可插拔光模块的成本。
本文所描述的技术通过提供网络元件和铜测试模块(该铜测试模块使用信号处理技术来模仿或者建模光传输模块)之间的铜线传输和光纤传输来使得主机通信适于光学环境，从而消除了光学测试环境的必要。换言之，光学测试环境是使用电子元件和电信号模拟的。因此，一组或多组测试电信号是由一组或多组源电信号(这些电信号未被转换为光信号或者从光信号转换来)生成的。即，一组或多组测试电信号模拟了将被通过光链路发送或接收的多个光信号。
在另一示例中，SSS模块220的10个TX输出可以被路由回多个RX输入，而不是通过测试线缆140发送和接收信号。图3示出了这种“环回(loopback)”模式。因此，测试卡220可以在2种模式下运行。在第一模式中，2个测试卡130(1)和130(2)串联运行并且依赖经由测试线缆140的通信。在第二模式中，测试卡被置于环回模式下，并且在没有测试线缆和第二测试卡的情况下运行。两种模式下的运行几乎是相同的，其将在下文中结合图5-8被进一步描述。
参考图4，列举了可缩放信号处理测试卡(例如测试卡130(1))的缩放特性的框图；该图以及下文的描述同样适用于测试卡130(2)。测试卡130(1)具有多个SSS模块220(1)-220(n)。SSS模块220(1)-220(n)中的每一个具有可缩放数目的信号处理信道。在本示例中，示出的SSS模块220(1)带有多个被配置为从主机卡接收信号、并且将信号通过测试线缆传输或者通过测试卡内回传传输的SSS接收信道410(1)-410(m)。SSS模块220(1)也有相应数目被配置为向主机卡发送所接收信号的SSS发送信道420(1)-420(m)，并且接收来源于测试线缆或来源于来自测试卡中SSS接收信道410(1)-410(m)的环回的信号。
因此，测试卡130(1)可以被在很宽的数据速率变化范围内缩放。例如，为了支持40G数据速率，测试卡可以与一具有4个10GRX和TXSSS信道或者单个40GRX和TXSSS信道的SSS模块一同部署；或者测试卡可以与4个SSS模块一同部署，其中每个SSS模块具有单一10GRX和TXSSS信道。为了支持100G数据速率，测试卡可以具有单一带有10个10GRX和TXSSS信道的SSS模块；例如类似图2示出的配置，或者单一SSS模块可以使用4个25GSSS信道。10个10G信道(10×10G＝100G)测试卡可以禁用2个信道以支持2个40G的应用，或者禁用6个信道以支持单一40G的应用。16个10G信道10G(16×10G＝160G)测试卡可以禁用2个信道以支持1个100G和1个40G的应用，禁用4个信道以支持1个120G的应用，或者禁用6个信道以支持单一100G的应用。因此，测试卡可以被缩放以适应IEEE考虑中的未来数据传输标准、以及也可能被考虑的多个未来机械可插拔参数设计。
参考图5，SSS模块220被与单一10GSSS信道(例如SSS信道410(1))的相关组件一同示出。10GSSS信道410(1)被配置为从主机接收10G信号500并向主机发送10G信号信号510、以及从TWINAX线缆接收10G信号520并向TWINAX线缆传输10G信号530。SSS信道410(1)具有EDC单元或模块540、多功能模块550、噪声生成模块560、可变放大器570(1)和570(2)、可变延迟和可变放大器580以及信号混合器590。一个SSS信道410(1)中的多个模块可以被多个分立硬件组件、或者一个或多个集成电路设备实现。
当被接收后，信号500被传送至EDC模块540。EDC模块540在信号500上执行任何必要的EDC，例如信号均衡，并且将信号500传送至多功能模块550。多功能模块550被配置为执行比特错误率测试(BERT)和分组错误率测试(PERT)，并且基于信号500产生虚拟的“眼图(eye)”。多功能模块550还可以被配置为产生眼图的幅度和时间测量，例如眼幅度、眼交叉幅度(eyecrossingamplitude)、眼垂直开口、眼交叉时间、眼延迟、抖动等等。多功能模块550还可以被配置为执行EDC功能以及回传信号500至主机线卡(如果被这样配置)。多功能模块550也被配置为生成测试信号，以代替接收10G信号520或回传信号500至主机。由多功能模块550处理之后，信号500被通过TWINAX作为信号530发送到另一发备，例如，另一测试卡。
当被接收后，信号520被传送至EDC模块540。多功能模块550执行被配置为减轻任何由信号通路中所有设备引起的损害(例如TWINAX、连接器、电路板等的损害)的EDC操作。多功能模块550可以执行EDC操作以锐化调制信号的虚拟眼图样。多功能模块550从噪声模块560接收相位调制(PM)抖动，并且将PM抖动应用于信号530以劣化该信号。接着信号530被传送至由来自噪声模块560的幅度调制(AM)信号所调制的放大器570(1)，以将幅度抖动引入到信号530上从而进一步劣化该信号。
信号530被传送至用多个传统或已知应力信号(例如对称标记应力特性、前标记(precursor)应力特性、后标记(post-cursor)应力特性或传统应力特性)进一步调节和劣化信号的EDC模块540。信号530被在EDC模块540输出处分割。信号530的一部分流过可变放大器570(2)以调整该部分信号的幅度。信号530的另一部分进入可变延迟和可变放大器580以创建信号的延时副本。由放大器570(2)和580施加在信号中每部分的放大水平不需要相同。信号的两部分由混频器590加合在一起，并且被作为10G信号510发送至主机。
SSS信道410(1)的不同组件(例如模块和放大器)的功能可由可选的UI160配置。在一个示例中，控制模块240被配置为通过HTML或XML经由UI端口250与位于用户界面160上的浏览器通信，或者通过其他通信方式与UI160上运行的传统UI应用通信。然后控制模块240基于从用户界面160接收的命令，为SSS信道410(1)上的不同模块和放大器配置参数。测试卡130(1)中的其他SSS模块可以以同样的方式配置。在另一示例中，测试卡130(1)可以在没有UI160的情况下运行，并且被主机系统经由I2C总线通过主机系统的IOS配置。
参考图6，示出了可缩放测试卡示例(例如测试卡130(1))的逻辑框图，测试卡被配置为测试和保证主机卡的运作能力。图6示出的多个部件被按照功能在逻辑上分组，该多个部件包括数据处理器610、接口620和存储器630。驻留在存储器630中的是用于流量检测的软件和应力生成处理逻辑700，例如，它可以由测试卡130(1)执行。为了简明的说明，多个部件被作为逻辑分组示出，其涉及各种可以被考虑的实体或电路设计。例如，数据处理器610的多个操作可以代表测试卡130的分布式处理能力；测试卡130的一些处理是由控制报警监测模块240(图5)的处理能力执行的，而另一些处理可以由EDC模块540或多功能模块550执行。处理逻辑700已经在上文中联系图1-5被一般性地描述了，其细节将被联系图7进一步描述。
数据处理器610例如是微处理器、微控制器、片上系统(SOC)或者其他同定的或可编程的逻辑。存储器630可以是储存用于本文所述技术的数据和指令的非易失性存储器(NVM)、随机存取存储器(RAM)或其他有形(非临时性)存储介质中的任何形式。存储器630可以被分离出处理器610，是处理器610的一部分，或者被分散在测试卡130(1)的不同组件中。用于执行的处理逻辑700的指令可以被储存在存储器630中供处理器600执行，于是当被处理器执行时，它使得处理器执行本文联系图7所描述的操作。接口620使得贯穿图1示出测试系统的通信成为可能；例如，接口620可以提供至主机系统的单独以太网网络连接，该连接与I2C连接以及SSS模块的10G链路是分离的。
处理器610的功能可以由编码了指令的处理器或计算机可读有形(非临时性)介质实现，或者由编码在一个或多个有形介质中的逻辑(例如，诸如用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)的指令、由处理器执行的软件等的嵌入逻辑)实现；其中存储器630储存用于本文所述多个计算或功能的数据(和/或存储被执行以进行本文所述多个计算或功能的软件或处理器指令)。在一个示例中，EDC模块和多功能模块的操作可以由单一的ASIC实现；而控制报警监测模块的操作可以由微控制器或DSP实现，或者该操作可以在多个处理组件间共享。因此，处理逻辑700的操作可以用同定逻辑或可编程逻辑(例如，由处理器或现场可编程门阵列(FPGA)执行的软件或计算机指令)实现。
存储器630也可以储存用于检查测试模块本身性能的多个内部测试监视特征、模块被插入主机卡的次数，并且将内部测量的参数与之前储存的参数进行比较。例如，多个测试卡的输出可能需要定期地被校准，并且用于不同信号处理特征的多个补偿参数被储存在NVM中。这些补偿参数可以作为临时保密检查被对应内部测试特征监测，或者为内部自测试特征被监测。补偿参数可以在一段时间内随着测试卡老化被更新，例如，每六个月或一年校准一次，或者在特定次数的卡插入之后校准一次。
参考图7a-7d并继续参考图1和2，将描述流量检测和应力生成处理逻辑700。在710中，在可缩放信号处理测试设备(例如测试卡130(1))的信号处理模块(例如SSS模块220)处，一组或多组源电信号被根据第一预定数目的可配置信号处理参数进行处理，以从所接收的符合光传输的高速光学标准的光信号生成一组或多组测试电信号，所生成的测试电信号模拟由光模块产生的电信号。如上所述，这一组或多组源电信号没有被转换为光信号或者从光信号转换来。
源信号可以是来自主机发备以通过测试卡回传到主机设备的，通过TWINAX140来自另一外部设备的(例如，来自另一测试卡)，或者可以由SSS模块220内部生成。测试信号被设计为测试主机和主机卡(例如，主机系统110和主机卡120(1))的运行状态。一般来说，单独一组信号可以与SSS信道的每个TX或RX部分相关联。源信号可以被调节，并被通过TWINAX线缆140传输至另一测试模块(例如测试卡130(2))。源信号可以被用一增益放大，该增益在电信号被通过线缆(例如TWINAX线缆140)发送至另一设备(例如，另一测试卡)时计入了源电信号的衰减，从而模拟通过光纤从源电信号导出的光信号的光传输。
在720中，一组或多组测试电信号被通过预定数目的发送链路发送至主机设备，该主机设备被配置为以在正常情况下将被光模块遵照高速光学标准产生的格式接收一组或多组测试电信号。如上所述，40+G系统已被设计用于光传输。如果主机卡可以被配置用于测试模式，则主机卡可以被从测试卡发送对于主机卡已知的某些比特序列。然后主机卡可以报告或者记录任何接收错误。任何接收到的测试信号可以由主机卡回传到测试卡。
在730中，在已经被从主机设备通过预定数目的接收链路回传之后，一组或多组测试电信号被测试卡从主机设备接收，该主机设备被配置为以适于被光模块遵照高速光学标准处理的格式输出一组或多组测试电信号。因此，测试卡具有被设计以测试主机的、作为测试信号被向主机发送的多个原始源信号；以及一组新的经主机处理的测试信号。从主机接收的测试信号和源信号可以被比较以评估主机信号处理。
在740中，一组或多组从主机设备接收的测试电信号被根据第二预定数目的可配置信号处理参数进行分析，从而确定主机设备是否按照高速光学标准输出了一组或多组测试电信号。该分析可以通过从一组或多组测试电信号生成一个或多个诊断参数来执行。处理逻辑700在图7a、7b、7c和/或7d中继续。
参考图7b、7c和7d，流量检测和应力生成处理逻辑700继续一些所示的选项或分支。在图7b中，在750中示出了第一选项，其中740处的分析可以通过像前述那样，生成一个或多个可以包括BERT、PERT的诊断参数、生成信号眼图和/或计算标准信号眼图测量结果来执行。
在图7c中，在760中示出了第二选项，其中740处的分析可以通过采样一组或多组从主机设备接收的测试电信号、通过接口端口向分析应用发送多个样本以及由分析应用从样本中生成一个或多个诊断参数来执行。
在图7d中，在770中示出了第三选项，其中一组或多组测试电信号被通过电通路从另一设备接收。由电通路引入的、不符合高速光学标准的特性例如利用上述信号处理技术被去除。在780中，向一组或多组源电信号添加可配置信号劣化特性，这是例如通过添加一个或多个幅度调制抖动、相位调制抖动、信号延迟、标准对称标记应力特性、前标记应力特性、后标记应力特性以及自定义应力特性来实现的。用于信号劣化特性的参数可以被选择作为在710中描述的第一预定数目的可配置信号处理参数。
在另一示例中，可配置的信号劣化特性被经由用户界面选择，并且与信号劣化特性相关联的信息被显示在用户界面上。下文将联系图8描述这些选项。
在进一步的示例中，一组或多组从主机设备接收的测试电信号可以被记录，并且一个或多个诊断参数可以被从所记录的信号生成。替代地，多个信号样本可以被记录。所记录的信号或样本可以被用作与之后多个测试相比较的基础、用来生成多个诊断参数、或者被从外部应用或设备发送或取回。
总之，当2个测试卡如图1所示地串连操作时，由主机卡120(1)生成的多个信号将进入测试卡130(1)。信号被记录，BER被计算。信号被采样以生成眼图。然后数据经由通向在PC上运行的分立软件应用的USB端口转化为多个外部眼参数，例如带有一定数目冲击计算的眼图波罩(eyemask)、上升时间、下降时间、宽度水平、过冲、下冲、边缘抖动、眼交叉或者其他上述参数。可选地，可以使用I2CMDIO接口，并且诊断软件可以被合并入IOS或主机和/或线路卡上的诊断软件。
当信号的所记录部分在测试卡130(1)中被处理时，信号被通过TWINAX线缆从测试卡130(1)发送到测试卡130(2)。在测试卡130(2)的SSS模块，信号被使用测试卡130(2)的多个EDC功能“净化(clean)”以消除任何(例如，被TWINAX或连接器引入)信号损害。在净化操作之后，带有多个附加标准应力(或任何自定义应力条件)的新信号被生成，并被发送至耦合到测试卡130(2)的主机。如上所述，测试卡需要进行校准以包括标记应力校准。应力校准在正常耦合至多个主机卡的测试卡的输出处被测量；即该点被定义在当测试卡130(2)被插入主机线路卡时测试符合板(testcomplianceboard)的超小型-A(SMA)连接器的末端处。SMA测试点在测试标准中被很好地定义。
在相反的方向上，由主机卡120(2)产生的多个信号进入测试卡130(2)。信号被记录，BER被计算。信号被采样以生成眼图。如上所述的，数据可以被经由USB端口传送到运行在PC上的独立软件应用以提取如上所述的眼参数。当信号的所记录部分在测试卡130(2)中被处理时，信号被通过TWINAX线缆从测试卡130(2)发送到测试卡130(1)。测试卡130(1)的SSS模块使用测试卡130(1)的EDC功能净化信号，以消除任何信号损害。在净化操作之后，带有附加应力的新信号被生成并被发送至主机卡120(2)。
测试卡130(1)的校准与测试卡130(2)的校准是相同的。一旦被校准，集束可以被多次取出或插入，并且校准可以被多次检查和调整。由于测试线缆的长度是已知的，获取压力源的抽头系数或发置几乎与准静态条件下的相同；即像TWINAX线缆内产生的眼。
现在来看图8，示出了可以被用于配置可缩放信号处理测试卡以及查看测试结果的GUI示例。GUI具有时钟选择单选按钮框810、样式发生器框820、TX时钟和数据幅度以及边缘速率选择部830、被测时钟和数据参数部840、噪声和数据参数选择部850、标记响应窗口860以及眼图部870。
时钟选择框810允许用户在数据传输和处理过程中选择使用的测试卡时钟。框810允许选择本地电路板的时钟，例如测试卡本身上的时钟。从主机卡发送的参考时钟可以被选择。参考时钟可以被分割或倍增，以得到用于数据传输的可用时钟。替代地，时钟信号可以被从自主机卡发送至测试卡的数据中恢复。
样式发生器框820允许用户选择由测试卡使用的样式生成或环回模式(通常当卡处于单机模式下、并且没有与另外的测试卡或设备串行操作时)。样式发生器框820示出了测试样式(例如231-1和223-1)的选择以及其他测试样式。不同的测试样式可以通过选择“自定义样式(custompattern)”按钮被生成。
TX时钟和数据幅度以及边缘速率选择部830具有多个滑动条，其允许用户选择TX时钟幅度或电压、TX数据幅度、以及用于高和低的比特过渡的上升和下降速率。用户选定的时钟和数据参数的测量结果被示出在测量时钟和数据参数部840中。
噪声和数据参数选择部850允许用户选择多个信号劣化参数。标准长距离多模(LRM)标记单选按钮、“自定义标记”按钮、以及“设置噪声和延迟参数”按钮的组合允许用户配置上述所有的信号衰减参数(例如上文联系图5描述的多个信号衰减参数)。针对任何所选标记的标记冲击响应(如果有的话)被示出在标记响应窗口860中。
从主机卡电信号产生的虚拟眼图如眼图部870所示。眼图部870允许用户查看眼图测量结果，例如，通过“点击(clicking)”和“查看眼图测量结果(vieweyemeasurements)”按钮查看幅度和时间测量结果。
当GUI上的任何按钮被点击时，可以为选定的功能提供弹出式窗口。可以理解的是，任何标准的“窗口(windows)”类功能(例如标签或菜单)可以被作为GUI应用的一部分实现。任何上述功能，也可以通过主机IOS命令行界面(CLI)实现。
本文为可缩放信号处理测试设备的信号处理模块处的信号处理，提供了可缩放信号处理测试设备和相关信号处理技术。多个源电信号被处理以生成多个测试电信号，多个由光模块从所接受的多个光信号根据光传输的高速光学标准产生多个模拟光信号。多个测试电信号被通过发送链路发送至被配置为接收通常由光模块遵照高速光学标准产生格式的测试电信号的主机设备。在已经被从主机设备通过预定数目的接收链路回传之后，一组或多组测试电信号被从主机设备接收，该主机设备被配置为输出一组或多组格式适于被光模块遵照高速光学标准处理的测试电信号。从主机设备接收的电测试信号被分析，从而确定主机设备是否遵照高速光学标准输出一组或多组测试电信号。因此，测试卡可以测试主机RX、处理以及TX，从而验证主机操作。
总之，集束链路和测试器系统被描述以在40G或更高数据速率下检测多个接口。双测试卡集束也可以作为多个主机卡之间的数据链路，例如CFP、CXP、QSP可插拔或同定收发器的标准形状因数。测试集束还允许流入和流出信号在两个中任一方向上的数据捕获和延迟、生成带有频率或幅度噪声的多个波形的能力，并且包括用于测试卡配置的分立端，以及向板外(off-card)应用发送捕获的数据以允许后处理或离线的波形生成和分析。
本文所描述的测试系统比使用光学可插拔的光测试方案便宜多个数目级。测试系统体积小、携带方便、可缩放以测试多个主机卡端，并且相较一次只能测试一个端、且没有任何连接至主机手段的传统“机架与汇编(rackandstack)”测试方案提供了明显优势。使用本文所述的系统，两个端可以被同时测试，并且用于全系统的设计验证。TWINAX和信号放大系统支持更大的互连跨度，例如20米，其远远大于传统的互连跨度(例如CXI跨度只有7米)。当被主机IOS支持时，测试集束也可以帮助调试或修复链路。
上述描述仅仅是作为示例的。

Claims (29)

1.一种用于在可缩放信号处理测试设备处进行信号处理的方法，包括：
在可缩放来测试多个数据速率的所述可缩放信号处理测试设备的信号处理模块处，根据第一预定数目的可配置信号处理参数处理一组或多组源电信号，以生成一组或多组测试电信号，所述一组或多组测试电信号模拟了由光模块根据用于光传输的多个高速光学标准从所接收的光信号产生的电信号；
选择性地禁用和启用可缩放数目的发送链路中的单个发送链路，以使所启用的发送链路的数目与所述多个高速光学标准中的一个高速光学标准相匹配；以及
通过所启用的发送链路向主机设备发送所述一组或多组测试电信号，所述主机设备被配置为以正常情况下将被光模块根据所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准产生的格式接收所述一组或多组测试电信号；
其中，当针对所述多个高速光学标准中的每个进行发送时，所述可缩放数目的发送链路中的至少一个被启用。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括
在所述一组或多组测试电信号已经被从所述主机设备通过预定数目的接收链路回传之后，从所述主机设备接收所述一组或多组测试电信号，所述主机设备被配置为以适合于被光模块根据所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准处理的格式输出所述一组或多组测试电信号。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括根据第二预定数目的可配置信号处理参数分析从所述主机设备接收的所述一组或多组测试电信号，从而确定所述主机设备是否输出了遵从所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准的所述一组或多组测试电信号。
4.如权利要求3所述的方法，其中分析步骤包括分析从所述主机设备接收的所述一组或多组测试电信号，以及从所述一组或多组测试电信号生成一个或多个诊断参数。
5.如权利要求4所述的方法，其中生成步骤包括生成比特错误率、分组错误率、信号眼图或标准信号眼图的测量结果中的一个或多个。
6.如权利要求3所述的方法，进一步包括：
采样从所述主机设备接收的所述一组或多组测试电信号；
通过接口端口向分析应用发送多个样本；以及
由所述分析应用从所述多个样本生成所述一个或多个诊断参数。
7.如权利要求3所述的方法，进一步包括记录从所述主机设备接收的所述一组或多组测试电信号，其中分析步骤包括从所记录的信号生成一个或多个诊断参数。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括通过电通路从另一设备接收所述一组或多组测试电信号，并且其中处理步骤包括去除由所述电通路引入的、不符合所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准的特性。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括从所述主机设备接收所述一组或多组源电信号。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括根据可配置的比特样式生成所述一组或多组源电信号。
11.如权利要求1所述的方法，其中处理步骤包括向所述一组或多组源电信号添加可配置信号劣化特性，以生成所述一组或多组测试电信号。
12.如权利要求11所述的方法，其中添加步骤包括添加幅调制抖动、相位调制抖动、信号延迟、标准对称标记应力特性、标准前标记应力特性、标准后标记应力特性以及传统应力特性中的一个或多个。
13.如权利要求11所述的方法，进一步包括：
通过用户界面选择所述可配置信号劣化特性；以及
在所述用户界面上显示与所述可配置信号劣化特性相关联的信息。
14.如权利要求1所述的方法，进一步包括用一增益放大所述一组或多组源电信号，所述增益被配置为当所述一组或多组源电信号被通过电缆发送到另一设备时计入了所述一组或多组源电信号的衰减，以便模拟从所述一组或多组源电信号导出的光信号通过光缆的光传输。
15.如权利要求1所述的方法，其中执行信号处理的步骤包括配置所述可缩放信号处理测试设备的一个或多个测试参数，包括时钟源、时钟信号参数以及数据信号参数。
16.一种可缩放信号处理测试装置，包括：
第一连接器，其被配置为根据第一形状因数可插拔标准耦合至主机设备；
第二连接器，其被配置为耦合至电缆；
可缩放信号处理模块，所述可缩放信号处理模块可缩放来测试多个数据速率，并被配置为：
根据第一预定数目的可配置信号处理参数处理一组或多组源电信号，以生成一组或多组测试电信号，所述一组或多组测试电信号模拟了由光模块根据用于光传输的多个高速光学标准从所接收的光信号产生的电信号；
选择性地禁用和启用可缩放数目的发送链路中的单个发送链路，以使所启用的发送链路的数目与所述多个高速光学标准中的一个高速光学标准相匹配；以及
通过所述第一连接器中所启用的发送链路向主机设备发送所述一组或多组测试电信号，所述主机设备被配置为以正常情况下将被光模块根据所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准产生的格式接收所述一组或多组测试电信号；
其中，当针对所述多个高速光学标准中的每个进行发送时，所述可缩放数目的发送链路中的至少一个被启用。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述信号处理模块被进一步配置为：
在所述一组或多组测试电信号已经被从所述主机设备通过所述第一连接器中预定数目的接收链路回传之后，从所述主机设备接收所述一组或多组测试电信号，所述主机设备被配置为以适合于被光模块根据所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准处理的格式输出所述一组或多组测试电信号；以及
根据第二预定数目的可配置信号处理参数分析从所述主机设备接收的所述一组或多组测试电信号，从而确定所述主机设备是否输出了遵从所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准的所述一组或多组测试电信号。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述信号处理模块被配置为分析从所述主机设备接收的所述一组或多组测试电信号，以生成一个或多个诊断参数，所述一个或多个诊断参数包括比特错误率、分组错误率、信号眼图或标准信号眼图的测量结果中的一个或多个。
19.如权利要求16所述的装置，其中所述信号处理模块被进一步配置为经由所述第二连接器通过电缆接收所述一组或多组源电信号；其中所述信号处理模块被配置为通过去除由所述电缆引入的、不符合所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准的特性来处理所述一组或多组源电信号。
20.如权利要求16所述的装置，其中所述信号处理模块被配置为通过向所述一组或多组源电信号添加可配置信号劣化特性来生成所述一组或多组测试电信号。
21.如权利要求16所述的装置，其中所述信号处理模块被进一步配置为用一增益放大所述一组或多组源电信号，所述增益被配置为当所述一组或多组源电信号被通过电缆发送到另一设备时计入了所述一组或多组源电信号的衰减，以便模拟从所述一组或多组源电信号导出的光信号通过光缆的光传输。
22.如权利要求16所述的装置，其进一步包括：
接口端口；以及
控制器，其被配置为：
记录从所述主机设备接收的所述一组或多组测试电信号；
采样从所述主机设备接收的所述一组或多组测试电信号；以及
通过接口端口向分析应用或者通过所述第一连接器向所述主机设备发送多个样本。
23.一种用于信号测试和处理的系统，包括：
第一测试卡、第二测试卡以及被配置为连接所述第一测试卡和所述第二测试卡之间的电缆；
所述第一测试卡，包括：
第一连接器，其被配置为根据第一形状因数可插拔标准耦合至第一主机设备；
第二连接器，其被配置为耦合至所述电缆；
信号处理模块，其被配置为：
根据第一预定数目的可配置信号处理参数处理一组或多组源电信号，以生成一组或多组测试电信号，所述一组或多组测试电信号模拟了由光模块根据用于光传输的高速光学标准从所接收的光信号产生的电信号；以及
通过所述第一连接器中预定数目的发送链路向第一主机设备发送所述一组或多组测试电信号，所述第一主机设备被配置为以正常情况下将被光模块根据所述高速光学标准产生的格式接收所述一组或多组测试电信号；
所述第二测试卡，包括：
第一连接器，其被配置为根据第一形状因数可插拔标准耦合至第二主机设备；
第二连接器，其被配置为耦合至所述电缆；
信号处理模块，其被配置为：
根据第一预定数目的可配置信号处理参数处理一组或多组源电信号，以生成一组或多组测试电信号，所述一组或多组测试电信号模拟了由光模块根据用于光传输的高速光学标准从所接收的光信号产生的电信号；以及
通过所述第一连接器中预定数目的发送链路向第二主机设备发送所述一组或多组测试电信号，所述第二主机设备被配置为以正常情况下将被光模块根据所述高速光学标准产生的格式接收所述一组或多组测试电信号。
24.一种可缩放信号处理测试设备，包括：
用于根据第一预定数目的可配置信号处理参数处理一组或多组源电信号以生成一组或多组测试电信号的装置，所述一组或多组测试电信号模拟了由光模块根据用于光传输的多个高速光学标准从所接收的光信号产生的电信号；
用于选择性地禁用和启用可缩放数目的发送链路中的单个发送链路以使所启用的发送链路的数目与所述多个高速光学标准中的一个高速光学标准相匹配的装置；以及
用于通过所启用的发送链路向主机设备发送所述一组或多组测试电信号的装置，所述主机设备被配置为以正常情况下将被光模块根据所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准相匹配产生的格式接收所述一组或多组测试电信号；
其中，当针对所述多个高速光学标准中的每个进行发送时，所述可缩放数目的发送链路中的至少一个被启用。
25.如权利要求24所述的设备，进一步包括：
用于在所述一组或多组测试电信号已经被从所述主机设备通过预定数目的接收链路回传之后从所述主机设备接收所述一组或多组测试电信号的装置，所述主机设备被配置为以适合于被光模块根据所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准处理的格式输出所述一组或多组测试电信号；以及
用于根据第二预定数目的可配置信号处理参数分析从所述主机设备接收的所述一组或多组测试电信号从而确定所述主机设备是否输出了遵从所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准的所述一组或多组测试电信号的装置。
26.如权利要求25所述的设备，进一步包括：
用于分析从所述主机设备接收的所述一组或多组测试电信号并从所述一组或多组测试电信号生成一个或多个诊断参数的装置，其中所述一个或多个诊断参数包括比特错误率、分组错误率、信号眼图或标准信号眼图的测量结果中的一个或多个。
27.如权利要求24所述的设备，进一步包括：
用于通过电通路经由连接器接收所述一组或多组测试电信号的装置，以及用于通过去除由所述电通路引入的、不符合所述多个高速光学标准中的所述一个高速光学标准的特性来处理所述一组或多组源电信号的装置。
28.如权利要求24所述的设备，进一步包括：
用于向所述一组或多组源电信号添加可配置信号劣化特性的装置。
29.如权利要求24所述的设备，进一步包括：
用于用一增益放大所述一组或多组源电信号的装置，所述增益被配置为当所述一组或多组源电信号被通过电缆发送到另一设备时计入了所述一组或多组源电信号的衰减，以便模拟从所述一组或多组源电信号导出的光信号通过光缆的光传输。
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