LeCroy铜缆测试：全面评估性能与质量 | 400G/800G DAC /AEC /ACC铜缆自动化测试验证

欢迎来到Xena电缆资格测试方法。这个自动化框架通过以下方式评估电缆的质量和性能：

基于PRBS的BER测试

前FEC和后FEC的BER测量

延迟和帧丢失测试（RFC 2544）

信号完整性验证（SIV）和信号完整性图表

收发器信息记录

TX均衡设置记录

该方法为电缆的选择和优化提供了必要的数据。测试使用以下设备进行：

Teledyne LeCroy Xena Z800 Freya

介绍 欢迎来到Xena电缆资格测试方法。这种先进的方法经过精心设计，通过一系列全面的测量，提供一个自动化框架来评估电缆的质量和性能。该测试包括：

基于PRBS的BER测试：利用不同的PRBS模式来评估误码率，强调均衡设置，并确保信号的鲁棒性。

前FEC和后FEC的BER测试：在纠错前后测量误码率，以全面了解电缆的性能。

信号完整性：验证电缆上信号的完整性，以减少信号衰减和干扰。保存信号质量的视觉表示，以便进行深入分析和故障排除。

延迟和帧丢失测试：按照RFC 2544进行测试，以评估延迟和帧丢失，确保可靠和高效的数据传输。

模块信息：捕获详细的收发器模块信息，包括供应商名称、零件号、序列号和电缆长度，以便于测试报告的轻松比较。

TX均衡：记录主机和模块的TX均衡器设置，以分析和优化性能。

Xena电缆资格测试方法确保您拥有所有必要的数据，以便做出关于电缆选择和优化的明智决策。无论您是进行初始资格认证、例行维护还是安装后验证，此测试套件都提供了对电缆质量的全面和可靠的评估。

逐步指南 前提条件 安装 tdl-xoa-driver。详情请阅读 安装 tdl-xoa-driver。

从 Cable Qualification Test Methodology GitHub 仓库 下载库、测试脚本以及测试配置。

使用以下命令安装所需的包：pip install -r requirements.txt。这将安装以下包：

更改测试配置 进入 test/ 目录，修改 test_config.yml 以符合您的测试设置和要求。

test_config:
    chassis_ip: "10.10.10.10"
    username: "CableQualificationTest"
    password: "xena"
    tcp_port: 22606
    module_list:
        - 3
        - 6
    port_speed: "1x800G"
    module_media: "QSFPDD800"
    port_pair_list:
        - tx: "3/0"
          rx: "6/0"
    csv_report_filename: "cable_qualification_test_report.csv"
    log_filename: "cable_qualification_test.log"
    prbs_test_config:
        duration: 10
        polynomial: "PRBS31"
    fec_test_config:
        duration: 10
    latency_frameloss_test_config:
        duration: 10
        start_rate: 0.1
        end_rate: 1.0
        step_rate: 0.1
        packet_sizes:
            - 64
            - 128
    host_tx_eq:
        enable: true
        pre3: 0
        pre2: 0
        pre: 12
        main: 42
        post: 0
    module_tx_eq:
        enable: true
        pre: 3
        main: 1
        post: 3

• chassis_ip: 机箱的IP地址。

  username: 用于连接机箱的用户名。此名称也用于预留端口。

  password: 用于连接机箱的密码。默认密码为“xena”。

  tcp_port: 用于连接机箱的TCP端口。默认端口为22606。

  module_list: 测试中使用的模块列表。

  port_speed: 端口速度，允许的值为：

  “1x800G”, “2x400G”, “4x200G”, “8x100G”

  “1x400G”, “2x200G”, “4x100G”, “8x50G”

  module_media: 模块介质类型。允许的值为：

  “QSFPDD800”

  “QSFP112”

  “OSFP800”

  “QSFPDD”

  port_pair_list: 要测试的端口对列表。每个端口对应有一个 tx 和 rx 端口。端口格式为 <模块>/<端口>。

  csv_report_filename: CSV报告文件的名称。

  log_filename: 日志文件的名称。

  prbs_test_config: PRBS测试的配置。

  duration: 测试的持续时间（秒）。

  polynomial: 测试中使用的PRBS多项式。允许的值为：

  “PRBS31”

  “PRBS13”

  fec_test_config: FEC BER测试的配置。

  duration: 测试的持续时间（秒）。

  latency_frameloss_test_config: 延迟和帧丢失测试的配置。

  duration: 测试的持续时间（秒）。

  start_rate: 测试的起始速率（分数形式）。

  end_rate: 测试的结束速率（分数形式）。

  step_rate: 测试的步进速率（分数形式）。

  packet_sizes: 测试中使用的数据包大小列表（字节）。

  host_tx_eq: 主机TX均衡的配置。

  module_tx_eq: 模块TX均衡的配置。

  运行测试 然后，仍在 test/ 目录下，运行 python test.py 以启动测试。测试日志和结果将保存在测试配置中指定的日志文件中，并打印在控制台上。

  您的终端将显示测试进度并将输出保存到日志文件中。

  脚本将生成一个包含测试结果的CSV报告文件。报告将保存在与脚本相同的文件夹中。

  脚本还将为 PORT_PAIRS 中的所有端口生成SIV图PNG文件。图PNG文件将保存在 test/ 文件夹中。

  加载TX均衡设置的重要性 Xena电缆认证测试方法并不旨在优化主机或模块上的TX均衡设置。优化应由测试工程师在开始使用测试套件进行基准测试之前单独完成。

  然而，加载TX均衡设置对于保持高信号完整性和优化电缆系统的性能非常重要。这些设置有助于补偿各种传输损伤，确保您的系统能够有效地处理不同的电缆和环境。

  主机TX均衡设置 信号完整性（SI）性能

  正确配置主机TX均衡设置对于保持信号完整性至关重要。这些设置有助于补偿传输过程中发生的信号损失和失真，确保信号在较长距离内保持清晰和稳定。

  优化传输

  通过调整均衡设置，您可以优化发射器的性能以匹配传输介质的特定特性。这可以显著降低误码率并提高整体数据传输质量。

  适应性

  不同的电缆和传输环境可能需要不同的均衡设置。加载适当的设置可以使系统适应各种条件，从而提高可靠性和性能。

  模块TX均衡设置 兼容性和互操作性

  确保正确加载模块TX均衡设置对于与不同主机系统和电缆的兼容性至关重要。这有助于在各种设置中实现一致的性能。

  减少干扰

  适当的均衡可以减轻串扰和其他形式的干扰对信号质量的影响。这在高速数据传输中尤为重要，因为即使是轻微的失真也可能导致严重的性能问题。

  增强信号质量

  通过微调模块均衡设置，您可以增强整体信号质量，从而实现更可靠和高效的数据传输。

  自动化收发器均衡优化 如果您想自动化收发器均衡优化过程，可以查看 Xena电缆性能优化方法。该方法提供了使用自动化工具和技术优化电缆性能的全面框架。

  模块信息 Xena电缆认证测试方法包括读取和记录详细收发器信息的功能。此信息对于比较不同电缆并选择最适合您需求的电缆至关重要。捕获的关键收发器详细信息包括：

  供应商名称：识别收发器的制造商，这对于确保兼容性和质量非常重要。

  零件号：收发器的零件号，有助于识别特定型号和规格。

记录TX均衡设置的重要性 除了收发器信息外，在测试报告中记录主机和模块的TX均衡设置也很重要。这确保了影响电缆信号完整性和性能的所有相关参数的全面记录。通过包含这些设置，用户可以：

分析性能：了解不同的均衡设置如何影响电缆的整体性能。

确保一致性：验证在不同测试中使用相同的设置以进行准确的比较。

优化设置：确定特定电缆和环境的最佳均衡设置。

通过记录这些设置，测试报告变得更加信息丰富，对于做出数据驱动的决策更有价值。

主机TX均衡设置 对于主机，应记录每个端口每通道的以下TX均衡设置：

Pre3 (dB)

Pre2 (dB)

Pre (dB)

Main (mV)

Post (dB)

模块TX均衡设置 对于模块，应记录每个端口每通道的以下TX均衡设置：

Precursor (dB)

Amplitude (dB)

Postcursor (dB)

记录TX均衡设置的重要性 除了收发器信息外，在测试报告中记录主机和模块的TX均衡设置也很重要。这确保了影响电缆信号完整性和性能的所有相关参数的全面记录。通过包含这些设置，用户可以：

分析性能：了解不同的均衡设置如何影响电缆的整体性能。

确保一致性：验证在不同测试中使用相同的设置以进行准确的比较。

优化设置：确定特定电缆和环境的最佳均衡设置。

通过记录这些设置，测试报告变得更加信息丰富，对于做出数据驱动的决策更有价值。

主机TX均衡设置 对于主机，应记录每个端口每通道的以下TX均衡设置：

Pre3 (dB)

Pre2 (dB)

Pre (dB)

Main (mV)

Post (dB)

模块TX均衡设置 对于模块，应记录每个端口每通道的以下TX均衡设置：

Precursor (dB)

Amplitude (dB)

Postcursor (dB)

前向纠错（FEC）前后误码率（BER）测量 为了进一步增强电缆的鉴定过程，执行前向纠错（FEC）前后误码率（BER）测量是必不可少的：

前向纠错前误码率测量：这是在应用任何纠错之前测量误码率。它提供了信号质量和传输固有误码率的原始评估。

前向纠错后误码率测量：这是在应用前向纠错后测量误码率。它显示了FEC在纠正错误方面的有效性，并提供了最终用户实际体验的更真实视图。

通过包括前向纠错前后误码率测量，您可以全面了解电缆的性能和纠错机制的有效性。

设置 测试持续时间

方法 在TX端口启用FEC。

清除FEC计数器。

在RX端口测量前向纠错前误码率和前向纠错后误码率。

报告前向纠错前误码率和前向纠错后误码率的时间序列数据。

输出示例

图4 FEC误码率示例

PRBS误码率测试 伪随机二进制序列（PRBS）误码率（BER）测试是电缆认证过程中的关键组成部分。以下是关于何时以及为何进行PRBS误码率测试的概述：

何时进行PRBS误码率测试：

初始电缆认证：在新电缆的初始认证过程中进行PRBS误码率测试，以建立基线性能指标。

加载均衡设置后：在配置主机端和模块端发送均衡设置后执行测试，以评估它们对信号完整性和误码率的影响。

例行维护：定期测试使用中的电缆，以确保它们继续满足性能标准，并检测随时间推移的任何性能下降。

安装后：在新设置中安装电缆后，进行PRBS误码率测试，以验证安装是否引入了任何问题。

为何进行PRBS误码率测试：

评估信号质量：PRBS误码率测试通过测量误码率（无需任何纠错）来帮助评估原始信号质量。

识别弱点：它可以识别传输路径中的弱点，如信号丢失、噪声和干扰，这些都会影响整体性能。

优化设置：PRBS误码率测试的结果可用于微调均衡设置和其他参数，以优化电缆的性能。

确保可靠性：定期测试确保电缆随时间保持其可靠性和性能，减少数据传输错误的风险。

通过将PRBS误码率测试纳入电缆认证方法中，您可以确保对电缆性能进行全面评估，并保持高标准的信号完整性。

不同PRBS多项式对均衡的影响 在进行PRBS误码率测试时，PRBS多项式的选择会对均衡设置产生重大影响。以下是一些需要牢记的关键考虑因素：

PRBS模式和多项式 PRBS-7 (2^7-1)：此模式使用7次多项式生成。它具有相对较短的序列长度，可用于测试基本信号完整性和均衡设置。

PRBS-15 (2^15-1)：此模式使用15次多项式，具有较长的序列长度，提供了对均衡设置的更严格测试。

PRBS-31 (2^31-1)：此模式使用31次多项式，生成了非常长的序列。它特别适用于对均衡设置进行压力测试，并识别信号路径中的任何弱点。

压力测试均衡设置 较短的PRBS模式：如PRBS-7，这些模式对均衡设置的压力较小。它们适用于初始测试和信号路径的基本验证。

较长的PRBS模式：如PRBS-15和PRBS-31，通过引入更多样化的比特序列，提供了更全面的测试。这有助于识别信号完整性和均衡设置有效性的问题。

高频分量：不同的PRBS模式包含不同水平的高频分量。较长的模式通常具有更多的高频内容，这会对均衡设置施加更大的压力，并揭示信号完整性的潜在问题。

通过使用不同PRBS模式的组合，您可以全面测试和优化电缆系统的均衡设置。这种方法确保系统能够处理各种信号条件并保持高性能。

设置 PRBS多项式

测试持续时间

方法 在发送端口上启用PRBS模式。

清除计数器。

测量每个接收端口的每个SerDex通道的PRBS误码率。

报告PRBS误码率的时间序列数据

输出示例

图5 PRBS误码率示例

延迟和帧丢失测试 为了完成电缆的资格认证过程，执行类似于RFC 2544中定义的延迟和帧丢失测试是必不可少的。这些测试提供了电缆在各种条件下性能的全面评估。

延迟测试 定义：延迟是指从发送帧到在测量链路的另一端接收帧之间的延迟。对于需要实时通信的应用程序（如VoIP和视频会议）来说，这是至关重要的。

测量：延迟测试测量从输入帧的最后一位到达输入端口到输出帧的第一位出现在输出端口的时间间隔。这有助于评估电缆和任何连接设备引入的延迟。

重要性：低且一致的延迟对于保持高质量的通信和数据传输至关重要。高或可变的延迟可能导致性能问题和用户体验下降。

帧丢失测试 定义：当数据帧未能成功从发送方传输到接收方时，就会发生帧丢失。这可能是由于网络拥塞、错误或资源不足造成的。

测量：帧丢失测试计算在稳态条件下本应由网络设备转发但由于资源不足而未转发的帧的百分比。这提供了电缆在负载下的可靠性和性能的指示。

重要性：最小化帧丢失对于确保数据完整性和保持服务质量至关重要。高帧丢失可能导致重传、增加延迟和整体网络性能下降。

通过将这些测试纳入您的电缆资格认证方法中，您可以确保对电缆性能的全面评估，帮助识别任何潜在问题并优化系统以实现可靠和高效的数据传输。

设置 开始流量速率（线路速率的百分比）

结束流量速率（线路速率的百分比）

步长（线路速率的百分比）

数据包大小

测试持续时间

方法 创建一个具有特定数据包大小的以太网流。

以开始速率启动流量。

测量聚合平均延迟、聚合平均抖动和帧丢失。

按步长增加流量速率。

重复步骤2-3，直到达到结束速率。

对每个数据包大小重复上述步骤。

输出示例

Fig. 6 Latency & Frame Loss Example