Teranetics采用泰克仪器验证首个双端口10GBASE-T PHY

    方案摘要

    业内首创

    Teranetics是一家位于美国加里福尼亚州圣克拉拉市的混合信号IC公司，为各种先进的通信应用开发芯片产品，在迅速发展的10GBASE-T标准领域享有很高声誉。例如，公司率先向市场推出双端口10GBASE-T PHY IC，与第一代10GBASE-T PHY相比，其交换机和网卡(NIC)的端口密度提高了一倍。

    10GBASE-T又称IEEE 802.3an标准。IEEE 802.3an在2006年正式发布，详细规定了在标准结构化双绞线电缆上运行10 Gbps以太网所使用的技术。标准线缆和RJ-45连接器的应用，使得网络管理员可以轻松地将以太网速度升级到10 Gbps级别，并使其在已安装的铜缆设施中的投资依然有效。

    尽管10GBASE-T预计将在高性能计算群和交换机间连接等应用中为带宽密集型网络管理员带来巨大的帮助，但开发通过100米UTP 6a线缆传送10 Gbps数据的技术并非易事。众多顶级行业专家历时四年，才制定了IEEE 802.3an-2006an规范。Teranetics的高级工程师们就曾参与其中。

    10GBASE-T PHY在4线对平衡线缆上采用全双工基带传送技术。通过在每对线的任一方向上同时传送速率达2500 Mb/s的数据，实现了10 Gbps的总数据速率。尽管其较以前的标准有许多改善，但在信号处理方面必须充分利用每一个技巧，才能实现这么高的数据速率。其它物理层挑战还包括：降低串扰，通过各种方式降低功率要求。

图1 Teranetics TN2022是业内第一个双端口10GBASE-T PHY

    Teranetics TN2022主要优势

    作为10GBASE-T标准的推动者之一，Teranetics顺理成章地通过一系列10GBASE-T PHY产品进入该市场。公司最新的Teranetics双端口单芯片TN2022 (参见图1)使交换机制造商能够在一个机架单元中设计最多48个RJ-45端口，同时每个端口的功耗仅6W，能源利用率要比第一代PHY提高了50%。

    考虑到10GBASE-T技术的复杂程度不断提高，Teranetics及其客户和合作伙伴面临的一个重大挑战是怎样迅速高效地进行一致性测试。IEEE 802.3规范定义了六个主要的物理层测量项目，包括最大输出跌落、发送端抖动和发送端时钟频率等。

    Teranetics公司系统工程总监Dimitry Taich表示：“作为一家芯片设计商及规范制定者，我们拥有专业技术，可以自己设置和进行这些测试，但这不一定适用于网络设备制造商。此外，设置测试配置及手动完成测试耗费时间非常长。为了保证产品广泛投用后，各方测试结果的一致性，我们需要更简单、自动化程度更高的方式来进行10GBASE-T一致性测试。”

图2 功率谱密度测量

    一台仪器、一键测试

    由于非常熟悉泰克的测试解决方案，Teranetics团队乐于使用泰克的方案达成自己的测试测量需求。长期以来，泰克一直为以太网系列协议，如100BaseT和1000BaseT等提供整套的测量方案，包括信号验证、自动化的一致性测试软件和参数测量等方案。

    “我们知道，开发10-GBASE-T PHY将带来重大的一致性测试挑战。最明智的方式是与拥有丰富以太网测试经验的测试测量公司合作。”Taich说，“泰克XGbT解决方案采用示波器作为平台，执行各种10GBASE-T测量，如功率谱密度(参见图2)、功率值和传输线性度。不管是对于我们自身的不断发展，还是对其它任何开发10GBASE-T产品的厂商，使用泰克XGbT解决方案都能够节约大量的时间和成本。”

    许多竞争对手的解决方案要求使用示波器、矢量网络分析仪(VNA)和频谱分析仪，相比之下，泰克示波器和XGbT软件解决方案的测试设置速度更快、更简便。只使用一台仪器相比某些别的配置，使购置成本下降了近50%，可以明显改善用户体验，同时也使测试结果的可重复性更高。在使用不同测试设备的不同部门之间，可重复的测试方法和测试结果尤为重要。

    有些以太网一致性测试的最终用户是在车间进行产品测试的技术人员。在这种情形下，公司需要自动化测试来迅速验证产品的性能和一致性。通过使用泰克XGBT解决方案，客户可以单键选择多项测试。如图3所示，XGbT软件的图形用户界面以直观的流程式菜单来引导用户轻松地完成设置和测试步骤。

    该解决方案允许客户使用DPO70000/B或DSA70000/B系列示波器的全部四条通道同时测量，加快测试速度，进一步节约成本。客户还可以使用泰克P7380 SMA差分探头和P6330高阻探头及XGbT测试夹具，进一步缩短测试时间。为深入进行验证和调试，XGbT软件可以生成测量报告，除Pass/Fail结果外，还有详细的测试余量和统计值。

图3 XGbT GUI实例，显示互连仪器的侦测结果

    为快速增长做好准备

    尽管10G以太网早在2001年就已经推出，但由于成本过高和光纤传输，其采用率一直很低。相比之下，1 Gbps铜缆交换机的每月销量能够达到约五六百万端口。10GBASE-T交换机和10GBASE-T服务器的问世，大幅度扩大了10G以太网的机会，因为其可以支持更简单、更便宜的双绞线铜缆。

Lane A的PSD测试

    “我们相信，10GBASE-T在未来几年快速增长所需的一切条件都已经就位：从IEEE规范到经济的第二代芯片，再到全自动一致性测试解决方案。”Taich说，“所有主要障碍已经消除，我们已经为在业内的更广泛应用做好准备。在这个过程中，正是泰克和其它合作伙伴帮助我们解决了大量棘手的挑战，没有他们的帮助，我们没有办法达到今天的成功。”■