1、1112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A分布式存儲技術與產業分析報告分布式存儲技術與產業分析報告編號 ODCC-2022-0300A112G 線性互聯解決方案白皮書開放數據中心標準推進委員會開放數據中心標準推進委員會2022-09 發布發布I112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A版權聲明版權聲明ODCC（開放數據中心委員會）發布的各項成果，受著作權法保護，編制單位共同享有著作權。轉載、摘編或利用其它方式使用 ODCC成果中的文字或者觀點的，應注明來源：“開放數據中心委員會 ODCC”。對于未經著作權人書面同意而實施的剽竊、復制、修改、銷售、改

2、編、匯編和翻譯出版等侵權行為，ODCC及有關單位將追究其法律責任，感謝各單位的配合與支持。II112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A編制說明編制說明本白皮書在撰寫過程中得到了多家單位的大力支持，在此特別感謝以下參編單位和參編人員：參編單位（排名不分先后）：騰訊、光迅、立訊、博創、安費諾、英偉達、中國信息通信研究院、是德參編人員（排名不分先后）：康浩浩、沈大勇、高萬超、張濤、吳春付、李林春，高旻圣，周航、袁雙峰、方劉海、王健、孫聰、王少鵬III112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A前言前言過去十幾年，互聯網和云計算迅猛的發展，產生了超大規模的數

3、據中心，而傳統網絡技術已經無法滿足超大規模數據中心的要求，進一步推動網絡技術的演進和變革。以太網速率已經從 25G 接入，100G 互聯增長到如今的 100G 接入，200G/400G 互聯，并逐步向 200G 接入，800G/1.6T 互聯演進。為了提高物理 鏈 路 的 通 信 容 量，單 鏈 路 速 率 從 25GNRZ 演 進 到 56GPAM4，并112G/224GPAM4 演進。隨著物理層單鏈路速率的提升，交換機/網卡 SerdesIP架構也在不斷迭代，在單通道 112G 下，主流的 Serdes 方案已經是 ADC+DSP架構，均衡和信號再生能力較強，硬件架構上線性直驅 112G

4、光電轉換具備可行性，并且 OIFCEI-112G-Linear 標準已經驗證確認?；谝陨锨疤?，采用線性直驅方案的互聯線纜，技術上無風險。IV112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A目錄目錄版權聲明.I編制說明.II前言.III一、背景介紹.1二、112G 高速互聯系統設計.1（一）112G SerDes 基本架構.2三、112G linear 線性光互聯.4（一）線性互聯優勢.4（二）線性光互連可行性分析.51 OIF CEI-Linear 協議進展.52 112G linear 光產品系統架構.63 112G linear 光產品可行性評估.8（三）112G lin

5、ear 光產品設計.101 整體設計.102 光路部分設計.103 發射部分設計.114 接收部分設計.12（四）112G linear 光產品測試.12四、112G linear 線性銅互聯.13（一）112G linear 銅互連優勢.13（二）112G linear 銅產品設計.14V112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A1 結構設計.152 電路設計.153 產品形態.16（三）112G linear 銅產品測試.171 信號完整性測試項目要求及方法.172 電氣可靠性測試要求.183 機械可靠性測試要求.194 環境可靠性測試要求.20五、112G line

6、ar 線性互聯系統測試.21（一）系統 Tx 參數摸底.21（二）鏈路性能評估.22（三）系統兼容性測試.231112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A一、背景介紹一、背景介紹隨著帶寬需求的增加，以太網交換機和光纖通信通道都需要在單位容量成本、帶寬密度和能源效率方面保持同步快速提升以適應市場需求。從 2010 年到現在，交換芯片 ASIC（專用集成電路）和光模塊的容量都增加了 40 倍，分別從 0.64Tb/s 到 25.6 Tb/s 和從 10Gb/s 到 400 Gb/s。而當數據中心單通道速率演進到 112G SerDes 時，電信道在信號完整性方面遇到了巨大的挑

7、戰，為了解決電信號的這些問題，112G SerDes 在架構設計上需要更強的信號均衡能力，這也導致 SerDes 整體功耗的增加，單機互聯模塊的功耗正在迅速增長并且即將超過交換核心的功耗。除了功耗挑戰之外，如何降低單位 bit 的成本也是網絡技術演進過程中的一個主要考慮因素。在 112Gbps 時代，系統芯片的信號的補償和均衡能力顯著提升的技術背景下，為了有效應對互聯硬件功耗和成本的挑戰，線性架構的競爭優勢逐漸體現出來。本白皮書聚焦于提供線性光互聯和線性銅互聯解決方案。二、112G 高速互聯系統設計二、112G 高速互聯系統設計行業目前有 10Gb/s、25Gb/s 和 56Gb/s 的電氣接

8、口可供使用，目前正在進行 112Gb/s 的開發工作，以滿足更高的數據速率需求。然而，傳統銅互連的帶寬受到嚴重限制，使用高速通道的設計越來越困難。同時，芯片功耗的劇烈上升，在互連設計中對電源通道設計的挑戰成倍。高速通道的實現由可支撐的損耗預算決定。損耗由鏈路長度，板材、連接器，過孔等無源損耗節點決定。在網絡設備中，前面區域通常由用于系統間通信的光模塊占據，而系統內的板卡通信通過背板/中板連接。為了支持合理的系統尺寸，系統背板/中面板長距離連接通常需要達到 1m 的距離。在 112Gb/s的電氣串行速率下，達到這種距離已經需要使用先進的低損耗電路材料和高性能連接器來滿足損耗預算。芯片基片和印刷電

9、路板(PCB)材料(介質和導體)影響總損耗。在考慮高速通道設計時，需要考慮的重要因素是高速通道各種組件的2112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A阻抗和串擾特性，在 112 Gbps，回損對低損耗信道的影響變得很明顯?；谶@一認識，112 Gbps 的應用將需要更多地權衡插入損耗以外因素的影響。（一）112G SerDes 基本架構（一）112G SerDes 基本架構高速信號在無源通道傳播中會產生畸變，造成接收端信號信噪比（S/N）惡化，形成誤碼。系統實現中，通道造成的畸變不可避免，要求 SerDes 具有信號恢復再生能力。無源通道對信號的影響通常分為：損耗(Loss

10、)、反射(Reflection)和串擾(Crosstalk)。串擾影響具有不確定性(Un-Deterministic)，不能被糾正（Corrected）；損耗和反射影響是確定性的(Deterministic)，理論上可糾正。SerDes 能力主要是對損耗造成畸變信號進行恢復，因此通常采用信號能恢復的“最大通道損耗”能力來簡單表征 SerDes 性能。112G 為 PAM4 編碼，波特率為 56Gbps，UI18ps。112G 信號恢復難度極大，對損耗較大的鏈路，純模擬架構難以保證誤碼率，幾乎所有的長鏈路 112GSerDes 均為模擬和數字混合架構。圖 1 112G 基于數字架構 SERDES

11、 框圖模擬部分的功耗不會隨著數據率增加而增加，而對數字部分功耗隨波特率增加而增加。從時域看，無源通道損耗越大，通道沖擊響應持續的時間越長，沖擊響應持續的 UI 數越多，DFE/FFE 階數越多，SerDes 的資源越多，即功耗越大。112Gbps 相對 56Gbps 波特率增加一倍，需要的 DFE/FFE 階數增加一倍，因此 112G 的 SerDes 的功耗不可忽略。針對不同無源通道損耗和應用場景，將112G 鏈路進行分類，對應不同的參考 SerDes 架構和目標的功耗。3112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A線性均衡(CTLE)、FFE 和 DFE 為常見 Ser

12、Des 均衡方式。其中 CTLE 和 DFE位于接收側，FFE 可位于接收和發送側，在發送側通常稱為 FIR(FiniteImpulse Response)濾波器。如圖，3 階 FIR 濾波器傳遞函數為高通濾波器，在Nyquist 頻點的幅度為 1，在直流的幅度為(Main-pre-post)/(Main+pre+post);超過 3 階的 FIR 濾波器從時域卷積波形進行設計。FFE 沒有信號增益，通過壓低信號的低頻形成高通濾波器，因此 FFE 會壓縮信號的擺幅，消除 ISI 同時降低了信噪比(S/N)圖 2 發送側 FFE 恢復信號機制接收線性均衡（CTLE），其頻響為高通濾波器，無增益的

13、 CTLE（比如 VSR參考接收機）同樣會壓低低頻縮小眼圖，有增益的 CTLE 放大信號會同時放大高頻噪聲。CTLE 增益曲線通?？刹捎昧銟O點函數進行表征，為了更好的將接近，CTLE 通?？梢栽O計多個零極點，可以更精細的控制 CTLE的傳遞函數，從而獲得更平坦。圖 3 無源 CTLE 電路和頻域相應曲線4112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300ADFE（Decision feedback EQ）：時域上，ISI 能量會滲入相鄰通道中且比例是確定的，DFE 直接將這部分能量通過加法器扣除；DFE 不會降低信號幅度或放大噪聲，僅對信號對應 tap 采樣時刻有效，是負反饋系統；

14、負反饋可能會造成系統的不穩定，即誤碼傳播，DFE 的反饋系數(系數和)越大則誤碼傳播可能性越大。FFE（Feed Forward EQ），類似發送 FIR，模擬 FFE 會造成信號幅度下降；通過對模擬信號進行 AD 采樣，采用 DSP 進行多階的 FFE 有效的信號恢復；FFE 沒有負反饋機制，不會造成誤碼傳播，適合于有誤碼系統。圖 4 FFE 和 DFE 實現機制及 DFE 時域響應二次反射噪聲也稱為回音(echo)噪聲，回音噪聲非線性，在頻域上體現為Ripple，在時域上為毛刺，無法通過線性均衡(CTLE 和 FFE)消除。若回音噪聲在 DFE tap 控制范圍內，可以消除噪聲；兩個反射點

15、的間距為，則反射的能量出現于信號后，則至少需要:112G 互連技術的實施帶來了很大挑戰：信號速率的翻倍，電源功耗的劇烈增加，關鍵器件性能的提升和可靠性設計，成本的管控等?？傊?，需要仔細的研究，以針對所確定的每一個挑戰的解決方案，實現滿足帶寬要求的經濟高效的 112G 互連解決方案。三、112G linear 線性光互聯三、112G linear 線性光互聯（一）線性互聯優勢（一）線性互聯優勢5112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A隨著數據中心網絡技術發展，推動了光模塊的容量逐漸向 400G/800G/1.6T演進，為了在光模塊的容量、功耗、成本三者之間達到一個平衡，光

16、模塊內部光學組件需要向更高程度的集成和制造自動化的發展。展望未來，SwitchFabric ASIC 和光學引擎的集成被認為是提升集成密度、成本效益和能源效率方面的發展的方向之一。因此出現了從可插拔部署模型轉向新的光學器件共同封裝(CPO)模型的轉換，該模型通過使光學器件更接近 Switch Fabric ASIC來解決上述挑戰。共同封裝光學解決方案需要在能效(pJ/bit)和成本($/bit)方面優于可插拔光模塊，初期的 CPO 方案大部分還是基于 CDR/DSP 架構為主，采用高度晶圓等級或是芯片等級的集成來驗證可行性但是仍然需要面對散熱的嚴酷挑戰，熱源高度集中難以有效的提升系統特性的穩定

17、性。因此市場傾向需要線性光學引擎接口來實現低功耗、低成本、低時延，特別是用于共同封裝光學器件(CPO)、近封裝光學(NPO)和超算中心、低時延同步移動網絡、AI 設備服務器的應用，但是同時對于主系統芯片的信號補償能力挑戰及信道的信號完整度的要求也大幅提升，此時線性架構的競爭優勢也相對非常明顯包含:端口功耗顯著降低(無 DSP)成本顯著降低(無 DSP 或是無 CDR)鏈接協商能夠充分利用系統 ASIC 功能物理層接口運行不影響數據速率、協議層、FEC 方案架構可擴展到下一代數據通訊更快的系統鏈接啟動及低時延（二）線性光互連可行性分析（二）線性光互連可行性分析1OIF CEI-Linear 協議

18、進展1OIF CEI-Linear 協議進展OIF 計劃推動芯片到光學引擎的線性接口，實現低功耗、低成本、小尺寸CPO、NPO 以及 112G 串行光模塊。該項目將有助于增加帶寬和降低交換機端口6112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A的功率，采用緊密共封裝光模塊的交換機/服務器的應用將因為于功率/成本的降低而受益。定義支持 112Gbps 的數據通道包含印刷電路板、封裝基板、電纜芯片到光學引擎/模塊接口的互連包含以下 3 種場景，且 CEI-Linear 接口能夠實現每通道 10e-5 或更高的原始誤碼率(Pre FEC BER)，實現每通道 10e-15或更好的校正

19、誤碼率(Post FEC BER)圖 5 CEI-112G-LINEAR-PAM4 CPO圖 6 CEI-112G-LINEAR-PAM4 NPO圖 7 CEI-112G-LINEAR-PAM42112G linear 光產品系統架構2112G linear 光產品系統架構圖 8 CEI-112G-VSR7112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A圖 9 CEI-112G-Linear如圖所示是 CEI-112G-Linear 鏈路模型，對比圖 CEI-112G-VSR 來看，112G-Linear 模型采用一種全新的系統架構，取消了模塊側的信號再生、時鐘恢復能力，利用系

20、統端的能力對鏈路信號進行恢復。如何選擇合適的元件將光電轉換中引起的信號失真減至最小，同時實現在系統端實施線性補償高頻信號衰減是一個重大挑戰。在接收方向，光電二極管將光信號轉換為電流信號，TIA(跨阻放大器)又將電流信號轉換為差分電壓信號。在傳統系統架構中，TIA 的輸出信號將通過 DSP或 CDR 后再進入系統端。在線性互聯系統中，TIA 的信號將直接通過系統通道衰減后驅動下行方向帶有采樣和非線性均衡功能的主 DSP 芯片。為了實現這一直接驅動功能，直驅線性 TIA 產品中集成了輸出均衡器。同時還集成了自動增益控制（AGC）功能，保證即使在輸入光功率變化時 TIA 也能輸出穩定擺幅。在發射方向

21、，系統端驅動器輸出的信號將經過通道衰減后進入激光驅動器再進行電光轉換?；谕瑯拥目紤]，激光驅動器中增加了連續時間線性均衡器（CTLE）來補償通道的頻率相關衰減，同時提供寬增益覆蓋范圍，以及多種調制和耦合方式來支持 VCSEL/EML 以及硅光架構。在這種 Linear 架構中，光電芯片選型需要注意：選擇 TIA 時：需要考慮與 PD 匹配的輸出管腳間距，以及基于所選 PD 和組裝工藝的最優耦合方式（打線或者倒裝）。高速 TIA 和 PD 的組合帶寬應當以IEEE 參考接收機帶寬為目標，從而將光電轉換帶來的信號失真降低至最小。8112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A選擇

22、激光器時：考慮所需的調制方式以及基于組裝工藝的耦合方式。同樣的，高速驅動器和激光器的組合帶寬應當以 IEEE 參考接收機帶寬為目標，從而將電光轉換帶來的信號失真降低至最小。3112G linear 光產品可行性評估3112G linear 光產品可行性評估基于以上架構我們分別對發端和收端鏈路性能進行了原形驗證，驗證 TXDriver 能力和 RX TIA 能力。1）TX 端 Driver 能力驗證如圖利用 BERT、Linear Driver EVB、激光器、采樣示波器搭建一套完整的發端能力驗證組網，通過調整 Bert Tx 端 FFE 參數給一個相對較好的 Tx 信號，用評估 Linear

23、Driver 驅動激光器的發光性能。圖 10 Tx Driver 能力驗證實 際 測 試 結 果，基 本 上 符 合 預 期，26.5625GBd，TEDCQ=1.96dB，ER=3.388dB。波特率在 53.125GBd 波特率下，經過 100M OM4 光纖之后，TDECQ=3.5dB，ER=3.0dB。預期實際貼片之后，發端性能可以提高兩個量級，目前正在貼片驗證中。圖 11 26.5625GBd 光眼圖9112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A圖 12 53.125GBd 光眼圖2）RX 端 TIA 能力驗證如圖利用外置光源、Linear TIA EVB、損耗板

24、、BERT 搭建一套完整的收端能力驗證組網，通過調整 trace 線的長度，用評估 RX linear TIA 的能力。評估時我們給光源 OMA 大約在 1dB 左右，如圖所示，通過加不同的 trace line，模擬鏈路損耗，BER 可以達到 1E-6 水平，如圖所示。圖 13 Rx TIA 能力驗證圖 14 外置光源10112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A圖 15 Rx 端驗證結果（三）112G linear 光產品設計（三）112G linear 光產品設計1整體設計1整體設計基于 Linear 光互聯的技術評估，產品整體采用 QSFP112 封裝，單模的硅光

25、方案進行。采用單模硅光方案具有幾個好處：1）線性產品本身已經取消數字處理的部分，在傳輸鏈路上，針對信號處理的能力有限，單模設計可以避免多模設計的模間色散可能引入的傳輸問題，具有更高的可靠度；2）硅光平臺資源愈發成熟，設計資源可選以及設計成本不再高企，同時硅光設計的高集成度也更有利于產品的制作；3）具有成功硅光設計應用經驗以及成熟的硅光產品制作工藝，為硅光設計提供了保障。因此，基于評估，采用單模硅光方案的設計，是可行性較高的一種選擇。2光路部分設計2光路部分設計11112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A光路部分設計如框圖，A 端發射端激光器發光經過 TX 調制器調制后，

26、輸出到光纖陣列，經光纖傳輸到 B 端模塊，B 端接收端的光纖陣列則接收對端模塊傳輸過來的光，經 PD（檢光二極管）轉換后輸出到 RX TIA。反過來，B 端傳輸到 A 端的光路也一樣。得益于硅光設計的高度集成化，整體光路設計簡潔，光路組件數量減少，對于光路耦合制作是更加友好的設計。在設計中，我們采用更高精度要求的工藝設計，一是提高光的耦合效率，二是盡可能降低光的反射影響，避免信號在光介面上的過多損失；圖 16 光路設計示意圖3發射部分設計3發射部分設計發射部分設計如框圖，傳輸鏈路包含驅動器，調制器，激光器以及光纖陣列，不再包含傳統 400G 高速光模塊具有的數字信號處理或者時鐘數據恢復的部分，

27、整體發射鏈路設計具有更少的傳輸節點，以及更低的傳輸時延，另外整體的功耗也大幅下降，能效比提高。驅動器本身具備一定的信號補償和優化能力，同時鏈路節點的減少，使設計具有更靈活的空間利用，通過縮短電信號的傳輸路徑，盡可能的減少信號的損失，結合前期方案驗證的實際測試數據，這是一種具備可行性的較優的設計。12112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A圖 16 TX 設計示意圖4接收部分設計4接收部分設計接收部分的設計如框圖，包含 TIA，PD(檢光二極管)，光纖陣列，極大簡化了信號鏈路。在設計中，為了盡可能的減少信號損失，一是盡可能的縮短了電信號的傳輸路徑，采用最短的走線設計，配合

28、信號仿真的結果進行設計優化，以保證 PCB 的電介面損失2dB,符合 CEI-112G 線性接口模型；另外為了提高光的耦合效率，采用了特殊的光組件設計，使得小光敏面 PD 的應用也能達到 80%以上的耦合效率。圖 17 RX 設計示意圖（四）112G linear 光產品測試（四）112G linear 光產品測試13112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A112G 電 接 口 和 光 接 口 的 測 試 規 范，行 業 參 照 的 規 范 包 括 IEEE802.3bs/cd/ck，OIF-CEI 112G VSR/LR等。規范中對于測試項目、測試方法和指標要求有詳細

29、定義，可以作為測試依據的參考。IEEE規范和OIF-CEI規范作為非強制要求的規范，應該看作互連接口的基礎要求。數據中心用戶可以根據行業規范，制定符合自己要求的需求指標。IEEE 802.3ck106 GbpsElectrical C2MIEEE 802.3cu106 Gbps10Km,Single-Mode Optical Fiber at 106 Gbpsper IEEE 802.3db106 Gbps50M,Multimode Optical Fiber at 106Gbps perFiberOIFCEI-112GLR72 116Gbpsupto28-30dBlossattheNyqui

30、stfrequency,including two connectorsOIFCEI-112GVSR72 116Gbpsupto12-16dBlossattheNyquistfrequency,including one connector四、112G linear 線性銅互聯四、112G linear 線性銅互聯（一）112G linear 銅互連優勢（一）112G linear 銅互連優勢互聯網上70%的流量發生在數據中心內部，因此數據中心內部的互聯技術要隨著數據流量增加。大型互聯網數據中心是這些年互聯增長最快的市場，也是技術革新最快的領域。在當前比較流行的CLOS 的數據中心網絡架構下，

31、Leaf至Spine層之間采用短距至長距光模塊的鏈路數量占比約為接入層交換機至服務器之間鏈路總數的三分之一左右，而對于占據主要互聯用量的Server和TOR交換機，則可以通過高速銅纜（DAC/ACC/AEC）和有源光纜（AOC）進行互聯，覆蓋20米以下的距離，而無源銅纜DAC相比于有源光纜（AOC），具備有失效率低、功耗低以及成本低的天然優勢，在現在“碳中和”的要求下，數據中心的PUE(PowerUsage Effectiveness)成為衡量數據中心運行效率的關鍵指標。近年來，伴隨著大型/超大型數據中心的自建和新建，先進的IDC一體化設計大大提升了單機柜功率容量，從而有效縮小了服務器接入的垂

32、直布線距離（通過調整TOR交換機的部署位置），隨著白盒網絡設備和自定計算節點的部署落地，機柜內服務器14112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A網絡接入鏈路開始大規模的使用DAC或者DAC+ACC方案，滿足高可靠性、低成本及低功耗的數據中心搭建要求。Linear銅互連通過模擬線性放大的方式進行銅纜的拓展應用，整體方案相對于AEC（Re-timer方案）以及AOC有著更低的成本及功耗的優勢，并且Linear銅纜互聯整體的測試相對簡單，對與線纜廠商以及上游的終端客戶更加友好。（二）112G linear 銅產品設計（二）112G linear 銅產品設計112G PAM4的

33、高速銅纜解決方案的高度兼容性的迭代升級保證了新一代外部高速銅纜技術的穩定遷移。全新的解決方案以現有產品族群的設計要求為牽引，在結合現有結構特點做升級演進，提升速率的同時，也保證了對管理接口和Pin定義的延續，QSFP112 Pin定義如圖所示。圖 18 QSFP112 Pin 參考定義15112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A1結構設計1結構設計根據實際運用環境的不同，OSFP，QSFP-DD產品又衍生出多種形態。多形態的設計均是基于對模塊本身散熱需求的考量，鑒于無源銅纜的功率非常低（毫瓦級），同時考慮到產品形態的歸一化對產品和市場發展的健康促進，一般將QSFP-DD

34、 Type1 和OSFP Open Top作為無源銅纜的首選型號（如下表以QSFP112G為例）。表 1 QSFP112 尺寸參考接口類型接口類型接口形態接口形態接口規范接口規范QSFP112QSFP112Specification-Rev2.02電路設計2電路設計如圖所示，ACC的原理是在線纜的接收端通過模擬的方式對高頻信號增加具有一定能力的線性補償（CTLE），從而實現銅纜應用時的高損耗補償，滿足系統的鏈路要求。圖 19 ACC 典型原理框圖Linear 銅互聯方案傳輸原理如圖所示，低頻時增益維持不變，隨著頻率升高后增益變大，補償高頻信號的損耗，經過一個較高的頻率之后，增益又慢慢變小，通過

35、不同頻點增益組合設置，可實現不同頻段的增益補償，如下為參考CTLE 曲線圖。16112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A圖 20 ACC 線性增益信號傳輸原理圖 21 CTLE 曲線圖在112G PAM4下，ACC的設計需要選取更低插損、更高帶寬的傳輸介質，由此對PCB布板、線纜焊接以及銅線的要求提升，優良的SI參數性能是保證信號傳輸質量的關鍵。3產品形態3產品形態單通道112G 線性銅互連產品設計，以400G QSFP 112 DAC和ACC為例，在通信協議上需符合的標準包括：IEEE802.3ckQSFP 112 MSA HW Rev 6.01SFF-8661,SF

36、F-8679,SFF-8636/CMIS5.1EIA-364,UL 94,1581,VW117112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300ARoHS產品的拓撲結構主流的有一對一和一分二兩種，如圖所示，應對不同布線場景需要。銅線的選取包括30AWG、28AWG、27AWG、26AWG，數字越大線徑越小，傳輸損耗也越大。圖 22 主流產品形態（三）112G linear 銅產品測試（三）112G linear 銅產品測試為保證高速線纜認證流程的統一和規范性，在基于EIA-364測試標準要求的前提下，結合外部高速銅纜的設計和運用特點，分別對電氣，機械和環境可靠性要求。1信號完整性測

37、試項目要求及方法1信號完整性測試項目要求及方法下面的項目為TP1-TP4的測試數據，含MCB PCB走線和連接器，如下圖：測試指標：18112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A項目要求單位最大插損26.56GHz-19.75dB最小插損26.56GHz-11dB最小線纜組件ERL-8.25dB差模轉共?；負pSDC22-22+10*(f 26.56)0.05 f 26.56-15+3*(f 26.56)26.56 f 40f表示頻率，單位GHzdB差模轉共模轉換衰減SDC21-SDD21-100.05 f 12.89-14-0.3108*f12.89 f40f表示頻率，單

38、位GHzdB共模轉共?；負pSCC11-1.812.89 f 40dB最小COM 3dB2電氣可靠性測試要求2電氣可靠性測試要求項目要求參考低 階 接 觸 阻 抗（LLCR）最大20 milliohms(毫歐)信號接觸點（初始）EIA-364-23:320 mV DC,10mA絕緣電阻相鄰觸點之間最小1e3 Mega OhmEIA-364-21:100 V DC耐電壓相鄰觸點之間無缺陷（方法B），EIA-364-20:19112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A最大漏電流為1 mA方 法 B，300 VDC持續1分鐘3機械可靠性測試要求3機械可靠性測試要求項目要求參考插入

39、力QSFP112:40N MAXQSFP-DD:90N MAXOSFP:40N MAXEIA-364-13D拔出力QSFP112:30N MAXQSFP-DD:50N MAXOSFP:30MAXEIA-364-13D耐久性QSFP112:250次QSFP-DD:50次OSFP:50次EIA-364-09C機械振動沒有任何物理損傷實驗結束后需要維持SI 信號的完整EIA-364-28F機械沖擊沒有任何物理損傷實驗結束后需要維持SI 信號的完整EIA-364-27C線纜組件搖擺測試吊重1k，彎折半徑最小20mm,最大5倍線徑，20個循環。沒有任何物理損傷實驗結束后需要維持SI 信號的完整EIA-3

40、64-41D20112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A線纜裝接后保持力QSFP112不小于90N,至少保持 1 分鐘QSF-DD不小于125N,至少保持 1 分鐘OSFP不小于125N,至少保持 1 分鐘EIA-364-38C4環境可靠性測試要求4環境可靠性測試要求項目要求參考冷熱沖擊溫度:-20 80溫度轉換時間:5分鐘循環數:100次沒有任何物理損傷實驗結束后需要維持SI 信號的完整EIA-364-32E溫濕循環溫度:-2085濕度:80%50%駐留時間:60分鐘溫度轉換時間:30分鐘循環數:12次沒有任何物理損傷實驗結束后需要維持SI 信號的完整EIA-364-

41、31B恒溫鹽霧試驗時間：48H試驗溫度：4735EIA-364-26B21112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A鹽水濃度：5%沒有任何物理損傷實驗結束后需要維持SI 信號的完整混合氣體測試Cl2濃度:0.01PPMNO2濃度:0.2PPMH2S濃度:0.01PPMSO2濃度:0.1PPM溫度:30相對濕度:70%RH沒有任何物理損傷實驗結束后需要維持SI 信號的完整EIA-364-65溫度壽命溫度:85駐 留 時 間:A:96 小 時B:250 小 時C:500小時 D:1000小時沒有任何物理損傷實驗結束后需要維持SI 信號的完整EIA-364-17B五、112G

42、linear 線性互聯系統測試五、112G linear 線性互聯系統測試由于 Linear 光產品打破了傳統的光模塊形態，采用去 DSP 方法去降低光模塊的成本和功耗，因此系統端需要對這種產品進行特殊參數調試來滿足通信鏈路的需求。（一）系統 Tx 參數摸底（一）系統 Tx 參數摸底22112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A圖 23 系統 Tx FIR 參數調試組網拓撲如圖所示。通過遍歷系統端Tx FIR參數，保證光模塊發眼圖符合IEEE 802.3ck協議標準。這里注意，每個交換機端口都需要調參。（二）鏈路性能評估（二）鏈路性能評估圖 24 系統 Tx FIR 參數

43、調試經過系統Tx 參數摸底，可以知道交換機不同端口Tx FIR 相對較優的TxFIR 組合，這里需要進行系統聯調，每個端口尋找一組最優的Tx FIR參數，使鏈路BER和Symbol Error符合鏈路要求。（這里每家設備設計不同，不做統一約束）。這里有兩點鏈路特性需要重點：1）考慮抗反射能力，通過增加短光線，增加反射面，來評估整條鏈路的抗反射能力。2）鏈路靈敏度評估，通過調節可調光衰，模擬不同的光纖損耗值，考驗整條不同光功率下的接收能力。23112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A（三）系統兼容性測試（三）系統兼容性測試交換機互聯測試組網：測試項：編號測試項測試結果1D

44、DM告警信息讀取功能正確讀取模塊信息以及收發光功率等DDM信息2熱插拔的穩定性反復插拔光模塊至少15次，查看在正常插拔/快速插拔模塊時，是否出現模塊不識別或者系統掛死的現象。I2C可以正確識別，Link up正常。3常溫設備冷熱重啟后交換機冷熱重啟之后，I2C可以正確識別，Linkup正常。4端口震蕩模塊正常識別，linkup成功；無I2C掛死現象（此處通過查看模塊DDM信息確認）；打流無丟錯包4光模塊傳輸距離測試根據應用場景，測試實際互聯距離的光纖鏈路，長期打流無CRC、丟包。5環境實驗高低溫、變溫、高溫高濕環境下，循環72h，看整機運行穩定性。要求無抖動、丟包、錯包。6設備高溫重啟高溫狀態

45、下，linkup是否正常。短時間打流要求無錯包。24112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A7設備低溫重啟低溫狀態下，linkup是否正常。短時間打流要求無錯包。服務器與交換機互聯兼容性測試組網：測試項編號測試項目說明測試結果1交換機側慢速插拔1.每次插拔模塊正常識別，linkup成功，流量可以恢復；2.無I2C掛死現象；（此處通過查看模塊DDM信息確認）3.插拔正常，交換機網卡端口無機械損壞與卡死；4.Step3打流無丟錯包；2交換機側快速插拔1.最后一次插拔后，模塊正常識別，linkup成功；2.無I2C掛死現象；（此處通過查看模塊DDM信息確認）3.插拔正常，交換

46、機網卡端口無機械損壞與卡死；4.Step2打流無丟錯包；25112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A3交換機冷重啟1.模塊正常識別，linkup成功；2.無I2C掛死現象；（此處通過查看模塊DDM信息確認）3.打流無丟錯包；4交換機熱重啟1.模塊正常識別，linkup成功；2.無I2C掛死現象；（此處通過查看模塊DDM信息確認）3.打流無丟錯包；5交 換 機 端 口 快 速up/down1.模塊正常識別，linkup成功；2.無I2C掛死現象（此處通過查看模塊DDM信息確認）；3.打流無丟錯包6交 換 機 端 口 正 常up/down1.模塊正常識別，linkup成功；

47、2.無I2C掛死現象（此處通過查看模塊DDM信息確認）；3.打流無丟錯包7網卡側慢速插拔1.每次插拔模塊正常識別，linkup成功，流量可以恢復；2.無I2C掛死現象；（此處通過查看模塊DDM信息確認）3.插拔正常，交換機網卡端口無機械損壞與卡死；4.Step3打流無丟錯包；8網卡側快速插拔1.最后一次插拔后，模塊正常識別，linkup成功，流量可以恢復。2.無I2C掛死現象；（此處通過查看模塊DDM信息確認）3.插拔正常，交換機網卡端口無機械損壞與卡死；4.Step3打流無丟錯包；9服務器冷重啟1.模塊正常識別，linkup成功；26112G 線性光互聯解決方案白皮書ODCC-2022-0300A2.無I2C掛死現象；（此處通過查看模塊DDM信息確認）3.打流無丟錯包；5服務器熱重啟1.模塊正常識別，linkup成功；2.無I2C掛死現象；（此處通過查看模塊DDM信息確認）3.打流無丟錯包；11網 卡 端 口 快 速up/down1.模塊正常識別，linkup成功；2.無I2C掛死現象（此處通過查看模塊DDM信息確認）；3.打流無丟錯包12網 卡 端 口 正 常up/down1.模塊正常識別，linkup成功；2.無I2C掛死現象（此處通過查看模塊DDM信息確認）；3.打流無丟錯包