2025年通向800G之路：技術(shù)挑戰(zhàn)與測(cè)試戰(zhàn)略白皮書

通向800G之路：技術(shù)挑戰(zhàn)與測(cè)試戰(zhàn)略從400G到800G:一次飛躍，而非過(guò)渡盡管400G以太網(wǎng)(以下簡(jiǎn)稱400G)仍在努力進(jìn)入生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，助瀾的力量。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹鸫葸M(jìn)一直都是一個(gè)規(guī)劃嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^(guò)程，似乎與市場(chǎng)中的這些趨勢(shì)毫無(wú)相干。但這些趨勢(shì)并沒(méi)有等待業(yè)界的共識(shí)或標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)。惟一具有重要意義的時(shí)間線就是，運(yùn)營(yíng)商和網(wǎng)絡(luò)廠商多快能將支持此類技術(shù)的正如果要用某種特征來(lái)定義思博倫最近與客戶開展的合作，那肯定就是比預(yù)期更敏捷的對(duì)800G的追求。800G方面的活動(dòng)最初始于北美和歐洲，而現(xiàn)這是一項(xiàng)全球性的運(yùn)動(dòng)，而且它看起來(lái)絕不是一次簡(jiǎn)單的過(guò)渡，更像是一關(guān)鍵結(jié)論邁向800G的全球運(yùn)動(dòng)已經(jīng)開啟，而運(yùn)營(yíng)商和網(wǎng)絡(luò)廠商也在為滿足新的數(shù)據(jù)通向800G之路：技術(shù)挑戰(zhàn)與測(cè)試戰(zhàn)略2800G生態(tài)體系將提供更快的能力，在空間有限的現(xiàn)有物理位置中實(shí)現(xiàn)容量的最大化，因此一些早期的采用方已經(jīng)開始要求思博倫對(duì)其高密度設(shè)備和系統(tǒng)開展驗(yàn)證。具體而言，思博倫需要滿足客戶對(duì)廠商中立互操作性測(cè)試的急迫需求，為800G的快速進(jìn)展和推廣提供支持。驅(qū)動(dòng)800G以太網(wǎng)的測(cè)試需求的因素包括：學(xué)習(xí)等新應(yīng)用、SaaS應(yīng)用的持續(xù)推廣，以及在家辦公產(chǎn)生的流量，都為數(shù)據(jù)中心帶來(lái)了前所未有的工作負(fù)·快速存取可以為CPU和內(nèi)存資源的分散配置提供所需的性能?！び斜匾?yàn)證能耗更高的各類應(yīng)用，以及對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)可部署的服務(wù)器數(shù)量的影響?！み\(yùn)營(yíng)商在高傳輸需求地區(qū)開展的推廣活動(dòng)。在仿真超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心流量的測(cè)試鏈路上，思博倫已經(jīng)幫助客戶驗(yàn)證了800G光模塊的互操作性。我們還通過(guò)對(duì)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)流量的仿真驗(yàn)證了800G光收發(fā)機(jī)的性能，為數(shù)據(jù)中心中各類在線應(yīng)用和服務(wù)的持續(xù)擴(kuò)展提供了支持。我們正在與伙伴合作，推進(jìn)對(duì)廠商中立的800G測(cè)試解決方案。這項(xiàng)突破性的工作已經(jīng)展示了下一代高速以太網(wǎng)設(shè)備的可行性，以及為初期需求提供支持的準(zhǔn)備情況。800G測(cè)試的時(shí)間線正變得越來(lái)越清晰。關(guān)鍵結(jié)論隨著測(cè)試時(shí)間線的日漸明晰，思博倫在驗(yàn)證800G設(shè)備是否為滿足初期市場(chǎng)需求做好了準(zhǔn)備。通向800G之路：技術(shù)挑戰(zhàn)與測(cè)試戰(zhàn)略在整個(gè)生態(tài)體系中，測(cè)試需求和用例都是千差萬(wàn)別的，但低層取得成功后逐步向更高的協(xié)議棧遷移。在這一早期階段，當(dāng)我們使用單一解決方案對(duì)設(shè)備和軟件進(jìn)行測(cè)試并確體系中利益相關(guān)方提出的各類不同的要求正在定義該技術(shù)的測(cè)試需求。光模塊和線纜廠商是該技術(shù)最早的適配器，其關(guān)注的核心設(shè)計(jì)和制造交換機(jī)芯片的半導(dǎo)體企業(yè)將側(cè)重于加快開發(fā)和制造進(jìn)程，使復(fù)雜的新型芯片能夠以盡可能快的和高的成本效益迅速進(jìn)入市場(chǎng)。通過(guò)不斷的芯片生產(chǎn)前驗(yàn)證仿真測(cè)試，以及芯片生產(chǎn)后驗(yàn)證測(cè)試，將使復(fù)雜芯片的設(shè)計(jì)工作待芯片更廣泛的上市后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商(NEM)和超大規(guī)模運(yùn)營(yíng)商將首先側(cè)重于啟動(dòng)穩(wěn)定的鏈路，然后才會(huì)關(guān)注應(yīng)用性能，以及真實(shí)的IP和更高層協(xié)議流量對(duì)性能產(chǎn)生的影響。這一過(guò)程包含對(duì)廠商提供的連接器和芯片開展驗(yàn)在此類測(cè)試開展的同時(shí)，零散的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)過(guò)程和時(shí)間線造成的復(fù)雜性和困惑，將會(huì)成為這一階段重點(diǎn)關(guān)鍵的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。各利益相關(guān)方?jīng)]時(shí)間去等待這些挑戰(zhàn)被逐個(gè)梳理清要想充分信心地開展這項(xiàng)工作，我們必須比以往任何演進(jìn)更早地執(zhí)行更全面的測(cè)試。了解什么可能出錯(cuò)以及何時(shí)出錯(cuò)是制定早期成功戰(zhàn)略的第一步。通向800G之路：技術(shù)挑戰(zhàn)與測(cè)試戰(zhàn)略4通向800G之路：技術(shù)挑戰(zhàn)與測(cè)試戰(zhàn)略5盡管800G是在400G技術(shù)的基礎(chǔ)上定義而來(lái)的，但在所有層均會(huì)帶來(lái)巨大的全新技術(shù)挑戰(zhàn)。從芯片和光模塊/線纜廠商到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商，再到超大規(guī)模運(yùn)營(yíng)商，這些挑戰(zhàn)的影響將波及整個(gè)生態(tài)體系。在協(xié)議測(cè)試、軟件和規(guī)模方面，未來(lái)將會(huì)出現(xiàn)一系列的問(wèn)題。思博倫已經(jīng)在這些領(lǐng)域中取得了一些進(jìn)展，并且查明了若干必須立即加以解決的優(yōu)先“第一天”挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)正在對(duì)必須執(zhí)行的測(cè)試和為其提供支持的能力產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。這些挑戰(zhàn)涉及互操作性、物理層性能，以及啟動(dòng)系統(tǒng)所需的各種努力。①不斷演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)對(duì)該生態(tài)體系產(chǎn)生影響。800GPCS的標(biāo)準(zhǔn)和400GFEC對(duì)800G的適配將會(huì)繼續(xù)演進(jìn)，既有小的修改，也有一些巨大的飛躍。雖然使用100G通道實(shí)現(xiàn)的800G實(shí)施需要依賴來(lái)自前幾代的PAM4信號(hào)編碼，但這些推廣需要考慮到PAM4速率翻倍的問(wèn)題，即從50Gbps提高至100Gbps。未來(lái)的戰(zhàn)略預(yù)計(jì)可以通過(guò)四個(gè)200G通道來(lái)實(shí)現(xiàn)800G,而無(wú)需使用八個(gè)100G通道。這將是一項(xiàng)重大的變化，而且可能最終會(huì)引入更多的技術(shù)挑戰(zhàn)。在從NRZ向PAM4調(diào)制遷移的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了許多問(wèn)題。在這些問(wèn)題中，有些是較低層級(jí)的問(wèn)題。例如，如果Gray編碼被禁用，可以通過(guò)檢查按通道的PCS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象。在遷移到200G通道的更高量級(jí)調(diào)制后，我們還需要再次對(duì)類似的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查。我們也需要對(duì)真實(shí)世界中廠商設(shè)備之間的互操作性進(jìn)行驗(yàn)證，尤其是在這些新定義的領(lǐng)域中。目標(biāo)1目標(biāo)3..白皮書和鏈路訓(xùn)練(LT)要求。根據(jù)所用的ASIC,有些設(shè)備可能只支持LT,而其它設(shè)備可能會(huì)同時(shí)支持AN和LT。此外，只支持LT的ASIC可能不會(huì)兼容支同時(shí)支持AN和LT的ASIC,因此在這些案例中，AN和LT都需要禁用，而且鏈由于LT使光模塊可以調(diào)節(jié)鏈路互聯(lián)對(duì)端的發(fā)送設(shè)置，因此解決AN/LT的兼容性問(wèn)題至關(guān)重要。這種能力令使用多種少手動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)送設(shè)置的需求。在缺少AN/LT時(shí)，鏈路無(wú)法當(dāng)鏈路震蕩頻繁發(fā)生時(shí)，吞吐量可能會(huì)受到巨大的影響。隨著光技術(shù)的成熟，鏈路震蕩的情況已經(jīng)非常罕見，而且通常是由線纜損壞、配置錯(cuò)誤或存在缺陷的連接器造成的。而在800G等新技術(shù)中，鏈路震蕩也可能是由發(fā)熱問(wèn)推進(jìn)800推進(jìn)800G部署工作“自以太網(wǎng)面世并成為全球網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)以來(lái)，測(cè)試一直都是該技術(shù)生態(tài)體系的關(guān)鍵方面，而且測(cè)試在加快未來(lái)更高速度以太網(wǎng)的推廣方面將繼續(xù)扮演至關(guān)重要的角色。”③光器件的調(diào)試代價(jià)高昂且供不應(yīng)求。光器件目前處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，而且價(jià)格可能達(dá)到數(shù)萬(wàn)美元，因此測(cè)試的代價(jià)也相當(dāng)高昂。此外，由于能耗水平和發(fā)熱水平非常高，多種潛在的光器件問(wèn)題也可能在800G中出現(xiàn)。如果無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效的散熱，就很可能導(dǎo)致不穩(wěn)定的性能。要想避免功率波動(dòng)和需要重新設(shè)計(jì)和重新制造的線路板缺陷，對(duì)光器件、ASIC和布線通道執(zhí)行壓力測(cè)試已經(jīng)成為一種至關(guān)重要的作法。此外，每當(dāng)有新設(shè)備連接時(shí)，如果工程團(tuán)隊(duì)都能按照標(biāo)準(zhǔn)慣例的方式參與進(jìn)來(lái)，則正確的互操要想避免功率波動(dòng)和需要重新設(shè)計(jì)和重新制造的線路板缺陷，對(duì)光器件、ASIC和布線通道執(zhí)行壓力測(cè)試已經(jīng)成為一種至關(guān)重要的作法。此外，每當(dāng)有新設(shè)備連接時(shí)，如果工程團(tuán)隊(duì)都能按照標(biāo)準(zhǔn)慣例的方式參與進(jìn)來(lái)，則正確的互操作性便可得到保障。最后，通過(guò)優(yōu)化各種參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)特性等內(nèi)容的完全控制，也可以為成功鋪平道路。⑤精確驗(yàn)證物理層健康的必要性。PAM4鏈路本身就容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，因此前向糾錯(cuò)(FEC)是強(qiáng)制性的。但允許超過(guò)15個(gè)符號(hào)的錯(cuò)誤可能會(huì)導(dǎo)致無(wú)法修正的錯(cuò)誤代碼字(CodeWord),并引發(fā)幀校驗(yàn)序列 在我們能夠以受控方式執(zhí)行FEC錯(cuò)誤注入之前，F(xiàn)EC統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以幫助我們確立強(qiáng)健的電氣連接基準(zhǔn)。④兩倍的速度意味著更大的挑戰(zhàn)。追求速度是要付出代價(jià)的。從400G向800G的巨大飛躍會(huì)帶來(lái)速度的更大提升和更高的頻率(即>50GHz的頻譜內(nèi)容)。頻譜的倍增也會(huì)導(dǎo)致采樣速度和碼率的翻倍。因此，在過(guò)去可能不會(huì)產(chǎn)生任何影響的小問(wèn)題，在800G上卻可能嚴(yán)重?fù)p害電氣性能。這就相當(dāng)于過(guò)去用慣了80倍顯微鏡，如今卻要使用500倍的產(chǎn)品。在此類高速率下保持高保真度需要更強(qiáng)的ASIC設(shè)計(jì)，例如需要使用稀有材料和采用公差嚴(yán)格的線路板制程。高速帶來(lái)的挑戰(zhàn)將涵蓋線路板設(shè)計(jì)問(wèn)題和其中的布線。由于采用了更快的光器件和更強(qiáng)大的ASIC,過(guò)多的熱量也是需要擔(dān)憂的問(wèn)題。甚至連針腳的間隔也會(huì)成為一項(xiàng)問(wèn)題。此外，接頭和模塊之間的任何阻抗不連續(xù)性都可能導(dǎo)致電氣反射，給保真度和性能帶來(lái)消極的后果。通向800G之路：技術(shù)挑戰(zhàn)與測(cè)試戰(zhàn)略通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室中開展的實(shí)際工作，我們可以利用真實(shí)世界的研究來(lái)替代預(yù)測(cè)和理論。目前，有多種值得關(guān)注的用例和光模塊/線纜廠商用例：在標(biāo)準(zhǔn)尚未完全定稿或仍處于開放解釋階段的測(cè)試策略：?jiǎn)?dòng)800G鏈路，仿真超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的流量。評(píng)估簡(jiǎn)單的Pre-FEC和Post-FEC錯(cuò)誤率，并確保它們符合規(guī)格的要求。查明健康和不健康的鏈路。通過(guò)在流量流中注入錯(cuò)誤來(lái)執(zhí)行壓測(cè)試策略：芯片生產(chǎn)前，提供EDA仿真和基于軟件的流量仿真。通過(guò)測(cè)試場(chǎng)景庫(kù)實(shí)現(xiàn)測(cè)試工作流程的自缺陷實(shí)時(shí)捕捉，并縮短重新設(shè)計(jì)和重新制造的周期。執(zhí)行芯片生產(chǎn)后測(cè)試，對(duì)已制造的芯片加以驗(yàn)證。用例：實(shí)施驗(yàn)證，以及數(shù)據(jù)中心之間或內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)和驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)是否能夠保持正常運(yùn)行，以及應(yīng)用性能是否能夠保持高質(zhì)量。驗(yàn)證所有層，并確定力實(shí)現(xiàn)直接測(cè)試。評(píng)估散熱和電源狀況。連續(xù)用例：為現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)條件下的鏈路和應(yīng)用性能提供保測(cè)試策略：?jiǎn)?dòng)穩(wěn)定的鏈路并驗(yàn)證應(yīng)用的性能。通過(guò)測(cè)試來(lái)確保設(shè)備能夠在壓力下穩(wěn)定運(yùn)行。評(píng)估和監(jiān)視發(fā)熱和功率問(wèn)題。在真實(shí)條件下對(duì)設(shè)備施加考驗(yàn)。連續(xù)測(cè)試和驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用的性能。實(shí)現(xiàn)必不可少的靈活性，滿足特定深入用例測(cè)試800G正在快速奔向更快的部署，滿足客戶對(duì)更高連接速率和需求。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和5G應(yīng)用的成敗都取決于業(yè)界更高效驗(yàn)證和部署800G的能力。要想迅速滿足各方對(duì)更高網(wǎng)絡(luò)容量日益增長(zhǎng)的需求，這才是唯一的道路。雖然整個(gè)800G生態(tài)體系中的用例和測(cè)試戰(zhàn)略不盡相同，測(cè)試解決方案必須與各種標(biāo)準(zhǔn)靈活演進(jìn)，并克服在可預(yù)見的未來(lái)會(huì)不斷出現(xiàn)的種種復(fù)雜性問(wèn)題。業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)者不僅必須測(cè)試和確保相關(guān)協(xié)議棧各層的質(zhì)量，還應(yīng)對(duì)較低各層的性能加以驗(yàn)證。由于標(biāo)準(zhǔn)尚未最終確定，供應(yīng)鏈接問(wèn)題造成的器件稀缺，以及新出現(xiàn)的復(fù)雜性問(wèn)題，正確的測(cè)試將成為芯片廠商、超大規(guī)模運(yùn)營(yíng)商和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商照亮前方道路的最佳工具。早期的測(cè)試解決方案已經(jīng)能夠滿足一項(xiàng)重要的需求，但必須靈活地按照標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，克服早期網(wǎng)絡(luò)堆棧的復(fù)雜性。通向800G之路：技術(shù)挑戰(zhàn)與測(cè)試戰(zhàn)略以安全的方式加速800G之旅工作，我們正在為早期用戶樹立信心，加快世界上首批具備800G能力的下一代設(shè)備的設(shè)計(jì)和開發(fā)進(jìn)程。方案?？杀３州^低層測(cè)試的穩(wěn)定。如希望了解思博倫高速以太網(wǎng)測(cè)試解決方案的更多信息，敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)/HSE。關(guān)鍵結(jié)論早期的800G采用者必須對(duì)加快全世界下一代高速設(shè)備的設(shè)計(jì)和開發(fā)樹立信心。思博倫已經(jīng)為支持他們做好了聯(lián)系我們北京代表處地址：北京市東長(zhǎng)安街1號(hào)東方廣場(chǎng)東方經(jīng)貿(mào)城WI座8層804-805A室郵德：100738傳真：[8610]85182540郵編：200021電話：[8621|63907233/6070傳真：[8621]63907096地址：廣州市環(huán)市東路403號(hào)廣州國(guó)際電郵編：5100