物理層テスト

テスト。改善。繰り返し。

物理層のテストはこれまで以上に重要

56/112/224G SerDesおよびPAM-4などの高度な変調方式を用いたイーサネットのテストでは、物理層（レイヤ1）への注力が特に必要となる。これらの高速伝送では、周波数依存損失、シンボル間干渉、クロストークなどの要因により、数メートル伝送しただけで信号の完全性が急速に劣化するためである。

規格や技術は急速に進化しており、半導体やネットワーク機器の開発者は、市場に出る前に製品の性能を検証する必要があります。そのため、イーサネット試験装置には、レイヤ1の試験だけでなく、L2およびL3トラフィックの生成と解析のためのツールも含まれていなければなりません。さらに、テスト機器は、規格や新しいユースケースの進化に合わせて、新しいテスト機能や管理機能を追加できる柔軟性を備えた将来性のあるものでなければなりません。

物理層の機能はPHYで処理され、PCS、FEC、PMA、PMD、ANサブレイヤーを含む。

シグナル・インテグリティ

高速イーサネットリンクで最初に確認すべき事項の一つは信号の完全性である。通常、これはアイダイアグラムの解析を伴うが、56G/112G/224G PAM-4レシーバーの場合、サンプリングおよび復元された信号から4レベル垂直スライサーアイが構築される。4つのPAM-4スライスの分離が良好であればあるほど、信号の完全性は高い。

PCSレーンレベルテスト

PHY の PCS 副層は、多数の並列 PCS レーンで動作する。送信後、これらのレーンは識別され、互いに対してアライメントされる必要がある。従って、典型的なテストケースは、Tx PCS レーン毎にユーザ定義のスキューを挿入するだけでなく、PCS レーンのスワップを含む。このようなテストでは、DUTのレシーバーがPCSレーンの順序を変更し、スキューの変動を処理できることを検証する。

前方誤り訂正テスト

FEC（Forward Error Correction）はPCSサブレイヤの重要な部分であり、テストが必要である。特定のイーサネット速度に依存するいくつかの異なるタイプのFEC-スキームがあります。新しいFECの実装をテストするには、エラーを挿入し、FECがエラーを訂正するかをチェックする必要があります。また、PRBSジェネレータとイーサネット試験装置からのエラー挿入により、FEC前後のBER性能を検証することができます。

イコライゼーション

FECが機能するのは、FEC前のビット・エラー量が大きすぎない場合のみである。高速イーサネットを電気ケーブルで伝送する場合、シグナル・インテグリティを向上させるために、トランスミッターとレシーバーの両方でイコライザーが必要となる。物理層試験の一環として、イコライザは、各レーンと使用される特定の伝送媒体の信号品質を最適化するために手動で調整されなければならない。

オートネゴシエーションとリンクトレーニング

オートネゴシエーション（AN）とリンクトレーニング（LT）は、電気接続によるイーサネット伝送の重要な要素であり、全体的な設置時間を短縮し、設定ミスのリスクを最小限に抑え、パフォーマンスを最適化することができます。ANプロセスでは、接続された2つのデバイスが伝送速度とFEC能力に関する情報を交換し、共通の伝送パラメータセットに合意します。その後、LTを使用して、選択された伝送速度でBERが最小になるように、各デバイスの送信イコライザ設定を自動的に調整します。

ANプロトコルとLTプロトコルはIEEE802.3によって標準化されているが、半導体やネットワーク機器の開発者にとって、自社製品の性能を検証することは困難であることが判明している。実装のわずかな違いによって、サードパーティとの相互運用性テストで製品が不合格になることがある。また、ベンダーはしばしばトラブルシューティングに苦労し、誤動作の根本原因を見つけることができない。

Z800Freya ANLTテスト・アプライアンスは、AN/LTプロトコルの性能検証およびトラブルシューティング用に設計されています。

以下のビデオで、XenaManagerソフトウェアとZ800Freya 、レイヤー1機能をテストする方法をご覧ください。

物理層テストの概要：

XenaManager3を使用したAN/LTテストの仕組み：

Z800Freya テストモジュール

高度なレイヤ1テスト向けに、Xena 、Xena Z800Freya テスト・モジュールを提供しています。112G SerDesおよびPAM-4で最大800Gbpsをサポートし、さまざまな高度なレイヤ1テスト機能を備えています。Z800 Freya は、堅牢で拡張性に優れた4U B2400シャーシ（12スロットのうち2スロットを占有）にも、小型で持ち運びが容易な1U XenaCompactシャーシにも単独で設置できます。

Xena物理層のテストソリューション

広範囲のテストモジュール

Xena 、10Mbpsから1.6Tbpsまでのあらゆるイーサネット速度のテストに対応した各種テストモジュールをXena 。当社の製品ラインナップには、Z1608EdunおよびZ800Freya製品シリーズに搭載された、224Gおよび112GベースのSerDes PAM-4といった最新のイーサネット技術が含まれています。AN/LTプロトコルのテストおよびデバッグには、専用のZ800Freya ANLT Test Applianceをご用意しています。

使いやすいソフトウェア

Xenaのテスト・ソリューションには、イーサネット・トラフィックを生成し、結果を分析するための豊富な機能を備えたソフトウェアが含まれている。主なツールはXenaManagerです。

また、RFC2544、RFC2889、RFC3918、Y.1564などの標準テストや、AN/LT向けの専用テストを実行するためのテストスイートに加え、あらゆるOS上で動作するPython APIを備えたオープンソースのテスト自動化フレームワーク「Xena （XOA）」など、強力で多岐にわたるスクリプト作成およびテスト自動化のオプションも用意されています。