采用了 100G 标准的数据中心仍在向 200G / 400G 升级,升级的原因与流量的持续增长有关,未来的数据中心和网络基础设施将支持纷繁复杂的大流量应用诸如超高清视频流,新视频游戏和虚拟现实内容,人工智能,无人驾驶和移动5G网络等功能。大数据传输从100G跨越到200G、400G时代时, 底层信号也从NRZ(0,1)两电平过渡, 进入PAM4(0, 1, 2, 3)四电平信号。近年来江湖中常常会听到TDECQ这个拗口的词, 显然它与PAM4有着密不可分的关系。但是冗长的名字,复杂的数学模型, 总让它和大家有着神秘的距离感, 因此常常有小伙伴问: 传说中的这个TDECQ,它到底是个啥啊?
TDECQ
全称是Transmitter and Dispersion Eye Closure for PAM4 (发射机色散眼图闭合代价),它是衡量PAM4光信号质量的非常重要的一个参数。
名字中有眼图,看起来好像很亲切很熟悉,可是TDECQ还真跟眼图没啥关系。
由于IEEE802.3bs/cd规范里面对于PAM4光接口的指标取消了模板余量(Mask margin),即我们熟悉的眼图测试,取而代之TDECQ变成了无论生产还是研发都必测的一个参数。
所以究竟什么是TDECQ?
这还要从它的“前世”说起,但在开篇之前,你还是要有一个初步的概念,文中提到的TDP, TDEC和TDECQ既然是彼此的前世今生,其实实质上还是一个东西即它们所代表的物理意义是一样的,即两种状态下灵敏度的差值:理想参考发射机的灵敏度与被测发射机及光链路情况下的灵敏度差值。
为了更好的理解TDECQ的物理含义,我们要先回顾一下TDP和TDEC。
TDP 的官方称呼和解释是:
TDP(Transmitter and Dispersion Penalty发射机色散代价)最早出现于2002年发布的IEEE802.3ae中针对10GBase-SR/LR/ER的发射机指标规范中,后续的IEEE802.3的各章节规范包括100GBase-LR4/ER4等都延用了这一参数。
那为什么标准规范中一直有TDP这个参数,然而大家却很少测试它甚至都很少听说过它呢?
简单回答这个问题的话,你可以理解为虽然TDP从物理含义上是最能直观反映光发射机性能如何的一个参数,但从测试角度来看进行TDP测试的难度很大。
从NRZ信号到PAM4信号的转变,绝不是简单的量变,而是一个质的变化。
因为PAM4信号格式的特点,带来了测试参数和测试方法的巨大变革,这里不再赘述PAM4的特点和测试挑战,而聚焦于一个问题:以前NRZ时代大家常用的模板余量测试,在PAM4时代还适用吗?不适用的话又如何替代?
这不是一个那么容易的问题,即使IEEE802.3协会也花了好几年的时间才逐渐找到了答案并还在不断完善之中。我们无需重复过往的摸索阶段,只需要跟上时代的变化,了解它的最新进展情况即可。
首先在所有目前的公开标准规范中,一个共识是模板余量已经不再适合PAM4的测试,这时候在我们面前的这座大山,绕无可绕,只能翻过去,需要用新的参数来表征发射机的性能。
这个新的参数就是TDECQ (Transmitter and Dispersion Eye Closure for PAM4) 。
为什么是TDECQ?
那是因为从物理上来说,衡量一个光发射机性能的最直接的参数就是前面提到的TDP,无论是NRZ的发射机还是PAM4的发射机。看来TDP还是最受标准协会组织青睐的参数啊。为了以示区别,对于PAM4而言,就改名叫TDECQ了,Q是四电平Quaternary的首字母。