國產(chǎn)自研高端儀器 - DG70000信號(hào)發(fā)生器
國產(chǎn)自研高端儀器 - DS70000高分辨率示波器
在 AI 服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)，機(jī)板-機(jī)板互連帶寬已從 400 G 邁向 800 G 甚至 1.6 T。為控制成本與功耗，3–7 m 范圍普遍采用主動(dòng)電纜（Active Electrical Cable，AEC）：雙軸銅纜兩端集成均衡器、CDR 與重定時(shí)器，實(shí)現(xiàn) 25 G×8 Lane 以上的數(shù)據(jù)搬移。然而 AEC 同時(shí)引入更復(fù)雜的信道響應(yīng)與時(shí)延抖動(dòng)，若驗(yàn)證不充分，將在量產(chǎn)階段爆發(fā)誤碼、鏈路掉速等風(fēng)險(xiǎn)。本文圍繞一款 8-lane 800 G AEC，給出頻域-時(shí)域-誤碼三合一測(cè)試流程，為高速互連開發(fā)團(tuán)隊(duì)提供落地參考。
一、市場(chǎng)與技術(shù)驅(qū)動(dòng)
AI 訓(xùn)練集群機(jī)柜內(nèi)流量密度以指數(shù)級(jí)增長，業(yè)界預(yù)估 2030 年整體互連將達(dá) 19.5 ZB。短距全光方案因激光器、TIA/PD 成本與熱設(shè)計(jì)受限，主動(dòng)銅纜憑借成本優(yōu)勢(shì)與即插即用特性成為主流。標(biāo)準(zhǔn) 1U 服務(wù)器中，兩塊 GPU Tray 間通常布設(shè) 2-3 m AEC；鏈路誤碼率需優(yōu)于 1 × 10??，延遲預(yù)算 < 20 ns，且需兼顧輻射與熱可靠性。
二、測(cè)試痛點(diǎn)
無源段插損需 ≤ -5 dB；傳統(tǒng)網(wǎng)分逐點(diǎn)掃頻耗時(shí)長
有源段需亞皮秒階躍評(píng)估均衡補(bǔ)償，示波器帶寬不足會(huì)抹平邊沿
多端環(huán)回 BER 必須在數(shù)十分鐘內(nèi)完成統(tǒng)計(jì)，對(duì)碼型發(fā)生器與誤碼計(jì)數(shù)器并行效率要求高
供應(yīng)鏈線纜方案多，需快速切換并對(duì)比不同阻抗/材料下的表現(xiàn)
三、綜合測(cè)試架構(gòu)
頻域
雙端去耦后接入矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，測(cè) SDD11、SDD21 與多通道 S41 串?dāng)_；Smith 圖快速標(biāo)注阻抗失配點(diǎn)。對(duì) 8 × 28 G 通道，一次掃描 10 MHz-14 GHz 用時(shí) < 2 min。時(shí)域
任意波形發(fā)生器輸出 < 1 ps 階躍（200 ps 上升沿），功分器一支路作參考，一支路穿越 DUT。5 GHz、20 GS/s 示波器在 9-16 bit 高分辨模式下獲取 15 ns 級(jí)傳播延遲并實(shí)時(shí)生成眼圖、抖動(dòng)趨勢(shì)與掩模判決。誤碼率
PRBS31 環(huán)回，通過高速示波器內(nèi)置解碼或外部誤碼模塊統(tǒng)計(jì) BER，10? 比特內(nèi)確保優(yōu)于 1 × 10??。BER 曲線與均衡器 Tap 調(diào)整聯(lián)動(dòng)，迅速定位最佳補(bǔ)償系數(shù)。供電關(guān)聯(lián)
線性低噪電源與 6 位半數(shù)字萬用表同步記錄 VCC & Icc，排除電源紋波對(duì)抖動(dòng)的耦合影響。
四、實(shí)測(cè)結(jié)果與優(yōu)化示例
原始 30 AWG 銅纜插損 -6 dB 超閾值，改換 26 AWG 后 SDD21 達(dá) -4.2 dB，同時(shí)延遲縮短 1.8 ns；
均衡器 Tap ?1/+3 調(diào)節(jié)后眼高增大 18 %，BER 從 8×10?? 降至 7×10??；
不同廠家線纜對(duì)比顯示，絕緣材質(zhì) PTFE 相比 HD-PE 在 12 GHz 處串?dāng)_降低 3 dB，可作為量產(chǎn)首選。
五、成本與效率收益
綜合平臺(tái)將網(wǎng)分、階躍源、示波器、誤碼統(tǒng)計(jì)周期壓縮至 30 min 內(nèi)完成一次線纜迭代測(cè)試，相較傳統(tǒng)兩天流程縮短 60 % 以上；統(tǒng)一 SCPI 腳本控制后，可在產(chǎn)線批量抽檢階段實(shí)現(xiàn)一鍵復(fù)現(xiàn)，大幅降低人力。
結(jié)語
主動(dòng)銅纜短距互連正成為 AI 數(shù)據(jù)中心帶寬升級(jí)的關(guān)鍵拼圖。通過頻域-時(shí)域-BER 聯(lián)合測(cè)試框架，工程師可在設(shè)計(jì)早期識(shí)別阻抗、均衡與時(shí)延瓶頸，為 800 G/1.6 T 鏈路提供量化數(shù)據(jù)支撐，加速方案定型并降低后期維護(hù)成本。
