作者：电子创新网张国斌
新冠疫情加速了全球数字化转型，推动了新一轮高新技术的普及，50G PON、量子计算、224Gbps/Lane ，PCIe 7.0 这些新技术正加速进入数据中心，改善我们的工作和学习，而要让新技术普及，测试设备必须先行，这样才能确保新技术的一准确应用，近日，测试领域领头羊是德科技举行了一场新品发布会上，在本次发布会上，是德科技大中华区新兴技术市场经理杜吉伟，是德科技数字和光产品业务拓展经理朱华朋，Keysight网络基础设施和数据中心业务拓展经理胡冰介绍了是德科技分享了新兴技术的几个趋势以及是德科技相应的解决方案。
几个新兴技术趋势
1、50G PON 成为下一代接入网方向
PON技术是一点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT、用户侧的ONU ，以及ODN组成。所谓“无源”是指在ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部都由光分路器等无源器件组成。
PON是一种纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是通信行业长期期待的技术。同有源系统比较，PON具有节省光缆资源、带宽资源共享，节省机房投资，设备安全性高，建网速度快，综合建网成本低等优点。
当前，接入网正在从10G PON向50G PON转变。是德科技（中国）有限公司大中华区新兴技术市场经理杜吉伟分享说：“50GPON是下一代接入网的方向，该技术目前处于实验室和原型机的阶段，预计2023年将会有商业化产品发布，2024年或2025年估计会开始商业化部署，中国在50GPON部署方面将领先全球2-3年。”
50G PON标准由FSAN组织负责制定，定义于ITU-T G.HSP.50pmd系列标准中。据介绍，50G PON系统接收端采用了均衡技术，并在接收端使用雪崩二极管，其噪声性能和光电二极管不同，在TDEC分析时，需要改变接收端的定义。杜吉伟透露，是德科技在50G PON研发测试方案方面，与欧洲和中国的头部企业密切合作，尤其是在ITU G.9804.3项目上，开发出为50G PON优化的TDEC测试方案。从展示出来的案例可见，在均衡处理之前TDEC值是2．2 dB，而经过13 tap FFE均衡之后则为1．4 dB。
杜吉伟表示：“是德科技一直致力于推动50G－PON的标准化和产业链的持续完善，针对接收端、发射端和原型机套件已经有完整的测试方案。我们的产品和技术不是凭空出现的，都是为了满足客户真正所需。”
据是德科技介绍，50G PON系统接收端采用了均衡技术，而在接收端使用雪崩二极管，其噪声性能和光电二极管不同，在TDEC分析时，需要改变接收端的定义。基于此，Keysight和Nokia以及中国的头部企业在ITU G．9804．3项目上合作，从而开发出为50G PON优化的TDEC测量解决方案。在展示的案例中可以看到，在均衡处理之前TDEC值是2．2 dB，而经过13 tap FFE均衡之后则为1．4 dB。据悉，Keysight一直致力于推动50G－PON的标准化和产业链的持续完善，针对接收端和发射端有完整的测试方案。
2、量子计算加速而来
量子计算 Quantum computing是利用量子态的性质(如叠加原理和量子纠缠)来执行计算。执行量子计算的设备被称为量子计算机。量子计算机相比传统计算机能够从根本上更快地解决某些计算问题，比如整数分解(这是RSA 加密的基础)。量子计算是量子信息科学的一个子领域。随着该领域转向制药、数据安全和其他应用中的实际运用，预计在未来几年内会得到扩展。
据是德科技专家介绍，量子计算带来的挑战之一是规模化后带来的易用性问题。量子操控系统的软件代码部分，代码越简单越好，要用量子计算的语言来写代码，而不是用仪器控制的代码来写。量子控制系统的硬件部分，集成度越高越好，是德科技的M5000A系列方案不需要外部混频器，不需要外部本振，不需要I／Q混频器校准，也没有校准带来的宕机时间问题。
量子计算带来的挑战之二是可以信赖的性能。其中包括：幅度和相位稳定，为此，是德科技开发了新的机箱，并在该机箱中内置了相位噪声极低的参考时钟；对于任意波形发生器部分，多通道之间的相位相干非常重要，是德科技M5000A多通道之间的定时和同步是自动完成的，消除手动带来的繁琐和误差；另外，M5300A 任意波形发生器信号带宽2GHz， 内置数字高达16GHz的上变频，操控的Qubit可以超过1000个。
量子计算带来的挑战之三是操控系统的规模化。举例500个量子比特操控系统（尚未使用频分复用来操控）来看，操控500 ～ 2000个量子比特的占地空间约为2．5米 宽x 1．1米高x 0．52米深，如图中所示，30个机箱，每个机箱中内置一个2.4 GHz的参考时基，该时基相位噪声很低，对于不同机箱间的模块相位相干非常重要，可以跨越80个机箱甚至更多；是德科技的M5000量子操控系统用纯数字化技术实现，不需锁相环来维持相干；其功分器带有放大功能，可防止相噪性能下降；机箱中的模块除AWG、数字化仪、数字I／O、下变频外，还包括M9032／33A同步模块，他们可向PXIe机箱背板提供100MHz的时钟；该图实例是一500 Qubit的操控系统，其中所使用的AWG M5300A， 支持2GHz带宽，如果结合其频分复用，比如，1：4的频分复用，可以使得该配置支持2000 Qubits的操控。
据介绍，是德科技的M5000量子操控系统，是为量子计算操控而优化的，其中M5300A任意波形发生器性功能尤为优异，单个模块拥有4通道， 2GHz中频，数字上变频高达16GHz，14－bit，支持FPGA编程。
3、224Gbps／Lane处于早期研发
据是德科技专家介绍，224Gbps／Lane处于早期器件和IC研发阶段，英特尔在2021年12月发布了224Gbps／Lane FPGA测试芯片。在2022 年2月，OIF宣布CEI-224G 框架，在OIF 224G相关标准制定中，是德科技发挥了非常积极的作用。在许多现有224G接口以及CPO／NPO的测试中，都有是德科技的仪器在工作。比如：224Gbps电信号测试需要更快速的误码率分析仪器M8050A（或任意波发生器M8199B）；224Gbps光信号测试需要120GHz光带宽的示波器N1032A， N1032B。今天112G／L在研发领域，仍是主流的技术，而在中国，数据中心对多模的需求非常高，是德科技为此推出了针对多模技术的LCA、衰减器和时钟恢复测试仪器。
是德科技M8050A新一代误码仪拥有以下特性：完整的120 GBd发射、接收和时钟恢复方案；PAM4，PAM6，PAM8信号发生器推动224 Gbps技术；其基于内存中的参数（不是基于算法生成的码型）；客户可编辑的符号映射；码型编辑器；7tap去加重，0．5％分辨率，信道匹配和补偿更好；100mV ～ 1．4Vpp差分输出；误码分析借助UXR （SD 7150A）支持NRZ，PAM4／6／8；基于DSP的可调整均衡以及时钟恢复。
4、PCIe 5.0进入早期主流应用
PCI-Express是一种高速串行计算机扩展总线标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔在2001年提出的，旨在替代旧的PCI，PCI-X和AGP总线标准。PCIe属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享总线带宽，主要支持主动电源管理，错误报告，端对端的可靠性传输，热插拔以及服务质量(QOS)等功能。
PCIe 5.0 官方workshop 开始于2022年4月，与PCIe 4.0相比，PCIe 5.0最大的改进在于带宽又提升了1倍，PCIe 4.0×4的带宽为64Gbps，PCIe 5.0×4的带宽则达到了128Gbps。因此PCIe 5.0 SSD会拥有更强的性能表现，目前。PCIe 5.0进入早期主流应用。
据是德科技介绍。PCIe 6.0 IP 和测试芯片供应商有Synopsys, Candence, Rambus, eTopus etc.PCI-SIG 计划于2025年发布 PCIe 7.0 。
是德科技在2022年4月推出了PCIe5．0协议分析仪和训练器，于9月推出PathWave 2023仿真软件PCIe 5.0 训练器（P5551A)P5551A 便于设置、连接和快速配置，用于启动 PCIe 链路并检查基本的 LTSSM 和协议功能。PCIe 5.0 协议分析仪(P5552A)它能够对 PCIe 系统进行深入的协议分析，同时保证出色的信号完整性。它可以显示从物理层到事务层的数据，让您轻松发
是德科技PCIe 协议解决方案提供了使用 PCIe 协议分析仪和 PCIe 训练器进行 PCIe 5.0 测试的完整路径。这种综合型设计可以显著提升信号完整性，并且通用性也非常出色。
为 PCIe 设计提供数据链路/传输层分析，支持所有 PCIe 速度：2.5 GT/s、5.0 GT/s、8 GT/s、16 GT/s 和 32 GT/s，此外，在验证 PCIe 设计时仿真 PCIe 根复合体和端点器件，经过优化的外形有助于实现良好的信号完整性。
PathWave 2023仿真软件方面，其拥有完整的内存设计平台，先进的模拟技术，以及优化的仿真流程；支持HBM3以及LPDDR5X标准；支持PCIe6．0和USB4等各种前言接口技术，包括对PAM3／PAM4／PAM6／PAM8／PAM16等信号的支持；支持IBIS－EMD（IBIS 7．1定义）；是首个完整支持BIRD209的EDA厂家；与前一个版本相比，DDR5／LPDDR5一致性测试例支持更加全面。此外PathWave 2023仿真软件还有全面的Serdes仿真和建模技术，包括支持所有主流的SERDES技术，包括802．3 （Ethernet），PCIe，USB，Ethernet，MIPI等，以及灵活的AMI建模能力。在电源完整性设计上也有不少新功能，通过传导EMI的引入可以帮助客户自动设置参考地，端口，还集成了通用的开关模型，方便客户进行频域和时域的噪声分析；辐射EMI分析帮助用户产生水平和垂直辐射图谱并提供不同的方向设置能力。
胡冰表示科技不断演进新技术层出不穷，是德科技为何可以紧跟新技术发展？是因为是德科技参加了全球很多标准组织，较早介入新兴技术的标准制定，为新技术的顺利应用提供相应的测试方案，例如针对未来6G技术，过去两年多来，是德科技与业内领导企业和学术机构一起投身于 6G 研究，并且看到了越来越快的发展步伐。（完）
