2/26/2025，光纖在線訊，隨著AI技術(shù)的快速發(fā)展，AI計(jì)算集群正成為支撐深度學(xué)習(xí)和高性能計(jì)算的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

     在滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、高速通信和高可靠性運(yùn)行的需求方面，線纜和連接器的性能扮演著至關(guān)重要的角色。

      
AI計(jì)算集群對(duì)線纜和連接器的特殊要求
-   高帶寬傳輸
     AI計(jì)算集群需要處理海量數(shù)據(jù)，特別是在分布式訓(xùn)練任務(wù)中，節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換量巨大。隨著數(shù)據(jù)中心400G、800G乃至1.6T速率成為主流，數(shù)據(jù)傳輸速度也向112Gbps或者224Gbps迅速發(fā)展，短距離傳輸中廣泛采用的直連銅纜（DAC）對(duì)帶寬要求越來越寬。

-   低延遲通信
     低延遲是AI集群分布式計(jì)算性能的關(guān)鍵。連接器和線纜需要具有極低的信號(hào)傳輸延遲和抖動(dòng)，以保證訓(xùn)練和推理的同步性。

-   高可靠性和耐用性
     AI計(jì)算集群通常長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，且會(huì)經(jīng)歷頻繁的維護(hù)和擴(kuò)展操作。這對(duì)線纜和連接器的可靠性和耐用性提出了極高的要求。

-   電磁兼容性 (EMC)
     高密度的信號(hào)傳輸容易引發(fā)電磁干擾（EMI），線纜和連接器需要具備優(yōu)異的屏蔽性能，并優(yōu)化接地，以抑制干擾。

-   高密度與模塊化設(shè)計(jì)
     為了提高集群的計(jì)算密度，機(jī)架內(nèi)部線纜和連接器的設(shè)計(jì)越來越小型化和高密度化，如采用QSFP-DD、OSFP等接口標(biāo)準(zhǔn)。

  
高速線纜和連接器面臨的測(cè)試挑戰(zhàn)
     盡管現(xiàn)代線纜和連接器已經(jīng)有許多標(biāo)準(zhǔn)可依，但AI計(jì)算集群的特殊環(huán)境仍帶來了測(cè)試方面的多重挑戰(zhàn)：

-   射頻性能驗(yàn)證難度大
     高速信號(hào)傳輸對(duì)線纜和連接器的插入損耗、回波損耗、串?dāng)_等射頻性能指標(biāo)要求更高，對(duì)測(cè)試設(shè)備的精度和分析能力也提出了極高要求。

-   環(huán)境可靠性測(cè)試復(fù)雜
     極端溫度、濕度以及機(jī)械振動(dòng)等環(huán)境測(cè)試需要模擬實(shí)際使用場(chǎng)景，這不僅需要專業(yè)設(shè)備，還要確保測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性。

-   多協(xié)議兼容性測(cè)試復(fù)雜
     AI計(jì)算集群可能需要支持多種協(xié)議（如PCIe、InfiniBand、以太網(wǎng)等），因此需要測(cè)試線纜和連接器對(duì)不同協(xié)議的兼容性和性能。

-   物理尺寸和散熱限制
     高密度設(shè)計(jì)的線纜和連接器在測(cè)試中容易受熱量積累和尺寸限制的影響，特別是需要測(cè)試散熱和插拔耐久性能。

應(yīng)對(duì)高速線纜和連接器的射頻測(cè)試挑戰(zhàn)
     AI計(jì)算集群對(duì)線纜和連接器提出了高帶寬、低延遲、高可靠性和高密度設(shè)計(jì)的嚴(yán)格要求，也為測(cè)試工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展，線纜和連接器的測(cè)試技術(shù)也在持續(xù)迭代，以支持更高的性能、更低的功耗和更高的可靠性。

     完整的高速線纜和連接器的射頻性能測(cè)試包括了S參數(shù)、插損、阻抗、串?dāng)_等，測(cè)試項(xiàng)目多、精度要求高。高效、快速、可靠的測(cè)試對(duì)于AI計(jì)算集群中高速線纜、連接器的性能保障至關(guān)重要，多端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀就是射頻測(cè)試的首選。

——多端口測(cè)試解決方案
簡(jiǎn)單開關(guān)測(cè)試座方案
     這是早期最常見的解決方案之一。通過在兩端口或四端口VNA上增加一組射頻開關(guān)矩陣，可以擴(kuò)展測(cè)試端口數(shù)量。雖然成本較低，但因測(cè)試路徑中存在的開關(guān)衰減，影響了動(dòng)態(tài)范圍。同時(shí)因?yàn)樾枰啻吻袚Q路徑以完成所有測(cè)量，測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)。

全交叉開關(guān)測(cè)試座方案
     全交叉開關(guān)解決方案可以實(shí)現(xiàn)任意端口間的測(cè)量路徑，這對(duì)于需要完整端口校準(zhǔn)的應(yīng)用至關(guān)重要。這種配置在開關(guān)矩陣中增加了復(fù)雜性，但可以對(duì)所有路徑進(jìn)行測(cè)量，適用于高性能測(cè)試需求。主要缺點(diǎn)是成本較高， 且在高頻段應(yīng)用中，開關(guān)衰減和溫度漂移問題更加明顯。

擴(kuò)展測(cè)試座方案
     擴(kuò)展測(cè)試座結(jié)合了開關(guān)和定向耦合器，可顯著提高多端口測(cè)量的精度。通過堆疊多個(gè)測(cè)試座模塊擴(kuò)展端口數(shù)量，測(cè)量穩(wěn)定性高，適用于要求苛刻的高頻應(yīng)用。然而，擴(kuò)展測(cè)試座方案仍然存在開關(guān)切換時(shí)間的問題，并且動(dòng)態(tài)范圍會(huì)受到一定限制。

多端口網(wǎng)分解決方案
     現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展催生了無需開關(guān)的多端口VNA，例如Keysight的PXI VNA系列。每個(gè)端口都有獨(dú)立的信號(hào)源和接收機(jī)，可以同時(shí)捕獲所有測(cè)量路徑的數(shù)據(jù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

·   消除了開關(guān)衰減，提高了動(dòng)態(tài)范圍。
·   顯著減少了掃描次數(shù)，提高了測(cè)試速度。
·   測(cè)量精度和穩(wěn)定性顯著提高。

    
     多端口測(cè)試技術(shù)是現(xiàn)代電子測(cè)試中不可或缺的一部分。從簡(jiǎn)單的開關(guān)測(cè)試座到真正的多端口VNA，測(cè)試方案的不斷優(yōu)化為復(fù)雜器件的表征提供了可靠保障。未來，多端口測(cè)試技術(shù)將繼續(xù)向高效、精準(zhǔn)和智能化方向邁進(jìn)。

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