르크로이(www.lecroy.co.kr)는 세계에서 가장 빠른 65 GHz 의 대역폭을 제공하는 랩마스터 10Zi (LabMaster 10 Zi) 오실로스코프 모델을 발표하였다. 랩마스터는 르크로이의 초고대역 오실로스코프 시리즈로서 기존에 최고 60 GHz 대역폭을 지원했다.

65 GHz 는 8 HP SiGe 칩셋의 뛰어난 성능을 통해 구현되었다. 한편 르크로이는 자사의 특허기술인 DBI (Digital Bandwidth InterleaveTM) 를 활용하여 2013년 최고 100 GHz 의 실시간 오실로스코프를 선보일 계획이라고 밝혔다. DBI는 2010년 선적을 개시한 르크로이의 45 GHz 실시간 대역폭을 구현하는 데 적용된 디지털 대역폭 확장 기술이다.

르크로이의 반도체 대역폭 기술은 SiGe 공정을 기반으로 오랜 기간 누적된 기술력의 결정체 이다. 랩마스터 10Zi는 최신 8 HP SiGe 기술을 사용하여 4채널에서 36 GHz 대역폭을 제공하며, 65 GHz 모델과 곧 출시될 100 GHz 모델은 르크로이의 특허 기술이자 시장에서 검증된 DBI를 통해 구현된다.

특히 랩마스터 10Zi 에서는 르크로이의 독점기술인 채널싱크 (ChannelSyncTM) 아키텍처를 이용하여 36GHz, 80GS/s에서 80채널과 65 GHz, 160 GS/s 의 샘플링 속도로 신호를 포착하는 40 채널의 놀라운 성능을 실현하였다. 이는 현존하는 오실로스크프 중 가장 높은 대역과 가장 많은 수의 채널을 가진 제품이다. 채널싱크는 여러 개의 채널을 정밀하고 정확하게 동기화 시켜주는 기술이다.

활용성을 높여주는 모듈형 오실로스코프 플랫폼
랩마스터 모듈형 오실로스코프 구조는 오실로스코프의 신호 포착 기능과 디스플레이/제어/프로세싱 기능으로 나뉜다. 랩마스터의 마스터 제어 모듈은 디스플레이, 제어, 채널싱크 아키텍처 및 CPU를 포함하며, 랩마스터의 포착 모듈은 반도체 기반의 36 GHz 기본 성능에 2채널시 65 GHz 를 제공한다.

하나의 랩마스터 10 Zi 마스터 제어 모듈과 하나의 포착 모듈이 기본 시스템이며 4채널에서 36 GHz 대역폭 또는 2채널에서 65 GHz 대역폭과 4채널에서 36 GHz 대역폭을 제공하는 시스템으로 사용할 수 있다. 최대 20개의 포착 모듈을 추가하면 채널싱크 기술을 통해 즉시 동기화되어 최대 80 채널에서 36 GHz를, 40 채널에서 65 GHz를 제공하는 멀티 채널의 오실로스코프로 사용할 수 있다. 새로이 출시된 랩마스터 확장 모듈은 전체 포착 모듈의 수를 4배로 높여주는 성능을 지원한다.

랩마스터 채널싱크 아키텍처는 여러 가지 뛰어난 장점들을 제공한다. 하나의 샘플 클럭과 트리거 회로가 모든 포착 모듈에 적용되어 최대 80 채널에서 신호를 정확하게 포착해낸다. 모듈형 시스템은 별도의 프로그래밍이나 외부 클럭 동기화, 오실로스코프끼리 복잡한 연결 작업의 과정 없이 “플러그 앤 플레이” 방식으로 즉시 동기화된다.

MCM-Zi 마스터 제어 모듈에는 하나의 디스플레이와 서버급 (12 코어) CPU가 포함되어 있다. 모든 포착 모듈에서 수집된 파형과 채널들은 기존 오실로스코프와 마찬가지로 하나의 화면에 표시된다. 여러 개의 오실로스코프 포착 모듈을 연결 및 설정하고 채널간 스큐를 교정하는 작업에는 단지 5분-10분 정도가 소요될 뿐이다.

28 Gb/s 의 하드웨어 시리얼 트리거
르크로이는 80비트 NRZ (non-return to zero) 시리얼 패턴, 8b/10b 와 64b/66b 심볼, PCI Express 3.0 프로토콜을 지원하는 가장 빠른 28 Gb/s의 시리얼 패턴 트리거를 선보였다. 얼마 전에는 NRZ 심볼 및 프로토콜이 일치했을 때 트리거를 수행할 수 있는 14.1 Gb/s 시리얼 트리거를 선보인 바 있다.

두 솔루션 모두 실제 하드웨어를 이용한 FPGA 기반의 트리거 기술로 포착 스트림을 실시간으로 탐지하고 사용자가 원하는 특정 시리얼 데이터 트래픽만을 캡처 가능하며, 특히 특정 비트 패턴이나 심볼에서 오류만을 분리해내는 기능도 지원한다. 르크로이는 경쟁 벤더가 제공하는 소프트웨어 기반의 트리거 보다 정교하고 강력한 하드웨어 기반의 트리거를 제공하므로 고속 시리얼 데이터 디버깅 장비로서 더 높은 성능을 보장한다.

멀티 래인 시리얼 데이터 분석과 크로스토크/노이즈 분석
미국 캘리포니아 산타클라라에서 열린 디자인콘 2012에서 르크로이는 랩마스터로 4개의 아이 다이어그램, 히스토그램, 배쓰터브 커브, 지터 측정을 동시에 수행하는 데모를 시연했다. 이는 4개 래인에서 포착한 신호를 기준 신호와 서로 비교 분석할 수 있는 혁신적인 성능이다.

아울러 크로스토크 및 분석 어플리케이션 패키지도 선보였다. 이 기능들은 40 GbE (4 x 10 Gb/s) 또는 100 GbE (4 x 25 또는 28 Gb/s)와 같이 4래인에서 시리얼 데이터를 테스트하는 고객이나 여러 래인에서 동시에 크로스토크 위반을 시각적으로 측정하고자 하는 고객들에게 유용할 것이다. 이 기능을 사용하여 유닛 인터벌에서 특정 샘플링 포인트로 차동 노이즈를 측정한 후 크로스토크의 근본 원인을 분석해낼 수 있다.

랩마스터 10 Zi는 입력되는 시리얼 데이터 신호에 대한 5 고조파 이상의 대역폭을 제공하므로, 65 GHz/4채널 모델을 이용하면 두 개의 래인을 동시에 관측 및 분석 가능하다. 8 채널의 36 GHz 모델을 사용할 경우에는 4개 차동 래인의 크로스토크를 더 정밀하게 분석할 수 있다. 이 기능은 현재 베타 테스트 중이며, 2012년 7월 선보일 예정이다.

코히런트 MIMO를 사용한 광 전송
DP-QPSK와 16-QAM 변조 형식은 과거 수 년간 광 전송을 위한 연구 투자의 대부분을 차지했다. 주파수-병렬 방식의 코히런트 수퍼채널이나 부분 병렬 방식의 코히런트 MIMO 시스템과 같은 병렬 광 시스템은 섬유 용량을 조절하는 능력과 더불어 낮은 속도의 부품으로 더 높은 전송 속도를 얻을 수 있다는 장점 덕분에 주목을 받아 왔다.

최근 12 채널을 지원하는 LabMaster 9Zi-A 오실로스코프를 이용하여 벨 연구소에서 수행된 MIMO 테스트에서는 최장 4200Km까지 전송 가능한 6X20-GBaud QPSK (240Gb/s per wavelength channel) 모드 멀티 플렉스를 시연했으며, 그 결과 2012년 3월, 캘리포니아 로스앤젤리스의 OFC/NFOEC의 post-deadline paper 에서 승인을 받는 영예를 얻었다.

Terabit/s 인터페이스 개발 지원
벨 연구소의 또 다른 연구에서는 1 Tb/s 에 근접하는 초고속의 QPSK와 16-QAM 개발을 위해 랩마스터 오실로스코프를 사용하였으며 가장 최근에는 80-GBaud PDM-16QAM을 활용한 640-Gb/s 속도의 원채널 라인 속도를 구현하는 데 사용하였다.

이와 관련 벨 연구소의 피터 윈저 (Dr. Peter Winzer) 박사는 “ 랩마스터 오실로스코프는 우리의 연구에 핵심적인 역할을 담당하였다. 코히런트 MIMO 개발에 있어서 모듈형 오실로스코프 시스템은 12개의 고속 채널을 동기화하여 우리의 연구 개발이 성공할 수 있도록 기여하였다. 초당 테라비트 속도의 단일 캐리어 인터페이스 속도를 구현하려는 우리의 연구에 고대역폭 오실로스코프 시스템을 지원한 르크로이에게 감사하다.” 말했다.

이용 시기
랩마스터 10Zi는 르크로이의 가장 최상위 라인으로서 최고 65 GHz까지 이용 가능한 4채널의 36 GHz 모듈로 구성된다. 랩마스터 10Zi는 2012년 여름에 선적이 개시된다.