Testowanie sieci optycznej dla 100G/400G: margines-Poradnik dotyczący pierwszej akceptacji

Łącze Ethernet 100G lub 400G może zostać nawiązane i przepuszczać ruch, a mimo to nie będzie dobrym kandydatem do wdrożenia produkcyjnego. To jest główny problemtestowanie sieci optycznej dla transceiverów 100G i łączy 400Gprzepływ pracy ma na celu rozwiązanie.

 

Przy akceptacji w terenie, sprawdzaniu interoperacyjności i rozwiązywaniu problemów-po instalacji przydatne pytanie nie brzmi po prostu: „Czy transceiver działa?” To jest:Jaka marża operacyjna pozostaje, zanim łącze przestanie działać niezawodnie?

 

W tym przewodniku skupiono się na akceptacji-na poziomie sieci: transiwerze, porcie hosta, ścieżce światłowodowej, stanie złącza, zachowaniu FEC, temperaturze i obciążeniu ruchem jako jednego systemu operacyjnego. Jeśli zamiast tego Twoim wymaganiem jest inspekcja przychodząca lub kwalifikacja modułu-na poziomie fabrycznym, skorzystaj z naszegoproces weryfikacji transceivera optycznego na poziomie-modułujako oddzielna granica testowa.

 

 

Zielony port zapewnia podstawową interoperacyjność. Nie pokazuje, ile pozostało marginesu-warstwy fizycznej. Dlanajlepsze praktyki testowania sieci optycznychakceptacja wymaga zatem dowodów na podstawie ścieżki pasywnej, mocy optycznej, jakości sygnału, zachowania BER/FEC, rozkładu pasów, ciągłego ruchu i temperatury, a nie tylko stanu łącza.

 

Ma to największe znaczenie w przypadku linków zależnych-FEC. Odbiornik może nadal dostarczać czysty ruch użytkowników, podczas gdy pierwotne błędy są już korygowane poniżej warstwy MAC. W architekturze Ethernet PCS 200G/400G RS(544,514) wykorzystuje słowa kodowe zawierające 544 symbole, zawierające 514 symboli danych, z symbolami 10-bitowymi i możliwością korekcji do 15 błędów symboli na słowo kodowe. To prawdaniestworzyć jeden uniwersalny próg akceptacji BER, ale wyjaśnia, dlaczego same „błędy post-FEC= 0” niewiele nam mówią o pozostałym marginesie korekty. (Sojusz Ethernetowy)

 

Nie zatwierdzilibyśmy wdrożonego łącza 400G na podstawie raportu zawierającego jedynie „połączenie”, kilka udanych pingów i zerową utratę pakietów. Obserwacje te stanowią użyteczną kontrolę serwisową; nie mówią nam, czy skorygowana aktywność FEC jest stabilna, czy jeden pas niesie większość błędów, czy poziom błędów rośnie wraz z nagrzewaniem się modułu.

 

Pytanie o akceptację jest zatem węższe i trudniejsze:czy zainstalowany system zachowuje wystarczający margines w warunkach, w jakich będzie faktycznie działał?

 

 

 

Powtarzalny poziom bazowy testu powinien być wystarczająco szczegółowy, aby inny inżynier mógł go odtworzyć.

 

Przed wyczyszczeniem liczników, wymianą modułu lub czyszczeniem złącza zapisz SKU transiwera, obie platformy hosta i porty fizyczne, wersje NOS/oprogramowania sprzętowego, skonfigurowany tryb FEC, typ światłowodu, typ złącza, długość ścieżki, układ przerwań, temperaturę modułu, warunki otoczenia, wzorzec ruchu i znacznik czasu, w którym liczniki zostały zresetowane.

 

Zalecamy zapisanie wartości bazowej przed pierwszą interwencją.

 

Zmiana modułu, portu, łącza światłowodowego i ustawień FEC na tym samym etapie rozwiązywania problemów może przywrócić usługę, ale niszczy dowody potrzebne do ustalenia, co faktycznie naprawiło usterkę. Zmień jedną zmienną, uruchom ponownie to samo okno pomiarowe i porównaj z zapisaną linią bazową.

 

Istnieje jeszcze jedno rozróżnienie, które warto udokumentować, ponieważ zapobiega ono dyskusjom w dalszej części przeglądu wdrożenia. Każda decyzja liczbowa powinna należeć do jednego z trzech poziomów dowodowych.

 

Limit specyfikacjito obowiązująca specyfikacja IEEE PMD, MSA lub dokładna specyfikacja modułu. Przekroczenie go stanowi problem związany z przestrzeganiem przepisów.Zespół strażników projektujest wewnętrzną zasadą akceptacji celowo bardziej rygorystyczną niż formalna specyfikacja.Zaobserwowany trendopisuje ruch w czasie, temperaturę lub obciążenie ruchem, nawet jeśli każda wartość bezwzględna pozostaje w granicach specyfikacji.

 

Nie oznaczaj wewnętrznego pasma ochronnego jako limitu IEEE. I odwrotnie, nie należy lekceważyć pogarszającej się tendencji tylko dlatego, że najnowsza próbka nie przekroczyła jeszcze formalnej granicy.

 

 

Weryfikacja ścieżki-fizycznej powinna nastąpić przed wielokrotną wymianą modułów.

 

W przypadku zainstalowanego światłowodu testy poziomu 1 obejmują stratę, długość i polaryzację; Poziom 2 dodaje informacje OTDR, które mogą lokalizować zdarzenia i zapewniać głębszy wgląd w przyczyny strat i strat sygnału optycznego. Wytyczne TIA dotyczące-testowania włókien światłowodowych również traktują kontrolę złączy jako część procesu-testowania w terenie. (Konsorcjum technologiczne branży światłowodowej TIA)

 

 

To rozróżnienie ma znaczenie w pracy w sieciach 100G i 400G. Wynik OLTS informuje, czy tłumienie od końca do-końca mieści się w zamierzonym budżecie; ślad OTDR jest przydatny, gdy chcesz wiedziećGdziema miejsce nienormalne wydarzenie. Żadnego pomiaru nie należy interpretować jako substytutu sprawdzenia samej powierzchni czołowej złącza.

 

Wtestowanie sieci optycznej dla transceiverów 400G, ścieżki MPO/MTP wymagają również sprawdzenia polaryzacji i zgodności-pasa. Jeśli jedna linia 400G gromadzi znacznie więcej aktywności FEC niż pozostałe, przed wymianą wszystkich aktywnych urządzeń w łączu zmapuj tę linię z powrotem na ścieżkę pasywną.

 

Całkowity pomiar mocy lub strat może pozostać akceptowalny, podczas gdy zlokalizowane złącze, odbicie, zagięcie lub{0}}zakłócenie specyficzne dla pasa zużywa margines. Dlatego też rozpoczęcie rozwiązywania problemów od „spróbuj innego transceivera” jest zwykle nieefektywnym pierwszym posunięciem.

 

 

Stopień mocy optycznej- powinien zamienić informację, że „moc Rx jest w zakresie” w mierzalnym stwierdzeniu marginesu.

 

Zacznij od limitów dla dokładnych jednostek SKU i PMD. Rejestruj dane Tx i Rx z DDM/DOM, a następnie-sprawdzaj krytyczne pomiary akceptacji za pomocą skalibrowanego sprzętu, jeśli projekt wymaga dokładnej weryfikacji strat lub-prześwitu odbiornika.

 

 

Rozważmy przykład ilustrujący. Załóżmy, że obowiązujący limit odbiornika dla konkretnego przypadku testowego wynosi−9,0 dBm, podczas gdy skalibrowany miernik pokazuje−5,4 dBmprzy odbiorniku. Nadwyżka-po stronie odbiornika wynosi 3,6 dB. Jeśli DDM jednocześnie zgłosi−4,6 dBmróżnica DDM-do-metru wynosi 0,8 dB. Liczby te mają celowo charakter ilustracyjny;−9,0 dBm nie jest uniwersalnym progiem 100G ani 400G, a prawidłowy limit musi pochodzić z rzeczywistej specyfikacji PMD/modułu.

 

To obliczenie jest bardziej przydatne niż binarne „przepustka mocy”. Oddziela formalny limit od pozostałego zapasu mocy i rejestruje również, czy własna telemetria modułu jest wystarczająco zgodna ze skalibrowanym odniesieniem dla zamierzonego zastosowania.

 

Jeśli DDM twierdzi, że odbiornik jest sprawny, ale pomiar zewnętrzny nie potwierdza tej zgodności, zapisz rozbieżność, zamiast po cichu wybierać tę liczbę, która wygląda lepiej.

 

Ta sama logika dotyczyTestowanie mocy optycznej 100G QSFP28jako pomiar techniczny, mimo że nie jest tutaj używany jako oddzielny wariant słowa kluczowego SEO. Specyfikacja Tx/Rx specyficzna dla jednostki SKU-jest organem; DDM jest ciągłym źródłem diagnostycznym; skalibrowany pomiar jest odniesieniem, gdy akceptacja wymaga identyfikowalnych danych dotyczących mocy.

 

Druga liczba również ma znaczenie: oczekiwana utrata ścieżki. Jeśli zmierzona wartość odbiornika jest nieoczekiwanie bliska wartości granicznej, porównaj rzeczywiste straty w światłowodzie, złączu i splocie z projektem, zamiast od razu zakładać słabą moc nadajnika.

 

Praktyczny wynik tego etapu powinien zatem zawierać obowiązujący limit, skalibrowany pomiar, odczyt DDM, deltę DDM, oczekiwane zachowanie ścieżki i wszelkie wcześniej uzgodnione pasmo ochronne projektu.

 

 

Dlatestowanie sieci optycznej z analizą FEC, PAM4 i NRZ nie powinny być wymuszane przez ten sam przepływ pracy dotyczący-jakości nadajnika.

 

W przypadku odpowiedniego PMD NRZ zachowanie oczu/maski pozostaje przydatne do charakteryzacji nadajnika. W przypadku PAM4 PMD TDECQ jest odpowiednią klasą-miar jakości nadajnika, jeśli wymaga tego odpowiednia specyfikacja Ethernetu; IEEE 802.3bs działa w oparciu o specjalnie opracowaną metodologię TDECQ dla 400GBASE-DR4. (IEEE 802.3bs)

 

 

Bardziej przydatnym pytaniem terenowym jestkiedy eskalować do TDECQ.

 

Jeśli we wdrożonym łączu PAM4 nagle wystąpi wysoki poziom FEC na jednej linii, podczas gdy awaria jest powiązana z konkretną ścieżką MPO, zacznij od łącznika, mapowania linii i testu kontrolowanej zamiany. Jest mało prawdopodobne, aby najpierw przeprowadzić pełny test-jakości nadajnika, aby wyizolować najprostszą domenę błędów.

 

Jeśli nieprawidłowość podąża za tym samym nadajnikiem modułu po znanej-dobrej ścieżce lub pojawia się na więcej niż jednym kontrolowanym hoście, a parametry zasilania i-ścieżki pasywnej pozostają stabilne, w następnym kroku charakterystyka-jakości nadajnika stanie się znacznie dokładniejsza. To samo dotyczy sytuacji, gdy kwalifikacja wymaga sprawdzenia samego przetwornika pod kątem zgodności z obowiązującymi dyrektywami PMD.

 

Ta reguła decyzyjna zapobiega sytuacji, w której TDECQ staje się-numerem raportu w polu dekoracyjnym. Jest to cenne, gdy hipoteza błędu lub cel zgodności faktycznie dotyczy jakości przetwornika PAM4.

 

 

BER i FEC należy czytać jako łańcuch dowodów.

 

Zacznij od pierwotnego zachowania lub zachowania przed błędami-FEC, gdy platforma je ujawnia. Następnie sprawdź poprawioną aktywność FEC, słowa kodowe lub błędy post-FEC, których nie można skorygować, rozkład pasów, zachowanie związane z utratą CRC/ramki- i wreszcie wpływ usługi.

 

Dlatestowanie sieci optycznych Wymagania BERNajważniejszą zasadą jest to, że żadnego pojedynczego progu BER nie należy kopiować w systemach 100G NRZ, 100G PAM4 i 400G PAM4 bez sprawdzenia odpowiedniej architektury. Sam RS(544,514) zapewnia jedną użyteczną kotwicę numeryczną: kod ma 30 symboli parzystości i może skorygować do 15 błędnych 10-bitowych symboli w słowie kodowym. To, co to oznacza dla akceptowalnego wdrożonego łącza, nadal zależy od określonej warstwy PHY i wymaganego marginesu operacyjnego.

 

Wartość zerowa po-FEC jest zatem wynikiem-jakości usługi, a nie pełnym pomiarem marży. Jeśli poprawione słowa kodowe gwałtownie wzrosną, gdy łącze się nagrzeje, lub jeśli większość błędów skupi się na jednej linii, łącze przekaże informacje, zanim pojawi się utrata pakietów.

 

Do laboratoriumTestowanie BER urządzenia nadawczo-odbiorczego 400G, weryfikacja-z uwzględnieniem FEC może wykraczać poza zwykły odczyt licznika portów. Ethernet Alliance opisuje testowanie odbiornika z obciążeniem, podczas którego jedna ścieżka jest obciążona wzorcem zakodowanym w trybie FEC-z obciążeniem, podczas gdy pozostałe ścieżki mają odpowiednio zakodowane, wyrównane wzorce; to samo podejście może ujawnić-surowy BER dla poszczególnych pasów, gęstość błędów i korelację pasów. Jest to znacznie bliższe testowi marży niż pojedynczy wynik „przebytego ruchu”.

 

Zero post-Błędy FEC mogą nadal ukrywać słabe łącze

 

 

Łącze bez błędów post-FEC może nadal zużywać znaczny margines korekty.

 

Warunek decydujący o dalszym postępowaniu to:trend przed-FEC/skorygowany-błędów. Stabilna korekcja niskiego-poziomu w kontrolowanym przedziale czasu to inny stan diagnostyczny niż obciążenie korekcyjne, które przyspiesza wraz z temperaturą, zakłóceniami złącza lub jednym konkretnym pasem.

 

Łączny BER może ukryć jeden słaby pas

 

 

W przypadku wielo-pasmowej sieci 400G sprawdzaj rozkład pasów za każdym razem, gdy host go ujawni.

 

Jeśli stan jednego toru ulegnie pogorszeniu, podczas gdy inne pozostaną względnie stabilne, należy nadać priorytet ścieżce optycznej tego toru, pozycji złącza, kanałowi modułu i kontrolowanej zamianie portów/modułów. Jeśli wszystkie ścieżki zbiegają się razem, rozszerz hipotezę błędu na wspólne zmienne, takie jak zachowanie termiczne-całego modułu, konfiguracja-po stronie hosta lub problem z integralnością sygnału-na poziomie systemu-.

 

Taki jest osąd, że pierwotne sformułowanie „innej klasy problemu” pozostało niedokończone.

 

 

Pięciominutowy-karnet na zimny-start jest słabym dowodem na to, że łącze będzie działać nieprzerwanie.

 

W celu walidacji terenowej należy zdefiniować powtarzalne okno obserwacyjne i zarejestrować te same dane w każdym punkcie. Praktyczna procedura projektowa może obejmować próbki podstawowe, 30-minutowe i 60-minutowe. Te punkty czasowe stanowią przykład operacyjny,nie jest wymogiem akceptacji IEEE.

 

Przykładowy, poprawiony trend-słowa kodowego pokazuje, dlaczego nachylenie ma znaczenie. Załóżmy, że łącze rejestruje 10 000 skorygowanych zdarzeń na początku, 12 000 po 30 minutach i 13 000 po 60 minutach w ramach tego samego profilu ruchu. Porównaj to z drugim łączem, które zmienia się z 10 000 do 40 000, a następnie 160 000 w tych samych odstępach czasu. Wartości bezwzględne w tym przykładzie nie są limitami pozytywnymi/nieudanymi; drugi wzorzec wzrostu jest powodem do zbadania marginesu pod wpływem temperatury.

 

Stopień korekty, który przyspiesza wraz ze wzrostem temperatury, jest sygnałem marginalności.

 

Następna decyzja zależy od sposobu rozłożenia błędów. Jeśli wszystkie ścieżki rosną razem w miarę wzrostu temperatury obudowy, sprawdź wspólne zmienne termiczne,-szerokości modułu, hosta i konfiguracji. Jeśli większość wzrostu przypada na jedną linię, wróć do odpowiedniej linii/ścieżki/kanału modułu, zanim zrzucisz winę na cały interfejs. Ta granica warunku zamienia ogólne ostrzeżenie termiczne w użyteczną-regułę izolowania usterek.

 

Zanotuj temperaturę obok liczników błędów. Zrzut ekranu BER lub FEC bez temperatury modułu i czasu, który upłynął, jest znacznie mniej przydatny, gdy ktoś później spróbuje odtworzyć usterkę.

 

 

Przydatna sekwencja rozwiązywania problemów przechodzi od symptomu do testu, który może rozróżnić domeny błędów.

 

• Niska moc Rx:sprawdź i wyczyść złącze, sprawdź utratę-ścieżki pasywnej i porównaj moc nadajnika na drugim końcu. Jeśli pomiar zewnętrzny jest normalny, ale DDM pozostaje nieprawidłowy, zbadaj ścieżkę telemetrii/raportowania, zamiast traktować wartość DDM jako skalibrowaną prawdę.
   
• Normalna moc Rx przy wysokim FEC:sprawdź rozkład pasów, stan złącza, konfigurację FEC, dopasowanie modulacji/PMD i temperaturę. Normalna średnia moc nie eliminuje-jakości sygnału ani pogorszenia-specyficznego pasa.
   
• Jeden pas znacznie gorszy:przypisz pas do ścieżki pasywnej i kanału modułu, a następnie zmieniaj po jednej zmiennej na raz. Błąd podążający za modułem wskazuje inny kierunek niż ten, który pozostaje związany z pozycją światłowodu lub portem hosta.
   
• CRC na dalszym interfejsie:skorelować liczniki wejściowe, kierunek ruchu i dowody FEC przed wymianą optyki podłączonej do portu wyświetlającego CRC. Miejsce zaobserwowania błędu nie jest automatycznie miejscem jego powstania.
   
• Klapka łącząca po-rozgrzewce:skorelować zdarzenie z temperaturą modułu, mocą optyczną, skorygowanym trendem FEC i zachowaniem pasa, zamiast polegać wyłącznie na dzienniku-płaszczyzny sterującej.
   
• Moduł zastępczy zachowuje się tak samo:przestań przełączać moduły. Wróć do ścieżki światłowodowej, portu hosta, konfiguracji i hipotezy dotyczącej interoperacyjności.

 

Powyższa sekwencja informuje, co należy sprawdzić w pierwszej kolejności; tak jestniepowiedzieć, że każdy przypadek „normalnego Rx/wysokiego FEC” ma tę samą pierwotną przyczynę. Zmienną zmieniającą następną akcję jest to, czy uszkodzenie podąża za modułem, pozostaje na ścieżce/ścieżce optycznej, czy też pozostaje na porcie hosta po kontrolowanej- zamianie jednej zmiennej.

 

Aby uzyskać głębszą izolację modułu/światła/hosta po poznaniu pierwszego podziału, użyj naszegotestowanie sieci optycznej w celu rozwiązywania problemów z transiweremprzepływ pracy.

 

W tym przypadku także-dowody z projektu z pierwszej ręki stają się cenniejsze niż zwykła tabela rozwiązywania problemów. Prawdziwy zrzut ekranu pokazujący, który pas się przesunął, w jakiej temperaturze, po jakiej zamianie, jest mocniejszym dowodem niż akapit mówiący, że „wiele czynników może powodować błędy FEC”.

 

 

Dlatestowanie sieci optycznej dla transceiverów 100G, a także łączy 400G, protokół odbioru produkcyjnego powinien pozwolić innemu inżynierowi zrekonstruować powód, dla którego połączenie zostało wyłączone.

 

Konsekwentnie stosuj trzy poziomy dowodów:limit specyfikacjidefiniuje zgodność formalną, tzwzespół strażników projektuokreśla, ile dodatkowego marginesu wymaga wdrożenie, orazzaobserwowany trendpokazuje, czy łącze pozostaje stabilne w czasie, ruchu i temperaturze.

 

W przypadku łącza 100G/400G protokół akceptacji powinien zawierać następujące informacje:

 

1. Podstawowa konfiguracja:dokładny kod SKU transceivera, host, port, oprogramowanie sprzętowe/NOS, tryb FEC, konfiguracja przerwania i odpowiedni stan kodowania.
    
2. Ścieżka fizyczna:stan kontroli, weryfikacja złącza/biegunowości, typ i długość światłowodu oraz dowód utraty/OTDR, jeśli wymaga tego ścieżka.
    
3. Moc optyczna:Odczyty Tx/Rx, skalibrowany krzyż-sprawdź, jeśli to konieczne, obowiązujące limity odbiornika/nadajnika i pozostały zapas mocy projektu.
    
4. Jakość sygnału:NRZ- lub PAM4-odpowiedni dowód jakości nadajnika, gdy wymaga tego hipoteza PMD lub uszkodzenia.
    
5. BER/FEC:nieprzetworzone zachowanie lub zachowanie przed-FEC, jeśli jest dostępne, skorygowana i niemożliwa do skorygowania aktywność, rozkład-pasów na pas, interwał obserwacji i warunki na drodze.
    
6. Zachowanie termiczne:temperatura w każdym punkcie pomiarowym plus kierunek i stopa błędu-zmiany licznika.
    
7. Interoperacyjność:dowody z rzeczywistej kombinacji host/moduł/ścieżka, zamiast zakładać, że zgodność z niezależną specyfikacją potwierdza każdą kombinację systemów. Testy 400G wielu-dostawców przeprowadzone przez OpenZR+ wykazały, dlaczego zdarzenia interoperacyjności na poziomie-systemu wykorzystują wiele modułów, routerów i łączy optycznych, a nie polegają wyłącznie na zgodności poszczególnych komponentów. (OpenZR+MSA)
    
8. Identyfikowalność:sygnatura czasowa, identyfikacja-sprzętu testowego, jeśli ma to zastosowanie, źródło progu oraz osoba/zespół odpowiedzialny za przegląd.

 

Ta lista kontrolna jest celowo otwartaCozawiera silny zapis akceptacji. Częścią, której nie można uczciwie zredukować do jednej ogólnej tabeli internetowej, są dowody marginesu konkretnego hosta i jednostki SKU- stojące za konkretnym wdrożeniem.

 

Oto zmienna, którą zwykle pomija ogólne oświadczenie dostawcy:raport z testów fabrycznych sprawdza moduł w zarejestrowanych warunkach testowych; nie potwierdza zainstalowanej przez klienta ścieżki światłowodowej, konfiguracji hosta ani środowiska termicznego.

 

W przypadku modułów dostarczanych przez FB-LINK testy fabryczne obejmują już kontrole optyczne i związane z BER-, a raporty z testów są dostępne na żądanie dla odpowiednich partii lub poszczególnych numerów seryjnych. Daje nam to punkt odniesienia na poziomie-modułu; akceptacja wdrożonego-łącza nadal wymaga kontroli hosta, światłowodu, FEC i środowiska opisanej powyżej. Obecna witryna FB-LINK wyraźnie opisuje-moc optyczną,-schemat oka, BER i temperaturę-testy fabryczne oraz dostępność raportów z testów.

 

Jeśli sprawdzasz konkretne wdrożenie, prześlij nam model przełącznika, typ portu, zamierzoną jednostkę PMD/modułu, typ światłowodu/złącza, odległość, tryb FEC i wymagania temperaturowe. Możemy wykorzystać te dane wejściowe do zidentyfikowania odpowiednich dowodów testów modułów i kontroli zgodności, zamiast odpowiadać ogólnym stwierdzeniem „100% przetestowane”.

 

W przypadku istniejących wdrożeń 100G planowane opcje modułów są dostępne w naszymZasięg 100G QSFP28. Informacje na temat wdrożeń o większej-gęstości można znaleźć w artykuleZasięg 400G QSFP-DDi zażądaj warunków testowych odpowiednich dla docelowego hosta i zasięgu.

 

 

Najlepsze praktyki w testowaniu sieci optycznychpowinien pozostawić więcej niż tylko zielony interfejs i zrzut ekranu przedstawiający moc Rx. Powinny pokazywać obowiązujące ograniczenia, pozostały zapas mocy, zachowanie przed-FEC/FEC, rozkład pasów oraz to, czy te pomiary pozostają stabilne w miarę nagrzewania się łącza i przenoszenia stałego ruchu.

 

Dobry test sieci optycznej zadaje jedno ostatnie pytanie:ile mamy dowodów na to, że to łącze pozostanie niezawodne do czasu wykorzystania pozostałej marży?

 

Na tym polega różnica między udowodnieniem, że łącze działa podczas testu, a udowodnieniem, że jest ono gotowe do wdrożenia.