Testarea rețelei optice pentru 100G/400G: o marjă-Prima acceptare

O conexiune Ethernet 100G sau 400G poate apărea, trece traficul și poate fi totuși un candidat slab pentru implementarea în producție. Aceasta este problema centralătestarea rețelei optice pentru transceiver-uri 100G și legături 400Gfluxul de lucru este conceput pentru a rezolva.

 

Pentru acceptarea pe teren, validarea interoperabilității și depanarea după-instalare, întrebarea utilă nu este pur și simplu „Funcționează transceiver-ul?” Este:Câtă marjă de operare rămâne înainte ca legătura să nu mai funcționeze în mod fiabil?

 

Acest ghid se concentrează pe acceptarea-la nivel de rețea: transceiver, portul gazdă, calea fibrei, starea conectorului, comportamentul FEC, temperatura și încărcarea traficului ca un singur sistem de operare. Dacă cerința dvs. este inspecția sau calificarea la nivel de fabrică-module, utilizațiproces de verificare la nivel de modul-emițător-receptor opticca limită de test separată.

 

 

Un port verde stabilește interoperabilitatea de bază. Nu arată câtă marjă-a stratului fizic rămâne. Pentrubune practici de testare a rețelelor opticePrin urmare, acceptarea necesită dovezi din calea pasivă, puterea optică, calitatea semnalului, comportamentul BER/FEC, distribuția benzii, trafic susținut și temperatură, mai degrabă decât pur și simplu starea legăturii.

 

Acest lucru contează cel mai mult pentru link-urile dependente-FEC. Un receptor poate continua să livreze trafic de utilizator curat în timp ce erorile brute sunt deja corectate sub nivelul MAC. În arhitectura 200G/400G Ethernet PCS, RS(544,514) utilizează cuvinte de cod cu 544 de simboluri care conțin 514 simboluri de date, cu simboluri pe 10 biți și capacitate de corectare a până la 15 erori de simbol per cuvânt de cod. Asta facenucreați un prag de acceptare BER universal, dar explică de ce numai „post-erori FEC=0” ne spune puțin despre marja de corecție rămasă. (Alianța Ethernet)

 

Nu am aproba o legătură 400G implementată dintr-un raport care conține doar „conectare”, mai multe ping-uri reușite și pierderi zero de pachete. Aceste observații sunt verificări utile ale serviciului; ei nu ne spun dacă activitatea FEC corectată este stabilă, dacă o bandă poartă majoritatea erorilor sau dacă rata de eroare crește pe măsură ce modulul se încălzește.

 

Întrebarea de acceptare este așadar mai restrânsă și mai grea:sistemul instalat păstrează suficientă marjă în condițiile în care va funcționa efectiv?

 

 

 

O linie de bază de testare repetabilă ar trebui să fie suficient de detaliată pentru ca un alt inginer să o poată reproduce.

 

Înainte de a șterge contoarele, de a schimba un modul sau de a curăța conectorul, înregistrați SKU-ul transceiver-ului, atât platformele gazdă, cât și porturile fizice, versiunile NOS/firmware, modul FEC configurat, tipul de fibră, tipul conectorului, lungimea căii, aranjamentul întreruperii, temperatura modulului, starea ambientală, modelul de trafic și marca temporală la care au fost resetate contoarele.

 

Vă recomandăm să salvați valoarea de bază înainte de prima intervenție.

 

Schimbarea unui modul, port, patch-uri de fibră și setare FEC în același pas de depanare poate restabili serviciul, dar distruge dovezile necesare pentru a determina ce a remediat de fapt defecțiunea. Schimbați o variabilă, rulați din nou aceeași fereastră de măsurare și comparați cu linia de bază salvată.

 

Există o altă distincție care merită documentată, deoarece împiedică argumentele mai târziu într-o revizuire a implementării. Fiecare decizie numerică ar trebui să aparțină unuia dintre cele trei niveluri de dovezi.

 

Limită de specificațiieste specificația aplicabilă IEEE PMD, MSA sau modul exact. Trecerea acestuia este o problemă de conformitate.Banda de gardă a proiectuluieste o regulă de acceptare internă în mod deliberat mai strictă decât specificația formală.Tendință observatădescrie mișcarea în timp, temperatură sau încărcarea traficului chiar și atunci când fiecare valoare absolută rămâne în interiorul specificațiilor.

 

Nu etichetați o bandă de protecție internă drept limită IEEE. În schimb, nu respingeți o tendință de deteriorare doar pentru că cel mai recent eșantion nu a depășit încă limita formală.

 

 

Verificarea-căii fizice ar trebui să apară înainte de schimburile repetate de module.

 

Pentru fibra instalată, testarea nivelului 1 acoperă pierderea, lungimea și polaritatea; Nivelul 2 adaugă informații OTDR care pot localiza evenimentele și oferă o vizibilitate mai profundă asupra factorilor care contribuie la pierderea și pierderea rentabilității optice. Ghidul de testare-fibră de la TIA tratează, de asemenea, inspecția conectorilor ca parte a procesului-de testare pe teren. (Consorțiul TIA Fiber Optics Tech)

 

 

Această distincție contează în funcționarea 100G și 400G. Un rezultat OLTS vă spune dacă atenuarea de la capăt-la-termină îndeplinește bugetul dorit; o urmă OTDR este utilă atunci când trebuie să știțiundeun eveniment anormal sta. Nicio măsurătoare nu trebuie interpretată ca un substitut pentru inspectarea feței de capăt a conectorului în sine.

 

Întestarea rețelei optice pentru transceiver-uri 400G, căile MPO/MTP necesită, de asemenea, verificări de polaritate și{0}}corespondență. Dacă o bandă 400G acumulează mult mai multă activitate FEC decât celelalte, mapați acea bandă înapoi la calea pasivă înainte de a înlocui fiecare dispozitiv activ din legătură.

 

O măsurare a puterii totale sau a pierderii poate rămâne acceptabilă în timp ce un conector localizat, o reflecție, o curbă sau o defecțiune specifică-a unei benzi specifice consumă marja. De aceea, începerea depanării cu „încercați un alt transceiver” este de obicei o primă mișcare ineficientă.

 

 

Pasul de-putere optică ar trebui să transforme „Puterea Rx este în interval” într-o declarație de marjă măsurabilă.

 

Începeți cu limitele exacte pentru SKU și PMD. Înregistrați datele Tx și Rx de la DDM/DOM, apoi verificați-măsurările critice de acceptare cu echipamente calibrate atunci când proiectul necesită o verificare precisă a pierderii sau a receptorului-.

 

 

Luați în considerare un exemplu ilustrativ. Să presupunem că limita de receptor aplicabilă pentru un anumit caz de testare este−9,0 dBm, în timp ce un contor calibrat arată−5,4 dBmla receptor. Marginea laterală-la receptorului este de 3,6 dB. Dacă DDM raportează simultan−4,6 dBm, diferența DDM-la-metru este de 0,8 dB. Aceste numere sunt în mod deliberat ilustrative;−9,0 dBm nu este un prag universal de 100G sau 400G, iar limita corectă trebuie să provină din specificația actuală PMD/modul.

 

Acest calcul este mai util decât o „transferă de putere” binară. Separă limita formală de spațiul liber rămas și, de asemenea, înregistrează dacă telemetria modulului este suficient de strâns cu referința calibrată pentru utilizarea prevăzută.

 

Dacă DDM spune că receptorul este sănătos, dar o măsurătoare externă nu este de acord, înregistrați discrepanța în loc să alegeți în tăcere numărul care arată mai bine.

 

Aceeași logică se aplicăTestarea puterii optice 100G QSFP28ca măsură tehnică, chiar dacă nu este folosit aici ca variantă separată a cuvintelor cheie SEO. Specificația Tx/Rx specifică SKU-este autoritatea; DDM este sursa de diagnosticare continuă; măsurarea calibrată este referința atunci când acceptarea necesită date de putere trasabile.

 

Un al doilea număr contează și el: pierderea așteptată a căii. Dacă valoarea măsurată a receptorului este în mod neașteptat aproape de limită, comparați pierderea reală a fibrei, conectorului și îmbinării cu proiectul, mai degrabă decât să presupuneți imediat o ieșire slabă a transmițătorului.

 

Rezultatele practice din această etapă ar trebui, prin urmare, să conțină limita aplicabilă, măsurarea calibrată, citirea DDM, delta DDM, comportamentul de cale așteptat și orice bandă de protecție a proiectului a fost convenită în prealabil.

 

 

Pentrutestarea rețelei optice cu analiză FEC, PAM4 și NRZ nu ar trebui să fie forțate prin același flux de lucru de calitate a transmițătorului-.

 

Pentru un NRZ PMD aplicabil, comportamentul ochilor/mască rămâne util pentru caracterizarea transmițătorului. Pentru un PAM4 PMD, TDECQ este clasa relevantă de măsurătoare de calitate a transmițătorului-în cazul în care specificația Ethernet aplicabilă o solicită; IEEE 802.3bs a dezvoltat în mod explicit metodologia TDECQ pentru 400GBASE-DR4. (IEEE 802.3bs)

 

 

Întrebarea de câmp mai utilă estecând să treci la TDECQ.

 

Dacă o legătură PAM4 implementată dezvoltă brusc FEC ridicat pe o bandă, în timp ce defecțiunea se corelează cu o anumită cale MPO, începeți cu conectorul, maparea benzii și testul de schimb controlat. Executarea mai întâi a unui test complet de calitate a transmițătorului-este puțin probabil să izoleze cel mai simplu domeniu de eroare.

 

Dacă anomalia urmează același transmițător de modul pe o cale cunoscută-bună sau apare pe mai mult de o gazdă controlată în timp ce puterea și dovezile-pasive ale căii rămân stabile, caracterizarea calității transmițătorului-devine un pas următor mult mai puternic. Același lucru se aplică atunci când calificarea necesită dovedirea transmițătorului însuși împotriva PMD aplicabil.

 

Această regulă de decizie împiedică TDECQ să devină un câmp decorativ{0}}număr de raport. Este valoros atunci când ipoteza defecțiunii sau obiectivul de conformitate se referă de fapt la calitatea transmițătorului PAM4.

 

 

BER și FEC ar trebui citite ca un lanț de dovezi.

 

Începeți cu comportamentul de eroare brut sau pre-FEC acolo unde platforma îl expune. Apoi examinați activitatea FEC corectată, cuvintele de cod necorectabile sau erorile post-FEC, distribuția benzii, comportamentul de pierdere CRC/cadru-și, în final, impactul serviciului.

 

Pentrucerinţele BER de testare a reţelei optice, cea mai importantă regulă este că niciun prag BER nu trebuie copiat în sistemele 100G NRZ, 100G PAM4 și 400G PAM4 fără a verifica arhitectura aplicabilă. RS(544,514) însuși oferă o ancoră numerică utilă: codul are 30 de simboluri de paritate și poate corecta până la 15 simboluri eronate de 10 biți într-un cuvânt de cod. Ce înseamnă asta pentru o legătură implementată acceptabilă depinde în continuare de PHY specificat și de marja de operare necesară.

 

Prin urmare, o valoare post-FEC de zero este un rezultat de calitate-serviciului, nu o măsurare completă a marjei. Dacă cuvintele de cod corectate cresc brusc când legătura se încălzește sau dacă majoritatea erorilor sunt concentrate pe o singură bandă, legătura vă oferă informații înainte ca pierderea pachetelor să apară.

 

Pentru laboratorTestarea transceiver BER 400G, validarea FEC-conștientă poate merge mai departe decât simpla citire a unui contor de porturi. Ethernet Alliance descrie testarea receptorului sub tensiune în care o bandă este încărcată cu un model codificat FEC-sub tensiune, în timp ce celelalte benzi poartă modele aliniate codificate corespunzător; aceeași abordare poate expune BER brut pe-bandă, densitatea erorilor și corelarea benzii. Acest lucru este mult mai aproape de un test de marjă decât de un singur rezultat de „trafic trecut”.

 

Erorile zero post-FEC pot ascunde în continuare o legătură slabă

 

 

Un link cu zero erori post-FEC poate consuma în continuare o marjă de corecție semnificativă.

 

Condiția care decide ce să facă în continuare estetendință de eroare pre-FEC/corectată-. Corecția stabilă de nivel scăzut-pe un interval controlat este o stare de diagnosticare diferită de o sarcină de corecție care se accelerează odată cu temperatura, perturbarea conectorului sau o anumită bandă.

 

BER agregat poate ascunde o bandă slabă

 

 

Pentru mai multe-bande 400G, inspectați distribuția benzii de fiecare dată când gazda o expune.

 

Dacă o bandă se deteriorează, în timp ce celelalte rămân relativ stabile, acordați prioritate căii optice ale acelei benzi, poziția conectorului, canalul modulului și schimbul controlat de port/modul. Dacă toate benzile se ridică împreună, extindeți ipoteza defecțiunii către variabile comune, cum ar fi modul-comportamentul termic la nivelul întregului modul, configurația-partea gazdă sau o problemă de integritate-la nivel de semnal-sistem.

 

Aceasta este judecata formulată inițială de „o clasă diferită de probleme” lăsată neterminată.

 

 

O trecere de cinci-minute-pornire la rece este o dovadă slabă pentru o legătură care se estimează că va rula continuu.

 

Pentru validarea pe teren, definiți o fereastră de observare repetabilă și înregistrați aceleași date în fiecare punct. O procedură practică de proiect ar putea captura mostre de referință, de 30 de minute și de 60 de minute. Aceste momente sunt un exemplu operațional,nu este o cerință de acceptare IEEE.

 

O tendință ilustrativă de-cuvânt de cod corectat arată de ce este importantă panta. Să presupunem că o legătură înregistrează 10.000 de evenimente corectate la momentul inițial, 12.000 după 30 de minute și 13.000 după 60 de minute sub același profil de trafic. Compară asta cu o a doua legătură care trece de la 10.000 la 40.000 și apoi 160.000 în aceleași intervale. Valorile absolute din acest exemplu nu sunt limite de trecere/eșec; al doilea model de creștere este motivul pentru a investiga marginea sub temperatură.

 

O rată de corecție care se accelerează pe măsură ce temperatura crește este un semnal de marginalitate.

 

Următoarea decizie depinde de modul în care sunt distribuite erorile. Dacă toate benzile cresc împreună pe măsură ce temperatura cazului crește, investigați variabilele comune termice, la nivelul-modulului, gazdă și configurație. Dacă o bandă conduce cea mai mare parte a creșterii, reveniți la canalul de bandă/cale/modul corespunzător înainte de a da vina pe întreaga interfață. Acea limită a condiției este ceea ce transformă un avertisment termic generic într-o regulă de izolare-de eroare utilizabilă.

 

Înregistrați temperatura lângă contoarele de erori. O captură de ecran BER sau FEC fără temperatura modulului și timpul de testare scurs este mult mai puțin utilă atunci când cineva încearcă mai târziu să reproducă defecțiunea.

 

 

O secvență utilă de depanare trece de la simptom la test care poate discrimina între domeniile de defecțiune.

 

• Putere Rx scăzută:inspectați și curățați conectorul, verificați pierderea-pasivă și comparați puterea transmițătorului la capătul opus. Dacă măsurarea externă este normală, dar DDM rămâne anormală, investigați calea de telemetrie/raportare în loc să tratați valoarea DDM ca adevăr calibrat.
   
• Putere Rx normală cu FEC ridicat:verificați distribuția benzii, starea conectorului, configurația FEC, modularea/potrivirea PMD și temperatura. Puterea medie normală nu elimină-calitatea semnalului sau afectarea-specifică a benzii.
   
• O bandă substanțial mai proastă:mapați banda la calea pasivă și canalul modulului, apoi modificați câte o variabilă. O eroare care urmează modulului indică într-o direcție diferită de cea care rămâne cu poziția fibrei sau portul gazdă.
   
• CRC pe o interfață în aval:corelați contoarele din amonte, direcția traficului și dovezile FEC înainte de a înlocui optica atașată la portul care afișează CRC. Locul în care se observă o eroare nu este în mod automat locul unde a provenit.
   
• Clapa de legătură după-încălzire:corelați evenimentul cu temperatura modulului, puterea optică, tendința FEC corectată și comportamentul benzii, în loc să vă bazați numai pe jurnalul-planului de control.
   
• Modulul de înlocuire se comportă la fel:opriți ciclismul prin module. Reveniți la calea fibrei, portul gazdă, configurația și ipoteza de interoperabilitate.

 

Secvența de mai sus vă spune ce să verificați mai întâi; o facenusă vă spun că fiecare caz „Rx normal/FEC ridicat” are aceeași cauză principală. Variabila care modifică următoarea acțiune este dacă deteriorarea urmează modulul, rămâne cu calea/banda optică sau rămâne cu portul gazdă după o schimbare controlată a unei-variabile.

 

Pentru o izolare mai profundă a modulelor/fibrelor/gazdei odată ce prima diviziune este cunoscută, utilizați nostrutestarea rețelei optice pentru depanarea transceiveruluifluxul de lucru.

 

De asemenea, aici dovezile-de primă mână ale proiectului devin mai valoroase decât un alt tabel generic de depanare. O captură de ecran reală care arată ce bandă s-a deplasat, la ce temperatură, după care schimbare, este o dovadă mai puternică decât un paragraf care spune că „mulți factori pot cauza erori FEC”.

 

 

Pentrutestarea rețelei optice pentru transceiver-uri 100G, precum și legăturile 400G, o înregistrare de acceptare a producției ar trebui să permită unui alt inginer să reconstruiască motivul pentru care legătura a fost dezactivată.

 

Utilizați în mod consecvent trei niveluri de dovezi:limita specificațiilordefinește conformitatea formală, celbandă de gardă a proiectuluidefinește câtă marjă suplimentară necesită implementarea dvs. șitendinta observataarată dacă legătura rămâne stabilă în timp, trafic și temperatură.

 

Pentru o legătură 100G/400G, înregistrarea de acceptare ar trebui să înregistreze următoarele:

 

1. Linia de bază a configurației:SKU exact al transceiverului, gazdă, portul, firmware-ul/NOS, modul FEC, configurația breakout și starea de codificare relevantă.
    
2. Calea fizica:starea inspecției, verificarea conectorului/polarității, tipul și lungimea fibrei și dovezi de pierdere/OTDR acolo unde calea o cere.
    
3. Putere optică:Citiri Tx/Rx, verificare încrucișată calibrată-acolo unde este necesar, limitele aplicabile pentru receptor/transmițător și spațiul de proiect rămas.
    
4. Calitatea semnalului:NRZ- sau PAM4-dovezi adecvate de calitate a transmițătorului atunci când PMD sau ipoteza defecțiunii o solicită.
    
5. BER/FEC:comportament brut sau pre-FEC acolo unde este disponibil, activitate corectată și necorecabilă, distribuție pe-bandă, interval de observare și condiții de trafic.
    
6. Comportament termic:temperatura la fiecare punct de măsurare plus schimbarea direcției și ratei erorii-contorul.
    
7. Interoperabilitate:dovezi din combinația actuală gazdă/modul/cale, mai degrabă decât să presupunem că respectarea specificațiilor independente dovedește fiecare combinație de sistem. Testarea 400G cu mai multe-furnizori de către OpenZR+ a demonstrat de ce evenimentele de interoperabilitate-la nivel de sistem folosesc mai multe module, routere și legături optice, în loc să se bazeze doar pe conformitatea componentelor individuale. (OpenZR+ MSA)
    
8. Trasabilitate:marca temporală, identificarea-echipamentului de testare, acolo unde este relevant, sursa pragului și persoana/echipa responsabilă de revizuire.

 

Această listă de verificare este deschisă în mod intenționatceo înregistrare puternică de acceptare conţine. Partea care nu poate fi redusă sincer la un tabel web generic este dovezile marjei specifice gazdei- și SKU-din spatele unei anumite implementări.

 

Iată variabila pe care o declarație generică a furnizorului o omite de obicei:un raport de testare din fabrică validează modulul în condițiile de testare înregistrate; nu certifică calea de fibră instalată a clientului, configurația gazdei sau mediul termic.

 

Pentru modulele furnizate de FB-LINK, testarea din fabrică include deja verificări optice și legate de BER-, iar rapoartele de testare sunt disponibile pentru loturile aplicabile sau numerele de serie individuale, la cerere. Aceasta ne oferă o linie de bază-la nivel de modul; acceptarea legăturii implementate-încă necesită verificările gazdă, fibră, FEC și de mediu descrise mai sus. Site-ul actual al FB-LINK descrie în mod explicit testele din fabrică legate de-putere optică,-ochi, BER și temperatură- și disponibilitatea rapoartelor de testare.

 

Dacă validați o anumită implementare, trimiteți-ne modelul de comutator, tipul de port, SKU PMD/modul dorit, tipul de fibră/conector, distanța, modul FEC și cerințele de temperatură. Putem folosi acele intrări pentru a identifica dovezile relevante ale testului modulului și verificările de compatibilitate în loc să răspundem cu o declarație generică „testat 100%”.

 

Pentru implementările existente 100G, opțiunile de modul planificate sunt disponibile în nostruGama 100G QSFP28. Pentru implementări cu densitate mai mare-, consultațiGamă 400G QSFP-DDși solicitați condițiile de testare relevante pentru gazda și acoperirea țintă.

 

 

Cele mai bune practici de testare a rețelelor opticear trebui să vă lase cu mai mult decât o interfață verde și o captură de ecran a puterii Rx. Acestea ar trebui să arate limitele aplicabile, spațiul liber rămas, comportamentul pre-FEC/FEC, distribuția benzii și dacă acele măsurători rămân stabile pe măsură ce legătura se încălzește și transportă trafic susținut.

 

Un test bun de rețea optică pune o ultimă întrebare:câte dovezi avem că această legătură va rămâne de încredere înainte ca marja rămasă să fie consumată?

 

Aceasta este diferența dintre a demonstra că o legătură a funcționat în timpul unui test și a dovedi că este gata pentru implementare.