Тестування оптичних мереж для 100G/400G: маржа-Перша методика прийняття

З’єднання Ethernet 100G або 400G може з’явитися, пропускати трафік і все одно бути поганим кандидатом для розгортання у виробництві. Це центральна проблематестування оптичної мережі для трансиверів 100G і каналів зв'язку 400Gробочий процес призначений для вирішення.

 

Для польового прийняття, перевірки сумісності та усунення несправностей після-встановлення корисне запитання не просто: "Чи працює трансивер?" Це:Скільки операційної маржі залишається до того, як зв’язок перестане працювати надійно?

 

Цей посібник зосереджується на прийнятті-рівня мережі: трансивер, порт хоста, оптоволоконний шлях, стан роз’єму, поведінка FEC, температура та навантаження трафіку як одна операційна система. Якщо вашою вимогою є вхідна перевірка або кваліфікація-модуля заводського рівня, скористайтеся нашиммодуль-процес перевірки оптичного трансивераяк окрема границя тесту.

 

 

Зелений порт забезпечує базову сумісність. Він не показує, який-залишився запас фізичного рівня. длянайкращі практики тестування оптичної мережі, тому для прийняття потрібні дані про пасивний шлях, оптичну потужність, якість сигналу, поведінку BER/FEC, розподіл смуг, постійний трафік і температуру, а не просто стан з’єднання.

 

Це найбільш важливо для посилань,-залежних від FEC. Одержувач може продовжувати доставляти чистий трафік користувача, поки необроблені помилки вже виправляються нижче рівня MAC. В архітектурі Ethernet PCS 200G/400G RS(544,514) використовує 544-символьні кодові слова, що містять 514 символів даних, з 10-бітними символами та можливістю виправлення помилок до 15 символів на кодове слово. Це робитьністворити один універсальний поріг прийнятності BER, але це пояснює, чому самі по собі лише "помилки після-FEC=0" мало говорять нам про запас корекції, що залишився. (Ethernet Alliance)

 

Ми не схвалимо розгорнуте з’єднання 400G на основі звіту, який містить лише «з’єднання», кілька успішних запитів ping і нульову втрату пакетів. Ці спостереження є корисними перевірками обслуговування; вони не повідомляють нам, чи виправлена ​​активність FEC є стабільною, чи одна смуга несе більшість помилок, чи рівень помилок зростає, коли модуль нагрівається.

 

Тому питання про прийняття є вужчим і складнішим:чи зберігає встановлена ​​система достатній запас за умов, у яких вона фактично працюватиме?

 

 

 

Базовий рівень повторюваного тесту має бути достатньо детальним, щоб інший інженер міг його відтворити.

 

Перед очищенням лічильників, зміною модуля або очищенням роз’єму запишіть артикул трансивера, хост-платформи та фізичні порти, версії NOS/мікропрограми, налаштований режим FEC, тип волокна, тип роз’єму, довжину шляху, роз’єм роз’єму, температуру модуля, умови навколишнього середовища, структуру трафіку та позначку часу, коли лічильники були скинуті.

 

Ми рекомендуємо зберегти базову лінію перед першим втручанням.

 

Зміна модуля, порту, патча оптоволокна та налаштування FEC на тому самому етапі усунення несправностей може відновити роботу служби, але це знищить докази, необхідні для визначення того, що насправді усунуло несправність. Змініть одну змінну, повторно запустіть те саме вікно вимірювання та порівняйте зі збереженою базовою лінією.

 

Існує ще одна відмінність, яку варто задокументувати, оскільки вона запобігає суперечкам пізніше під час перегляду розгортання. Кожне числове рішення має належати до одного з трьох рівнів доказовості.

 

Обмеження спецце відповідна специфікація IEEE PMD, MSA або точна специфікація модуля. Його перетин є проблемою відповідності.Оркестр охорони проектуце внутрішнє правило прийняття, навмисно суворіше, ніж формальна специфікація.Спостережувана тенденціяописує переміщення в часі, температурі або навантаженні на транспорт, навіть якщо кожне абсолютне значення залишається в межах специфікації.

 

Не позначайте внутрішню захисну стрічку як обмеження IEEE. Навпаки, не відкидайте тенденцію до погіршення лише тому, що останній зразок ще не перетнув офіційну межу.

 

 

Фізична{0}}перевірка шляху має здійснюватися перед повторними замінами модулів.

 

Для встановленого волокна тестування рівня 1 охоплює втрати, довжину та полярність; Рівень 2 додає інформацію OTDR, яка може локалізувати події та забезпечити більш глибоку видимість причин, які вносять вклад у втрати та оптичні зворотні втрати. Інструкції TIA з-тестування оптоволокна також розглядають перевірку з’єднувача як частину процесу польового-тестування. (TIA Fiber Optics Tech Consortium)

 

 

Ця відмінність має значення в роботі 100G і 400G. Результат OLTS повідомляє вам, чи відповідає--кінцеве затухання запланованому бюджету; трасування OTDR корисно, коли вам потрібно знатидененормальна подія сидить. Жодне вимірювання не слід тлумачити як заміну перевірки самого торця роз’єму.

 

втестування оптичної мережі для трансиверів 400G, шляхи MPO/MTP також потребують перевірки полярності та-відповідності смуг. Якщо одна смуга 400G накопичує значно більше активності FEC, ніж інші, поверніть цю смугу на пасивний шлях перед заміною кожного активного пристрою в з’єднанні.

 

Вимірювання загальної потужності чи втрат може залишатися прийнятним, у той час як локалізований з’єднувач, відбиття, вигин або-специфічне пошкодження смуги споживають резерв. Ось чому початок усунення несправностей із «спробуйте інший трансивер» зазвичай є неефективним першим кроком.

 

 

Крок-оптичної потужності має перетворити «Потужність Rx у діапазоні» на вимірну маржу.

 

Почніть із обмежень для точного SKU та PMD. Запишіть дані Tx і Rx із DDM/DOM, а потім перехресно-перевірте критичні приймальні вимірювання за допомогою каліброваного обладнання, якщо проект потребує точної перевірки втрат або-запасу приймача.

 

 

Розглянемо наочний приклад. Припустимо, що застосовне обмеження приймача для конкретного тестового випадку становить−9,0 дБм, тоді як відкалібрований лічильник показує−5,4 дБмна приймачі. Запас-на стороні приймача становить 3,6 дБ. Якщо DDM одночасно повідомляє−4,6 дБм, різниця від DDM-до-метра становить 0,8 дБ. Ці цифри навмисне ілюстративні;−9,0 дБм не є універсальним порогом 100G або 400G, а правильний ліміт має виходити з фактичної специфікації PMD/модуля.

 

Цей розрахунок є більш корисним, ніж двійковий "пропуск потужності". Він відокремлює формальний ліміт від запасу, що залишився, а також записує, чи власна телеметрія модуля достатньо точно узгоджується з каліброваним еталонним для використання за призначенням.

 

Якщо DDM каже, що приймач справний, але зовнішнє вимірювання не погоджується, запишіть розбіжність замість того, щоб мовчки вибирати будь-яке число, яке виглядає краще.

 

Така ж логіка стосуєтьсяТестування оптичної потужності 100G QSFP28як технічний показник, хоча він не використовується тут як окремий варіант ключового слова SEO. Специфікація SKU-Tx/Rx є повноваженням; DDM є безперервним джерелом діагностики; каліброване вимірювання є еталонним, якщо для прийняття потрібні дані про потужність, які можна відстежити.

 

Друге число також має значення: очікувані втрати на шляху. Якщо виміряне значення приймача несподівано наближається до межі, порівняйте фактичні втрати волокна, роз’єму та з’єднання з проектом, а не відразу припускайте слабкий вихід передавача.

 

Таким чином, практичний результат цього кроку повинен містити застосовне обмеження, каліброване вимірювання, зчитування DDM, дельта DDM, очікувану поведінку шляху та будь-яку захисну смугу проекту, яка була погоджена заздалегідь.

 

 

длятестування оптичної мережі з аналізом FEC, PAM4 і NRZ не повинні проходити через той самий робочий процес-якості передавача.

 

Для застосовного NRZ PMD поведінка очей/маски залишається корисною для характеристики передавача. Для PAM4 PMD TDECQ є релевантним класом показника-якості передавача, якщо цього вимагає застосовна специфікація Ethernet; IEEE 802.3bs явно розробив методологію TDECQ для 400GBASE-DR4. (IEEE 802.3bs)

 

 

Більш корисне польове запитанняколи передавати до TDECQ.

 

Якщо розгорнуте посилання PAM4 раптово розвиває високий FEC на одній смузі, тоді як збій корелює з певним шляхом MPO, почніть із з’єднувача, відображення смуг і перевірки контрольованого обміну. Спершу виконати повний{2}}тест якості передавача навряд чи вдасться виділити найпростішу область несправності.

 

Якщо аномалія проходить через один і той самий передавач модуля через відомий-справний шлях або з’являється на кількох контрольованих хостах, у той час як показники живлення та пасивного-шляху залишаються стабільними, характеристика-якості передавача стає набагато сильнішим наступним кроком. Те саме стосується випадків, коли кваліфікація вимагає перевірки самого передавача на відповідність застосовним PMD.

 

Це правило рішення запобігає перетворенню TDECQ на декоративне поле-номер звіту. Це важливо, коли гіпотеза несправності або ціль відповідності дійсно стосується якості передавача PAM4.

 

 

BER і FEC слід розглядати як ланцюжок доказів.

 

Почніть із необробленої поведінки або помилки pre-FEC, якщо платформа виявляє її. Потім перевірте виправлену діяльність FEC, кодові слова, які не можна виправити, або пост{2}}помилки FEC, розподіл смуг, CRC/{3}}втрату кадрів і, нарешті, вплив на обслуговування.

 

длявимоги BER до тестування оптичної мережі, найважливіше правило полягає в тому, що жодне порогове значення BER не можна копіювати в системах 100G NRZ, 100G PAM4 і 400G PAM4 без перевірки відповідної архітектури. Сам RS(544,514) забезпечує один корисний числовий прив’язок: код має 30 символів парності та може виправляти до 15 помилкових 10-бітових символів у кодовому слові. Те, що це означає для прийнятного розгорнутого зв’язку, усе ще залежить від зазначеного PHY та необхідного робочого запасу.

 

Таким чином, нульове-значення FEC після-є результатом якості-послуги, а не повним вимірюванням маржі. Якщо кількість виправлених кодових слів різко збільшується, коли канал нагрівається, або якщо більшість помилок зосереджено на одній смузі, канал надає вам інформацію до появи втрати пакетів.

 

Для лабораторіїТестування BER трансивера 400G, FEC-перевірка може йти далі, ніж просто читати лічильник портів. Ethernet Alliance описує стресове тестування приймача, у якому одна смуга завантажується напруженим FEC-кодованим шаблоном, тоді як інші смуги несуть правильно закодовані вирівняні шаблони; той самий підхід може виявляти необроблений BER, щільність помилок і кореляцію смуг. Це набагато ближче до маржинального тесту, ніж один результат "трафік пройдено".

 

Нульові помилки -FEC можуть приховати слабкий зв’язок

 

 

Посилання з нульовими пост-помилками FEC все ще може споживати значний запас виправлення.

 

Умовою, яка вирішує, що робити далі, єпопередні-FEC/виправлені-помилки. Стабільна корекція низького-рівня протягом контрольованого інтервалу є відмінним діагностичним станом від навантаження корекції, яке прискорюється з температурою, порушенням роз’єму або однією конкретною смугою.

 

Сукупний BER може приховати одну слабку смугу

 

 

Для багато-смуг 400G перевіряйте розподіл смуг щоразу, коли хост відкриває його.

 

Якщо одна смуга погіршується, а інші залишаються відносно стабільними, визначте пріоритет оптичного шляху цієї смуги, положення роз’єму, канал модуля та контрольовану заміну порту/модуля. Якщо всі смуги піднімаються разом, розширте гіпотезу несправності до загальних змінних, таких як-термічна поведінка модуля,-конфігурація на стороні хоста або проблема-сигналу рівня-системи-цілісності.

 

Це судження, яке оригінальне формулювання «різного класу проблеми» залишилося незавершеним.

 

 

П’ят-хвилинний-прохід холодного запуску є слабким доказом того, що посилання працюватиме безперервно.

 

Для перевірки поля визначте повторюване вікно спостереження та реєструйте однакові дані в кожній точці. Практична проектна процедура може охоплювати базові, 30-хвилинні та 60-хвилинні зразки. Ці моменти часу є оперативним прикладом,не є вимогою прийнятності IEEE.

 

Ілюстративна тенденція виправленого-кодового слова показує, чому нахил має значення. Припустімо, що посилання записує 10 000 виправлених подій на базовому рівні, 12 000 через 30 хвилин і 13 000 через 60 хвилин у тому самому профілі трафіку. Порівняйте це з другим посиланням, яке переміщується від 10 000 до 40 000, а потім до 160 000 за ті самі проміжки часу. Абсолютні значення в цьому прикладі не є межами проходження/непроходження; друга модель росту є причиною для дослідження запасу за температури.

 

Швидкість корекції, яка прискорюється в міру підвищення температури, є сигналом граничності.

 

Наступне рішення залежить від того, як розподілені помилки. Якщо всі смуги підвищуються разом із підвищенням температури корпусу, дослідіть загальні теплові, модульні-широкі, хост-змінні та конфігураційні змінні. Якщо одна смуга забезпечує більшу частину збільшення, поверніться до відповідної смуги/шляху/каналу модуля, перш ніж звинувачувати весь інтерфейс. Ця межа умов перетворює загальне теплове попередження на корисне правило-ізоляції несправності.

 

Записуйте температуру біля лічильників помилок. Знімок екрана BER або FEC без температури модуля та часу, що минув, набагато менш корисний, коли хтось пізніше намагається відтворити помилку.

 

 

Корисна послідовність усунення несправностей переходить від симптому до тесту, який може розрізняти домени несправностей.

 

• Низька потужність Rx:перевірте та очистіть роз’єм, перевірте пасивні-втрати на шляху та порівняйте потужність передавача на протилежному кінці. Якщо зовнішні вимірювання нормальні, але DDM залишається ненормальним, дослідіть шлях телеметрії/звітування, а не розглядайте значення DDM як відкалібровану правду.
   
• Нормальна потужність Rx з високим FEC:перевірити розподіл смуг, стан роз’єму, конфігурацію FEC, відповідність модуляції/PMD і температуру. Звичайна середня потужність не усуває-якості сигналу чи-специфічного погіршення смуги.
   
• Одна смуга значно гірша:зіставте смугу з пасивним шляхом і каналом модуля, а потім змінюйте одну змінну за раз. Несправність, яка слідує за модулем, вказує в іншому напрямку від тієї, яка залишається з позицією оптоволокна або портом хоста.
   
• CRC на нижньому інтерфейсі:перед заміною оптики, підключеної до порту, що відображає CRC, співставте лічильники висхідного потоку, напрямок трафіку та дані FEC. Місце, де спостерігається помилка, не є автоматично місцем її виникнення.
   
• Клапан ланки після-розминки:корелювати подію з температурою модуля, оптичною потужністю, виправленою тенденцією FEC і поведінкою смуги замість того, щоб покладатися лише на контрольний-журнал площини.
   
• Модуль заміни поводиться так само:припинити перемикання модулів. Повернемося до оптоволоконного тракту, порту хоста, конфігурації та гіпотези сумісності.

 

Наведена вище послідовність говорить вам, що перевірити в першу чергу; це робитьнісказати вам, що кожен випадок "нормального Rx/високого FEC" має ту саму першопричину. Змінна, яка змінює наступну дію, полягає в тому, чи слідує порушення за модулем, залишається на оптичному шляху/смузі чи залишається на порту хоста після контрольованої-заміни змінної.

 

Для глибшої ізоляції модулів/волокон/хостів, як тільки стане відомо про перший поділ, використовуйте наштестування оптичної мережі для усунення несправностей трансивераробочий процес.

 

Тут також-докази проекту з перших рук стають ціннішими, ніж інша загальна таблиця усунення несправностей. Справжній скріншот, який показує, яка смуга змінилася, за якої температури, після якої заміни, є переконливішим доказом, ніж абзац про те, що «багато факторів можуть викликати помилки FEC».

 

 

длятестування оптичної мережі для трансиверів 100G, а також зв’язків 400G, запис про приймання виробництва повинен дозволити іншому інженеру відновити, чому канал було скасовано.

 

Послідовно використовуйте три рівні доказів:обмеження спецвизначає формальну відповідність,оркестр охорони проектувизначає, скільки додаткового запасу вимагає ваше розгортання, іспостерігається тенденціяпоказує, чи з’єднання залишається стабільним залежно від часу, трафіку та температури.

 

Для зв’язку 100G/400G запис про прийняття має містити наступне:

 

1. Базова лінія конфігурації:точний SKU трансивера, хост, порт, прошивка/NOS, режим FEC, конфігурація прориву та відповідний стан кодування.
    
2. Фізичний шлях:статус перевірки, перевірка роз’єму/полярності, тип і довжина волокна, а також дані про втрату/OTDR, якщо цього вимагає шлях.
    
3. Оптична потужність:Показання Tx/Rx, калібрована перехресна-перевірка, якщо це необхідно, застосовні обмеження приймача/передавача та залишок запасу проекту.
    
4. Якість сигналу:NRZ- або PAM4-відповідний доказ якості передавача, коли цього вимагає PMD або гіпотеза несправності.
    
5. BER/FEC:необроблена або до-поведінка FEC, якщо доступна, виправлена ​​та невиправлена ​​діяльність, розподіл по-смугах руху, інтервал спостереження та умови дорожнього руху.
    
6. Теплова поведінка:температура в кожній точці вимірювання плюс напрямок і швидкість зміни-лічильника помилок.
    
7. сумісність:докази фактичної комбінації хост/модуль/шлях, а не припущення, що відповідність незалежної специфікації підтверджує кожну системну комбінацію. Тестування-продавців 400G, проведене OpenZR+, продемонструвало, чому події сумісності-на системному рівні використовують кілька модулів, маршрутизаторів і оптичних каналів, а не покладаються лише на відповідність окремих компонентів. (OpenZR+ MSA)
    
8. Простежуваність:мітка часу, ідентифікація тестового-обладнання, де це необхідно, порогове джерело та особа/команда, відповідальна за перевірку.

 

Цей контрольний список навмисно відкрито прощонадійний запис про прийняття містить. Частина, яку не можна чесно звести до однієї загальної веб-таблиці, — це спеціальне маржинальне докази хосту- та SKU-, що стоїть за певним розгортанням.

 

Ось змінна, яку зазвичай не враховує загальна заява постачальника:звіт про заводські випробування підтверджує модуль у записаних умовах випробування; він не сертифікує встановлений оптоволоконний шлях замовника, конфігурацію хоста або теплове середовище.

 

Для модулів, що постачаються через FB-LINK, заводські випробування вже включають перевірки оптики та BER-, а звіти про випробування доступні для відповідних партій або окремих серійних номерів за запитом. Це дає нам базовий-рівень модуля; deployed-link acceptance все ще потребує перевірки хоста, оптоволокна, FEC і середовища, описаних вище. Поточний сайт FB-LINK чітко описує оптичну-потужність,-діаграму окоміру, BER і температуру-заводських випробувань, а також доступність звітів про випробування.

 

Якщо ви перевіряєте конкретне розгортання, надішліть нам модель комутатора, тип порту, передбачуваний артикул PMD/модуля, тип волокна/з’єднувача, відстань, режим FEC і вимоги до температури. Ми можемо використовувати ці вхідні дані для ідентифікації відповідних доказів тестування модуля та перевірки сумісності замість відповіді загальною заявою «100% протестовано».

 

Для існуючих розгортань 100G заплановані варіанти модулів доступні в нашомуДіапазон 100G QSFP28. Відомості про розгортання-вищої щільності дивДіапазон 400G QSFP-DDі запросіть умови тестування, що стосуються цільового хоста та охоплення.

 

 

Найкращі практики тестування оптичної мережімає залишити вам більше, ніж зелений інтерфейс і скріншот потужності Rx. Вони мають показувати застосовні обмеження, запас, що залишився, поведінку перед-FEC/FEC, розподіл смуг і чи залишаються ці вимірювання стабільними, коли лінія нагрівається та переносить постійний трафік.

 

Хороший тест оптичної мережі ставить останнє запитання:скільки ми маємо доказів того, що це посилання залишатиметься надійним до того, як буде використано залишок запасу?

 

Це різниця між підтвердженням того, що посилання працювало під час тестування, і підтвердженням того, що воно готове до розгортання.