VDM ve FEC metrikleri: PAM4 bağlantıları
Şerit başına 50G ve üzerinde, optik güç artık yeterli bir sağlık göstergesi olmaktan çıkar: mükemmel Rx gücüne sahip bir PAM4 bağlantısı, düzeltilemeyen hatalara tek bir kirli konektör kadar yakın olabilir ve ilk belirti bir dBm değil bir bit hata oranıdır. Bu sayıyı iki kaynak verir. Modülün içinde, CMIS VDM’si (çok yönlü tanılama izleme) şerit başına FEC öncesi BER’i, SNR’yi ve lazer sağlığını bildirir; hostta ise FEC çözücü, düzeltilen ve düzeltilemeyen kod sözcüklerini sayar. Birlikte, bir bağlantının kayıpsız trafik taşımaya devam ederken arızaya ne kadar uzak olduğunu gösterirler.
FEC tanılamayı neden değiştirdi
PAM4 üzerindeki her 25G+ Ethernet PMD’si (ve çoğu 25G NRZ PMD’si) Reed-Solomon FEC varsayar. Optiklerin 10⁻⁵–10⁻⁴’lük bir ham hata oranı vermesine izin verilir, çünkü FEC bunu 10⁻¹² veya daha iyisine onarır. Sonuç: bozulan bir bağlantı, FEC sınırı aşılana kadar MAC’a hiç hata göstermez, ardından aniden arızalanır. FEC öncesi BER, marjın tek düzgün göstergesidir.
| FEC | Kod | Kod sözcüğü başına düzeltme | 10⁻¹² çıkış için FEC öncesi BER sınırı (yaklaşık) | Kullanan |
|---|---|---|---|---|
| BASE-R (“FC-FEC”, Clause 74) | Fire code (2112, 2080) | 11 bitlik burstlar | ≈ 10⁻⁷ … 10⁻⁸, ~2 dB kazanç | 10G/25G NRZ, CA-25G-S |
| RS-FEC KR4 (Clause 91/108) | GF(2¹⁰) üzerinde RS(528, 514) | 7 sembol | ≈ 5 × 10⁻⁵ | 25GBASE-CR/SR/LR, 100GBASE-SR4/CWDM4/CR4 |
| RS-FEC KP4 (Clause 119/134) | RS(544, 514) | 15 sembol | ≈ 2,4 × 10⁻⁴ | tüm 50G PAM4 şeritleri: 50G/100G/200G/400G/800G |
| Zincirlenmiş / oFEC (koherent) | iç + dış kodlar | — | ≈ 10⁻² … 2 × 10⁻² | 400ZR (CFEC), OpenZR+ (oFEC) |
Yapılandırma uyuşmazlıkları: FEC, otomatik anlaşma ve bağlantı eğitimi.
VDM — modülün bildirdikleri
VDM, CMIS sayfa 20h–2Fh’de yaşar (her 8 şerit için bankalanmış) ve sayfa 01h’de duyurulur. Her gözlemlenebilirin bir tanımlayıcısı (tip, şerit), canlı bir örneği, dört eşiği ve bayrağı vardır — tıpkı klasik ölçülen değerler gibi.
| Sayfalar | İçerik |
|---|---|
| 20h–23h | tanımlayıcılar: hangi gözlemlenebilir, hangi şerit, hangi eşik kümesi |
| 24h–27h | örnekler (her biri 2 bayt) |
| 28h–2Bh | eşikler: yüksek/düşük alarm, yüksek/düşük uyarı |
| 2Ch–2Fh | bayraklar ve maskeler |
Gözlemlenebilir tipleri (CMIS 4.0/5.x)
| ID | Gözlemlenebilir | Birim / biçim | Size ne anlattığı |
|---|---|---|---|
| 1 | Lazer yaşı | % (U16) | satıcının tüketilen ömür tahmini |
| 2 | TEC akımı | maksimumun yüzdesi (S16) | soğutucu yükü — Sıcaklık ve gerilim |
| 3 | Lazer frekans hatası | MHz (S16) | DWDM/ZR: ızgaraya olan uzaklık |
| 4 | Lazer sıcaklığı | °C (S16, 1/256) | soğutmalı lazerler |
| 5 / 6 | eSNR, medya / host girişi | dB (U16, 1/256) | eşitlemeden sonraki elektriksel SNR — PAM4 “göz yüksekliği”; > 18–20 dB rahat, < 15 dB sınırda (satıcıya bağlı) |
| 7 / 8 | PAM4 seviye geçiş parametresi, medya / host | dB | dört seviyenin doğrusallığı |
| 9 / 10 | FEC öncesi BER minimum, medya / host | F16 | aralık boyunca en iyi değer |
| 11 / 12 | FEC öncesi BER maksimum | F16 | aralık boyunca en kötü değer — uyarı için izlenecek sayı |
| 13 / 14 | FEC öncesi BER ortalama | F16 | — |
| 15 / 16 | FEC öncesi BER güncel | F16 | son örnek |
| 17–24 | FERC (frame error ratio count) min / maks / ort / güncel, medya / host | F16 | FEC sonrası düzeltilemeyen çerçeveler — 0 olmalı |
| 128+ | koherent küme (CMIS 5.x): modülatör bias akımı, CD, DGD, SOPMD, OSNR, eSNR, Q faktörü, Rx toplam/sinyal gücü, taşıyıcı frekans ofseti… | çeşitli | 400ZR/ZR+ modülleri |
F16, CMIS’in 16 bitlik oran biçimidir: 5 bitlik bir üs ve 11 bitlik bir mantis; değer = mantis × 10^(üs − 24). 1,5 × 10⁻⁶’lık bir FEC öncesi BER, mantis 1500 ve üs 15 olarak saklanır. Medya tarafı = optik hat; host tarafı = anahtar ASIC’ine giden elektriksel arayüz — kötü bir host tarafı BER’i, fiberi değil, konektörü veya kartı işaret eder.
Host tarafı FEC sayaçları
Anahtar veya NIC, port başına ve genellikle şerit başına şunları sayar:
| Sayaç | Sağlıklı | Dikkat | Arızalı |
|---|---|---|---|
| Düzeltilen kod sözcükleri | yavaşça artıyor (FEC öncesi BER 10⁻⁸ … 10⁻⁶) | hızlı artış (KP4’te 10⁻⁵) | sınıra yakın |
| Düzeltilemeyen kod sözcükleri | 0 | herhangi bir artış | sürekli artışlar = çerçeve kaybı |
| Şerit başına sembol hataları | şeritler arasında dengeli | bir şerit baskın | o şeridin fiberi/konektörü/lazeri |
| FEC öncesi BER (türetilmiş) | < 10⁻⁷ | 10⁻⁶ … 10⁻⁵ | > 10⁻⁴ (KP4) |
Nerede okunur: çoğu NOS’ta show interfaces … fec / phy detail (Optiklerin doğrulanması), Linux’ta ethtool -S (fec_corrected_blocks, fec_uncorrectable_blocks) ve ethtool --show-fec, SONiC’te show interfaces counters fec. Sayaçlar birikimlidir — onları sıfırlayın ve oranı izleyin.
İkisini birlikte okuma
| Rx gücü | FEC öncesi BER / eSNR | Düzeltilemeyen | Tanı |
|---|---|---|---|
| pencerede | < 10⁻⁷, eSNR yüksek | 0 | marjlı, sağlıklı |
| pencerede | 10⁻⁵, bir şeritte eSNR düşüyor | 0 | o şerit bozuluyor: kirli MPO fiberi, yaşlanan VCSEL, sınırda konektör — arızalanmadan önce düzeltin (Şerit başına tanılama) |
| düşük | yüksek | var | bütçe sorunu — Rx gücü ve bağlantı bütçesi |
| pencerede, her iki uçta | host tarafında yüksek | var | elektriksel: kafes/konektör teması, kart, DAC kalitesi, yanlış eşitleme ayarları |
| pencerede | medya tarafında yüksek, tüm şeritlerde | var | dispersiyon, yanlış erişim sınıfı, mux’tan sapmış dalga boyu, kısmen yanlış polarite |
| iyi | 0 hata, bağlantı çırpınıyor | 0 | bir sinyal sorunu değil — FEC/AN uyuşmazlığı, ısıl, yazılım |
Eşikler ve uyarı
VDM eşikleri satıcı tarafından ayarlanır; FEC öncesi BER için tipik yüksek uyarı, FEC sınırının onda biri civarındadır (KP4’te 2 × 10⁻⁵). Uyarı için oranları ve eğilimleri kullanın: bir haftada bir basamak yükselen bir FEC öncesi BER, eşiklerden bağımsız olarak bir iş emridir (İzleme). FEC sonrası düzeltilemeyen hatalar her zaman bir olaydır.
VDM’nin bulunmadığı yerler
SFF-8472 ve SFF-8636 modüllerinde VDM yoktur: 10G/25G/100G NRZ bağlantıları, host FEC sayaçlarına ve Rx gücüne dayanır. Bazı SFF-8636 modülleri, sayfa 20h–21h’de veya satıcıya özgü baytlarda satıcıya özgü SNR veya BER sunar — yalnızca satıcının aracıyla okunabilir. FEC’siz NRZ için (10G LR, 1G), arayüzdeki CRC/giriş hatası sayaçları tek bit düzeyi görünümdür.
CodingBox’ta
CMIS modülleri için CodingBox, VDM tanımlayıcılarını ve örneklerini okur ve bunları DDM üzerinde klasik ölçülen değerlerin yanında şerit başına gösterir; F16 oranlarını düz sayılara çözümler. Host FEC sayaçları modülün ve programlayıcının dışındadır — bunlar anahtardan gelir.