مقاييس VDM وFEC: وصلات PAM4
عند 50G لكل مسار فما فوق، تتوقف القدرة الضوئية عن كونها مؤشر صحة كافيًا: فوصلة PAM4 بقدرة Rx مثالية قد تكون على بُعد موصل متسخ واحد من أخطاء غير قابلة للتصحيح، والعلامة الأولى ليست dBm بل معدل الخطأ في البتات. ويعطي هذا الرقم مصدران. فداخل الوحدة، يُبلغ VDM (Versatile Diagnostics Monitoring) الخاص بـCMIS عن BER قبل FEC وSNR وصحة الليزر لكل مسار؛ وعلى المضيف، يُحصي مُفكِّك FEC الكلمات الرمزية المصحَّحة وغير المصحَّحة. ومعًا يُظهران المسافة التي تفصل الوصلة عن الفشل بينما لا تزال تحمل حركة البيانات دون فقد.
لماذا غيّر FEC التشخيص
يفترض كل PMD لإيثرنت بسرعة 25G+ على PAM4 (ومعظم 25G NRZ) وجود FEC من نوع Reed-Solomon. ويُسمح للبصريات بتقديم معدل خطأ خام قدره 10⁻⁵–10⁻⁴ لأن FEC يُصلحه إلى 10⁻¹² أو أفضل. والنتيجة: أن الوصلة المتدهورة لا تُظهر أي أخطاء على الإطلاق لطبقة MAC إلى أن يُتجاوز حد FEC، فتفشل فجأة. وBER قبل FEC هو المؤشر السلس الوحيد للهامش.
| FEC | الرمز | يصحّح لكل كلمة رمزية | حد BER قبل FEC لخرج 10⁻¹² (تقريبًا) | يُستخدم في |
|---|---|---|---|---|
| BASE-R («FC-FEC»، البند Clause 74) | رمز Fire (2112, 2080) | نوبات 11 بت | ≈ 10⁻⁷ … 10⁻⁸ بمكسب ~2 dB | 10G/25G NRZ، وCA-25G-S |
| RS-FEC KR4 (البند Clause 91/108) | RS(528, 514) على GF(2¹⁰) | 7 رموز | ≈ 5 × 10⁻⁵ | 25GBASE-CR/SR/LR، و100GBASE-SR4/CWDM4/CR4 |
| RS-FEC KP4 (البند Clause 119/134) | RS(544, 514) | 15 رمزًا | ≈ 2.4 × 10⁻⁴ | كل مسارات 50G PAM4: 50G/100G/200G/400G/800G |
| المتسلسل / oFEC (المتماسك) | رموز داخلية + خارجية | — | ≈ 10⁻² … 2 × 10⁻² | 400ZR (CFEC)، وOpenZR+ (oFEC) |
عدم تطابق الإعدادات: FEC، والتفاوض التلقائي، وتدريب الوصلة.
VDM — ما الذي تُبلغ عنه الوحدة
يقيم VDM في صفحات CMIS من 20h إلى 2Fh (مقسَّمة إلى بنوك لكل 8 مسارات)، ويُعلَن عنه في الصفحة 01h. لكل مُلاحَظة واصف (النوع، والمسار)، وعيّنة حية، وأربع عتبات وأعلام، تمامًا مثل المراقبات الكلاسيكية.
| الصفحات | المحتوى |
|---|---|
| 20h–23h | الواصفات: أي مُلاحَظة، وأي مسار، وأي مجموعة عتبات |
| 24h–27h | العيّنات (بايتان لكل منها) |
| 28h–2Bh | العتبات: إنذار عالٍ/منخفض، وتحذير عالٍ/منخفض |
| 2Ch–2Fh | الأعلام والأقنعة |
أنواع المُلاحَظات (CMIS 4.0/5.x)
| المعرِّف | المُلاحَظة | الوحدة / الصيغة | ما الذي تخبرك به |
|---|---|---|---|
| 1 | عمر الليزر | % (U16) | تقدير المورّد للعمر المستهلَك |
| 2 | تيار TEC | % من الحد الأقصى (S16) | حِمل المبرِّد — درجة الحرارة والجهد |
| 3 | خطأ تردد الليزر | MHz (S16) | DWDM/ZR: المسافة عن الشبكة الترددية |
| 4 | درجة حرارة الليزر | °C (S16, 1/256) | الليزرات المبرَّدة |
| 5 / 6 | eSNR، دخل الخط / المضيف | dB (U16, 1/256) | نسبة الإشارة إلى الضوضاء الكهربائية بعد المعادلة — «ارتفاع العين» لـPAM4؛ > 18–20 dB مريح، و< 15 dB هامشي (حسب المورّد) |
| 7 / 8 | معلَمة انتقال مستويات PAM4، عند الخط / المضيف | dB | خطية المستويات الأربعة |
| 9 / 10 | الحد الأدنى لـBER قبل FEC، عند الخط / المضيف | F16 | الأفضل خلال الفترة |
| 11 / 12 | الحد الأقصى لـBER قبل FEC | F16 | الأسوأ خلال الفترة — الرقم الذي يُنبَّه عليه |
| 13 / 14 | متوسط BER قبل FEC | F16 | — |
| 15 / 16 | BER الحالي قبل FEC | F16 | آخر عيّنة |
| 17–24 | FERC (عدد معدل خطأ الإطارات) الحد الأدنى / الأقصى / المتوسط / الحالي، عند الخط / المضيف | F16 | أطر غير قابلة للتصحيح بعد FEC — يجب أن تكون 0 |
| 128+ | مجموعة المتماسك (CMIS 5.x): انحياز المُضمِّن، وCD، وDGD، وSOPMD، وOSNR، وeSNR، وعامل Q، وقدرة Rx الكلية/الإشارة، وانزياح تردد الحامل… | متنوعة | وحدات 400ZR/ZR+ |
F16 هو صيغة النسبة ذات 16 بت الخاصة بـCMIS: أُس بـ5 بتات ومانتيسا بـ11 بتًا، والقيمة = المانتيسا × 10^(الأُس − 24). ويُخزَّن BER قبل FEC البالغ 1.5 × 10⁻⁶ كمانتيسا 1500 وأُس 15. جانب الخط = الوصلة الضوئية؛ وجانب المضيف = الواجهة الكهربائية نحو ASIC الخاص بالمبدّل — وBER سيئ في جانب المضيف يشير إلى الموصل أو اللوحة، لا إلى الألياف.
عدادات FEC في جانب المضيف
يُحصي المبدّل أو بطاقة الشبكة، لكل منفذ وغالبًا لكل مسار:
| العداد | سليم | راقب | فاشل |
|---|---|---|---|
| الكلمات الرمزية المصحَّحة | تنمو ببطء (BER قبل FEC 10⁻⁸ … 10⁻⁶) | نمو سريع (10⁻⁵ عند KP4) | قرب الحد |
| الكلمات الرمزية غير القابلة للتصحيح | 0 | أي زيادة | زيادات مطّردة = فقد إطارات |
| أخطاء الرموز لكل مسار | متوازنة بين المسارات | مسار واحد مهيمن | ألياف/موصل/ليزر ذلك المسار |
| BER قبل FEC (مُشتق) | < 10⁻⁷ | 10⁻⁶ … 10⁻⁵ | > 10⁻⁴ (KP4) |
أين تُقرأ: show interfaces … fec / phy detail على معظم NOS (التحقق من البصريات)، وethtool -S (fec_corrected_blocks، fec_uncorrectable_blocks) وethtool --show-fec على Linux، وshow interfaces counters fec على SONiC. والعدادات تراكمية — امسحها وراقب المعدَّل.
قراءة الاثنين معًا
| قدرة Rx | BER قبل FEC / eSNR | غير القابل للتصحيح | التشخيص |
|---|---|---|---|
| ضمن النافذة | < 10⁻⁷، وeSNR مرتفع | 0 | سليمة بهامش |
| ضمن النافذة | 10⁻⁵، وeSNR ينخفض في مسار واحد | 0 | ذلك المسار يتدهور: ألياف MPO متسخة، أو VCSEL متقادم، أو موصل هامشي — أصلحه قبل أن يفشل (التشخيص لكل مسار) |
| منخفضة | مرتفع | بعض | مشكلة ميزانية — قدرة Rx وميزانية الوصلة |
| ضمن النافذة عند الطرفين | مرتفع في جانب المضيف | بعض | كهربائي: تلامس القفص/الموصل، أو اللوحة، أو جودة DAC، أو إعدادات معادلة خاطئة |
| ضمن النافذة | مرتفع في جانب الخط، في كل المسارات | بعض | تشتت، أو فئة مدى خاطئة، أو طول موجي خارج نطاق المضمّم، أو قطبية خاطئة جزئيًا |
| جيدة | 0 أخطاء، والوصلة تتذبذب | 0 | ليست مشكلة إشارة — عدم تطابق FEC/AN، أو حراري، أو برمجي |
العتبات والتنبيه
يضبط المورّد عتبات VDM؛ والتحذير العالي النموذجي لـBER قبل FEC يقارب عُشر حد FEC (2 × 10⁻⁵ عند KP4). وللتنبيه، استخدم المعدلات والاتجاهات: فBER قبل FEC يرتفع بمقدار مرتبة واحدة (×10) خلال أسبوع هو أمر عمل بصرف النظر عن العتبات (المراقبة). والأخطاء غير القابلة للتصحيح بعد FEC حادثة دائمًا.
أين يغيب VDM
لا يوجد VDM في وحدات SFF-8472 وSFF-8636: فوصلات NRZ بسرعة 10G/25G/100G تعتمد على عدادات FEC في المضيف وعلى قدرة Rx. وتعرض بعض وحدات SFF-8636 قيم SNR أو BER خاصة بالمورّد في الصفحات 20h–21h أو في بايتات خاصة بالمورّد — لا تُقرأ إلا بأداة المورّد. وبالنسبة إلى NRZ بلا FEC (10G LR، و1G)، تكون عدادات CRC/أخطاء الدخل على الواجهة هي الرؤية الوحيدة على مستوى البت.
في CodingBox
بالنسبة إلى وحدات CMIS، يقرأ CodingBox واصفات VDM وعيّناته ويعرضها لكل مسار جنبًا إلى جنب مع المراقبات الكلاسيكية على شاشة DDM، ويفك ترميز نسب F16 إلى أرقام عادية. أما عدادات FEC في المضيف فهي خارج الوحدة وخارج المبرمج — إذ تأتي من المبدّل.