CodingBox ドキュメント

FEC、オートネゴシエーションとリンクトレーニング

25G 以上では、イーサネットリンクは単なる「光が入って光が出る」だけの話ではありません。両端は前方誤り訂正について合意する必要があり、一部の媒体ではオートネゴシエーションとリンクトレーニングについても合意する必要があります。不一致が生じると、現代における最も一般的な障害が発生します — 光レベルは良好なのに、リンクが決して確立しないという症状です。

前方誤り訂正

FEC は冗長性を付加することで、受信器がビット誤りを訂正できるようにします。レーンレートが高くなるほど FEC に依存します。光学部品単体の生のビット誤り率だけでは、もはや十分ではないためです。

FEC名称使用箇所備考
なし—1G、10G の光学部品生の BER が 10⁻¹² を満たす必要がある
BASE-R／FC-FECFire-code、Clause 7410G KR、一部の 25G 短距離リンク低遅延だが訂正能力は弱い
RS-FEC（528,514）Reed-Solomon、Clause 91/10825G SR/LR、100G SR4/CWDM4/PSM4100G の「KR4/KP4」系列
RS-FEC（544,514）Reed-Solomon、Clause 134レーンあたり 50G と 100G の PAM4 すべて必須。訂正能力は強いが遅延も増える

経験則は次のとおりです。

  • PAM4 = 常に FEC。 50G/100G のレーン（SFP56、QSFP56、QSFP-DD、OSFP）は RS(544,514) なしでは動作しません。
  • 25G/100G NRZ = 通常は FEC。 SR と大半の SMF PMD は RS-FEC を必要とします。一部の短距離では、合意の上で「FEC なし」や BASE-R も許容されます。
  • 10G 以下 = 光学部品には FEC なし。

ホストは、その PMD が必要とする FEC に設定されている必要があります。モジュールはメモリ内で対応機能をアドバタイズしますが、それを実際に適用するのはスイッチの設定です。

オートネゴシエーション

IEEE Clause 73 のオートネゴシエーションは、銅線バックプレーンとダイレクトアタッチケーブル（例：25GBASE-CR）上で、速度、FEC、ポーズの各機能を交換します。光リンクでは、通常オートネゴシエーションは行われません — 両端は静的に設定されます。これこそが、光学部品で FEC の不一致がこれほど頻繁に起こる理由です。

リンクトレーニング

銅線の DAC やバックプレーンのリンクでは、リンクトレーニング（Clause 72/93/136）により、データが流れる前に各受信器が対向送信器のイコライゼーションを調整できます。光リンクではこれを省略します。代わりに PAM4 光学部品は、モジュール自身の DSP と、モジュールがアドバタイズするアプリケーションを通じて選択されるホスト側のイコライゼーションに依存します（CMISを参照）。

症状と対処法

症状想定される原因対処法
光レベルは正常だがリンクダウン両端で FEC が不一致両方のポートを、その PMD が必要とする FEC に設定する
リンクは確立しているが FEC 訂正ブロック数が多い光学部品がぎりぎり、またはコネクターの汚れレベル確認 → 清掃 → 交換の順に対応（リンクフラッピングを参照）
リンクは確立しているが訂正不能エラー、リセットが発生FEC が限界 — Rx パワーまたは分散が原因伝送距離バジェットを確認する。距離に対して PMD が誤っている可能性
DAC は一度もリンクしないが、同じポートの光学部品はリンクするAN／トレーニングが無効、または非対応ケーブルClause 73 の AN を有効にするか、適合ケーブルを使用する

CodingBox では

CodingBox が Check transceiver 画面に表示する識別ブロックには、必要な FEC を導き出せる PMD／コンプライアンスコードが含まれます。CMIS モジュールでは、アドバタイズされるアプリケーションが、各モードで期待されるホストインターフェース（したがって FEC）を示します。モジュールを再コーディングする際は、これらのコードを実際の PMD と整合させておくことで、ホストが正しい FEC を適用できるようにします。

診断指標としての FEC：コードごとの FEC 前 BER の限界値、VDM の観測値とホストのカウンター、それらを Rx パワーとあわせて読み解く方法についてはVDM と FEC 指標を参照してください。

PAM4 に FEC と DSP の両方が必要な理由、そしてリニア（LPO）モジュールで何が変わるかについては変調と DSPを参照してください。

各 NOS の FEC とオートネゴシエーションのコマンドを並べて比較したものについてはポート設定レシピを参照してください。

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