FEC, tự động đàm phán và huấn luyện liên kết
Từ 25G trở lên, một liên kết Ethernet không còn đơn giản là “ánh sáng vào, ánh sáng ra”: cả hai đầu phải thống nhất về sửa lỗi hướng tới, và trên một số loại môi trường truyền dẫn còn phải thống nhất về tự động đàm phán và link training. Sự sai lệch tạo ra sự cố phổ biến nhất hiện nay — một liên kết có mức quang tốt nhưng không bao giờ lên được.
Sửa lỗi hướng tới
FEC bổ sung dư thừa để bộ thu có thể tự sửa lỗi bit. Các làn tốc độ cao hơn phụ thuộc vào nó vì tỷ lệ lỗi bit thô của quang học tự nó không còn đủ tốt nữa.
| FEC | Tên | Dùng ở | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| không | — | quang học 1G, 10G | BER thô phải đạt 10⁻¹² |
| BASE-R / FC-FEC | Fire-code, Clause 74 | 10G KR, một số liên kết ngắn 25G | độ trễ thấp, khả năng sửa lỗi yếu |
| RS-FEC (528,514) | Reed-Solomon, Clause 91/108 | 25G SR/LR, 100G SR4/CWDM4/PSM4 | họ “KR4/KP4” của 100G |
| RS-FEC (544,514) | Reed-Solomon, Clause 134 | mọi PAM4 50G/làn và 100G/làn | bắt buộc; mạnh hơn, độ trễ cao hơn |
Quy tắc nhanh:
- PAM4 = luôn cần FEC. Các làn 50G/100G (SFP56, QSFP56, QSFP-DD, OSFP) không thể chạy nếu thiếu RS(544,514).
- 25G/100G NRZ = thường cần FEC. SR và phần lớn PMD trên SMF yêu cầu RS-FEC; một vài cự ly ngắn cho phép “không FEC” hoặc BASE-R theo thỏa thuận.
- 10G trở xuống = không FEC trên quang học.
Host phải được cấu hình đúng loại FEC mà PMD yêu cầu; module khai báo khả năng của nó trong bộ nhớ, nhưng chính cấu hình của switch mới là thứ áp dụng chúng.
Tự động đàm phán
Tự động đàm phán theo IEEE Clause 73 trao đổi khả năng về tốc độ, FEC và pause trên backplane đồng và cáp kết nối trực tiếp (ví dụ 25GBASE-CR). Trên các liên kết quang, nhìn chung không có tự động đàm phán — cả hai đầu được cấu hình tĩnh, đó chính xác là lý do vì sao sai lệch FEC lại xảy ra thường xuyên đến vậy trên quang học.
Link training
Trên các liên kết DAC đồng và backplane, link training (Clause 72/93/136) cho phép mỗi bộ thu tinh chỉnh cân bằng tín hiệu của bộ phát ở đầu xa trước khi dữ liệu bắt đầu chạy. Liên kết quang bỏ qua bước này; quang học PAM4 thay vào đó dựa vào DSP của chính module và vào cân bằng tín hiệu phía host được chọn qua application mà module khai báo (CMIS).
Triệu chứng và cách khắc phục
| Triệu chứng | Nguyên nhân khả dĩ | Cách khắc phục |
|---|---|---|
| Mức quang bình thường, liên kết down | sai lệch FEC giữa hai đầu | đặt cả hai cổng về đúng FEC mà PMD yêu cầu |
| Liên kết lên nhưng số khối đã sửa bởi FEC cao | quang học cận biên hoặc đầu nối bẩn | kiểm tra mức quang → vệ sinh → thay thế (liên kết chập chờn) |
| Liên kết lên, lỗi không sửa được, khởi động lại liên tục | FEC chạm giới hạn — công suất Rx hoặc tán sắc | kiểm tra quỹ công suất theo cự ly; sai PMD so với khoảng cách |
| DAC không bao giờ lên liên kết, quang học trên cùng cổng thì lên | AN/training bị tắt hoặc cáp không được hỗ trợ | bật AN theo Clause 73 hoặc dùng cáp đạt chuẩn |
Trong CodingBox
Khối nhận dạng mà CodingBox hiển thị trên màn hình Check transceiver bao gồm các mã PMD/mã tuân thủ, từ đó suy ra FEC cần dùng; trên các module CMIS, danh sách application được khai báo cho biết giao diện host (và do đó là FEC) mà mỗi chế độ yêu cầu. Khi mã hóa lại một module, hãy giữ các mã này nhất quán với PMD thật để host áp dụng đúng FEC.
FEC như một công cụ chẩn đoán: giới hạn BER trước FEC theo từng mã, các đại lượng VDM và bộ đếm phía host, cùng cách đọc chúng kết hợp với công suất Rx: Chỉ số VDM và FEC.
Vì sao PAM4 cần cả FEC lẫn DSP, và điều gì thay đổi với các module tuyến tính (LPO): Điều chế và DSP.
Các lệnh FEC và tự động đàm phán của từng NOS đặt cạnh nhau để so sánh: Công thức cấu hình cổng.