DWDM 및 400ZR 링크에 대한 광학 성능 모니터링

 

데이터가 이미 존재했는데 아무도 이에 대해 조치를 취하지 않은 이유

 

읽기가 행동이 되기 전에 세 가지가 참이어야 하며, 대부분의 네트워크에서는 그 중 적어도 하나가 거짓입니다.

 

판독값이 존재해야 하며 이는 사양에 존재하는 매개변수와 동일하지 않습니다. 모듈보다는 플랫폼과 소프트웨어 릴리스에 따라 달라지는 NMS에 도달해야 합니다. 그리고 이를 의미 있는 것과 비교해야 합니다. 이를 위해서는 다른 사람이 제조 시 작성한 상수가 아닌 자신이 소유한 기준이 필요합니다. 세 가지 중 하나를 건너뛰는 모니터링 설계는 경고가 아닌 대시보드를 생성합니다.

 

모듈-수준 원격 분석은 이에 대한 입력 중 하나입니다. 트랜시버 자체 마이크로컨트롤러의 온도, 공급 전압, 레이저 바이어스 전류 및 TX/RX 전력을 노출하는 SFF-8472 인터페이스인 DDM은 대부분의 원자재가 나오는 곳입니다. 각 매개변수를 읽는 방법, 실제로 임계값 구성이 작동하는 방식 및 DDM 정확도를 지원할 수 있는 내용은 다음에서 다룹니다.DDM 디지털 진단 모니터링에 대한 전체 가이드, 그리고 이 기사는 의도적으로 그 근거를 반복하지 않습니다.

 

앞으로 나아갈 가치가 있는 구별은 짧습니다. DDM은 데이터 소스입니다. 링크-수준의 광학 성능 모니터링 설계는 의사결정 시스템입니다.

 

귀하의 플랫폼이 실제로 보고하는 내용과 조용히 삭제되는 내용

 

경보를 설계하기 전에 모듈과 모니터링 시스템 사이의 경로를 감사하십시오. 이는 거의 아무도 수행하지 않는 단계이며 임계값 오류보다 더 많은 모니터링 설계를 무효화합니다.

 

임계값 위반 로깅은 표준 그림입니다. Cisco Catalyst 플랫폼은 수년간 %SFF8472-5-THRESHOLD_VIOLATION syslog 메시지를 내보냈고, NX-OS를 실행하는 운영자는 노후된 10G-ER 모듈이 낮은 수신 경고 임계값 아래로 떨어지는 것을 문서화했으며 플랫폼은 완전히 침묵을 유지했습니다. 조건을 확인하는 유일한 방법은 show 인터페이스 트랜시버 세부 정보를 실행하고 수동으로 읽는 것이었습니다. 그 상황은 그 이후로 지속되기보다는 변했습니다. NX-OS 10.6(1)F부터 Nexus 9000 플랫폼은 과거 DOM에 신호 대 잡음비, FEC 이전 비트 오류율 및 레이저 노화, 읽기 및 표시 인터페이스 이더넷 트랜시버 vdm(시스코).

 

 

이 문서의 나머지 부분에서는 계속해서 한정자를 반환하므로 해당 문서의 한정자를 기록해 두세요. Cisco에서는 VDM을 통해 사용할 수 있는 관찰 가능한 유형이 모듈에 따라 다르다고 기록합니다. 동일한 스위치, 동일한 소프트웨어, 다른 광학 장치, 다른 가시성.

 

따라서 데이터 센터의 광트랜시버 성능 모니터링은 구입한 스위치의 속성이 아닙니다. 이는 플랫폼, 소프트웨어 릴리스 및 설치된 광 장치의 특정 조합의 속성이며 이를 확인하는 검사는 이론적인 것이 아니라 기계적인 것입니다. 실제로 실행하는 각 플랫폼- 및-릴리스 쌍에 동일한 광 장치를 넣고 트랜시버 세부 정보 및 VDM 명령을 실행하고 어떤 필드가 다시 채워지는지 기록합니다. 조합당 30분의 작업이 소요되며 이는 귀하의 재산에 해당하는 유일한 답변입니다.

 

세 가지 실패 모드는 해당 감사에서 심하게 살아남습니다.

 

맹점	대시보드에 표시되는 내용	확인 방법	첫 번째 조치
플랫폼은 임계값 경보를 발생시키지 않습니다.	아무것도: 침묵은 건강으로 읽힌다	유지보수-창 링크를 의도적으로 약화시키고 알람이 도착하는지 관찰합니다.	DOM/VDM 지원에 대한 NOS 릴리스 노트를 확인한 다음 대신 NMS에서 임계값을 폴링하고 평가합니다.
수신 전력이 너무 높음	광전력이 편안해 보이는 동안 오류 카운터가 상승함	낮은 임계값이 아닌 수신기 과부하 제한과 비교	감쇠를 추가하거나 올바르게 일치하는 도달 범위 클래스로 이동
폴링 아티팩트	갑작스러운 믿을 수 없는 스파이크 또는 점프하고 반환되는 값	폴링 간격을 줄이고 이벤트가 사라지는지 확인하세요.	수집 규모를 조정하기 전에 지속 가능한 간격을 설정하세요.

 

두 번째 행은 매우 일관되게 무시되므로 강조할 가치가 있습니다. 짧은 패치의 긴-거리 광학 장치는 수신기를 포화 상태로 과도하게 구동하고 카운터 수준에서 감쇠와 동일하게 보이는 오류를 생성합니다. 두 모듈 모두 지정된 대로 정확하게 작동하므로 모듈을 교체해도 아무런 변화가 없습니다.

 

세 번째는-자해이며 스트리밍 원격 분석의 채택으로 성장했습니다. 모듈 원격 측정은 고주파수 폴링을 위해 설계되지 않은 I2C 버스를 통해 읽혀지며, 공격적인 수집 간격으로 인해 실제 이벤트와 구별할 수 없는 값을 반환하는 레지스터 읽기 시간 초과가 발생합니다. 우리는 열 이벤트 없이 정확히 이것에 대해 엄격한 SNMP 폴링을 실행하는 배포에서 급격한 온도 스파이크를 추적했습니다. 자신의 컬렉션 경로를 모니터링되는 구성 요소로 취급하십시오.

 

호환 가능한 모듈이 보고하는 수치를 신뢰할 수 있습니까?

 

엔지니어들이 서로 물어보는 질문이고 공급업체에 물어보는 경우가 거의 없기 때문에 기다리기보다는 직접 답변해드리겠습니다.

 

광학 성능 모니터링 매개변수는 이를 보고하는 구현에 따라 달라지며, SFF-8472는 각 공급업체가 이를 얼마나 정확하게 측정하는지가 아니라 보고되는 내용을 정의합니다. 당사의 광전력 판독값에 대한 자체 생산 표준은 ±1.5dB이며 요청 시 교정 데이터를 사용할 수 있습니다. 그 수치는 마케팅 수치가 아닙니다. 이는 귀하가 설계할 모든 경보 아래에 견고한 바닥을 설정하며, 다음 섹션에서는 이를 기반으로 합니다.

 

두 개의 빨간색 플래그는 원격 측정을 전혀 신뢰할 수 없는 모듈을 식별합니다. 링크 조건에 관계없이 절대 이동하지 않는 그럴듯한-값으로 고정된 판독값과 공급업체 OUI 필드가 모두 0으로 표시됩니다. 둘 중 하나는 링크가 아닌 상수를 모니터링하고 있음을 의미합니다.

 

두 케이스를 구분하는 확인 작업은 입고 검사 시 SKU당 약 5분 정도 소요됩니다. 테스트 스위치의 기준 판독값을 기록하고, 보정된 3dB 감쇠기를 수신 경로에 삽입한 다음, 보고된 RX 전력이 대략 3dB만큼 떨어지는지 확인합니다. 응답하지 않거나 믿을 수 없을 정도로 응답하는 모듈에는 100개 포트에 진입한 후가 아니라 그 전에 알아야 할 교정 문제가 있습니다.

 

 

변화율이 절대가치를 능가함

 

02:00에 RX 전원 경보가 단일 포트에서 발생합니다. 대기 중인 엔지니어에게는 두 가지 옵션이 있습니다. 모듈을 당겨서 예비 부품을 넣는 것(90초 소요) 또는 변경 사항을 확인하는 것(1시간 소요)입니다. 두 번째 옵션이 계속 손실되는 이유는 지난 달에 링크가 어떻게 생겼는지 아무도 기록하지 않았기 때문입니다.

 

우리의 반품 데이터는 그 비용을 보여줍니다. 1년에 처리된 340개의 광 모듈 RMA 티켓 중 68개가 RX 전력 부족을 설명하는 도착을 했으며, 벤치 테스트 후 20% 미만만이 실제 수신기 결함이 있는 것으로 나타났습니다. 나머지는 커넥터 오염, 과도한 굽힘 반경 또는 구성으로 추적되었으며, 모두 고객 현장에서 5분 동안 점검하면 발견되었을 것입니다. 약 50개의 모듈이 작동 중임을 증명하기 위해 국경을 두 번 넘었습니다.

 

기울기는 이러한 경우를 구분하는 것입니다. 왜냐하면 절대 판독값은 링크 상태를 알려주고 변화율은 어떤 메커니즘을 먼저 테스트할지 알려주기 때문입니다.

 

변화의 시간 규모	테스트할 첫 번째 가설	오프닝 액션
초, 급격한 하락	광섬유 단선, 단선, 포트 이벤트	진단이 아닌 물리적 경로 검증
분, 간헐적인 스윙	느슨한 커넥터, 진동, 가장자리 안착	다시 장착하고 검사하십시오. 근처의 기계 작업과 연관되어 있습니다.
며칠에서 몇 주까지, 꾸준한 부패	끝-면에 오염 물질 축적	무엇이든 교체하기 전에 검사하고 청소하십시오.
개월, 느린 단조 드리프트	열 노화, 포토다이오드 드리프트, 레이저 수명-종료-	사고가 아닌 예정된 교체를 계획하십시오.

 

하드웨어를 만지기 전에 양쪽 끝을 읽으십시오.

 

이 명령은 조용히 실패하는 부분이기 때문에 언급할 가치가 있는 한 가지 조건을 수반합니다. 양방향 비교는 두 모듈이 비슷한 정확도로 보정된 경우에만 의미가 있습니다. 한쪽 끝이 당사 광학 장치이고 다른 쪽 끝이 특성화되지 않은 호환 장치인 혼합 환경에서는 전적으로 측정 인공물인 2~3dB의 겉보기 비대칭이 생성될 수 있으며 팀은 며칠 동안 이를 추적합니다. 의심되는 링크를 신뢰하기 전에 알려진 양호한 링크에 대한 비교 기준을 설정하세요.- 자세한 로컬-대-원격 결정 논리는 앞서 링크된 DDM 가이드에 나와 있습니다.

 

근본 원인이 매크로벤드 또는 오염된 패치 패널인 경우 교체 모듈이 연결되는 경우가 많습니다. 왜냐하면 새로운 수신기가 기본적으로 약간 더 높은 감도 마진을 제공하고 자체 작동 지점에 정착한 후 몇 주 후에 다시 실패하기 때문입니다. 감쇠는 모듈에 없었습니다.

 

증폭된 DWDM 링크에 대한 OSNR 모니터링 모범 사례

 

증폭된 DWDM 링크에서는 수신 전력만으로는 누적된 ASE 잡음에서 신호를 분리할 수 없으므로 OSNR 및 사전{0}}FEC BER은 선택 사항이 아닌 필수가 됩니다. 문제는 OSNR을 측정하는 표준 방법이 최신 네트워크에서 작동을 멈춘 반면 수많은 운영 문서에서 계속해서 이를 가르친다는 것입니다.

 

IEC 및 ITU{0}}T G.697 용어로 구성된 기존 보간 접근 방식은 인접 채널 간의 스펙트럼 간격에서 노이즈 플로어를 추정합니다. 두 가지 변화로 인해 문제가 발생했습니다. 깨끗한 간격이 더 이상 존재하지 않을 때까지 채널 간격을 조이고-인라인 ROADM 필터링이 채널 사이의 중간 지점에서 노이즈를 조각하므로 보간된 바닥이 실제보다 낮게 나오고 측정된 OSNR이 링크보다 실제로 더 잘 읽힙니다(옵티카 출판 그룹). 후속 기술로 개발된 편광-널링 기술은 단일-편파 신호를 가정하고 편광 다중화에 의해 무효화됩니다. 신호 켜기/끄기 방법은 유효한 상태로 유지되며 측정 중인 채널을 중단시키기 때문에 사용할 수 없습니다. 채널-별-채널 전력 및 파장 계획은 이 모든 것과 상호 작용합니다.DWDM 파장 계획 가이드.

 

 

전통적인 보간 방법을 사용하여 로드된 일관성 링크를 계속 측정하는 경우 읽기 전에 숫자가 잘못된 것입니다. 부정확하지 않음: 틀렸고, 좋은 방향으로 틀렸습니다. 방법은 작업을 따라야 하며 5개의 서로 다른 작업이 있습니다.

 

상황	선호하는 방법	왜
실험실 또는 단일{0}}채널 벤치 참조	보정된 감쇠가 있는 기준 잡음 소스	현장에서는 불가능한 노이즈 플로어에 대한 완전한 제어
생산 또는 시운전 테스트	언로드된 채널의 기존 OSA 측정	시스템이 채워지기 전에 스펙트럼 격차가 여전히 존재합니다.
로드된 일관성 링크에 대한 서비스 중{0}} OSNR 측정	일관성 있는-가능 OSA 또는 일관성 있는 수신기 원격 측정에 대한 스펙트럼 상관관계	운반되는 교통에 대해 비침해적- 편광 다중화를 허용합니다.
지속적인 추세 모니터링	DSP의 사전-FEC BER 및 ESNR	이미 보고되었으며 증분 장비 비용은 0입니다.
경로를 따라 장애 위치 찾기	OCM 및 OSA와 라인{0}}시스템 데이터(광섬유 공장용 OTDR 포함)	수신자 측 측정항목이 수행할 수 없는- 위치를 식별합니다.

 

마지막 행은 두 용어가 혼동되는 부분입니다. 광 채널 모니터와 광 성능 모니터는 종종 공급업체 자료에서 같은 의미로 사용되지만 동일한 범위는 아닙니다. OCM은-스펙트럼 전반에 걸쳐 채널별 전력 및 파장을 보고하는 장치인 반면, 광 성능 모니터링은 수신기 측 측정항목과 함께 해당 출력을 소비하고 그 조합을 결정으로 바꾸는 방식입니다. 첫 번째를 구매한다고 두 번째가 제공되지는 않습니다.

 

일관성 있는 링크에 대한 지속적인 서비스 -마진 모니터링의 경우 일반적으로 사전-FEC BER이 주요 추세 경보가 되어야 하며, OSNR은 광학 레이어 손상을 식별하고 찾는 데 여전히 필요합니다.- 사후-FEC 카운터는 마진이 소진될 때까지 0을 읽습니다. 이전-FEC BER은 모든 고객이 접하는 표시기가 녹색으로 유지되는 동안-점차적으로 이동합니다. 그 간격이 제공하지 않는 것은 이동 가능한 임계값입니다. 작업을 트리거해야 하는 사전-FEC 값은 FEC 체계, 변조 형식 및 공급업체의 DSP 구현에 따라 다르므로 플랫폼 간에 복사하기보다는 플랫폼별로 특성화해야 합니다.

 

이 원격 측정 클래스에서 소프트 오류를 ​​예측하는 작업은 방향을 뒷받침합니다. 756개의 lightpath와 272만 개의 원격 측정 레코드로 구성된 벤치마크에서 훈련된 모델은 평균 절대 오차 73.2초로 실패까지-시간-을 예측합니다(과학 보고서). 벤치마크의 네 가지 실패 클래스는 게시된 요약에 열거되어 있지 않으므로 해당 수치를 네트워크로 전송할 수 있는 것으로 처리하기 전에 관심 있는 모드를 다루고 있는지 확인하십시오. 전송 가능한 부분은 기본 발견입니다. 예측 신호는 항상 일반 원격 측정에 있었습니다.

 

원격 측정 기능은 이제 조달 사양입니다

 

결론을 먼저 생각하세요. 왜냐하면 구매 주문서의 내용을 바꾸는 것이 이 기사의 유일한 내용이기 때문입니다. 지금부터 18개월 동안 읽을 수 있는 매개변수는 NMS 구성이 아닌 모듈 선택에서 결정됩니다.

 

아키텍처는 이를 구체적으로 만듭니다. 클래식 전송에서 라우터는 트래픽을 트랜스폰더 라인 카드로 전달하고 트랜스폰더와 라인 시스템은 OSNR, 채널 전력, 분산 및 FEC 통계를 상향 보고합니다. IPoDWDM은 해당 선반을 제거합니다. 400ZR 또는 OpenZR+ 코히어런트 모듈은 라우터 포트로 직접 들어가 수동 필터를 통해 자체 파장을 비춥니다. 자본 지출과 권력에 대한 주장은 실제적이고 잘 연습되었습니다. 덜 논의되는 점은 사라진 라인 카드도 도구였다는 점이다. 400ZR 플러그형에 대한 광학 성능 모니터링은 이제 모듈 자체를 통해 실행됩니다. 네트워크 OS는 사전-FEC 및 사후-FEC 카운터를 읽고 광학 장치에서 광학 전력을 전송 및 수신하고 이를 gNMI를 통해 OpenConfig 원격 측정으로 스트리밍합니다.

 

두 가지 업계 진술을 나란히 놓으십시오. 왜냐하면 겹치는 부분이 전체 주장이기 때문입니다. Cisco의 데이터{1}}센터 스위칭 문서에는 사용 가능한 VDM 관찰 가능 유형이 모듈에 따라 다르다고 명시되어 있습니다. IPoDWDM 플랫폼 문서에 따르면 사용 가능한 매개변수는 응집성 광학에 따라 달라집니다. 업계의 서로 관련되지 않은 두 분야, 하나의 한정자. 모듈은 측정 도구가 되었으며, 도구는 가정되기보다는 지정됩니다.

 

이는 두 개의 광학 장치가 모두 OIF 400ZR 상호 운용성을 충족할 수 있고 CMIS를 통해 실질적으로 다른 원격 측정을 노출할 수 있음을 의미합니다. 즉, 서로 다른 카운터 세분성, 서로 다른 히스토그램 지원, 고속 폴링에서 서로 다른 동작-을 제공합니다. MSA는 공급업체 간에 링크가 나타나는지 여부를 관리합니다. 나중에 내부를 볼 수 있는지 여부에 대해서는 아무 말도하지 않습니다. 코딩 및 플랫폼{5}}인식 동작은 동일한 논리를 따릅니다. 이에 대해서는 다음 노트에서 다루고 있습니다.트랜시버 코딩 및 호환성.

 

구매 주문 후가 아닌 구매 주문 전에 이를 포착하는 자격 체크리스트:

 

확인할 항목	왜 중요한가요?	방법을 확인했습니다
사전-FEC 및 사후-FEC BER 노출	일관된 링크에 대한 유일한 조기{0}}경고 측정항목	데이터시트가 아닌 호스트에서 읽으십시오.
ESNR 또는 Q-인수 사용 가능	비선형성과 노이즈 축적을 구별합니다.	호스트 CLI 또는 원격 측정 구독
단순한-집합이 아닌 레인별 광 출력	성능이 저하된 단일 레인으로 인해 링크가 계속 작동하는 동안 간헐적인 CRC 오류가 발생함	로드 중인 -레인별 분할 비교
경보 세분성 및 임계값 설정	NMS가 전혀 작동할 수 있는지 여부를 결정합니다.	보고된 임계값 테이블 검사
지속 가능한 최소 폴링 간격	앞서 설명한 I2C 아티팩트로부터 보호합니다.	인공물이 나타날 때까지 간격을 낮추십시오.
실행하는 대상 NOS 릴리스 전반의 동작	지원은 플랫폼뿐만 아니라 릴리스마다 다릅니다.	자산의 각 릴리스에 대한 테스트

 

우리는 Cisco Nexus 93600CD, Arista 7060X5 및 Juniper QFX5220을 대상으로 이 체크리스트를 직접 실행했습니다.400G 또는 일관된 플러그형 모듈답은 호스트와 광학 장치 중 어느 하나의 속성이 아니라 호스트와 광학 장치 조합의 매트릭스이기 때문입니다. 어떤 필드가 세 가지 플랫폼 중 어느 플랫폼에서 살아남는지는 데이터시트에서 알려주는 내용이 아닙니다.

 

30일-일 광학 성능 모니터링 기준

 

첫 번째 모듈-원격 측정 기준은 일반적으로 아무것도 구매하지 않고도 구축할 수 있습니다. OSNR 검증, 채널 전력 측정 및 오류 위치 파악에는 여전히 OCM, OSA 또는 라인{2}} 시스템 데이터가 필요할 수 있으며 이를 대체할 수 있는 모듈 원격 측정의 양은 없습니다.

 

1일부터 3일까지는 순수 수집일입니다. 위의 버스 이유로 인해 필요하다고 생각하는 것보다 느린 보수적인 간격으로 사용 가능한 모든 매개변수에 대해 모든 광 포트를 폴링하고 경보 상태가 아닌 원시 값을 저장하십시오. 모듈이 열 평형에 도달하는 동안 모든 배치에서 소수의 포트가 처음 48시간 동안 최종 기준선을 벗어나 읽을 것으로 예상하고, 100개 포트당 적어도 하나의 명백한 이상치가 광학적 이벤트가 아닌 읽기 시간 초과일 것으로 예상합니다. 둘 다 잘못이 아닙니다. 4~7일차에는 컬렉션을 기준으로 변환합니다. 정착 기간을 삭제하고,-명확하게 기존 결함이 있는 포트를 삭제하고, 평균이 아닌 포트당 중앙값을 기록합니다. 몇 번의 시간 초과로 인해 평균이 크게 저하되기 때문입니다.

 

2주차에는 측정 정확도 하한선으로 제한되고 적용되는 배포 시나리오에 맞게 조정된 오프셋을 사용하여{0}}포트별 기준에 대해 두 번째 경보 계층을 구성합니다. 3주차에는 대부분의 팀이 건너뛰는 부분이자 보상이 되는 부분인 경사 규칙이 추가됩니다. 롤링 창에 대한 변화율에 대한 경고는 정적 임계값이 실행되지 않는 오염 및 노화 메커니즘을 포착합니다. 이러한 실패는 허용 가능한 범위 내에서 벗어나기 전에 몇 주가 걸리기 때문입니다.

 

4주차는 검증이며, 선택 사항이 아닙니다. 패치 코드의 감쇠기로 충분한 실험실 또는 유지 관리-창 링크의 성능을 의도적으로 저하시키고 플랫폼, 폴러 및 NMS가 실제로 구성했다고 생각하는 경보를 생성하는지 확인하십시오.

 

이 절차로 생성할 수 있는 것과 생성할 수 없는 것에 대한 구조적 주의 사항이 하나 있습니다. 포트당 기준선을 제공합니다. 각 모듈 유형이 실제로 각 NOS 릴리스에 노출되는 필드 맵인 호스트 광학 원격 측정 매트릭스를 제공하지 않으며 해당 매트릭스는 조합의 속성이기 때문에 데이터시트나 단일 공급업체의 문서에서 파생될 수 없습니다. 구축한다는 것은 샘플 모듈을 각 호스트에 넣고 실행하고 릴리스하는 것을 의미합니다. 그것은 일주일의 작업이며 위의 모든 것을 작동하게 만드는 인공물입니다.

 

또한 30일은 에이징 기준이 아닌 운영 기준을 설정합니다. 레이저 바이어스 드리프트는 분기에 걸쳐서만 읽을 수 있습니다. 따라서 모듈 테스트 보고서의 -단위별 연소- 수치는 한 달에 측정할 수 있는 그 어떤 것보다 더 가치가 있습니다. 곡선을 따라가는 스냅샷이 아닌 곡선의 원점을 제공합니다. 이러한 이유로 우리는 번인 중에 각 모듈의 바이어스 현재 기준을 기록하고{4}}그 수치를 주문과 함께 배송합니다.

 

자주 묻는 질문

 

위의 모든 내용은 기준선을 이미 알고 있는 모듈에서 신뢰할 수 있는 판독값에 따라 달라집니다. 우리가 구축한 모든 모듈은 테스트 보고서에 번인 수치와 함께 배송되며 무료 샘플을 통해 자체 스위치의 원격 측정 동작, 도달 범위 및 플랫폼 인식을 확인할 수 있습니다. 이는 위에서 설명한 호스트 광학 매트릭스 구축을 시작하는 방법이기도 합니다.- 실행하는 스위치 플랫폼 및 NOS 릴리스가 포함된 부품 목록 보내기문의 양식을 통해각 모듈이 특정 호스트에 노출되는 매개변수를 확인합니다.