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400Gイーサネット装置評価、検証

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400Gイーサネットでは、イーサネットフレームの受信の有無にかかわらず、FECにより、常時エラー訂正が実行され、これにより、伝送品質が確保されています。

このため、400Gイーサネットの装置評価、装置検証においては、スループット、遅延時間などの性能評価に加えて、出力信号品質の評価が必要となります。この出力信号品質評価は、レイヤ1でのFECによるエラー訂正状況を解析することにより、評価が可能です。

評価対象となる400Gイーサネット装置のFECエラー訂正状況は、400GイーサネットテスタのFEC分布解析機能を使用して評価する必要があります。MT1040Aには、このFEC分布解析機能を標準実装しています。

FECエラー訂正を評価するにあたり、シンボルエラーレート(SER)という測定パラメータを使用します。

シンボルエラーレート(SER)は、以下のような式で定義されています。

SER= シンボルエラー数/受信シンボル数

例えば、400Gイーサネットは、RS(544,514)というFECコードが使用されますが、このFECコードは、
メッセージシンボル数 514
パリティーシンボル数 30
1CW(コードワード)の合計シンボル数 544
1CWあたりの最大エラー訂正シンボル数 15
となります。

400G_Ethernet_codeword

このRS(544,514)のFECコードのエラー訂正能力をSERで表すと、
SER = 15/544 = 2.7x10-2以下
となります。

装置の出力信号品質評価

装置からの出力信号品質評価を行う場合、装置からの光信号をMT1040Aに入力し、FEC分布解析を行います。FEC分布解析は、1CWの中で、どのくらいの数のシンボルエラーが発生しているか、分布グラフを使って表示することにより、装置からの出力信号の品質を確認します。

装置からの信号品質評価 400Gイーサネット、FEC分布

1CWあたりのシンボルエラーの数が大きいCWが多く発生すればするほど、信号の品質は悪くなります。

レイヤ1での出力信号品質は、光トランシーバの信号性能と、そのトランシーバを実装している装置の電気信号品質の組み合わせに依存します。このため、光トランシーバとセットで評価する必要があります。

光トランシーバの出力信号品質評価

光トランシーバの単体の信号品質評価を行う場合、MT1040Aに光トランシーバを実装し、光ファイバでループバック接続して、FEC分布解析を行います。

FEC分析、光トランシーバ評価

この評価の際、MT1040A側のプリエンファシス設定、QSFP-DDなどの光トランシーバのプリエンファシス、イコライザ設定を変更し、信号品質がどのように変わるのかの評価も必要になります。これらのパラメータの最適値を確認する上でもこのFEC分布解析は有効な評価項目になります。

FEC分析、信号品質評価

400G Degraded SER評価

400Gイーサネットでは、FECによるエラー訂正により、エラーフリーを実現しているために、伝送路上の信号劣化の兆候を検出することができません。このため、伝送路上の障害が大きくなった状態を認識できないため、対策を講じることもできません。このような状態になった場合、FECによるエラー訂正でも対応できない、サービスに大きな支障となる障害が、突然、発生するという状況になりかねません。

回線を運用する側にとっては、信号劣化の兆候を確認することは、障害を早期に発見する上で、重要となります。このため、常時、受信信号のSERをモニタし、信号の劣化状況が設定したしきい値を超えた場合、劣化状態として検出し、劣化アラーム(RD)を送信元に送るという機能が400G Degraded SERとしてIEEE802.3の中規定されています。ただし、400G Degraded SERの実装は、オプション実装という位置づけで、実装の有無は、装置ベンダーに委ねられています。

MT1040Aは、400G Degraded SERを評価するための機能を標準で実装しています。

この機能を使用することにより、装置開発時の400G Degraded SER機能評価から、装置を採用する際の装置検証評価で効果を発揮します。

400G Degraded SER評価
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