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FEC 테스트 및 측정 절차의 중요성

Anritsu Network Master Pro MT1040A, FEC

안정적인 400G 네트워크 운용을 위해서는 FEC 에러 마진 측정이 필요합니다. 이것은 400G 이더넷 FEC 테스트 수행의 중요성과 정량적 및 시각적 FEC 분석 기능을 모두 갖춘 MT1040A 테스터를 사용해야하는 이유)를 설명합니다.

400G 이더넷 동향

400G 이더넷 표준화는 네트워크와 데이터 센터의 더 빠른 속도와 더 큰 용량을 지원하기 위해 진행되고 있습니다. 데이터 센터에 대한 SR4 및 SRm.n 표준에 이어 네트워크 연결에 대한 FR4 및 LR4 표준이 결정되었으며 향후 광범위한 채택이 예상됩니다.
이러한 400G 이더넷 표준은 100G 이더넷에서 사용하는 NRZ 대신 PAM4 기술을 사용하여 400G 이더넷이 파장 다중화 및 전력 소비를 줄이면서 저렴한 비용으로 고대역폭을 활용할 수 있도록 합니다.

400G Stds Name Interface type Enacted
802.3bs 400Gb/s Ethernet 400GBASE-DR4, FR8, LR8 Dec-17
802.3cm 400 Gb/s over Multimode Fiber 400GBASE-SR8, SRm.n
(m: Fiber count, n: Wavelength count)
Dec-19
802.3cn 400GB/s over greater than 10km of SMF 400GBASE-ER8 Jun-20
802.3cu 400Gb/s over SMF at 100Gb/s per Wavelength 400GBASE-FR4, LR4 Dec-20

400G 이더넷 및 PAM4

100G 이더넷용 25G NRZ와 비교할 때 400G 이더넷용 50Gbaud PAM4는 2비트 데이터를 전달하는 2배 주파수를 사용하여 4배 더 높은 비트 전송률을 달성합니다. 그러나 NRZ에 비해 PAM4는 진폭이 작아 SNR이 저하되어 100G 이더넷의 정상 가동 상태 구현을 달성하기 어렵습니다. 결과적으로 정상적인 통신을 보장하기 위해 자동적인 비트 오류 수정을 위한 FEC 기술이 도입되고 있습니다.

Anritsu Network Master Pro MT1040A, 400G Ethernet and PAM4

400G 이더넷에 사용되는 FEC

RS-FEC(Reed Solomon-Forward Error Correction) 비트 에러 수정은 항상 400G 이더넷 시스템에서 수행됩니다. 패리티 비트를 추가하는 대신 자동 비트 오류 수정이 활성화됩니다.
FEC는 코드워드(CW)라고 하는 단위로 수행되며 성능은 RS(x, y, a, b)로 표현됩니다. 하기 내용 참조:

x: 하나의 코드워드에 포함된 기호의 수(메시지 기호 + 패리티 기호)
y: 하나의 코드워드에 있는 메시지 기호의 수
a: 하나의 코드워드에서 수정 가능한 최대 에러 수
b: 심볼당 비트 수

400G 이더넷 FEC는 RS(544, 514, 15, 10)를 사용하며 비트 오류가 무작위로 발생한다고 가정하여 최대 2.7E-02(= 15 / 544)의 기호 에러를 수정할 수 있습니다.

Anritsu Network Master Pro MT1040A, FEC used for 400G Ethernet

400G 이더넷 통신에 대한 오류의 영향

IEEE802.3 표준은 초과 네트워크 오류 발생을 감지하고 안정적인 네트워크 작동을 보장하기 위해 High SER 경보를 규정합니다. 이 알람이 발생하면 정렬 재동기화로 인해 400G 이더넷 링크가 다운됩니다. High SER 경보 감지는 8192 코드워드(1.2E-03 = 5560/8192)에서 5560개 이상의 기호 에러가 발생할 때 발생하는 것으로 지정되지만 400G 이더넷에 대한 FEC 수정 가능 에러 한계는 2.7E-02 기호 에러이므로 High SER 경보 한계에 가깝게 작동할 때 작동에 에러가 없을 수 있기 때문에 라인 및 장비 결함을 간과할 위험이 있습니다. 또한 FEC는 버스트 에러도 수정하므로 장비 고장 및 노후화의 초기 징후를 간과할 위험이 있습니다.

결과적으로, 증가하는 에러)율이나 장비 장애의 징후에 주의를 기울이지 않은 계속된 작동은 최악의 경우 갑작스러운 Link Down과 같은 치명적인 네트워크 장애를 야기합니다.

Anritsu Network Master Pro MT1040A, Impact of Errors on 400G Ethernet Communications

400G 이더넷 통신에서 오류 측정

안정적인 400G 이더넷 통신을 달성하려면 최대 100G 이더넷 속도에 대한 주요 테스트인 레이어 2 BER 테스트와 FEC 수정 상태의 정량적 측정이 필요합니다. 이러한 측정에서 코드워드 및 분포당 FEC 수정된 기호 에러 수를 측정하는 것이 유용합니다.

Anritsu Network Master Pro MT1040A, Error Measurement at 400G Ethernet Communications

MT1040A FEC 기호 오류 측정

MT1040A는 이더넷 프레임을 사용하여 통신하는 동안 FEC 기호 에러의 시각적 모니터링과 정량적 측정을 모두 지원합니다. 또한 안정성 평가 및 다른 이벤트와의 상관관계 분석을 위해 2가지 유형의 임계값 설정 및 측정 결과를 임의의 간격으로 연속 저장하는 기능을 지원합니다.

Anritsu Network Master Pro MT1040A,  FEC Symbol Error Measurement

MT1040A 자동 테스트 툴을 사용한 FEC 측정

MT1040A SEEK(Scenario Edit Environment Kit) 대화식 테스트 툴을 사용하여 광 모듈 성능 테스트를 쉽게 실행할 수 있습니다. 일체형 지원으로 MT1040A는 현장 설치 검사 및 문제 해결에 이상적입니다.

  • 대화식 시퀀스를 통한 손쉬운 현장 작업
  • BER 테스트 및 광학 모듈 내부 경고/경보 평가 외에도 FEC 성능 평가를 위한 주요 기호 에러 테스트도 지원합니다.
  • 자율 테스트 실행 및 결과 및 보고서 출력
Anritsu Network Master Pro MT1040A, FEC Measurement Using MT1040A Automatic Test Tools

MX100003A 전용 소프트웨어를 사용하여 이 시나리오 설명을 열고 편집할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 안리쓰 홈페이지에서 다운로드할 수 있습니다. MX100003A 다운로드 페이지

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