FEC(Forward Error Correction)被廣泛運用,起因來自 400GbE/800GbE、及未來 1.6TbE 等更高速的乙太網路速率皆使用 PAM-4 訊號調變。這種調變格式讓 400GbE 及以上速度運行得以實現,但 PAM-4 調變因為是在每個符號(symbol)上編碼 2 個位元,讓時脈速率不變並把資料速率變成 2 倍,雖然快,卻更容易受到雜訊和訊號完整性的影響;然而,透過使用整合到乙太網路堆疊中的前向糾錯(FEC)編碼,可以緩解這一問題。
過往大家可能習慣使用誤碼率測試(BERT);傳統的測試設備可以計算位元錯誤(BER),但無法深入了解錯誤的性質:BERT 能顯示一個時間間隔內有多少位元出錯,但無法幫助使用者了解「錯誤是如何分佈」、以及這些錯誤是否真的值得關注。這讓工程師只能盲目地排除故障,甚至可能完全錯過一個基本的設計缺陷。
《VIAVI Solutions》開發了全面的整合工具集,其中由 FEC 測試,可清楚顯示錯誤的嚴重程度並深入了解其性質,讓工程師更精準地了解問題。
FEC 能顯示多達 15 位階的錯誤分布資訊
下圖為實際案例中,使用 FEC 測試的兩種情況。這兩個待測物使用 BERT 進行測試時,兩者 BER 的數值幾乎相同;然而在使用〈VIAVI ONT-800 FEC 光通訊網路測試儀〉錯誤符號視圖(Symbol Errors per Codeword)進行檢查時,卻會出現截然不同的情況:
以下範例 1(左) : 良好的 FEC 尾端,每個 Codeword 的 Symbol Error 快速下降
以下範例 2(右) : 壞的 FEC 尾端,尾部較長,導致無法校正的 Codeword 和掉包
以上面兩張截圖的誤碼率來說,BERT 測試不會顯示這兩種情況之間的任何顯著差異,若只透過簡單的「通過 or 失敗閾值」區分,而不會顯示詳細情況,這會導致工程師使用到不良的產品零件。
但若使用 FEC 測試如上圖,可以看見由 VIAVI 的〈數值關鍵視圖〉清楚呈現每個 Codeword 的 Symbol Error。 視圖呈現的尾部長度和形狀可以迅速提供大量資訊。
Symbol Error 在 5 階以上(經過合理的運行時間後),如果尾部較短(接近 0 錯誤,遠離 15 階),且誤碼符號迅速遞減下降到零,則不需要太大地關注,但如果尾部較長(遠離 0 錯誤,接近甚至多於 15 階),且不是以快速遞減方式,就必須進一步調查 。
VIAVI ONT 解決方案:即時且完整的錯誤識別分析
承接前段,我們利用〈VIAVI ONT-800 FEC 光通訊網路測試儀〉進一步了解「範例 2」為什麼會出現如此多的錯誤符號。
VIAVI Optical Network Tester(VIAVI ONT)光網路測儀系列提供多種工具分析測試問題, ONT 可以追蹤錯誤輪廓,「偵測錯誤突發(Error Bursts)」和「位元滑移(Bit Slips)」,來了解前段範例 2 中,FEC 即使執行仍在尾端 15 階、16 階有大量 Symbol Error 發生的潛在原因。
其中,〈RX 位元滑移分析視圖( RX slip analysis view )〉可快速識別多個邏輯通道出現嚴重位元滑移的問題。 讓我們直接看到上圖範例 2中的不良 FEC 尾端。
這樣能更有效地幫助使用者做出適當的更改(包括更改 TX 均衡器設定、更新 DSP 韌體等)。為了進一步確保設計的穩健性,使用者可以使用 ONT 動態偏移(Dynamic Skew)功能對連結施加壓力。 這將最大限度地提高串擾(Crosstalk)發生的幾率,並對基於 DSP 的現代 CDR 和均衡器施加壓力,以確保它們有足夠的工作餘裕。
VIAVI ONT-800 FEC 光通訊網路測試儀:即時且完整的錯誤識別
如果沒有正確的洞察力,僅依靠簡單的誤碼率,就會忽略現代高速乙太網路積體電路、模組和系統的重大問題;只有能快速呈現錯誤輪廓、並深入了解〈錯誤指紋(error fingerprint)〉的視圖,才能對基於 PAM-4 的介面有所幫助,而這也是 Viavi 致力優化的技術價值。
〈VIAVI ONT 系列〉整合了所有這些功能,可協助驗證和偵錯 PAM-4,防止使用者被位元錯誤迷惑。
完整了解「PAM-4 和錯誤指紋識別」:Viavi:Making All The Right Mistakes: PAM-4 And Error Fingerprinting
翔宇科技是《VIAVI Solutions》台灣地區的白金級代理
《翔宇科技》代理了各種光通訊網路測試解決方案、匯流排協定測試解決方案,包括:PCIe、NVMe、CXL、Serial Attached SCSI、Serial ATA、Fibre Channel、Ethernet、MIPI M-PHY、 UniPro、UFS、A-PHY、I3C、USB、CAN、I2C、SPI、eSPI 等測試工具。
同時,翔宇身為《VIAVI Solutions》台灣地區的白金級代理商,擁有專業的技術團隊,為您提供原廠等級的全方位的技術支援服務,滿足您的網路測試和分析需求,輔以各種實際應用案例與情境分享;我們期待與您建立長期合作夥伴關係,共同實現成功和創造價值。
Comments