أستكشاف أخطاء FEC وإصلاحها على محولات Catalyst 9000 Switches

المقدمة

يصف هذا وثيقة الأساسية من forwarding خطأ تصحيح (FEC) وكيفية التحقق من السمة على المادة حفازة 9000-family من مفتاح.

المتطلبات الأساسية

المتطلبات

توصي Cisco بأن تكون لديك معرفة بالمواضيع التالية: 

• المحولات Catalyst 9000-Series Switches
• أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية

معلومات أساسية

ما هو FEC؟

FEC هو أسلوب يستخدم لاكتشاف عدد معين من الأخطاء في تدفق البت وتصحيحها من خلال إلحاق وحدات بت متكررة ورمز فحص الأخطاء بكتلة الرسالة قبل الإرسال. تحتوي الإضافة على معلومات كافية عن البيانات الفعلية لتمكين أداة فك الترميز FEC في الطرف المتلقي لإعادة بناء الرسالة الأصلية. يمكن أن تقوم أداة فك الترميز FEC بتعريف وحدات البت التي تم استقبالها عن طريق الخطأ وتصحيحها. ثم يزيل وحدات بت المكررة قبل تمرير الرسالة إلى الطبقات العليا من الشبكة. نظرا لأن أداة فك تشفير FEC تستخدم وحدات بت الاحتياطية فقط لاكتشاف الأخطاء وتصحيحها، فإنها لا تطلب إعادة إرسال الإطار المخطأ بالكامل، مما يوفر النطاق الترددي الذي كان من الممكن إستخدامه لإعادة الإرسال لولا ذلك.
يوفر FEC طريقة للشبكات لزيادة معدل البيانات مع الحفاظ على معدل خطأ بت مقبول (BER). ولكن هناك بعض المقايضات. التحسين هو نتيجة لإضافة مصروفات عامة في شكل وحدات بت تماثل مصححة للخطأ، مما يستهلك بعض النطاق الترددي المتاح. بصفة عامة، كلما زاد اكتساب الترميز، زاد عدد وحدات بت التماثل، مما يزيد من حجم الترميز. تحتاج أجهزة فك التشفير FEC إلى تلقي كلمة التشفير الكاملة قبل أن تتمكن من العمل عليها. وتوفر خوارزميات FEC الأقوى مكاسب ترميز أعلى، ولكنها تتطلب ترميزا أكبر، كما تزيد الترميز الأكبر من زمن الوصول.

لماذا تحتاج شبكات الألياف الضوئية إلى FEC؟

أدى الشعبية المتزايدة للحوسبة عبر السحابة وبث الفيديو والتواصل الاجتماعي إلى زيادة كبيرة في حركة مرور الإنترنت. ولتلبية الطلب المتزايد على النطاق الترددي العريض، قامت صناعة الشبكات الضوئية بدفع معدلات البيانات إلى 100 جيجابت في الثانية وما بعدها. يكون الإرسال الضوئي عرضة للمصادر المختلفة لانحطاط الإشارة، بما في ذلك التشتيت الصبغي والتشتت الطبقي والتشتت في وضع الاستقطاب والضوضاء.

في العالم الحقيقي، تتأثر قدرة جهاز الاستقبال البصري على حل المعلومات بوجود الضوضاء. ونتيجة لذلك، لا يمكن لجهاز الاستقبال حل جميع وحدات البت بدقة، مما يؤدي إلى إدخال أخطاء في إرسال البيانات. وتتفاقم هذه المشكلة بسرعات أعلى لأنه يجب توسيع مجال مجال مرشح المستقبل للسماح بالإشارات الأسرع ومن ثم يجب أن يسمح بمرور المزيد من طاقة الضوضاء. ولحسن الحظ، يمكن للجنة التحقيق الفيدرالية أن تساعد في التعويض عن هذه المشكلة. وعلى الرغم من أن التقنية لا يمكنها تصحيح جميع الأخطاء في جميع حالات الشبكة، إلا أنها عند تحديدها بشكل صحيح، تساعد مشغلي الشبكة على العمل بمعدلات إرسال أعلى مع الحفاظ على نسب أخطاء البت الهدف (BERs)، وكل ذلك أثناء إستخدام بصريات أقل تكلفة.

تدعم المحولات Catalyst 9000-Series switches نوعين من FECs:

FC-FEC 

RS-FEC

قيمة تكوين FC-FEC هي CL74

يحتوي RS-FEC على قيمتي تكوين وفقا لسرعة الارتباط:

25 جيجابايت أو 50 جيجابايت: الطراز CL108

100 جيجابايت: cl91

كيف نتفاوض على قيمة FEC ومتى يكون FEC مطلوبا؟

يلزم توفر نقطة الوصول الفوري (FEC) بسرعة 25 جيجابت في الثانية أو أعلى عندما يكون طول الكابل أطول من مترين.
إن كتلة FEC التي تقوم بتنفيذ التشفير وفك التشفير تكون غالبا في ASIC الخاص بالمحول/الموجه. في حالات أخرى، على سبيل المثال في بصريات 100G معينة، يكون في الوحدة نفسها.
يتم تمكين FEC في الوضع التلقائي بشكل افتراضي؛ ومع ذلك، قد تكون هناك بنود FEC أخرى لبروتوكولات تطبيق محددة يمكن دعمها بواسطة البرنامج المضيف. يمكن للمستخدم أن يقرر تمكين هذه العناصر، حسب تطبيقها المحدد.

المخطط

الطبولوجيا 1

التكوين والتحقق

التكوين:

Cat9300X-24Y(config)# interface tw1/1/2
Cat9300X-24Y(config-if)#fec ?
auto    Enable FEC Auto-Neg
cl108   Enable clause108 with 25G
cl74    Enable clause74 with 25G
off     Turn FEC off
  
Cat9300X-24Y(config-if)#fec auto

التحقق:

Cat9300X-24Y# show running-config interface tw1/1/2
!
interface TwentyFiveGigE1/1/2
end

يشير غياب تكوين FEC إلى تعيين FEC على "تلقائي" أو يمكنك التحقق من حالة الواجهة

Cat9300X-24Y# show interface tw1/1/2
TwentyFiveGigE1/1/2 is up, line protocol is up (connected)
--snip--
  Full-duplex, 25Gb/s, link type is force-up, media type is SFP-25GBase-SR
  Fec is auto              < -- The configured setting for FEC is displayed here
  input flow-control is on, output flow-control is off
  ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00 
--snip--

يمكن أن يؤدي عدم تطابق FEC على كلا جانبي الارتباط إلى قطع الاتصال بين الأجهزة حتى إذا كان كل شيء آخر جيدا.

مثال:

Cat9300X-24Y#show running-config interface tw1/1/2
Building configuration...

Current configuration : 47 bytes
!
interface TwentyFiveGigE1/1/2
 fec cl74
end

Cat9300X-24Y#show interface tw1/1/2
TwentyFiveGigE1/1/2 is down, line protocol is down (notconnect)

Cat9300X-48X#show running-config interface tw1/1/6
Building configuration...

Current configuration : 37 bytes
!
interface TwentyFiveGigE1/1/6
end


Cat9300X-48X#show interface tw1/1/6
TwentyFiveGigE1/1/6 is  down, line protocol is down (notconnect)

Cat9300X-24Y#show interfaces transceiver
If device is externally calibrated, only calibrated values are printed.
++ : high alarm, +  : high warning, -  : low warning, -- : low alarm.
NA or N/A: not applicable, Tx: transmit, Rx: receive.
mA: milliamperes, dBm: decibels (milliwatts).

                                             Optical   Optical
             Temperature  Voltage  Current   Tx Power  Rx Power
Port         (Celsius)    (Volts)  (mA)      (dBm)     (dBm)
---------    -----------  -------  --------  --------  --------
Twe1/1/6     37.4       3.29       7.4      -0.4      -4.9

Cat9300X-48X#show interfaces transceiver
If device is externally calibrated, only calibrated values are printed.
++ : high alarm, +  : high warning, -  : low warning, -- : low alarm.
NA or N/A: not applicable, Tx: transmit, Rx: receive.
mA: milliamperes, dBm: decibels (milliwatts).

                                             Optical   Optical
             Temperature  Voltage  Current   Tx Power  Rx Power
Port         (Celsius)    (Volts)  (mA)      (dBm)     (dBm)
---------    -----------  -------  --------  --------  --------
Twe1/1/2     37.8       3.33       7.8      -0.8      -1.2

يمكنك أن ترى أن حتى مع إستقبال إشارة جيدة الميناء إلى أسفل على كلا الجانبين حيث أن تكوين FEC لا يتطابق. في هذه الحالة، يلزمك مطابقة تكوين FEC، إما باختيار auto" في كلا الحالتين أو cl74".

أثناء أستكشاف أخطاء الارتباط وإصلاحها، اتبع الخطوات التالية:

1. توافق جهاز الإرسال والاستقبال مع الجهاز
2. التوافق بين جهاز الإرسال والاستقبال في نفس الرابط
3. التوافق بين جهاز الإرسال والاستقبال وكابل الألياف المستخدم
4. التفاوض بين المواقع
4.1. السرعة
4-2 مركز فيينا الدولي

يكتسب FEC المزيد من الأهمية عندما نقوم بتوصيل الأجهزة المختلفة. نرى معظم المشاكل عند الاتصال بمعدات الطرف الثالث أو الأجهزة المضيفة، يمكن أن تكون UCS أو أجهزة Nexus.

إذا تم ترك FEC في الوضع الافتراضي، يحتاج كلا الجهازين إلى التفاوض حول إعداد FEC المطلوب إستخدامه وقد يكون ذلك مشكلة. من الأفضل أن يضبط إعدادات FEC يدويا لكنه يحتاج أن يطابق بين كلا جانبي الرابط.

لمعرفة ما هو الإعداد FEC المسموح به على جهاز الإرسال والاستقبال الذي تحتاج إليه لاستخدام TMGMatrix:

https://tmgmatrix.cisco.com/

وبمجرد إجراء التصفية هناك بواسطة PID أو الجهاز لجهاز الإرسال/الاستقبال:

ثم تنقر في بطاقة الرمز لجهاز الإرسال والاستقبال:

تعرض بطاقة CUE جميع البيانات التي تحتاج إلى معرفتها حول جهاز الإرسال والاستقبال، بما في ذلك إعداد FEC:

معلومات ذات صلة

• جدول ملخص FEC
• لا تخلط بين مؤشراتك المهنية
• فهم FEC وتنفيذه في Cisco Optics