Siga as práticas recomendadas de design de rede do NCS1001

Introdução

Este documento descreve as práticas recomendadas de projeto de rede para o Network Convergence System (NCS) 1001.

Pré-requisitos

A Cisco recomenda familiaridade com a terminologia de rede óptica e com o Network Convergence System 1000 Series.

Informações de Apoio

O NCS 1001 fornece amplificação óptica, comutação de proteção e capacidade de Reflectômetro Óptico no Domínio do Tempo (OTDR - Time Domain Reflectometer) em um sistema 1RU suportando até três módulos. O NCS1K-EDFA suporta várias opções de configuração, incluindo 50 GHz, 100 GHz, 75 GHz e espaçamento de canal flex-grid. Além do espaçamento de canais, o amplificador e o PSM exigem uma configuração mínima para operar.

1. NCS1K-EDFA: amplificador de pré-amplificação e amplificador de reforço (linha) com ganho variável
2. NCS1K-PSM: switchover sub-50 ms unidirecional ou bidirecional
3. NCS1K-OTDR: OTDR bidirecional até 100 km

Toda a configuração relacionada ao ganho e aos limites usa décimos de dB ou dBm. Por exemplo, rx-low-threshold -200 define o limite Baixo de falha de energia óptica como -20,0 dBm.

EDFA: Amplificador De Fibra Dopada De Érbio

PSM: Módulo de switching de proteção

Requisitos

Esta configuração requer o software XR versão 7.1.1 ou superior.

Componentes Utilizados

• Dois NCS1001s no XR 7.3.1, cada um incluindo:
  • Dois NCS1K-EDFAs nos slots 0/1 e 0/3
  • Um NCS1K-PSM no slot 0/2
• Dois NCS1002s no XR 7.3.2, cada um incluindo:
  • Oito ONS-CFP2-WDM transmitindo entre 1528,77 nm e 1537,40 nm.

As informações neste documento foram criadas a partir de dispositivos em um ambiente de laboratório específico. Todos os dispositivos utilizados neste documento foram iniciados com uma configuração (padrão) inicial. Se a rede estiver ativa, certifique-se de que você entenda o impacto potencial de qualquer comando.

Topologia

Diagrama de topologia do NCS1001

Diagrama funcional do NCS1K-EDFA

Controladores NCS1001 OTS

Esta convenção pressupõe o posicionamento do módulo descrito em Componentes Utilizados.

Configurar

Configuração do NCS1K-PSM

O NCS1K-PSM requer essa configuração mínima para operar.

hw-module location 0/RP0/CPU0 slot 2
 psm section-protection
!
controller ots 0/2/0/1
 rx-low-threshold threshold
!
controller ots 0/2/0/2
 rx-low-threshold threshold
!

Caution: Sem a proteção de seção psm configurada, o pré-amplificador NCS1K-EDFA pode periodicamente acionar o alarme de Redução de Potência Automática (APR - Auto Power Reduction) após um switch para proteção, pois isso impede que a verificação de segurança seja concluída. Essa condição reduz a saída de potência do amplificador e pode afetar os serviços.

aviso: Você deve configurar PSM rx-low-threshold para garantir a funcionalidade de switching de proteção esperada.

Cálculo do limite de PSM

Para determinar o limiar de rx baixo, localize a menor potência de transmissão de canal individual e subtraia 3 dBm.

RP/0/RP0/CPU0:NCS1001-1# show hw-module slot 3 channel-trail-view active
Fri May  3 19:03:27.075 GMT-5

  Channel Trail View - All - dBm
======================================
                                                            BST: 0/COM=>1/LINE              PRE: 1/LINE=>0/COM

Och Name                 Wavelength      Frequency          Rx pwr                  Tx pwr                  Rx pwr                  Tx pwr
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ots-Och0_3_0_0_1       1528.77 nm      196.10 THz             -12.60                   -3.80                    -8.10                    -0.50
Ots-Och0_3_0_0_3       1529.55 nm      196.00 THz             -12.30                   -3.70                    -8.10                    -0.70
Ots-Och0_3_0_0_5       1530.33 nm      195.90 THz             -13.10                   -4.60                    -8.10                    -0.60
Ots-Och0_3_0_0_7       1531.12 nm      195.80 THz             -12.50                   -4.00                    -8.30                    -0.70
Ots-Och0_3_0_0_17      1535.04 nm      195.30 THz             -12.70                   -4.00                    -7.90                    -0.20
Ots-Och0_3_0_0_19      1535.82 nm      195.20 THz             -12.40                   -3.70                    -7.80                    -0.20
Ots-Och0_3_0_0_21      1536.61 nm      195.10 THz             -12.90                   -4.10                    -7.70                    -0.10
Ots-Och0_3_0_0_23      1537.40 nm      195.00 THz             -12.30                   -3.40                    -7.20                     0.40

Configuração de limite de PSM

O canal 3 (1529,55 nm) transmite de COM-TX a -0,70 dBm.

Subtraia 3,0 dBm para determinar o limiar de rx-baixo.

-0.70 dBm – 3.0 dBm = -3.70 dBm

controller ots 0/2/0/2 
 rx-low-threshold -37
!

Caution: Limiares de PSM configurados incorretamente podem impedir que o NCS1K-EDFA se recupere em circunstâncias específicas.

Exemplo de configuração incorreta

Um NCS1001 com 30 canais e uma potência de canal ampla COM-TX de 0,0 dBm tem uma potência composta de 10*log10(30) + 0 = 14.77 dBm.

Definir o limiar rx-low em ots 0/2/0/1 para 14.7 – 3 dBm = 11.7 dBm impedir que o NCS1K-EDFA atinja o ganho necessário em circunstâncias específicas. Após o encerramento do amplificador devido à perda de sinal (LOS) ou outro evento, o amplificador transmite inicialmente a 8,0 dBm, em seguida, aumenta o ganho para atender ao ponto de ajuste de potência do canal requerido. Como a potência de transmissão inicial não atinge o limite, o PSM não considera esse um caminho funcional. O amplificador pode percorrer o Amplificador OFF por razões de segurança e o Controle Automático de Amplificação Desativado como resultado.

PSM Auto Threshold (Limite automático de PSM)

Opcionalmente, você pode configurar o limite automático para que o sistema calcule automaticamente os limites apropriados para cada controlador de ot, além do limite manual.

hw-module location 0/RP0/CPU0 slot 2
 psm auto-threshold
!

Note: O PSM deve ter um limiar baixo de rx configurado antes de configurar o limiar automático de psm.

Visualize os limites atuais com o comando show controller ots 0/2/0/*.

Configuração adicional de PSM

Para configurar explicitamente o caminho de trabalho como principal, use

hw-module location 0/RP0/CPU0 slot 2 
 psm primary-path WORKING
!

Comutação reversa significa que o caminho de proteção volta para o caminho de trabalho após um atraso especificado quando o caminho de trabalho estiver disponível (sem alarme). Para habilitar este recurso, use

hw-module location 0/RP0/CPU0 slot 2 
 psm revertive wtr {time}
!

onde {time} é o tempo de espera em segundos. Recomenda-se um mínimo de 120 segundos.

Os endpoints diretamente conectados devem ter a mesma configuração de proteção, incluindo as opções psm section-protection, primary-path e revertive. Para obter informações adicionais sobre como configurar os módulos ópticos NCS1001, consulte o Guia de configuração do Cisco NCS 1001.

Configuração do NCS1K-EDFA

O NCS1K-EDFA requer um modo de grade e tipo de nó configurado no módulo hw. Repita essa configuração para o slot 0/3. O modo de grade deve corresponder entre todos os nós no caminho.

hw-module location 0/RP0/CPU0 slot 1
 ampli node-type {TERM|ILA}
 ampli grid-mode {100GHz|50GHz|75GHz|gridless}
!

A configuração do modo ILA ativa apenas o pré-amplificador do NCS1K-EDFA. O modo sem grade requer configuração de canal adicional fora do escopo deste documento.

Cada controlador NCS1K-EDFA OTS requer pelo menos um limite de rx-low para:

• Verifique se os alarmes aumentam quando a fibra é cortada ou degradada.
• Alertá-lo quando e onde tomar medidas para recuperar a rede.
• Forneça o limite para os canais ativos no comando channel-trail-view.

Um limite de -20,0 dBm a -25,0 dBm é suficiente para a maioria dos casos de uso. Configure limites para o OSC (Optical Supervisory Channel) e COM-CHK, 0/1/0/2 e 0/1/0/3, respectivamente, apenas se estiver usando esses recursos. Se as portas OSC e COM-CHK não tiverem conexões de fibra óptica, coloque-as no desligamento para evitar alarmes.

Configurar limites NCS1K-EDFA

controller ots 0/1/0/0
 rx-low-threshold -200
!
controller ots 0/1/0/1
 rx-low-threshold -250
!
controller ots 0/1/0/2
 rx-low-threshold -250
!
controller ots 0/1/0/3
 rx-low-threshold -300
!

Configuração de Limite Opcional

Limite Baixo de Potência de Transmissão

Para alertar quando a potência de transmissão exceder um limite inferior em um controlador ots, use a configuração:

controller ots 0/1/0/1
 tx-low-threshold threshold
!

Configure o limite com pelo menos 5 dBm a menos que a potência de transmissão atual.

Limite de ganho do amplificador

Para alertar quando o ganho do amplificador se torna maior que um limite superior ou menor que um limite inferior, configure ampli-gain-thr-deg-high ou ampli-gain-thr-deg-low, respectivamente. Configure o limite superior com pelo menos 2 dB a mais que o ganho atual e o limite inferior com pelo menos 2 dB a menos que o ganho atual.

controller ots 0/1/0/1
 ampli-gain-thr-deg-high threshold
 ampli-gain-thr-deg-low threshold
!

Modo de Controle de Amplificador

O controlador OTS requer um modo de controle de amplificador para determinar o modo operacional. O modo de controle deve corresponder entre amplificadores conectados. O modo de controle automático requer um ponto de ajuste de potência do canal, 0,0 dBm neste exemplo. O amplificador regula automaticamente o ganho para atender ao ponto de ajuste neste modo.

controller ots 0/1/0/0
 ampli-control-mode auto
 ampli-channel-power 0
 ampli-gain-range {normal|extended}
!

Para um ganho pré-amplificador esperado entre 1 dB e 20,0 dB, use o intervalo normal de ganho amplo. Para ganho de pré-amplificador maior que 20,0 e menor que 34,0 dB, use amplitude de ganho estendida. O amplificador de aumento ou de linha, ots 0/x/0/1, tem um único intervalo de ganho e não suporta a configuração de intervalo de ganho amplo.

O modo manual requer uma configuração de ganho de amplificador e intervalo de ganho para o pré-amplificador. Este exemplo usa um ganho de 22,0 dB, exigindo intervalo de ganho amplo estendido.

controller ots 0/1/0/0
 ampli-control-mode manual
 ampli-gain 220
 ampli-gain-range extended
!

Caution: Tenha cuidado ao configurar o ganho manual para evitar que a potência óptica de transmissão exceda a capacidade máxima de RX do transceptor. Exceder essa limitação pode danificar ou destruir o transceiver.

A Cisco recomenda o uso do modo de amplo controle automático para simplificar a ativação da rede, reduzir o impacto de eventos de fibra e melhorar a estabilidade geral da rede. O cálculo de ganho manual requer várias etapas e caracterização da rede para ser concluído com êxito.

Modo de Segurança do Amplificador

Para ativar o ALS (Automatic Laser Shutdown) na controladora OTS, configure:

controller ots 0/3/0/0
 safety-control-mode auto
!

O modo de controle de segurança é ativado por padrão e você pode desativá-lo com a configuração:

controller ots 0/3/0/0 
 safety-control-mode disabled
!

Com o modo de controle de segurança ativado, quando a controladora OTS recebe potência óptica inferior ao limiar de rx-baixo, a transmissão dessa controladora é desligada (ALS) até que a condição seja eliminada. Com o modo de controle de segurança desativado, a saída de potência óptica desse controlador não pode exceder 20,0 dBm. Com uma potência total de transmissão de 20,0 dBm, se o APC (Automatic Power Control - Controle Automático de Potência) exigir ganho adicional para alcançar o ponto de configuração de potência do canal, o amplificador pode entrar no estado de Redução Automática de Potência (APR - Auto Power Reduction) para evitar o excesso de potência de transmissão.

Delta Máx. de Potência do Canal

Com ampli-control-mode auto configurado, quando a diferença máxima entre dois canais em um amplificador excede o limiar channel-power-max-delta, o amplificador entra no Auto Ampli Control Disabled, evitando a regulação automática do ganho. Por padrão, esse limite é de 3,0 dBm. Para alterar o limite, insira a configuração:

controller ots 0/{1|3}/0/{0|1}
 channel-power-max-delta threshold
!

Verificar a operação do NCS1001

Potência de recepção e de transmissão

Potência total de recepção e transmissão mostrada nos show controller ots comandos.

RP/0/RP0/CPU0:NCS1001-1# show controller ots 0/1/0/0

Resumo de Alimentação do Controlador OTS

Para visualizar o desempenho de vários controladores OTS, use o comando show controller ots 0/* summary.

Alimentação do canal

A saída de show hw-module slot 1 channel-trail-view active mostra os canais com potência de recepção maior que o limiar-baixo-rx no módulo 0/1. show hw-module slot 1 channel-trail-view all fornece a potência de todos os canais independentemente da potência recebida.

Além da configuração necessária, para alcançar o ponto de ajuste de potência do canal o amplificador precisa:

• Potência de recepção total maior que o limite de rx-baixo configurado na entrada, significando LINE-RX ou COM-RX.
• A diferença de potência óptica entre dois canais quaisquer no mesmo EDFA não pode ser maior que o limite definido para channel-power-max-delta. O amplificador eleva o controle de amplificação automático desativado e não regula mais o ganho com esta condição presente.
• A potência do canal de recepção deve ser inferior à potência do canal de amplitude configurada.
• A diferença entre a potência de recepção do canal e a potência do canal amplo deve ser menor que o ganho máximo do amplificador na faixa de ganho atual.
• O COM-CHK deve ter alimentação de recepção com o modo de controle de segurança configurado automaticamente.

Para obter informações adicionais sobre as especificações operacionais do NCS1K-EDFA, consulte a Folha de dados do Cisco Network Convergence System 1001.