VDM y métricas de FEC: enlaces PAM4

A partir de 50G por carril, la potencia óptica deja de ser un indicador de salud suficiente: un enlace PAM4 con una potencia de Rx perfecta puede estar a un conector sucio de errores incorregibles, y la primera señal no es un dBm sino una tasa de error de bit. Dos fuentes dan ese número. Dentro del módulo, el VDM de CMIS (Versatile Diagnostics Monitoring) informa el BER previo a FEC, el SNR y el estado del láser por carril; en el host, el decodificador de FEC cuenta las palabras de código corregidas y no corregidas. Juntos muestran a qué distancia está un enlace del fallo mientras aún cursa tráfico sin pérdidas.

Por qué el FEC cambió el diagnóstico

Todo PMD Ethernet de 25G+ sobre PAM4 (y la mayoría de los 25G NRZ) asume FEC Reed-Solomon. Se permite que la óptica entregue una tasa de error bruta de 10⁻⁵–10⁻⁴ porque el FEC la repara hasta 10⁻¹² o mejor. La consecuencia: un enlace que se degrada no muestra ningún error al MAC hasta que se cruza el límite del FEC, y entonces falla de forma abrupta. El BER previo a FEC es el único indicador suave del margen.

Desajustes de configuración: FEC, autonegociación y entrenamiento del enlace.

VDM: lo que informa el módulo

El VDM reside en las páginas 20h–2Fh de CMIS (organizado en bancos de 8 carriles) y se anuncia en la página 01h. Cada observable tiene un descriptor (tipo, carril), una muestra en vivo, cuatro umbrales y banderas, exactamente igual que los monitores clásicos.

Tipos de observable (CMIS 4.0/5.x)

F16 es el formato de razón de 16 bits de CMIS: un exponente de 5 bits y una mantisa de 11 bits, valor = mantisa × 10^(exponente − 24). Un BER previo a FEC de 1,5 × 10⁻⁶ se almacena como mantisa 1500 con exponente 15. Lado de línea = la línea óptica; lado de host = la interfaz eléctrica hacia el ASIC del switch; un mal BER en el lado de host apunta al conector o a la placa, no a la fibra.

Contadores de FEC del lado del host

El switch o la NIC cuentan, por puerto y a menudo por carril:

Dónde leerlos: show interfaces … fec / phy detail en la mayoría de los NOS (Verificación de la óptica), ethtool -S (fec_corrected_blocks, fec_uncorrectable_blocks) y ethtool --show-fec en Linux, show interfaces counters fec en SONiC. Los contadores son acumulativos: bórrelos y vigile la tasa.

Cómo leer ambos juntos

Umbrales y alertas

Los umbrales del VDM los fija el fabricante; la advertencia alta típica para el BER previo a FEC ronda una décima parte del límite del FEC (2 × 10⁻⁵ en KP4). Para alertar, use tasas y tendencias: un BER previo a FEC que sube una década en una semana es una orden de trabajo, con independencia de los umbrales (Monitorización). Los errores no corregibles tras el FEC siempre son un incidente.

Dónde falta el VDM

Los módulos SFF-8472 y SFF-8636 no tienen VDM: los enlaces NRZ de 10G/25G/100G dependen de los contadores de FEC del host y de la potencia de Rx. Algunos módulos SFF-8636 exponen SNR o BER específicos del fabricante en las páginas 20h–21h o en bytes de fabricante, legibles solo con la herramienta del fabricante. Para NRZ sin FEC (10G LR, 1G), los contadores de CRC/errores de entrada de la interfaz son la única vista a nivel de bit.

En CodingBox

Para los módulos CMIS, CodingBox lee los descriptores y muestras del VDM y los muestra por carril junto con los monitores clásicos en DDM, decodificando las razones F16 a números simples. Los contadores de FEC del host quedan fuera del módulo y del programador: proceden del switch.