VDM e métricas de FEC: enlaces PAM4

A 50G por lane e acima, a potência óptica deixa de ser um indicador de saúde suficiente: um enlace PAM4 com potência de Rx perfeita pode estar a um conector sujo de distância de erros não corrigíveis, e o primeiro sinal não é um dBm, mas uma taxa de erro de bit. Duas fontes fornecem esse número. Dentro do módulo, o VDM (Versatile Diagnostics Monitoring) do CMIS reporta o BER pré-FEC, o SNR e a saúde do laser por lane; no host, o decodificador de FEC conta codewords corrigidas e não corrigidas. Juntas, elas mostram a que distância um enlace está da falha enquanto ainda carrega tráfego sem perdas.

Por que o FEC mudou o diagnóstico

Todo PMD Ethernet de 25G+ em PAM4 (e a maioria dos de NRZ em 25G) assume FEC Reed-Solomon. A óptica tem permissão para entregar uma taxa de erro bruta de 10⁻⁵–10⁻⁴ porque o FEC a repara para 10⁻¹² ou melhor. A consequência: um enlace em degradação não mostra nenhum erro para o MAC até que o limite do FEC seja ultrapassado, e então falha abruptamente. O BER pré-FEC é o único indicador suave de margem.

Incompatibilidades de configuração: FEC, autonegociação e treinamento de enlace.

VDM — o que o módulo reporta

O VDM vive nas páginas 20h–2Fh do CMIS (organizadas em bancos a cada 8 lanes) e é anunciado na página 01h. Cada observável tem um descritor (tipo, lane), uma amostra ao vivo, quatro limiares e flags, exatamente como os monitores clássicos.

Tipos de observável (CMIS 4.0/5.x)

F16 é o formato de razão de 16 bits do CMIS: um expoente de 5 bits e uma mantissa de 11 bits, valor = mantissa × 10^(expoente − 24). Um BER pré-FEC de 1,5 × 10⁻⁶ é armazenado como mantissa 1500 com expoente 15. Lado media = a linha óptica; lado host = a interface elétrica com o ASIC do switch — um BER ruim no lado host aponta para o conector ou a placa, não para a fibra.

Contadores de FEC do lado host

O switch ou a NIC conta, por porta e frequentemente por lane:

Onde lê-los: show interfaces … fec / phy detail na maioria dos NOS (Verificando ópticas), ethtool -S (fec_corrected_blocks, fec_uncorrectable_blocks) e ethtool --show-fec no Linux, show interfaces counters fec no SONiC. Os contadores são cumulativos — zere-os e observe a taxa.

Lendo os dois juntos

Limiares e alertas

Os limiares do VDM são definidos pelo fabricante; o aviso alto típico para o BER pré-FEC fica em torno de um décimo do limite do FEC (2 × 10⁻⁵ em KP4). Para alertas, use taxas e tendências: um BER pré-FEC subindo uma década em uma semana é uma ordem de serviço independentemente dos limiares (Monitoramento). Erros não corrigíveis pós-FEC são sempre um incidente.

Onde o VDM está ausente

Módulos SFF-8472 e SFF-8636 não têm VDM: enlaces NRZ de 10G/25G/100G dependem dos contadores de FEC do host e da potência de Rx. Alguns módulos SFF-8636 expõem SNR ou BER específicos do fabricante nas páginas 20h–21h ou em bytes de fabricante — legíveis apenas com a ferramenta do fabricante. Para NRZ sem FEC (10G LR, 1G), os contadores de CRC/erro de entrada na interface são a única visão no nível de bit.

No CodingBox

Para módulos CMIS, o CodingBox lê os descritores e as amostras do VDM e os mostra por lane junto com os monitores clássicos em DDM, decodificando as razões F16 em números simples. Os contadores de FEC do host ficam fora do módulo e fora do programador — eles vêm do switch.