Trafik yokken fiber bağlantı neden etkin kalır?
Kurulmuş bir 1000BASE-X bağlantısı, çerçeveler arasında sıralı boşta kalma (idle) kümeleri gönderir. Bu desenler, saat geri kazanımının ve kod grubu hizalamasının sürdürülmesine yardımcı olur.
Serileştirme
Modül seri sinyali ışığa dönüştürmeden önce PCS baytları kodlar.
Hizalama
Senkronizasyonu kurmak için önce virgül deseni tanınır, ardından sonraki gruplar doğrulanır.
Gözlemleyin
PCS boşta kalma kümelerini taşırken, standart bir paket yakalama işlemi yalnızca teslim edilen çerçeveleri gösterir.
Bu çizimler işlevleri gösterir; bir ürün devresini veya ölçülmüş bir sinyal izini göstermez.
01 · PHY uyumunu doğrulayın
1000BASE-X modunu ve optik modüllerin uyumluluğunu doğrulayın.
02 · Bulguları ayrı değerlendirin
Optik gücü, kodlama durumunu ve çerçeve sayaçlarını ayrı ayrı değerlendirin.
03 · Testi tekrarlanabilir kılın
Numaralandırılmış çerçeveler kullanın ve aynı zaman aralığındaki verileri karşılaştırın.
Test tezgâhında doğrulama için kontrol listesi
- Her iki portun modunu ve modül tanımlayıcılarını kaydedin.
- Başlangıçtaki optik güç değerini ve mevcut hata sayaçlarını kaydedin.
- Numaralandırılmış test çerçeveleri gönderin ve sayaç değerlerindeki değişimleri karşılaştırın.
- Sıralı kümeleri doğrudan belirlemek için PCS tanılama işlevlerini kullanın.
Trafik üreten cihazların bağlantısını kestiğinizde iki endüstriyel anahtar arasındaki gigabit fiber bağlantı etkin kalır. Fiber hâlâ sinyal taşıdığı hâlde paket yakalama kaydında hiç çerçeve görünmeyebilir. Kurulmuş bir 1000BASE-X bağlantısında verici, çerçeveler arasında tanımlı sıralı boşta kalma kümeleri gönderir. Karşı uç, gelen sinyalden saat bilgisini geri kazanır ve tanıyabildiği desenleri kullanarak kod gruplarını hizalar. Böylece alıcı, sıradaki çerçeveyi geldiği anda okuyabilir.
Sinyali üç arayüz boyunca izleyin
FCTEL markasının DIN rayına monte edilen yönetilebilir endüstriyel anahtarı, gigabit SFP üst bağlantısına bir örnektir. Ürün teknik özelliklerinde 1000BASE-SX ve 1000BASE-LX iletim ortamları listelenir. Bu kılavuz, bu sınıftaki 1000BASE-X arayüzlerinin normal veri aktarım durumunu ele alır. SFP, modülün fiziksel biçimini tanımlar. Bir modülü değiştirmeden önce her iki uçtaki çalışma modunu ve uyumlu modülleri kontrol edin.
Bir çerçeveyi iletmek için MAC, çerçevenin baytlarını fiziksel kodlama alt katmanına (PCS) aktarır. PCS, veri ve kontrol bilgilerini seri bağlantıya uygun kod gruplarıyla temsil eder. Modül, elektriksel seri sinyali ışığa dönüştürür. Karşı uç, sinyali yeniden elektriksel biçime dönüştürür, örnekleme saatini geri kazanır, kod gruplarını hizalayıp çözer ve alınan çerçeveyi kendi MAC katmanına iletir. Şemada bu işlevler anlaşılır olması için ayrı gösterilmiştir. Gerçek donanımda bu işlevlerin birkaçı tek bir yongada birleştirilebilir.
Optik güç ölçer ile paket yakalama işlemi, bağlantının farklı noktalarını gözlemler. Ölçer, belirli bir süre boyunca ne kadar ışık ulaştığını ölçer. Standart bir ağ bağdaştırıcısı normalde alıcıdan geçmiş olan çerçeveleri yakalar. Bu iki yöntemden hiçbiri, alıcının ara aşamadaki kod gruplarını doğru tanıyıp tanımadığını göstermez. Optik sinyal etkin olsa bile paket yakalama kaydı boş olabilir; tek başına bir güç ölçümü, kodların doğru çözüldüğünü doğrulamaz.
Bir veri baytı neden hatta on bit gerektirir?
8b/10b kodlaması, sekiz veri bitini on bitlik bir kod grubuna eşler. Kodlayıcı, tanımlı eşlemeye göre bir grup seçer. Aynı değerdeki ardışık bitlerin sayısını sınırlayarak alıcıya örnekleme saatini geri kazanmak için kullanabileceği geçişler sağlar. Ayrıca uzun vadede birler ile sıfırlar arasındaki farkı denetleyerek alıcı devresindeki taban seviyesi kaymasını sınırlamaya yardımcı olur.
Seri bağlantı, her sekiz veri biti için hatta on bit gönderir. Çerçeveleme ve boşta kalma ek yükü hesaba katılmadığında, 1 Gb/s veri hızı, 1.25 Gb/s seri hat hızına karşılık gelir. Hattaki her ikili sembol bir bit taşıdığından sembol hızı da 1.25 GBd'dir. Başlıklar, çerçeveler arası boşluklar ve üst katman protokollerinin ek yükü hesaba katıldığında uygulama düzeyindeki aktarım hızı, MAC veri hızından daha düşüktür.
Kodlayıcı, o ana kadar gönderilen birler ile sıfırlar arasındaki birikimli farkı ifade eden yürürlükteki dengesizliği (running disparity) izler. Bazı karakterlerin pozitif ve negatif biçimleri vardır; geçerli seçeneği o andaki dengesizlik belirler. Dengeli kod grupları bile kodlama kurallarına uymalıdır. Alıcı, geçersiz bir kod grubu veya dengesizlik kuralı ihlali bildirebilir. Girişim, geçerli bir grubu başka bir geçerli gruba da dönüştürebileceği için çerçeve denetim dizisi, yani FCS, alınan çerçevenin denetlenmesinde yine de rol oynar.
Alıcı boşta kalma dizisini nasıl tanır ve kod grubu sınırını nasıl bulur?
Tamamı sıfırlardan oluşan bir akış, alıcının izleyebileceği hiçbir bit geçişi sağlamaz. Alıcının elinde yalnızca örneklenmiş ham bit akışı varsa her on bitlik grubun nerede başladığını belirlemek için de bir yönteme ihtiyacı vardır. 1000BASE-X sıralı boşta kalma kümesi, iki geçerli kod grubundan oluşur. Yaygın bir boşta kalma kümesi olan /I2/, önce K28.5 kontrol karakterini, ardından D16.2 veri karakterini taşır. /I1/ ise K28.5 karakterinden sonra D5.6 karakterini kullanır ve yürürlükteki dengesizliği farklı biçimde etkiler.
K28.5 karakterinin 0011111010 biçiminde, baştaki 0011111 virgül desenidir. Bu desen, alıcıya hizalama için tanıyabileceği bir işaret sağlar. Alıcı, senkronizasyonun bir parçası olarak sonraki grupları da denetler. Saat geri kazanımı, sinyalin ne zaman örnekleneceğini belirler. Virgül desenine göre hizalama ise bu örneklerin hangi noktalarda gruplara ayrılacağını belirler. Geri kazanılan saat kararlı olsa da grup sınırı hâlâ yanlış olabilir.
Bir sonraki çerçeve geldiğinde PCS, başlangıcını bir kontrol karakteriyle işaretler. Çerçevenin sonunu bir sonlandırma karakteriyle işaretler ve geçerli boşta kalma dizisine döner. Standart paket yakalama işlemi, bu fiziksel katman kontrol karakterlerini Ethernet çerçevesi olarak göstermez. Bu örnek, kurulmuş bağlantıları açıklar. Yapılandırması henüz müzakere edilen bir bağlantı, uygulama trafiğinin olmadığı bir aralıkta sıralı yapılandırma kümeleri gönderebilir.
Bağlantıyı üç gözlem noktasında kontrol edin
Birbiriyle uyumlu optik modüller ve çalışma modu doğrulanmış portlarla yalıtılmış bir test düzeneği kurun. Kararlı bir bağlantı kurmak için kısa bir fiber bağlantı kablosu kullanın. Başlangıçta test trafiği oluşturmayın. Link göstergesinin durumunu ve alınan optik gücü kaydedin. Hem modül hem de modülü barındıran cihaz destekliyorsa dijital tanılamayı kullanın; aksi hâlde saha prosedürüne uygun olarak uygun bir optik güç ölçer kullanın. Çerçeve sayaçları, PCS boşta kalma kümelerini çerçeve olarak saymaz. Ekipman yine de kendi yönetim trafiğini üretebilir.
Ardından A tarafından numaralandırılmış kısa bir çerçeve dizisi gönderin. Gönderim ve alım sayaçlarındaki değişimleri karşılaştırın ve B tarafındaki paket yakalama kaydında sıra numaralarını eşleştirin. Bu gönderimden sonra bağlantı etkin kalırken trafik sayaçları artmayı bırakırsa bu gözlem, PCS'nin boşta kalma kümeleri göndermesiyle tutarlıdır. Gönderilen sıralı kümeyi kesin olarak belirlemek için 1000BASE-X destekleyen bir test cihazı veya PCS tanılama işlevi kullanın. Standart bir paket yakalama bağdaştırıcısı bu gözlemi sağlayamaz.
Kesintiler tekrarlanırsa aynı zaman aralığında optik gücü, bağlantı durumundaki değişiklikleri ve mevcut hata sayaçlarını kaydedin. Güç düşüşüne senkronizasyon kaybı veya bağlantı durumunda tekrarlanan değişiklikler eşlik ediyorsa konnektörleri, fiberin yönünü, modülleri ve port hızını kontrol edin. Güç sabitken fiziksel kodlama hataları artıyorsa modül tipini, bağlantı kalitesini ve port yapılandırmasını kontrol edin. Bağlantı durumu ve kodlama sayaçları sabitken çerçeve hataları veya atılan çerçevelerin sayısı artıyorsa alım hatalarını çıkışta atılan çerçevelerden ayırın ve hatayı ilk kaydeden giriş portunu belirleyin. Her sayacın ne anlama geldiğini ve neleri kapsadığını öğrenmek için cihaz belgelerine başvurun. Bir sayacın bulunmaması gözlemde boşluk bırakır.
Testi tekrarlamaya yetecek ayrıntıları kaydedin
Çizimdeki 17 numaralı test çerçevesi için gönderim zamanını, gönderim ve alım sıra numaralarını ve her iki portun durumunu kaydedin. Önceki hataların bu denemeye dâhil edilmemesi için gönderim öncesinde sayaçların başlangıç değerlerini kaydedin ve sonrasında değişimleri karşılaştırın. Uygulama gönderim yapıldığını bildiriyor ancak optik üst bağlantının gönderim sayacı beklendiği gibi değişmiyorsa test trafiğinin girdiği portu ve iletim kararını kontrol edin. A'nın üst bağlantısı çerçeveyi gönderiyor ancak çerçeve B'nin paket yakalama kaydında görünmüyorsa B'nin giriş sayacını yakalama kaydından bağımsız olarak kontrol edin. Ağ bağdaştırıcısından sonra uygulanan yakalama filtreleri de bir çerçevenin kayıtta görünmesini engelleyebilir.
Modül değiştirirken her seferinde yalnızca bir değişkeni değiştirin. Port modunu ve fiberi olduğu gibi bırakın, uyumlu olduğu bilinen bir modül takın ve aynı testi tekrarlayın. Bir sonraki bileşeni yalnızca gerekirse değiştirin. Böylece gözlenen farkın modül eşleşmesinden mi yoksa bağlantı koşullarından mı kaynaklandığını anlamaya yarayan bulgular korunur. 17 numaralı çerçeve ve zaman çizelgesi açıklayıcı örneklerdir; belirli bir ürüne ait ölçümler veya performans iddiaları değildir.
Fiziksel katmanın kapsamını net tutun
1000BASE-T, bakır kablo üzerinde farklı bir fiziksel katman mekanizması kullanır. Aynı fiziksel biçime sahip modüller ve birden çok hızı destekleyen portlar da farklı modlarda çalışabilir. Alınan ışık, paneldeki Link göstergesinin durumu, PCS senkronizasyonu ve iş trafiğine ait bir çerçevenin doğru teslim edilmesi ayrı ayrı değerlendirilmesi gereken bulgulardır. Bunları modül tanımlayıcıları, port modu ve test sırasıyla birlikte ayrı ayrı kaydedin. Böylece bir modül veya fiber değişikliğinden sonra bağlantının hangi bölümünün yeniden çalışır duruma geldiğini belirleyebilirsiniz.
Kaynaklar ve kapsam
AMD/Xilinx PG047 — 1000BASE-X (Ek C) · IEEE 802.3 — K28.5 · FCTEL gigabit fiber anahtarın teknik özellikleri (Çince)
Çince teknik makaleden çevrilmiştir: Çince özgün makaleyi okuyun.
Sık sorulan sorular
Gigabit fiber portu çerçeveler arasında sinyal göndermeyi keser mi?
Kurulmuş bir 1000BASE-X bağlantısı, sıralı boşta kalma kümelerini göndermeye devam eder.
K28.5 virgül deseni ne işe yarar?
Alıcıya, kod grubu sınırını bulmak için tanıyabileceği bir bit deseni sağlar.
Standart bir paket yakalama işlemi boşta kalma kod gruplarını gösterebilir mi?
Genellikle hayır. 1000BASE-X destekleyen bir ölçüm cihazı veya PCS tanılama işlevi kullanın.
Ek okumalar
Fast Ethernet'te 4B/5B kodlaması · Optik güç ve sinyal netliği
