Risoluzione dei problemi relativi ai collegamenti in fibra ottica sugli switch Catalyst serie 9000
Sommario
Introduzione
In questo documento viene descritto come risolvere i problemi relativi alle interfacce a fibra ottica rispondendo ad alcune specifiche del modulo a fibra ottica e del cablaggio.
Prerequisiti
Requisiti
Nessun requisito specifico previsto per questo documento.
Componenti usati
Per la stesura del documento, sono stati usati tutti gli switch Catalyst serie 9000. Sono inclusi gli switch basati su Doppler e Silicon One (S1).
Le informazioni discusse in questo documento fanno riferimento a dispositivi usati in uno specifico ambiente di emulazione. Su tutti i dispositivi menzionati nel documento la configurazione è stata ripristinata ai valori predefiniti. Se la rete è operativa, valutare attentamente eventuali conseguenze derivanti dall'uso dei comandi.
Premesse
La complessità del trattamento delle fibre ottiche è generalmente sottovalutata e, pertanto, è possibile commettere errori nell'implementazione di nuove connessioni in fibra ottica; la scelta del cavo in fibra sbagliato può causare bassi livelli di prestazioni, errori dell'interfaccia e problemi di connettività.
Risoluzione dei problemi
In questo documento vengono descritte alcune delle specifiche riportate nella matrice di compatibilità tra dispositivi e ottiche Cisco e viene sottolineata l'importanza di prestare particolare attenzione alle specifiche del ricetrasmettitore e del cavo durante l'implementazione e la risoluzione dei problemi del collegamento in fibra ottica.
Ricetrasmettitori Cisco SFP (Small Form Plugable) compatibili
L'inserimento di SFP non compatibili e/o di terze parti può causare comportamenti imprevedibili e quindi la stabilità del collegamento non è garantita in assenza di ricetrasmettitori Cisco compatibili originali. Pertanto, si consiglia di collegare solo ricetrasmettitori compatibili con Cisco alle apparecchiature Cisco. Per ottenere un elenco dei ricetrasmettitori compatibili, visitare la matrice di compatibilità tra dispositivi ottici Cisco o eseguire il comando show interfaceshow interface transceiver supported-list.
Switch#show interfaces transceiver supported-list
Transceiver Type Cisco p/n min version
supporting DOM
------------------ -------------------------
GLC-T NONE
GLC-TE NONE
GLC-SX-MM NONE
GLC-LH-SM NONE
GLC-ZX-SM NONE
GLC-SX-MM-RGD CPN 2274-02
GLC-LX-SM-RGD CPN 10-2293-02
GLC-ZX-SM-RGD CPN 10-2366-02
GLC-SX-MMD ALL
GLC-LH-SMD ALL
!----Lines omitted for summarization---
Per consultare il modello SPF collegato a un'interfaccia, eseguire il show idprom interface
comando.
Switch#show idprom interface twentyFiveGigE 1/0/24 | include PID Product Identifier (PID) = SFP-10G-LR-S Switch#
SFP Standard
Gli standard SFP tendono ad essere compatibili con le versioni precedenti, ma gli standard più elevati non possono essere supportati da una determinata interfaccia. gli standard SFP possono variare da porta a porta, anche sullo stesso pannello anteriore dello switch. Questo è il caso del modello di switch C9500-32QC. Pertanto, la presenza di un SFP nella matrice di compatibilità non garantisce la compatibilità dell'SFP con una determinata interfaccia, pertanto deve essere verificata in base alle note sull'installazione dell'hardware. Per ottenere lo standard SFP del ricetrasmettitore, passare alla matrice di compatibilità tra dispositivi ottici Cisco o eseguire il show idprom interface
comando.
Switch#show idprom interface twentyFiveGigE 1/0/24 | include Transceiver Type Transceiver Type: = SFP+ 10GBASE-LR (274) Switch#
Funzionalità di velocità
È importante assicurarsi sempre che l'SFP connesso su entrambi i lati del collegamento supporti la stessa velocità. Le velocità supportate possono essere verificate con il show interface
comando. L'impostazione della velocità e del duplex per i collegamenti multigiabit è considerata una procedura ottimale e in alcuni scenari è necessaria per la visualizzazione dei collegamenti.
Switch#show interfaces twentyFiveGigE 1/0/24 capabilities | include Speed Speed: 10000
Tipo di connettore
Questo aspetto è difficile da interpretare in quanto l'uso di un tipo di connettore errato non consente il collegamento del cavo allo slot SFP corrispondente. Tuttavia, è ancora importante considerare quando si sceglie l'SFP e il cablaggio. Per consultare il tipo di connettore del ricetrasmettitore, selezionare Cisco Optics-to-Device Compatibility Matrix o eseguire il show idprom interface
comando.
Switch#show idprom interface twentyFiveGigE 1/0/24 | include Connector type Connector type = LC
Tipo polacco
Il tipo polacco è uno degli aspetti più ignorati quando si acquisiscono SFP, ma è uno degli aspetti più importanti da considerare. Si tratta della forma di terminazione del nucleo del cavo, il supporto effettivo che trasmette il segnale. Il tipo polacco è progettato per fornire livelli accettabili di ORL (Optical Return Loss); la luce riflessa sul trasmettitore laser/LED.
| Tipo polacco | Riflesso posteriore |
| Piatto | -30 dB |
| Connettore contatto fisico (PC) | -35 dB |
| Connettore Ultra-Physical Contact (UPC) | -55 dB |
| Connettore ad angolo a contatto fisico (APC) | -65 dB |
Scegliere il tipo di lucidatura sbagliato può danneggiare il ricetrasmettitore a causa del livello ORL, e nel migliore dei casi, può portare a instabilità del collegamento ed errori di layer 1. Per informazioni sul tipo di lucido del cavo, consultare la matrice di compatibilità tra dispositivi ottici Cisco. Assicurarsi che gli SFP e il cavo corrispondano al tipo di lucidatura di base richiesto.
I connettori UPC, PC e FLAT non possono sempre essere identificati visivamente, quindi fare riferimento alle specifiche fornite dal fornitore del cavo.
Confronto tra SMF (Single Mode Fiber) e MMF (Multi Mode Fiber)
Nei cavi in fibra multimodali, esistono percorsi diversi per la luce che raggiunge la sua destinazione. D'altra parte, i cavi in modalità singola consentono un solo percorso per la luce laser.
Confronto tra SMF (Single Mode Fiber) e MMF (Multi-Mode Fiber)
L'infrastruttura necessaria per supportare la fibra in modalità multipla e la fibra in modalità singola è definita in modo chiaro. Ad esempio, il cablaggio SMF utilizza una larghezza del nucleo di 9 micron, che consente la trasmissione della luce su un singolo percorso, e la lunghezza d'onda è ottimizzata per un intervallo tra 1300nm e 1500nm. Pertanto, accertarsi che gli SFP e i cavi siano componenti in fibra MMF o SMF. Per consultare la modalità MMF/SMF, selezionare Cisco Optics-to-Device Compatibility Matrix.
Cablaggio parallelo/a singolo filetto/duplex
| Tipo di cavo | Spiegazione |
| A trefoli singoli | Autorizza l'invio e la ricezione di dati sullo stesso core. |
| Duplex | Consente di inviare dati su un core e di riceverli su un core secondario. |
| Parallela | Invia i dati su più core paralleli e li riceve su un numero simmetrico di core. |
.
Occorre prestare particolare attenzione ai cavi duplex. Accertarsi che il ricetrasmettitore mittente sia collegato al ricevitore dall'altro lato del collegamento per una corretta polarizzazione. Scenario peggiore; lo slot mittente è collegato al mittente del dispositivo di associazione e pertanto non viene visualizzato.
Modalità duplex
La complessità della polarizzazione della connessione aumenta con i collegamenti paralleli, in quanto esistono più soluzioni per risolvere questo problema, a seconda dello standard MPO (Multi-Fiber Push On). Pertanto, si consiglia di consultare la documentazione dedicata per la risoluzione dei problemi dei collegamenti in fibra paralleli.
Lunghezza d'onda
I fotorilevatori dei ricetrasmettitori sono calibrati per interpretare determinate lunghezze d'onda infrarossa dei campi elettromagnetici. Queste lunghezze d'onda variano tra 850nm e 1300nm per i collegamenti in fibra MMF e tra 1300nm e 1500nm per SMF.
Proprio come i nostri occhi sono in grado di vedere solo una certa gamma dello spettro elettromagnetico, e nessun'altra, i fotoricettori sono calibrati per rilevare certe lunghezze d'onda dello spettro infrarosso. La scelta della lunghezza d'onda sbagliata del laser o del LED causa un errore di comunicazione tra i ricetrasmettitori, se la comunicazione è possibile. Entrambi gli SFP devono essere in grado di leggere e trasmettere sulla stessa lunghezza d'onda. Per consultare la lunghezza d'onda da usare, consultare le informazioni sul prodotto Cisco Optics o eseguire il show idprom interface
comando.
Switch#show idprom interface twentyFiveGigE 1/0/24 detail | include laser wave Nominal laser wavelength = 1310 nm
Particolare attenzione deve essere prestata ai ricetrasmettitori di ricezione (RX)/trasmissione (TX) asimmetrici quando i valori TX e RX differiscono l'uno dall'altro e devono essere inversamente abbinati sull'altro lato del collegamento.
Potenza di trasmissione/ricezione
Per garantire che il segnale SFP sia compreso dall'altro lato del collegamento, la forza del segnale elettromagnetico deve rientrare in determinate soglie. Questo segnale è misurato in decibel milliwatt (dBm), e le soglie entro le quali i valori operativi risiedono dipendono dall'SFP in uso. Per ottenere i valori TX e RX dBm correnti e le relative soglie superiore e inferiore, eseguire il comandoshow interfaces
.
Switch#show interfaces twentyFiveGigE 1/0/24 transceiver detail
ITU Channel not available (Wavelength not available),
Transceiver is internally calibrated.
mA: milliamperes, dBm: decibels (milliwatts), NA or N/A: not applicable.
++ : high alarm, + : high warning, - : low warning, -- : low alarm.
A2D readouts (if they differ), are reported in parentheses.
The threshold values are calibrated.
High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Temperature Threshold Threshold Threshold Threshold
Port (Celsius) (Celsius) (Celsius) (Celsius) (Celsius)
--------- ----------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 20.6 75.0 70.0 0.0 -5.0
High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Voltage Threshold Threshold Threshold Threshold
Port (Volts) (Volts) (Volts) (Volts) (Volts)
--------- ----------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 3.30 3.63 3.46 3.13 2.97
High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Current Threshold Threshold Threshold Threshold
Port Lane (milliamperes) (mA) (mA) (mA) (mA)
--------- ---- --------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 N/A 26.7 75.0 70.0 18.0 15.0
Optical High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Transmit Power Threshold Threshold Threshold Threshold
Port Lane (dBm) (dBm) (dBm) (dBm) (dBm)
--------- ---- --------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 N/A -2.2 3.5 0.5 -8.2 -12.2
Optical High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Receive Power Threshold Threshold Threshold Threshold
Port Lane (dBm) (dBm) (dBm) (dBm) (dBm)
--------- ---- --------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 N/A -2.0 3.5 0.5 -14.1 -18.4
In questo scenario, la potenza di ricezione corrente è pari a -2,0 dBm, che è un valore accettabile in base alle soglie a destra. Qualsiasi valore inferiore a -14,1 dBm o superiore a 0,5 dBm (le soglie di avvertenza) deve essere considerato un problema, in quanto può potenzialmente influire sulla qualità dei dati e causare flap nel collegamento.
Optical High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Receive Power Threshold Threshold Threshold Threshold
Port Lane (dBm) (dBm) (dBm) (dBm) (dBm)
--------- ---- --------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 N/A -2.0 3.5 0.5 -14.1 -18.4
I valori di Alimentazione in ricezione al di sotto della soglia di avviso bassa indicano per la maggior parte del tempo un problema con il ricetrasmettitore dall'altro lato, con il dispositivo che ospita il ricetrasmettitore all'estremità opposta del collegamento o con il cavo che collega i ricetrasmettitori. Lo stesso vale per i valori di alta potenza di ricezione che superano la soglia di avviso alta. È inoltre plausibile un difetto nei valori forniti dai sensori DOM (Digital Optical Monitoring).
Al contrario, i problemi con le misurazioni della potenza di trasmissione indicano un problema con il ricetrasmettitore che fornisce questi valori o lo switch che ospita il ricetrasmettitore. È anche plausibile un difetto nei valori forniti dai sensori DOM.
Per risolvere il problema, considerare che l'output del ricetrasmettitore potrebbe fornire valori accettabili quando l'interfaccia è in uno stato operativo, e tuttavia fornire valori significativamente diversi quando l'interfaccia cessa improvvisamente, proprio a causa di un cambiamento improvviso di questi valori al di sopra o al di sotto delle soglie accettate. Anche quando lo switch può notificare la violazione di queste soglie, non sempre è così, il problema è più difficile da rilevare. Per ovviare a questo problema, uno dei metodi per risolvere il problema consiste nella creazione di uno script EEM (Embedded Event Manager) per monitorare tali valori al momento dell'interruzione dell'interfaccia. Notare che per configurare gli script EEM sugli switch Catalyst serie 9000 è necessario l'abbonamento a Cisco Digital Network Architecture (Cisco DNA).
EEM è un componente software di Cisco IOS® XE che semplifica le attività degli amministratori monitorando e classificando gli eventi che si verificano sullo switch e fornendo opzioni di notifica per tali eventi. EEM consente di automatizzare le attività, eseguire piccoli miglioramenti e creare soluzioni alternative.
Nell'esempio, lo script viene attivato quando l'interfaccia 1/0/24 diventa inattiva. Registra i valori di timestamp e DOM nel momento in cui l'interfaccia diventa inattiva, quindi salva le informazioni nel file logs.txt che si trova nella memoria flash dello switch.
event manager applet connection_monitoring authorization bypass event syslog pattern "Line protocol on Interface TwentyFiveGigE1/0/24, changed state to down" maxrun 10 ratelimit 600 action 010 syslog msg "EEM trigger event received: Int Twe1/0/24 is down. EEM INIT" action 020 file open logs flash:logs.txt a+ action 030 cli command "enable" action 040 cli command "terminal length 0" action 050 cli command "terminal exec prompt expand" action 060 comment "Capturing time stamp" action 062 cli command "show clock" action 064 file write logs "$_cli_result" action 070 comment "capturing DOM values" action 080 cli command "show interfaces twentyFiveGigE 1/0/24 transceiver detail" action 090 file write logs "$_cli_result" action 100 file close logs action 120 syslog msg "EEM Successfully executed: DOM values for int Twe1/0/24 captured. EEM FIN"
Tensione e corrente
Queste sono caratteristiche esponenzialmente correlate dell'input elettrico richiesto dal diodo per spingere gli elettroni in stadi a bassa energia che convertono questa energia in fotoni utilizzati come output laser/LED sotto forma di onde elettromagnetiche infrarosse. Per garantire l’operabilità dell’SFP, questa entrata elettrica deve rientrare in determinate soglie. Per ottenere i valori di corrente e tensione e le relative soglie superiore e inferiore, eseguire il show interfaces
comando.
Switch#show interfaces twentyFiveGigE 1/0/24 transceiver detail
ITU Channel not available (Wavelength not available),
Transceiver is internally calibrated.
mA: milliamperes, dBm: decibels (milliwatts), NA or N/A: not applicable.
++ : high alarm, + : high warning, - : low warning, -- : low alarm.
A2D readouts (if they differ), are reported in parentheses.
The threshold values are calibrated.
High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Temperature Threshold Threshold Threshold Threshold
Port (Celsius) (Celsius) (Celsius) (Celsius) (Celsius)
--------- ----------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 20.6 75.0 70.0 0.0 -5.0
High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Voltage Threshold Threshold Threshold Threshold
Port (Volts) (Volts) (Volts) (Volts) (Volts)
--------- ----------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 3.30 3.63 3.46 3.13 2.97
High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Current Threshold Threshold Threshold Threshold
Port Lane (milliamperes) (mA) (mA) (mA) (mA)
--------- ---- --------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 N/A 26.7 75.0 70.0 18.0 15.0
Optical High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Transmit Power Threshold Threshold Threshold Threshold
Port Lane (dBm) (dBm) (dBm) (dBm) (dBm)
--------- ---- --------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 N/A -2.2 3.5 0.5 -8.2 -12.2
Optical High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Receive Power Threshold Threshold Threshold Threshold
Port Lane (dBm) (dBm) (dBm) (dBm) (dBm)
--------- ---- --------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 N/A -2.0 3.5 0.5 -14.1 -18.4
In questa uscita, la Corrente al momento è di 26.7 milliamperes, e la Tensione è attualmente di 3.30 volt. In questo scenario qualsiasi valore corrente superiore a 70 milliamperes o inferiore a 18 milliamperes, in base alle soglie di avvertenza a destra, è considerato un problema.
High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Current Threshold Threshold Threshold Threshold
Port Lane (milliamperes) (mA) (mA) (mA) (mA)
--------- ---- --------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 N/A 26.7 75.0 70.0 18.0 15.0
D'altra parte, qualsiasi valore superiore a 3,46 volt o inferiore a 3,13 volt, in base alle soglie di avvertenza a destra, è considerato un problema.
High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Voltage Threshold Threshold Threshold Threshold
Port (Volts) (Volts) (Volts) (Volts) (Volts)
--------- ----------------- ---------- --------- --------- ---------
Twe1/0/24 3.30 3.63 3.46 3.13 2.97
Le misurazioni basse o alte di questi valori sono correlate a un problema nell'SFP o nello switch che ospita l'SFP.
Confronto tra NRZ (Non-Return-to-Zero) e PAM4 (Pulse Amplitude Modulation Level-4)
Per comunicare 0 e 1 attraverso l'elettromagnetismo, il ricetrasmettitore varia la forza del segnale, aumentando o diminuendo l'intervallo delle onde elettromagnetiche. Divisione binaria dell'intervallo. Questo processo è noto come segnalazione non-return-to-zero (NRZ).
Segnalazione non-return-to-zero (NRZ)
Per collegamenti ad alte prestazioni (ad esempio: 100G al secondo), questo metodo di comunicazione può essere deprecato in favore del PAM4 ottimizzato (vedere questa tabella scaricabile), che esprime 2 cifre binarie invece di 1, dividendo l'intervallo di forza in 4 parti. Pertanto, una mancata corrispondenza tra questi due metodi può portare a una mancata comunicazione tra i ricetrasmettitori a fibra ottica. Accertarsi che entrambi i lati dispongano del metodo di segnalazione appropriato implementato per i collegamenti ad alte prestazioni.
Correzione degli errori di inoltro (FEC)
La tecnologia FEC è utilizzata per rilevare e correggere un certo numero di errori in un flusso di bit e aggiunge bit ridondanti e ECC (Error-Correcting Code) al blocco di messaggi prima della trasmissione per i collegamenti in fibra ad alta velocità (ad esempio: 25G, 100G e 400G). In qualità di produttore di moduli, Cisco progetta i suoi ricetrasmettitori in modo che siano conformi alle specifiche. Quando il ricetrasmettitore ottico funziona su una piattaforma host Cisco, la funzionalità FEC è abilitata per impostazione predefinita in base al tipo di modulo ottico rilevato dal software host (vedere questa tabella scaricabile). Nella maggior parte dei casi, l'implementazione FEC è dettata dagli standard di settore supportati dal tipo di ottica.
I ricetrasmettitori compatibili con FEC elencano un campo speciale per identificare questo attributo nell'output del show interface
comando
Switch#show interfaces hundredGigE 1/0/26 capabilities | in FEC FEC: auto/off/cl91 Switch#
Nell'esempio viene mostrato come configurare FEC e alcune delle opzioni disponibili:
switch(config-if)#fec? auto Enable FEC Auto-Neg cl108 Enable clause108 with 25G cl74 Enable clause74 with 25G off Turn FEC off <p/re>
Utilizzare il show interface comando per verificare la configurazione FEC:
TwentyFiveGigE1/0/13 is up, line protocol is up (connected)
Hardware is Twenty Five Gigabit Ethernet, address is xxxx.xxxx.xxxx (bia xxxx.xxxx.xxxx)
MTU 9170 bytes, BW 25000000 Kbit/sec, DLY 10 usec,
reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
Encapsulation ARPA, loopback not set
Keepalive set (10 sec)
Full-duplex, 25Gb/s, link type is force-up, media type is SFP-25GBase-SR
Fec is auto
input flow-control is on, output flow-control is off
ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00
!----Lines omitted for summarization---
Le complessità FEC esulano dall'ambito di questo documento. Per ulteriori informazioni, consultare il documento sulla descrizione di FEC e la sua implementazione in Cisco Optics.
Larghezza di banda modale e lunghezza del cavo
Hertz rappresenta i cicli al secondo delle onde elettromagnetiche, anche note come frequenza. Maggiore è la frequenza, più veloce è la velocità dell'SFP. La larghezza di banda modale misura la frequenza del cavo/SFP supportata per chilometro senza degradazione del segnale, limitando così la lunghezza del cavo tra i dispositivi. In questo caso è molto più facile consultare la lunghezza supportata dalla combinazione cavo/SFP, poiché questo non richiede l'interpretazione della relazione di qualità frequenza/lunghezza. Per ottenere la lunghezza supportata dal ricetrasmettitore, passare alla matrice di compatibilità tra dispositivi ottici Cisco.
Informazioni correlate
Risoluzione dei problemi di flap delle porte sugli switch Catalyst serie 9000
Matrice di compatibilità tra dispositivi ottici Cisco
Procedure di ispezione e pulizia per le connessioni in fibra ottica
Descrizione di FEC e della sua implementazione in Cisco Optics.
Cronologia delle revisioni
| Revisione | Data di pubblicazione | Commenti |
|---|---|---|
1.0 |
28-Jan-2025 |
Versione iniziale |
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