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FEC(Forward Error Correction)とBER(Bit Error Rate)について

光トランスポートネットワーク(OTN)インターフェイスでは、OTNリンクの状態を監視するために、前方誤り訂正(Pre-FEC)ビット誤り率(BER)を使用しています。このトピックでは、OTNリンクの監視方法と、デバイスでサポートされているFECモードについて詳しく説明します。

Pre-FECのBER監視とBER閾値の理解

PTXシリーズパケットトランスポートルーターの光トランスポートネットワーク(OTN)インタフェースは、プリフォワードエラー補正(Pre-FEC)ビットエラー率(BER)を使用してOTNリンクの状態監視をサポートします。以下のPICはpre-FECのBER監視をサポートしています:

  • P1-PTX-2-100G-WDM

  • P2-100GE-OTN

  • P1-PTX-24-10G-W-SFPP

Junos OS Release 18.3R1以降、ACX6360ルーターの光トランスポートインタフェースは、プリフォワードエラー補正(pre-FEC)ビットエラー率(BER)を使用して、光リンクの状態監視をサポートしています。詳細は、ACX6360ルーターでサポートされる順方向誤り訂正モードを参照してください。

PICは、受信データのビットエラーをフォワードエラーコレクション(FEC)で修正します。Pre-FEC BERがFEC限界値以下であれば、すべてのビットエラーが正常に識別および修正されるため、パケットロスは発生しません。このシステムは、各ポートのpre-FEC BERを監視しています。これにより、リンクの劣化を早期に警告することができます。適切なpre-FEC BER閾値と間隔を設定することで、FEC限界に達する前にPICが先制アクションを施すことを可能にします。このpre-FECのBER閾値ロジックとMPLSの高速再ルートを組み合わせれば、パケットロスを最小化または防止することができます。

インターフェイスには、信号劣化の閾値(ber-threshold-signal-degrade)とインターバル(interval)の両方を指定する必要があります。閾値は信号劣化のBER基準を定義し、インターバルはBERが閾値を超えなければアラームが発生しない最小継続時間を定義します。図 1には、閾値とインターバルの関係が図示されています。アラーム発生後、BER が閾値クリア値(ber-threshold-clear)以下に戻れば、アラームは解除されます。

図 1: Pre-FECのBER監視Pre-FECのBER監視

pre-FEC BER監視を有効にすると、設定したpre-FEC BER信号劣化の閾値に達すると、PICはリモートインタフェースへのパケット転送を停止し、インタフェースアラームを発生させることができます。Ingressパケットは引き続き処理されます。MPLS高速再ルートまたは他のリンク保護方式でpre-FEC BER監視を使用する場合、トラフィックは別のインタフェースにリルートされます。

また、バックワード高速再ルートを設定して、送信されるOTNフレームにローカルのpre-FECステータスを挿入し、リモートインターフェースに信号劣化を通知することも可能です。リモートインターフェースは、この情報を使ってトラフィックを別のインターフェースに迂回させることができます。Pre-FEC BER監視とバックワード高速再ルートを併用すれば、レイヤー3プロトコルよりも短時間で信号劣化の通知とトラフィックの再ルートを行うことができます。

signal-degrade-monitor-enablepre-FEC BERモニタリングとバックワード高速再ルートを有効にするために、[edit interfaces interface-name otn-options preemptive-fast-reroute]という階層レベルに、backward-frr-enableというステートメントを含めます。

注:

pre-FEC BER信号劣化監視を設定する場合、backward-frr-enableおよびsignal-degrade-monitor-enableという両方のステートメントを設定することをお勧めします。

また、信号劣化アラームを発生または解除するpre-FEC BERの閾値と、閾値の時間インターバル を設定することができます。BERの閾値とインターバルが設定されていない場合は、デフォルト値が使用されます。

受信信号劣化アラームがアクティブで、後方高速再ルートが有効な場合、特定のフラグが送信されるOTNオーバーヘッドに挿入されます。リンクの反対側にあるリモートPICは、OTNオーバーヘッドを監視し、信号の劣化状態が発生した場合に、両端でトラフィックの再ルーティングを開始できるようにします。信号劣化状態が解除されると、OTN オーバーヘッドフラグが正常な状態に復帰します。

Pre-FEC BER信号劣化閾値は、PICの受信FECデコーダのBER補正限界(またはFEC限界)に対して、特定のシステムマージン量を定義するものです。各PICにはFECの上限が設定されています。-これはFECデコーダーの実装に内在するものです。

注:

以下の例では、Q2-ファクター(Qファクターとも呼ばれる)の測定値を使用しています。Q2-factorは、Q2-factorが0の場合(dBQ)に対するデシベルの単位で表されます。Q2-factorは、BER値が非線形であるのに対して、システムマージンを線形で表現することを可能にします。閾値を決定した後、閾値をQ2-factorからBERに変換し、科学的記数法でCLIに入力する必要があります。BERは以下の式でQ2-factorに変換することができます:

ヒント:

表計算ソフトでQ2-factorとBERを変換する場合、以下の計算式で近似値を得ることができます:

  • Q2-factorを算出するには:

  • BERを算出するには:

表 1は、異なるPICの固定FECリミット、設定可能な信号劣化閾値、および設定可能な解除閾値の関係を示しています。この例では、FECリミット、信号劣化閾値、および解除閾値の間に約1dBQのシステムマージンが設定されています。

表 1: 例-1dBQでの信号劣化と解除閾値の値

PIC

FECタイプ

FEC限界

信号劣化閾値

解除閾値

Q2-Factor BER Q2-Factor BER Q2-Factor BER

P1-PTX-2-100G-WDM

SD-FEC

6.7 dBQ

1.5E–2

7.7 dBQ

7.5E–3

8.7 dBQ

3.0E–3

P2-100GE-OTN

G.709 GFEC

11.5 dBQ

8.0E–5

12.5 dBQ

1.1E–5

13.5 dBQ

1.0E–6

P1-PTX-24-10G-W-SFPP

G.975.1 I.4 (UFEC)

9.1 dBQ

2.2E–3

10.1 dBQ

6.9E–4

11.1 dBQ

1.6E–4

G.975.1 I.7 (EFEC)

9.6 dBQ

1.3E–3

10.6 dBQ

3.6E–4

11.6 dBQ

7.5E–5

G.709 GFEC

11.5 dBQ

8.0E–5

12.5 dBQ

1.1E–5

13.5 dBQ

1.0E–6

信号劣化閾値を調整するには、まず新しいシステムマージン目標を決め、それぞれのBER値を計算する必要があります(Q2-factorからBERへの変換式を使用)。 表 2は、信号劣化閾値に関するFEC限界に対して、3dBQのシステムマージンが必要な場合(信号劣化閾値に対して1dBQを維持したまま解除する)の値を示しています。

注:

システムマージンの選択は主観的なものであり、異なるリンク特性や耐障害性、および安定性の目的に基づいて閾値を最適化することが考えられます。Pre-FEC BER監視とBER閾値の設定に関するガイダンスについては、ジュニパーネットワークスの担当者にお問い合わせください。

表 2: 例-コンフィギュレーション後の信号の劣化と解除閾値

PIC

FECタイプ

FEC限界

信号劣化閾値

解除閾値

Q2-Factor BER Q2-Factor BER Q2-Factor BER

P1-PTX-2-100G-WDM

SD-FEC

6.7 dBQ

1.5E–2

9.7 dBQ

1.1E–3

10.7 dBQ

2.9E–4

P2-100GE-OTN

G.709 GFEC

11.5 dBQ

8.0E–5

14.5 dBQ

4.9E–8

15.5 dBQ

1.1E–9

P1-PTX-24-10G-W-SFPP

G.975.1 I.4 (UFEC)

9.1 dBQ

2.2E–3

12.1 dBQ

2.8E–5

13.1 dBQ

3.1E–6

G.975.1 I.7 (EFEC)

9.6 dBQ

1.3E–3

12.6 dBQ

1.1E–5

13.6 dBQ

9.1E–7

G.709 GFEC

11.5 dBQ

8.0E–5

14.5 dBQ

4.8E–8

15.5 dBQ

1.1E–9

BERの閾値と時間インターバルを設定するには、ber-threshold-signal-degrade[edit interfaces interface-name otn-options signal-degrade]という階層層レベルで 、ber-threshold-clear、およびintervalというステートメントメントを含みます。

注:

信号劣化のBER閾値を高く設定し、インターバルを長くすると、内部カウンタレジスタが飽和する場合があります。このようなコンフィギュレーションはルーターによって無視され、代わりにデフォルト値が使用されます。このエラーの場合、システムログメッセージが記録されます。

MX シリーズ・ルーターでサポートされる回送エラー修正モード

表 3は、MX シリーズルーターでサポートされている FEC モードを階[edit interfaces interface-name otn-options]層レベルで一覧表示します。NAは、その回線カードに適用されないことを示す。

表 3: MX シリーズ・ルーターでサポートされる FEC モード

ラインカード

FECモード

ポートスピード

Junosバージョン

MPC5E-40G10G

(gfec | efec | none | ufec)

10G

13.3

MPC5E-100G10G

(gfec | efec | none | ufec)

10G、100G(GFEC のみ)

13.3

MIC6-10G-OTN

(gfec | efec | none | ufec)

10G

13.3

MIC6-100G-CFP2

(gfec | none )

100G (GFECのみ)

13.3

MIC3-100G-DWDM

gfec | hgfec | sdfec

100G

15.1F5

PTXシリーズルーターでサポートされているフォワードエラーコレクションモード

表 4は、PTXシリーズのルーターでサポートされているFECモードを[edit interfaces interface-name otn-options]階層レベルで一覧表示します。

表 4: PTXシリーズルーターでサポートされるFECモード

ラインカード

FECモード

ポートスピード

Junosバージョン

P1-PTX-24-10G-W-SFPP

(gfec | efec | none | ufec)

10G

12.1X48, 12.3, 13.2 (PTX5000)13.2R2 (PTX3000)

P2-10G-40G-QSFPP

(gfec | efec | none | ufec)

10G

14.1R2 (PTX5000)15.1F6 (PTX3000)

P2-100GE-OTN

(gfec | none )

100G (GFECのみ)

14.1

P1-PTX-2-100G-WDM

(gfec-sdfec)

100G

13.2 (PTX5000)13.3 (PTX3000)

PTX-5-100G-WDM

gfec | sdfec

100G

15.1F6

ACX6360ルーターでサポートされている転送エラー訂正モード

表 5 は、ACX6360ルーターでサポートされているFECモードを [edit interfaces interface-name optics-options] 階層レベルで一覧表示します。

表 5: ACX6360ルーターでサポートされているFECモード

FECモード

モジュール化形式

ポートスピード

Junosバージョン

sdfec

QPSK

100G

18.3R1

sdfec15

QPSK

100G

18.3R1

sdfec15

8-QAM

200G

18.3R1

sdfec15

16-QAM

200G

18.3R1

ACX5448-DルーターでサポートされているFECモード

表 6は、ACX5448-Dルーターでサポートされている転送エラー訂正(FEC)モードを一覧表示します。FECモードを[edit interfaces interface-name optics-options]階層レベルで設定することができます。

表 6: ACX5448-DルーターでサポートされているFECモード

FECモード

モジュール化形式

ポートスピード

Junos OS

sdfec

QPSK

100Gbps

19.2R1-S1

hgfec

QPSK

100Gbps

19.2R1-S1

sdfec15

QPSK

100Gbps

19.2R1-S1

sdfec15

8-QAM

200 Gbps

19.2R1-S1

sdfec15

16-QAM

200 Gbps

19.2R1-S1

リリース履歴テーブル
リリース
説明
18.3R1
Junos OS Release 18.3R1以降、ACX6360ルーターの光トランスポートインタフェースは、プリフォワードエラー補正(pre-FEC)ビットエラー率(BER)を使用して、光リンクの状態監視をサポートしています。