Teste de Ethernet

Desde a origem como uma nova opção de LAN disputando pela supremacia com token ring e token bus na década de 1980, a Ethernet, econômica e não determinística, surgiu como o protocolo de rede dominante para redes LAN e WAN em todo o mundo. A tecnologia Ethernet avançou rapidamente para atender à crescente demanda por serviços confiáveis e de alta velocidade em redes baseadas em pacotes.

O que é teste de Ethernet?

A Ethernet é uma família de tecnologias de rede de computadores usada para conectar redes de área local (LAN), redes de área ampla (WAN) e redes de área metropolitana (MAN) usando cabeamento de par trançado ou fibra óptica. O padrão IEEE 802.3 define o modo de transferência de Ethernet baseado em pacotes. Essa tecnologia continuou a evoluir à medida que as maiores velocidades de Ethernet aumentaram gradualmente de 2,94 Mbps para 800 Gbps (800G). 

As práticas de teste de Ethernet concentram-se nas camadas 2 e 3 da pilha de rede, conforme definido pelo modelo Open System Interconnect (OSI). Embora seja útil entender o que está acontecendo nas camadas de rede mais altas, o teste de Ethernet visa a verificação do desempenho da camada mais baixa.

• Os protocolos de teste Y.1564 e RFC 2544 foram desenvolvidos para validar acordos de nível de serviço (SLAs) de rede e quantificar indicadores-chave de desempenho, incluindo throughput, latência, perda de quadros e quadros back-to-back (operação de buffer) durante a caracterização do circuito de Ethernet e ativação do serviço. Esses mesmos testes padrão podem ser usados em troubleshooting pós-ativação.

• RFC 6349 é uma nova metodologia para medir o tráfego do protocolo de controle de transmissão (TCP) da Camada 4. Fornece um método confiável e repetível para testar o desempenho de transferência de ponta a ponta. A eficiência da transmissão é determinada com base em fatores que incluem porcentagem de retransmissão e atraso do buffer. Cocriado pela VIAVI, o protocolo RFC 6349 mede as saídas que afetam diretamente a experiência de navegação na web do usuário.

• O protocolo de medição ativa bidirecional (TWAMP) é outro método de teste baseado em padrões (RFC 5357) usado para monitorar ativamente o desempenho do circuito Ethernet. Uma configuração de teste TWAMP pode usar muitos tipos de pontos de teste na extremidade, incluindo um dispositivo portátil, um pequeno formato conectável ou até mesmo um agente de teste baseado em software.

• O equipamento de teste de Ethernet da VIAVI incorpora o conhecimento e a percepção adquiridos ao longo de décadas de participação no desenvolvimento de padrões e experiência em campo obtida junto com clientes e fabricantes. Isso se reflete em soluções de teste de Ethernet versáteis para equipes de desenvolvimento, fabricantes e aplicações de rede ao vivo. Equipamentos de teste de Ethernet sofisticados, de alta densidade e montados em rack proporcionam uma plataforma comum para testes de projeto, verificação de sistema e fabricação.

  Dispositivos de teste de rede Ethernet compactos, fáceis de usar e portáteis, bem como dispositivos de teste de cabo Ethernet, completam o portfólio, dando suporte ao equilíbrio do ciclo de vida da rede. A filosofia de teste de Ethernet do laboratório ao campo adotada pela VIAVI produziu testes de protocolo automatizados e multitecnologia em dispositivos portáteis, juntamente com equipamentos e módulos de teste escaláveis de Ethernet de alta densidade para acelerar o desenvolvimento.

O que é latência de Ethernet?

Latência é qualquer atraso na rede que retarda a transferência de pacotes Ethernet da origem ao destino. A Ethernet de alto desempenho requer latência baixa e estável. Erros, distância física, problemas de armazenamento em buffer e comutações contribuem para a latência cumulativa. À medida que as velocidades de Ethernet aumentam, há uma necessidade crescente de medição de latência e padronização dos componentes do sistema.

São necessárias resolução de nanossegundos, alta precisão e exatidão para soluções de teste que caracterizam componentes e módulos para 400G. Mesmo pequenas alterações na latência de pacotes podem interromper o ajuste e a otimização de módulos ópticos, circuitos integrados (ICs) e outros componentes de rede Ethernet.

As medições de latência realizadas em um ambiente de laboratório às vezes podem não ter os erros de rede e outros fatores de estresse de tempo que os sistemas ou componentes experimentarão no mundo real. A família de ferramentas de teste de Ethernet ONT da VIAVI incorpora testes de latência de “estresse” e análise de margem para medir o desempenho em condições mais realistas.

Use cases de teste de Ethernet

Os use cases de Ethernet continuam a crescer à medida que as redes de 5G x-haul incorporam tecnologia Ethernet baseada em pacotes de alta velocidade em sua arquitetura. As soluções de teste de Ethernet devem se adaptar continuamente às necessidades dos provedores de serviços, desenvolvedores, fabricantes e empresas.

Laboratório e fabricação 

As ferramentas de teste de Ethernet ONT da VIAVI ajudam a desenvolver e validar o circuito integrado (IC), módulos e elementos de rede necessários para Ethernet. Nossas soluções validam para sistemas Ethernet de classe 800Gb com visibilidade de precisão de nanossegundos, controle total do domínio PAM-4 e FEC. As ferramentas de teste de Ethernet ONT destinam-se a qualquer pessoa envolvida com desenvolvimento e trabalho de laboratório.

• FlexE é uma interface de cliente que permite a conectividade entre dispositivos independentes das interfaces físicas. A FlexE utiliza blindagem de links, subclassificação e canalização para corresponder as rates de serviço com as rates de linha flexíveis. A Ethernet flexível está entre as novas tecnologias que exigem métodos inovadores de conexão Ethernet para teste de velocidade para P&D e fabricação.

  

  
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• PAM-4 é uma modulação de “ordem superior” necessária para alcançar rates de transmissão de 400 Gbps e superiores. Quatro níveis distintos são usados para codificar dois bits de dados versus apenas dois para modulação NRZ tradicional. As camadas extras dobram a largura de banda, mas adicionam mais erros à transmissão. A transmissão “sempre com erro” pode cair dentro de uma range aceitável somente se mitigada por outra tecnologia – correção de erro de avanço (FEC). A FEC fornece uma medida de controle de erro em uma transmissão por meio do transmissor enviando dados redundantes enquanto o receptor reconhece apenas a parte dos dados que não contém erros aparentes.

• A família ONT de soluções de teste de transporte óptico da VIAVI trata a complexidade do teste de codificação PAM-4 como “sempre com erro”, correção de erro de avanço (FEC) e rates de linha Ethernet ultrarrápidas. A plataforma de teste de rede óptica ONT-800 e os módulos de teste avançados, como o módulo 800G FLEX XPM e o módulo ONT N-PORT, permitem que designers e fabricantes emulem padrões e anomalias de tráfego complexos e validem módulos conectáveis 400G e 800G de primeira geração. As ferramentas de software FlexE podem ser usadas para desenvolver e verificar as funções de calços FlexE.

• A ascensão da óptica conectável DCO: atualmente, os provedores de rede estão enfrentando um tsunami de tráfego, uma onda que nem mesmo uma construção rápida consegue superar. A óptica coerente promete ser a escolha salvadora, pegando os típicos uns e zeros em um sinal digital e usando tecnologia sofisticada para modular a amplitude e a fase dessa luz para enviar um sinal através de cada uma das duas polarizações. O resultado é substancialmente mais informações sobre a luz que viaja por um cabo de fibra óptica. 

  

  
  Pôster “O mundo dos módulos DCO conectáveis 400G”
• Coerência conectável para Ethernet: aplicações emergentes como DCI de interconexão de data center estão impulsionando o uso de módulos coerentes conectáveis para Ethernet, especialmente em 400GE. A crescente complexidade de gerenciamento, desenvolvimento, integração e operação desses módulos apresenta novos desafios além da Ethernet de alta velocidade. A VIAVI tem experiência considerável com óptica coerente conectável durante todo o ciclo de vida, incluindo óptica ZR.
• A família ONT de soluções de teste de transporte óptico da VIAVI aborda a complexidade de teste de rates de linha Ethernet ultrarrápidas. A plataforma de teste de rede óptica ONT-800  e os módulos de teste avançados, como o módulo 800G FLEX XPM e o módulo ONT N-PORT, permitem que designers e fabricantes emulem padrões e anomalias de tráfego complexos e validem módulos conectáveis 400G e 800G de primeira geração. As ferramentas de software FlexE podem ser usadas para desenvolver e verificar as funções de calços FlexE.

Provedores de serviços 

Ethernet Business Services (EBS) é um segmento de mercado que costuma ser o mais lucrativo e de crescimento mais rápido para os provedores de serviços. Oferecer uma ótima experiência de cliente para este valioso segmento é fundamental. Isso começa com uma linha de base de KPI de desempenho de rede sólida quando o serviço é ativado, o que requer uma ferramenta avançada de testes Ethernet executando testes baseados em padrões. Um conjunto de testes completo deve incluir testes de sincronismo e sincronização de RFC 2544, Y.1564, RFC 6349 e PTP/1588v2.

• Múltiplos protocolos de rede. A base instalada do provedor de serviços médio inclui muitos tipos de circuitos diferentes, incluindo TDM/PDH, SONET, SDH e Fiber Channel, além da Ethernet. Felizmente, isso não significa que os técnicos precisam carregar e gerenciar mais equipamentos de teste. A VIAVI habilmente oferece recursos de teste para todos os protocolos de transmissão em instrumentos de teste únicos e compactos que orientam facilmente os usuários seguindo múltiplos procedimentos de teste. As versáteis unidades de teste MTS-5800 e MTS-5800 100G da VIAVI apresentam cobertura de teste líder de mercado.

• O monitoramento remoto de rede está entre as tendências, oferecendo maior conveniência para provedores de serviços Ethernet. O MAP-2100 da VIAVI é um testador de Ethernet 100G montado em rack que foi desenvolvido especificamente para teste BERT remoto para Ethernet em locais não tripulados. Todos os instrumentos de teste metro da VIAVI podem ser acessados remotamente por meio de um aplicativo de smartphone, permitindo que um especialista consulte o técnico no local durante um teste ou simplesmente realize o teste remotamente.

• A ativação de serviço virtual tornou-se uma necessidade com a chegada de redes definidas por software (SDNs) ágeis e de virtualização de função de rede (NFV). Para evitar que a função de teste seja ultrapassada por essas redes dinâmicas, a VIAVI virtualizou a função de teste de rede para manter o ritmo.

  Parte da plataforma NITRO da VIAVI, Fusion é um sistema de teste centralizado, baseado em software, para ativação de serviço e garantia contínua de redes virtuais e híbridas. Todos os instrumentos de teste metro da VIAVI também podem ser usados como pontos de extremidade de teste. O Fusion pode integrar qualquer combinação de agentes de teste baseados em software e dispositivos de teste físico em um sistema unificado.

Enterprise    

As redes Enterprise para bancos, universidades e hospitais regionais, entre muitos outros mercados, dependem da Ethernet para distribuir aplicações essenciais e dar acesso a recursos baseados em nuvem. Um desempenho de Ethernet degradado pode afetar as operações em que o tempo de inatividade da rede não é aceitável.

• Os provedores de serviços de rede são responsáveis pelo troubleshooting de Ethernet. Sem a capacidade de fazer medições de transmissão remotamente, eles são frequentemente forçados a enviar técnicos para locais distantes. Fornecer aos gerentes de rede Enterprise o testador de Ethernet ou testador de cabo de Ethernet certo reduz a dependência de provedores de serviços de monitoramento de desempenho e pode ajudar a iniciar o processo de troubleshooting antes que o provedor de serviços chegue.

• Um testador portátil Ethernet pode completar muitos dos mesmos testes de throughput baseados em padrões realizados pelos provedores de serviços em uma interface compacta e fácil de usar. O Network and Service Companion (NSC-100) usa a aplicação “OneCheck” da VIAVI para executar a validação de rede Ethernet de alta velocidade com o pressionar de um botão. As opções para teste de rede PON e Wi-Fi também estão incluídas. O Fusion (sistema de teste centralizado) da VIAVI também pode utilizar NSCs como agentes de teste controlados remotamente.

• Os recursos avançados de teste de Ethernet podem ser encontrados em uma ferramenta portátil de teste de Ethernet para capacitar gerentes de rede Enterprise e técnicos de serviço. O SmartClass 4800 inclui recursos como testes TrueSpeed de acordo com RFC 6349 e testes de qualidade de voz (VoIP ou PRI) em uma interface intuitiva.

Perguntas frequentes sobre teste de Ethernet 

• Como testar uma conexão Ethernet?

  Compreender como testar uma conexão Ethernet corretamente se estende da camada física (mídia e tecnologia) para métricas avançadas de desempenho de quadro e teste de rajada (burst). A verificação do cabeamento baseado em fibra usando um testador de cabo de Ethernet e ferramentas de inspeção de fibra, como o microscópio de fibra P5000i, são primeiros passos e práticas básicas recomendados.

  Um “pré-teste” J-QuickCheck, que pode ser integrado em um fluxo de teste RFC 2544/Y.1564, diagnostica rapidamente quaisquer problemas básicos de conectividade, portas incompatíveis ou outros problemas de configuração da Ethernet. Depois que a conectividade é estabelecida, o teste de ativação de serviço pode ser realizado para quantificar throughput, latência, jitter de pacote e perda de quadros. 

O protocolo RFC 2544 é o padrão do mercado para testes de ativação de Ethernet de serviço único. O protocolo de teste Y.1564 suporta Ethernet e IP multisserviço (por exemplo, “Triple Play”). Também podem ser realizados testes de protocolo RFC 6349 mais avançados para garantir que a eficiência da rede e os KPIs sejam aceitáveis. O teste de rajada (burst) revelará o desempenho da rede em condições de tráfego mais variáveis ou inesperadas. 

• Como se testa a FlexEthernet (FlexE)?

  A FlexE permite que as operadoras programem dinamicamente as rates de linha Ethernet, otimizem a eficiência da rede e habilitem redes definidas por software (SDN). Redes de transporte programáveis de última geração exigem uma nova geração de testador de Ethernet para lançar produtos FlexE mais rapidamente e garantir a interoperabilidade.

  As opções de software ONT FlexE permitem que fabricantes e operadores de equipamentos criem casos de teste para configuração do cliente FlexE, mapeamento de calendário e manipulação de sobrecarga. Uma longa lista de alarmes de calço e erros pode ser introduzida para testar a lógica do sistema e a interoperabilidade entre elementos de rede.

• Quais são as velocidades de Ethernet que a VIAVI pode testar?

  As velocidades da rede Ethernet continuam a aumentar à medida que a tecnologia de transporte melhora. As soluções de testador de Ethernet da VIAVI suportam testes baseados em padrões para todas as velocidades de Ethernet disponíveis, variando de 10G a 400G. As principais rates de linha, incluindo 25G, 26G e 50G, também são totalmente suportadas.

• Que tipos de testes Ethernet são compatíveis com os testadores Ethernet da VIAVI?
  A VIAVI oferece as soluções que definem como testar uma conexão Ethernet. Uma combinação vencedora de experiência de campo, desenvolvimento de padrões e tecnologia de ponta resultou em uma seleção de equipamentos de teste de cabos Ethernet líder do mercado.
  
  Os recursos de teste padrão do mercado Y.1564, RFC 2544 e RFC 6349 estão disponíveis em uma variedade de plataformas fáceis de usar. As probes de teste de Ethernet compactas, o software de teste de loopback Ethernet, o software de teste FlexE e as soluções de monitoramento remoto completam o portfólio completo de testes Ethernet “do laboratório ao campo”.