高速光纖通道系統(tǒng)的測試

在一個機構內部，分配數(shù)字化視頻數(shù)據的方式已經取得了顯著進步。Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ技術已允許基于服務器技術的ＲＡＩＤ在分配網絡之問發(fā)揮其吞吐量的潛力，為廣播和后期制作視頻數(shù)據的實時分配和傳輸提供了途徑。在不久的將來，Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ將允許ＭＰＥＧ２流和其它在廣播和后期制作機構中常用的信號在各節(jié)點問自由分配。本文提出了為優(yōu)化基于Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ產品的發(fā)展所必需的測試設備，以及如何利用它們在一個機構內對Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ鏈路進行監(jiān)測和測試。

　　一、Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ系統(tǒng)

　　你的業(yè)務機構遲早會充滿Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ，有一點同樣可以肯定，那就是有一天你會發(fā)現(xiàn)，Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ系統(tǒng)的工作不能如你所期望的那樣。發(fā)生這樣的事情時，用戶就想知道它為什么不能正常工作，這是“恢復常規(guī)”的第一步。

　　多年來，我們已經看到這一動向。Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ有許多優(yōu)良的性能，使其自然適合于媒體應用。Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ不僅有很高的帶寬，而且能夠工作在相隔距離遠得多的設備之間，并允許輕松地混合視頻、音頻、圖形和控制信號，不管它們的載送是依循ＩＰ、ＳＣＳＩ，還是其它協(xié)議。既然已有各種供應商可提供設備，接下去就是建立系統(tǒng)。開始時，系統(tǒng)工作會是良好的。它將按期望的那樣做任何事情。但是慚慚地，隨著應用或存儲要求的改變，或某一項要求需要升級或業(yè)務擴展，突然間，其性能顯得不足，在需要某一性能的時候卻偏偏沒有?？赡艹霈F(xiàn)響應時間延長，或偶然地，視頻或音頻包不能及時送達，甚至根本就收不到。用戶要消除這些癥狀，就必須首先追查在Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ層面出現(xiàn)了什么問題。進行這一步的最基本工具是協(xié)議分析儀，接著是性能監(jiān)視器。這些設備只是作為觀測儀器而被接入環(huán)路或光纖網中，它們不會以任何形式啟動或中止通道中的通信，或改變通信。不像ＳＣＳＩ中所有信息都流經總線上的每一點，Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ包含一系列固有的單向鏈路。為了解設備性能，監(jiān)測點至少有兩個，一個在上游，一個在下游。因此，所有的Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ協(xié)議分析儀都有兩個接口。較復雜的測試環(huán)境可能需要多組裝置協(xié)調運行。

　　二、測量儀器

　　為簡單起見，對這兩種工具的討論將從性能監(jiān)視器而不從協(xié)議分析儀開始。性能監(jiān)視器是一種可以實時顯示所通過的傳輸流的通信量、信息統(tǒng)計和基本誤碼情況的裝置。特別地，對光纖通道的顯示包括：速率顯示，包括Ｂｓ、幀秒和鏈路利用率；信息表征—幀規(guī)格分配；低級誤碼情況，指編碼混亂（ＣＶ）、循環(huán)冗余檢查（ＣＲＣ）失效和環(huán)路啟動程序（ＬＩＰ）事件。速率顯示是以瞬時值、峰值或對時間的曲線圖來表示的，誤碼情況用時間標記來存檔。協(xié)議分析儀是記錄通過它的全部信息或特定部分信息的裝置，并備有時間標記。它含有兩種等同的、有協(xié)調控制效能的獨立信道。當兩個信道不夠用時，多臺分析儀能夠同步運作。被捕獲的數(shù)據可存儲到一個超高速ＲＡＭ上或一個硬盤驅動器上。一旦操作停止，用戶就能觀看捕獲的數(shù)據，或者經軟件包后處理后產生詳細階性能分析。由于Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ數(shù)據將以接近每個信道１００Ｍｂｓ的驚人速率通過協(xié)議分析儀。如何控制所需存儲信息就非常重要。這是對示波器的觸發(fā)器功能的直接模擬。不過，協(xié)議分析儀的存儲能夠多次開始和停止。因而它能收集相似的多個案例，并允許對它們進行獨立分析。通常Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ觸發(fā)器會在一些幀和或特定素材內切斷某些特定場的匹配，但是如果協(xié)議分析儀種性能監(jiān)視器是鏈接的，就能在用戶的觸發(fā)事件項目上添加不同吞吐量測量和誤碼情況。有時用戶可能希望將捕獲的帶寬限制在較固定的位上，并將結果軌跡存到硬盤驅動器上。通過這一措施，用戶能獲得數(shù)小時甚至數(shù)天之久的追查軌跡。很顯然，為進行這類捕獲必須非常專注。協(xié)議分析儀內的數(shù)據濾波器允許用戶將捕獲局限于存一個特定的源識別碼和或目標識別碼。特定類型的命令或響應，或只是每一幀的前幾個字節(jié)（數(shù)量由用戶規(guī)定）上。那么，怎樣使用這些工具呢？

　　三、測試方法

　　要檢查的最基本項目，是Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ環(huán)路本身的完整性。只要快速瀏覽一下誤碼資料，用戶便可知道各條電路或光鏈路是遇到了麻煩還是工作正常。一旦系統(tǒng)啟動，除非環(huán)路上的某一設備不得不替換或環(huán)路因其他原因而中斷，ＬＩＰ一般不會發(fā)生。Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ聲稱指標為運行誤碼率低于１０－１２（大約每小時３個），大部分用戶報告說其誤碼率遠低于這個值。如果誤碼存檔報告不如ＬＩＰ所期望的，或每小時ＣＶ或ＣＲＣ誤碼數(shù)量超過ｌ－２個，就該檢查一下環(huán)路中鏈路的完整性了。

　　如果鏈路完整性出了問題，由于Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ環(huán)路就像小孩們玩的“打電話”游戲一樣，用戶就會面臨新的挑戰(zhàn)。除非誤碼是發(fā)生在原發(fā)地和性能監(jiān)視器之間，否則用戶很難確定誤碼究竟在哪兒發(fā)生。ＡＮＳＩＴｌｌ委員會正在試圖借助鏈路誤碼狀態(tài)功能（ＬｉｎｋＥｎｏｒ ＳｔａｔｕｓＦｕｎｃｔｉｏｎ）來解決這個問題，其設想是在每一個節(jié)點掌握誤碼事件。不過，在真正做到這一點之前，還沒有什么簡便的辦技可以識別鏈路狀態(tài)（ＲＬＳ）命令對環(huán)路作定時查詢，并確定在線路中應從哪一個端口著手探查誤碼。

　　如果將性能監(jiān)視器的誤碼探查效能用來觸發(fā)協(xié)議分析儀，用戶就應該能夠捕獲有誤碼的幀，并有希望查出原發(fā)地。然后用戶就能夠將性能監(jiān)視器向一條鏈路的上游每移動一次觀察一下各位置的誤碼率。“誤碼率臺階”（ＥｎｏｒＲａｔｅ Ｓｔｅｐ）一旦確定，問題就可隔離在那個端口（或與其直接相連的下游電纜）上。

　　如果問題與鏈路完整性無關，另一個可能件是環(huán)路自身有過載情況。環(huán)路過載很容易用性能監(jiān)視器測出來。峰值總線利用指示（或總線利用率對時間的關系曲線）可能顯示一條擺幅異常大的利用率曲線，它從很低的平均數(shù)（完全處在Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ容量內）至接近１００％，它導致轉換遲緩（甚至失效）或響應緩慢。這種情況表明，可以利用性能監(jiān)視器的某種門限（如：利用率超過９０％）作為協(xié)議分析儀的觸發(fā)條件。包含整個峰值利用期（包括臨近起始部分）的軌跡能顯示：為什么大量的信息試圖在同一時間通過環(huán)路。即使Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ環(huán)路沒有過載，仍然有可能存在環(huán)路上某一裝置過載的情況。協(xié)議分析儀可以多種方式幫助用戶找到這種問題的根源。

　　首先，可運用后捕獲軟件僅僅收集和分析幀頭部分的長軌跡。以確定短期和長期載荷是否平衡。如果一個裝置特別忙，其通信就應予以隔離（應用協(xié)議分析儀的濾波功能），并對其進行詳細研究。即使沒有特殊問題，這種初期的全設備隔離程序也要定期進行。與早期的數(shù)據進行比較?？娠@示不安全趨勢因而提高警惕以防止在未來某一時間出問題。

　　如果可即時發(fā)現(xiàn)響應時間或丟失數(shù)據的影響，第二種方案是連續(xù)捕獲更詳細的軌跡（“包裹模式”），一經發(fā)現(xiàn)影響，立即停止捕獲。要記住，所謂“發(fā)現(xiàn)”并不限于人工操作，對任何錯誤的電子顯示都能與協(xié)議分析儀的外同步輸入相連。用來停止捕獲。這樣，分析儀的軌跡中就會含有引發(fā)問題的特定事件。檢查時間標記以確認軌跡足夠長，以及包含出現(xiàn)問題的時間段；不然就重新調節(jié)濾波特性（如每幀數(shù)據）以延長捕獲期。一旦被捕獲，相同的后捕獲分析軟件或可視檢查就會顯示有問題的裝置。如果需要更多的信息，可作第二次運行，只儲存從特殊識別碼上得到的想要的幀，以便僅從這些幀上捕獲更多的細節(jié)。丟失數(shù)據的另一個潛在原因是定時但卻無序地發(fā)送信息。出現(xiàn)這種情況時可用上段所述方法來監(jiān)測。希望本文能夠幫助人們減少運用Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ這一激動人心的新技術時的憂慮。潛在的問題還可能出現(xiàn)，并需要運用新的診斷方法，但是現(xiàn)在已經可以得到為使系統(tǒng)保持高效運行狀態(tài)所需的診斷工具。