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    數據中心|光纖布線|光模塊解決方案
    技術專欄

    光模塊知識篇:光模塊SFF-8472協議與DDM

    • 2022-06-07
      SFF-8472協議
      SFF-8472是一個關于光學器件數字監控方面的多源協議,由行業組織SFF Committee(Small Form Factor Committee 小外形規格委員會)制定。SFF-8472協議為光模塊生廠商和網絡設備制造商定義了一種參考框架,因此不同的光模塊生廠商和網絡設備制造商的生產的產品具有無縫的可互操作性。SFF-8472 協議中,規范了模塊標識、廠商等信息等詳細以及光模塊的數字診斷監控功能(DDM)。這些信息被存貯在標準的內存結構中,以便通過標準的IIC接口讀取。SFF-8472保留了原來SFP/GBIC在存儲設備A0h處的地址映射,并在存儲設備A2h處新增了一個256字節的存貯單元。這個存貯單元除了提供參數監測信息外,還定義了報警標志或告警條件,電接口控制單元和用戶可寫的自定義存儲單元。
      A0與A2基本介紹
      A0與A2這是協議規定的兩個I2C設備從地址, 如果模塊相當于一個電腦的主機,那這里的A0和A2就相當于是電腦的C盤和D盤
      設備A0詳細定義
      ·字節0~95
      ·標識模塊類型、接頭類型、波長、速率
      ·供應商名稱,模塊型號
      ·生產日期, 系列號和對數字監控功能的支持項
      ·字節96~127
      ·這部分字節是供應商自定義,因此也有不少廠家在這里做數據校驗
      ·典型的如HP, Cisco模塊都是在這部分做Checksum,這就我們常涉及的模塊兼容性問題。
      ·字節128~255
      ·協議規定為SFF-8079保留
      設備A2詳細定義
      ·字節0~55
      ·存放各個監控量的告警值和閥值
      ·字節56~95
      ·存放外部校準常量
      ·其中95字節是存放的是從0~94的總和的checksum
      ·字節96~109
      ·數字實時診斷值,主要由溫度,電壓,偏置電流,發射功率和接收功率5個模擬量,每個監控量占用兩個字節
      ·字節110~119
      ·用作狀態量的監控
      ·字節120~127
      ·字節123~126通常用作模塊的加密密碼寫入地址
      ·字節127定義為頁選功能設定
      ·字節128~255(user eeprom)
      根據頁選字節設定的值,顯示對應表數據
      數字診斷監視功能
      DDM(數字診斷監視功能) digital diagnostic monitoring, define in SFF-8472 documents. 監測的5個實時測量參數為:
      DDM內校準與外校準
      內校準:采用內部校準,A/D值被校準為標定值,A/D轉換值經過物理量變換和相應縮放,最后輸出的數字標定值符合協議中規定的數值范圍。
      外校準:采用外部校準時,存儲的是未經處理的A/D轉換值,監測軟件通過讀取存儲單元A2H中38H~5FH地址內的校準常數,再通過外部校準公式把A/D值換算成實際值
      外部校準運算法則:
      ·T(C) = Tslope * TAD (16 bit signed twos complement value) + Toffset. The result is in units of 1/256C。
      ·V(uV) = VSLOPE * VAD (16 bit unsigned integer) + VOFFSET. The result is in units of 100uV
      ·I (uA) = ISLOPE * IAD (16 bit unsigned integer) + IOFFSET. This result is in units of 2 uA
      ·TX_PWR (uW) = TX_PWRSLOPE * TX_PWRAD (16 bit unsigned integer) + TX_PWROFFSET. This result is in units of 0.1uW
      ·Rx_PWR (uW) = Rx_PWR(4) * Rx_PWRAD4 (16 bit unsigned integer) +Rx_PWR(3) * Rx_PWRAD3 (16 bit unsigned integer)+Rx_PWR(2) * Rx_PWRAD2 (16 bit unsigned integer)+Rx_PWR(1) * Rx_PWRAD (16 bit unsigned integer) +Rx_PWR(0). The result is in units of 0.1uW

      通常光模塊應用設備默認采用外校準的方法獲取模塊DDM,然而廠商在生產時光模塊都是存放經過內校準后A/D值,為保證采用外校準算法和內校準算法得到的DDM結果一致,需要把外校準系數中的高階系數和偏置補償設為0,一階系數設置為1。
      DDM功能的應用
      光纖收發模塊中的故障診斷功能為系統提供一種性能監測手段,可以幫助系統管理預測收發模塊的壽命、隔離系統故障并在現場安裝中驗證模塊的兼容性。
      預測光模塊的使用壽命:光模塊的數字診斷監控接口(DDMI)可以實時監控其激光器的情況,一般來講,光模塊的輸出功率都是穩定的,但是隨著運行時間的增加,發射激光器的量子效率會降低,為保持穩定的光功率,功率控制單元通過不斷增加激光發射器的偏置電流來實現,因此用戶可以通過監控激光發射器的的偏置電流來預測光模塊的使用壽命。
      故障定位:在光通信系統中,精準地找到故障點具有重要意義。借助數字診斷監控功能(DDM)監控數據準確定位故障是在模塊內還是在光路上,實在本地模塊還是在對端模塊上。
      兼容性驗證:兼容性驗證即檢測光模塊是否可以在某一網絡設備上正常使用,分析模塊的工作環境是否符合數據手冊或和相關的標準兼容,而光模塊不兼容的常見情況有溫度超過光模塊的規格、接收到的光功率過載或低于光接收器的的接收范圍等。而使用具有數字診斷監控功能(DDM)的光模塊能直觀的反映這些不兼容情況。

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