光模塊SFF-8472協(xié)議與DDM

  SFF-8472協(xié)議

  SFF-8472是一個(gè)關(guān)于光學(xué)器件數字監控方面的多源協(xié)議，由行業(yè)組織SFF Committee（Small Form Factor Committee 小外形規格委員會(huì )）制定。SFF-8472協(xié)議為光模塊生廠(chǎng)商和網(wǎng)絡(luò )設備制造商定義了一種參考框架，因此不同的光模塊生廠(chǎng)商和網(wǎng)絡(luò )設備制造商的生產(chǎn)的產(chǎn)品具有無(wú)縫的可互操作性。SFF-8472 協(xié)議中，規范了模塊標識、廠(chǎng)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(guò)標準的IIC接口讀取。SFF-8472保留了原來(lái)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(gè)256字節的存貯單元。這個(gè)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(hù)可寫(xiě)的自定義存儲單元。

  A0與A2基本介紹

  A0與A2這是協(xié)議規定的兩個(gè)I2C設備從地址， 如果模塊相當于一個(gè)電腦的主機，那這里的A0和A2就相當于是電腦的C盤(pán)和D盤(pán)

  設備A0詳細定義

  ·字節0~95

  ·標識模塊類(lèi)型、接頭類(lèi)型、波長(cháng)、速率

  ·供應商名稱(chēng)，模塊型號

  ·生產(chǎn)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(chǎng)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(wèn)題。

  ·字節128~255

  ·協(xié)議規定為SFF-8079保留

  設備A2詳細定義

  ·字節0~55

  ·存放各個(gè)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(shí)時(shí)診斷值，主要由溫度，電壓，偏置電流，發(fā)射功率和接收功率5個(gè)模擬量，每個(gè)監控量占用兩個(gè)字節

  ·字節110~119

  ·用作狀態(tài)量的監控

  ·字節120~127

  ·字節123~126通常用作模塊的加密密碼寫(xiě)入地址

  ·字節127定義為頁(yè)選功能設定

  ·字節128~255(user eeprom）

  根據頁(yè)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(gè)實(shí)時(shí)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(jīng)過(guò)物理量變換和相應縮放，最后輸出的數字標定值符合協(xié)議中規定的數值范圍。

  外校準：采用外部校準時(shí)，存儲的是未經(jīng)處理的A／D轉換值，監測軟件通過(guò)讀取存儲單元A2H中38H～5FH地址內的校準常數，再通過(guò)外部校準公式把A／D值換算成實(shí)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(chǎng)商在生產(chǎn)時(shí)光模塊都是存放經(jīng)過(guò)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(fā)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(fā)模塊的壽命、隔離系統故障并在現場(chǎng)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(shí)時(shí)監控其激光器的情況，一般來(lái)講，光模塊的輸出功率都是穩定的，但是隨著(zhù)運行時(shí)間的增加，發(fā)射激光器的量子效率會(huì )降低，為保持穩定的光功率，功率控制單元通過(guò)不斷增加激光發(fā)射器的偏置電流來(lái)實(shí)現，因此用戶(hù)可以通過(guò)監控激光發(fā)射器的的偏置電流來(lái)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(diǎn)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(shí)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(wǎng)絡(luò )設備上正常使用，分析模塊的工作環(huán)境是否符合數據手冊或和相關(guān)的標準兼容，而光模塊不兼容的常見(jiàn)情況有溫度超過(guò)光模塊的規格、接收到的光功率過(guò)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(guān)的反映這些不兼容情況。

@飛宇集團光模塊事業(yè)部——軟件工程師 曾慶華