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(shù)字監(jiān)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(guī)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(shè)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(shè)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(guī)范了模塊標(biāo)識(shí)、廠(chǎng)商等信息等詳細(xì)以及光模塊的數(shù)字診斷監(jiān)控功能（DDM）。這些信息被存貯在標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)中，以便通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的IIC接口讀取。SFF-8472保留了原來(lái)SFP/GBIC在存儲(chǔ)設(shè)備A0h處的地址映射，并在存儲(chǔ)設(shè)備A2h處新增了一個(gè)256字節(jié)的存貯單元。這個(gè)存貯單元除了提供參數(shù)監(jiān)測(cè)信息外，還定義了報(bào)警標(biāo)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(chǔ)單元。

  A0與A2基本介紹

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

  設(shè)備A0詳細(xì)定義

  ·字節(jié)0~95

  ·標(biāo)識(shí)模塊類(lèi)型、接頭類(lèi)型、波長(zhǎng)、速率

  ·供應(yīng)商名稱(chēng)，模塊型號(hào)

  ·生產(chǎn)日期， 系列號(hào)和對(duì)數(shù)字監(jiān)控功能的支持項(xiàng)

  ·字節(jié)96~127

  ·這部分字節(jié)是供應(yīng)商自定義，因此也有不少?gòu)S家在這里做數(shù)據(jù)校驗(yàn)

  ·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(jié)128~255

  ·協(xié)議規(guī)定為SFF-8079保留

  設(shè)備A2詳細(xì)定義

  ·字節(jié)0~55

  ·存放各個(gè)監(jiān)控量的告警值和閥值

  ·字節(jié)56~95

  ·存放外部校準(zhǔn)常量

  ·其中95字節(jié)是存放的是從0~94的總和的checksum

  ·字節(jié)96~109

  ·數(shù)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(jiān)控量占用兩個(gè)字節(jié)

  ·字節(jié)110~119

  ·用作狀態(tài)量的監(jiān)控

  ·字節(jié)120~127

  ·字節(jié)123~126通常用作模塊的加密密碼寫(xiě)入地址

  ·字節(jié)127定義為頁(yè)選功能設(shè)定

  ·字節(jié)128~255(user eeprom）

  根據(jù)頁(yè)選字節(jié)設(shè)定的值，顯示對(duì)應(yīng)表數(shù)據(jù)

  數(shù)字診斷監(jiān)視功能

  DDM(數(shù)字診斷監(jiān)視功能) digital diagnostic monitoring, define in SFF-8472 documents. 監(jiān)測(cè)的5個(gè)實(shí)時(shí)測(cè)量參數(shù)為：

  DDM內(nèi)校準(zhǔn)與外校準(zhǔn)

  內(nèi)校準(zhǔn)：采用內(nèi)部校準(zhǔn)，A／D值被校準(zhǔn)為標(biāo)定值，A／D轉(zhuǎn)換值經(jīng)過(guò)物理量變換和相應(yīng)縮放，最后輸出的數(shù)字標(biāo)定值符合協(xié)議中規(guī)定的數(shù)值范圍。

  外校準(zhǔn)：采用外部校準(zhǔn)時(shí)，存儲(chǔ)的是未經(jīng)處理的A／D轉(zhuǎn)換值，監(jiān)測(cè)軟件通過(guò)讀取存儲(chǔ)單元A2H中38H～5FH地址內(nèi)的校準(zhǔn)常數(shù)，再通過(guò)外部校準(zhǔn)公式把A／D值換算成實(shí)際值

  外部校準(zhǔn)運(yùn)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(yīng)用設(shè)備默認(rèn)采用外校準(zhǔn)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(nèi)校準(zhǔn)后A/D值，為保證采用外校準(zhǔn)算法和內(nèi)校準(zhǔn)算法得到的DDM結(jié)果一致，需要把外校準(zhǔn)系數(shù)中的高階系數(shù)和偏置補(bǔ)償設(shè)為0，一階系數(shù)設(shè)置為1。

  DDM功能的應(yīng)用

  光纖收發(fā)模塊中的故障診斷功能為系統(tǒng)提供一種性能監(jiān)測(cè)手段，可以幫助系統(tǒng)管理預(yù)測(cè)收發(fā)模塊的壽命、隔離系統(tǒng)故障并在現(xiàn)場(chǎng)安裝中驗(yàn)證模塊的兼容性。

  預(yù)測(cè)光模塊的使用壽命：光模塊的數(shù)字診斷監(jiān)控接口（DDMI）可以實(shí)時(shí)監(jiān)控其激光器的情況，一般來(lái)講，光模塊的輸出功率都是穩(wěn)定的，但是隨著運(yùn)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(wěn)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(xiàn)，因此用戶(hù)可以通過(guò)監(jiān)控激光發(fā)射器的的偏置電流來(lái)預(yù)測(cè)光模塊的使用壽命。

  故障定位：在光通信系統(tǒng)中，精準(zhǔn)地找到故障點(diǎn)具有重要意義。借助數(shù)字診斷監(jiān)控功能（DDM）監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確定位故障是在模塊內(nèi)還是在光路上，實(shí)在本地模塊還是在對(duì)端模塊上。

  兼容性驗(yàn)證：兼容性驗(yàn)證即檢測(cè)光模塊是否可以在某一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上正常使用，分析模塊的工作環(huán)境是否符合數(shù)據(jù)手冊(cè)或和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)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(guī)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(shù)字診斷監(jiān)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(tuán)光模塊事業(yè)部——軟件工程師 曾慶華