光模塊SFF-8472協(xié)議與DDM

  SFF-8472協(xié)議

  SFF-8472是一個關(guān)于光學器件數(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）制定。SFF-8472協(xié)議為光模塊生廠商和網(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商和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商的生產(chǎn)的產(chǎn)品具有無縫的可互操作性。SFF-8472 協(xié)議中，規(guī)范了模塊標識、廠商等信息等詳細以及光模塊的數(shù)字診斷監(jiān)控功能（DDM）。這些信息被存貯在標準的內(nèi)存結(jié)構(gòu)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(shè)備A0h處的地址映射，并在存儲設(shè)備A2h處新增了一個256字節(jié)的存貯單元。這個存貯單元除了提供參數(shù)監(jiān)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(xié)議規(guī)定的兩個I2C設(shè)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(shè)備A0詳細定義

  ·字節(jié)0~95

  ·標識模塊類型、接頭類型、波長、速率

  ·供應(yīng)商名稱，模塊型號

  ·生產(chǎn)日期， 系列號和對數(shù)字監(jiān)控功能的支持項

  ·字節(jié)96~127

  ·這部分字節(jié)是供應(yīng)商自定義，因此也有不少廠家在這里做數(shù)據(jù)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(jié)128~255

  ·協(xié)議規(guī)定為SFF-8079保留

  設(shè)備A2詳細定義

  ·字節(jié)0~55

  ·存放各個監(jiān)控量的告警值和閥值

  ·字節(jié)56~95

  ·存放外部校準常量

  ·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)字實時診斷值，主要由溫度，電壓，偏置電流，發(fā)射功率和接收功率5個模擬量，每個監(jiān)控量占用兩個字節(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入地址

  ·字節(jié)127定義為頁選功能設(shè)定

  ·字節(jié)128~255(user eeprom）

  根據(jù)頁選字節(jié)設(shè)定的值，顯示對應(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)測的5個實時測量參數(shù)為：

  DDM內(nèi)校準與外校準

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

  外校準：采用外部校準時，存儲的是未經(jīng)處理的A／D轉(zhuǎn)換值，監(jiān)測軟件通過讀取存儲單元A2H中38H～5FH地址內(nèi)的校準常數(shù)，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(yīng)用設(shè)備默認采用外校準的方法獲取模塊DDM，然而廠商在生產(chǎn)時光模塊都是存放經(jīng)過內(nèi)校準后A/D值，為保證采用外校準算法和內(nèi)校準算法得到的DDM結(jié)果一致，需要把外校準系數(shù)中的高階系數(shù)和偏置補償設(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)測手段，可以幫助系統(tǒng)管理預(yù)測收發(fā)模塊的壽命、隔離系統(tǒng)故障并在現(xiàn)場安裝中驗證模塊的兼容性。

  預(yù)測光模塊的使用壽命：光模塊的數(shù)字診斷監(jiān)控接口（DDMI）可以實時監(jiān)控其激光器的情況，一般來講，光模塊的輸出功率都是穩(wěn)定的，但是隨著運行時間的增加，發(fā)射激光器的量子效率會降低，為保持穩(wěn)定的光功率，功率控制單元通過不斷增加激光發(fā)射器的偏置電流來實現(xiàn)，因此用戶可以通過監(jiān)控激光發(fā)射器的的偏置電流來預(yù)測光模塊的使用壽命。

  故障定位：在光通信系統(tǒng)中，精準地找到故障點具有重要意義。借助數(shù)字診斷監(jiān)控功能（DDM）監(jiān)控數(shù)據(jù)準確定位故障是在模塊內(nèi)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(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)手冊或和相關(guān)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(guī)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(shù)字診斷監(jiān)控功能（DDM）的光模塊能直觀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