DDM功能與SFF-8472協(xié)議

1、 DDM功能與SFF-8472協(xié)議一、帶數(shù)字診斷功能的SFP光模塊結(jié)構(gòu) 控制模塊 發(fā)射模塊 接收模塊 光模塊接口1、控制模塊 模擬信號數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)分析處理 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（如圖1） 光模塊各種信號的監(jiān)測與控制 提供I2C總線接口 圖1 Diagnostics: Data Fields Address A2h2、發(fā)射模塊 圖23、接收模塊 圖34、光模塊接口 光接口 電接口 I2C總線電接口I2C接口I2C 數(shù)據(jù)傳輸5、SFF-8472 SFF-8472 MSA中，規(guī)范了數(shù)字診斷功能及有關(guān)SFF-8472的詳細(xì)內(nèi)容。該規(guī)范規(guī)定，在模塊內(nèi)部的電路板上監(jiān)測和數(shù)字化參數(shù)信號。然后，提供經(jīng)過標(biāo)定的結(jié)果或提供

2、數(shù)字化的測量結(jié)果及標(biāo)定參量。這些信息被存貯在標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)中，以便通過兩線串行接口讀取。SFF-8472保留了原來SFP/GBIC在地址A0h處的地址映射，并在地址A2h處又新增了一個(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)測信息外，還定義了報(bào)警標(biāo)志或告警條件，各個(gè)管腳的狀態(tài)鏡像，有限的數(shù)字控制能力和用戶可寫的存儲(chǔ)單元。二、 DDM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(gè)實(shí)時(shí)測量參數(shù)為： 模塊溫度temp 工作電壓Vcc 激光器偏流Laser Bias 接收光功

3、率Rx_power 發(fā)射光功率Tx_power 1、DDM的實(shí)現(xiàn)流程 讀取 5個(gè)監(jiān)控量參數(shù)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。通過內(nèi)部校準(zhǔn)或外部校準(zhǔn)， 將監(jiān)測的校準(zhǔn)值或外部校準(zhǔn)系數(shù)寫入內(nèi)存中(E2ROM)。 2、內(nèi)校準(zhǔn) 采用內(nèi)部校準(zhǔn)，AD值被校準(zhǔn)為標(biāo)定值，AD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(biāo)定值符合協(xié)議中規(guī)定的數(shù)值范圍。3、外校準(zhǔn) 采用外部校準(zhǔn)時(shí)，存儲(chǔ)的是未經(jīng)處理的AD轉(zhuǎn)換值，監(jiān)測軟件通過讀取存儲(chǔ)單元A2H中38H5FH地址內(nèi)的校準(zhǔn)常數(shù)，再通過外部校準(zhǔn)公式把AD值換算成實(shí)際值 外部校準(zhǔn)可分為兩類：線性和非線性外部校準(zhǔn)運(yùn)算法則定義T(C) = Tslope * TAD (16

4、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 100uVI (uA) = ISLOPE * IAD (16 bit unsigned integer) + IOFFSET. This result is in units of 2 uATX_PWR (uW) = TX_PWRSLOPE * TX_PWRAD (16 bi

5、t unsigned integer) + TX_PWROFFSET. This result is in units of 0.1uWRx_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 i

6、n units of 0.1uWCalibration constants for External Calibration Option4、收發(fā)光功率校準(zhǔn) 采用外部校準(zhǔn)的運(yùn)算方式，但是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)采用內(nèi)部校準(zhǔn)的存儲(chǔ)方式。存儲(chǔ)時(shí)用16位無符號整數(shù)表示，1LSB等于01uW，整個(gè)范圍是65535mW(-40 dBm-+82dBm) 光功率的自動(dòng)獲取校準(zhǔn)參數(shù)過程和電流類似，先測量兩個(gè)點(diǎn)的功率值P，以dBm或者M(jìn)W為單位，兩種方式的測量精度都為小數(shù)點(diǎn)后兩位。若是以dBm為單位，則需先通過公式（2）換算成MW，再通過公式（3）換算成協(xié)議規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式NP，其中KP為內(nèi)部校準(zhǔn)的存儲(chǔ)精度系數(shù)，在這里KP

7、=10。PWR (uW) = PWRSLOPE * PWRAD (16 bit unsigned integer) +PWROFFSET （1） (2) NP = KP * PUW (3) 獲得兩點(diǎn)光功率的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式值NPl和NP2后，監(jiān)測軟件可通過讀取光模塊采集這兩點(diǎn)功率的AD值A(chǔ)DCRpl和ADCRp2，則光功率的標(biāo)定值與AD值之間的關(guān)系可表示為： 經(jīng)過解方程得到Isolpe和Ioffset5、Alarm and Warning ThresholdsAlarm and Warning Flag Bitscontinuation ：三、DDM 測試儀器： 電腦： 聯(lián)網(wǎng)，標(biāo)配。 光功率計(jì)：A

8、V6334 光衰減器：AV6381 誤碼儀： OPB3200 光分路器：1*2，分光比10:90。 測試板：SFP 測試板測試框圖計(jì)算機(jī)測試板誤碼儀光功率計(jì)光衰減器光分路器服務(wù)器軟件組成：1、校準(zhǔn)軟件2、配置文件 注意問題1、測試前初始化校準(zhǔn)2、配置文件DDM校準(zhǔn)范圍設(shè)定3、告警門限設(shè)置4、采樣點(diǎn)設(shè)置5、高光、低光校準(zhǔn)四、DDM功能的應(yīng)用 通信的一個(gè)重要指標(biāo)就是要保證通信數(shù)據(jù)傳輸正確，也就是不能產(chǎn)生誤碼，在產(chǎn)生誤碼的情況下就要重新建立數(shù)據(jù)鏈接。但是模塊在使用的過程中會(huì)出現(xiàn)其他因素影響模塊的功能使得通信數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，比如：模塊的使用溫度、光纖的曲折影響光功率、模塊本身的使用壽命。傳輸者不能把有誤

9、碼的數(shù)據(jù)也傳送給接收者，同樣做為接收信號的一方也不能把有誤碼的信號拿來使用。這樣就需要知道模塊當(dāng)前的運(yùn)行狀況，以使模塊在正常的工作條件下傳輸數(shù)據(jù)。于是就需要連續(xù)（間隔一定時(shí)間）的監(jiān)視模塊當(dāng)前的狀況，也就是監(jiān)測上面所說的5個(gè)指標(biāo)。然后將監(jiān)測到的值對比模塊在正常工作條件下所要求的范圍。如果不在范圍之類就報(bào)警，顯示模塊處在不良狀況下，交換機(jī)就會(huì)停止發(fā)送數(shù)據(jù)，同樣作為接收信息一方拒絕接收數(shù)據(jù)。直到模塊正常工作狀況下重新發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。同時(shí),如果光網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路出現(xiàn)問題,可以幫助系統(tǒng)管理員找出光纖鏈路中發(fā)生故障的位置，簡化維護(hù)工作，提高系統(tǒng)的可靠性。模塊使用時(shí)間預(yù)測模塊使用時(shí)間預(yù)測 這種故障預(yù)測可以使網(wǎng)絡(luò)

10、管理人員在系統(tǒng)性能受到影響之前找到潛在的鏈路故障。通過故障預(yù)告，系統(tǒng)管理員可以將業(yè)務(wù)切換到備份鏈路上或者替換可疑器件，從而在不間斷業(yè)務(wù)的情況下修復(fù)系統(tǒng)。 智能SFP提供了一種預(yù)測激光器劣化的實(shí)時(shí)的參數(shù)監(jiān)測手段。光模塊內(nèi)部的光功率反饋控制單元會(huì)將輸出功率控制在一個(gè)穩(wěn)定的水平上，但是，隨著激光器的老化，激光器的量子效率會(huì)降低。功率的控制是通過提高激光的偏置電流（Tx_Bias）來實(shí)現(xiàn)的。因此，我們可以通過監(jiān)測激光的偏置電流來預(yù)測激光器的壽命。這種方法可粗略的估計(jì)激光器的使用壽命是否接近終了。 故障定位故障定位在光鏈路中，定位故障的發(fā)生位置對業(yè)務(wù)的快速加載至關(guān)重要。故障隔離特性則可以使系統(tǒng)管理員快速定位鏈路故障的位置。此特性可以定位故障是在模塊內(nèi)還是在線路上；是在本地模塊還是在遠(yuǎn)端模塊。通過快速定位故障，減少了系統(tǒng)的故障修復(fù)時(shí)間。性能兼容性驗(yàn)證性能兼容性驗(yàn)證數(shù)字診斷的另一個(gè)功能是模塊的兼容性驗(yàn)證。兼容性