1、,DDM功能与SFF-8472协议,一、带数字诊断功能的SFP光模块结构,控制模块发射模块接收模块光模块接口,1、控制模块,模拟信号数据采集 数据分析处理 数据存储（如图1） 光模块各种信号的监测与控制 提供I2C总线接口,图1,Diagnostics: Data Fields Address A2h,2、发射模块,图2,3、接收模块,图3,4、光模块接口,光接口 电接口 I2C总线,电接口,I2C接口,I2C 数据传输,5、SFF-8472,SFF-8472 MSA中，规范了数字诊断功能及有关SFF-8472的详细内容。该规范规定，在模块内部的电路板上监测和数字化参数信号。然后，提供经过标定
2、的结果或提供数字化的测量结果及标定参量。这些信息被存贮在标准的内存结构中，以便通过两线串行接口读取。SFF-8472保留了原来SFP/GBIC在地址A0h处的地址映射，并在地址A2h处又新增了一个256字节的存贮单元。这个存贮单元除了提供参数监测信息外，还定义了报警标志或告警条件，各个管脚的状态镜像，有限的数字控制能力和用户可写的存储单元。,二、 DDM功能,DDM(数字诊断监视功能) digital diagnostic monitoring, define in SFF-8472 documents. 监测的5个实时测量参数为：模块温度temp 工作电压Vcc 激光器偏流Laser Bia
3、s 接收光功率Rx_power 发射光功率Tx_power,1、DDM的实现流程,读取 5个监控量参数经过A/D转换，将模拟量转换为数字量。通过内部校准或外部校准， 将监测的校准值或外部校准系数写入内存中(E2ROM)。,2、内校准,采用内部校准，AD值被校准为标定值，AD转换值经过物理量变换和相应缩放，最后输出的数字标定值符合协议中规定的数值范围。,3、外校准,采用外部校准时，存储的是未经处理的AD转换值，监测软件通过读取存储单元A2H中38H5FH地址内的校准常数，再通过外部校准公式把AD值换算成实际值外部校准可分为两类：线性和非线性,外部校准运算法则定义,T(C) = Tslope *
4、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_P
5、WRAD (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
6、 result is in units of 0.1uW,Calibration constants for External Calibration Option,4、收发光功率校准,采用外部校准的运算方式，但是存储数据时采用内部校准的存储方式。存储时用16位无符号整数表示，1LSB等于01uW，整个范围是65535mW(-40 dBm-+82dBm) 光功率的自动获取校准参数过程和电流类似，先测量两个点的功率值P，以dBm或者MW为单位，两种方式的测量精度都为小数点后两位。若是以dBm为单位，则需先通过公式（2）换算成MW，再通过公式（3）换算成协议规定的标准数据格式NP，其中KP为内部校
7、准的存储精度系数，在这里KP=10。 PWR (uW) = PWRSLOPE * PWRAD (16 bit unsigned integer) +PWROFFSET （1）(2) NP = KP * PUW (3),获得两点光功率的标准数据格式值NPl和NP2后，监测软件可通过读取光模块采集这两点功率的AD值ADCRpl和ADCRp2，则光功率的标定值与AD值之间的关系可表示为：,经过解方程得到Isolpe和Ioffset,5、Alarm and Warning Thresholds,Alarm and Warning Flag Bits,continuation ：,三、DDM 测试,仪器
8、：电脑： 联网，标配。光功率计：AV6334光衰减器：AV6381误码仪： OPB3200光分路器：1*2，分光比10:90。测试板：SFP 测试板,测试框图,软件组成：,1、校准软件2、配置文件,注意问题,1、测试前初始化校准 2、配置文件DDM校准范围设定 3、告警门限设置 4、采样点设置 5、高光、低光校准,四、DDM功能的应用,通信的一个重要指标就是要保证通信数据传输正确，也就是不能产生误码，在产生误码的情况下就要重新建立数据链接。但是模块在使用的过程中会出现其他因素影响模块的功能使得通信数据出现错误，比如：模块的使用温度、光纤的曲折影响光功率、模块本身的使用寿命。传输者不能把有误码的
9、数据也传送给接收者，同样做为接收信号的一方也不能把有误码的信号拿来使用。这样就需要知道模块当前的运行状况，以使模块在正常的工作条件下传输数据。于是就需要连续（间隔一定时间）的监视模块当前的状况，也就是监测上面所说的5个指标。然后将监测到的值对比模块在正常工作条件下所要求的范围。如果不在范围之类就报警，显示模块处在不良状况下，交换机就会停止发送数据，同样作为接收信息一方拒绝接收数据。直到模块正常工作状况下重新发送/接收数据。同时,如果光网络数据链路出现问题,可以帮助系统管理员找出光纤链路中发生故障的位置，简化维护工作，提高系统的可靠性。,模块使用时间预测 这种故障预测可以使网络管理人员在系统性能
10、受到影响之前找到潜在的链路故障。通过故障预告，系统管理员可以将业务切换到备份链路上或者替换可疑器件，从而在不间断业务的情况下修复系统。 智能SFP提供了一种预测激光器劣化的实时的参数监测手段。光模块内部的光功率反馈控制单元会将输出功率控制在一个稳定的水平上，但是，随着激光器的老化，激光器的量子效率会降低。功率的控制是通过提高激光的偏置电流（Tx_Bias）来实现的。因此，我们可以通过监测激光的偏置电流来预测激光器的寿命。这种方法可粗略的估计激光器的使用寿命是否接近终了。,故障定位 在光链路中，定位故障的发生位置对业务的快速加载至关重要。故障隔离特性则可以使系统管理员快速定位链路故障的位置。此特性可以定位故障是在模块内还是在线路上；是在本地模块还是在远端模块。通过快速定位故障，减少了系统的故障修复时间。,性能兼容性验证 数字诊断的另一个功能是模块的兼容性验证。兼容性验证就是分析模块的工作环境是否符合数据手册或和相关的标准兼容。模块的性能只有在这种兼容的工作环境下才能得到保证。在有些情况下，由于环境参数超出数据手册或相关的标准，将造成模块性能下降，从而出现传输误码。工作环境与模块不兼容的情况有：1）电压超出规定范围；2）接收光功率过载或低于接收机灵敏度；3）温度超出工作温度范围。,谢谢！,
