光模块SFF-8472协议与DDM

   SFF-8472 协议

   SFF-8472是一个关于光学器件数字监控方面的多源 协议，由行业组织 SFF Committee（Small Form Factor Committee 小外形规格委员会）制定。 SFF-8472 协议为 光模块生厂商和网络设备制造商定义了一种参考框架，因此不同的 光模块生厂商和网络设备制造商的生产的产品具有无缝的可互操作性。 SFF-8472 协议中，规范了模块标识、厂商等信息等详细以及 光模块的数字诊断监控功能（ DDM）。这些信息被存贮在标准的内存结构中，以便通过标准的IIC接口读取。 SFF-8472保留了原来SFP/GBIC在存储设备A0h处的地址映射，并在存储设备A2h处新增了一个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，电接口控制单元和用户可写的自定义存储单元。

  A0与A2基本介绍

  A0与A2这是 协议规定的两个I2C设备从地址， 如果模块相当于一个电脑的主机，那这里的A0和A2就相当于是电脑的C盘和D盘

  设备A0详细定义

  ·字节0~95

  ·标识模块类型、接头类型、波长、速率

  ·供应商名称，模块型号

  ·生产日期， 系列号和对数字监控功能的支持项

  ·字节96~127

  ·这部分字节是供应商自定义，因此也有不少厂家在这里做数据校验

  ·典型的如HP, Cisco模块都是在这部分做Checksum，这就我们常涉及的模块兼容性问题。

  ·字节128~255

  · 协议规定为 SFF-8079保留

  设备A2详细定义

  ·字节0~55

  ·存放各个监控量的告警值和阀值

  ·字节56~95

  ·存放外部校准常量

  ·其中95字节是存放的是从0~94的总和的checksum

  ·字节96~109

  ·数字实时诊断值，主要由温度，电压，偏置电流，发射功率和接收功率5个模拟量，每个监控量占用两个字节

  ·字节110~119

  ·用作状态量的监控

  ·字节120~127

  ·字节123~126通常用作模块的加密密码写入地址

  ·字节127定义为页选功能设定

  ·字节128~255(user eeprom）

  根据页选字节设定的值，显示对应表数据

  数字诊断监视功能

   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：

   DDM内校准与外校准

  内校准：采用内部校准，A／D值被校准为标定值，A／D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。

  外校准：采用外部校准时，存储的是未经处理的A／D转换值，监测软件通过读取存储单元A2H中38H～5FH地址内的校准常数，再通过外部校准公式把A／D值换算成实际值

  外部校准运算法则：

  ·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 光模块应用设备默认采用外校准的方法获取模块 DDM，然而厂商在生产时 光模块都是存放经过内校准后A/D值，为保证采用外校准算法和内校准算法得到的 DDM结果一致，需要把外校准系数中的高阶系数和偏置补偿设为0，一阶系数设置为1。

   DDM功能的应用

  光纤收发模块中的故障诊断功能为系统提供一种性能监测手段，可以帮助系统管理预测收发模块的寿命、隔离系统故障并在现场安装中验证模块的兼容性。

  预测 光模块的使用寿命： 光模块的数字诊断监控接口（ DDMI）可以实时监控其激光器的情况，一般来讲， 光模块的输出功率都是稳定的，但是随着运行时间的增加，发射激光器的量子效率会降低，为保持稳定的光功率，功率控制单元通过不断增加激光发射器的偏置电流来实现，因此用户可以通过监控激光发射器的的偏置电流来预测 光模块的使用寿命。

  故障定位：在光通信系统中，精准地找到故障点具有重要意义。借助数字诊断监控功能（ DDM）监控数据准确定位故障是在模块内还是在光路上，实在本地模块还是在对端模块上。

  兼容性验证：兼容性验证即检测 光模块是否可以在某一网络设备上正常使用，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，而 光模块不兼容的常见情况有温度超过 光模块的规格、接收到的光功率过载或低于光接收器的的接收范围等。而使用具有数字诊断监控功能（ DDM）的 光模块能直观的反映这些不兼容情况。

@飞宇集团 光模块事业部——软件工程师 曾庆华