智能SFP(ESFP)光模块数据诊断功能DDM或DOM的应用

智能SFP(ESFP)光模块数据诊断功能DDM/DOM的应用

当前，各种网络中所需要的光收发一体模块种类越来越多，要求也越来越高。为了满足系统不断增长的需求，光模块正不断走向标准化、小型化、智能化发展。智能SFP模块，即采用数字诊断功能的SFP

光模块，是各厂商技术升级换代的标志性产品。

例如：以华为，H3C设备为代表的ESFP

以GBIC为代表光模块厂商带DDM功能的模块。

利用智能化的光模块，网络管理单元可以实时监测收发模块的温度、供电电压、激光偏置电流以及发射和接收光功率。这些参量的测量，可以帮助管理单元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。本文将介绍GBIC的光模块如何利用数字诊断功能定位光模块的系统故障。

数字诊断功能

在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侦测和数字化参数信号。然后，提供经过标定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，以便通过双缆串行接口读取。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侦测信息外，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。

以下是GBIC带DDM功能光模块地址空间中保存的部分信息：

1）实时测量参数--发射光功率Tx_power，接收光功率Rx_power，温度temp，工作电压Vcc，激光器偏压Laser Bias；

2）报警或告警--Tx_faul，LOS测量参数的报警和告警的标志位；

3）控制标志位--Tx_disable， Rate_select。

数字诊断功能的应用

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。GBIC的光模块在08年成功解决了智能SFP与H3C设备兼容性问题，做到了完全兼容。现已在各大电信网络运营商的CISCO，H3C，华为，中兴等中成熟应用。

1.模块寿命预测

这种故障预测可以使网络管理人员在系统性能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。因为激光的偏置电流与模块的工作温度及工作电压都有关系，所以在设定偏置电流极限时需要考虑Temp和Vcc的影响。

通过对收发模块内部的工作电压和温度进行实时监测，可以让系统管理员发现一些潜在的问题：

1）Vcc电压过高，会带来CMOS器件的击穿；Vcc电压过低，激光器不能正常工作。

2）接收功率太高，会损坏接收模块。

3）工作温度太高，会加速器件的老化。此外，通过对接收到的光功率的监测，可以对线路和远端发射机的性能进行监控。

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。故障定位中，需要综合分析状态位，管脚和测量参数。

总之，通过数字诊断功能，可以定位故障。在故障定位中，需要对Tx_power，Rx_power， Temp，Vcc，Tx_Bias的警告和告警状态进行综合分析。内存镜像中的状态变量Tx Fault和Rx LOS (信号丢失)都对故障的分析起着重要的作用。

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。

总结

本文以GBIC的智能SFP模块介绍了光模块的数字诊断功能（DDM），并介绍了其在系统管理中的应用：预测收发模块的寿命、隔离系统故障和现场安装中验证模块的兼容性。GBIC的智能SFP可以兼容CISCO，H3C，华为，中兴，等品牌的设备机型及其他符合SFP规范的交换机上。

光模块质量检测报告

互联两端都是非原配双纤1.25G 10KM单模光模块的端口协商和IP连通性测试 disp int g1/0/1 GigabitEthernet1/0/1 current state : UP Line protocol current state : UP Last line protocol up time : 2013-04-01 21:23:39 Description:HUAWEI, GigabitEthernet1/0/1 Interface Route Port,The Maximum Transmit Unit is 1500 Internet Address is 1.1.1.1/30 IP Sending Frames' Format is PKTFMT_ETHNT_2, Hardware address is dcd2-fc01-6d21 The Vendor PN is SF1312-10D The Vendor Name is OEM Port BW: 1G, Transceiver max BW: 1G, Transceiver Mode: SingleMode WaveLength: 1310nm, Transmission Distance: 10km Rx Power: -6.57dBm, Warning range: [-21.02, -3.00]dBm Tx Power: -5.94dBm, Warning range: [-9.00, -3.00]dBm Loopback:none, full-duplex mode, negotiation: disable, Pause Flowcontrol:Receive Enable and Send Enable Last physical up time : 2013-04-01 21:23:39 Last physical down time : 2013-04-01 21:22:59 Current system time: 2013-04-01 21:29:35 Statistics last cleared:never Last 300 seconds input rate: 8984 bits/sec, 2 packets/sec Last 300 seconds output rate: 8904 bits/sec, 2 packets/sec Input: 5103419 bytes, 19376 packets Output: 4835089 bytes, 18513 packets Input: Unicast: 13022 packets, Multicast: 543 packets Broadcast: 5811 packets, JumboOctets: 0 packets CRC: 0 packets, Symbol: 0 packets Overrun: 0 packets, InRangeLength: 0 packets LongPacket: 0 packets, Jabber: 0 packets, Alignment: 0 packets Fragment: 0 packets, Undersized Frame: 0 packets RxPause: 0 packets Output: Unicast: 12715 packets, Multicast: 547 packets Broadcast: 5251 packets, JumboOctets: 0 packets Lost: 0 packets, Overflow: 0 packets, Underrun: 0 packets System: 0 packets, Overrun: 0 packets TxPause: 0 packets Input bandwidth utilization : 0% Output bandwidth utilization : 0%

流氓ONU检测报告

流氓ONU检测 一、测试方法 1）保证要测试的OLT下PON口有两台及以上的ONU在线； 2）将ONU设置为长发光模式（模拟流氓猫发光，由于是内部命令，需要在贝尔工程师指导下使用），具体命令如下： S304# S304# manufactory MANUFACTORY# laser on 3）此时该PON下的其他ONU设备自动下线； 二、中兴OLT下面的流氓ONU检测 1、EPON版本协商 中兴OLT下协商过程： 第一步：OLT发起注册过程，表明其支持2.1，a.a(未知版本)，2.0，1.3 和0.1（对应抓包第2365个）。 第二步：ONU回复OLT，表明可以支持OLT的某些版本，并列举ONU支持0.1、1.3、 2.0、2.1 和 3.0 （对应抓包第2368个）。 第三步：OLT选定2.1 作为协商最终版本：（对应抓包第2373个）。 第四步：ONU确认最终协商版本为2.1：CTC OAM discovery 注册完成。（对应抓包第2374个） 2、中兴OLT下手动或者等待周期性检测 1）.以下为中兴OLT发出的包，逐个隔离ONU，开关启光模块看是否影响其他ONU。”FF FF”为”Action”字段，表示“永久关闭Tx电源”，表示为关闭设备mac为4C:1F:CC:C1:72:B8的光模块。（对应抓包第55381个）

2）. 直到找到贝尔“RG220O”设备。关闭设备mac为d0:0e:d9:ac:b8:5b的光模块。(对应抓包第55388个) 3）.关闭所有ONU TX电源后，OLT会逐个打开确认那个ONU为“流氓ONU”。 直到找到贝尔“RG220O”设备并认定为流氓ONU，关闭设备mac为d0:0e:d9:ac:b8:5b的光模块(对应抓包第55534、55553) 3、中兴OLT遵循EPON 2.1协议标准，华勤设备匹配EPON2.1规范，在中兴OLT下面能正常检测到流氓ONU，并能正常配合中兴OLT下发的隔离、去隔离流氓ONU指令。 《中国电信EPON设备技术要求_V2.1修订2_200912》 主要参照规范中Variable Width取值，中兴OLTVariable Width取值为10

光功率检测报告

1.3.5 光功率检测报告（OLT） 测试项目光链路测量和诊断功能测试 测试目的验证OLT是否支持光链路测量 功能（包含5个参数：） 测试配置： 测试系统如图1-4所示，采用1个OLT、4个ONU，仪表包括可调光衰减器、PON光功率计和数据网络分析仪等。 图1-3 光链路测量和诊断测试配置 测试步骤： 1.如测试配置图1-3所示。 2.首先在PON接口下连接一个ONU，利用数据网络分析仪产生上下行数据流量（例如上行和下行流量各50M）， 调节光衰减器使PON光功率计显示功率值为-10dBm左右。在EMS上观察OLT是否支持对PON接口下ONU的上行光功率的测量，实现光链路的故障诊断。 3.将PON光功率计的读数和OLT网管显示的读数进行比较，计算其精度。 4.调节光衰减器，使PON光功率计显示的功率值为-15dBm左右，重复步 骤3验证其测量精度。 5.调节光衰减器，使PON光功率计显示的功率值为-20dBm左右，重复步骤3验证其测量精度。 6.调节光衰减器，使PON光功率计显示的功率值为-25dBm左右，重复步骤3验证其测量精度。 7.调节光衰减器，使PON光功率计显示的功率值为-30dBm左右，重复步骤3验证其测量精度。 8.调整光衰减器，逐渐加大衰减值，当OLT接收到的ONU的上行光功率过低（低于所设定的光功率阈值，例如 -20dBm），在网管上观察OLT是否产生相应的光功率越限告警。 9.停止数据网络分析仪发送数据流量，观察OLT能否测量接收光功率。 10.增加PON接口下的ONU数量，观察OLT能否测量来自所有ONU的光功率。 11.测试OLT是否支持自身光模块的工作温度、供电电压、偏置电流和发送光功率的实时测量。 预期结果： 1、步骤2中：OLT能够支持对PON接口下ONU的上行光功率的测量。 2、步骤3～7中：在-10dBm～-30dBm 的范围内，OLT对ONU的上行光功率测量的精度为±1dB。 3、步骤8中：OLT支持光功率越限告警，且光功率阈值可设定。 4、步骤9中：停止数据网络分析仪发送数据流量后，OLT仍能测量接收光功率。 5、步骤10中：连接多个ONU后，OLT仍能测量来自所有ONU的光功率。 6、步骤11中，OLT支持自身光模块的工作温度、供电电压、偏置电流和发送光功率的实时测量。

光功率检测报告

1.3.5 光功率检测报告（OLT） 光链路测量和诊断测试配置

1.1.1光链路测量和诊断功能

功率计读数：-14dbm 存在功率计和法兰： show interface onu 10/1/1 transceiver 如果SFP模块为外部校准，此处仅显示校准后的值. ++ : 高告警, + : 高警示, - : 低警示, -- : 低告警. 光模块温度(℃) 电压(V) 电流(mA) 发送功率(dBm) 接收功率(dBm)

10/1/1 43.5625 3.1406 10.1440 3.2498 - 15.6224 Raisecom(fttx)#show interface onu 10/1/1 transceiver 如果SFP模块为外部校准，此处仅显示校准后的值. ++ : 高告警, + : 高警示, - : 低警示, -- : 低告警. 光模块温度(℃) 电压(V) 电流(mA) 发送功率(dBm) 接收功率(dBm) ----------------------------------------------------------------------------------- 10/1/1 43.5859 3.1386 10.1480 3.2580 - 15.6224 Raisecom(fttx)#show interface olt 10/1 transceiver rx-onu-power HAT: 高告警阈值, LAT: 低告警阈值 ONU ID 监控状态光功率(dBm) HAT(dBm) LAT(dBm) 告警状态 -------------------------------------------------------------------------- 10/1/1 enable - 18.6646 - 20.0000 - 25.0863 high 不存在功率计和法兰： show interface olt 10/1 transceiver rx-onu-power HAT: 高告警阈值, LAT: 低告警阈值 ONU ID 监控状态光功率(dBm) HAT(dBm) LAT(dBm) 告警状态 -------------------------------------------------------------------------- 10/1/1 enable - 17.1444 - 20.0000 - 25.0863 high Raisecom(fttx)#show interface onu 10/1/1 transceiver 如果SFP模块为外部校准，此处仅显示校准后的值. ++ : 高告警, + : 高警示, - : 低警示, -- : 低告警. 光模块温度(℃) 电压(V) 电流(mA) 发送功率(dBm) 接收功率(dBm) ----------------------------------------------------------------------------------- 10/1/1 43.6484 3.1358 10.0740 3.2625 - 15.0863 Raisecom(fttx)#show interface onu 10/1/1 transceiver 如果SFP模块为外部校准，此处仅显示校准后的值. ++ : 高告警, + : 高警示, - : 低警示, -- : 低告警. 光模块温度(℃) 电压(V) 电流(mA) 发送功率(dBm) 接收功率(dBm) ----------------------------------------------------------------------------------- 10/1/1 43.6328 3.1402 10.0420 3.1651 - 14.2481 功率计读数：-15dbm 存在功率计和法兰： show interface onu 10/1/1 transceiver 如果SFP模块为外部校准，此处仅显示校准后的值. ++ : 高告警, + : 高警示, - : 低警示, -- : 低告警. 光模块温度(℃) 电压(V) 电流(mA)发送功率(dBm) 接收功率(dBm) ----------------------------------------------------------------------------------- 10/1/1 43.5234 3.1394 10.1680 3.2633 - 16.5169 Raisecom(fttx)#show interface olt 10/1 transceiver rx-onu-power HAT: 高告警阈值, LAT: 低告警阈值 ONU ID 监控状态光功率(dBm) HAT(dBm) LAT(dBm) 告警状态 -------------------------------------------------------------------------- 10/1/1 enable - 19.5860 - 20.0000 - 25.0863 high 不存在功率计和法兰： show interface olt 10/1 transceiver rx-onu-power HAT: 高告警阈值, LAT: 低告警阈值 ONU ID 监控状态光功率(dBm) HAT(dBm) LAT(dBm) 告警状态 -------------------------------------------------------------------------- 10/1/1 enable - 18.2102 - 20.0000 - 25.0863 high 如果SFP模块为外部校准，此处仅显示校准后的值. ++ : 高告警, + : 高警示, - : 低警示, -- : 低告警.