SFP DDM接口的测量值计算
描述
目前大多数的光学SFP收发器都支持SFF-8472(工业标准多边协议)，根据SFF-8472协议，必须支持数字诊断监测（DDM, Digital Diagnostic Monitor）功能，此特征使得最终用户能够实时检测SFP参数，例如基本的5大监控量：温度(Temperature)、收发器供电电压(Vcc)、激光偏置电流(TxBias Current)、光输出功率(Tx Power)、输入功率(Rx Power)。
SFP MSA在EEPROM定义了256字节的内存映射图，包括有标准接口、制造商和其他信息，可以通过I2C接口在8位从设备地址10100000X (A0h)访问。
I2C从设备地址0xA0访问的256字节的数据包括一些常量，用于标识模块类型、接头的速率、波长、传输速率等信息，也包含产品标签序列码、生产日期和对数字监控功能的支持等。一般用户不允许修改的。
I2C内存映射数据
I2C从设备地址0xA2访问的256字节的数据包括一些常量，也包含一些只读的变量，甚至还有一些可写的变量。
数字诊断内存映射专用数据字段描述如下：
|
|
2线地址1010000x（A0h） |
|
2线地址1010001x（A2h） |
| 0 |
SFP MAS定义的序列号 （96字节） |
0 |
告警和警告阈值 （56字节） |
| 95 |
产品提供商专用 （32字节） |
55 |
计算常量 （40字节） |
| 127 |
保留，SFF 8079 （128字节） |
95 |
实时诊断接口 （24字节） |
| 255 |
|
119 |
提供商专用（8字节） |
| 127 |
用户可写EEPROM （120字节） |
||
| 247 |
提供商专用 （8字节） |
||
| 255 |
|
数字监控接口
SFF-8472中的DMMI全称Digital DiagnosticsMonitoring Interface，数字监控接口。当A0[92].bit5=1（即A0上第92个字节的第5个字节为1）时为内部校准，A0[92].bit4=1为外部校正，取值如下：
| A2h字节 |
位 |
名称 |
描述 |
| 96 |
所有 |
温度MSB |
内部测量模块温度 |
| 97 |
所有 |
温度LSB |
|
| 98 |
所有 |
Vcc MSB |
内部测量发送器的供电电压 |
| 99 |
所有 |
VCC LSB |
|
| 100 |
所有 |
TX Bias MSB |
内部测量TX偏差电流 |
| 101 |
所有 |
TX Bias LSB |
|
| 102 |
所有 |
Tx功率 MSB |
测量TX输出功率 |
| 103 |
所有 |
Tx功率 LSB |
|
| 104 |
所有 |
RX功率 MSB |
测量RX输入功率 |
| 105 |
所有 |
RX功率 LSB |
|
数字监控类型
A0h第92个字节的第6位标识是否有DDM功能，92字节描述如下表所示：
| A0h数据地址 |
位 |
描述 |
| 92 |
7 |
保留用于legacy诊断实现，为了与本文档兼容必须是0 |
| 6 |
数字诊断监控实现。为了与本文档兼容必须是1 |
|
| 5 |
内部校正 |
|
| 4 |
扩展校正 |
|
| 3 |
接收功率测量类型（0-OMA，1-平均功率） |
|
| 2 |
地址改变要求，参见上面章节“地址模式” |
|
| 0-1 |
没有分配 |
内部校正测量值计算
内部校正（A0h第92个字节第5位设置为1时有效）的5个参数计算：
1） 内部测量的发送温度。以16位有符号整数值表示，单位为1/256摄氏度，温度范围为-128~128度。温度的精度由提供商指定，在工作温度和电压下必须小于3度。请查看提供商温度传感器的详细说明书。计算公式为：
温度值 =（TEMP_MSB << 8 + TEMP_LSB）/ 256，单位度。
2） 内部测量发送供电电压。以16位无符号整数表示，值为（0-65535），刻度的单位为100uV，电压的范围0~6.55V。在工作温度和电压下电压的精度为3%。公式：
电压值 = （VCC_MSB << 8 + VCC_LSB） * 100，单位uV。
3） 测量TX基础电流（uA），以16位无符号整数表示电流，值为（0-65535），每个值为2uA，电流的范围为0~131mA。在给定工作温度和电压下精度必须小于10%。公式：
电流值 = （TxBias_MSB << 8 + TxBias_LSM）* 2，单位uA。
4） 测量Tx输出功率（mW），以16位无符号整数表示，每个刻度为0.1uW，功率范围为0~6.5535mV（~-40到8.2dBm）。在指定工作温度和电压下精度必须小于3db。当发送不启用时数据不可用。公式：
Tx功率 = 10log((Tx_MSB << 8 + Tx_LSB) * 0.1E-3)，单位为dBm。
5） 测量Rx接收光功率（mV），值表示平均接收的功率或者OMA依赖于A0h第92个字节的第3位是否设置。使用16位无符号整数表示，功率范围为0~6.5535mW（-40~8.2dBm）。在指定温度和电压下精度应该小于3db。
Rx功率 = 10log((Rx_MSB << 8 + Rx_LSB) * 0.1E-3)，单位为dBm。
外部校正测量值计算
外部校正（A0h第92个字节第4位设置为1时有效）的5个参数计算：
1） 内部测量发送温度。模块温度，T有下面的公式获得：
T(C) = Tslope * TAD(16位无符号两个字节值) + Toffset
结果是1/256度为单位，生成一个总范围为-128度到128度的值。温度的精度由提供商指定，但是在指定的工作温度和电压条件下必须小于3度，Tslope和Toffset参见表3.16。计算公式如下：
Temperature = (signed short)(A2[96] << 8 + A2[97]) *(1 / 256)，单位摄氏度。
2） 内部测量供电电压。模块内部供电电压，V，由下面的公式获得：
V（uV）= Vslope*VAD（16位无符号整数）+Voffset
结果是以100uV为单位，生成一个总范围为0~6.55V电压值。Vslope和Voffset参见表3.16。精度由提供商指定，但是必须好于工作温度和电压下工程标称值的3%。
Volt = (unsigned short)(A2[98] << 8 + A2[99]) * 100; 单位为uV。
3） 测量发送激光偏差电流。模块激光偏差电流，I，由下面公式指定：
I(uA) = Islope * IAD (16为无符号整数) + Ioffset
结果为2uA单位的值电流值，生成一个范围为0~131mA的电流值。
Bais = (unsigned short)(A2[100] << 8 + A2[101]) * 2，单位为uA。
4） 测量耦合的Tx输出功率。模块发射耦合输出功率，TX_PWR，由下面的公式给定：
Tx_PWR（uW） = Tx_PWRslope * TX_PWRAD（16位无符整数）+TX_PWRoffset
结果是一个0.1uW为单位的光强值，生成的功率范围为0~6.5mW，即-40~8.16dbm。精度由提供商指定，但是必须好于指定工作温度和电压下的3db。
TX_PWR = （unsigned short）(A2[102] << 8 + A2[103]) * 1e-4，单位为mW。
5） 测量接收光强度。接收功率，RX_PWR，由下面公式给定：
RX_PWR(uW) = RX_PWR(4) * RX_PWRAD4(16位无符号整数) +
RX_PWR(3)* RX_PWRAD3 (16位无符号整数) +
RX_PWR(2)* RX_PWRAD2 (16位无符号整数)
RX_PWR(1) *RX_PWRAD (16位无符号整数)
RX_PWR(0)
结果是0.1uW的光强值，取值范围为0~6.5Mw。RX_PWR(4-0)的取值参见表3.16.
绝对精度依赖于使用的光纤波长，在指定的波长、温度和电压下精度应该好于3db。
数字诊断的校正常量表
扩展选项的调整常量表3.16，A2h中从56到95个字节，如下表所示。
| 地址 |
字节 |
名称 |
描述 |
| 56~59 |
4 |
RX_PWR(4) |
单精度浮点校正数据-Rx光强。56字节的第7位为MSB，59字节的第0位为LSB。内部校正设备的RX_PWR（4）设置为0 |
| 60-63 |
4 |
RX_PWR(3) |
单精度浮点校正数据-Rx光强。60字节的第7位为MSB，63字节的第0位为LSB。内部校正设备的RX_PWR（3）设置为0 |
| 64-67 |
4 |
RX_PWR(2) |
单精度浮点校正数据-Rx光强。64字节的第7位为MSB，67字节的第0位为LSB。内部校正设备的RX_PWR（2）设置为0 |
| 68-71 |
4 |
RX_PWR(1) |
单精度浮点校正数据-Rx光强。68字节的第7位为MSB，71字节的第0位为LSB。内部校正设备的RX_PWR（1）设置为1 |
| 72-75 |
4 |
RX_PWR(0) |
单精度浮点校正数据-Rx光强。72字节的第7位为MSB，75字节的第0位为LSB。内部校正设备的RX_PWR（0）设置为0 |
光模块传输速率
| 名称 |
传输速率 |
应用场合 |
|
| 100BASE |
百兆光模块 |
155Mbps |
以太网、SDH/SONET |
| 1000BASE |
千兆光模块 |
1.25Gbps |
以太网、光纤通道 |
| 622M |
622兆光模块 |
622Mbps |
以太网、SDH/SONET |
| 2.5G |
2.5G光模块 |
2.5Gbps |
以太网、SDH/SONET |
| 1.5G/3G |
3G光模块 |
3Gbps |
视频传输 |
| 4.25G |
4.25G光模块 |
4.25Gbps |
存储网络 |
| 6G |
6G光模块 |
6Gbps |
|
| 8.5G |
8.5G光模块 |
8.5Gbps |
光纤通道 |
| 10G |
10G光模块 |
10Gbps |
万兆以太网、SDH/SONET |
| 40G |
40G光模块 |
40Gbps |
骨干网 |
| 100G |
100G光模块 |
100Gbps |
骨干网 |
注：SDH应用常用速率：155M、622M、2.5G、10G。