Функция DDM

Digital Diagnostics Monitoring сокращенно DDM — функция цифрового контроля параметров производительности трансиверов форм-фактора SFP, SFP+ и XFP. Позволяет отслеживать в реальном времени рабочие параметры трансивера, такие как:

• Подаваемое напряжение (module voltage)
• Температура трансивера (module temperature)
• Ток смещения лазера (Laser bias current)
• Исходящая оптическая мощность TX (Laser output power)
• Принимаемая оптическая мощность RX (Receive optical power)

Реализация функции DDM осуществляется на основе специального интерфейса DDMI (Digital Diagnostic Monitoring Interface), все характеристики которого описаны соглашениями MSA (напр. SFF-8472 «Digital Diagnostic Monitoring Interface for Optical Transceivers»).

DDMI состоит из связки управляющего микроконтроллера и внутренней памяти (EEPROM). Управляющий контроллер собирает информацию о текущих значениях рабочих параметров и сохраняет ее во внутреннюю память. При опросе хост-системы (любое активное сетевое оборудование поддерживающее работу с DDM) контроллер предоставляет не только текущие параметры трансивера, но и пороговые значения для этих параметров. Внутренняя память трансивера – EEPROM используется не только для хранения текущих и пороговых значений рабочих параметров, но и общую информацию о трансивере (наименование, производитель, серийный номер и тд). EEPROM состоит из двух областей памяти A0h (1010000x) и A2h (1010001x).

В части A0H содержится:

• Общая информация о трансивере (наименование, серийный номер, производитель, тип трансивера, длина волны излучения, тип оптического разъема, дальность передачи), записана в 0-95 байтах;
• Маркеры совместимости — часть микрокода, которая отвечает за совместимость трансивера с тем или иным оборудованием, записаны в 96-127 байтах;
• Дополнительные маркеры совместимости — данная часть памяти содержит в себе информацию, отвечающую за совместимость трансивера с тем или иным оборудованием, заполняется на усмотрение производителя.

В части A2H содержится:

• Информация об опасных и критических значениях рабочих характеристик трансивера — данная область заполняется исходя из типа трансивера и дальности его работы;
• Калибровочные значения — специальная информация, задаваемая производителем при производстве трансивера. Не подлежит изменению;
• Диагностические данные трансивера — это рабочие характеристики трансивера, считываемые с микроконтроллером в реальном времени;
• Дополнительные маркеры совместимости — данная часть памяти содержит в себе информацию, отвечающую за совместимость трансивера с тем или иным оборудованием, заполняется на усмотрение производителя.

Функция DDM различными производителями может называться по-разному, к примеру, Cisco называет эту функцию DOM (Digital Optical Monitoring), ZyXel – DDMI. При этом реализация DDM жестко регламентирована соглашением MSA SFF-8472, в рамках которой производители имеют право вносить изменения только в области EEPROM специально отведенные для этого.

Функционал DDM состоит в двух основных функций: предоставление хост-системе значений рабочих параметров в реальном времени и оповещение системы об опасном (warning) или аварийном (alarm) отклонении параметров. Так же следует заметить, что SFF-8472 предполагает погрешность в предоставляемых DDMI значениях, таким образом возможны ложные сообщения об отклонении рабочих параметров.

Параметр	Величина погрешности	Единица измерения погрешности
Температура трансивера	±5	oC
Подаваемое напряжение	±3	%
Ток смещения лазера	±10	%
Исходящая оптическая мощность TX	±2	dB
Принимаемая оптическая мощность RX	±2	dB

О чем могут говорить параметры предоставляемые DDMI:

Подаваемое напряжение – стандартно это значение должно быть в диапазоне 3,14 – 3,46, в случае возникновения оповещения об опасном или аварийном значении этого параметра, вероятнее всего неисправность заключается как минимум в конкретном порту, а как максимум – вся хост-система работает не корректно.

Температура трансивера – рабочий диапазон этого параметра для стандартного (коммерческого) исполнения трансиверов равен 0-75 оС, зачастую температура колеблется в диапазоне 30-55 оС. Высокое значение температуры трансивера свидетельствует о неисправности системы охлаждения хост-системы или о высокой температуре в помещении, в котором находится оборудование, так же это может свидетельствовать о некорректной работе лазера трансивера.

Ток смещения лазера – этот параметр достаточно индивидуален и напрямую зависит от типа лазера установленного в трансивер. Опасное или аварийное значение этого параметра напрямую свидетельствует о неисправности трансивера, но в связи с тем, что этот параметр является узкоспециальным, на него зачастую не обращают внимание.

Исходящая оптическая мощность TX – этот параметр так же разнится в зависимости от конкретного трансивера. Его отклонения могут свидетельствовать об износе или выходе из строя лазера трансивера. Так же, при помощи этого параметра можно проводить мониторинг и оценку работы системы передачи.

Принимаемая оптическая мощность RX – это наиболее востребованный параметр, он отображает уровень мощности принимаемого трансивером сигнала.

Параметры «Исходящая оптическая мощность TX» и «Принимаемая оптическая мощность RX» в зависимости от хост-системы могут указываться в дБм (децибел-милливатт) или в мВт (милливатт).

Ниже приведены примеры вывода информации Digital Diagnostics Monitoring различными коммутаторами.

Вывод информации DDM на коммутаторах Juniper:

lab@test> show interfaces diagnostics optics xe-0/0/0
Physical interface: xe-0/0/0
Laser bias current : 7.756 mA
Laser output power : 0.6360 mW / -1.97 dBm
Module temperature : 33 degrees C / 92 degrees F
Module voltage : 3.2830 V
Receiver signal average optical power : 0.1056 mW / -9.76 dBm
Laser bias current high alarm : Off
Laser bias current low alarm : Off
Laser bias current high warning : Off
Laser bias current low warning : Off
Laser output power high alarm : Off
Laser output power low alarm : Off
Laser output power high warning : Off
Laser output power low warning : Off
Module temperature high alarm : Off
Module temperature low alarm : Off
Module temperature high warning : Off
Module temperature low warning : Off
Module voltage high alarm : Off
Module voltage low alarm : Off
Module voltage high warning : Off
Module voltage low warning : Off
Laser rx power high alarm : Off
Laser rx power low alarm : Off
Laser rx power high warning : Off
Laser rx power low warning : Off
Laser bias current high alarm threshold : 11.800 mA
Laser bias current low alarm threshold : 4.000 mA
Laser bias current high warning threshold : 10.800 mA
Laser bias current low warning threshold : 5.000 mA
Laser output power high alarm threshold : 0.8310 mW / -0.80 dBm
Laser output power low alarm threshold : 0.2510 mW / -6.00 dBm
Laser output power high warning threshold : 0.6600 mW / -1.80 dBm
Laser output power low warning threshold : 0.3160 mW / -5.00 dBm
Module temperature high alarm threshold : 78 degrees C / 172 degrees F
Module temperature low alarm threshold : -13 degrees C / 9 degrees F
Module temperature high warning threshold : 73 degrees C / 163 degrees F
Module temperature low warning threshold : -8 degrees C / 18 degrees F
Module voltage high alarm threshold : 3.700 V
Module voltage low alarm threshold : 2.900 V
Module voltage high warning threshold : 3.600 V
Module voltage low warning threshold : 3.000 V
Laser rx power high alarm threshold : 1.0000 mW / 0.00 dBm
Laser rx power low alarm threshold : 0.0100 mW / -20.00 dBm
Laser rx power high warning threshold : 0.7943 mW / -1.00 dBm
Laser rx power low warning threshold : 0.0158 mW / -18.01 dBm

Вывод информации DDM на коммутаторах Cisco:

Router# show interfaces transceiver detail
mA: milliamperes, dBm: decibels (milliwatts), NA or N/A: not applicable.
++ : high alarm, + : high warning, – : low warning, — : low alarm.
A2D readouts (if they diffe r), are reported in parentheses.
The threshold values are calibrated.

High Alarm High Warn Low Warn Low Alarm
Temperature      Threshold    Threshold  Threshold  Threshold
Port    (Celsius)  (Celsius)      (Celsius)    (Celsius)   (Celsius)
___________________________________________________
Gi0/10  33.9             85.0            75.0           0.0               -5.0
Gi0/11  32.8             85.0            75.0           0.0               -5.0

High Alarm  High Warn  Low Warn  Low Alarm
Voltage              Threshold     Threshold   Threshold   Threshold
Port     (Volts)       (Volts)          (Volts)         (Volts)        (Volts)
___________________________________________________
Gi0/10 3.25              3.70             3.59            3.09            3.00
Gi0/11 3.23              3.70             3.59            3.09            3.00

High Alarm  High Warn  Low Warn Low Alarm
Current               Threshold     Threshold   Threshold  Threshold
Port (milliamperes) (mA)            (mA)          (mA)         (mA)
___________________________________________________
Gi0/10 533.3           N/A               N/A              N/A          N/A
Gi0/11 391.1           N/A               N/A              N/A           N/A

Optical               High Alarm   High Warn  Low Warn  Low Alarm
Transmit Power   Threshold     Threshold   Threshold   Threshold
Port (dBm)             (dBm)           (dBm)         (dBm)         (dBm)
___________________________________________________
Gi0/10 -4.5              -3.5                -4.0             -9.5            -10.0
Gi0/11 -5.5              -3.5                -4.0             -9.5            -10.0

Optical               High Alarm   High Warn  Low Warn  Low Alarm
Receive Power    Threshold     Threshold    Threshold   Threshold
Port (dBm)             (dBm)           (dBm)         (dBm)         (dBm)
___________________________________________________
Gi0/10 -5.2               0.0                 0.0             -17.0           -17.1
Gi0/11 -7.5               0.0                 0.0             -17.0            -17.1

В обоих примерах зелёным цветом выделены текущие значения трансивера, а оранжевым пороговые значения.

Важно отметить, что трансиверы SFP/SFP+ Copper (1000Base-T/10GBase-T) и Direct Attach Copper не оснащаются функцией Digital Diagnostic Monitoring в связи с конструктивными особенностями.