分通道診斷:QSFP 與 CMIS
四通道或八通道模組只有一個溫度和一路電源,卻有四個或八個激光器和接收器,每一個都有自己的偏置電流、Tx 功率和 Rx 功率。因此 QSFP 系列和 CMIS 模組的診斷按通道組織,經典的隱性故障就是單一通道劣化,而模組整體數值看起來仍然正常。
SFF-8636(QSFP+、QSFP28)
所有內容都位於同一個兩線地址下,採用分頁儲存(參見 SFF-8636)。單位與 SFF-8472 相同。
低位頁面:實時數值與旗標位
| 位元組 | 內容 |
|---|---|
| 3 | 每通道 Tx LOS(位元 7–4)/ Rx LOS(位元 3–0) |
| 4 | 每通道 Tx 自適應均衡故障 / Tx 故障 |
| 5 | 每通道 Tx LOL / Rx LOL,參見 CDR |
| 6–7 | 溫度和 Vcc 的警報/警告旗標位 |
| 9–14 | 每通道 Rx 功率、Tx 偏置電流和 Tx 功率的警報/警告旗標位 |
| 22–23 | 模組溫度 |
| 26–27 | 模組 Vcc |
| 34–41 | Rx 功率,通道 1–4(每通道 2 位元組) |
| 42–49 | Tx 偏置電流,通道 1–4 |
| 50–57 | Tx 功率,通道 1–4 |
高位頁面 03h:閾值:模組級(溫度、Vcc)位於位元組 128–175,通道級(Rx 功率、Tx 偏置電流、Tx 功率)位於 176–223。是否實現了 Tx 功率監測,由高位頁面 00h 位元組 220 聲明,許多 40G 模組只報告 Rx。
CMIS(QSFP-DD、OSFP、QSFP112、SFP-DD)
CMIS 將模組級數據和通道級數據分開存放,最多可擴展到八個通道(更多通道使用 Bank):
| 位置 | 內容 |
|---|---|
| 低位頁面位元組 8–13 | 模組級旗標位 |
| 低位頁面位元組 14–25 | 模組級監測量:溫度(14–15)、Vcc(16–17)、輔助量 1–3 |
| 頁面 02h | 模組級和通道級閾值 |
| 頁面 11h 位元組 134–153 | 通道旗標位(LOS、LOL、Tx 故障、功率/偏置電流警報) |
| 頁面 11h 位元組 154–169 | Tx 功率,通道 1–8 |
| 頁面 11h 位元組 170–185 | Tx 偏置電流,通道 1–8(縮放係數由頁面 01h 聲明) |
| 頁面 11h 位元組 186–201 | Rx 功率,通道 1–8 |
哪些監測量實際存在,由頁面 01h 聲明(位元組 160 對應 Tx 偏置電流/功率、Rx 功率、溫度和 Vcc),主機(或 CodingBox)據此判斷哪些欄位可信。
多功能診斷監測(VDM)
CMIS 在模擬監測量之外增加了一個可選層:VDM,位於頁面 20h–2Fh(描述符位於 20h–27h,採樣值位於 28h–2Fh)。可觀測量按模組聲明,可以包括:
- 每通道、主機側和媒質側的 FEC 前誤碼率與 FEC 糾錯錯誤計數;
- 電介面(主機側)與光介面(媒質側)的 SNR;
- 激光器溫度及其他模組特有數值;
- 帶有各自閾值的旗標位。
FEC 前誤碼率是 PAM4 鏈路上最早的警告信號:它會在 FEC 停止糾錯之前很久就開始攀升,而這時 Rx 功率可能看起來仍然正常。在 400G/800G 網絡中,它是需要重點跟蹤趨勢的指標(參見 AI 集群)。
正確解讀多通道數據
- 把各通道相互比較。 某一通道比其餘通道低 3 dB 就是故障,即使四個通道都「在正常範圍內」。
- 逐通道檢查偏置電流:某個激光器比其他激光器老化得更快,最先會在這裏體現。
- 注意拆分場景。 一個 4×25G 模組拆分成四條鏈路時,某一通道故障意味著四條鏈路中的一條出了問題,而不是「整個模組性能下降了 25%」。
- LOL/LOS 同樣按通道區分;多通道鏈路上某一通道出現 LOL,說明該通道存在 CDR 或輸入信號問題。
CodingBox 中的呈現
DDM 介面按通道顯示 Rx 功率、Tx 功率和偏置電流,並附帶逐通道閾值,同時記錄其歷史變化:這正是能夠發現 LACP 會掩蓋的單通道故障的視圖(參見 故障)。對 CMIS 模組, EEPROM editor 會同時展示頁面 11h 和模組狀態。
完整的 VDM 可觀測量列表、F16 格式,以及如何將 FEC 前誤碼率與主機 FEC 計數器結合解讀,參見 VDM 與 FEC 指標。