Genauigkeit und Grenzen von DDM

DDM-Werte wirken präzise — zwei Nachkommastellen bei dBm, Hundertstel Volt —, aber die Spezifikation dahinter verspricht deutlich weniger. Wer weiß, was ein Monitor physikalisch misst, wie genau er sein muss und wo er aufhört zu funktionieren, jagt keinem „1-dB-Abfall“ hinterher, der im Rauschen liegt, und vertraut keinem „normalen“ Messwert, den sich ein billiges Modul einfach ausgedacht hat.

Was die Spezifikationen garantieren

Monitor	Geforderte Genauigkeit (SFF-8472 / SFF-8636, intern kalibriert)	Auflösung (LSB)	Über welchen Bereich
Temperatur	±3 °C	1/256 °C	Betriebsbereich des Moduls
Versorgungsspannung	±3 % vom Nennwert	100 µV	0 … 6,55 V
Tx-Bias	±10 %	2 µA	0 … 131 mA
Tx-Leistung	±3 dB	0,1 µW	herstellerspezifischer Bereich, typisch −8 … +4 dBm
Rx-Leistung	±3 dB	0,1 µW	herstellerspezifischer Bereich, typisch −20 … 0 dBm oder −30 … −7 dBm bei APD

Viele Hersteller erreichen mehr — ±1,5–2 dB sind üblich —, aber nur das Datenblatt sagt es verbindlich. Die ±3 dB bedeuten, dass zwei Module an derselben Faser legitim Rx-Werte melden können, die 6 dB von der Differenz aus dem Tx des jeweils anderen und dem realen Verlust abweichen. CMIS-Module erben dieselben Monitor-Formate; ihre Advertising-Seiten können engere Werte angeben.

Was tatsächlich gemessen wird

Gemeldet als	Physikalisch	Konsequenz
Tx-Leistung	Strom einer Monitor-Photodiode, die einen Bruchteil der Laserausgabe auffängt (Rückfacette oder Abzweig)	ein werkseitig skalierter Schätzwert; driftet mit Temperatur und Kopplung; bei manchen Modulen durch eine Konstante ersetzt — DDM-Pegel
Rx-Leistung	mittlerer Photostrom der Empfänger-Photodiode (vor oder nach dem TIA)	echte mittlere Leistung; unabhängig vom Dateninhalt bei NRZ, aber die Responsivität hängt von der Wellenlänge ab — ein bei 1310 nm kalibrierter Empfänger liest ein 1550-nm-Signal um ~1 dB falsch
Tx-Bias	der vom Treiber eingestellte Strom	meist genau; bei EML-Modulen nur der Laserabschnitt, nicht der Modulator
Temperatur	ein Sensor auf der Modul-Platine oder im Controller	einige °C über der Gehäusetemperatur; nicht die Lasertemperatur (das ist der optionale Lasertemperatur-Monitor)
Vcc	im Modul gemessene Versorgungsspannung	etwas unter der Host-Schiene wegen Steckverbinder und Filter

Mittelwert vs. OMA

Spezifikationen geben die Empfindlichkeit in OMA (optische Modulationsamplitude) an; DDM meldet die mittlere Leistung. Bei einem NRZ-Signal mit typischem Extinktionsverhältnis unterscheiden sich die beiden um etwa 2–3 dB (der Mittelwert liegt unter OMA + 3 dB … der genaue Versatz hängt vom Extinktionsverhältnis ab). Bei PAM4 wird es schlimmer: Die mittlere Leistung sagt wenig über das Auge aus. Ein Modul kann daher nach mittlerer Leistung „im Bereich“ liegen und trotzdem die Empfindlichkeit verfehlen. Byte 92 Bit 3 von SFF-8472 gibt an, welche Art von Wert das Modul meldet (Kalibrierung).

Böden und Decken

Rx-Boden — unter etwa −30 dBm (PIN) bzw. −35 dBm (APD) liegt der Photostrom im Rauschen; der Rohwert erreicht 0 und wird als −40 dBm angezeigt (10·log10 von 0,1 µW/1 mW). Ein Messwert von −40 bedeutet „kein messbares Licht“, nicht „−40 dBm Licht".
Rx-Decke — oberhalb des Monitorbereichs sättigt der Wert; die Übersteuerung des Empfängers (Fehler) kann vor oder nach der Sättigung des Monitors einsetzen.
Tx — nur aussagekräftig, während der Laser eingeschaltet ist; mit gesetztem TX_DISABLE sollte er auf den Boden fallen. Ein Tx, der bei deaktiviertem Sender auf seinem Nennwert bleibt, ist eine Konstante.

Timing

Module aktualisieren Monitore intern mehrmals pro Sekunde; Hosts fragen alle paar Sekunden ab; NMS im Minutentakt. Ein kurzes Ereignis (ein Flattern von 200 ms) erscheint im DDM möglicherweise nie.
Direkt nach dem Einstecken ist das Bit Data-not-ready gesetzt (SFF-8472 A2h 110.0, SFF-8636 Byte 2.0); zu diesem Zeitpunkt gelesene Werte sind Müll.
Flags werden verriegelt: Ein Alarm, den Sie sehen, kann von einem Ereignis vor Minuten stammen, das sich seither erholt hat (Schwellwerte & Alarme).

Wo DDM fehlt oder in die Irre führt

Modultyp	Was Sie bekommen	Hinweis
Passives DAC	nichts — kein A2h-Gerät	nur Identität
1000BASE-T / 10GBASE-T SFP	oft nur Temperatur, oder gar nichts; Tx/Rx-Felder null oder konstant	ein Kupfer-PHY hat keine Optik zu messen
AOC	vollständiges DDM an beiden Enden	die Pegel sind kabelintern; ein niedriger Rx innerhalb eines AOC bedeutet ein ausfallendes Kabel, keinen verschmutzten Steckverbinder
PON-OLT-Modul	Rx ist ein Burst-Mode-Mittelwert über alle ONUs	die Leistung pro ONU stammt aus dem Ranging des OLT, nicht aus DDM — PON-Probleme
PON-ONU-Stick	korrekter Rx; Tx nur während der Burst-Übertragung aussagekräftig	Tx kann im Leerlauf niedrig oder null anzeigen
Durchstimmbares DWDM	Tx/Rx in Ordnung; zusätzlich Lasertemperatur, TEC-Strom, Wellenlängen-/Frequenzmonitore	Durchstimmbare Maps
Extern kalibrierte Module	Rohwerte, bis die Konstanten angewendet werden	absurde Zahlen, wenn Host oder Tool Byte 92 ignoriert — Kalibrierung
Billig- oder geklonte Module	Tx und manchmal Bias sind Konstanten; Rx meist real	mit TX_DISABLE und über eine Charge vergleichen
Medienkonverter / DDM durch einen PHY	manche Geräte synthetisieren Werte	nur vertrauen, was das Modul selbst auf der Werkbank meldet

Praxisregeln

Unterschiede unter 1 dB als Rauschen behandeln; bei 2–3 dB Änderung gegenüber einer Baseline reagieren (Überwachung).
Rx an beiden Enden und Tx gegen Rx über den Link vergleichen, nicht einzelne Zahlen.
Einen verdächtigen Tx-Wert einmal mit einem externen Leistungsmesser prüfen; lügt das Modul, in der Code-Datenbank vermerken und sich auf den Rx des fernen Endes verlassen.
DDM nicht zur Zertifizierung einer Faserinfrastruktur verwenden — das ist Aufgabe von OTDR/Lichtquelle. DDM ist eine eingebaute Gesundheitsanzeige, kein Prüfinstrument.
Bei absurden Zahlen (0 °C, +10 dBm, 0,00 V) die Kalibrierung verdächtigen, nicht die Physik.

Erwartete Fenster zum Vergleich: Typische Werte.

Wenn Sie in diesem Artikel eine Ungenauigkeit oder einen Fehler finden, markieren Sie die betreffende Stelle und drücken Sie Ctrl+Enter, um .