Interne und externe Kalibrierung

Eine Photodiode gibt kein dBm aus, und ein Thermistor gibt kein °C aus. Irgendwo muss der rohe Sensorwert in einen technischen Wert umgewandelt werden — und SFF-8472 erlaubt, dass das entweder im Modul oder auf dem Host geschieht, anhand von Konstanten, die das Modul liefert. Ein Fehler dabei ist der übliche Grund, warum ein Switch absurde DDM-Werte für ein einwandfrei funktionierendes Modul anzeigt.

Zwei Kalibrierungsmodi

Modus	Deklariert durch	Wer umrechnet	Was die Monitor-Bytes enthalten
Intern	A0h Byte 92 Bit 5	der Mikrocontroller des Moduls	Endwerte in Standardeinheiten (1/256 °C, 100 µV, 2 µA, 0,1 µW)
Extern	A0h Byte 92 Bit 4	der Host	rohe A/D-Zählwerte; der Host wendet Konstanten aus A2h 56–95 an

Fast jedes moderne Modul ist intern kalibriert. Extern kalibrierte Module sind ältere oder kostenoptimierte Designs; ihre Werte lesen sich als Datenmüll auf Hosts, die die Umrechnung überspringen.

Externe Kalibrierungskonstanten — A2h Bytes 56–95

Bytes	Konstante	Format	Gilt für
56–75	Rx_PWR(4) … Rx_PWR(0)	fünf IEEE-754-Gleitkommazahlen einfacher Genauigkeit	Rx-Leistung (Polynom 4. Ordnung)
76–77	Tx_I-Steigung	vorzeichenloses Festkomma 8.8	Tx-Bias
78–79	Tx_I-Offset	vorzeichenbehaftet 16-Bit	Tx-Bias
80–81	Tx_PWR-Steigung	vorzeichenlos 8.8	Tx-Leistung
82–83	Tx_PWR-Offset	vorzeichenbehaftet 16-Bit	Tx-Leistung
84–85	T-Steigung	vorzeichenlos 8.8	Temperatur
86–87	T-Offset	vorzeichenbehaftet 16-Bit	Temperatur
88–89	V-Steigung	vorzeichenlos 8.8	Vcc
90–91	V-Offset	vorzeichenbehaftet 16-Bit	Vcc
92–94	reserviert	—	—
95	CC_DMI	Prüfsumme über Bytes 0–94	—

Die Umrechnungsformeln

Rx_PWR (µW)      = Rx4·raw⁴ + Rx3·raw³ + Rx2·raw² + Rx1·raw + Rx0
Tx_I   (µA)      = Tx_I_slope · raw + Tx_I_offset
Tx_PWR (0.1 µW)  = Tx_PWR_slope · raw + Tx_PWR_offset
T      (1/256 °C)= T_slope · raw + T_offset
V      (100 µV)  = V_slope · raw + V_offset

Bei einem intern kalibrierten Modul werden die Konstanten ignoriert; viele Hersteller füllen sie trotzdem mit Identitätswerten (Steigung 1,0, Offset 0, Rx-Polynom 0,0,0,1,0), damit ein Host, der sie dennoch anwendet, das richtige Ergebnis erhält.

Mittelwert vs. OMA

A0h Byte 92 Bit 3 gibt an, wie die Rx-Leistung ausgedrückt wird: mittlere Leistung (1) oder OMA — optische Modulationsamplitude (0). Fast alle Module melden die mittlere Leistung; OMA erscheint bei manchen Multimode-Ethernet-Optiken, bei denen der Standard die Empfindlichkeit so spezifiziert. Ein OMA-Wert mit einer Mittelleistungs-Empfindlichkeitsspezifikation zu vergleichen führt um bis zu ~3 dB in die Irre.

Symptome eines Kalibrierungsproblems

Was Sie sehen	Wahrscheinliche Ursache
Temperatur von 0 °C oder −128 °C, Vcc 0,00 V	Host liest rohe Zählwerte eines extern kalibrierten Moduls ohne Umrechnung
Rx-Leistung unmöglich hoch (+10 dBm) oder dauerhaft −40 dBm	falscher Kalibrierungsmodus angenommen, oder genullte Konstanten
Werte weichen stark zwischen zwei Switch-Modellen mit demselben Modul ab	ein Host beachtet Byte 92, der andere geht von intern aus
Tx-Leistung bei jedem Modul einer Charge identisch	kein Kalibrierungsproblem — ein konstanter Tx-Wert (DDM-Pegel)

In CodingBox

CodingBox liest Byte 92, wendet externe Kalibrierungskonstanten an, wenn das Modul sie deklariert, und zeigt sowohl Roh- als auch umgerechnete Werte, sodass ein Modul, das ein Switch falsch anzeigt, auf der Werkbank beurteilt werden kann. Der Konstantenblock 56–95 ist im EEPROM-Editor bearbeitbar, wobei CC_DMI automatisch neu berechnet wird — nützlich zum Reparieren von Modulen, deren Kalibrierungsbereich überschrieben wurde.

Wie die Konstanten an der Fertigungsteststation erzeugt werden und wo die Firmware sie speichert: Fertigung & Prüfung, Controller & Firmware.

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