PDF《工作原理》

MDIO 的历史1 管理数据输入/输出(或MDIO)是一种用于在千兆以太网设备内部的媒体访问控制器 (MAC) 中管 理物理层设备 (PHY) 的双线式串行控制总线,它需要访问和修改这些设备的各种寄存器.

MDIO 用 于第一代和第二代载波频率脉冲模块(CFP 和CFP2)(QSFP+

40 G 模块使用另一种串行控制总 线I2 C). MDIO 最初在 IEEE RFC802.3 的条款

22 中定义为最多可访问

32 个不同 PHY 设备中的

32 个寄存器的单一 MDIO 接口. 这些寄存器提供状态和 控制信息,例如链路状态、速度性能和选择、低功耗的节电模式、双工模 式(全双工或半双工)、自动协商、故障信号以及环回. 如802.3ae 规范第

45 条的定义,MDIO 经过扩展以满足更快的 (10 G+) 以太网设备的需求,该条款扩展了 MDIO 功能以包括: y y 访问

32 个不同端口上的

32 个不同设备的 65,536 个寄存器的能力 y y 用于

10 GE 的间接地址寄存器访问的附加 OP 代码和 ST 代码 y y 端到端故障信号 y y 多个环回点 y y 低电压电气规格(1.2 V 总线). 工作原理 除了 MDIO 信号之外,MDIO 总线还有一个管理数据时钟 (MDC) 信号. 其他关联的信号包括用于设置模块地址的模块地址线 A

0、A1 和A2. MDIO? 使用特定术语来定义总线上的各种设备.驱动?MDIO?总线的设备 标识为站管理实体 (STA).MDC 管理的目标设备称为 MDIO 可管理设备 (MMD). STA 发起 MDIO 中的所有通信并驱动 MDC 上的时钟,该时钟被指定为 具有最高

4 MHz(更新自 CFP MSA 中的 2.5 MHz)的频率.将CFP 或CFP2 插入适当的 Viavi ONT 中后,只要 CFP/CFP2 是MMD,它即担任 STA 的角色. 附加条款

45 的详细信息可在 IEEE 802.3 工作组网站上找到. http://www.ieee802.org/3/ba/index.html 1. 来源: Total Phase, Inc., 知识库 - 文章 10042: MDIO Background, 2012(MDIO 背景信 息,2012 年).

2 使用 ONT CFP/CFP2 模块中的 MDIO MDIO 和Viavi ONT 需要 MDIO 来控制和监控 CFP/CFP2 模块,并且利用 MDIO 还能使 ONT 读取如图

1 中所示的若干重要模块参数,其中包括: y y 供应商名称和 ID y y 模块版本和序列号 y y 模块功能 y y 传输/接收的光功率 y y 模块温度 y y 模块电源电压. 图1. ONT CFP2 概况屏幕显示模块的 MDIO 提供的关键信息. 其他 MDIO 寄存器可让您控制和监控如图

2 中所示的重要模块要素,例 如激光、CDR 和接收器. 可以在没有 MDIO(而是使用控制脚针)的情 况下使用 CFP/CFP2;

但是,它会限制功能和能力. 图2. ONT MDIO 应用程序使您能够使用两个重要参数控制 MDIO 总线. MDIO 模式 ONT 支持以下四种 MDIO 操作模式: 1. 正常(总线分别为 CFP 和CFP2 以1.25 MHz 和2MHz 速度运行)― 正常 操作模式支持优化的自动递增读取.地址 807F 处的校验和(CFP NVR1 校 验和)用于验证数据的正确性. 2. 松散模式(总线分别为 CFP 和CFP2 以1.25 MHz 和2MHz 速度运行)― 松散操作模式中的地址和读取/写入访问之间有较长的暂停时间(最少

190 ns).另外,不会使用自动递增,并且将忽略校验和. 它也针对大多数可 靠操作进行了优化. 3. 外部 ― 对于 CFP,外部模式允许外部设备完全控制仪器内的 MDIO 总线. 外部设备可完全控制总线速度、定时和其他参数.对于 CFP2,外部 MDIO 应用程序通过 ONT CFP2 MDIO 应用程序完全控制的 ONT CFP2 前面的连 接器来显示 MDIO 控制端口. 4. 禁用 ― 无MDIO 操作模式,因此 GUI 上显示的值应视为无效. MDIO 速度 ONT CFP2 模块支持三种 MDIO 总线速度: 1. 正常(总线以

2 MHz 速度运行)―"正常"是默认速度;

但是,ONT CFP 模 块以 1.25 MHz 的较低速度运行 MDIO. 2. 快速(总线以

4 MHz 速度运行)―"快速"是CFP 多源协议 (MSA) 中定义 的最快速度. 3. 缓慢(总线以

500 kHz 速度运行)―"缓慢"是一种非常慢的速度,可帮助 支持调试.

3 使用 ONT CFP/CFP2 模块中的 MDIO CFP 和CFP2 模块上的 MDIO 输出针脚 CFP 模块 图3显示了 CFP 模块的输出针脚.下面的表格提供了输出针脚详细信息. 图3. ONT CFP 模块输出针脚 注释: RJ45 针脚和电平与以太网不兼容.请避免将 MDIO 端口连接至以太网端口. 输出针脚 信号 针脚 输入/输出 电平 "高" "低" 上拉/下拉 其他信息 MDIO

3 输入/输出 1.2 V LVCMOS ― ― 上拉 (470 Ohm) 管理数据 MDC

1 输入/输出 1.2 V LVCMOS ― ― 上拉 (470 Ohm) 管理时钟 MOD_RSTn

4 输入 3.3 V LVCMOS 启用 重置 上拉 (10k Ohm) 模块重置 MOD_LOPWR

8 输入 3.3 V LVCMOS 取消选择 启用 上拉 (10k Ohm) 模块低功率模式 MOD_ABS

7 输出 3.3 V LVCMOS 不存在 存在 漏极开路 模块不存在 使用外部上拉 4.7 至10k Ohm GLB_ALRM

5 输出 3.3 V LVCMOS 告警 无告警 不适用 全局告警 GND

2 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 接地 GND

6 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 接地 CFP2 模块 图4显示了 CFP2 模块的输出针脚.下面的表格列出了针脚分配. 图4. ONT CFP2 模块输出针脚 ERNI SMC 连接器(顶部)的针脚分配列表 信号 针脚 输入/输出 电平 "高" "低" 上拉/下拉 其他信息 PRG_ALRM

1 1 输入 3.3 V LVCMOS 告警 无告警 上拉 (10k Ohm) 可编程告警

1 PRG_ALRM

2 2 输入 3.3 V LVCMOS 告警 无告警 上拉 (10k Ohm) 可编程告警

2 PRG_ALRM

3 3 输入 3.3 V LVCMOS 告警 无告警 上拉 (10k Ohm) 可编程告警

3 RX_LOS

4 输入 3.3 V LVCMOS 信号丢失 正常 上拉 (10k Ohm) 接收器信号丢失 GLB_ALRMn

5 输出 3.3 V LVCMOS 告警 无告警 上拉 (10k Ohm) 全局告警 MOD_ABS

6 输入 3.3 V LVCMOS 不存在 存在 上拉 (10k Ohm) 模块不存在 GND

9 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 接地 GND

12 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 接地 网站: www.viavisolutions.cn ERNI SMC 连接器(底部)的针脚分配列表 信号 针脚 输入/输出 电平 "高" "低" 上拉/下拉 其他信息 PRG_CNTL

1 1 输出 3.3 V LVCMOS ― ― 不适用 可编程控制

1 PRG_ CNTL

2 2 输出 3.3 V LVCMOS ― ― 不适用 可编程控制

2 PRG_ CNTL

3 3 输出 3.3 V LVCMOS ― ― 不适用 可编程控制

3 TX_DIS

4 输出 3.3 V LVCMOS 禁用 启用 不适用 发送器禁用 MOD_LOPWR

5 输出 3.3 V LVCMOS 取消选择 启用 ― 模块低功率模式 MOD_RSTn

6 输出 3.3 V LVCMOS 启用 重置 ― 模块重置 GND

9 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 接地 MDC

10 输入/输出 1.2 V LVCMOS ― ― 上拉 (470 Ohm) 管理时钟 MDIO

11 输入/输出 1.2 V LVCMOS ― ― 上拉 (470 Ohm) 管理数据 GND

12 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 接地 MDIO 地址线在 ONT 中采用硬接线,其中 A0=

1、A1=0 并且 A2=0. 结论 ONT MDIO 兼容性检查不只是通过/失败测试.它还提供额外的信息,帮助支持研发部门开发和调试 CFP 和CFP2 模块. 可靠的 ONT MDIO 支持在大 多数情况都适用,并且不适合用作 MDIO 合规性测试. 如果 ONT 指示 MDIO 兼容性检查失败,请检查下列内容: y y 807F 处的校验和(CFP NVR1 校验和) y y 针对自动递增读取的模块支持 y y 地址 0x8000 模块标识符 如果需要,模块可通过 MDIO 松散模式操作而不会出现严重问题(忽略校验和,并且没有自动递增). 请记住,兼容性检查会提供有用的信息;

但是,要避免将其只是作为一个确定性模块通过/失败测试来依赖.