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Wie werden die DDM-Informationen eines optischen Transceivers über SNMP angezeigt?

18. August 2021


Wie werden die DDM-Informationen eines optischen Transceivers über SNMP angezeigt?

Moderne optische Transceiver unterstützen standardmäßige digitale Diagnoseüberwachungsfunktionen (DDM), die eine Echtzeitüberwachung der Parameter der Module ermöglichen. Und die DDM-Informationen der Module werden üblicherweise über das Simple Network Management Protocol (SNMP) ausgelesen.


Die DDM-Funktion auf optischen Modulen

DDM ist eine Funktion, die auf optischen Transceivern, einschließlich SFP, SFP+, XFP und GBIC, verfügbar ist und auch als Digital Optical Monitoring (DOM) bezeichnet wird. Sie ermöglicht die Überwachung von Parametern der Module, wie z. B. optische Ausgangsleistung, optische Eingangsleistung, Temperatur, Laser-Bias-Strom und Transceiver-Versorgungsspannung, in Echtzeit. Das DDM Interface ist in der SFF-8472 Spezifikation definiert, die vom SFF Committee veröffentlicht wurde. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Dokuments ist die neueste Version von SFF-8472 die Revision 12.2.

DDMAbbildung 1: DDM-Funktion bei LWL-Transceivern.

Wie funktioniert DDM?

Die DDM-Funktion arbeitet auf der Grundlage der in SFF-8472 definierten Referenzwerte. SFF-8472 definiert einen Messbereich, eine Wertedarstellung und alle Implementierungsdetails, die sowohl für das Hardware- und Software-Design von Transceivern als auch von Host-Plattformen benötigt werden, so dass eine nahtlose Interoperabilität zwischen verschiedenen Host-Plattformen und Transceiver-Anbietern gewährleistet werden kann. Und ein gemeinsamer Satz von OAM-Parametern, eine gemeinsame Sprache, kann auch von der gesamten Branche genutzt werden. Es ist erwähnenswert, dass die typische Genauigkeit, die heutige Produkte bieten, die Anforderungen des Dokuments übersteigt. Hier sind die fünf Parameter, die in SFF-8472 erwähnt werden. Jeder von ihnen hat eine eigene Kalibrierungsgleichung.

Tabelle: In SFF-8472 definierte Transceiver-Parameter.

Parameter Bereich Accuracy
Versorgungsspannung 0~6.55V +/-3% nominal value
Temperatur -128 bis 128°C +/-3°C
Rx-Leistung -40 dBm bis 8,2 dBm +/-3dBm
Tx-Leistung -40 dBm bis 8,2 dBm +/-3dBm
Laser Bias 0 mA bis 131 mA +/-10% nominal value

DDM bietet mehr als nur Monitoring

Das DDM Interface ermöglicht den Echtzeit-Zugriff auf die Betriebsparameter des Geräts und enthält ein System von Alarm- und Warnflags, das das Host-System alarmiert, wenn bestimmte Betriebsparameter außerhalb des werkseitig eingestellten normalen Betriebsbereichs liegen. Wenn zum Beispiel die Temperatur des Transceivers, der dem SFF-8472 folgt, den Schwellenwert überschreitet, wird das zugehörige Bit in der Memory-Map des Geräts angegeben, dann kann das Plattform-Überwachungssystem durch Abfrage der Statusregister schnell überprüfen, ob das Interface korrekt arbeitet.

Neben dem Monitoring in Echtzeit kann die DDM-Funktion auch zur Fehlervorhersage genutzt werden. Im Allgemeinen wird die Ausgangsleistung eines normalen optischen Moduls auf einem stabilen Niveau geregelt, was durch die Erhöhung des Vorspannungsstroms des Lasers (Tx_Bias) erreicht wird. Aber mit zunehmender Betriebszeit des Lasers verringert sich die Quanteneffizienz des Lasers. Daher können Benutzer den Bias-Strom des Lasers überwachen, um die Lebensdauer des Lasers vorherzusagen. Diese Vorhersage ermöglicht es Netzwerkmanagern, potenzielle Verbindungsausfälle zu finden, bevor die Systemleistung beeinträchtigt wird. Mit dem vorhergesagten Hinweis kann der Systemadministrator den Backup-Link starten und die Systeme ohne Unterbrechung reparieren.

Außerdem kann die DDM-Funktion verwendet werden, um den jeweiligen Fehlerort im LWL-Netzwerksystem zu isolieren. Durch die Kombination der Statusflags der DDM-Schnittstelle, der Transceiver-Hardpins und der parametrischen Diagnosemonitordaten können der spezifische Ort und die Ursache eines Verbindungsausfalls genau bestimmt werden.

Wie können die DDM-Informationen über SNMP angezeigt werden?

Wie in der Zusammenfassung erwähnt, werden die DDM-Informationen von optischen Transceivern üblicherweise über SNMP (Simple Network Management Protocol) angezeigt. Bevor wir uns mit der Verwendung von SNMP befassen, sollten wir uns zunächst mit SNMP selbst und den zugehörigen Komponenten vertraut machen.

Ein Überblick über SNMP, MIB und OID

SNMP ist eine Technologie, die beim Monitoring von Netzwerken eingesetzt wird. Sie besteht aus drei Hauptkomponenten: verwaltete Geräte, Agenten und Netzwerk-Management-Systeme (NMS). Ein verwaltetes Gerät ist ein Netzwerkknoten, der über einen SNMP-Agenten verfügt und sich in einem verwalteten Netzwerk befindet. Diese Geräte können Router und Zugangsserver, Switches und Bridges, Hubs, Computer-Hosts oder Drucker sein. Ein Agent ist eine Software, die auf dem verwalteten Gerät läuft. Dieser Agent übersetzt Informationen in ein mit SNMP kompatibles Format. Auf einem NMS laufen Monitoring-Anwendungen. Sie stellen den Großteil der für das Netzwerkmanagement erforderlichen Verarbeitungs- und Speicherressourcen bereit.

SNMPAbbildung 2: SNMP-Basisarchitektur.

MIB (Management Information Base) ist eine Sammlung von Informationen, die hierarchisch organisiert ist. Der Zugriff auf die verschiedenen Informationen erfolgt über ein Protokoll wie SNMP. Bei einem Switch beispielsweise sind die typischen Objekte von Interesse der ein- und ausgehende Datenverkehr sowie die Rate der Paketverluste oder die Anzahl der an eine Broadcast-Adresse adressierten Pakete. Jeder Hersteller von SNMP-Geräten hat seinen eigenen Abschnitt der MIB-Baumstruktur zur Verfügung, z. B. CISCO-ENTITY-SENSOR-MIB.

OIDs (Object Identifiers) identifizieren verwaltete Objekte in einer MIB-Hierarchie eindeutig. Sie kann als Baum dargestellt werden, dessen Knoten von verschiedenen Organisationen vergeben werden. Im Allgemeinen ist eine OID eine lange Folge von Zahlen, die die Knoten kodieren und durch Punkte getrennt sind. OIDs werden in der Regel von den Hardware-Herstellern zur Verfügung gestellt oder sind in sogenannten OID-Repositories zu finden, in denen auf Sammlungen von MIB-Bäumen und die entsprechenden OIDs zugegriffen werden kann.

Monitoring der Parameter von optischen Transceivern über SNMP

Die Parameter von optischen Transceivern können über SNMP überwacht werden, unter der Voraussetzung, dass Ihr Transceiver DDM unterstützt. Nach der Aktivierung der DDM-Funktion von Transceivern wird typischerweise das Tool Net-SNMP (snmpwalk) verwendet, um die Informationen abzufragen.

Beispiel für das Net-SNMP-Tool: Nehmen Sie den Cisco ASR9k als Beispiel. Wir wollen die optische Tx/Rx-Leistung des Moduls über SNMP auslesen. Das ASR9k ist IOS-XR, Version 5.3.1. Die MIB ist „CISCO-ENTITY-SENSOR-MIB“ und die OID ist 1.3.6.1.4.1.9.9.91.1.1.1.1. Der Befehl unter Verwendung des Net-SNMP-Tools lautet also wie folgt:

SampleAbbildung 3: Beispiel für den Befehl snmpwalk.

Dann zeigt die CLI die Ausgabe der Celsius/Ampere/mWatt/VoltDC-Sensoren an, und Sie müssen nur den Index für den jeweiligen Sensor eingeben, den Sie benötigen.

TransceiverAbbildung 4: Leistungsausgang des Transceivers.

Hinweis: Stellen Sie sicher, dass die Package Installation Envelopes (PIE) vor der Abfrage geladen sind. Die optische Leistung wird nicht als „dBm“, sondern als „mW“ dargestellt. Um mWatt in dBm umzurechnen, verwenden Sie die Formel 10*log(mW) = dBm.

Da es verschiedene SNMP-Gerätehersteller gibt, wird es einige Unterschiede in der MIB und den OIDs geben. Und einige Geräte sind in der Lage, die DDM-Informationen nur mit einem einfachen Befehl wie show optic port-number anzuzeigen, um das Ergebnis für einen einzelnen Transceiver zu erhalten:

showAbbildung 5: Ergebnis des Befehls show optic. (Quelle: Brocade)

oder durch Verwendung von show optic slot slot-number, um alle Optiken in einem bestimmten Slot zu erhalten.

showAbbildung 6: Ergebnis des Befehls show optic slot. (Quelle: Brocade)

Erwarten Sie mehr zum Optical Transceiver Monitoring?

Nachdem wir die DDM-Funktion kennengelernt haben, werden die meisten von uns Fragen zum Monitoring von Transceivern haben, die nicht durch das SFF-8472-Dokument abgedeckt sind. Obwohl das DDM-Interface nur für optische SFP-, SFP+- und GBIC-Module gilt, ist die DOM-Funktion auf vielen QSFP- und CFP-Transceiver-Modulen verfügbar. So wird es möglich sein, auch die Metriken dieser Transceiver zu überwachen. Und da nicht alle Glasfaser-Transceiver DDM/DOM unterstützen, muss man, bevor man versucht, die optischen Parameter über SNMP zu erfahren, prüfen, ob das Gerät die Funktion unterstützt oder nicht. Andernfalls werden alle Bemühungen vergeblich sein.

Wichtige Akronyme:
DDMI = Digital Diagnostics Monitoring Interface
SFP = Small Form-Factor Pluggable
SFP+ = Small Form-Factor Pluggable Plus
XFP = 10 Gigabit Small Form-Factor Pluggable
GBIC = Gigabit Interface Converter
MSA = Multisource Agreement
SFF Committee = Small Form Factor Committee
OAM = Operation Administration and Management
SNMP = Simple Network Management Protocol
MIB = Management Information Base
OID = Object Identifier
CLI = Command Line Interface
PIE = Package Installation Envelopes, sind nicht bootfähige Dateien, die ein einzelnes Paket oder einen Satz von Paketen enthalten


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