光模塊兼容性問題背后你應(yīng)該知道的事情

光模塊兼容性問題，背后你應(yīng)該知道的事情光模塊、DAC、AOC，各種坑從來沒有碰到光模塊/DAC/AOC各種坑的網(wǎng)工，肯定不是真網(wǎng)工，相信我這么說沒人會(huì)反對(duì)。哪怕是要求再苛刻的甲方，也沒法完全杜絕因?yàn)楣饽K/DAC/AOC而帶來的各種問題。以至于很多甲方朋友們，采購這些網(wǎng)絡(luò)配件的時(shí)候，寧可價(jià)格高點(diǎn)，也一定要用原廠的，但是即便如此，也仍然不可避免碰到問題。而且大家碰到的故障千奇百怪，比較常見的端口不UP，鏈路閃斷，大量CRC錯(cuò)包，丟包，還有光模塊燒掉，光模塊跑著跑著就down了，或者跑著跑著就開始丟包了，用某廠商的光模塊AOC都沒問題但就是換了DAC就有問題了，號(hào)稱80km的單模模塊在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)里面用到四五十公里就不行了，網(wǎng)卡溫度一升高光模塊就丟包，一個(gè)模塊插上去附近好多個(gè)其它端口都down了，一端是UP的另外一端卻是down的，還可以列舉出好多好多。中國的光模塊廠商很多很多，多得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過大多數(shù)人的想象，而這中間，90%以上的都規(guī)模很小，甚至有些說他們是小作坊也不為過。那么，這個(gè)產(chǎn)業(yè)的門檻真的是如此之低嗎？為什么還會(huì)有這么多坑？光模塊不是很成熟的產(chǎn)品了嗎？大家的技術(shù)差異到底在哪里？為什么不同廠商的光模塊價(jià)格差異這么大？一些設(shè)備商要求客戶用原廠模塊，到底是為了賺錢還是真的有道理？AOC/DAC/光模塊到底有什么差異？使用光模塊/AOC/DAC有哪些需要注意的地方？這篇文章主要來解答這些疑問。光模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)這是網(wǎng)上的一個(gè)圖片，提到了幾個(gè)核心部件。其中Transmitter和Receiver合起來就是光收發(fā)器，其中最主要的是激光器，另外還有探測器和放大器，而ICDesign就是MCU控制芯片，里面運(yùn)行了驅(qū)動(dòng)程序。激光器就是光模塊里面最核心的東西，也是成本最高，技術(shù)含量最高的東西。一般說來越是高端的光模塊產(chǎn)品，激光器在成本結(jié)構(gòu)里面占比就越高。除此之外，還有濾波器，金手指，PCB電路板以及電容電阻電感，EEPROM，結(jié)構(gòu)件以及隱藏于其中的焊錫，膠等等。全球能做光模塊/AOC/DAC的廠商多如牛毛，但是所有這些廠商，用的激光器和MCU芯片，都來自有限的一些供應(yīng)商，主要都是海外的，國內(nèi)也有廠商能做其中一部分，在一些低端的上面也比較成熟，但是中高端的都是老外的。為什么光模塊/AOC/DAC技術(shù)門檻低？當(dāng)然這個(gè)說法并不嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)橛行└叨说漠a(chǎn)品，全球能做的廠商還是比較少，比如400G光模塊。另外，同樣的產(chǎn)品，比如100G單模，在大多數(shù)廠商只能做到10幾公里的時(shí)候，少數(shù)廠商已經(jīng)可以做到40公里。但是對(duì)于絕大多數(shù)成熟的產(chǎn)品來說，這個(gè)領(lǐng)域門檻確實(shí)太低，這就導(dǎo)致了有大量小作坊，幾十個(gè)人就能搞起一個(gè)模塊公司。門檻低的原因就在于光模塊/AOC/DAC基本上可以算作是一個(gè)純硬件產(chǎn)品，MCU控制器上盡管也跑了驅(qū)動(dòng)，但都是相對(duì)來說比較簡單，比較標(biāo)準(zhǔn)的東西（當(dāng)然，還是有廠商之間的差異，很多兼容性問題就來自于這種差異）。而該硬件產(chǎn)品所用到的核心器件，大家都可以拿到，而且大家都可以很容易拿到大廠商的硬件方案進(jìn)行參考模仿，甚至是有的供應(yīng)商會(huì)直接提供耦合好的板子給下游廠商。這就意味著對(duì)模塊廠商來說，很多成熟的產(chǎn)品，大家用的技術(shù)方案都高度相似，而且沒太多門檻。這跟交換機(jī)很不同，雖然所有交換機(jī)廠商都可以拿到相同的無質(zhì)量差別的CPU和交換芯片，但是整體板子的設(shè)計(jì)差異和復(fù)雜的軟件系統(tǒng)的差異，導(dǎo)致了整體上質(zhì)量和能力差異巨大。大家的差異性在哪里？按說光模塊的標(biāo)準(zhǔn)很統(tǒng)一，門檻也低，那理論上模塊廠商之間應(yīng)該沒什么差異了。但是其實(shí)不然，現(xiàn)實(shí)情況是，不同模塊跟不同設(shè)備之間的兼容性問題千奇百怪，甚至同廠商同型號(hào)的模塊在同樣的設(shè)備上都會(huì)有差異。原因很多，但是如果簡單歸納，就是工程質(zhì)量和供貨質(zhì)量的差別。PCB的質(zhì)量，選用電容電阻的質(zhì)量，金手指的長短寬厚，焊錫的質(zhì)量，甚至膠水的質(zhì)量，都影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，比如電壓電流有抖動(dòng)，溫度升高，就出現(xiàn)問題。耦合工藝的差異，比如COB耦合方式，SMD耦合方式，每個(gè)廠商的選擇都不同,甚至同一個(gè)廠商不同產(chǎn)品的選擇也不同，他們?cè)诔杀?，散熱，耐高溫上都?huì)導(dǎo)致差異。生產(chǎn)測試設(shè)備的差異，設(shè)備數(shù)量的多少，種類豐富程度，自動(dòng)化程度，交換機(jī)/服務(wù)器網(wǎng)卡等第三方設(shè)備的豐富程度，這些會(huì)導(dǎo)致良品率和兼容性的差異。比如我認(rèn)識(shí)的一個(gè)廠商，光買用于兼容性測試的交換機(jī)、路由器、服務(wù)器等第三方設(shè)備就買了小幾千萬，而有的模塊廠商，我曾經(jīng)碰到過他們的DAC跟某個(gè)著名網(wǎng)卡不兼容，后來問了一下，這個(gè)廠商那里居然這個(gè)網(wǎng)卡。再比如，有的模塊廠商連用來看光眼圖的眼圖儀都沒有。不同廠商研發(fā)能力，質(zhì)量管控能力的差異。不同廠商拿到的上游芯片質(zhì)量的差異，一般說來，出貨量越大的廠商，拿到的上游電子元器件的質(zhì)量越高。比如同樣是10G80KM的激光器，個(gè)體上是有差異的，有的接收靈敏度可以到接近-30db，而有的只能到-24db左右，在供貨的時(shí)候，接近-30db的這些個(gè)體，會(huì)優(yōu)先供給大廠商，盡管小廠商也能拿到一些，但是比例遠(yuǎn)低于大廠商。導(dǎo)致的結(jié)果就是，同樣都是10G80km的光模塊，在光損耗太厲害的線路上，有的光模塊能UP，而有的就無法UP或者丟包嚴(yán)重。打個(gè)比喻，就像賣蘋果，一些個(gè)頭大，賣相好的蘋果，被大客戶優(yōu)先挑走了。剩下的雖然可能也有個(gè)頭大賣相好的，但是比例就低了。真正能體現(xiàn)廠商技術(shù)能力差異的地方，一般都是在高端產(chǎn)品上，比如100G/400G的模塊，特別是長距離的。一般新產(chǎn)品，大廠商會(huì)提前投入設(shè)備和研發(fā)，提前積累起技術(shù)優(yōu)勢，在產(chǎn)能有限的情況下，上游廠商也會(huì)優(yōu)先把芯片、激光器提供給大廠商，所以大廠商通常都會(huì)在新品上領(lǐng)先小廠商至少一年的時(shí)間。而對(duì)于成熟產(chǎn)品，大多數(shù)廠商差異不大，但是技術(shù)牛逼的廠商，可以在一些細(xì)節(jié)技術(shù)參數(shù)上做到極致，比如在溫度范圍，電壓范圍，接收靈敏度等參數(shù)上比別人高一點(diǎn)，這些優(yōu)勢的差異，在一般使用環(huán)境里面都體現(xiàn)不出來，但是在苛刻的環(huán)境里面對(duì)比就明顯了。AOC和光模塊的差異在哪里？AOC(ActiveOpticalCable)就是一根光纖兩端都各拴著一個(gè)模塊，相當(dāng)于線和模塊一體。AOC現(xiàn)在在很多客戶那里也大量使用，因?yàn)樗某杀颈绕饐为?dú)的兩個(gè)模塊+一個(gè)光纖要便宜。那么從技術(shù)的角度，AOC跟模塊+光纖有什么區(qū)別呢？AOC跟光模塊一樣，仍然是光驅(qū)動(dòng)的，里面的核心器件一個(gè)都不少。他們的差異主要是工藝難度上的差異。對(duì)于光模塊來說，在內(nèi)部器件耦合的時(shí)候，因?yàn)閷?duì)端情況可能差別很大，所以需要適配不同情況，對(duì)激光器要求高，人工操作復(fù)雜度高。而AOC，因?yàn)閷?duì)端是固定的，所以不需要考慮各種情況，對(duì)激光器要求低，外圍配套器件相對(duì)簡單，人工操作也簡單，這樣就可以降低一些成本，這也是為什么AOC價(jià)格會(huì)比兩個(gè)模塊+一根光纖更低的原因。但是由于成本最高的核心器件一個(gè)都沒省掉，所以成本的差異算不上非常顯著（注意：成本不等于售價(jià)）。當(dāng)然，就算對(duì)于同一個(gè)廠商，他們的光模塊跟AOC在芯片方案，耦合方式上可能會(huì)有不同，這也是為什么同一個(gè)廠商的光模塊和AOC在同一個(gè)第三方設(shè)備上表現(xiàn)也可能不同的原因，但是總的來說，由于都是光驅(qū)動(dòng)，所以差異不會(huì)太大。AOC雖然成本更低一些，但是相比光模塊，也有缺陷。比如AOC線纜中，如果一個(gè)模塊或者光纖出問題，就需要全部換掉，而光模塊則不需要；特別是在一些已經(jīng)布線完成的環(huán)境里面，AOC線要抽出來，是個(gè)很麻煩的事情；另外，如果兩端的設(shè)備是不同廠商的，使用光模塊方案，可以分別采購不同廠商的模塊，避免兼容性問題，而如果使用AOC方案，則只能讓AOC供貨商，提前寫碼，甚至有可能需要在AOC線纜上標(biāo)記好，哪一端對(duì)應(yīng)哪個(gè)廠商。DAC和AOC的差異在哪里？DAC（DirectAttachCable），外表看起來跟AOC長得比較像，也是一根線兩頭拴著兩個(gè)模塊，只是中間的線不是光纖，而是銅纜。AOC被稱為有源光纜，而DAC分為有源和無源兩種，主流是無源。有的廠商為了讓DAC可以傳更遠(yuǎn)，里面加了一個(gè)信號(hào)放大芯片，這就是有源銅纜。嚴(yán)格來說，DAC不能算是光模塊的范疇，它只是外表長得像光模塊，但是在內(nèi)里，它跟光模塊一毛錢的關(guān)系都沒有。里面沒有激光器，沒有放大器，沒有探測器，也沒有像光模塊那么復(fù)雜的MCU控制器，換句話說，光模塊/AOC里面最貴的關(guān)鍵器件，DAC都沒有，只有一個(gè)簡單的電信號(hào)的控制芯片，它從頭到尾都是電信號(hào)在傳輸。這就是為什么DAC的價(jià)格遠(yuǎn)低于光模塊和AOC的原因。我們知道交換機(jī)接口上插上光模塊或者AOC的時(shí)候，在交換機(jī)上用命令可以看到該接口光模塊的電壓、電流、溫度、接收光功率和發(fā)送光功率等信息。但是如果插DAC通常讀取不到這些信息，這是為什么呢？原因就是光模塊和AOC里面，都有一個(gè)DDM存儲(chǔ)區(qū)，存放這些信息。而DAC里面，一方面因?yàn)楸旧頉]有接收和發(fā)送光功率的概念，另外一方面沒有功能很強(qiáng)的MCU芯片從而無法探測溫度電壓和電流，所以DAC通常都沒有DDM信息。當(dāng)你看到DAC讀取不到這些信息的時(shí)候，不要去懷疑交換機(jī)，也不要去懷疑DAC，這就是業(yè)界通用做法。由于DAC純粹是電驅(qū)動(dòng)的，所以距離一般都不遠(yuǎn)，因?yàn)殡娦盘?hào)比光信號(hào)更容易受到距離的限制（抗干擾能力差），一般5M以內(nèi)，除非有源電纜，加了放大器。相比較光，電信號(hào)更容易被距離、溫度、輻射、電纜折疊等問題所干擾，所以DAC比AOC更容易有兼容性問題，取決于兩端設(shè)備的驅(qū)動(dòng)能力。而對(duì)于AOC來說，它的主要問題是光纖容易折斷，當(dāng)然，現(xiàn)在的很多光線抗折疊能力都不錯(cuò)。所以總的來說，如果使用環(huán)境可控，距離不長，對(duì)價(jià)格敏感，能提前排除兼容性問題，DAC是不錯(cuò)的選擇。什么是光模塊/AOC/DAC的寫碼加密？大家應(yīng)該都經(jīng)常聽到光模塊加密或者寫碼的說法，特別是一些大廠的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，都要求用自己原裝模塊，否則就會(huì)怎樣怎樣的，那么，到底什么是寫碼加密？各個(gè)第三方模塊廠商，又是如何應(yīng)對(duì)設(shè)備廠商寫碼加密的？是否可以破解？破解不了會(huì)怎么樣？首先有個(gè)概念要搞清楚，嚴(yán)格來說，我們平時(shí)說的兼容性問題，跟寫碼加密不是一碼事，兼容性問題是指上面說的那些問題，因?yàn)閷?duì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)得有差異，導(dǎo)致一起工作的時(shí)候不匹配，不是故意為之。但是寫碼加密導(dǎo)致的模塊在設(shè)備上無法工作，那是故意為之。根據(jù)光模塊的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里面的定義，光模塊里面有2個(gè)區(qū)域各128字節(jié)的寫碼區(qū)，這兩個(gè)寫碼區(qū)里面存放了廠商，型號(hào)，序列號(hào)，以及DDM信息（允許的電壓、電流、溫度、收發(fā)光功率范圍以及實(shí)際采集到的這些數(shù)值）和兼容碼等很多信息。很多設(shè)備商，在交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備里面，做了限定，光模塊插進(jìn)去之后，會(huì)通過交換機(jī)的I2C總線去讀取光模塊里面寫碼區(qū)的信息，通過這些信息，該設(shè)備可以判斷出該模塊是否是自己原廠的模塊，如果它發(fā)現(xiàn)不是原廠的，就可以采取一些動(dòng)作。這里不同廠商會(huì)有不同的做法，主要有這么幾類。不做任何兼容控制，也即是設(shè)備不去讀取模塊里面的兼容碼來做判斷，任何模塊插上去都能用，基本上所有的白牌交換機(jī)廠商都會(huì)這么做，比如盛科網(wǎng)絡(luò)，部分品牌廠商也都會(huì)這么做，有的大廠商的低端產(chǎn)品，也都不做寫碼控制。會(huì)去檢查模塊里面的兼容碼從而判斷是否兼容。但是由于兼容碼是明文，任何第三方模塊廠商都可以輕易獲取到這個(gè)兼容碼，這樣這些第三方模塊廠商出廠的時(shí)候，只要在自己的模塊里面寫上要兼容廠商的兼容碼，就可以兼容。所以這種做法，相當(dāng)于還是不設(shè)防。很多網(wǎng)卡廠商的部分或者全部產(chǎn)品，都是這種做法。模塊里面的兼容碼是動(dòng)態(tài)兼容碼，是根據(jù)模塊里面的一些信息，比如序列號(hào)，甚至是芯片里面的一些唯一ID，然后通過特定的算法，計(jì)算出來后寫進(jìn)去的，這種情況下，第三方要破解的難度是比較大的，但是只要能知道算法和所有的參與算法的字段以及存放位置，那也是可以的。一些大廠的部分產(chǎn)品，都是這種做法。對(duì)于上面2和3中要檢查兼容性的廠商，一旦他們發(fā)現(xiàn)不兼容，又會(huì)有一些不同措施，有的是直接不UP（相當(dāng)于是說你不用我原廠模塊，我就不讓你工作），有的是會(huì)告警和/或讓你看不到DDM信息（相當(dāng)于是說你不用我原廠模塊，我讓你用得不爽）。當(dāng)前廠商一般都用后者，屬于比較溫和的做法。這都不是技術(shù)問題，而是市場策略問題。寫碼器光模塊里面的寫碼區(qū)是有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的（不同種類的光模塊標(biāo)準(zhǔn)不同），設(shè)備（交換機(jī)、路由器、網(wǎng)卡等）跟光模塊直接的接口也是標(biāo)準(zhǔn)的（I2C標(biāo)準(zhǔn)），所以理論上做個(gè)寫碼器出來是很容易的，寫碼器是模塊廠商的必備品。而其實(shí)很多人不知道的是，交換機(jī)廠商也完全可以把交換機(jī)當(dāng)做寫碼器來用，而且可以做到批量寫碼，因?yàn)榻粨Q機(jī)跟光模塊之間也是標(biāo)準(zhǔn)的I2C接口。只是看交換機(jī)廠商是否愿意去做了。盛科網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)就開放了這種能力。理論上寫碼器可以把A廠商的光模塊寫成B廠商的碼，模塊廠商為了防止有別人亂寫自己的模塊，都設(shè)置了密碼保護(hù)，你不知道密碼，寫了之后，一旦設(shè)備重啟或者模塊重新插拔，寫的碼就丟失了。最后，一些可能有幫助的FAQ綜上所述，我們可以回答一下用戶平時(shí)很關(guān)心的一些問題。Q1:大設(shè)備商把原廠模塊賣得很貴，是否合理？我是否一定要用原廠模塊？A1：應(yīng)該說，他們的價(jià)格里面，一部分原因是讓你心安，純粹是為了多賺錢，但是另外一部分的原因，用原廠模塊確實(shí)質(zhì)量更有保證，而且確實(shí)可以避免兼容性問題，亂用模塊引起的問題確實(shí)不少。特別是有些客戶手里各種第三方的模塊，誰的便宜用誰的，導(dǎo)致的問題是很多的。當(dāng)然，有一些第三方光模塊，實(shí)力雄厚，質(zhì)量控制和兼容性測試做得都很好很全面。所以這個(gè)問題沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，還是得用戶自己權(quán)衡一下自己更在意什么，以及運(yùn)維能力如何。Q2：A模塊廠商說他們比B模塊廠商規(guī)模大，質(zhì)量肯定更好，這個(gè)是否是真的？A2：對(duì)于成熟的模塊來說，差別比較小，盡管還是會(huì)有點(diǎn)差別，但是主要是一些極端情況下能體現(xiàn)出來，一般用用都沒問題。而越是新的模塊，越是高端的，差別越明顯一些。但無論大廠還是小廠，要購買前務(wù)必確認(rèn)他們的模塊在你用的設(shè)備上兼容過。Q3：我從一個(gè)交換機(jī)原廠買了AOC，但是發(fā)現(xiàn)用來連服務(wù)器無法UP，這是不是他們的責(zé)任？A3：很可能雙方都有責(zé)任，因?yàn)锳OC/DAC采購之前，要先問清楚，對(duì)端設(shè)備是什么設(shè)備，需要預(yù)先寫碼。Q4：模塊的傳輸距離是什么決定的？A4：一般說來，光模塊和AOC的傳輸距離，取決于模塊和AOC本身，跟設(shè)備關(guān)系不大。而DAC則是設(shè)備和DAC一起決定的。但是對(duì)于支持FEC（前向糾錯(cuò)）的光模塊，需要設(shè)備也支持FEC，才能傳得更遠(yuǎn)，比如現(xiàn)有的40G單模，如果不支持FEC，只能傳30km，而支持FEC的時(shí)候，能傳40km。Q5:買長距離單模光模塊，都需要看哪些參數(shù)？A5：對(duì)于40km/80km的光模塊，買的時(shí)候絕對(duì)不能只看宣稱的距離和客戶實(shí)際的光纖距離，還得看宣稱的接收靈敏度和客戶實(shí)際的線路光衰，否則你會(huì)發(fā)現(xiàn)宣稱的80km光模塊，根本傳不到80km。Q6：什么是1分4線纜A6：基本上所有設(shè)備的40GQSFP+端口，都可以通過配置，把1個(gè)40G拆分成4個(gè)10G來用；而絕大部分比較新的100GQSP28端口，都可以通過配置，把1個(gè)100G拆分成4個(gè)10G或者4個(gè)25G來用（部分老的設(shè)備，只能拆分成10G，不支持25G）。1分4線纜有DAC和AOC兩種，此外還有模塊和光纖分離的。Q7:我的