H3C 光模块故障排查手册

来源：新华三集团（H3C）技术资料

1 光模块介绍

光模块用于光信号的传输，传输媒质为光纤。光纤传输方式损耗低、传输距离远，在长距离传输方面具有很强的优势。光模块又叫做光收发一体模块，英文名称为 Transceiver（Transmitter + Receiver）。H3C 设备支持 QSFP-DD、QSFP28、CFP、CFP2、CXP、QSFP+、SFP28、SFP+ 和 SFP 等多种封装类型的光模块。

光模块工作在物理层中的 PMD 子层，同时包含 PMA 层的部分功能，不涉及 PCS 层的编解码——光模块不会选择性收发报文，只负责传输比特流。

1.1 光模块的诊断功能

光模块的诊断功能是维护光链路正常运行最重要的维护手段。常见诊断项目包括：

• Temperature：模块外壳温度。商温模块 0~70℃，工温模块 -40~85℃，诊断温度需结合环境温度判断。
• Voltage：模块供电电压，一般为 3.3V±5%，正常工作范围 3.135~3.465V。
• TX Bias：发送偏置电流，驱动激光器发光的电流（mA）。VCSEL 多模模块一般在 10mA 以下。
• TX Power：发送光功率（dBm）。温度稳定状态下发生 ±3dB 以上变化，基本可确认模块硬件故障。
• RX Power：接收光功率（dBm）。过低排查对端模块发送问题、中间光链路问题、本端接收问题；过高常见于 10km 以上模块，可增加光衰解决。

1.2 光模块的告警功能

告警包括诊断相关告警（warning/alarm 两级）和故障告警（RX LOS、TX FAULT、40G 新增 TX LOS、25G/100G 以上新增 TX&RX LOL / CDR unlock）。当查询到故障类告警时，链路一般都存在严重故障，可能伴随 CRC 或端口 UP/DOWN 震荡，甚至无法 Link UP。

2 故障相关信息的收集

2.1 光模块信息的收集

通用信息收集命令（不同设备支持情况可能不同）：

display transceiver interface interface-type interface-number      # 主要特征参数
display transceiver manuinfo interface interface-type interface-number   # 电子标签信息
display transceiver diagnosis interface interface-type interface-number # 数字诊断参数（温度±3°C，光功率±3dB）
display transceiver alarm interface interface-type interface-number      # 当前故障告警（需快速连续读2遍以上）
display transceiver information interface interface-type interface-number # 详细信息（Comware V7+，probe视图）

寄存器信息可在 probe 视图下执行 display hardware internal transceiver register interface ... device <n> address <addr> length 128 收集。

2.2 项目及故障信息的收集

项目信息：采购/上线数量、模块运行时间、两端设备与光纤类型/距离、机房环境（高低温、潮湿、污染）。故障信息：现象（端口 CRC、不 UP、UP/DOWN 震荡、模块识别错误等）、范围（全部还是部分故障）、状态及频率。

2.3 现场执行的定位操作

• 不改变故障状态的前提下，用同型号光模块与故障端口/模块对接，确认故障发生在哪一侧。
• 使用短光纤外部环回（仅限传输距离 10km 以下的光模块；超长距模块严禁短光纤直接外部环回，否则可能烧毁接收端器件）。
• 端口内部环回排除后端芯片工作异常。
• shutdown/undo shutdown 端口、插拔光模块。
• 完整的交叉验证：问题端口更换同型号光模块，有问题的光模块放到其他端口验证。
• 使用清洁工具对光模块及光纤端面进行清洁。

2.4 自检项目

光模块与设备是否适配（参考适配表）；光纤类型与模块类型是否匹配（10G 以上多模建议 OM3，OM1 长度不得超过 30m，多模模块不得使用单模光纤）；光纤极性是否正确（MTP/MPO 推荐 B 型交叉）；40km 以上模块是否短光纤对接（会导致接收端烧毁）；两端波长是否匹配（BIDI/WDM 模块尤甚）；两侧端口配置（速率、双工、FEC）是否一致。

3 光模块故障分析方法

3.1 第三方光模块的常见问题

• 模块不识别：Transceiver Type 显示 UNKNOWN_SFP_PLUS / UNKNOWN_QSFP_PLUS，常见于 AOC、ZR、BIDI、CWDM、DWDM 等非 MSA 标准模块。
• 寄存器无法访问：上下拉电阻、总线频率或时序不一致导致，模块一般无法自动恢复，可能需要手动插拔，严重时可能导致设备宕机。
• 高速信号参数失配：第三方模块往往是默认出厂参数，适配性不如原厂模块。

3.2 光模块命令行信息的异常现象及分析

• The transceiver is absent：端口未检测到模块，检查物理连接（金手指接触不良等）。
• Transceiver info I/O error / Reading information from the transceiver failed：管理接口故障，需交叉验证。
• Transceiver info checksum error：只读寄存器被永久改写，或插入时软件未读到正确值（稳定后重读即可判断）。
• 诊断电压异常：轻微超出可能与主板二次电源有关（对比相邻端口）；超出较多通常为模块故障。
• 诊断温度异常：一般比环境温度高 5~25℃；出现现实不可能的温度值（如 -94℃）一般是光模块故障。
• 发送偏置电流/光功率异常：发光功率明显降低说明模块可能已失效；TX Bias 明显异常值一般 <3mA（关光时除外）。
• 接收光功率异常：理论上等于对端发光功率减链路损耗；多通道 LC 模块若链路故障一般所有通道异常，模块故障一般只有少数通道异常。
• 诊断光功率显示 -36.96dBm 或 -40dBm：一般被认为无光。发光为此值需确认"关光"条件（shutdown、低功耗、故障、静噪）；收光为此值可能已超出光器件接收能力。
• 多通道通道间光功率差异过大：发光功率通道间差值超过 3dB 可能存在器件失效风险。

异常情况主要分为两类：寄存器接口硬件故障（诊断、告警及寄存器信息不可读，交叉验证即可判断）和软件问题导致读取的原始数据不正确或解析处理错误（升级设备软件或按硬件故障更换）。

3.3 链路"闪断"问题

闪断复现随机、介入时故障现象大概率已消失。建议在系统侧持续监控光模块诊断数据（重点观察故障时刻前后光功率变化）和告警记录（确认告警时间与闪断时间是否一致）。

4 光模块常见问题 FAQ

4.1 如何选择传输距离的光模块？

光纤链路衰减 = 光纤衰减 + 所有接头衰减。光纤衰减系数：多模 850nm 为 3.5dB/km；G.652 单模 1310nm 取 0.45dB/km，1550nm 取 0.25dB/km。单模连接器按 0.5dB/个、多模最大 0.75dB 计算。

光模块功率预算 = 对端发送光功率 – 本端最小接收光功率（接收灵敏度）。只有当 功率预算 – 光纤链路衰减 > 功率代价（一般按 3dB 计算）时，传输才可靠。

4.2 光纤及光模块端面如何进行清洁？

干法常用且效率高，但可能产生静电吸附颗粒；湿法使用酒精等溶剂，对附着力较强的固态物质或油脂清洁效果更好。

4.4 接口有 CRC 错误或 Local Fault 一定是本端口的问题吗？

不一定。绝大多数错误检测都是在接收端进行的，整条路径上任意一个位置异常都可能导致接收端检测到错误。CRC 错误是 MAC 层校验失败计数；Local Fault 是 RS 子层检测到对端发送到本端接收方向的故障指示。两者都不能说明故障与本端光模块直接相关。

4.7 40G 和 100G 长距光模块光功率诊断数值为何与光功率计实测不一致？

display transceiver diagnosis 显示的是每个光通道的光功率（dBm），工程上光功率计可自由选择 dBm 或 mW，注意单位换算。

4.8 100G QSFP28 SR4/eSR4 用 8 芯还是 12 芯跳线？

100G 短距光模块多采用 MPO 接口。QSFP 光模块内部光纤连接器 MSA 标准中中间 4 芯不使用，因此 8 芯（类型二）和 12 芯（类型一）连接器均可应用，选择 8 芯可节省 50% 纤芯。

原文链接：https://www.h3c.com/cn/d_202208/1666054_30005_0.htm