CN102215063B

CN102215063B - 基于eml激光器的长距xfp模块核心参数调试方法

Info

Publication number: CN102215063B
Application number: CN201110142982.4A
Authority: CN
Inventors: 郑晓锋; 胡朝阳; 彭奇; 程锦
Original assignee: Source Photonics Chengdu Co Ltd
Current assignee: Source Photonics Chengdu Co Ltd; Source Photonics Inc
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: CN102215063A

Abstract

本发明公开了一种基于EML激光器的长距XFP模块核心参数调试方法。所述调试方法包括配对、初始化、常温调试、高温调试、模块校准、通道代价测试、最终化处理和EEPROM检查、以及高温测试、该调试方法将EA优化算法加入到常温调试，使得模块在满足光功率、眼图模块裕量、偏置电流等关键参数的前提下，找到最有利通道代价的最优EA值。

Description

基于EML激光器的长距XFP模块核心参数调试方法

技术领域

本发明涉及光纤数椐通讯及电信通讯中的光电转换器件领域，特别是基于电吸收调制（EML）激光器的长距XFP（10Gigabit Small FormFactor Pluggable Module）模块核心参数调整优化算法。

背景技术

目前，在基于EML激光器的长距XFP模块的调试中，EA（electro-absorption voltage电吸收电压）值采用光发射组件（TOSA）供应商提供的数值或者采用实际生产过程的经验值，并且在模块调试的初始化阶段写入，然后在调试的过程中不再改变该值，除非因为受EA值的影响导致其他参数不达标，如光功率（AOP），眼图模板裕量（mask margin），偏置电流（Ibias），通道代价（DP）。如果EA值过小，那么就会导致AOP变小和眼图变差（mask margin变小）；EA值过大，虽然眼图变好，但会导致通道代价指标变差。这样一来如果模块在调试之后的通道代价测试阶段发现不达标，就只能改变EA值重新调试，然后测试，如果测试不达标，又要重新改变EA值然后重新调试测试，如此往返，面对大规模生产，非常浪费人力物力，并且需要操作员有很强的专业知识。

发明内容

因此本发明的目的在于解决现有技术中反复改变EA值进行调试而造成浪费人力物力的问题，提供一种EA值可调优化调试方法，采用循环查找模块各项关键参数最优值。

根据上述目的，本发明提供了一种基于EML激光器的长距XFP模块核心参数调试方法，包括：

步骤1：将光发射组件和光吸收组件的序列号记录在数据库中并下载固件；

步骤2：通过I²C对模块的各项参数进行初始化；

步骤3：常温调试：在20℃-30℃的常温下调试模块的各项参数；

步骤4：高温调试：在70℃-85℃高温下调试模块的各项参数；

步骤5：模块校准；

步骤6：通道代价测试；

步骤7：最终化处理和EEPROM检查；

步骤8：高温测试：在70℃-85℃高温下测试模块的各项参数；

所述模块的各项参数包括：光功率、消光比、交叉点、波长、最佳灵敏度电压、信号丢失使能、信号恢复使能、眼图模板裕量、偏置电流；

其中所述常温调试包括：

第一步，温度校准；

第二步，根据光发射组件厂家的不同，设定EA值为最小值；

第三步，若模块为TDM模块，直接跳转第四步；若模块为DWDM模块，进行波长调试；

第四步，光功率调试；

第五步，判断所述光功率和所述偏置电流是否满足客户要求：若所述光功率或者所述偏置电流不满足客户要求，进入第六步；若所述光功率和所述偏置电流满足要求，跳转第七步；

第六步，通过偏置电流和光功率判断EA步长值，将所述EA步长值与模块的EA值相加，得到调整后的EA值，并将调整后的EA值写入模块；跳转第三步；

第七步，对所述消光比和所述交叉点进行调试；若模块为DWDM模块，对所述波长进行优化；

第八步，对所述光功率、交叉点、消光比进行测试，以检查是否满足客户要求；

第九步，判断所述眼图模板裕量是否满足客户要求，若所述眼图模板裕量不满足客户要求，进入第十步；若所述眼图模板裕量满足客户要求，跳转第十一步；

第十步，通过所述眼图模板裕量判断所述EA步长值，将所述EA步长值与模块的EA值相加，得到调整后的EA值，并将调整后的EA值写入模块；跳转第三步；

第十一步，对最佳灵敏度电压进行调试，对最佳灵敏度、信号丢失使能和信号恢复使能进行测试；

第十二步，判断所述信号丢失使能和信号恢复使能是否满足客户要求，若满足要求，调试结束；若不满足要求，调试所述信号丢失使能和信号恢复使能，并跳转第十一步；

所述光功率包括输入光功率和输出光功率。

本发明将EA值优化算法加入到常温调试过程中，就可以在调试过程实现在满足AOP，Mask margin，ibias等关键参数的前提下，找到最有利DP的最优的EA值，这样就后续的DP测试中，只要DP测试不通过就可以将该模块作为坏件处理,这样就大大减少了人力成本。经过一段时间的大规模生产验证，该算法在增加良率和减少人力成本上是非常有效的。

附图说明

本实用优化算法将通过参照附图的方式说明，其中：

图1是测试流程；

图2是常温调试流程。

具体实施方式

如图1所示的测试流程图，根据本调试算法，模块调试分为以下几个主要调试步骤：

步骤1：配对：将光发射组件（TOSA）和光吸收组件（ROSA）的序列号记录在数据库中并下载固件（firmware）；

步骤2：初始化：通过I²C对模块的各项参数进行初始化，初始化参数包括光功率（AOP）、消光比（ER）和交叉点（Crossing point）等，其中光功率包括输入光功率、输出光功率；

步骤3：常温调试：在20℃-30℃的常温下调试模块的各项参数，如输入、输出光功率、消光比,交叉点、波长、最佳灵敏度电压（APD电压）、信号丢失使能（LOSA）、信号恢复使能（LOSD）等相关参数；通过二分法或逼近法调整各个参数的模数转换值（DAC值），使模块的各项指标达到要求的范围。其中，所要求的范围一般由客户提出。如一个客户要求，在长距80km时：输入、输出光功率在1～2dbm范围内，消光比ER在10～12db范围内，交叉点crossing point在48%～52%范围内，信号丢失使能LOSA和信号恢复使能LOSD在-26dbm～-34dbm范围内。然后，通过调试得到最佳灵敏度电压。

步骤4：高温调试：在70℃-85℃高温下调试模块的参数。由于模块的有些参数会随温度的变化而显著变化，如APD电压，波长等。因此在常温下的参数值已经不能满足高温的需要，所以要在高温重新调试，并与常温得到的值进行拟合得到查找表对温度进行补偿。比如常温t0得到对应参数值，高温t1得到对应参数值，然后用t0和t1两点来直线拟合得到不同温度下的补偿值，用来作为温度补偿。

步骤5：模块校准：调准模块的各项监控值，如模块发端的输出光功率，模块收端的输入光功率，偏置电流（Ibias）等，通过监测二点或者多点，并将该二点或多点拟合得到多点控制单元MCU的监控值（ADC值）与实际值之间的对应曲线，然后就可以通过MCU的监控值（各项参数对应的ADC值）和各自的对应曲线得到模块各项参数的监控值。

步骤6：通道代价(DP)测试:模块发出的光通过光开关选择带光纤和不带光纤到达参考模块的收端，并测试带光纤和不带光纤的灵敏度值，二者相减即为通道代价值。

步骤7：最终化处理和EEPROM检查：写入保护密码，并检查模块调试后的各项值是否满足要求，如偏置电流、查找表和模块信息等对写入到模块的值和模块的主要参数指标、模块信息和客户信息等进行逐项比对检查是否满足要求；

步骤8：高温测试，区别于前面的高温调试，这个仅仅为测试，不对模块做任何调试：由于模块的高温性能要比常温性能相对差些，所以为了出厂前进一步确保模块的性能，只需在高温条件下测试模块各项指标是否满足要求，如AOP、Mask margin、灵敏度等。

图2所示的为常温调试流程，其包括如下步骤：

（1）温度校准：采用常温和高温两点直线拟合得到实际温度和MCUADC值之间的对应关系，然后通过查询MCU ADC值就可以得到模块的温度值。

（2）设定EA值为最小值：根据TOSA的厂家不同，设定不同的值，如对Cyoptics可以设定为-1.5V。

（3）波长调试：对于DWDM模块要通过调整光发射组件TOSA内部的温度（TEC）来调整模块的波长到规定值，如果是TDM模块，则不用进行波长调试，直接执行第4步。

（4）光功率调试：通过调整MCU的针对光功率的DAC值来调整光功率的大小。

（5）判断光功率和偏置电流是否满足要求：如果EA值太小，会吸收相当大一部分光功率，导致光功率很小。如果光功率或者所述偏置电流不满足客户要求，进入第（6）步；所述光功率和所述偏置电流满足要求，跳转第（7）步。

（6）通过偏置电流和光功率判断EA步长值：如图2所示，首先比较实际偏置电流值Ibias与客户要求的最大指定值Ibiasspe，根据比较结果来确定EA步长。如果实际偏流值Ibias大于客户要求偏置电流值Ibiasspe，其差值越大，则步长系数X值越大，并将X乘以基本步长（step）作为要增加的EA值，如图2所示一个实施例，当ibias–ibiasspec>20mA，X=3；当ibias–ibiasspec>=10mA&ibias–ibiasspec<20mA，X=2；当ibias–ibiasspec>=0mA&ibias–ibiasspec<10mA,X=1。其中，ibias表示实际偏置电流值，ibiasspec表示客户要求偏置电流值。也就是说，当偏置电流值和客户要求偏置电流值的差值大于第一预定电流值（20mA）时，步长系数X=3；当偏置电流值和客户要求偏置电流值的差值小于第一预定电流值（20mA）并大于第二预定电流值（10mA）时，步长系数X=2；当偏置电流值和客户要求偏置电流值的差值小于第二预定电流值（10mA）时，步长系数X=1。如果如果实际偏置电流值Ibias小于客户要求偏置电流值Ibiasspe，则根据光功率和客户要求光功率值的大小来判断步长系数。如果实际输出光功率小于客户要求的输出光功率值，其差值越大，步长系数越大，对应的步长调整也越大，如图2所示的实施例中，如果AOPspec–AOP>=2dbm，X=3；如果AOPspec–AOP>=1dbm&AOPspec–AOP<2dbm，X=2；如果AOPspec–AOP<1dbm，X=1。其中，AOP表示实际光功率值，AOPspec表示客户要求光功率值。也就是说，当光功率与客户要求光功率值的差值大于第一预定功率值（2dbm）时，步长系数X=3；当光功率与客户要求光功率值的差值小于第一预定功率值（2dbm）并大于第二预定功率值（1dbm）时，步长系数X=2；当光功率与客户要求光功率值的差值小于第二预定功率值（1dbm）时，所述步长系数为1。将EA步长值与模块的EA值相加得到调整后的EA值，将调整后的EA值写入模块，并跳转第（3）步。

（7）消光比、交叉点调试和波长优化：调整消光比，交叉点的值到客户要求的值，如果是DWDM模块，由于在第（3）步执行波长调试后，又进行了光功率调试，因此会造成模块的小范围漂移，因此要对波长进行优化调试，使其重新达到客户要求的范围内。

（8）光功率、交叉点、消光比测试、mask margin测试：测试并检查各项值是否满足客户要求：

（9）判断mask margin是否满足要求：判断mask margin值是否大于客户要求的最小值，如果不满足客户要求，程序执行第（10）步，如果满足，则程序执行第（11）步。

（10）通过mask margin(MM)判断EA步长值：与偏置电流和光功率的步长条件判断类似，比较客户要求的最小值与实际mask margin值之间的差值，差值越大，则X值越大，并将X乘以基本步长（step）作为要增加的EA值，并与模块的EA值相加得到调整后的EA值，写入模块，并跳转第（3）步。如图2所示，如果MM_sepc–MM>=10，X=3；如果MM_sepc–MM>=5&MM_sepc–MM<10，X=2；如果MM_sepc–MM<5，X=1。其中MM表示实际眼图模板裕量，MM_SEPC表示客户要求眼图模板裕量。也就是说，当眼图模板裕量与客户要求眼图模板裕量的差值大于第一预定裕量值（10）时，步长系数X=3；当眼图模板裕量与客户要求眼图模板裕量的差值小于第一预定裕量值（10）并大于第二预定裕量值（5）时，步长系数X=2；当眼图模板裕量与客户要求眼图模板裕量的差值小于第二预定裕量值（5）时，步长系数X=1。

（11）最佳灵敏度电压调试，最佳灵敏度和信号丢失使能（LOSA）和信号恢复使能（LOSD）测试：采用步进法得到最小误码率的电压值，写入模块，进行最佳灵敏度测试和LosA&LosD测试。

（12）如果信号丢失使能（LOSA）和信号恢复使能（LOSD）满足客户的要求，则程序执行完毕；如果信号丢失使能（LOSA）和信号恢复使能（LOSD）不满足客户的要求，执行信号丢失使能（LOSA）和信号恢复使能（LOSD）调试后重新执行信号丢失使能（LOSA）和信号恢复使能（LOSD）测试。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims

1.一种基于EML激光器的长距XFP模块核心参数调试方法，包括：

步骤2：通过I²C对模块的各项参数进行初始化；

步骤4：高温调试：在70℃-85℃高温下调试模块的各项参数；

步骤5：模块校准；

步骤6：通道代价测试；

步骤7：最终化处理和EEPROM检查；

步骤8：高温测试：在70℃-85℃高温下测试模块的各项参数；

其中所述常温调试包括：

第一步，温度校准；

第二步，根据光发射组件厂家的不同，设定EA值为最小值；

第四步，光功率调试；

所述光功率包括输入光功率和输出光功率。

2.如权利要求1所述的调试方法，其中所述高温调试包括：

在70℃-85℃高温下调试模块的各项参数；

对高温调试得到的值与常温调试得到的值进行拟合，得到查找表，以对温度进行补偿。

3.如权利要求1所述的调试方法，其中所述模块校准为调准模块各项参数的监控值。

4.如权利要求3所述的调试方法，其中所述模块校准为通过监测模块各项参数的二点值，并将所述二点值拟合得到多点控制单元的监控值与实际值之间的对应曲线。

5.如权利要求3所述的调试方法，其中所述模块校准为通过监测模块各项参数的多点值，并将所述多点值拟合得到多点控制单元的监控值与实际值之间的对应曲线。

6.如权利要求1所述的调试方法，其中所述通道代价测试包括：

模块发出的光通过光开关选择带光纤和不带光纤到达参考模块的收端；

测试带光纤和不带光纤的灵敏度值；

将所述带光纤和不带光纤的灵敏度值相减。

7.如权利要求1所述的调试方法，其中所述最终化处理和EEPROM检查包括：

写入保护密码；

检查模块调试后的各项参数是否满足客户要求。

8.如权利要求1所述的调试方法，其中所述第一步温度校准包括：

采用常温和高温两点直线拟合得到实际温度和多点控制单元的模数转换值的对应关系；

通过查询多点控制单元的模数转换值得到模块温度值。

9.如权利要求1所述的调试方法，其中所述第四步光功率调试包括通过多点控制单元的数模转换值来调整所述光功率的大小。

10.如权利要求1所述的调试方法，其中第六步通过偏置电流和光功率判断EA步长值包括：

对所述偏置电流与客户要求偏置电流值进行比较，根据比较结果确定所述EA步长值；若所述偏置电流值大于客户要求偏置电流值，则差值越大，步长系数越大；若所述偏置电流值小于客户要求偏置电流值，对所述光功率和客户要求光功率值进行比较，并根据比较结果确定所述EA步长值；若所述光功率小于客户要求光功率值，则差值越大，所述步长系数越大；

所述EA步长值为所述步长系数乘以基本步长。

11.如权利要求10所述的调试方法，其中

当所述偏置电流值和客户要求偏置电流值的差值大于第一预定电流值时，所述步长系数为3；

当所述偏置电流值和客户要求偏置电流值的差值小于第一预定电流值并大于第二预定电流值时，所述步长系数为2；

当所述偏置电流值和客户要求偏置电流值的差值小于第二预定电流值时，所述步长系数为1。

12.如权利要求11所述的调试方法，其中所述第一预定电流值为20mA。

13.如权利要求11所述的调试方法，其中所述第二预定电流值为10mA。

14.如权利要求10所述的调试方法，其中

当所述光功率与客户要求光功率值的差值大于第一预定功率值时，所述步长系数为3；

当所述光功率与客户要求光功率值的差值小于第一预定功率值并大于第二预定功率值时，所述步长系数为2；

当所述光功率与客户要求光功率值的差值小于第二预定功率值时，所述步长系数为1。

15.如权利要求14所述的调试方法，其中所述第一预定功率值为2dbm。

16.如权利要求14所述的调试方法，其中所述第二预定功率值为1dbm。

17.如权利要求1所述的调试方法，其中所述第十步通过所述眼图模板裕量判断所述EA步长值包括：

对所述眼图模板裕量值与客户要求眼图模板裕量值进行比较，根据比较结果确定所述EA步长值；若所述眼图模板裕量值大于客户要求眼图模板裕量值，则差值越大，步长系数越大；

所述EA步长值为所述步长系数乘以基本步长。

18.如权利要求17所述的调试方法，其中

当所述眼图模板裕量与客户要求眼图模板裕量的差值大于第一预定裕量值时，所述步长系数为3；

当所述眼图模板裕量与客户要求眼图模板裕量的差值小于第一预定裕量值并大于第二预定裕量值时，所述步长系数为2；

当所述眼图模板裕量与客户要求眼图模板裕量的差值小于第二预定裕量值时，所述步长系数为1。

19.如权利要求18所述的调试方法，其中所述第一预定裕量值为10。

20.如权利要求18所述的调试方法，其中所述第二预定裕量值为5。

21.如权利要求1所述的调试方法，其中第十一步对最佳灵敏度电压进行测试包括：

采用步进法得到最小误码率的电压值；

将所述最小误码率的电压值写入模块。