一種高速光模塊的接收測(cè)試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高速光模塊的接收測(cè)試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在過去10年間，用于1Gbps的光收發(fā)模塊標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了從300pin多源協(xié)議(MSA)、XENPAK、XPAK、X2到XFP的數(shù)代發(fā)展，演化出了今天的小型可插拔SFP+模塊。這種模塊通過取消內(nèi)置定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)了端口密度的增加。而事實(shí)上，定時(shí)器與時(shí)鐘恢復(fù)電路(CDR)和電色散補(bǔ)償器(EDC)只是被一同集成到了主板的ASIC中。而在接收路徑上將SFP+模塊和線路主板分離的方式會(huì)增加物理連接和傳輸距離，進(jìn)而極大地?fù)p傷信號(hào)質(zhì)量。
[0003]在ASIC中集成高速串行I/O可以減少管腳數(shù)量，降低器件安裝成本。根據(jù)具體的線路主板設(shè)計(jì)方案，采用FR4的印刷電路板連接線長(zhǎng)度甚至?xí)^8英寸，同時(shí)還要滿足SFF-8431工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]在光纖通信中由于傳統(tǒng)的直調(diào)調(diào)制激光器(DML)本身的啁啾效應(yīng)(chirp)，導(dǎo)致光信號(hào)在光纖傳輸中色散效應(yīng)而劣化，在將采用直調(diào)調(diào)制激光器(DML)發(fā)出的光信號(hào)通過光纖發(fā)送時(shí)，依據(jù)色散受限理論，在長(zhǎng)波長(zhǎng)或高速傳輸模式下，色散會(huì)嚴(yán)重降低該直調(diào)光信號(hào)在光纖傳輸距離。例如C波段直接調(diào)制激光器在1Gbps速率下傳輸距離小于10km，外調(diào)制激光器如EML傳輸1Gbps信號(hào)時(shí)一般僅達(dá)40km左右。
[0005]隨著信號(hào)速率的提高，信號(hào)質(zhì)量在信號(hào)有效傳輸中所占的位置越來越重要。對(duì)于信號(hào)傳輸過程中無法避免的反射以及隨著頻率增高而增大的介質(zhì)損耗，傳輸線損耗帶來的信號(hào)失真問題，成為高速串行鏈路以及芯片設(shè)計(jì)所必須面對(duì)的棘手問題。
[0006]隨著光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展和低成本化的要求，通訊網(wǎng)絡(luò)從核心網(wǎng)，城域網(wǎng)到接入網(wǎng)，全部使用光纖組成網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為基本共識(shí)，因此如何更好地降低運(yùn)營(yíng)成本，是運(yùn)營(yíng)商的當(dāng)務(wù)之急。在傳統(tǒng)光模塊測(cè)試裝置中增加主板上光模塊傳輸鏈路上的損耗及補(bǔ)償技術(shù)來測(cè)試光模塊在主板上的應(yīng)用性能，縮短光模塊與系統(tǒng)主板匹配應(yīng)用的開發(fā)研制及驗(yàn)證測(cè)試周期，降低成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種高速光模塊的接收測(cè)試裝置及方法，在傳統(tǒng)光模塊測(cè)試裝置中增加主板上光模塊傳輸鏈路上的損耗設(shè)計(jì)及補(bǔ)償技術(shù)來測(cè)試光模塊在主板上的應(yīng)用性能，縮短光模塊與系統(tǒng)主板匹配應(yīng)用的開發(fā)研制及驗(yàn)證測(cè)試周期，降低成本。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種高速光模塊的接收測(cè)試裝置，包括光收發(fā)合一模塊11、評(píng)估板單元12、自動(dòng)增益控制單元13、信號(hào)檢測(cè)單元14、電域補(bǔ)償單元15、誤碼儀單元16;所述光收發(fā)合一模塊11與評(píng)估板單元12連接;評(píng)估板單元12與自動(dòng)增益控制單元13、誤碼儀單元16連接；自動(dòng)增益控制單元13與信號(hào)檢測(cè)單元14、電域補(bǔ)償單元15連接；電域補(bǔ)償單元15與信號(hào)檢測(cè)單元14、誤碼儀單元16連接；
[0009]所述光收發(fā)合一模塊，包括:激光器、激光器驅(qū)動(dòng)、光電探測(cè)器、跨阻放大器、后置放大器、微控制器;光電探測(cè)器、跨阻放大器、后置放大器、微控制器、激光驅(qū)動(dòng)器、激光器依次連接;光收發(fā)合一模塊用于光電轉(zhuǎn)換，將接收光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，和將電信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換成為滿足要求的光信號(hào)；
[0010]所述激光器用于將激光驅(qū)動(dòng)器輸出的驅(qū)動(dòng)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為滿足要求的光信號(hào)；
[0011]所述激光驅(qū)動(dòng)器用于將輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻驅(qū)動(dòng)電流，然后再驅(qū)動(dòng)激光器將其轉(zhuǎn)換為滿足要求的光信號(hào)；
[0012]所述微控制器用于通過控制信號(hào)線或IIC總線對(duì)激光驅(qū)動(dòng)器，后置放大器與外界電接口相連，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其相應(yīng)數(shù)據(jù)的監(jiān)控、采集和處理；
[0013]所述光收發(fā)合一模塊的接收端光電探測(cè)器接收到從長(zhǎng)距離光纖傳輸過來的光信號(hào)后將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)；
[0014]所述電流信號(hào)通過跨阻放大器轉(zhuǎn)換為模擬電壓差分信號(hào)；
[0015]所述模擬電壓差分信號(hào)通過后置放大器放大輸出差分電信號(hào)；
[0016]所述差分信號(hào)輸出給所述自動(dòng)增益控制單元，自動(dòng)增益控制單元對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制后輸出給所述電域補(bǔ)償單元。
[0017]所述電域補(bǔ)償單元包括:依次連接的電色散補(bǔ)償子模塊、時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)子模塊、預(yù)加重子模塊；
[0018]所述電色散補(bǔ)償子模塊用于對(duì)所述電信號(hào)做色散補(bǔ)償;具體包括前向反饋均衡器和/或判決反饋均衡器；
[0019]所述時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)子模塊用于對(duì)補(bǔ)償后的電信號(hào)進(jìn)行相位恢復(fù)和數(shù)據(jù)整形處理；
[0020]所述預(yù)加重子模塊用于在信號(hào)輸出前增強(qiáng)信號(hào)的高頻成分，以補(bǔ)償高頻分量在后續(xù)傳輸過程中的過大衰減，并將處理后的電信號(hào)輸出。
[0021]進(jìn)一步地，所述電信號(hào)做色散補(bǔ)償之前需要經(jīng)過自動(dòng)增益控制單元對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理；
[0022]所述自動(dòng)增益控制單元用于在所述電色散補(bǔ)償子模塊對(duì)所述電信號(hào)做色散補(bǔ)償之前，對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行處理使其滿足色散補(bǔ)償?shù)囊蠛蟀l(fā)送給所述電色散補(bǔ)償子模塊。
[0023]進(jìn)一步地，所述此接收測(cè)試裝置還包括:信號(hào)檢測(cè)單元；
[0024]所述信號(hào)檢測(cè)單元用于對(duì)所述自動(dòng)增益控制單元輸出的電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并判斷所述電域補(bǔ)償單元接收到的信號(hào)是否丟失。
[0025]進(jìn)一步地，所述光收發(fā)合一模塊接收端光電探測(cè)器用于將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，經(jīng)過跨阻放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)過后置放大器放大輸出；
[0026]所述自動(dòng)增益控制單元為電壓幅度自動(dòng)增益放大處理；
[0027]所述自動(dòng)增益控制單元對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行電壓增益放大處理，使其滿足色散補(bǔ)償所需的電壓范圍要求。
[0028]進(jìn)一步地，所述光收發(fā)合一模塊接收端光電探測(cè)器用于將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，經(jīng)過跨阻放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)過后置放大器放大輸出；所述自動(dòng)增益控制單元為電壓幅度增益模塊，所述信號(hào)檢測(cè)單元為信號(hào)幅度判決器；
[0029]所述電壓幅度增益模塊用于對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行增益放大處理，使其滿足色散補(bǔ)償所需的電壓范圍要求；
[0030]所述信號(hào)幅度判決器用于檢測(cè)所述線性放大模塊輸出的電信號(hào)的電壓值，并將該電壓值與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，若低于預(yù)設(shè)閾值，則判定信號(hào)丟失。
[0031]進(jìn)一步地，所述光收發(fā)合一模塊接收端光電探測(cè)器用于接收連續(xù)模式光信號(hào)或者突發(fā)模式光信號(hào)，并將連續(xù)模式光信號(hào)或者突發(fā)模式光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并經(jīng)過后置放大器放大輸出。
[0032]進(jìn)一步地，所述電色散補(bǔ)償子模塊為前饋式均衡器或判決反饋式均衡器，所述前饋式均衡器或判決反饋式均衡器對(duì)所述電信號(hào)做自適應(yīng)色散補(bǔ)償。
[0033]進(jìn)一步地，所述光收發(fā)合一模塊接收端光電探測(cè)器用于接收突發(fā)模式光信號(hào)，并將突發(fā)模式光信號(hào)經(jīng)過突發(fā)模式跨阻放大器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并經(jīng)過后置放大器放大輸出。
[0034]所述電色散補(bǔ)償子模塊為突發(fā)前饋式均衡器或突發(fā)判決反饋式均衡器，所述時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)子模塊為快速時(shí)鐘恢復(fù)子模塊。
[0035]所述突發(fā)前饋式均衡器或突發(fā)判決反饋式均衡器用于對(duì)所述電壓信號(hào)做自適應(yīng)色散補(bǔ)償。
[0036]同樣為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了光收發(fā)合一模塊評(píng)估板單元，包括如上所述的不同長(zhǎng)度的傳輸線設(shè)計(jì)以及連接器，具體包括不同長(zhǎng)度發(fā)射差分傳輸線123、不同長(zhǎng)度接收差分傳輸線122、光模塊電口連接器121;
[0037]所述的不同長(zhǎng)度的傳輸線設(shè)計(jì)(評(píng)估板單元的電路板上設(shè)計(jì)了不同長(zhǎng)度的差分傳輸線)用于實(shí)現(xiàn)光模塊連接在主板上時(shí)電信號(hào)在不同長(zhǎng)度的傳輸路徑的上的傳輸損耗產(chǎn)生的時(shí)延與畸變；
[0038]所述的連接器用于連接光模塊與評(píng)估板單元，此連接器也會(huì)對(duì)電信號(hào)產(chǎn)生部分的損耗與反射。
[0039]同樣地為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了誤碼儀測(cè)量單元，用于測(cè)量各單元輸出的電信號(hào);誤碼儀測(cè)試單元包括:誤碼檢測(cè)器和碼型發(fā)生器。
[0040]同樣為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種高速光模塊的接收測(cè)試方法，包括以下步驟:
[0041]光收發(fā)合一模塊的接收端接收光信號(hào)并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，此電信號(hào)經(jīng)過后置放大器放大經(jīng)過評(píng)估板傳輸線輸出；
[0042]對(duì)所述電信號(hào)做色散補(bǔ)償處理，并將處理后的電信號(hào)輸出；
[0043]對(duì)處理后的電信號(hào)進(jìn)行誤碼測(cè)試，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求指標(biāo)判定經(jīng)過補(bǔ)償后的電信號(hào)恢復(fù)質(zhì)量，以衡量光模塊接收端在主板上使用的電信號(hào)性能。
[0044]進(jìn)一步地，所述對(duì)所述電信號(hào)做色散補(bǔ)償處理的步驟包括:
[0045]對(duì)所述電信號(hào)做色散補(bǔ)償；
[0046]對(duì)補(bǔ)償后的電信號(hào)進(jìn)行相位恢復(fù)和數(shù)據(jù)整形處理；
[0047]對(duì)恢復(fù)和整形后電信號(hào)進(jìn)行預(yù)加重處理，并將處理后的電信號(hào)輸出。
[0048]進(jìn)一步地，在所述對(duì)所述電信號(hào)做色散補(bǔ)償之前還包括:
[0049]對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)