CN101217312B - 一种光接口测试夹具、测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光接口测试夹具、测试方法及系统。被测光接口与物理层芯片之间进行电信号的传输，该电信号满足光模块输入指标要求，该光接口测试夹具包括：至少两个与被测光接口连接的单臂模块，以及连接所述单臂模块的PCB走线，其中任意两个单臂模块和连接所述两个单臂模块的PCB走线共同形成电信号测试环路。本发明使用PCB测试板形成的电信号回路来对光接口进行测试，降低了因光模块和光纤线缆磨损造成的研发费用。

Description

一种光接口测试夹具、测试方法及系统

技术领域

本发明关于光纤通信领域，特别关于一种光接口测试夹具、测试方法及系统。

背景技术

随着网络速度的飞速发展，光纤接口的使用越来越多，在实际开发、测试过程中，通用的做法是使用光纤模块以及光纤线缆对产品内的光接口进行互联测试，如：光端口互联通路的建立，端口之间交换性能测试，烤机测试(模拟实际产品在一定工作条件下长期工作的一种测试)等。图1为现有技术中采用光模块和光纤线缆对光接口进行测试的示意图。产品通过光接口插槽提供对外的接口；光模块起到桥梁作用，提供与光接口插槽和光纤线缆接口，一端连接产品的光接口插槽，另外一端连接光纤线缆；通过光纤线缆将两个光模块端口进行环接。

图2为现有技术使用光模块和光纤线缆进行光接口测试的信号传输方式，该图以两个光接口为例进行描述。其中，PCB板上的TxA将物理层接口芯片A送出的电信号通过光接口插槽A提供给光模块A，光模块A将电信号转换成光信号，通过其光接口传送到光纤线缆上。在光纤线缆环接的另外一端，光模块B将光纤线缆送来的光信号转换成电信号，再通过其与光接口插槽B连接的电接口将电信号提供给光接口插槽B，光接口插槽B通过RxB将电信号送给物理层接口芯片B，这样形成一个单向的互联通路。同理，物理接口芯片B向物理接口芯片A发送数据也采用上述相同的方式，通过TxB将电信号通过光接口插槽B提供给光模块B，经过电光和光电转换后，光接口插槽A将接收到的电信号通过RxA提供给物理层芯片A。这样构成了一个双向的收发通路，即一个测试环路，完成两个物理层接口芯片之间的相互数据传输。

在光模块中包含一个微处理器，用于检测信号质量的好坏，并根据检测结果输出一个控制信号给物理层芯片，如以“0”电位表示信号质量不好，而以“1”电位表示信号质量好。物理层芯片根据收到的控制信号对形成的数据通路进行控制，如，当判断信号质量不佳时，则放弃后续到来的报文。在以上的信号传输过程中，如果光模块和光纤线缆都没有问题，则当发送端光接口插槽处测得的电信号满足光模块输入指标时，在接收端光模块给出的电信号也一定满足光接口插槽电信号的输入指标。如果测得该信号满足光模块输入指标，则表示测试环路已经建立，之后可以进行端口之间的交换性能测试和烤机测试等。

但是，一个产品能够提供的光接口多达24个甚至更多，在开发和测试同步进行时，需要大量光纤模块和光纤线缆来支持设计。由于光模块和光纤线缆在使用的过程中，很容易造成光纤模块和光纤线缆的损耗，大大增加了开发成本。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种光接口测试夹具。该测试夹具采用PCB测试板代替传统的光模块以及光纤线缆来进行光接口的测试。

为了实现以上发明目的，本发明实施例提供一种光接口测试夹具，其中，被测光接口与物理层芯片之间进行电信号的传输，所述电信号满足光模块输入指标要求。所述光接口测试夹具包括：至少两个与被测光接口连接的单臂模块，每个单臂模块对应地连接不同的光接口，以及连接所述单臂模块的PCB走线，其中任意两个单臂模块和连接所述两个单臂模块的PCB走线共同形成电信号测试环路。

本发明目的之二是提供一种光接口测试方法。该方法采用电通路代替传统的光模块和光纤线缆所形成的光通路来对光接口进行测试。

为了实现以上发明目的，本发明实施例提供一种光接口测试方法，所述方法包括：将至少两个单臂模块与被测光接口连接，每个单臂模块对应地连接不同的光接口；将PCB走线连接任意两个单臂模块；任意两个单臂模块和连接所述两个单臂模块的PCB走线共同形成电信号测试环路，采用所述电信号环路对所述被测光接口进行测试。

本发明的目的之三是提供一种光接口测试系统，该测试系统预先调整被测光接口所接收的物理层芯片的电信号，使其满足光模块输入指标要求，然后通过电信号环路对光接口进行测试。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供一种光接口测试系统，所述系统包括：电信号测试装置，判断被测光接口所接收的物理层芯片的电信号是否满足光模块输入指标要求，如果不满足则调整被测光接口所接收的物理层芯片的电信号，使其满足光模块输入指标要求；光接口测试夹具，所述光接口测试夹具包括：至少两个与被测光接口连接的单臂模块，每个单臂模块对应地连接不同的光接口，以及连接所述单臂模块的PCB走线，其中任意两个单臂模块和连接所述两个单臂模块的PCB走线共同形成电信号测试环路。

本发明实施例的测试夹具采用PCB板对光接口进行测试，以电信号测试环路代替传统的光信号测试环路，以这种低成本的解决方式替代昂贵的光模块和光纤线缆连接这种方案，降低了因光模块和光纤线缆磨损造成的研发费用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为现有技术中采用光模块和光纤线缆对光接口进行测试的示意图；

图2为现有技术使用光模块和光纤线缆进行光接口测试的信号传输方式；

图3为本实施例采用电信号测试环路进行光接口测试的示意图；

图4为本实施例的一种测试夹具与现有测试夹具的比较图；

图5为本实施例金手指与光接口插槽的连接关系图；

图6为本实施例的一种配置引脚电路图；

图7为本实施例的配置引脚电路的一个控制引脚的电路图；

图8为本实施例PCB测试板的一种尺寸图；

图9为本实施例支持多个光接口测试的PCB测试板尺寸图；

图10为本实施例支持两层光接口测试的PCB测试板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明能够采用PCB测试板这种简化的方式来代替光模块以及光纤线缆的测试是基于以下的基本原理：

由背景技术部分对图2的信号传输方式的描述可知，光模块和光纤线缆在两个光接口插槽之间实际上仅仅提供了一个双向的收发通路，即测试环路。在信号的发送端，光接口插槽提供光模块电信号，由光模块将电信号转换成光信号；在接收端，光模块将光信号转换成电信号提供给光接口插槽。

在正常的情况下(光模板和光纤线缆没有问题)，当发送端光接口插槽处测得的电信号满足光模块输入指标时(保证光模块能够正常工作)，接收端光模块提供的电信号也一定满足光接口插槽电信号的输入要求。这样就能形成一个测试环路。光接口插槽只传输电信号，而并不关心光接口插槽A到光接口插槽B之间的测试环路以什么形式传输信号。光接口插槽只要求传输的电信号满足光模块输入指标即可(对发送端，光接口插槽提供满足要求的电信号；对接收端，光接口插槽接收满足要求的电信号)。

对于这种互联环路，在光接口插槽提供给光模块电信号满足光模块输入指标要求的前提下，不管两个光接口插槽之间的信号是否通过了电光/光电之间的转换，只要对光接口插槽之间提供一个双向的测试环路即可，而对测试环路间以什么信号传输并不关心，即光接口插槽之间的测试环路对信号来说有效即可。因此，在开发过程中，预先对光接口插槽上的发送出去的电信号进行测试，以验证其是否满足光模块电信号输入参数。如果满足了要求，则认为测试环路已经建立。在一较佳实施方式中，考虑到实际测试阶段，该电信号可能由于一些不可预测的原因而产生变化，因此，在测试阶段还需要判断该电信号是否满足光模块的输入指标要求，如果不满足则需要进行调整。

图3为本实施例采用电信号测试环路进行光接口测试的示意图。以物理层接口芯片A对物理层接口芯片B发送数据为例，物理层接口芯片A发送电信号经过TxA到光接口插槽A。预先在光接口插槽A处有一个电信号测试装置(如图3所示的电信号测试点)对该电信号进行测试，并将该电信号调整到满足光模块输入指标要求。当此处的电信号满足光模块的输入指标要求时，则可保证使用光模块与光接口插槽A连接时，电信号也能满足光模块的正常工作要求。即在使用图2所示的方案中，光模块A一定能够正常工作，光模块A将光接口插槽A提供的电信号转换成光信号后，通过光纤线缆传送给光模块B，光模块B也一定能够把光信号转换成满足光接口插槽B输入要求的电信号。因此，将电信号在开发的阶段就预先调整到满足光模块输入指标的要求，即能够建立起物理层接口芯片A和物理层接口芯片B之间的测试环路。

如图3所示，如果在光接口插槽A到B之间提供一条电信号的测试环路，即将TxA^*与RxB^*使用电信号测试环路连接起来，而且保证从光接口插槽A发送的电信号经过该电信号通路到达光接口插槽B后，仍然能够满足光接口插槽B的输入要求指标，则这条单向通路同样能够用于光接口的测试。同理，TxB^*与RxA^*使用电信号通路连接起来也可以形成光接口的测试通路，从而建立双向的测试环路。

基于以上的基本原理，本发明的技术方案不再使用光模板和光纤线缆来连接光接口以对光接口进行性能测试，而是制作一块PCB测试板来实现光模板和光纤线缆的功能，该PCB测试板提供一条电信号通路对光接口进行测试，只要满足光接口插槽出的电信号满足光模块输入指标要求，则该测试环路建立成功。PCB测试板与光模块和光纤电缆组成的测试夹具相比，不仅成本大大降低，而且不易损耗。

图4为本实施例的一种测试夹具与现有测试夹具的比较图。如图所示，本实施例的测试夹具包括：与至少两个被测光接口连接的单臂模块，以及连接所述单臂模块的PCB走线，其中任意两个单臂模块和连接所述两个单臂模块的PCB走线共同形成电信号测试环路。

单臂模块包括连接光接口插槽的金手指(PCB板上一种封装的称法，此种封装上通过电镀的方法镀上一层黄金，形状类似于手指)和与金手指连接的配置引脚电路。其中单臂模块替代现有技术的光模块，而PCB走线替代现有技术的光纤电缆。该图以两个单臂模块为例进行说明。

单臂模块的金手指将光接口插槽的电信号提供给PCB走线；配置引脚电路将控制信号给提供给处于物理层接口芯片。整个测试卡形成一个测试环路。该PCB测试板各部分的具体描述如下：

(1)金手指部分，主要连接光接口插槽。金手指与光接口插槽的连接关系如图5所示，金手指的宽度直接决定了单臂模块的宽度。根据光接口的不同，可以将金手指做成符合SFP(Small Form-factor Pluggable，一种千兆光纤接口模块)或是XFP(Gigabit Small Form Factor Pluggable，一种万兆光纤接口模块)标准的两种测试卡，以分别支持千兆光接口或万兆光接口。

(2)配置引脚电路：该电路主要模拟光模块对收发状态的控制。由于为不同的物理层接口芯片提供的控制信号不一样，为兼容不一样的芯片，该配置引脚电路根据不同的物理层芯片提供不同的控制信号以触发该物理层芯片接通该测试通路，所谓接通是指，物理层芯片视为测试环路处于接通状态，并将从测试环路接收的数据包发给上层，而断开是指物理层芯片视为该测试环路处于断开状态或者是接收性能不佳的状态，并将从测试环路接收的数据包丢弃。

本实施例采用一种简单的电路来实现对不同类型的物理层芯片的兼容。图6为实现该兼容功能的一种配置引脚电路。如图所示，配置引脚电路60包含控制引脚单元601和收发通路单元602以及电源引脚和地引脚。其中，控制引脚单元601包含多个控制引脚(控制引脚1到控制引脚N)，并通过这些控制引脚与金手指61连接，从而为上层物理接口芯片提供控制信号，以保证物理接口芯片能够处于连通状态，即接通测试环路；收发通路单元602由RD+/-引脚和TD+/-引脚构成，它们一端与金手指61连接，提供与物理接口芯片连接路径，另一端与PCB走线连接，提供与另外一个单臂模块连接路径。中间连接的电容C1-C4主要是进行AC交流耦合；跨接在RD+/RD-中间的电阻R是用来进行端接匹配。电源和地，根据金手指的定义，进行相应的电源和地的连接。

图7为单个控制引脚的电路图，由于物理层芯片的类型不同，为了触发该物理层控制芯片所需的每个引脚的电位也不同。下面以该控制引脚提供高电平触发接通该测试环路为例来说明图7所示电路的工作原理，此时，只需要将电阻R1焊上，控制引脚与地线之间保持断开，这样控制引脚只通过R1与电源连接，并将高电平信号提供给物理层芯片，配合其他控制引脚的控制信号，物理层控制芯片这些控制引脚发出的控制信号后接通该测试环路，之后，在该测试环路上将进行其它一些接口性能的测试，如接口速率的测试，此时物理层芯片完成的是一些基本的通信编解码功能。

以上仅仅提供了实现该技术方案的一种电路结构，实际中还可以采用其它可以替代的方案，只要能够根据物理层芯片的要求提供相应的控制信号来接通该测试环路即可。本实施例的单臂模块与光模板的主要区别在于，本实施例的测试环路只传输电信号，并不进行光电转换。由于光插槽A到光插槽B之间的测试环路传输的信号类型并不影响对光接口的测试，所以在这种测试方案中该单臂模块完全可以替代光模块的功能。

(3)收发通路PCB走线：用来代替光纤线缆实现两个光接口之间的互联；这部分也是本实施例的技术方案与图2所示的技术方案的另一个区别。使用PCB测试板的技术方案时，PCB走线只传输电信号，而使用光模块和光纤线缆构成的测试夹具则通过光纤线缆传输光信号。

本实施例中两个光接口之间的互联，根据实际板上光接口插槽之间的间距来决定该测试PCB板的大小。图8为PCB测试板的尺寸图。“X”的值可以根据需要进行变化，这个值由所测光接口之间的间距决定，一般可以设定为两个相邻光接口的间距。

对于本实施例的测试夹具有以下几种变形的方式：

第一种变形是，该测试夹具可支持多个光接口。

该变形通过使用多个单臂模块来完成，根据产品上不同光端口之间的间距来决定两个单臂模块之间的间距由此构成整块测试板的长。图9为该变形方式的原理图。

另一种变形是，该测试夹具可以为多层结构，以支持更多的光接口，下面以两层结构为例进行说明。

由于PCB不属于柔性材质，不能扭曲以支持上下两层光接口，如图10所示，可以将上下两层的PCB走线通过柔性材质电路连接，以实现对更多的光接口进行测试。

本实施例采用以下的方法来实现光接口的测试：

形成被测光接口之间的电信号测试环路。该测试环路由前面所述的单臂模块和PCB走线形成。其中，单臂模块包括与光接口连接的金手指以及与金手指连接的配置引脚电路。

判断被测光接口所接收的物理层芯片的电信号是否满足光模块输入指标要求；如果不满足，则调整被测光接口所接收的物理层芯片的电信号，使其满足光模块输入指标要求。

如果满足，则接通该电信号测试环路，以对光接口性能进行测试。为了接通该测试环路，需要由配置引脚电路根据物理层芯片的类型向物理层芯片提供控制信号，物理层芯片接收该控制电信号后，接通电信号测试环路。

本发明实施例的测试夹具采用PCB板对光接口进行测试，以电信号测试环路代替传统的光信号测试环路，以这种低成本的解决方式替代昂贵的光模块和光纤线缆连接这种方案，降低了因光模块和光纤线缆磨损造成的研发费用。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光接口测试夹具，被测光接口与物理层芯片之间进行电信号的传输，所述电信号满足光模块输入指标要求，其特征在于，所述光接口测试夹具包括：

至少两个与被测光接口连接的单臂模块，每个单臂模块对应地连接不同的光接口，以及连接所述单臂模块的PCB走线，其中任意两个单臂模块和连接所述两个单臂模块的PCB走线共同形成电信号测试环路。

2.根据权利要求1所述的光接口测试夹具，其特征在于：

所述单臂模块包括：金手指，连接所述被测光接口；与所述金手指连接的配置引脚电路，通过所述金手指接收和发送所述电信号，并根据所述物理层芯片的类型向所述物理层芯片提供控制信号，以触发所述物理层芯片接通所述测试环路。

3.根据权利要求1所述的光接口测试夹具，其特征在于，所述光接口测试夹具为多层结构，通过柔性材质电路连接每层的所述PCB走线。

4.根据权利要求1所述的光接口测试夹具，其特征在于，所述金手指符合千兆光纤接口模块的标准或符合万兆光纤接口模块的标准。

5.根据权利要求1所述的光接口测试夹具，其特征在于，所述配置引脚电路包括电源引脚和地引脚，该配置引脚电路还包括：

收发通路单元，包括收发通路引脚，连接所述金手指和所述PCB走线，用于电信号的收发；

控制引脚单元，包含与物理层芯片对应的多个控制引脚，每个控制引脚将高电平或低电平作为控制信号发给所述物理层芯片，以触发所述物理层芯片接通所述测试环路。

6.一种光接口测试方法，其特征在于，所述方法包括：

将至少两个单臂模块与被测光接口连接，每个单臂模块对应地连接不同的光接口；

将PCB走线连接任意两个单臂模块；

任意两个单臂模块和连接所述两个单臂模块的PCB走线共同形成电信号测试环路，采用所述电信号环路对所述被测光接口进行测试。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用所述电信号环路对所述被测光接口进行测试包括：

判断被测光接口所接收的物理层芯片的电信号是否满足光模块输入指标要求；

如果不满足，则调整被测光接口所接收的物理层芯片的电信号，使其满足光模块输入指标要求；

如果满足，则根据所述物理层芯片的类型向所述物理层芯片提供控制信号，以触发所述物理层芯片接通所述测试环路。

8.根据权利要求6所述的光接口测试方法，其特征在于，所述控制电信号为高电平或低电平信号。

9.一种光接口测试系统，其特征在于，所述系统包括：

电信号测试装置，判断被测光接口所接收的物理层芯片的电信号是否满足光模块输入指标要求，如果不满足则调整被测光接口所接收的物理层芯片的电信号，使其满足光模块输入指标要求；

光接口测试夹具，所述光接口测试夹具包括：至少两个与被测光接口连接的单臂模块，每个单臂模块对应地连接不同的光接口，以及连接所述单臂模块的PCB走线，其中任意两个单臂模块和连接所述两个单臂模块的PCB走线共同形成电信号测试环路。

10.根据权利要求9所述的光接口测试系统，其特征在于，

所述单臂模块包括：金手指，连接所述光接口；与所述金手指连接的配置引脚电路，通过所述金手指接收和发送所述电信号，并根据所述物理层芯片的类型向所述物理层芯片提供控制信号，以触发所述物理层芯片接通所述测试环路。

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