CN104539354B - 基于光模块眼图测试的信号提取装置及提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于光模块眼图测试的信号提取装置，其用于对CFP2(C form‑factor pluggable)光模块提取时钟信号以便眼图测试仪进行眼图测试，信号提取装置包括依次连接的光纤连接器、光电转换模块及时钟信号提取模块，光纤连接器用于接入待测CFP2光模块的光信号，光电转换模块用于将接入的光信号转换成电信号，时钟信号提取模块用于从转换的电信号中提取相应的时钟信号并经同轴头与眼图测试仪对应连接以使眼图测试仪根据待测CFP2光模块的时钟信号进行眼图测试。该信号提取装置在CFP2光模块不能自行输出时钟信号时，利用时钟信号提取模块提取CFP2光模块的时钟信号，操作简单，生产成本较低。本发明还提供了一种信号提取方法。

Description

基于光模块眼图测试的信号提取装置及提取方法

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种基于光模块眼图测试的信号提取装置及提取方法。

背景技术

目前，CFP2(C form-factor pluggable 2)的尺寸为CFP光模块的一半而消耗的功率比CFP的一半还低，这意味着网络设备制造商在过渡到CFP2模块后可使单板的端口密度增加一倍，带宽容量相应也会增加一倍，正是这样的优势推动着市场对CFP2光模块的大量需求，CFP2光模块广泛应用在数据、通讯、存储网络、甚至云计算领域中。

为保证CFP2光模块的质量或分析CFP2光模块故障，使用前或故障后需测试CFP2光模块的性能指标，CFP2光模块的性能指标测试主要在于信号质量，即光模块的眼图、抖动，眼图包含了丰富的信息，包括幅度稳定性、信号畸变、消光比、抖动过冲等，体现了数字信号整体的特征，能够很好的评估数字信号的品质，一般测试CFP2光模块的光信号眼图需要根据CFP2光模块输出的时钟信号来进行。

然而，由于有的CFP2光模块不输出时钟信号，眼图测试仪又无法直接从CFP2光模块的光信号中获取时钟信号，导致CFP2光模块的光信号眼图无法测试。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能在CFP2光模块不能输出时钟信号时提取CFP2光模块的时钟信号的基于光模块眼图测试的信号提取装置及提取方法。

一种基于光模块眼图测试的信号提取装置，其用于对外形封装可插拔(C form-factor pluggable，CFP2)光模块提取时钟信号以便眼图测试仪进行相应眼图测试，所述信号提取装置包括依次连接的一个光纤连接器、一个光电转换模块及一个时钟信号提取模块，所述光纤连接器用于接入待测试的CFP2光模块的光信号，所述光电转换模块将所述光纤连接器接入的光信号转换成相应的电信号，所述时钟信号提取模块从转换的电信号中提取相应的时钟信号并经一个同轴头与眼图测试仪对应连接以使眼图测试仪根据待测CFP2光模块的时钟信号进行眼图测试。

一种基于光模块眼图测试的信号提取方法，其用于对外形封装可插拔(C form-factor pluggable，CFP2)光模块提取时钟信号以便眼图测试仪根据时钟信号进行相应眼图测试，所述信号提取方法包括以下步骤：

接入待测试光信号；

将接入的待测光信号转换成相应电信号；

从相应电信号中提取相应时钟信号。

与现有技术相比，本发明提供的基于光模块眼图测试的信号提取装置及提取方法中，利用光电转换模块将待测CFP2光模块的光信号转换为电信号后，再利用时钟信号提取模块提取待测CFP2光模块信号的时钟信号以便眼图测试仪能根据提取的时钟信号进行眼图测试，在CFP2光模块不能自行输出时钟信号时，利用时钟信号提取模块提取的时钟信号输入至眼图测试仪进行测试，操作简单，生产成本较低。

附图说明

图1是本发明提供的基于光模块眼图测试的信号提取装置的模块示意图。

图2是采用图1中信号提取装置的眼图测试系统示意图。

图3是本发明提供的基于光模块眼图测试的信号提取方法的流程图。

主要元件符号说明

信号提取装置 100

光纤连接器 120

光电转换模块 140

时钟信号提取模块 160

分光单元 142

光电转换单元 144

时钟提取单元 162

控制单元 164

同轴头 170

眼图测试仪 200

CFP2光模块 300

光耦合器 400

网管系统 500

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，其为本发明实施方式提供的一种基于光模块眼图测试的信号提取装置100，其从外形封装可插拔(C form-factor pluggable，CFP2)光模块300中提取时钟信号以便图2中的眼图测试仪200根据时钟信号进行待测CFP2光模块的眼图测试。

信号提取装置100包括依次连接的一个光纤连接器120、一个光电转换模块140及一个时钟信号提取模块160，所述光纤连接器120用于接入待测试的CFP2光模块200的光信号，所述光电转换模块140将光纤连接器120接入的光信号转换成相应的电信号，所述时钟信号提取模块160从光电转换模块140转换的电信号中提取相应的时钟信号并经一个同轴头170与眼图测试仪200中的同轴头对应连接以使眼图测试仪200对待测CFP2光模块300进行眼图测试。

光纤连接器120的类型依需要选择，本实施方式中，光纤连接器120的类型为FC型(Ferrule Connector)。

光电转换模块140包括一个分光单元142及四个光电转换单元144，所述分光单元142用于将光纤连接器120接入的光信号分成四路光信号并分别传输至对应的四个光电转换单元144，由于CFP2的光信号是由四路波长的光信号合路到一根光纤中传输的，若要分别观察这4个波的光信号眼图，则需用分光单元142将四个波长的光信号分出来，四个光电转换单元144分别将四路光信号转换成四路电信号后传输至时钟信号提取模块160。

各光电转换单元144包括一个光电二极管(PIN)及一个跨阻放大器(Trans-impedance Amplifier，TIA)，本实施方式中，PIN1～PIN4将分光单元142分出的四路光信号分别转换成电信号，由于当接收光功率较小时，从PIN输出的信号不够大，TIA1～TIA4分别将PIN1～PIN4输出的信号对应进行放大、限幅，以使光电转换模块140输出的信号是等幅数字信号从而不受接收光功率大小的影响。可以理解的是，光电转换单元144可以是分离的PIN与TIA组合，也可是PIN与TIA集成的光接收组件(Receiver Optical Subassembly，ROSA)。本实施方式中，光电转换单元144是分离的PIN与TIA。

时钟信号提取模块160包括一个时钟提取单元162及一个控制单元164，本实施方式中，所述时钟提取单元162分别与四个光电转换单元144的TIA1～TIA4依次连接用以从四个TIA1～TIA4输出的电信号中恢复时钟信号。可以理解的是，时钟提取单元162的芯片结构可以依需要自行设置选择，如选择单片四通道、四个单通道或两个双通道等。

所述控制单元164在信号提取装置100运行时先对时钟提取单元162进行初始化时钟源及时钟频点参数配置，时钟源配置是控制单元164根据需要控制时钟提取单元162输出的各路时钟信号与待测CFP2光模块各路光信号相对应，也即根据待测的CFP2的通道号，选择从时钟提取单元162的对应的通道提取时钟，例如，若要测试CFP2的通道(lane)0的眼图，则要选择从时钟提取单元162中的通道(lane)0中提取时钟，一般四个通道的光信号均需进行测试，当然也可依据实际需要自行设定单独需要测试的通道光信号。时钟频点配置是控制单元164根据眼图测试仪200所需的特定的频点配置时钟提取单元162输出合适的时钟频点，给到眼图测试仪200作参考钟进行测试。

可以理解的是，控制单元164通过网线与电脑相连进行通信，控制单元164用于运行测试操作系统和测试程序，测试操作系统提供一个开放的开发和测试环境，如vxworks操作系统，测试程序在操作系统中运行，本实施方式中，控制单元164通过I2C通信接口访问时钟提取单元162，并通过测试命令函数来设置时钟提取单元162的初始化参数。

时钟提取单元162初始化完成后，控制单元164再不用与电脑连接，信号提取装置100直接上电后通过信号提取装置100上设置的相应按键开关配置测试所需的时钟源和时钟频点。

如图2所示，在采用信号提取装置100进行眼图测试的系统中，待测的CFP2光模块TX的光信号经1:1的光耦合器400分为两路，一路光信号经光纤发送到眼图测试仪200的RX，另一路光信号经光纤发送到信号提取装置100中，眼图测试仪200通过同轴电缆接入信号提取装置100的同轴头170中，本实施方式中，网管系统500连接至单盘CFP2光模块用以控制CFP2光模块的光信号通道。

对CFP2光模块进行眼图测试时，首先CFP2光模块200所在的单盘上电，信号提取装置100上电，CFP2光模块200和信号提取装置100的程序运行完成后，通过按键开关让控制单元164给时钟提取单元162下发眼图测试仪所需的参考时钟的配置，通过网管系统对单盘上的CFP2光模块的4个通道进行操作，例如，100GE业务，测试CFP2的第一路通道，在网管上关掉其他3路的激光器，按下“通道1”，“8分频”的按键，使控制单元164配置时钟提取单元162输出的参考时钟信号来自于第一通道，频点为3.22GHz。完成后，信号提取装置100发出的参考时钟信号通过同轴电缆输入到眼图测试仪200中，同时CFP2光模块300发出的高速光信号通过光纤输入到眼图测试仪200中，从而眼图测试仪200分别接收CFP2光模块发出的数据光信号和信号提取装置100发出的时钟电信号进行眼图测试。

请参阅图3，其为本发明实施方式提供的一种基于光模块眼图测试的信号提取方法的流程图，所述信号提取方法用于对CFP2光模块提取时钟信号以便眼图测试仪进行相应眼图测试，所述信号提取方法包括以下步骤：

S100：接入待测试光信号；

S200：将接入的待测光信号转换成相应电信号；

S300：从相应电信号中提取相应时钟信号。

在步骤S100中，利用光纤连接器120接入待测试的CFP2光模块200的光信号。

在步骤S200中，将光信号转换为电信号包括以下步骤：

S210：将接入的光信号分成四路光信号；

S220：分别将四路光信号对应转换成四路电信号。

在步骤S210中，利用分光单元142将光纤连接器120接入的光信号分成四路光信号并分别传输至对应的四个光电转换单元144。

在步骤S220中，利用四个光电转换单元144分别将四路光信号转换成四路电信号。本实施方式中，各光电转换单元144包括PIN及TIA，四个PIN1～PIN4将分光单元142分出的四路光信号分别转换成电信号，四个TIA1～TIA4分别将转换后的电信号进行放大。

在步骤S300中，利用时钟提取单元162分别从四个TIA1～TIA4输出的电信号中恢复时钟信号。

为节约测试时间，在步骤S100之前包括初始化配置参数步骤。

在初始化步骤中，利用控制单元164对时钟提取单元162进行初始化时钟源及时钟频点参数配置，时钟源配置是控制单元164根据需要控制时钟提取单元162输出的各路时钟信号与待测CFP光模块各路光信号相对应，也即根据待测的CFP2的通道号，选择从时钟提取单元162的对应的通道提取时钟，时钟频点配置是控制单元164根据眼图测试仪200所需的特定的频点配置时钟提取单元162输出合适的时钟频点，给到眼图测试仪200作参考钟进行测试。

可以理解的是，初始化步骤中，首先将控制单元164通过网线与电脑相连进行通信，时钟提取单元162初始化完成后，控制单元164再不用与电脑连接，信号提取装置100直接上电后通过信号提取装置100上设置的相应按键开关配置测试所需的时钟源和时钟频点。

本发明提供的基于光模块眼图测试的信号提取装置100及提取方法中，利用分光单元142将待测CFP2光模块的光信号分成四路后经光电转换单元144转换为电信号，再利用时钟提取单元162根据控制单元164的初始化配置依需要提取待测CFP2光模块各路信号的相应时钟信号，以便眼图测试仪200能根据提取的时钟信号依需要进行眼图测试，在CFP2光模块不能自行输出时钟信号时，利用时钟提取单元162提取时钟信号输入至眼图测试仪200进行测试，操作简单，生产成本较低。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其他各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于光模块眼图测试的信号提取装置，其用于对外形封装可插拔(C form-factor pluggable，CFP2)光模块提取时钟信号以便眼图测试仪进行相应眼图测试，所述信号提取装置包括依次连接的一个光纤连接器、一个光电转换模块及一个时钟信号提取模块，所述光纤连接器用于接入待测试的CFP2光模块的光信号，所述光电转换模块将所述光纤连接器接入的光信号转换成相应的电信号，所述时钟信号提取模块从转换的电信号中提取相应的时钟信号并经一个同轴头与眼图测试仪对应连接以使眼图测试仪根据待测CFP2光模块的时钟信号进行眼图测试；

所述光电转换模块包括一个分光单元及四个光电转换单元，所述分光单元用于将所述光纤连接器接入的光信号分成四个波长的光信号并分别传输至对应的所述四个光电转换单元，所述四个光电转换单元分别将四个波长的光信号转换成四路电信号后传输至所述时钟信号提取模块；

网管系统连接至单盘上的CFP2光模块用以对CFP2光模块的四个通道进行操作，所述信号提取装置还设有按键开关，所述按键开关用于配置测试所需的时钟源和时钟频点。

2.如权利要求1所述的基于光模块眼图测试的信号提取装置，其特征在于，所述时钟信号提取模块包括一个时钟提取单元及一个控制单元，所述时钟提取单元分别与所述四个光电转换单元依次连接用以从所述各光电转换单元输出的电信号中对应提取各路时钟信号，所述控制单元用于根据需要设置所述时钟提取单元输出的各路时钟信号与待测CFP2光模块各路光信号相对应并根据眼图测试仪的要求设置所述时钟提取单元的输出时钟频点。

3.如权利要求1所述的基于光模块眼图测试的信号提取装置，其特征在于，所述各光电转换单元包括一个光电二极管及一个跨阻放大器，所述各光电二极管将所述分光单元分出的各路光信号转换成电信号，所述跨阻放大器将所述光电二极管输出的信号进行放大。

4.如权利要求3所述的基于光模块眼图测试的信号提取装置，其特征在于，所述光电转换单元为光电二极管与跨阻放大器的集成组件。

5.一种基于光模块眼图测试的信号提取方法，其用于对外形封装可插拔(C form-factor pluggable，CFP2)光模块提取时钟信号以便眼图测试仪根据时钟信号进行相应眼图测试，所述信号提取方法包括以下步骤：

接入待测试光信号；

将接入的待测光信号转换成相应电信号；

从相应电信号中提取相应时钟信号，通过按键开关配置测试所需的时钟源和时钟频点；

将接入的待测光信号转换成相应电信号的步骤中包括以下步骤：将接入的待测光信号分成四个波长的光信号，分别将四个波长的光信号对应转换成四路电信号；

其中，网管系统连接至单盘上的CFP2光模块用以对CFP2光模块的四个通道进行操作。

6.如权利要求5所述的基于光模块眼图测试的信号提取方法，其特征在于，在所述接入待测光信号步骤前还包括以下步骤：

初始化配置参数，其包括初始化配置时钟源及时钟频点参数。

7.如权利要求6所述的基于光模块眼图测试的信号提取方法，其特征在于，在初始化步骤中，根据需要设置所输出的各路时钟信号与待测CFP2光模块各路光信号相对应并根据眼图测试仪的特定的频点设置输出时钟频点。