CN105227232A - 光模块发射光功率的调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种光模块发射光功率的调试方法，利用本发明可以使得控制偏置电流的控制器能在很少的调试次数内达到需要的目标偏置电流，且不会因为偏置电流控制器的设定值不合理造成良品光模块触发关断偏置电流的保护电路，导致重新调试。本发明通过下述技术方案予以实现：在组成的调试系统中，设定光功率计为指定波长的波长量程和光发射器发射光功率的容忍值，光功率自动调试软件赋于偏置电流控制器一个比最小电流略大的初始值，光模块光功率自动调试软件将获取的发射器光功率值与该发射器的目标光功率值作差，该差值若小于所述光发射器预先设定的容忍范围，则判定为调试成功，否则继续进行调试。

Description

光模块发射光功率的调试方法

技术领域

本发明是关于光通信领域，调试光模块光发射器发射光功率的方法。

背景技术

在现有技术光通信网络中，如广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)所需要的作为核心光电子器件之一的光收发模块的种类越来越多，要求也越来越高，复杂程度也以惊人的速度发展。光收发模块的急剧增加导致了多样性，需要不断发展相关技术满足这样应用需求。光收发模块作为光纤接入网的核心器件推动了干线光传输系统向低成本方向发展。光模块是由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。发射部分包括LED、VCSEL、FPLD、DFBLD等几种光源；接收部分包括PIN型和APD型两种光探测器。发射部分是输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定。接收部分是：一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。经前置放大器后输出相应码率的电信号。简单的说，光收发模块的作用就是光电转换，发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。光纤收发器是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元，在很多地方也被称之为光电转换器。光纤收发器包括三个基本功能模块：光电介质转换芯片、光信号接口(光收发一体模块)和电信号接口(RJ45)，如果配备网管功能则还包括网管信息处理单元。其中，智能的XFP光模块具有数字监控功能和支持热插拔特性。另外，XFP光模块还能够同时支持低价位短距离传输和高性能长距离传输的应用，从300m到80km。经过长距离传输后的光信号，叠加了光纤色散和噪声，使光模块接收机端的信噪比容忍度下降，导致判决误差增大。

近年来，光纤通信已成为当今信息社会不可或缺的神经系统。为了确保向光纤信道提供可靠、高性能的光接口，支持日趋复杂的通信链路管理，人们在通信系统中广泛采用了性能监测技术。光收发模块中的数字诊断功能就提供了一种低成本的性能监测手段。通过光模块的数字诊断功能，网络管理单元可以实时监测收发模块的温度、供电电压、激光偏置电流以及发射和接收的光功率。通过对这些参数的测量，管理单元能迅速找出光纤链路中发生错误的具体位置，简化维护工作，提高系统的可靠性。

目前作为现代信息交换、处理和传输主要支柱的光通信网，一直不断向超高频、超高速和超大容量发展，由此对光模块的生产工艺工序提出了更加严格的要求，在保证质量的前提下，要尽量减少光模块的生产时间，在每个重要的环节都需要进行优化和调试。程序调试无疑是让很多程序员最为头痛的一件事情，程序要随时随地进行测试，让人很有挫折感。大部分现有技术在调试光模块光发射器发射光功率时，通常采用的自动化调试方法是二分法，二分法是一种每次把搜索区间收缩一半的快速搜索算法。最优化算法中的二分法，是用MATLAB实现的，这种调试的算法，不仅给编程者造成了很大的代码量，而且调试时间太长，容易因为给偏置电流控制器的设定值不合理，超出光模块光发射器能承受的电流范围，导致光发射器触发保护电路关断偏置电流，而出现无光的现象，这就导致必须人工手动调试，严重影响生产效率。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种更方便快捷，调试时间短，调试精度高，能够大幅提高工作效率的光发射器发射光功率调试的方法。

本发明的上述目的可以通过以下技术方案予以实现：一种光模块发射光功率的调试方法，具有如下技术特征：PC机通过RS232总线串口连接光功率计，通过USB连线连接光模块测试板，光模块的发射器接口通过光纤跳线连接光功率计组成调试系统；然后设定光功率计的波长设置值为被测模块发射器的波长和光发射器发射光功率的容忍值，光功率自动调试软件计算程序使光模块的微控制单元MCU赋于偏置电流控制器一个比该偏置电流控制器能提供的最小电流略大的初始值，光模块光功率自动调试软件通过RS232总线读取光功率计的示值，将获取的发射器光功率值与该发射器的目标光功率值作差，该差值若小于所述光发射器预先设定的该发射器的发射光功率偏差的容忍范围的容忍范围，则判定为调试成功，若该差值大于所述光发射器预先设定的该发射器的发射光功率偏差的容忍范围，则继续进行调试。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

调试时间快，调试精度高。利用本发明描述的调试方法，使得偏置电流控制器能在很少的调试次数内达到需要的目标偏置电流，且不会因为偏置电流控制器的设定值不合理造成良品光模块触发关断偏置电流的保护电路，导致重新调试，因此大大减少了调试时间。

更方便快捷，保证产品质量。本发明采用PC机串口连接光功率计，通过USB连线连接光模块测试板，将光模块的发射器接口通过光纤跳线连接到光功率计组成的调试系统，能够在保证产品质量的前提下大大提高生产效率。

本发明PC机通过上位机读取光功率计的示值，通过PC机的RS232接口可以获取光功率计的读数，获取光发射器的光功率值。访问时间快，准确度高，不易出现故障。本发明适用于光模块光发射器的发射光功率的调试。

本发明调试软件计算程序采用不允许调试次数超过5次，不让程序在有问题的模块调试上进入死循环。

附图说明

图1为发明调试系统硬件平台示意图。

图2为本发明调试软件的工作流程图。

具体实施方式

在图1中，PC机通过RS232总线串口连接光功率计，通过USB连线连接光模块测试板，将光模块的发射端连接光纤跳线到光功率计。接着将PC机的RS232接口通过RS232总线连接到光功率计。将光模块的发射器接口通过光纤跳线连接到光功率计组成调试系统。连接好PC机的RS232串口到光功率计，光模块上电后，光模块的微控制单元MCU会给偏置电流控制器赋一个初始值。该初始值往往很小，通常设定为比可调范围的最小值稍偏大的值，以保证对于发光效率较大的激光器不会触发其安全保护电路关断偏置电流，从而导致激光器无光输出。调试软件通过光模块光功率自动调试程序设定光功率计到待调试光模块的发射端口的波长(不同模块波长不同)，并使光模块的微控制单元MCU给偏置电流控制器赋一个比最小值略大的初始值(不同的方案，其具体值不同，模块初始化过程，不同模块初始参数不同)，PC机通过RS232接口读取光功率计的示值。光功率计可以采用支持RS232接口的，测试光波长范围广的，可支持测试光功率范围宽的型号为PMSII-A的光迅科技光功率计。

在光模块光功率自动调试程序中，首先会对偏置电流寄控制器最大值MAX赋值，对最小值MIN赋值，该调试程序会首先通过RS232总线读取光功率计上的功率值，然后判断循环程序的执行循环次数是否大于5次，若大于5次，则判定为调试失败，退出自动调试程序；若小于5次，则将从光功率计上获得的值和目标光功率值做差，若差值在预先设定的该发射器的发射光功率偏差的容忍范围内，则判定调试成功，退出自动调试程序；若差值不在预先设定的该发射器的发射光功率偏差的容忍范围内，则按照公式，目标寄存器值DAC值或目标寄存器值＝当前DAC值或当前寄存器值×目标光功率值/当前光功率值，得到最新的寄存器DAC值或新的寄存器值后则返回循环次数判定，继续执行程序，直到判定调试失败或者调试成功为止，退出调试程序。

进一步的，光模块光功率自动调试程序将获取的发射器光功率值与该发射器目标光功率值作差。调试软件算法程序根据判决条件该差值是否小于设定的该发射器的发射光功率偏差的容忍范围，若获取的发射器光功率值和目标光功率值的差值小于设定的该发射器的发射光功率偏差的容忍范围，则调试完成；否则就进行下一步。

进一步的，该差值若小于设定的该发射器的发射光功率偏差的容忍范围，则判定为调试成功。由于偏置电流控制器和偏置电流控制精度以及光器件的差异性，其正比例关系不是严格的比例关系，因此通常不是第一次调试就成功，而是经过反复几次调试，逐渐逼近目标值来实现。对于一般的光发射器的光功率调试，均采用调试偏置电流的方法，而一般调试偏置电流是通过调试偏置电流控制器的寄存器DAC值或寄存器值使得偏置电流改变，基本上大部分的偏置电流控制器和偏置电流的关系都是趋于正比例关系，故可利用如下公式：当前DAC值或当前寄存器值×目标光功率值/当前光功率值＝目标DAC值或目标寄存器值。

进一步的，若该差值大于设定的该发射器的发射光功率偏差的容忍范围，则需要进行调试。计算寄存器偏置电流控制器设定值的公式，目标寄存器值或目标DAC＝当前DAC值或当前寄存器值×目标光功率值/当前光功率值。

进一步的，偏置电流控制器得到新的寄存器值或DAC值后继续进行光模块光发射器的当前光功率和目标光功率的比较，直到符合设定的要求为止。

进一步的，为避免在故障光模块上耗费太多时间，不让程序在有问题的模块调试上进入死循环；若调试五次还未能达到目标值，则判定为光模块故障，退出调试。即调试软件算法程序不允许调试次数超过5次，若判定出调试次数已超过5次则判定为本次调试失败。

在图1所示的硬件平台实施例中，由于偏置电流控制器和偏置电流控制精度以及光器件的差异性，其正比例关系不是严格的比例关系，因此通常不是第一次调试就成功，而是经过反复几次调试，逐渐逼近目标值来实现。在光模块发射光功率的调试中，本发明采用AOP1/DAC1＝AOP2/DAC2的比例关系，来调试光模块光发射器的光功率。下面将以10GXFPER光模块为例，来进行说明，该方案采用的偏置电流控制器为Genum公司的一款集成度高的ICGN2010E。

硬件平台搭建如下：

首先将XFP光模块的发射端连接一个光纤跳线到光功率计，设置光功率计的波长为1550nm。接着将PC机的RS232接口通过RS232双绞线连接到光功率计。然后将XFP光模块插在处于上电模式的测试板，进行发射器的光功率调试。

整个自动调试软件程序的流程如下：

首先自动调试软件开始启动，初始化光模块，给光模块的偏置电流控制器赋初始值即寄存器118赋值0x20，该寄存器就是控制偏置电流大小的寄存器，该寄存器的可调范围为0x00到0xFF。该初始值往往很小，通常设定为比可调范围的最小值略大的值例如本案例选取的初始值为0x20，以保证不损伤激光器。接着，光功率自动调试程序通过RS232接口读取光功率计的示值AOP1，假设为-5dBm，并将获取的发射器光功率值与目标光功率值AOP(假设为1dBm)作差δ＝1.26mw-0.32mw＝0.94mw。然后，判定该差值δ若小于设定误差假设为0.13mw，则需要进行调试。计算控制偏置电流控制器的寄存器设定值的公式，寄存器118的值＝(当前118寄存器值×目标光功率值AOP)/当前光功率值AOP＝32×1.26/0.32＝0x7E。注意此处计算光功率时的单位为mw，且将寄存器的16进制转换为10进制。最后，得到新的寄存器值后继续进行XFP光模块光发射器的当前光功率和目标光功率的比较，直到符合设定的要求为止。为避免在故障光模块上耗费太多时间，若调试五次还未能达到目标值，则判定为光模块故障，退出调试。

以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进。本说明书中公开的所有特征或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。同时本说明书中对替代特征的描述是对等同技术特征的描述，不得视为对公众的捐献。

本说明书中用语若同时具有一般含义与本领域特有含义的，如无特殊说明，均定义为本领域特有含义。

Claims (5)

1.一种光模块发射光功率的调试方法，具有如下技术特征：PC机通过RS232总线串口连接光功率计，通过USB连线连接光模块测试板，光模块的发射器接口通过光纤跳线连接光功率计组成调试系统；然后设定光功率计的波长设置值为被测模块发射器的波长和光发射器发射光功率的容忍值，光功率自动调试软件计算程序使得光模块的微控制单元MCU赋于偏置电流控制器一个比该偏置电流控制器能提供的最小电流略大的初始值，光模块光功率自动调试软件通过RS232总线读取光功率计的示值，将获取的发射器光功率值与该发射器的目标光功率值作差，该差值若小于所述光发射器预先设定的容忍范围，则判定为调试成功，若该差值大于所述光发射器的发射光功率预先设定的偏差容忍范围，则继续进行调试。

2.如权利要求1所述的光模块发射光功率的调试方法，其特征在于：光模块光功率自动调试程序将获取的发射器光功率值与该发射器目标光功率值作差。调试软件算法程序根据判决条件该差值是否小于设定的该发射器的发射光功率偏差的容忍范围，若获取的发射器光功率值和目标光功率值的差值小于设定的该发射器的发射光功率偏差的容忍范围，则调试完成；否则就进行下一步。

3.如权利要求1所述的光模块发射光功率的调试方法，其特征在于：偏置电流控制器的目标寄存器按如下设定值计算公式计算目标寄存器的数模转换器DAC值或寄存器目标值，目标寄存器的数模转换器DAC值或寄存器目标值＝当前寄存器DAC值或当前寄存器值×目标光功率值/当前光功率值。

4.如权利要求1所述的光模块发射光功率的调试方法，其特征在于：偏置电流控制器得到新的寄存器值，继续进行光模块光发射器的当前光功率和目标光功率的比较，直到符合设定的要求为止，若调试大于5次还未能达到目标值，则判定为光模块故障，并退出调试程序。

5.如权利要求1所述的光模块发射光功率的调试方法，其特征在于：在光模块发射光功率的调试中，采用AOP1/DAC1＝AOP2/DAC2的比例关系，来调试光模块光发射器的光功率。