CN107612615B - 一种并行光模块光功率校准方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种并行光模块光功率校准方法及系统，所述方法包括发射光功率校准步骤和/或接收光功率校准步骤，上位机控制驱动并行光模块的发射模块发光并由标准光模块的接收模块接收，获取并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数；接收光功率校准步骤用于对并行光模块的接收模块进行校准，上位机控制驱动标准光模块的发射模块发光并由并行光模块的接收模块接收，获取并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数。本发明的并行光模块光功率校准方法，支持校准并行光发射模块、并行光接收模块以及并行光收发一体模块，整个校准过程无需采用光功率计等测量仪器，节约硬件成本，不会引入仪器仪表带来的误差和人为误差，测试更加方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种光通信技术领域，具体地说，是涉及一种并行光模块光功率校准方法机系统。
背景技术
由于并行光模块没有背光检测，自身无法检测发射光模块输出光功率，而发射光模块输出光功率是激光器老化的一个重要指标。所以对发射光模块输出光功率的监控至关重要。同时，并行光模块中多通道之间的不一致性，为保证监控光功率的准确性，出厂前需要对并行光模块监控光功率进行校准处理。目前对于多通道发射光模块，输出光功率需要逐个对各通道测量拟合经验曲线或者通过多通道光功率计实现多通道测量。单通道测量的方式效率低，耗时长；使用多通道光功率计则增加生产成本。
传统的接收光模块输入光功率的测量需要使用光功率计分别测量各通道输入光功率，该种测量方式需要多次插拔光纤，或者通过光衰减器进行多个不同输入光功率测量。但是，多次插拔光纤和通过光衰减器测量容易引入系统误差和增大人为错误风险，而且耗时比较长、效率低等缺点。
发明内容
本发明为了解决现有并行光模块光功率校准效率低，耗时长或者成本高的技术问题，提出了一种并行光模块光功率校准方法，可以同时解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种并行光模块光功率校准方法，包括发射光功率校准步骤和/或接收光功率校准步骤，其中，
发射光功率校准步骤用于对并行光模块的发射模块进行校准，上位机控制驱动并行光模块的发射模块发光并由标准光模块的接收模块接收，获取并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数；
接收光功率校准步骤用于对并行光模块的接收模块进行校准，上位机控制驱动标准光模块的发射模块发光并由并行光模块的接收模块接收，获取并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数。
进一步的，所述发射光功率校准步骤，包括以下步骤：
（11）、上位机控制输出施加在并行光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流，驱动并行光模块的发射模块发光并由标准光模块的接收模块接收；
（12）、依次采集并行光模块的发射模块各通道的监视电流，根据标准光模块的接收模块各通道的响应电流获取各通道的接收光功率，将并行光模块的发射模块各通道的监视电流与所对应通道的接收光功率进行拟合，得到并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线，获取并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数；
（13）、将并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于并行光模块的发射模块中。
进一步的，步骤（12）中，将标准光模块的接收模块各通道的响应电流输入至标准光模块的接收模块相对应通道的光功率拟合曲线，计算出标准光模块的接收模块各通道的接收光功率。
进一步的，接收光功率校准步骤，包括以下步骤：
（21）、上位机控制输出施加在标准光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流，驱动标准光模块的发射模块发光并由并行光模块的接收模块接收；
（22）、依次采集标准光模块的发射模块各通道的监视电流，根据标准光模块的发射模块各通道的监视电流获取各通道的发射光功率，
（23）、采集并行光模块的接收模块各通道的响应电流，将并行光模块的接收模块各通道的响应电流与所对应通道的发射光功率进行拟合，得到并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线，获取并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数；
（24）、将并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于并行光模块的接收模块中。
进一步的，步骤（22）中，将标准光模块的发射模块各通道的监视电流输入至标准光模块的发射模块相对应通道的光功率拟合曲线，计算出标准光模块的发射模块各通道的发射光功率。
进一步的，还包括对标准光模块的发射模块校准步骤，包括以下步骤：
（31）、上位机控制输出施加在标准光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流，驱动标准光模块的发射模块发光；
（32）、依次采集标准光模块的发射模块各通道的监视电流，采用光功率计测量标准光模块的发射模块各通道的光功率；
（33）、将标准光模块的发射模块各通道的监视电流与所对应通道的光功率进行拟合，得到标准光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线，获取标准光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数；
（34）、将标准光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于标准光模块的发射模块中。
进一步的，还包括对标准光模块的接收模块校准步骤，包括以下步骤：
（41）、上位机控制输出施加在标准光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流，驱动标准光模块的发射模块发光并由标准光模块的接收模块接收；
（42）、依次采集标准光模块的发射模块各通道的监视电流，利用标准光模块的发射模块相对应通道的光功率拟合曲线计算得到各通道的光发射功率；
（43）、采集标准光模块的接收模块各通道的响应电流，将标准光模块的接收模块各通道的响应电流与所对应通道的光发射功率进行拟合，得到标准光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线，获取标准光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数；
（44）、将标准光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于标准光模块的接收模块中。
进一步的，若并行光模块的发射模块和并行光模块的接收模块集成为光收发一体模块时，分别进行发射光功率校准和接收光功率校准。
进一步的，所述标准光模块的接收模块与所述标准光模块的发射模块集成为标准光收发一体模块。
一种并行光模块光功率校准系统，包括上位机、标准光模块，所述上位机通过I2C与所述标准光模块和被测并行光模块连接，被测并行光模块为并行光发射模块、并行光接收模块或者并行光收发一体模块，所述标准光模块为标准光接收模块、标准光发射模块、或者标准光收发一体模块，被测并行光模块的光功率校准系统采用如权利要求1-9任一项所述的并行光模块光功率校准方法进行光功率校准。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的并行光模块光功率校准方法，支持同时多路校准并行光发射模块、并行光接收模块以及并行光收发一体模块，整个校准过程无需采用光功率计等测量仪器，节约硬件成本，只需将被测光模块和标准光模块分别与上位机连接，通过软件进行测试，不会引入仪器仪表带来的误差和人为误差，测试更加方便。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所提出的并行光模块光功率校准系统的一种实施例原理方框图；
图2是本发明所提出的并行光模块光功率校准方法的一种实施例中标准光模块校准示意图；
图3是本发明所提出的并行光模块光功率校准方法的一种实施例中并行光模块的发射模块校准示意图；
图4是本发明所提出的并行光模块光功率校准方法的一种实施例中并行光模块的接收模块校准示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由于并行光模块中多通道之间以及模块之间的不一致性，默认系数得到的光功率值可能不准确，出厂前需要对并行光模块监控光功率进行校准处理，拟合出电流与光功率之间的关系曲线，生成查找表或者获取曲线的系数进行存储，在产品使用过程中，根据电流值通过查找表查找出或者通过曲线计算出相应的光功率值，因此，关系曲线的精度高低直接决定光模块的监控精确度，基于目前发射光模块单通道校准测量的方式效率低，耗时长；使用多通道光功率计则增加生产成本，以及接收光模块的校准测量需要多次插拔光纤，容易引入系统误差和增大人为错误风险，而且耗时比较长、效率低等缺点，如何快速获取精度高的关系曲线，是本实施例主要解决的技术问题。
实施例一
本实施例提出了一种并行光模块光功率校准方法，包括发射光功率校准步骤和/或接收光功率校准步骤，其中，
发射光功率校准步骤用于对并行光模块的发射模块进行校准，上位机控制驱动并行光模块的发射模块发光并由标准光模块的接收模块接收，获取并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数；
接收光功率校准步骤用于对并行光模块的接收模块进行校准，上位机控制驱动标准光模块的发射模块发光并由并行光模块的接收模块接收，获取并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数。
其中，并行光发射模块和光收发一体模块的并行光模块具有发射模块，并行光接收模块和光收发一体模块的并行光模块具有接收模块。
本方法可以对并行光发射模块（并行光发射模块就是指只有发射模块的光模块）、并行光接收模块进行光功率校准，也可以对集成在一起的光收发一体模块进行校准，当对并行光发射模块进行校准时，只需执行发射光功率校准步骤即可，当对并行光接收模块进行校准时，只需执行接收光功率校准步骤即可，当对光收发一体模块进行校准时，需要分别执行发射光功率校准步骤和接收光功率校准步骤。
标准光模块为事先校准好的标准模块，其具有较理想的电流-光功率曲线，用于作为基准与待校准的光模块产品进行校准，其通道数量最好不低于待校准的并行光模块的通道数量，但也可以通过通道扩展的方式实现，采用多个标准光模块实现，为了提高标准光模块的通用性，优选标准光模块的接收模块与标准光模块的发射模块集成为标准光收发一体模块，当标准光模块为标准光收发一体模块时，被测件既可以是并行光发射模块，也可以是并行光接收模块，还可以是并行光收发一体模块，无需在测试不同的并行光模块时插拔更换标准件，操作更加方便。本实施例的并行光模块光功率校准方法，支持校准并行光发射模块、并行光接收模块以及并行光收发一体模块，整个校准过程无需采用光功率计等测量仪器，节约硬件成本，只需将被测光模块和标准光模块分别与上位机连接，通过软件进行测试，不会引入仪器仪表带来的误差，测试更加精准。
在测试校准之前，需要将上位机分别与被测光模块和标准光模块连接，上位机控制输出加载在光发射模块上的偏置电流。
作为一个优选的实施例，如图3所示，发射光功率校准步骤，包括以下步骤：
S11、上位机控制输出施加在并行光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流BIAS，驱动并行光模块的发射模块发光并由标准光模块的接收模块接收；由于所施加的偏置电流不同，并行光模块的发射模块发光功率也相应不同。
S12、依次采集并行光模块的发射模块各通道的监视电流IMON，根据标准光模块的接收模块各通道的响应电流RSSI获取各通道的接收光功率，并发送至上位机，由上位机将并行光模块的发射模块各通道的监视电流与所对应通道的接收光功率进行拟合，得到并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线，获取并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数；由于标准光模块的接收模块作为一个标准件，其响应电流-光功率的对应关系为可以获取的且是理想的，因此，只需在并行光模块的发射模块发光时，测得标准光模块的接收模块各通道的响应电流，即可获取各通道的接收光功率。由于被测并行光模块的发射模块与标准光模块的接收模块之间的传输距离短，光纤传输损耗可以忽略，因此，标准光模块的接收模块在各通道的接收光功率近似为并行光模块的发射模块在相应通道的发射光功率，由于并行光模块的发射模块各通道的监视电流IMON可采集获得，因此，通过拟合并行光模块的发射模块各通道的监视电流IMON与相应通道的发射光功率，即可作为并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线。
S13、将并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于并行光模块的发射模块中。在校准完毕之后直接对并行光模块的发射模块进行参数配置写入校准参数，可以避免手动校准时带来的人为错误。
步骤S12中，标准光模块的接收模块各通道的接收光功率的获取方法为，标准光模块的接收模块各通道的响应电流输入至标准光模块的接收模块相对应通道的光功率拟合曲线，计算出标准光模块的接收模块各通道的接收光功率。其中，标准光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于标准光模块的接收模块中，标准光模块的接收模块各通道的响应电流作为自变量即可计算出标准光模块的接收模块各通道的接收光功率，或者也可以通过查找表的方式，将标准光模块的接收模块各通道的响应电流与标准光模块的接收模块相对应通道的接收光功率的对应关系做成查找表存储于标准光模块的接收模块中，在获取标准光模块的接收模块各通道的响应电流RSSI之后，通过查找表查找相应的光功率。
优选的，如图4所示，在本实施例中接收光功率校准步骤包括以下步骤：
S21、上位机控制输出施加在标准光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流，驱动标准光模块的发射模块发光并由并行光模块的接收模块接收；
S22、依次采集标准光模块的发射模块各通道的监视电流，根据标准光模块的发射模块各通道的监视电流获取各通道的发射光功率，同样道理的，标准光模块的发射模块作为一个标准件，其监视电流-光功率的对应关系为可以获取的且是理想的，因此，只需在标准光模块的发射模块发光时，测得标准光模块的发射模块各通道的监视电流，即可获取各通道的发射光功率。
S23、采集并行光模块的接收模块各通道的响应电流，并发送至上位机，由上位机将并行光模块的接收模块各通道的响应电流与所对应通道的发射光功率进行拟合，得到并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线，获取并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数；并行光模块的接收模块通过光纤与标准光模块的发射模块通过光纤连接，由于传输距离短，光纤传输损耗可以忽略，标准光模块的发射模块各通道的发射光功率近似为并行光模块的接收模块各通道的接收光功率，因此，可以根据并行光模块的接收模块各通道的响应电流与标准光模块的发射模块相应通道的发射光功率，拟合得到并行光模块的接收模块响应电流与光功率曲线。
S24、将并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于并行光模块的接收模块中。在校准完毕之后直接对并行光模块的接收模块进行参数配置写入校准参数，可以避免手动校准时带来的人为错误。
同理的，步骤S22中，将标准光模块的发射模块各通道的监视电流输入至标准光模块的发射模块相对应通道的光功率拟合曲线，计算出标准光模块的发射模块各通道的发射光功率。
标准件光模块之所以能够作为标准件，需要在使用之前对其进行精确的校准，其校准的精确度直接影响到被测光模块校准的精确度，因此，还包括对标准光模块的发射模块校准步骤，如图2所示，包括以下步骤：
S31、上位机控制输出施加在标准光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流，驱动标准光模块的发射模块发光；
S32、依次采集标准光模块的发射模块各通道的监视电流，采用光功率计测量标准光模块的发射模块各通道的光功率；为了测量光功率更加准确，优选采用光功率计进行测量，光功率计可以是单通道的，分别测量各通道，也可以是多通道的，同时测量多个通道。由于标准光模块的接收模块的校准需要将标准光模块的发射模块的校准作为基准，因此，对于光收发一体模块的校准，首先校准标准光模块的发射模块，而且采用光功率计直接测量，所获取的光功率精度更高。
S33、将标准光模块的发射模块各通道的监视电流与所对应通道的光功率进行拟合，得到标准光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线，获取标准光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数；
S34、将标准光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于标准光模块的发射模块中。
进一步的，还包括对标准光模块的接收模块校准步骤，包括以下步骤：
S41、上位机控制输出施加在标准光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流，驱动标准光模块的发射模块发光并由标准光模块的接收模块接收；对于光收发一体的标准模块，优选采用自回环多点（一般选35点左右，光功率范围覆盖10dBm，具体点数选取与光功率范围等相关）测试，并对标准光模块的发射模块相对应通道的光功率曲线进行拟合，
S42、依次采集标准光模块的发射模块各通道的监视电流，利用标准光模块的发射模块相对应通道的光功率拟合曲线计算得到各通道的光发射功率；
S43、采集标准光模块的接收模块各通道的响应电流，并发送至上位机，由上位机将标准光模块的接收模块各通道的响应电流与所对应通道的光发射功率进行拟合，得到标准光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线，获取标准光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数；
S44、将标准光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于标准光模块的接收模块中。以便在对被测光模块进行校准时，上位机可以随时获取。
实施例二
一种并行光模块光功率校准系统，如图1所示，包括上位机、标准光模块，所述上位机通过I2C与所述标准光模块和被测并行光模块连接，被测并行光模块为并行光发射模块、并行光接收模块或者并行光收发一体模块，所述标准光模块为标准光接收模块、标准光发射模块、或者标准光收发一体模块，被测并行光模块的光功率校准系统采用如实施例一中所述的并行光模块光功率校准方法进行光功率校准。
其中，当仅校准并行光发射模块光功率时，包括上位机、标准光模块的接收模块，上位机通过I2C与并行光发射模块、标准光模块的接收模块连接，执行实施例一中的发射光功率校准步骤进行校准。
当仅校准并行光接收模块光功率时，包括上位机、标准光模块的发射模块，上位机分别通过I2C与并行光接收模块、标准光模块的发射模块连接，执行实施例一中的接收光功率校准步骤进行校准。
当对光收发一体模块进行光功率校准时，标准光模块优选为标准光收发一体模块，分别按照实施例一中的发射光功率校准步骤以及接收光功率校准步骤进行校准。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种并行光模块光功率校准方法，其特征在于，包括发射光功率校准步骤和/或接收光功率校准步骤，其中，
发射光功率校准步骤用于对并行光模块的发射模块进行校准，上位机控制驱动并行光模块的发射模块发光并由标准光模块的接收模块接收，获取并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数；
所述发射光功率校准步骤包括：
（11）、上位机控制输出施加在并行光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流，驱动并行光模块的发射模块发光并由标准光模块的接收模块接收；
（12）、依次采集并行光模块的发射模块各通道的监视电流，根据标准光模块的接收模块各通道的响应电流获取各通道的接收光功率，将并行光模块的发射模块各通道的监视电流与所对应通道的接收光功率进行拟合，得到并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线，获取并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数；
（13）、将并行光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于并行光模块的发射模块中；
接收光功率校准步骤用于对并行光模块的接收模块进行校准，上位机控制驱动标准光模块的发射模块发光并由并行光模块的接收模块接收，获取并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数；
所述接收光功率校准步骤包括：
（21）、上位机控制输出施加在标准光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流，驱动标准光模块的发射模块发光并由并行光模块的接收模块接收；
（22）、依次采集标准光模块的发射模块各通道的监视电流，根据标准光模块的发射模块各通道的监视电流获取各通道的发射光功率，
（23）、采集并行光模块的接收模块各通道的响应电流，将并行光模块的接收模块各通道的响应电流与所对应通道的发射光功率进行拟合，得到并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线，获取并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数；
（24）、将并行光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于并行光模块的接收模块中。
2.根据权利要求1所述的并行光模块光功率校准方法，其特征在于，步骤（12）中，将标准光模块的接收模块各通道的响应电流输入至标准光模块的接收模块相对应通道的光功率拟合曲线，计算出标准光模块的接收模块各通道的接收光功率。
3.根据权利要求1所述的并行光模块光功率校准方法，其特征在于，步骤（22）中，将标准光模块的发射模块各通道的监视电流输入至标准光模块的发射模块相对应通道的光功率拟合曲线，计算出标准光模块的发射模块各通道的发射光功率。
4.根据权利要求1-3任一项所述的并行光模块光功率校准方法，其特征在于，还包括对标准光模块的发射模块校准步骤，包括以下步骤：
（31）、上位机控制输出施加在标准光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流，驱动标准光模块的发射模块发光；
（32）、依次采集标准光模块的发射模块各通道的监视电流，采用光功率计测量标准光模块的发射模块各通道的光功率；
（33）、将标准光模块的发射模块各通道的监视电流与所对应通道的光功率进行拟合，得到标准光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线，获取标准光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数；
（34）、将标准光模块的发射模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于标准光模块的发射模块中。
5.根据权利要求1-3任一项所述的并行光模块光功率校准方法，其特征在于，还包括对标准光模块的接收模块校准步骤，包括以下步骤：
（41）、上位机控制输出施加在标准光模块的发射模块各通道不同大小的偏置电流，驱动标准光模块的发射模块发光并由标准光模块的接收模块接收；
（42）、依次采集标准光模块的发射模块各通道的监视电流，利用标准光模块的发射模块相对应通道的光功率拟合曲线计算得到各通道的光发射功率；
（43）、采集标准光模块的接收模块各通道的响应电流，将标准光模块的接收模块各通道的响应电流与所对应通道的光发射功率进行拟合，得到标准光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线，获取标准光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数；
（44）、将标准光模块的接收模块各通道的光功率拟合曲线系数存储于标准光模块的接收模块中。
6.根据权利要求1-3任一项所述的并行光模块光功率校准方法，其特征在于，若并行光模块的发射模块和并行光模块的接收模块集成为光收发一体模块时，分别进行发射光功率校准和接收光功率校准。
7.根据权利要求1-3任一项所述的并行光模块光功率校准方法，其特征在于，所述标准光模块的接收模块与所述标准光模块的发射模块集成为标准光收发一体模块。
8.一种并行光模块光功率校准系统，其特征在于，包括上位机、标准光模块，所述上位机通过I2C与所述标准光模块和被测并行光模块连接，被测并行光模块为并行光发射模块、并行光接收模块或者并行光收发一体模块，所述标准光模块为标准光接收模块、标准光发射模块、或者标准光收发一体模块，被测并行光模块的光功率校准系统采用如权利要求1-7任一项所述的并行光模块光功率校准方法进行光功率校准。
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