CN108551360A - 光模块测试方法、系统、电路及光模块 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种光模块测试方法、系统、电路及光模块，获取APD工作电流所对应的当前ADC值；判断当前ADC值是否大于预设ADC值；若是，则确定当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于当前APD工作电压确定目标DAC值，基于目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值，测试DAC值用于测试光模块；否则，增大当前ADC值。根据当前ADC值与预设ADC值的比较，并根据比较结果对当前ADC值进行调整，确定出当前ADC值大于预设ADC值时的目标DAC值，进而根据目标DAC值和测试门限值确定出测试DAC值进行光模块测试，保证了光模块测试时的OTDR指标。

Description

光模块测试方法、系统、电路及光模块

技术领域

本申请涉及光模块技术领域，尤其涉及一种光模块测试方法、系统、电路及光模块。

背景技术

光纤测试是光纤通信领域广泛应用的专门技术，基于OTDR(Optical Time DomainReflectometer，光时域反射仪)的光纤测试具有时间短、速度快、精度高等优点，因此广泛应用于光纤通信测试中。为了满足光纤检测的需要，光模块内置OTDR的技术不断发展，OTDR光模得到广泛应用。

OTDR主要利用光纤传播过程中的“瑞利散射”和“菲涅尔反射”两个原理，盲区和动态范围是OTDR的最关键指标。OTDR的动态范围为初始背向瑞利散射电平与噪声电平的分贝差值，动态范围越大，可测距离越长。盲区是指受菲涅尔反射影响，光电探测器饱和，在一定范围内OTDR曲线无法反映光纤线路状态的部分。为获得更大的动态范围，OTDR的光电探测器一般选用APD(Avalanche Photo Diode，雪崩光电二极管)器件，增加链路远端反射弱光的识别能力，提高动态范围，APD的反向击穿以及暗电流噪声对工作电压VOP非常敏感，如何保证APD的反向击穿与暗电流在最优范围，VOP是主要因素，也是提高动态范围的关键；对于盲区指标，如何让近端反射脉冲和反射饱和后快速恢复到正常电平，也需要APD工作在合适的电压范围。

现有技术中一般采用简单固定LUT表补偿APD的方式来保证OTDR指标，但是由于不同的OTDR对应的工作电压VOP存在差异以及APD本身的温漂及VBR离散型，单纯使用固定LUT表补偿APD工作电压VOP方式无法实现良好的OTDR指标，不能保证光模块的测试性能。

发明内容

本申请提供了一种光模块测试方法、系统、电路及光模块，以解决传统光模块测试时使用简单固定LUT表补偿APD不能保证APD的倍增相应在最优范围，影响OTDR指标的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种光模块测试方法，包括：获取APD工作电流所对应的当前ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)值，当前ADC值用于指示APD工作电压；判断当前ADC值是否大于预设ADC值；若是，则确定当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于当前APD工作电压确定目标DAC(Digital to analog converter，数模转换器)值，基于目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值，测试DAC值用于测试光模块，其中，测试DAC值小于目标DAC值；否则，增大当前ADC值。根据当前ADC值与预设ADC值的比较，并根据比较结果对当前ADC值进行调整，确定出当前ADC值大于预设ADC值时的目标DAC值，进而根据目标DAC值和测试门限值确定出测试DAC值进行光模块测试，保证了光模块测试时的OTDR指标。

第二方面，本申请实施例提供了一种光模块测试系统，包括：获取模块，用于获取APD工作电流所对应的当前ADC值，当前ADC值用于指示APD工作电压；判断模块，用于判断当前ADC值是否大于预设ADC值；处理模块，用于如果当前ADC值大于预设ADC值，则确定当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于当前APD工作电压确定目标DAC值，基于目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值，测试DAC值用于测试光模块，其中，测试DAC值小于目标DAC值；否则，增大当前ADC值。获取模块实时获取APD工作电流所对应的当前ADC值，判断模块根据当前ADC值与预设ADC值的比较，并根据比较结果对当前ADC值进行调整，确定出当前ADC值大于预设ADC值时的目标DAC值时，处理模块根据目标DAC值和测试门限值确定出测试DAC值进行光模块测试，保证了光模块测试时的OTDR指标。

第三方面，本申请实施例提供了一种光模块测试电路，包括：包括：MCU控制采样单元、升压单元和光电转换单元，其中：MCU控制采样单元包括ADC端和DAC端，ADC端与光电转换单元电连接，DAC端与升压单元的第一端电连接，升压单元的第二端与光电转换单元电连接；MCU控制采样单元获取APD工作电流对应的当前ADC值，判断当前ADC值是否大于预设ADC值，若是，则确定当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于当前APD工作电压确定目标DAC值，基于目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值；否则，通过升压单元为光电装换单元提供电压，增大当前ADC值。MCU控制采样单元根据当前ADC值与预设ADC值的比较，并根据比较结果对当前ADC值进行调整，确定出当前ADC值大于预设ADC值时的目标DAC值，进而根据目标DAC值和测试门限值确定出测试DAC值进行光模块测试，保证了光模块测试时的OTDR指标。

第四方面，本申请实施例提供了一种光模块，包括：光模块外壳；微处理器；用于存储微处理器处理可执行指令的存储器；光模块测试电路，微处理器光模块测试方法，在光模块开始测试前，获取APD工作电流所对应的当前ADC值；判断当前ADC值是否大于预设ADC值；若是，则确定当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于当前APD工作电压确定目标DAC值，基于目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值；否则，增大当前ADC值。微处理器根据当前ADC值与预设ADC值的比较，并根据比较结果对当前ADC值进行调整，确定出当前ADC值大于预设ADC值时的目标DAC值，进而根据目标DAC值和测试门限值确定出测试DAC值进行光模块测试，保证了光模块测试时的OTDR指标。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种光模块测试方法的流程示意图；

图2为本申请提供的一种光模块测试系统的结构示意图；

图3为本申请提供的一种光模块测试电路的框架示意图；

图4为本申请提供的一种光模块测试电路的结构示意图；

图5为本申请提供的一种光模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请进行详细说明。

如图1所示，为本申请提供的一种光模块测试方法的流程示意图，参见图1，所述测试方法包括：

S101，获取APD工作电流所对应的当前ADC值，当前ADC值用于指示APD工作电压。

光模块进行测试之前，为了保证OTDR指标，首先关闭光模块发光，读取APD的电流，获取APD工作电流中的ADC值。光模块上电之后，随着施加电压的变化，光模块内部的工作电压也随着变化，APD的电流值也会随着光模块内部的工作电压的变化而变化，因此光模块在不同时刻的工作电压对应的APD的工作电压是不同的，ADC值也会发生变化，用于指示APD工作电压的变化。

例如，初始时刻光模块的工作电压是40V，此时对应的APD工作电流中的ADC值为200。随着向光模块继续施加并提高电压值，在下一时刻，光模块的工作电压达到了44V，这时的APD工作电流所对应的ADC值必定是发生变化的，比如ADC值变为300。当然上述光模块不同工作电压VOP对应的ADC值只是示意性举例，不作具体限定。

S102，判断当前ADC值是否大于预设ADC值。

本申请中的预设ADC值时根据当前的APD发生反向击穿时的极限工作电流对应的ADC值。也就是说，如果光模块处于发光状态，当APD的工作电流对应的ADC值达到预设ADC值时，APD会发生反向击穿，此时光模块则会损坏，无法正常工作。

由上述可知，本申请在开始获取APD工作电流对应的ADC值之前关闭光模块发光就是基于上述原因。

S103,如果当前ADC值大于预设ADC值，则确定当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于当前APD工作电压确定目标DAC值，基于目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值。

如果S102中确定当前ADC值时大于预设ADC值的，则此时APD工作电流达到了APD的反向击穿电压对应的工作电流。此时获取当前的APD工作电压，根据获取到的当前APD工作电压确定目标DAC值，其中目标DAC值是对应当前APD工作电压的一个可调整电压值。最后根据目标DAC值和测试门限值确定出测试DAC值，最终获得测试DAC值可以保证APD工作电压处于稳定状态，不会发生反向击穿的风险。

在示意性实施例中，预设ADC值为500，可以认为在采集到ADC值为500时，APD器件的暗电流对应的工作电压达到了APD器件的反向击穿电压。

获取当前ADC值确定APD的当前工作电压，例如是45V，则此时目标DAC值对应也是45V，因为在45V时APD是处于反向击穿状态，因此无法进行OTDR测试。此时预设一个测试门限值ΔV，0V＜ΔV≤3V。根据ΔV确定出OTDR测试需要的测试DAC值，测试DAC值＝目标DAC值-ΔV，因此42V≤测试DAC值＜45V。因此本申请中测试DAC值是42V-45V中的任一值，保证在上述电压范围中进行光模块测试OTDR指标最优。

S104,如果当前ADC值小于预设ADC值，增大当前ADC值。

如果S102中确定当前ADC值时小于预设ADC值的，则此时APD工作电流未达到APD的反向击穿电压对应的工作电流。为了保证光模块测试时的最优指标，则需要对APD工作电压进一步调整，以使得APD工作电流进一步增大。

本申请中为了增大APD工作电压，最直接的是调整APD的DAC值。为了保证调整的精确度，预设一个电压调整步长最为步进调整DAC值的单位电压步长。在调节DAC值开始时刻获取当前的APD工作电流对应的当前ADC值，并且在步进调整过程中，不断的获取APD工作电流ADC值，只要ADC值小于预先ADC值，就可以不断的增大DAC值。

对应S101中，如果当光模块的工作电压在45V时达到APD的反向击穿电压值，因此从光模块初始工作电压40V开始需要一直按照预设电压调整步长进行增加(例如，电压调整步长为0.1V)APD的DAC值。此时首先获取光模块初始工作电压40V时的APD工作电流对应的当前ADC值，然后按照0.1V的电压调整步长对DAC值进行调整，可以在每次调整后或者调整几次后获取一次APD工作电流对应的ADC值，只要ADC值小于预设ADC值，继续调整DAC值。

随着DAC值的不断调整，APD工作电压升高，APD工作电流变大，相应的APD工作电流对应的ADC值不断变大。直至ADC值大于预设ADC值时，按照S102的方法进一步操作。需要指出的是，由于调整的精确度问题，本实施例中没有对ADC值等于预设ADC值的情况进行相应的描述，由上述对预设ADC值的定义，当APD电流对应的ADC值等于预设ADC值时，也可以确定当前的APD电流对应的APD工作电压也达到了反向击穿电压，确定之后的操作可参照是S102，在此不再赘述。

当获取到需要的测试DAC值，具体的可能是个电压值范围，则在电压范围中确定任一电压值为测试DAC值，将APD的DAC值调整到测试DAC值对应大小，打开光模块发光，进行光模块测试。

由上述实施例可知，本申请实施例提供的一种光模块测试方法，包括：获取APD工作电流所对应的当前ADC值，判断当前ADC值是否大于预设ADC值；若是，则确定当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于当前APD工作电压确定目标DAC值，基于目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值，否则，增大当前ADC值。根据当前ADC值与预设ADC值的比较，并根据比较结果对当前ADC值进行调整，确定出当前ADC值大于预设ADC值时的目标DAC值，进而根据目标DAC值和测试门限值确定出测试DAC值进行光模块测试，保证了光模块测试时的OTDR指标。

与上述实施例提供的一种光模块测试方法相对应，本申请还提供了一种光模块测试系统，如图2所示，

光模块测试系统包括：获取模块201、判断模块202和处理模块203。其中，获取模块201，用于获取APD工作电流所对应的当前ADC值，当前ADC值用于指示APD工作电压。判断模块202，用于判断当前ADC值是否大于预设ADC值。处理模块203，用于如果当前ADC值大于预设ADC值，则确定当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于当前APD工作电压确定目标DAC值，基于目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值，测试DAC值用于测试光模块，其中，测试DAC值小于目标DAC值；否则，增大当前ADC值。

进一步地，本实施例中处理模块203包括：确定单元和调整单元。确定单元，用于将目标DAC值与测试门限值进行差值运算确定测试DAC值，其中，测试门限值大于0V且小于或等于3V。调整单元，用于根据预设调整步长调整APD的DAC值，增大APD的工作电压，预设ADC值为反向击穿电压对应的ADC值，调整步长是APD工作电压的补偿值，当前DAC值根据补偿值调整增大。

本实施例获取模块201实时获取APD工作电流所对应的当前ADC值，判断模块202根据当前ADC值与预设ADC值的比较，并根据比较结果对当前ADC值进行调整，确定出当前ADC值大于预设ADC值时的目标DAC值时，处理模块203根据目标DAC值和测试门限值确定出测试DAC值进行光模块测试，保证了光模块测试时的OTDR指标。

本申请实施例还提供了一种光模块测试电路，如图3所示，为测试电路的框架示意图。

测试电路包括：MCU控制采样单元301、升压单元302和光电转换单元303，其中：MCU控制采样单元301包括ADC端和DAC端，ADC端与光电转换单元303电连接，DAC端与升压单元302的第一端电连接，升压电路单元302的第二端与光电转换单元303电连接。

光电转换单元303包括镜像电路和APD，APD的输入端与镜像电路的的输出端电连接。MCU控制采样单元301与镜像电路的第一数据端相连接，采集APD的电流ADC值并对ADC值进行监控，升压单元302与镜像电路的第二数据端相连接，为镜像电路提供反偏高压。MCU控制采样单元301根据当前ADC值与预设ADC值的比较，并根据比较结果对当前ADC值进行调整，确定出当前ADC值大于预设ADC值时的目标DAC值，进而根据目标DAC值和测试门限值确定出测试DAC值进行光模块测试，保证了光模块测试时的OTDR指标。

具体地，如图4所示，MCU控制采样单元301包括MCU、第一电容C1和第一电阻R1，MCU包括ADC端和DAC端，ADC端分别与第一电动C1的第一端和第一电阻R1的第一端电连接，第一电动C1的第二端和第一电阻R1的第二端接地。DAC端连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端连接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端接地，其中第二电阻R2的第二端和第三电阻R3的第一端连接升压单元302。

升压单元302包括一PWM型开关芯片、储能电感L1、二极管D1、第四电阻R4和第二电容C2。第四电阻R4的第一端与第二电阻R2的第二端和第三电阻R3的第一端电连接，第四电阻R4的第二端与第二电容C2的第一端电连接，第二电容C2的第二端接地。PWM型开关芯片第一端与第二电阻R2的第二端和第三电阻R3的第一端电连接，第二端和第三端分别连接储能电感L1的第一端和第二端，储能电感L1的第二端连接二极管D1的输入端，二极管D1的输出端连接光电转换单元303。

光电转关单元303包括一镜像电路、APD和TIA，其中镜像电路包括第一数据端、第二数据端和信号输出端，第一数据端分别与ADC端、第一电动C1的第二端和第一电阻R1的第二端电连接。第二数据端与二极管D1的输出端电连接，信号输出端连接APD的信号输入端，APD的信号输出端与TIA电连接。

PWM型开关芯片，利用开关快速切换，在储能电感L1的反激效应，以及二极管D1和第二电容C2实现升压，通过镜像电路，为APD提供反偏高压，另外镜像输出电流通过第一电阻R1//第一电容C1，经过MCU的ADC端采样，实现对APD工作电流进行实时监控；MCU通过DAC端可以调整APD_SET PIN脚电压，根据第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和PWM型开关芯片组成的反馈单元实现高压调整。

与上述提供的实施例相对应，本申请还提供了一种光模块的实施例，如图5所示，光模块包括光模块测试电路401、微处理器402和存储器403。光模块测试电路401、微处理器402和存储器403封装在光模块外壳内，微处理器402与存储器403通信连接，存储器403存储程序，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。微存储器可能包含随机存取存储器(random access memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

图中仅示出了一个微处理器，当然，微处理器402也可以根据需要，为多个微处理器。微处理器，用于读取存储器中存储的程序代码。执行上述实施例中的光模块测试方法。

微处理器402通常是控制光模块的整体功能，例如业务处理、光电通信，微处理402可以包括一个或多个处理器来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，微处理402可以包括一个或多个模块，微处理402和其他组件之间的交互。

光模块还包括电源组件，电源组件为光模块的各种组件包括光模块测试电路401、微处理器402和存储器403提供电力。电源组件可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为光模块生成、管理和分配电力相关联的组件。

在示例性实施例中，光模块还可以配置I/O接口，I/O接口为微处理402和外围接口模块之间提供接口，也可以是与光模块测试电路401提供的接口。

光模块测试前，获取APD工作电流所对应的当前ADC值；判断当前ADC值是否大于预设ADC值；若是，则确定当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于当前APD工作电压确定目标DAC值，基于目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值；否则，增大当前ADC值。微处理器402根据当前ADC值与预设ADC值的比较，并根据比较结果对当前ADC值进行调整，确定出当前ADC值大于预设ADC值时的目标DAC值，进而根据目标DAC值和测试门限值确定出测试DAC值进行光模块测试，保证了光模块测试时的OTDR指标。

文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于光模块测试系统、电路及光模块实施例而言，由于其中的光模块测试方法基本相似于光模块测试方法的实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见光模块测试方法实施例中的说明即可。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种光模块测试方法，其特征在于，所述方法包括：

获取APD工作电流所对应的当前ADC值，其中，ADC值用于指示APD工作电压；

判断所述当前ADC值是否大于预设ADC值；

若是，则确定所述当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于所述当前APD工作电压确定目标DAC值，基于所述目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值，所述测试DAC值用于测试光模块，其中，所述测试DAC值小于所述目标DAC值；

否则，增大所述当前ADC值。

2.根据权利要求1所述的光模块测试方法，其特征在于，所述基于目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值，包括：

将所述目标DAC值与所述测试门限值进行差值运算确定所述测试DAC值，其中，所述测试门限值大于0V且小于或等于3V。

3.根据权利要求1或2所述的光模块测试方法，其特征在于，所述增大当前ADC值包括：

根据预设调整步长增大所述当前ADC值，所述调整步长是APD工作电压的补偿值。

4.根据权利要求1所述的光模块测试方法，其特征在于，所述预设ADC值为反向击穿电压对应的ADC值。

5.一种光模块测试系统，其特征在于，所述系统包括：

获取模块，用于获取APD工作电流所对应的当前ADC值，所述当前ADC值用于指示APD工作电压；

判断模块，用于判断所述当前ADC值是否大于预设ADC值；

处理模块，用于如果所述当前ADC值大于预设ADC值，则确定所述当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于所述当前APD工作电压确定目标DAC值，基于所述目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值，所述测试DAC值用于测试光模块，其中，所述测试DAC值小于所述目标DAC值；否则，增大所述当前ADC值。

6.根据权利要求5所述的光模块测试系统，其特征在于，所述处理模块包括：

确定单元，用于将所述目标DAC值与所述测试门限值进行差值运算确定所述测试DAC值，其中，所述测试门限值大于0V且小于或等于3V。

7.根据权利要求5或6所述的光模块测试系统，其特征在于，当处理模块还包括：

调整单元，用于根据预设调整步长调整所述APD的DAC值，增大所述APD的工作电压，所述预设ADC值为反向击穿电压对应的ADC值，所述调整步长是APD工作电压的补偿值，所述当前DAC值根据所述补偿值调整增大。

8.一种光模块测试电路，其特征在于，包括：MCU控制采样单元、升压单元和光电转换单元，其中：

所述MCU控制采样单元包括ADC端和DAC端，所述ADC端与所述光电转换单元电连接，所述DAC端与所述升压单元的第一端电连接，所述升压单元的第二端与所述光电转换单元电连接；

所述MCU控制采样单元获取APD工作电流对应的当前ADC值，判断当前ADC值是否大于预设ADC值，若是，则确定所述当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于所述当前APD工作电压确定目标DAC值，基于所述目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值；否则，通过升压单元为光电装换单元提供电压，增大所述当前ADC值。

9.根据权利要求8所述的光模块测试电路，其特征在于，所述光电转换单元包括镜像电路和APD，所述APD的输入端与所述镜像电路的的输出端电连接；

所述MCU控制采样单元与所述镜像电路的第一数据端相连接，采集所述APD工作电流中的ADC值并对所述ADC值进行监控，所述升压单元与所述镜像电路的第二数据端相连接，为所述镜像电路提供反偏高压。

10.一种光模块，其特征在于，包括：

光模块外壳；

微处理器；

用于存储所述微处理器处理可执行指令的存储器；

如权利要求8或9所述的光模块测试电路，所述微处理器执行如权利要求1-4任一项所述的光模块测试方法，在光模块开始测试前，获取APD工作电流所对应的当前ADC值；判断所述当前ADC值是否大于预设ADC值；若是，则确定所述当前ADC值所指示的当前APD工作电压，基于所述当前APD工作电压确定目标DAC值，基于所述目标DAC值和测试门限值确定测试DAC值；否则，增大所述当前ADC值。