CN108923252B - 基于bob盲调技术的dfb激光器apc抗噪方法 - Google Patents

基于bob盲调技术的dfb激光器apc抗噪方法 Download PDF

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Abstract

基于BOB盲调技术的DFB激光器APC抗噪方法，包括步骤：写入寄存器初始值；比较P0值与设定值大小，判断光功率值是否在正常值范围，若是，则调试完成，若否，则判断光功率值偏大或偏小，若偏大，则减小调制电流若偏小，则增大调制电流；判断DAC是否为零;增大调制电流值，反向搜索光功率值，并比较最大功率值与设定值大小，判断最大光功率值是否偏大;判断平均光功率是否在正常值范围，若是则调试完成，输出DAC值与光功率值。克服温度变化或者激光器老化所引起的阈值变化，保持激光器的平均光功率不变；解决板级噪声引起的光功率调试失败问题，提高了生产效率和良率降低了生产成本。

Description

基于BOB盲调技术的DFB激光器APC抗噪方法
技术领域
本发明属于激光抗噪领域。尤其涉及基于BOB盲调技术的DFB激光器APC抗噪方法。
背景技术
BOB技术是PON接入设备上的创新，其应用在硬件上节约了很大的成本，简化了ONU终端设备的系统组成和产测流程，通过BOB技术可以进行在板测试和校准，模块测试和系统测试能够快速完成，但是在实际的生产调试中，由于干扰和噪声等的影响，使得调试的不良率增加，从而影响生产效率和产测良率。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种新的基于BOB盲调技术的DFB激光器APC闭环调试抗噪方法。
基于BOB盲调技术的DFB激光器APC抗噪方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：写入寄存器初始值，设光发射机为逻辑0的光功率值为P0，光发射机为逻辑1的光功率值为P1；
S2：比较P0值与设定值大小，判断光功率值是否在正常值范围，若是，则调试完成，若否，则判断光功率值偏大或偏小，若偏大，则减小调制电流，重复S2；若偏小，则增大调制电流，重复S2；
S3：设调制电流大小为DAC，判断DAC是否为零，若为零则转S4；若不为零则转S2；
S4：增大调制电流值，反向搜索光功率值，并比较最大功率值与设定值大小，判断最大光功率值是否偏大，若P0从基本不变到第一次出现功率突然变小，且再增大DAC，P0将增大则转S5，否则重复S4；
S5：判断平均光功率是否在正常值范围，若是则调试完成，输出DAC值与光功率值，否则转S4。
进一步的，所述平均功率的计算公式为
Figure BDA0001766558510000021
P0为光发射机为逻辑0的光功率值，P1为光发射机为逻辑1的光功率值。
进一步的，所述光发射机还用于消光比调节，所述消光比计算公式为
Figure BDA0001766558510000022
本发明的有益效果在于：克服温度变化或者激光器老化所引起的阈值变化，使得激光器的平均光功率能够保持不变；有效解决了板级噪声引起的BOB光功率调试失败的问题，很大程度上提高了生产效率和良率，对光发送模块一致性的要求大为降低，提高了利用率和成品率，降低了生产成本。
附图说明
图1是基于BOB盲调技术的DFB激光器APC抗噪方法的原理图；
图2是APC环路电路；
图3是APC寄存器控制应用电路；
图4是目标MPD电流与APCSET之间的关系曲线图；
图5是APCSET_DAC与光功率的关系曲线。
具体实施方式
为使发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图1中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
本实施例提供基于BOB盲调技术的DFB激光器APC闭环调试抗噪方法。
APC环路电路如图2所示。其具体工作原理：与激光二极管靠近设置的监控用光电二极管PIN将激光二极管LD发出的光功率转换为与其成正比的光电流，电流通过一个外部电阻Rbiasset转换成电压Vpd，低通滤波后与参考电压VREF比较，通过误差放大器APC调整Ibias使得电压Vpd逼近参考电压VREF。电压VPD恒定表示流过光电二极管PD的电流恒定，也就是光电二极管LD的平均功率恒定。调节电阻Rbiasset的值用于设置激光二极管的平均发光功率水平。
本实施例基于APC环路电路的APC寄存器控制应用电路，通过改变APCSET寄存器的ADC值来改变偏置电流大小。如附图3所示，APC寄存器控制应用电路包括APC控制器及APC环路电路，APC控制器包括多个输入输出端，包括控制输入端、寄存器输入端、偏置电流输出调节端、调制电流输入端。APC控制器通过偏置电流输出调节端与APC环路电路相连。
通过MPD的反馈形成APC闭环控制，从而保证输出光功率的稳定。由此可见，光功率的稳定在PAC闭环下主要依靠MPD线上反馈电流的稳定，所以MPD反馈线的干净稳定是至关重要。
平均光功率和消光比是光收发器的两个重要参数指标。实际工作中，要求尽可能保持光发送机输出光功率及消光比稳定。目前为了在ONU大量生产时，不采用价格较为昂贵的光示波器设备，很多都采用一种无示波器的盲调技术，盲调技术主要调试BOB的消光比和平均光功率参数。
高速条件下，激光器工作在全调制状态，因此，P0>0，re为有限值。平均功率的计算公式为
Figure BDA0001766558510000031
消光比计算公式为
Figure BDA0001766558510000032
P0为光发射机为逻辑0的光功率值，P1为光发射机为逻辑1的光功率值。其一共有4个变量，其中只要定下两个变量的值，另外两个变量的值也就定了
在光发送端，电流被转换光功率输出，而在光接收端，光功率又被转回电流。由于信号在系统中传送时，各种网络元件会引起信号的衰减。保证接收器能可靠地区分逻辑“0”和逻辑“1”，以足够的功率发射光信号，在光接收机灵敏度一定的情况下，消光比越大，传输(中继)距离越大。
在GPON系统中，通常将目标消光比定义在13db，平均光功率定义为2dBm，按照以上公式计算出来之后P0＝-8.20dBm，P1＝4.80，Pavg＝1.58dBm；盲调即通过调整在没有调制信号时的APCSET_DAC的值，来使光功率达到P0＝-8.2dBm的值；在P0的基础上再通过增加调制电流MOD_DAC的值来使光功率达到Pavg＝1.58dBm。在不考虑其他误差的情况下就可以使消光比和光功率达到目标值。但事实情况并非想象的那么准确，通常会由于产测环境、器件的一致性、以及硬件电路本身等噪声所导致的问题，使实际值与目标值会有一定的差距。只是通过各种优化会使误差减小从而落入我们可以接受的范围之内。本发明所解决的正是由于电路噪声所引起的误差以及严重的影响产测效率的问题。
如附图4所示，目标MPD电流与APCSET之间的关系曲线图，该曲线都是单调的在所有值域范围之内，且MPD的电流大小和实际输出的前光功率之间也是单调的，所以按照单调这个原理当调制APCSET_DAC时肯定是能够找到对应的P0所对应的功率值的。但是在实际的测试发现就是当APCSET_DAC为0时所对应的光功率值比P0还大。产测软件是按照线性的关系判断，这最终就是调试通不过，P0无法调到对应的目标值。如果按照单调考虑，就无法找到P0所对应的功率值。但事实上并非如此，当APCSET_DAC的值变小时光功率的值反而变大，导致其值不是线性。也就是在某一个点上突然出现突变，且一下值基本就比较恒定了，随着APCSET_DAC值的变化光功率保持基本不变。DAC的值出现突变，板载噪声出现，噪声主要干扰影响了MPD的信号线，使得在突变点以下的APCSET_DAC值所对应的真实光光功率都淹没在噪声当中，此拐点以后，噪声将起主导作用。
原有的产测算法是按照该曲线做的一张查找表，0到255对应不同的MPD的电流值。再开始调试P0时主要是要找到激光器工作的低电平值，此时是没有调制信号存在的。所以P0对应的功率应该很小，对应需要的APCSET_DAC值也很小，所有正常的调试软件会出现由于初始的DAC值就已经落入噪声存在的大功率区间范围之内了，由于软件检测到功率较大，所以就会自动降低APCSET_DAC的值，但是对应的功率还是无法降低，直到APCSET_DAC的值降低到0时还是功率还是较大，表现出来就是找不到P0的值。造成这种现象存在的原因就是噪声的存在。基于BOB盲调技术的DFB激光器APC抗噪方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：写入寄存器初始值，设光发射机为逻辑0的光功率值为P0，光发射机为逻辑1的光功率值为P1；S2：比较P0值与设定值大小，判断光功率值是否在正常值范围，若是，则调试完成，若否，则判断光功率值偏大或偏小，若偏大，则减小调制电流，重复S2；若偏小，则增大调制电流，重复S2；S3：设调制电流大小为DAC，判断DAC是否为零，若为零则转S4；若不为零则转S2；S4：增大调制电流值，反向搜索光功率值，并比较最大功率值与设定值大小，判断最大光功率值是否偏大，若P0从基本不便到第一次出现功率突然变小，且再增大DAC，P0将增大则则转S5，否则重复S4；S5：判断平均光功率是否在正常值范围，若是则调试完成，输出DAC值与光功率值，否则转S4。
当出现APCSET_DAC值降低到0时，还是找不到P0对应的功率值时，开始反向以递增寻找第一个出现功率降低跳变的值作为P0的最接近的值。如附图5所示，APCSET_DAC与光功率的关系曲线，APCSET_DAC从0反向搜索，第一次出现较低功率值的时候，是最接近P0的点。
本发明实施例克服温度变化或者激光器老化所引起的阈值变化，使得激光器的平均光功率能够保持不变；有效解决了板级噪声引起的BOB光功率调试失败的问题，很大程度上提高了生产效率和良率，对光发送模块一致性的要求大为降低，提高了利用率和成品率，降低了生产成本。

Claims (3)

1.基于BOB盲调技术的DFB激光器APC抗噪方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：写入寄存器初始值，设光发射机为逻辑0的光功率值为P0，光发射机为逻辑1的光功率值为P1；
S2：比较P0值与设定值大小，判断光功率值是否在正常值范围，若是，则调试完成，若否，则判断光功率值偏大或偏小，若偏大，则减小调制电流，重复S2；若偏小，则增大调制电流，重复S2；
S3：设调制电流大小为DAC，判断DAC是否为零，若为零则转S4；若不为零则转S2；
S4：增大调制电流值，反向搜索光功率值，并比较最大功率值与设定值大小，判断最大光功率值是否偏大，若P0从基本不变到第一次出现功率突然变小，且再增大DAC，P0将增大则转S5，否则重复S4；
S5：判断平均光功率是否在正常值范围，若是则调试完成，输出DAC值与光功率值，否则转S4。
2.根据权利要求1所述基于BOB盲调技术的DFB激光器APC抗噪方法，其特征在于，所述平均光功率的计算公式为
Figure FDA0002406342260000011
P0为光发射机为逻辑0的光功率值，P1为光发射机为逻辑1的光功率值。
3.根据权利要求1所述基于BOB盲调技术的DFB激光器APC抗噪方法，其特征在于，所述光发射机还用于消光比调节，所述消光比计算公式为
Figure FDA0002406342260000012
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