CN112688731A

CN112688731A - 一种多通道tec快速温变系统

Info

Publication number: CN112688731A
Application number: CN202011537731.1A
Authority: CN
Inventors: 翟双喜; 王云波
Original assignee: Wuxi Dekeli Optoelectronic Technology Co ltd; Chengdu Tacgenray Co ltd
Current assignee: Wuxi Dekeli Optoelectronic Technology Co ltd; Chengdu Tacgenray Co ltd
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-04-20

Abstract

本发明涉及一种多通道TEC快速温变系统，包括多通道评估板、参考光源、第一光开关、第二光开关，多通道评估板上设置了多个待测光模块，参考光源用于通过第一光开关分别向多个待测光模块发送待调制光信号，以及接收多个待测光模块分别通过第二光开关发送的调制光信号；待测光模块用于将接收到的待调制光信号调制为调制光信号输出；第一光开关、第二光开关用于控制参考光源发送待调制光信号或接收调制光信号的路径。本方案的待测光模块的RX和TX各自独立，实现对所有待测光模块的RX和TX同时进行调制、测试以及校准等项目，并利用温变系统本身快速温变的优势，实现对待测光模块在高温、低温以及常温等不同度情况下的快速切换测试。

Description

一种多通道TEC快速温变系统

技术领域

本发明涉及光模块调制与测试技术领域，特别涉及一种多通道TEC快速温变系统。

背景技术

光模块用于对光信号进行调制、传输交互信号等。对于发射端TX而言，最终在光谱仪或示波器上展示出光信号的光眼图，如果光模块TX出现了故障，则最终得到的光眼图，即为不符合指标的眼图，这种不符合指标的光眼图信号在实际通讯过程中会引入传输误码从而出现信号失真等问题。对于接收端RX而言，同样，如果RX端的接收指标不达标，也会造成RX信号接收不完整，从而导致接收到的信号引入误码，使得系统传输信号失真。因此，需要对光模块进行测试，让光模块能够同时满足接收和发射的基本传输要求。

传统的测试方式如图5所示，需要额外准备独立的Bert板来给支持系统调测试，该方案每次只能测试一只模块，测试效率非常低，且工位连接需要大量的同轴电缆接入，工位维护相对复杂。

发明内容

本发明的目的在于提高测试效率，提供一种多通道TEC快速温变系统。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种多通道TEC快速温变系统，包括多通道评估板、参考光源、第一光开关、第二光开关，所述多通道评估板上设置了多个待测光模块，其中，

所述参考光源用于通过第一光开关分别向多个所述待测光模块发送待调制光信号，以及接收多个待测光模块分别通过第二光开关发送的调制光信号；

所述待测光模块用于将接收到的待调制光信号调制为调制光信号输出；

所述第一光开关、第二光开关用于控制参考光源发送待调制光信号或接收调制光信号的路径。

更进一步地，每个所述待测光模块包括光信号接收端RX、光信号发送端TX；所述光信号接收端RX与第一光开关的输出端连接，所述光信号发送端TX与第二光开关的输入端连接。

更进一步地，所述第一光开关包括接口IN1、接口IN2、多个接口OUT，多个所述待测光模块的光信号接收端RX分别与第一光开关的多个接口OUT一一对应连接；所述第二光开关包括接口OUT1、接口OUT2、多个接口IN，多个所述待测光模块的光信号发送端TX分别与第二光开关的多个接口IN一一对应连接。

更进一步地，还包括第一5:5分光器、第一1:9分光器、衰减器，所述参考光源的输出端TX与第一5:5分光器的输入端连接，第一5:5分光器的输出端分别与第一光开关的接口IN1、衰减器的输入端连接；衰减器的输出端与第一1:9分光器的输入端连接，第一1:9分光器的输出端与第一光开关的接口IN2连接。

更进一步地，还包括RX功率计，所述RX功率计与所述第一1:9分光器连接。

更进一步地，还包括第二5:5分光器、第一1:9分光器、光谱仪、光眼图示波器，所述第二光开关的接口IN1与第一1:9分光器的输入端连接，第一1:9分光器的输出端分别与光眼图示波器的输入端、第二5:5分光器的输入端连接，所述第二5:5分光器的输出端与光谱仪的输入端连接，第二光开关的接口IN2与参考光源的输入端RX连接，且光眼图示波器与参考光源连接通信。

更进一步地，还包括TX功率计，所述TX功率计与所述第二5:5分光器连接。

更进一步地，每个所述待测光模块包括端口RD-、端口RD+、端口TD-、端口TD+，所述端口RD-与端口TD-短接环回连接，所述端口RD+与端口TD+短接环回连接，所述待测光模块的光信号接收端RX将接收到的待调制光信号转换为待调制电信号后通过端口RD-、端口RD+环回至端口TD-、端口TD+形成调制电信号，端口TD-和端口TD+再将调制电信号发送至所述待测光模块的光信号发送端TX，由光信号发送端TX将调制电信号转换为调制光信号输出。

更进一步地，包括四个待测光模块，分别为第一待测光模块、第二待测光模块、第三待测光模块、第四待测光模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

（1）本方案的待测光模块的光信号接收端RX和光信号发送端TX各自独立，实现对所有待测光模块的RX和TX同时进行调制、测试以及校准等项目，并利用温变系统本身快速温变的优势，实现对待测光模块在高温、低温以及常温等不同度情况下的快速切换测试。

（2）本方案的温变系统可以随意扩展，其多通道评估板上的待测光模块通道可以随意扩展，通道数量可以根据实际操作空间大小和产能情况灵活调配，只需要将本系统中的第一光开关、第二光开关的接口随通道数量变化而变化即可。

（3）在操作过程中可以随时更换待测光模块，使得对每一个通道的待测光模块都有单独的控制，在某一路待测光模块完成测试后，可以直接跟换另一通道的待测光模块，从而继续更换待测光模块，以完成对所有通道的待测光模块实现调制和测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明温变系统模块示意图；

图2为本发明实施例温变系统模块示意图；

图3为本发明待测光模块内部端口示意图；

图4为本发明实施例测试光信号接收端RX的响应度时的PD相应曲线；

图5为现有技术的测试模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图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。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，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。

实施例：

本发明通过下述技术方案实现，一种多通道TEC快速温变系统，请参见图1，包括多通道评估板、参考光源、第一光开关、第二光开关，所述多通道评估板上设置了多个待测光模块（附图中以“DUT”表示），本实施例以四个待测光模块为例进行说明，请参见图2，包括第一待测光模块（DUT1）、第二待测光模块（DUT2）、第三待测光模块（DUT3）、第四待测光模块（DUT4），是本方案中需要进行调制和测试的对象。

其中，每个所述待测光模块包括光信号接收端RX、光信号发送端TX，待测光模块的光信号接收端RX与第一光开关的输出端连接，光信号发送端TX与第二光开关的输入端连接。

所述第一光开关包括接口IN1、接口IN2、多个接口OUT，多个所述待测光模块的光信号接收端RX分别与第一光开关的多个接口OUT一一对应连接；所述第二光开关包括接口OUT1、接口OUT2、多个接口IN，多个所述待测光模块的光信号发送端TX分别与第二光开关的多个接口IN一一对应连接。

当本实施例包括四个待测光模块时，所述第一光开关则包括四个接口OUT，请参见图2，分别为接口OUT1、接口OUT2、接口OUT3、接口OUT4，同理，所述第二光开关则包括四个接口IN，分别为接口IN1、接口IN2、接口IN3、接口IN4。

其中第一光开关的接口OUT1与第一待测光模块的光信号接收端RX连接，接口OUT2与第二待测光模块的光信号接收端RX连接，接口OUT3与第三待测光模块的光信号接收端RX连接，接口OUT4与第四待测光模块的光信号接收端RX连接。第二光开关的接口IN1与第一待测光模块的光信号发送端TX连接，接口IN2与第二待测光模块的光信号发送端TX连接，接口IN3与第三待测光模块的光信号发送端TX连接，接口IN4与第四待测光模块的光信号发送端TX连接。

容易理解的，当本方案包括N个待测模块时，则第一光开关有N个接口OUT，与N个待测模块的光信号接收端RX一一对应连接，同理，第二光开关也有N个接口IN，与N个待测光模块的光信号发送端TX一一对应连接。因此，本方案不限于所述待测光模块的数量，且第一光开关的接口OUT和第二光开关的接口IN随待测光模块数量的变化而变化。

请参见图3，每个所述待测光模块包括端口RD-、端口RD+、端口TD-、端口TD+，所述端口RD-与端口TD-短接环回连接，所述端口RD+与端口TD+短接环回连接，所述待测光模块的光信号接收端RX将接收到的待调制光信号转换为待调制电信号后通过端口RD-、端口RD+环回至端口TD-、端口TD+形成调制电信号，端口TD-和端口TD+再将调制电信号发送至所述待测光模块的光信号发送端TX，由光信号发送端TX将调制电信号转换为调制光信号输出。

请参见图1或图2，所述温变系统还包括第一5:5分光器、第一1:9分光器、衰减器、RX功率计，所述参考光源的输出端TX与第一5:5分光器的输入端连接，第一5:5分光器的输出端分别与第一光开关的接口IN1、衰减器的输入端连接；衰减器的输出端与第一1:9分光器的输入端连接，所述RX功率计与所述第一1:9分光器的输入端连接，第一1:9分光器的输出端与第一光开关的接口IN2连接。

同样，所述温变系统还包括第二5:5分光器、第一1:9分光器、光谱仪、TX功率计、光眼图示波器，所述第二光开关的接口IN1与第一1:9分光器的输入端连接，第一1:9分光器的输出端分别与光眼图示波器的输入端、第二5:5分光器的输入端连接，所述第二5:5分光器的输出端与光谱仪的输入端连接，TX功率计与第二5:5分光器连接，第二光开关的接口IN2与参考光源的输入端RX连接，且光眼图示波器与参考光源连接通信。

所述温变系统的工作原理：

所述第一光开关用于对各待测光模块的光信号接收端RX进行调制或测试的光路径切换，负责分配切换不同的待测光模块进程；所述第二光开关用于对各待测光模块的光信号发送端TX进行调制或测试的光路径切换，负责分配切换不同的待测光模块进程。且所述多通道评估板不可引入误码，需要100%真实转换为数字信号0、1电平。

需要注意的是，不可同时对所有待测光模块的光信号发送端TX进行调制和测试，也不同时对所有的待测光模块的光信号接收端RX进行调制和测试。但是其中一个待测光模块的光信号发送端TX可以与另一待测光模块的光信号接收端RX进行调制和并行的测试。

首先对待测光模块的光信号发送端TX进行测试：在测试光信号发送端TX时，该待测光模块的光信号接收端RX本身不能有接收信号的缺陷，比如焊接不良或器件本身接收灵敏度等问题。所述参考光源的输出端TX发送待调制光信号，经过第一5:5分光器后，50%的待调制光信号输入衰减器进行常规测试，另外50%的待调制光信号输入第一光开关的接口IN1，第一光开关可选择与任一待测光模块导通。

请参见图2，本实施例以第一光开关与第一待测光模块导通为例进行说明，箭头所指方向为信号传输方向，待调制光信号从第一待测光模块的光信号接收端RX进入第一待测光模块被转换为待调制电信号。由于第一待测光模块内端口RD-与端口TD-短接环回连接，以及端口RD+与端口TD+短接环回连接，待调制电信号通过端口RD-、端口RD+环回至端口TD-、端口TD+形成调制电信号。调制电信号再经第一待测光模块的光信号发送端TX转换为调制光信号输出使用，至此完成对参考光源输出端TX发送的待调制光信号的调制。

此时第二光开关选择接口IN1与第一待测光模块的光信号发送端TX导通，经过第二1:9分光器后，90%功率部分的调制光信号直接接入光眼图示波器，用来测试光眼图的相关指标，比如Maskmagin、ER、jitter、crossing point等一些光眼图相关参数。同时第二1:9分光器的10%功率部分的调制光信号进入第二5:5分光器，其中50%部分进入TX功率计实现测试光功率，另外50%部分进入光谱仪用来测试SMSR和wavelength等一些光谱参数。具体测试项目根据产品需求而定，后端可以接入不同分光器实现并行测试，比如光谱仪处还可以继续接入一个5:5分光器来实现一路测试SMSR光谱参数，另外一路用多波长计来测试更精准的波长。

然后对待测光模块的光信号接收端RX进行测试：光信号接收端RX可以进行测试的前提是该待测光模块的光信号发送端TX已经完成测试，且已确保该光信号发送端TX是满足测试指标的。所述参考光源的输出端TX发送待调制光信号经第一5:5分光器后，其中50%的功率经过衰减器，再进入第一1:9分光器，第一1:9分光器将90%功率部分进入第一光开关的接口IN2，以确保进入第一待测光模块的光信号接收端RX的光功率足够大。其余10%分光端口接入RX功率计，该RX功率计用于闭环监控作用，通过调整衰减器的衰减量来监控10%分光端口功率的大小，从而保证第一待测光模块的光信号接收端RX输入的参考信号90%的功率达到测试的目标功率大小。根据分光比例关系，在RX功率器处已知10%的功率光信号后，就可以得到另外90%光信号的功率大小。

作为举例，假设系统校准时进入RX功率计的光功率为P1（P1为RX功率计直接读取的数值），此时进入第一待测光模块光信号接收端RX的功率为P2（P2为标准功率计量测数据，需要校准技术员做人工测量），根据dBm = 10 log₁₀ ( P / 1mw)的换算关系，可以求出：

dBm1-dBm2=10log₁₀(P1/1mw)-10log₁₀P2/1mw)= 10log₁₀(P1/P2)=δ

其中δ为校准系数，由于P1/P2是通过分光器的两段的光的分光输出，这个比值一直是固定的，所以校准系数δ是一个定值。得到：

dBm1-dBm2=δ

由于dBm1是用RX功率计实时测量的，那么δ在校准系统的时候也已经得知，所以进入第一待测光模块的光信号接收端RX的光功率dBm2也被确定。

请参见图3，待测光模块中的端口RSSI和LOS等为DC直流部分，可以对待测光模块的RSSI校准、端口LOS以及RXDDMI等的指标进行测试。作为举例，如果要对第一待测光模块的光信号接收端RX进行RSSI校准，需要求出该RX的响应度，以图4所示的PD响应曲线，其中横坐标为入光的功率P，P的大小测量在前述已经做了阐述，可以实时被测量，纵坐标为光生电流Ip，该电流的大小可以被第一待测光模块内部的芯片直接读取获得。由此即可计算出该曲线的斜率Slope=Ip/P，且该Slope为PD的响应特性，为定值，该特性表明光电二极管将光信号转换为电信号的效率，当输出光功率达到一定值时，光电转化效率将趋于饱和，至此RX的校准已经完毕。实际光模块使用过程中，只需要知道PD端的响应电流（模块内部直接读取），然后通过已经被得知的Slope，就可以推算出入光的大小。

光信号接收端RX的其他常规指标，如LOS测试、RXDDMI测试等，原理也是通过调节衰减器，使待测光模块的RX端进光达到要求来进行调试或测试。这里判断如何达到目标功率已在前述做了阐述，同样是利用RX功率计的反馈闭环机制来处理，故不再赘述。

在对待测光模块的灵敏度进行测试时，该待测光模块的光信号发送端TX必须是已经通过测试，使用RX功率计调节衰减器，对第一待测光模块的光信号接收端RX的灵敏度门限或描点进行测试。由于多通道评估板没有误码分析功能，因此需要将光信号接收端RX接收到的参考信号通过loopback（上述所述的环回连接）的方式转换为光信号发送端TX输出的调制信号。并且由于调制信号从光信号发送端TX输出后至经过了第二光开关即到达参考光源的输入端RX，因此在这条路径上，调制信号的衰减非常小。而且光信号发送端TX已经通过了指标测试，则可以保证从光信号发送端TX输出的调制信号经过第二光开关再到达参考光源时不会引入任何误码。此时参考光源接收到参考信号后对其进行误码分析，所测试出来的误码率即为第一待测光模块的光信号接收端RX的误码率，其光信号发送端TX输出的参考信号进入参考光源的这部分作为信号零误码传递作用，即完成对待测光模块的光信号接收端RX的测试。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种多通道TEC快速温变系统，其特征在于：包括多通道评估板、参考光源、第一光开关、第二光开关，所述多通道评估板上设置了多个待测光模块，其中，

2.根据权利要求1所述的一种多通道TEC快速温变系统，其特征在于：每个所述待测光模块包括光信号接收端RX、光信号发送端TX；所述光信号接收端RX与第一光开关的输出端连接，所述光信号发送端TX与第二光开关的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种多通道TEC快速温变系统，其特征在于：所述第一光开关包括接口IN1、接口IN2、多个接口OUT，多个所述待测光模块的光信号接收端RX分别与第一光开关的多个接口OUT一一对应连接；所述第二光开关包括接口OUT1、接口OUT2、多个接口IN，多个所述待测光模块的光信号发送端TX分别与第二光开关的多个接口IN一一对应连接。

4.根据权利要求2所述的一种多通道TEC快速温变系统，其特征在于：还包括第一5:5分光器、第一1:9分光器、衰减器，所述参考光源的输出端TX与第一5:5分光器的输入端连接，第一5:5分光器的输出端分别与第一光开关的接口IN1、衰减器的输入端连接；衰减器的输出端与第一1:9分光器的输入端连接，第一1:9分光器的输出端与第一光开关的接口IN2连接。

5.根据权利要求4所述的一种多通道TEC快速温变系统，其特征在于：还包括RX功率计，所述RX功率计与所述第一1:9分光器连接。

6.根据权利要求2所述的一种多通道TEC快速温变系统，其特征在于：还包括第二5:5分光器、第一1:9分光器、光谱仪、光眼图示波器，所述第二光开关的接口IN1与第一1:9分光器的输入端连接，第一1:9分光器的输出端分别与光眼图示波器的输入端、第二5:5分光器的输入端连接，所述第二5:5分光器的输出端与光谱仪的输入端连接，第二光开关的接口IN2与参考光源的输入端RX连接，且光眼图示波器与参考光源连接通信。

7.根据权利要求6所述的一种多通道TEC快速温变系统，其特征在于：还包括TX功率计，所述TX功率计与所述第二5:5分光器连接。

8.根据权利要求1所述的一种多通道TEC快速温变系统，其特征在于：每个所述待测光模块包括端口RD-、端口RD+、端口TD-、端口TD+，所述端口RD-与端口TD-短接环回连接，所述端口RD+与端口TD+短接环回连接，所述待测光模块的光信号接收端RX将接收到的待调制光信号转换为待调制电信号后通过端口RD-、端口RD+环回至端口TD-、端口TD+形成调制电信号，端口TD-和端口TD+再将调制电信号发送至所述待测光模块的光信号发送端TX，由光信号发送端TX将调制电信号转换为调制光信号输出。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种多通道TEC快速温变系统，其特征在于：包括四个待测光模块，分别为第一待测光模块、第二待测光模块、第三待测光模块、第四待测光模块。