CN113938191A - 一种对光模块进行参数测试的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对光模块进行参数测试的方法及装置。其方法部分主要包括：设置BERT中PG的输出码型为PRBS13Q；被测光模块内部参数写入：从标准光模块1中读取内部光发射方向的DSP芯片1、DRIVER芯片1和TOSA1的参数配置，将其写入被测光模块内部各对应芯片的参数配置中；设置与被测光模块相连的光示波器和CDR，锁定标准速率的PAM4光信号，等待并读取示波器中计算出的PAM4参数值；判断读取的参数值是否符合要求；最终参数验证：设置BERT中PG的输出码型为SSPRQ，等待并读取光示波器中计算出的PAM4参数值并验证是否符合要求。本发明可以解决直接在SSPRQ码型条件下进行测试难以使得光信号的参数符合要求的问题。

Description

一种对光模块进行参数测试的方法及装置
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种对光模块进行参数测试的方法及装置。
背景技术
比特误码率测试仪(Bit Error Ratio Tester，BERT)是一种测量数据传输系统中比特误码率(Bit Error Ratio，BER)的电子测试设备，其中包含码型发生器(PatternGenerator，PG)和误码检测器(Error Detector，ED)。在光模块和光器件的研发和生产制造等环节中，BERT是对其进行设计验证和一致性测试所必配的测试设备。
800Gb/s光模块电接口(金手指)中高速电信号的定义为8路50GBaud(即100Gb/s)PAM4差分信号，这就要求在800Gb/s光模块的调试与测试过程中，必须在模块的电接口(金手指)上同时输入8路50GBaud PAM4差分信号和输出8路50GBaud PAM4差分信号，采用的BERT必须能同时发射8路50GBaud PAM4差分信号和接收8路50GBaud PAM4差分信号。
目前广泛使用的100Gb/s BERT只能支持收发4路25Gb/s NRZ差分信号，而400Gb/sBERT只能支持收发8路25GBaud PAM4差分信号，显然这些设备不能满足800Gb/s光模块的测试需求。
同时，800Gb/s光模块的参数测试采用的是PAM4信号格式，PAM4信号参数的调试与测试比NRZ信号要复杂得多，因此在测试与调试的过程中不可避免的要对被测光模块内部芯片的参数设置进行调整，尤其是被测光模块内部DSP芯片的参数。现有的100Gb/s和400Gb/s BERT设备以及采用的测试方法，在测试时只能按标准设定速率和码型让BERT(BitError Ratio Tester，比特误码率测试仪)起到PG(Pattern Generator，码型发生器)和ED(Error Detector，误码检测器)的功能，对于被测光模块内部参数的调整和优化不能起到任何作用。
对于上述参数测试问题，虽然IEEE标准中将BERT的速率规定为53.125GBaud，码型规定为SSPRQ。但是对于PAM4信号来说，SSPRQ这种码型的长度较长，在这种码型下的光信号质量一般会比短码型PRBS13Q下的光信号质量差，示波器软件对于SSPRQ码型下的PAM4参数计算时间也会比短码型PRBS13Q下的计算时间长，再加上对于模块内部的参数需要反复调整，如果直接在SSPRQ码型条件下被测模块光发射信号，往往难以使得光信号的参数符合要求。另外，虽然IEEE标准规定对PAM4信号测试接收灵敏度时的误码率为2.4×10-4，但事实上这个要求过低，如果这个标准来验收，几乎不可能正常通信。根据实测经验，误码率需要达到1×10-7的水平才能确保光模块在实际的工作链路中正常通信，现有的光模块测试时无法保证这个效果，所以会影响光模块在实际工作链路中正常通信。此外，现有BERT设备因体积较大、不便携带，且不带有光模块接口，对于工程现场简单快速验证800Gb/s光模块的需求也无法实现。
鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决上述被测光模块的参数测试问题以及测试设备问题，是本技术领域待解决的难题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种对光模块进行参数测试的方法及装置，方法部分通过分别设定PRBS13Q码型以及SSPRQ码型来对被测光模块光发射端的参数进行2次测试，以解决直接在SSPRQ码型条件下进行测试难以使得光信号的参数符合要求的问题。通过对被测光模块光接收端的参数进行2次测试，以解决误码率过高而不能确保光模块在实际的工作链路中正常通信的问题。本发明装置部分结构简单，便于携带，且带有光模块接口，有利于工程现场简单快速验证800Gb/s光模块的需求。
本发明实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种对光模块进行参数测试的方法，在光发射端，包括：
设置BERT中PG的输出码型为PRBS13Q；
被测光模块内部参数写入：从标准光模块1中读取内部光发射方向的DSP芯片1、DRIVER芯片1和TOSA1的参数配置，将其写入被测光模块内部各对应芯片的参数配置中；
设置与被测光模块相连的光示波器和CDR，锁定标准速率的PAM4光信号，等待并读取示波器中计算出的PAM4参数值；
判断读取的参数值是否符合要求：若不符合要求，则回到被测光模块内部参数写入步骤；若符合要求，进入最终参数验证步骤；
最终参数验证：设置BERT中PG的输出码型为SSPRQ，等待并读取光示波器中计算出的PAM4参数值并验证是否符合要求；
后置工作：保存测试数据并结束测试。
进一步的，在判断读取的参数值是否符合要求的步骤中，若不符合要求，还包括：
判断是否为多次不符合要求；
若是，则产生告警信息，并直接进入后置工作步骤；
若否，则回到被测光模块内部参数写入步骤。
第二方面，本发明还提供了一种对光模块进行参数测试的方法，在光接收端，包括：
设置BERT中PG的输出码型为PRBS31Q，开启ED；
从标准光模块1中读取内部光发射方向的芯片参数配置以及从标准光模块2中读取内部光接收方向的芯片参数配置，将其写入被测光模块内部各对应芯片的参数配置中；
灵敏度测试点判断：设置可调衰减器的衰减值，读取功率计上的功率值，判定是否为灵敏度测试点，若不符合，则重复灵敏度测试点判断步骤，若符合则进入误码率符合判断步骤；
误码率符合判断：读取BERT中ED统计的误码率，若不符合要求则产生告警信息并结束测试，若符合要求则进入最终参数配置步骤；
最终参数配置：从标准光模块2中读取内部光发射方向的芯片参数配置，将其写入被测光模块内部各对应芯片的参数配置中；
误码率降低判断：读取BERT中ED统计的误码率，判定误码率是否降低，若未降低，则返回到最终参数配置步骤，若降低则结束测试；
后置工作：保存测试数据并结束测试。
进一步的，在误码率降低判断步骤中，若误码率未降低，还包括：
判断是否为多次未降低；
若是，则直接进入后置工作步骤；
若否，则返回到最终参数配置步骤。
进一步的，所述标准光模块1以及所述标准光模块2的内部芯片参数配置均满足标准要求。
进一步的，所述BERT包括USB接口、下位机单片机单元、电源接口与电压转换单元、DSP单元1以及DSP单元2，其中，所述下位机单片机单元分别与所述DSP单元1、所述DSP单元2以及所述USB接口连接，所述电源接口与电压转换单元的输出端分别与所述下位机单片机单元、所述DSP单元1以及所述DSP单元2连接。
进一步的，所述DSP单元1包括包括标准光模块1以及光模块连接器1，其中：
所述标准光模块1包括电接口1、集成了PG和ED功能的DSP芯片1、TIA芯片1、ROSA1、模块单片机芯片1、DRIVER芯片1、TOSA1以及光接口1；
所述光模块连接器1通过IIC接口1与所述下位机单片机单元连接，所述电接口1与所述光模块连接器1连接，所述DSP芯片1与所述电接口1连接，所述模块单片机芯片1分别与所述DSP芯片1、所述TIA芯片1、所述ROSA1、所述DRIVER芯片1、所述TOSA1连接，所述DSP芯片1、所述DRIVER芯片1、所述TOSA1、所述光接口1、所述ROSA1、所述TIA芯片1、所述DSP芯片1依次连接。
进一步的，所述DSP单元2包括包括标准光模块2以及光模块连接器2，其中：
所述标准光模块2包括电接口2、集成了PG和ED功能的DSP芯片2、TIA芯片2、ROSA2、模块单片机芯片2、DRIVER芯片2、TOSA1以及光接口2；
所述光模块连接器2通过IIC接口2与所述下位机单片机单元连接，所述电接口2与所述光模块连接器2连接，所述DSP芯片2与所述电接口2连接，所述模块单片机芯片2分别与所述DSP芯片2、所述TIA芯片2、所述ROSA2、所述DRIVER芯片2、所述TOSA2连接，所述DSP芯片2、所述DRIVER芯片2、所述TOSA2、所述光接口2、所述ROSA2、所述TIA芯片2、所述DSP芯片2依次连接。
第三方面，本发明提供了一种对光模块进行参数测试的装置，应用第一方面以及第二方面所述的方法，所述装置包括下位机、上位机以及被测模块，其中，所述下位机包括BERT，所述BERT内设有测试连接器，所述上位机分别与所述下位机以及所述被测模块相连，所述被测模块与所述下位机的测试连接器相连。
进一步的，所述测试连接器包括设于DSP单元1内的PAM4信号输出射频连接器以及设于DSP单元2内的PAM4信号输入射频连接器，所述被测模块包括设有被测光模块的MCB测试板以及与所述被测光模块相连的光示波器和CDR，所述MCB测试板还包括与所述PAM4信号输出射频连接器相对应的输入射频连接器以及与所述PAM4信号输入射频连接器相对应的输出射频连接器，所述输入射频连接器以及所述输出射频连接器均与所述被测光模块相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
通过分别设定PRBS13Q码型以及SSPRQ码型来对被测光模块光发射端的参数进行2次测试，第1次是将BERT的输出码型设置为PRBS13Q，从标准光模块中读出已经过充分验证的内部芯片参数配置，写入被测光模块内部芯片参数配置。以此时测出的光眼图参数如果符合要求，即可确定被测光模块内部DSP和其它芯片的基本参数配置；第2次是将BERT的输出码型设置为SSPRQ，验证此时的光眼图参数是否符合标准的要求。根据实际经验，如果采用PRBS13Q码型测试出的光眼图质量较好，那么采用SSPRQ码型测试出的光眼图虽会有一定的劣化，但都能够满足标准的要求。
对被测光模块光接收端的参数进行2次测试，第1次设置被测光模块的内部参数，使得发射光眼图处在最佳的状态去测试被测光模块的接收误码率，此时被测光模块的光发射方向的参数配置采用标准光模块1的光发射方向的参数配置，被测光模块的光接收方向的参数配置采用标准光模块2的光接收方向的参数配置；第2次是调整被测标准光模块的内部参数，使得发射光眼图有一定的劣化，以获取被测光模块最佳的接收误码率，此时被测光模块的光发射方向和光接收方向的参数配置都采用标准光模块2的参数配置。在2次测试中的误码率都必须要小于1×10-7。通过这样的测试方法，能有效提升光模块光接收端的标准，使其误码率达到1×10-7的水平，确保光模块在实际的工作链路中的正常通信。
另外，本发明装置部分结构简单，便于携带，且带有光模块接口，有利于工程现场简单快速验证800Gb/s光模块的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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为本发明实施例1提供的一种对光模块进行参数测试的装置结构框图；
图2为本发明实施例1提供的对800Gb/s光模块光发射端进行参数测试的结构框图；
图3为本发明实施例1提供的对800Gb/s光模块光接收端进行参数测试的结构框图；
图4为本发明实施例2提供的对800Gb/s光模块光发射端进行参数测试的方法步骤图；
图5为本发明实施例2提供的对800Gb/s光模块光发射端进行参数测试的方法具体流程图；
图6为本发明实施例2提供的对800Gb/s光模块光接收端进行参数测试的方法步骤图；
图7为本发明实施例2提供的对800Gb/s光模块光接收端进行参数测试的方法具体流程图；
图8为本发明实施例3提供的另一种对光模块进行测试的装置结构框图；
图9为本发明实施例3提供的对800Gb/s光模块进行快速验证测试的结构框图；
图10为本发明实施例3提供的对800Gb/s有源光缆进行快速验证测试的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的方法部分是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。
需说明的是，本发明的下列实施例均以800Gb/s光模块的测试为例进行说明。从800Gb/s光模块内部的结构和功能单元来说，一般都会配置有数字信号处理(DSP)芯片，用来实现速率转换、时钟恢复、前向纠错(FEC)等功能。在光模块的研发过程中，DSP芯片单元的设计往往具有一定的难度，所以DSP芯片除了具备上述功能外，为了便于自身在研发过程中的调试与测试，芯片中都集成了对于伪随机码(PRBS)信号的诊断功能，利用这一特性恰恰可以实现BERT中的PG和ED核心功能。
PRBS码流并不是真正的随机码，它有精确的重复周期，具有可预测性。只要收发双方约定好使用的PRBS码型，接收端根据接收到的很少数据比特就可以据此精确预测后面到来的每个比特，PRBS码的这种自同步特性极大的方便了误码率的测试。根据这一特性，DSP芯片1发出的PRBS码流，可以由DSP芯片2来接收并统计误码率。
与400Gb/s光模块或者速率更低的光模块类似，800Gb/s光模块在测试时是将模块的电接口与BERT连接，重点测试的是模块的光接口参数。测试光发射端参数时，需要使用BERT的PG功能；测试光接收端参数时，需要使用BERT的PG和ED功能。
针对PAM4信号格式，光发射端的主要参数为发射机色散眼图闭合代价(TDECQ)、外光调制幅度(OMAouter)和消光比(ER)，光接收端的主要参数为接收灵敏度。如果以上这些PAM4信号参数不能满足标准规定的指标要求，则需要反复的调试与测试，这一过程相对于NRZ信号要复杂得多，因此在测试与调试的过程中不可避免的要对被测光模块内部芯片的参数设置进行调整，尤其是被测光模块内部DSP芯片的参数。这些参数包括映射参数(Binary、Gray)、极性调整参数(Invert)、基于FIR滤波器的3-Tap去加重参数(Pre-cursor、Main-cursor、Post-cursor)，以及DSP中内置放大器的参数(SW、Inner-eye1、Inner-eye2)。
现有的100Gb/s和400Gb/s BERT设备以及采用的测试方法，在测试时只能按标准设定速率和码型让BERT起到PG和ED的功能，对于被测光模块内部参数的调整和优化不能起到任何作用，而且如果直接在SSPRQ码型条件下被测模块光发射信号，往往难以使得光信号的参数符合要求。而本发明采用的装置及测试方法，则能解决上述问题。
实施例1：
如图1所示，本发明实施例1提供一种对光模块进行参数测试的装置，主要用于生产环境测试800Gb/s光模块的光发射端和光接收端参数，该装置主要包括上位机和下位机两个部分，具体的，所述上位机与下位机通过USB接口采用线缆连接，实现控制信息的下行和误码统计信息的上行；所述上位机部分用个人电脑(PC)以虚拟仪器的形式实现图形化的操作界面，为用户提供测试选项并显示测试结果，上位机部分包括硬件部分(例如个人电脑)和软件部分(例如各种操作软件)。
在本优选实施例中，所述下位机为用于进行参数测试的BERT，具体包括：USB接口、下位机单片机单元、电源接口与电压转换单元、DSP单元1和DSP单元2。其中，USB接口用于与上位机相连，下位机单片机单元分别与所述DSP单元1、所述DSP单元2以及所述USB接口连接，电源接口与电压转换单元的输出端分别与所述下位机单片机单元、所述DSP单元1以及所述DSP单元2连接。
在本优选实施例中，以800Gb/s光模块为例，所述DSP单元1包括标准光模块1(图中标准800Gb/s光模块1)以及光模块连接器1(图中800Gb/s光模块连接器1)，具体的，所述标准光模块1包括电接口1、集成了PG和ED功能的DSP芯片1、TIA芯片1、ROSA1、模块单片机芯片1、DRIVER芯片1、TOSA1以及光接口1；具体连接上，所述光模块连接器1通过IIC接口1与所述下位机单片机单元连接，所述电接口1与所述光模块连接器1连接，所述DSP芯片1与所述电接口1连接，所述模块单片机芯片1分别与所述DSP芯片1、所述TIA芯片1、所述ROSA1、所述DRIVER芯片1、所述TOSA1连接，所述DSP芯片1、所述DRIVER芯片1、所述TOSA1、所述光接口1、所述ROSA1、所述TIA芯片1、所述DSP芯片1依次连接。
在本优选实施例中，以800Gb/s光模块为例，所述DSP单元2包括包括标准光模块2(图中标准800Gb/s光模块2)以及光模块连接器2(图中800Gb/s光模块连接器2)，具体的，所述标准光模块2包括电接口2、集成了PG和ED功能的DSP芯片2、TIA芯片2、ROSA2、模块单片机芯片2、DRIVER芯片2、TOSA1以及光接口2；具体连接上，所述光模块连接器2通过IIC接口2与所述下位机单片机单元连接，所述电接口2与所述光模块连接器2连接，所述DSP芯片2与所述电接口2连接，所述模块单片机芯片2分别与所述DSP芯片2、所述TIA芯片2、所述ROSA2、所述DRIVER芯片2、所述TOSA2连接，所述DSP芯片2、所述DRIVER芯片2、所述TOSA2、所述光接口2、所述ROSA2、所述TIA芯片2、所述DSP芯片2依次连接。
对于本实施例上述各部件的连接关系，其功能如下：所述下位机单片机单元分别与800Gb/s光模块连接器1和800Gb/s光模块连接器2的IIC接口连接，是为了通过IIC接口对标准800Gb/s光模块1中的DSP芯片1和标准800Gb/s光模块2中的DSP芯片2进行工作模式配置、状态监控和信息读取；所述下位机单片机单元与USB接口连接，其一方面是为了将上位机发送的USB协议下行信息转换为IIC协议信息，便于写入模块DSP芯片，另一方面从模块DSP芯片中读取IIC协议信息，转换为USB协议信息后上行发送给上位机；所述电源接口与电压转换单元的输出端分别与下位机单片机单元、DSP单元1和DSP单元2连接，其功能是将普通的220V交流电压转换为各单元正常工作所需的各种直流电压。
在本优选实施例中，BERT内还设有测试连接器，且本实施例的装置还包括被测模块，其中，所述上位机分别与所述下位机以及所述被测模块相连，所述被测模块与所述下位机的测试连接器相连。
如图2所示，为本实施例提供的对800Gb/s光模块光发射端进行参数测试的结构框图，在本优选实施例中，所述测试连接器包括设于DSP单元1内的PAM4信号输出射频连接器(图中50Gbaud PAM4信号输出射频连接器)以及设于DSP单元2内的PAM4信号输入射频连接器(图中50Gbaud PAM4信号输入射频连接器)，所述被测模块包括设有被测光模块(图中被测800Gb/s光模块)的MCB测试板以及与所述被测光模块相连的光示波器和CDR，所述MCB测试板还包括与所述PAM4信号输出射频连接器相对应的输入射频连接器以及与所述PAM4信号输入射频连接器相对应的输出射频连接器，所述输入射频连接器以及所述输出射频连接器均通过800Gb/s光模块连接器与所述被测光模块相连。需说明的是，本实施例的MCB测试板上还设有用于连接被测光模块的800Gb/s光模块连接器、与800Gb/s光模块连接器通过IIC接口相连的MCB单片机单元以及还设有用于与上位机相连的USB接口，USB接口也与MCB单片机单元相连。上述装置在应用于生产环节800Gb/s光模块光发射端参数测试时，将BERT上的8路输出射频连接器用射频线缆连接至光模块MCB测试板(Module Compliance Board，MCB)上对应的输入射频连接器，然后按测试标准在上位机上设置速率和码型，即可在光示波器上可逐一测试出800Gb/s光模块8个光发射通道的53.125GBaud PAM4光信号的相关参数，如色散眼图闭合代价(TDECQ)、消光比(ER)、外光调制幅度(OMAouter)等。
如图3所示，为对800Gb/s光模块光接收端进行参数测试的结构框图，也即在本实施例的另一种实施方式中，还可以提供对光接收端进行参数测试的方案，在该实施方式中，下位机的BERT、上位机、以及MCB测试板的结构部件均保持不变，只是将与被测光模块连接的光示波器和CDR更改为可调衰减器、50:50光耦合器以及光功率计。具体的，该方案应用于生产环节800Gb/s光模块光接收端参数测试时，将BERT上的8路输入射频连接器和8路输出射频连接器用射频线缆分别连接至光模块MCB测试板上对应的输出射频连接器和输入射频连接器，用光纤跳线将可调衰减器和50:50光耦合器串接到被测800Gb/s光模块光发射端和光接收端之间，光功率计与50:50光耦合器连接，此时光功率计上的读取值即为光模块接收端的输入光功率值，按测试标准在上位机上将BERT的输出速率设置为53.125GBaud，码型设置为PRBS31Q，调节衰减器使得模块接收光功率逐步减小至标准要求的最小值，通过BERT测试出的接收误码率来逐一测试800Gb/s光模块8个光接收通道的灵敏度。
在本优选实施例中，标准800Gb/s光模块1内部模块的DSP芯片1中集成了PG和ED的功能，通过模块的电接口1和PAM4信号输出射频连接器将DSP芯片1中8路50GBaud PAM4信号引出，实现BERT中的8路信号发射功能，即PG。同时标准光标准800Gb/s光模块1内部的DSP芯片和其它芯片已经完成了调试和测试且经过了充分的验证，可以重点利用其在光发射方向的参数设置，包括DSP芯片1、DRIVER芯片1和TOSA1的参数设置，来完成对被测光模块光发射端的参数测试。
同理，在本优选实施例中，标准800Gb/s光模块2内部模块的DSP芯片2中同样集成了PG和ED的功能，通过模块的电接口2和PAM4信号输入射频连接器将DSP芯片2中8路50GBaud PAM4信号引入，实现BERT中的8路信号接收功能，即ED。同时标准光标准800Gb/s光模块2内部的DSP芯片和其它芯片已经完成了调试和测试且经过了充分的验证，可以重点利用其在光接收方向的参数设置，包括DSP芯片2、TIA芯片2和ROSA2的参数设置，来完成对被测光模块光接收端的参数测试。
需说明的是，本实施例中的所有标准光模块在开发的过程中，其内部的DSP芯片和其它芯片均已经完成了调试和测试，并且经过了充分的验证，标准光模块1的光发射方向参数配置为最优，标准光模块2的光接收方向参数配置为最优，为了使误码率最优，标准光模块2的光发射方向参数配置对于光模块1来说有所调整。采用标准光模块可以简化BERT的设计，充分利用光模块已有的设计成果。同时标准光模块具有可插拔的特性，便于更换，可以采用不同类型与设计方案的光模块用于BERT和测试系统。
在本优选实施例中，标准800Gb/s光模块1和标准800Gb/s光模块2可以是QSFP-DD封装、OSFP封装或者CFP8封装。
在本优选实施例中，800Gb/s光模块连接器1、800Gb/s光模块连接器2、800Gb/s光模块连接器3和800Gb/s光模块连接器4可以是QSFP-DD连接器、OSFP连接器或者CFP8连接器。
在本优选实施例中，模块DSP芯片1和模块DSP芯片2可以使用BROADCOM、INPHI或者MAXLINEAR公司用于800Gb/s光模块内部的DSP芯片产品。
在本优选实施例中，本发明的下位机部分可以为电路板的形式，也可以为1U机架式机箱设备的形式，还可以为便携式盒式设备的形式。
实施例2：
本发明实施例2提供一种对光模块进行参数测试的方法，该方法基于实施例1所提供的装置，主要用于生产环境测试800Gb/s光模块的光发射端和光接收端参数。
对应于如图2所述的实施例1中对800Gb/s光模块光发射端进行参数测试的结构框图，本实施例2提供与其对应的对800Gb/s光模块光发射端进行参数测试的方法，如图4所示，该方法包括如下步骤。
步骤100：前置工作：设置BERT中PG和ED的速率为标准速率，并分别验证在PRBS13Q和SSPRQ两种码型下的误码率，若没有误码则表明BERT的工作状态正常。
步骤101：设置BERT中PG的输出码型为PRBS13Q。
步骤102：被测光模块内部参数写入：从标准光模块1中读取内部光发射方向的DSP芯片1、DRIVER芯片1和TOSA1的参数配置，将其写入被测光模块内部各对应芯片的参数配置中。该步骤中，所述标准光模块1的内部芯片参数配置均满足标准要求。
步骤103：设置与被测光模块相连的光示波器和CDR，锁定标准速率的PAM4光信号，等待并读取示波器中计算出的PAM4参数值。
步骤104：判断读取的参数值是否符合要求：若不符合要求，则回到步骤102的被测光模块内部参数写入步骤；若符合要求，进入最终参数验证步骤。在该步骤中，若不符合要求，还需要判断是否为多次不符合要求，若是，则产生告警信息，并直接进入步骤106的后置工作步骤；若否，则回到步骤102的被测光模块内部参数写入步骤。
步骤105：最终参数验证：设置BERT中PG的输出码型为SSPRQ，等待并读取光示波器中计算出的PAM4参数值并验证是否符合要求。
步骤106：后置工作：保存测试数据并结束测试.
对于现有标准，虽然IEEE标准中将BERT的速率规定为53.125GBaud，码型规定为SSPRQ。但是对于PAM4信号来说，SSPRQ这种码型的长度较长，在这种码型下的光信号质量一般会比短码型PRBS13Q下的光信号质量差，示波器软件对于SSPRQ码型下的PAM4参数计算时间也会比短码型PRBS13Q下的计算时间长，再加上对于模块内部的参数需要反复调整，如果直接在SSPRQ码型条件下测试模块光发射信号，往往难以使得光信号的参数符合要求。
所以本发明实施例2通过上述步骤100-106，分别设定PRBS13Q码型以及SSPRQ码型来对被测光模块光发射端的参数进行2次测试，第1次是将BERT的输出码型设置为PRBS13Q，从标准光模块中读出已经过充分验证的内部芯片参数配置，写入被测光模块内部芯片参数配置。以此时测出的光眼图参数如果符合要求，即可确定被测光模块内部DSP和其它芯片的基本参数配置；第2次是将BERT的输出码型设置为SSPRQ，验证此时的光眼图参数是否符合标准的要求。根据实际经验，如果采用PRBS13Q码型测试出的光眼图质量较好，那么采用SSPRQ码型测试出的光眼图虽会有一定的劣化，但都能够满足标准的要求。
如图5所示，以800Gb/s光模块为实例，对于上述步骤，可以详细扩展为如下流程。
1、开始。开始测试前用射频线缆将BERT的8路50GBaud PAM4信号输出射频连接器和输入射频连接器直接相连。
2、设置BERT中PG(标准800Gb/s光模块1)和ED(标准800Gb/s光模块2)速率为53.125GBaud，分别验证在PRBS13Q和SSPRQ两种码型下的误码率，如果没有误码则表明BERT的工作状态正常。
3、设置BERT中PG(标准800Gb/s光模块1)输出码型为PRBS13Q，速率为53.125Gbaud。
4、逐步从标准光模块1(标准800Gb/s光模块1)中读取内部光发射方向的DSP芯片1、DRIVER芯片1和TOSA1的参数配置，将其写入MCB上被测光模块(被测800Gb/s光模块)内部各对应芯片的参数配置。
5、设置示波器和CDR，锁定53.125GBaud速率的PAM4光信号。
6、等待并读取示波器中计算出的PAM4参数值，判定是否符合要求，若不符合，返回到步骤4；若多次调整后仍不能满足要求则产生告警信息并结束测试。
7、设置BERT中PG(标准800Gb/s光模块1)的输出码型为SSPRQ，速率为53.125Gbaud。
8、等待并读取示波器中计算出的PAM4参数值，验证是否符合要求。
9、保存数据并结束测试。
以上为对800Gb/s光模块光发射端进行参数测试的方法，下面将介绍对应于实施例1中所述的对800Gb/s光模块光接收端进行参数测试的方法，如图6所示，该方法包括如下步骤。
步骤200：前置工作：设置BERT中PG和ED的速率为标准速率，并分别验证在PRBS13Q和SSPRQ两种码型下的误码率，若没有误码则表明BERT的工作状态正常。
步骤201：设置BERT中PG的输出码型为PRBS31Q，开启ED。
步骤202：从标准光模块1中读取内部光发射方向的DSP芯片1、DRIVER芯片1和TOSA1的参数配置，将其写入被测光模块内部各对应芯片的参数配置中。
步骤203：从标准光模块2中读取内部光接收方向的DSP芯片2、DRIVER芯片2和ROSA2的参数配置，将其写入被测光模块内部各对应芯片的参数配置中。
步骤204：灵敏度测试点判断：设置可调衰减器的衰减值，读取功率计上的功率值，判定是否为灵敏度测试点，若不符合，则重复步骤204的灵敏度测试点判断步骤，若符合则进入步骤205的误码率符合判断步骤。
步骤205：误码率符合判断：读取BERT中ED统计的误码率，若不符合要求则产生告警信息并结束测试，若符合要求则进入步骤206的最终参数配置步骤。
步骤206：最终参数配置：从标准光模块2中读取内部光发射方向的DSP芯片2、DRIVER芯片2和TOSA2的参数配置，将其写入被测光模块内部各对应芯片的参数配置中。
步骤207：读取BERT中ED统计的误码率，判定误码率是否降低。若未降低，则返回到步骤206的最终参数配置步骤，若降低则进入步骤208的后置工作步骤。在该步骤中，若未降低的情况下还需判断是否多次未降低，若多次调整后误码率还并未降低则直接步骤208的后置工作步骤，结束测试。
步骤208：后置工作：保存数据并结束测试。
对于现有标准，虽然IEEE标准规定对PAM4信号测试接收灵敏度时的误码率为2.4×10-4，但事实上这个要求过低，如果这个标准来验收，几乎不可能正常通信。根据实测经验，误码率需要达到1×10-7的水平才能确保光模块在实际的工作链路中正常通信。同时，发射端最佳的发射光眼图状态并不一定是接收端最佳的接收误码率状态，所以接收端同样要进行2次测试。第1次设置被测光模块的内部参数，使得发射光眼图处在最佳的状态去测试被测光模块的接收误码率，此时被测光模块的光发射方向的参数配置采用标准光模块1的光发射方向的参数配置，被测光模块的光接收方向的参数配置采用标准光模块2的光接收方向的参数配置；第2次是调整被测标准光模块的内部参数，使得发射光眼图有一定的劣化，以获取被测光模块最佳的接收误码率，此时被测光模块的光发射方向和光接收方向的参数配置都采用标准光模块2的参数配置(因为标准光模块2为获取最佳的接收误码率，已经对光发射方向的参数做了调整)。在2次测试中的误码率都必须要小于1×10-7。
如图7所示，以800Gb/s光模块为实例，对于上述步骤，可以详细扩展为如下流程。
1、开始。开始测试前用射频线缆将BERT的8路50GBaud PAM4信号输出射频连接器和输入射频连接器直接相连。
2、设置BERT中PG(标准800Gb/s光模块1)和ED(标准800Gb/s光模块2)速率为53.125GBaud，分别验证在PRBS13Q和SSPRQ两种码型下的误码率，若没有误码则表明BERT的工作状态正常。
3、设置BERT中PG(标准800Gb/s光模块1)输出码型为PRBS31Q，速率为53.125GBaud，开启ED(标准800Gb/s光模块2)。
4、逐步从标准800Gb/s光模块1中读取内部光发射方向的DSP芯片1、DRIVER芯片1和TOSA1的参数配置，将其写入MCB上被测800Gb/s光模块内部各对应芯片的参数配置；此时发射光眼图处于最佳状态。
5、逐步从标准800Gb/s光模块2中读取内部光接收方向的DSP芯片2、TIA芯片2和ROSA2的参数配置，将其写入MCB上被测800Gb/s光模块内部各对应芯片的参数配置。
6、设置可调衰减器的衰减值。
7、读取功率计上的功率值，判定是否为灵敏度测试点，若不符合，返回到步骤6。
8、读取BERT中ED统计的误码率，若不能满足要求则产生告警信息并结束测试。
9、逐步从标准800Gb/s光模块2中读取内部光发射方向的DSP芯片2、DRIVER芯片2和TOSA2的参数配置，将其写入MCB上被测800Gb/s光模块内部各对应芯片的参数配置，使发射光眼图产生一定的劣化。
10、读取BERT中ED统计的误码率，判定是误码率是否降低，若未降低，返回到步骤9，若多次调整后误码率并未降低则结束测试。
11、保存数据并结束测试。
综上所述，本实施例在进行光发射端参数测试时，通过分别设定PRBS13Q码型以及SSPRQ码型来对被测光模块光发射端的参数进行2次测试，第1次是将BERT的输出码型设置为PRBS13Q，从标准光模块中读出已经过充分验证的内部芯片参数配置，写入被测光模块内部芯片参数配置。以此时测出的光眼图参数如果符合要求，即可确定被测光模块内部DSP和其它芯片的基本参数配置；第2次是将BERT的输出码型设置为SSPRQ，验证此时的光眼图参数是否符合标准的要求。根据实际经验，如果采用PRBS13Q码型测试出的光眼图质量较好，那么采用SSPRQ码型测试出的光眼图虽会有一定的劣化，但都能够满足标准的要求。
另外，本实施例在进行光接收端参数测试时，同样要进行2次测试。第1次设置被测光模块的内部参数，使得发射光眼图处在最佳的状态去测试被测光模块的接收误码率，此时被测光模块的光发射方向的参数配置采用标准光模块1的光发射方向的参数配置，被测光模块的光接收方向的参数配置采用标准光模块2的光接收方向的参数配置；第2次是调整被测标准光模块的内部参数，使得发射光眼图有一定的劣化，以获取被测光模块最佳的接收误码率，此时被测光模块的光发射方向和光接收方向的参数配置都采用标准光模块2的参数配置。在2次测试中的误码率都必须要小于1×10-7才算合格。通过这样的测试方法，能有效提升光模块光接收端的标准，使其误码率达到1×10-7的水平，确保光模块在实际的工作链路中的正常通信。
实施例3：
基于实施例1提供的对光模块进行参数测试的装置，本实施例2提供另一种对光模块进行测试的装置，主要用于工程现场环境对于800Gb/s光模块的快速验证。
如图8所示，与实施例1相同的是，本实施例3的装置也包括上位机和下位机两个部分，且下位机在本实施例中也是BERT，不同点在于，本实施例3中将实施例1中BERT内的测试连接器(50GBaud PAM4信号输出射频连接器以及50GBaud PAM4信号输入射频连接器)改为800Gb/s光模块连接器3以及800Gb/s光模块连接器4，至于BERT的其他部件均未改变。
具体的，在本优选实施例中，所述上位机与下位机通过USB接口采用线缆连接，实现控制信息的下行和误码统计信息的上行；所述上位机部分用个人电脑以虚拟仪器的形式实现图形化的操作界面，为用户提供测试选项并显示测试结果。
在本优选实施例中，所述下位机部分包括USB接口、下位机单片机单元、电源接口与电压转换单元、DSP单元1和DSP单元2。
在本优选实施例中，所述DSP单元1包括标准800Gb/s光模块1、800Gb/s光模块连接器1、和800Gb/s光模块连接器3；所述标准800Gb/s光模块1包括电接口1、DSP芯片1、TIA芯片1、ROSA1、模块单片机芯片1、DRIVER芯片1、TOSA1和光接口1；所述电接口1与800Gb/s光模块连接器1连接；所述800Gb/s光模块连接器1的8路50GBaud PAM4输出引脚和8路50GBaudPAM4输入引脚分别与800Gb/s光模块连接器3上对应引脚连接；标准800Gb/s光模块1内部的模块DSP芯片1中集成了PG和ED的功能，通过模块电接口1、800Gb/s光模块连接器1和800Gb/s光模块连接器3将DSP芯片1中的8路50GBaud PAM4输入信号和8路50GBaud PAM4输出信号引出，同时实现BERT中的8路信号发射和接收功能，即PG和ED。
在本优选实施例中，所述DSP单元2包括标准800Gb/s光模块2、800Gb/s光模块连接器2和800Gb/s光模块连接器4；所述标准800Gb/s光模块2包括电接口2、DSP芯片2、TIA芯片2、ROSA2、模块单片机芯片2、DRIVER芯片2、TOSA1和光接口2；所述电接口2与800Gb/s光模块连接器2连接；所述800Gb/s光模块连接器2的8路50GBaud PAM4输出引脚和8路50GBaudPAM4输入引脚分别与800Gb/s光模块连接器4上对应引脚连接；标准800Gb/s光模块2内部的模块DSP芯片2中集成了PG和ED的功能，通过模块电接口2、800Gb/s光模块连接器2和800Gb/s光模块连接器4将DSP芯片2中的8路50GBaud PAM4输入信号和8路50GBaud PAM4输出信号引出，同时实现BERT中的8路信号发射和接收功能，即PG和ED。
在本优选实施例中，因为标准光模块在开发的过程中，其内部的DSP芯片和其它芯片已经完成了调试和测试，并且经过了充分的验证，所以采用标准光模块可以简化BERT的设计，充分利用光模块已有的设计成果。同时标准光模块具有可插拔的特性，便于更换，可以采用不同类型与设计方案的光模块用于BERT和测试系统。
在本优选实施例中，所述下位机单片机单元分别与800Gb/s光模块连接器1和800Gb/s光模块连接器2的IIC接口连接，通过IIC接口对标准800Gb/s光模块1中的DSP芯片1和标准800Gb/s光模块2中的DSP芯片2进行工作模式配置、状态监控和信息读取；所述下位机单片机单元分别与800Gb/s光模块连接器3和800Gb/s光模块连接器4的IIC接口连接，进行测试时，将被测800Gb/s光模块1和被测800Gb/s光模块2插入光模块连接器3和光模块连接器4中(参考图9，本实施例的被测模块为被测800Gb/s光模块1和被测800Gb/s光模块2)，这样一来下位机单片机单元就能通过IIC端口对被测800Gb/s光模块1和被测800Gb/s光模块2进行内部寄存器信息读取和内部芯片参数设置的调整；所述下位机单片机单元与USB接口连接，一方面将上位机发送的USB协议下行信息转换为IIC协议信息，便于写入标准光模块和被测光模块的内部芯片，另一方面从标准光模块和被测光模块的内部芯片中读取IIC协议信息，将这些信息转换为USB协议信息后上行发送给上位机。
在本优选实施例中，所述电源接口与电压转换单元的输出端分别与下位机单片机单元、DSP单元1和DSP单元2连接，其功能是将普通的220V交流电压转换为各单元正常工作所需的各种直流电压。
如图9所示，在应用于工程现场环境对800Gb/s光模块进行快速验证时，在800Gb/s光模块连接器3以及800Gb/s光模块连接器4上分别插入被测800Gb/s光模块1以及被测800Gb/s光模块2，将模块的光接口用光纤跳线环回，在上位机上将BERT的输出速率设置为53.125GBaud，码型设置为PRBS31Q，按指定的时间(例如60s)进行误码率测试，并通过IIC接口读出被测光模块内部寄存器的信息，即可实现同时对2个模块进行简单快速验证。
工程现场环境下不可能携带示波器等仪器对光模块进行全面的测试，也无需调整被测光模块的内部参数配置，只需要对光模块进行简单快速的验证，此时只需携带BERT和标准光模块1、2就可以在短时间内完成大量模块的验证。
如图10所示，本实施例还能应用于工程现场环境对800Gb/s有源光缆(AOC)进行快速验证测试，在对800Gb/s有源光缆(AOC)进行快速验证测试时，在800Gb/s光模块连接器1和800Gb/s光模块连接器2上分别插入被测AOC两端的光模块(也即图中800Gb/sAOC模块端口1和800Gb/sAOC模块端口2，此时被测模块换为被测AOC)，在上位机上将BERT的输出速率设置为53.125GBaud，码型设置为PRBS31Q，按指定的时间(例如60s)进行误码率测试，并通过IIC接口读出被测光模块内部寄存器的信息，即可实现对有源光缆(AOC)进行简单快速验证。同样此时只需携带BERT和标准光模块1、2就可以在短时间内完成大量AOC的验证。
通过上述步骤可看出，本实施例所提供的BERT结构简单，便于携带，且带有光模块接口，有利于工程现场简单快速验证800Gb/s光模块以及800Gb/s有源光缆的需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对光模块进行参数测试的方法，其特征在于，在光发射端，包括：
设置BERT中PG的输出码型为PRBS13Q；
被测光模块内部参数写入：从标准光模块1中读取内部光发射方向的DSP芯片1、DRIVER芯片1和TOSA1的参数配置，将其写入被测光模块内部各对应芯片的参数配置中；
设置与被测光模块相连的光示波器和CDR，锁定标准速率的PAM4光信号，等待并读取示波器中计算出的PAM4参数值；
判断读取的参数值是否符合要求：若不符合要求，则回到被测光模块内部参数写入步骤；若符合要求，进入最终参数验证步骤；
最终参数验证：设置BERT中PG的输出码型为SSPRQ，等待并读取光示波器中计算出的PAM4参数值并验证是否符合要求；
后置工作：保存测试数据并结束测试。
2.根据权利要求1所述的对光模块进行参数测试的方法，其特征在于，在判断读取的参数值是否符合要求的步骤中，若不符合要求，还包括：
判断是否为多次不符合要求；
若是，则产生告警信息，并直接进入后置工作步骤；
若否，则回到被测光模块内部参数写入步骤。
3.一种对光模块进行参数测试的方法，其特征在于，在光接收端，包括：
设置BERT中PG的输出码型为PRBS31Q，开启ED；
从标准光模块1中读取内部光发射方向的芯片参数配置以及从标准光模块2中读取内部光接收方向的芯片参数配置，将其写入被测光模块内部各对应芯片的参数配置中；
灵敏度测试点判断：设置可调衰减器的衰减值，读取功率计上的功率值，判定是否为灵敏度测试点，若不符合，则重复灵敏度测试点判断步骤，若符合则进入误码率符合判断步骤；
误码率符合判断：读取BERT中ED统计的误码率，若不符合要求则产生告警信息并结束测试，若符合要求则进入最终参数配置步骤；
最终参数配置：从标准光模块2中读取内部光发射方向的芯片参数配置，将其写入被测光模块内部各对应芯片的参数配置中；
误码率降低判断：读取BERT中ED统计的误码率，判定误码率是否降低，若未降低，则返回到最终参数配置步骤，若降低则结束测试；
后置工作：保存测试数据并结束测试。
4.根据权利要求3所述的对光模块进行参数测试的方法，其特征在于，在误码率降低判断步骤中，若误码率未降低，还包括：
判断是否为多次未降低；
若是，则直接进入后置工作步骤；
若否，则返回到最终参数配置步骤。
5.根据权利要求1-4任一所述的对光模块进行参数测试的方法，其特征在于，所述标准光模块1以及所述标准光模块2的内部芯片参数配置均满足标准要求。
6.根据权利要求1-4任一所述的对光模块进行参数测试的方法，其特征在于，所述BERT包括USB接口、下位机单片机单元、电源接口与电压转换单元、DSP单元1以及DSP单元2，其中，所述下位机单片机单元分别与所述DSP单元1、所述DSP单元2以及所述USB接口连接，所述电源接口与电压转换单元的输出端分别与所述下位机单片机单元、所述DSP单元1以及所述DSP单元2连接。
7.根据权利要求6所述的对光模块进行参数测试的方法，其特征在于，所述DSP单元1包括包括标准光模块1以及光模块连接器1，其中：
所述标准光模块1包括电接口1、集成了PG和ED功能的DSP芯片1、TIA芯片1、ROSA1、模块单片机芯片1、DRIVER芯片1、TOSA1以及光接口1；
所述光模块连接器1通过IIC接口1与所述下位机单片机单元连接，所述电接口1与所述光模块连接器1连接，所述DSP芯片1与所述电接口1连接，所述模块单片机芯片1分别与所述DSP芯片1、所述TIA芯片1、所述ROSA1、所述DRIVER芯片1、所述TOSA1连接，所述DSP芯片1、所述DRIVER芯片1、所述TOSA1、所述光接口1、所述ROSA1、所述TIA芯片1、所述DSP芯片1依次连接。
8.根据权利要求6所述的对光模块进行参数测试的方法，其特征在于，所述DSP单元2包括包括标准光模块2以及光模块连接器2，其中：
所述标准光模块2包括电接口2、集成了PG和ED功能的DSP芯片2、TIA芯片2、ROSA2、模块单片机芯片2、DRIVER芯片2、TOSA1以及光接口2；
所述光模块连接器2通过IIC接口2与所述下位机单片机单元连接，所述电接口2与所述光模块连接器2连接，所述DSP芯片2与所述电接口2连接，所述模块单片机芯片2分别与所述DSP芯片2、所述TIA芯片2、所述ROSA2、所述DRIVER芯片2、所述TOSA2连接，所述DSP芯片2、所述DRIVER芯片2、所述TOSA2、所述光接口2、所述ROSA2、所述TIA芯片2、所述DSP芯片2依次连接。
9.一种对光模块进行参数测试的装置，应用如权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述装置包括下位机、上位机以及被测模块，其中，所述下位机包括BERT，所述BERT内设有测试连接器，所述上位机分别与所述下位机以及所述被测模块相连，所述被测模块与所述下位机的测试连接器相连。
10.根据权利要求9所述的对光模块进行参数测试的装置，其特征在于，所述测试连接器包括设于DSP单元1内的PAM4信号输出射频连接器以及设于DSP单元2内的PAM4信号输入射频连接器，所述被测模块包括设有被测光模块的MCB测试板以及与所述被测光模块相连的光示波器和CDR，所述MCB测试板还包括与所述PAM4信号输出射频连接器相对应的输入射频连接器以及与所述PAM4信号输入射频连接器相对应的输出射频连接器，所述输入射频连接器以及所述输出射频连接器均与所述被测光模块相连。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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