CN114050864A - 一种基于xgspon光模块的收发端光指标快速调试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法，包括如下步骤：接收端调试，设备和校准信息确认；写入设备SN码到寄存器并对SN码进行校验；MAC控制开始长发光，调整激光器发光状态，通过调整程控衰减器来调整误码仪的输入功率，调节APD升压电路寄存器使APD工作电压逼近雪崩电压点；记录APD雪崩电压Vbr值并从Vbr‑5V点开始测试误码率，得到误码率分布曲线，根据误码率分布曲线计算灵敏度点并设置为APD工作电压点；调试完成后，则完成接收端调试，进行发射端调试；保存所有调试的配置信息到寄存器中，调试完成。通过本发明能够精确的对收发端光指标进行调试和测试。

Description

一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法
技术领域
本发明涉及光通信领域，具体是一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法。
背景技术
随着GPON和XG-PON网络的大规模应用部署并逐步向XGS-PON升级演进，GPON和XGS-PON两种系统在同一个ODN中共存对于运营商在工程中提出了较高的要求。而采用GPON和XGS-PON合一光线路终端模块的方式，则可以大幅度降低运营商部署难度，简化工程施工程序。
其次，作为接入型WDM核心元器件的可调谐10Gb/s SFP+光模块，可以很好地避免固定波长DWDM光模块在网络建设和运维时的波长管理和识别繁琐、种类型号数量多等难题，得到广泛关注，因此迫切需要标准化、规范化。
随着PAM4技术的普及，10Gb/s单波长光收发合一模块应用场景的关键技术不断下沉到终端设备，而10Gb/s单模、单波长对激光器的性能、成本、体积、功耗都提出了的需求。同时，批量生产也急需一种能够快速且精确调试XGS-PON光模块相关光指标的可行性方法。
XGSPON光模块板载化应用对其收发端光指标的调试测试带来新的挑战，超高的工作速率和相对敏感的元器件材料特性都会造成批量化生产时较大的指标偏差，因此本发明提出了一种应用于XGSPON的可精确快速调试光模块收发端光指标的可行性方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法，包括如下步骤：
步骤一，接收端调试，设备和校准信息确认；
步骤二，写入设备SN码到寄存器并对SN码进行校验；
步骤三，MAC控制开始长发光，调整激光器发光状态，通过调整程控衰减器来调整误码仪的输入功率，调节APD升压电路寄存器使APD工作电压逼近雪崩电压点；
步骤四，记录APD雪崩电压Vbr值并从Vbr-5V点开始测试误码率，得到误码率分布曲线，根据误码率分布曲线计算灵敏度点并设置为APD工作电压点；
步骤五，平移查找表到相应工作电压后，对接收端进行灵敏度测试，通过程控衰减器设置灵敏度门限值，测试并判断该点误码数是否超标来确认灵敏度是否达标，若达标则进行接收监控精度校准；通过程控衰减器设置输入光功率值，并进行ADC采样，得到采样曲线，通过采样曲线的斜率确定校准系数并写入对应寄存器；若校准系数满足要求，则进行LOS电平调整和去LOS电平调整，调试完成后，则完成接收端调试，进行发射端调试；
步骤六，发射端调试，再次调整程控衰减器来控制误码仪输入功率，通过多通道设备中的光功率计读取设备上行发射功率值，并通过调整寄存器将发射功率调整到设定的范围内；
步骤七，光示波器将对发射光功率的眼图的ER进行测量，通过调整寄存器值将ER指标调整到设定的合格范围内；光示波器将对发射光功率的眼图进行采样测量抖动，交叉点、上升时间、下降时间，通过调整寄存器值将发射端光眼图指标调整到设定的合格范围内；
步骤八，通过读取发射光功率值和光器件中背光二极管接收到激光器后向发光的光生电流的ADC采样值，得到采样曲线，通过采样曲线的斜率确定校准系数并写入对应寄存器；
步骤九，对设备的工作电压、温度监控值进行校准，校准完成后，关闭MAC长发光，保存所有调试的配置信息到寄存器中，调试完成。
进一步的，所述的设备和校准信息确认包括：确认设备连接状态是否正确，测试拓扑校准状态和设备相关设置是否正确。
进一步的，所述的MAC控制开始长发光包括：先关闭激光器初始发光状态，再进行MAC控制开始长发光。
进一步的，所述的LOS电平调整和去LOS电平调整分别为：LOS电平调整为调整设备对光信号强度的感值和预警功能的阈值；LOS电平调整为调整设备对光信号强度的感值和预警解除功能的阈值。
进一步的，所述的再次调整程控衰减器来控制误码仪输入功率的作用为：ONU上行时钟信号从接收端信号中恢复并提取，在进行发射端调试之前给接收端一个输入功率，用于发射端提取时钟信号。
本发明的有益效果是：本发明提供的调试方法能够对精确的对收发端光指标进行调试测试。
附图说明
图1为一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法的流程示意图；
图2为一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法的实施例示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法，包括如下步骤：
步骤一，接收端调试，设备和校准信息确认；
步骤二，写入设备SN码到寄存器并对SN码进行校验；
步骤三，MAC控制开始长发光，调整激光器发光状态，通过调整程控衰减器来调整误码仪的输入功率，调节APD升压电路寄存器使APD工作电压逼近雪崩电压点；
步骤四，记录APD雪崩电压Vbr值并从Vbr-5V点开始测试误码率，得到误码率分布曲线，根据误码率分布曲线计算灵敏度点并设置为APD工作电压点；
步骤五，平移查找表到相应工作电压后，对接收端进行灵敏度测试，通过程控衰减器设置灵敏度门限值，测试并判断该点误码数是否超标来确认灵敏度是否达标，若达标则进行接收监控精度校准；通过程控衰减器设置输入光功率值，并进行ADC采样，得到采样曲线，通过采样曲线的斜率确定校准系数并写入对应寄存器；若校准系数满足要求，则进行LOS电平调整和去LOS电平调整，调试完成后，则完成接收端调试，进行发射端调试；
步骤六，发射端调试，再次调整程控衰减器来控制误码仪输入功率，通过多通道设备中的光功率计读取设备上行发射功率值，并通过调整寄存器将发射功率调整到设定的范围内；
步骤七，光示波器将对发射光功率的眼图的ER进行测量，通过调整寄存器值将ER指标调整到设定的合格范围内；光示波器将对发射光功率的眼图进行采样测量抖动，交叉点、上升时间、下降时间，通过调整寄存器值将发射端光眼图指标调整到设定的合格范围内；
步骤八，通过读取发射光功率值和光器件中背光二极管接收到激光器后向发光的光生电流的ADC采样值，得到采样曲线，通过采样曲线的斜率确定校准系数并写入对应寄存器；
步骤九，对设备的工作电压、温度监控值进行校准，校准完成后，关闭MAC长发光，保存所有调试的配置信息到寄存器中，调试完成。
设备和校准信息确认包括：确认设备连接状态是否正确，测试拓扑校准状态和设备相关设置是否正确。
所述的MAC控制开始长发光包括：先关闭激光器初始发光状态，再进行MAC控制开始长发光。
所述的LOS电平调整和去LOS电平调整分别为：LOS电平调整为调整设备对光信号强度的感值和预警功能的阈值；LOS电平调整为调整设备对光信号强度的感值和预警解除功能的阈值。
所述的再次调整程控衰减器来控制误码仪输入功率的作用为：ONU上行时钟信号从接收端信号中恢复并提取，在进行发射端调试之前给接收端一个输入功率，用于发射端提取时钟信号。
具体的，调试步骤包括：步骤1：调试开始；步骤2：设备和校准信息确认；该步骤主要确认设备连接状态，测试拓扑校准状态和设备相关设置是否正确。
步骤3：写入SN；将设备SN信息写入寄存器(EEPROM，设备中光模块部分的专用配置存储芯片)步骤4：校验设备SN；
步骤5：关闭连续发光模式；该步骤主要用于关闭激光器初始发光状态。
步骤6：MAC控制开始发光；该步骤目的是打开主芯片的调制信号发光，为后续光指标调试做准备。
步骤7：调整程控衰减器使误码仪输入功率控制在-15dBm；该步骤通过程控衰减器调整光功率到指定点，确保调试过程的稳定可靠以及调试拓扑对批量硬件性能差异的良好兼容；
步骤8：调节APD升压电路寄存器使APD工作电压逼近雪崩电压点；具体是通过检测APD(雪崩光电二极管)的暗电流增益曲线的Kink(拐点)进行判断；
步骤9：调整程控衰减器使误码仪输入功率控制在-30dBm；该步骤通过程控衰减器调整光功率到指定点，确保调试过程中采集误码数数据落在最有价值的计算点，该取值直接影响灵敏度曲线的计算精度。
步骤10：记录APD雪崩电压Vbr值并从Vbr-5V点开始测试误码率；
步骤11：通过误码率分布曲线计算最佳灵敏度点并设置为APD工作电压点；
步骤12：平移查找表到相应工作电压；通过平移APD查找表对应寄存器值实现。
步骤13：接收端灵敏度测试；通过程控衰减器设置灵敏度门限值，测试并判断该点误码数是否超标来确认灵敏度是否达标。
步骤14：接收端过载测试；方法同上。
步骤15：接收监控精度校准；通过程控衰减器设置-8dBm、。-15dBm,-21dBm，-27dBm，-31dBm五个输入光功率值进行ADC采样，通过采样曲线的斜率确定校准系数并写入对应寄存器；
步骤16：接收监控精度确认；该步骤的目的是检验上一步骤计算出的校准系数是否能满足要求。
步骤17：LOS电平调整；该步骤目的是调整设备对光信号强度的感值和预警功能的阈值。
步骤18：去LOS电平调整；该步骤目的是调整设备对光信号强度的感值和预警解除功能的阈值。
步骤19：接收端调试完成，开始发射端调试；
步骤20：调整程控衰减器使误码仪输入功率，控制在-25dBm；由于PON应用的特殊性，ONU上行
(即发射端)时钟信号从接收端信号中恢复并提取，在进行发射端调试之前需要给到接收端一个恰当的输入功率，以便发射端提取准确的时钟信号。
步骤21：发射端平均光功率调试；通过多通道设备中的光功率计读取设备上行发射功率实际值，并通过调整寄存器将发射功率调整到合格范围内。
步骤22：发射端平均光功率测试；对上一步骤的调试结果进行检验。
步骤23：发射端消光比(ER)调试；光示波器将对发射光功率的眼图的ER(消光比)进行测量，通过一定算法调整寄存器值将ER指标调整到合格范围内。
步骤24：发射端光眼图测试；光示波器将对发射光功率的眼图进行采样测量抖动，交叉点、上升时间、下降时间，通过一定算法调整寄存器值将发射端光眼图指标调整到合格范围内。
步骤25：发射功率监控校准；通过读取发射光功率值和光器件中MPD(背光二极管)接收到激光器后向发光的光生电流的ADC采样值，通过采样曲线的斜率确定校准系数并写入对应寄存器。
步骤26：电压温度监控校准；校准设备工作电压、温度监控值与实际值的偏差在一定限度内。
步骤27：调试结束；关闭MAC长发光，打开流氓光猫检测功能，保存所有调试的配置信息到寄存器中，调试完成。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，接收端调试，设备和校准信息确认；
步骤二，写入设备SN码到寄存器并对SN码进行校验；
步骤三，MAC控制开始长发光，调整激光器发光状态，通过调整程控衰减器来调整误码仪的输入功率，调节APD升压电路寄存器使APD工作电压逼近雪崩电压点；
步骤四，记录APD雪崩电压Vbr值并从Vbr-5V点开始测试误码率，得到误码率分布曲线，根据误码率分布曲线计算灵敏度点并设置为APD工作电压点；
步骤五，平移查找表到相应工作电压后，对接收端进行灵敏度测试，通过程控衰减器设置灵敏度门限值，测试并判断该点误码数是否超标来确认灵敏度是否达标，若达标则进行接收监控精度校准；通过程控衰减器设置输入光功率值，并进行ADC采样，得到采样曲线，通过采样曲线的斜率确定校准系数并写入对应寄存器；若校准系数满足要求，则进行LOS电平调整和去LOS电平调整，调试完成后，则完成接收端调试，进行发射端调试；
步骤六，发射端调试，再次调整程控衰减器来控制误码仪输入功率，通过多通道设备中的光功率计读取设备上行发射功率值，并通过调整寄存器将发射功率调整到设定的范围内；
步骤七，光示波器将对发射光功率的眼图的ER进行测量，通过调整寄存器值将ER指标调整到设定的合格范围内；光示波器将对发射光功率的眼图进行采样测量抖动，交叉点、上升时间、下降时间，通过调整寄存器值将发射端光眼图指标调整到设定的合格范围内；
步骤八，通过读取发射光功率值和光器件中背光二极管接收到激光器后向发光的光生电流的ADC采样值，得到采样曲线，通过采样曲线的斜率确定校准系数并写入对应寄存器；
步骤九，对设备的工作电压、温度监控值进行校准，校准完成后，关闭MAC长发光，保存所有调试的配置信息到寄存器中，调试完成。
2.根据权利要求1所述的一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法，其特征在于，所述的设备和校准信息确认包括：确认设备连接状态是否正确，测试拓扑校准状态和设备相关设置是否正确。
3.根据权利要求1所述的一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法，其特征在于，所述的MAC控制开始长发光包括：先关闭激光器初始发光状态，再进行MAC控制开始长发光。
4.根据权利要求1所述的一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法，其特征在于，所述的LOS电平调整和去LOS电平调整分别为：LOS电平调整为调整设备对光信号强度的感值和预警功能的阈值；LOS电平调整为调整设备对光信号强度的感值和预警解除功能的阈值。
5.根据权利要求1所述的一种基于XGSPON光模块的收发端光指标快速调试方法，其特征在于，所述的再次调整程控衰减器来控制误码仪输入功率的作用为：ONU上行时钟信号从接收端信号中恢复并提取，在进行发射端调试之前给接收端一个输入功率，用于发射端提取时钟信号。
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