CN114167556B - 多通道光模块的波长调节方法、光模块和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种多通道光模块的波长调节方法、光模块和存储介质，包括以下步骤：获取各个通道各自的实际发光中心波长；获取各个通道各自的理论发光中心波长；计算各个通道的理论发光中心波长与实际发光中心波长的差值；将各个通道得到的差值比较大小并获得一最大差值和一最小差值；计算最大差值与最小差值的平均值；将各个通道的实际发光中心波长减去最大差值与最小差值的平均值，得到各个通道的调节波长。可以快速的确定实际发光中心波长与理论发光中心波长的偏离程度，通过平均差值的调节使实际发光中心波长保持在一定范围内，多个通道的实际发光中心波长相差很小，便于加载电流，电流保持稳定，在一定范围内波动，功耗控制效果明显。

Description

多通道光模块的波长调节方法、光模块和存储介质

技术领域

本发明涉及光模块技术领域，尤其涉及一种多通道光模块的波长调节方法、光模块和存储介质。

背景技术

目前，100G或以上速率的光模块已经进入商业生产化阶段，但由于至少都有四个通道或八个通道进行传输，且每个通道的中心波长都是明确的，不能偏差出范围，为了实现与同业厂商产品之间更好的兼容性，其波长的调试不敢过于从中心向边缘遍差，无疑波长的中心位置是最好的选择，所以在一些产品中且各个通道的中心波长是一个必须满足要求的指标，另外光模块的功耗也是一个较大的问题，例如在100G以上光模块的功率是3.5W，在3.3V的工作电压下，高温下工作电流不能超过1060mA，一般很多厂商采用的技术方案常温下的工作电流已经达到900或近1000mA，再加上高温下的TEC制冷电流，则光模块的温度超标是必然情况，控制功耗与通道中心波长指标之间的平衡是非常重要的，所以需要设计多通道光模块的温控波长调节方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种多通道光模块的波长调节方法、光模块和存储介质。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种多通道光模块的波长调节方法，包括以下步骤：

获取光模块各个通道的实际发光中心波长及各个通道的理论发光中心波长；

计算各个通道的理论发光中心波长与实际发光中心波长的差值；

将各个通道的差值比较大小并获得一最大差值和一最小差值，计算最大差值与最小差值的平均值；

将各个通道的实际发光中心波长减去平均值，得到各个通道的调节波长。

作为上述方法的进一步改进，所述获取各个通道的实际发光中心波长及各个通道的理论发光中心波长的步骤之前还包括：

将多个通道的最佳工作电流分别加载至各个对应的通道上，其中，各个通道的最佳工作电流对应其自身的最佳工作点。

作为上述方法的进一步改进，所述将多个通道的最佳工作电流分别加载至各个对应的通道上的步骤之前还包括：获取各个通道的最佳工作电流。

作为上述方法的进一步改进，所述将各个通道的实际发光中心波长减去最大差值与最小差值的平均值，得到各个通道的调节波长的步骤之后还包括：

获取内控中心波长偏差，计算各个通道的调节波长与理论发光中心波长的偏离差值。

作为上述方法的进一步改进，所述获取内控中心波长偏差，计算各个通道的调节波长与理论发光中心波长的偏离差值的步骤还包括：

若偏离差值小于内控中心偏差，保持各个通道的调节波长不变。

作为上述方法的进一步改进，所述获取内控中心波长偏差，计算各个通道的调节波长与理论发光中心波长的偏离差值的步骤还包括：

若偏离差值大于内控中心偏差，调节工作电流改变各个通道的调节波长，使各个通道的调节波长与各个通道各自的理论发光中心波长的偏离差值小于内控中心偏差。

本发明还提出一种光模块，所述光模块运用上述的多通道光模块的波长调节方法。

本发明还提出一种存储介质，所述指令适于由处理器加载并执行，以执行实现上述的多通道光模块的波长调节方法的步骤。

本发明的有益效果：通过本发明的调节方法，可以快速的确定实际发光中心波长与理论发光中心波长的偏离程度，通过平均差值的调节使实际发光中心波长保持在一定范围内，多个通道的实际发光中心波长相差很小，便于加载电流，电流保持稳定，在一定范围内波动，功耗控制效果明显，适用于目前多通道的温控波长调试，可以快速的较小偏差的完成每个通道的波长确定。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为加载了最佳工作电流的激光器的四通道输出波长图；

图3为通过计算调节TEC后的激光器的四通道输出波长图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1，一种多通道光模块的波长调节方法，包括以下步骤：

100G及以上速率的光模块的几个指标，包括光功率，消光比，眼图，中心波长等，最为重要的无疑是眼图与中心波长，需要较为严格的控制，这切实涉及到传输的问题。一般来说，一个TOSA内部所用到四个激光器或八个激光器，这些激光器一般为同一品牌，具有较为接近工作特性。由于TOSA(Transmitter Optical Subassembly，发射光组件)内的MUX(multiplexer，多路复用器)的耦合问题，可能会导致每个通道的激光器最终从TOSA输出的光功率的效率并不尽相同，存在一定的差别，我们需要关注的是这个差别的大小。

首先，需要通过波长计获取各个通道各自的实际发光中心波长，同时可以根据TOSA的品牌参数获取各个通道各自的理论发光中心波长；

计算各个通道的理论发光中心波长与实际发光中心波长的差值，从而获取实际发光中心波长与理论发光中心波长的偏离程度，将反应偏离程度的差值进行大小排序，在得到各个通道得到的差值比较大小并获得一最大差值和一最小差值，从最大差值和最小差值可以反映实际发光中心波长的极端偏离程度。

计算最大差值与最小差值的平均值，从而通过均值判定实际发光波长偏离理论发光中心波长的偏移量和偏移方向，进而可以得出实际发光中心波长的调节方向。

最后将各个通道的实际发光中心波长减去最大差值与最小差值的平均值，得到各个通道的调节波长。

通过本发明的调节方法，可以快速的确定实际发光中心波长与理论发光中心波长的偏离程度，通过平均差值的调节使实际发光中心波长保持在一定范围内，多个通道的实际发光中心波长相差很小，便于加载电流，电流保持稳定，在一定范围内波动，功耗控制效果明显，适用于目前多通道的温控波长调试，可以快速的较小偏差的完成每个通道的波长确定。

由于在单通道速率在25G以上的激光器都有其最佳的工作点，最佳工作点对应最佳工作电流，在最佳工作电流的加载下激光器线性度最佳，输出的光眼图也是状态最好的，这需要我们通过样机调试中进行数据统计获得，并且同一个TOSA内的四个激光器的最佳工作点也是相近的。所以在获取各个通道各自的实际发光中心波长之前，TOSA内各个通道的各自的最佳工作电流。将多个通道的最佳工作电流分别加载至各个对应的通道上，使各个通道始终处于最佳工作状态，从而提升波长调节效果的稳定性。

由TOSA的四个通道的激光器本身特性决定，由于供应商的激光器造型问题，此类TOSA的激光器中心波长偏离目标值太远，也可能由于内控SPEC比较严。在以上调试后也会出现偏差，一些通道调节后的发光中心波长未进入到内控范围内，这时不再调试TEC温度设定点，而是针对这两个通道进行工作电流的调节，通过较小范围的增大或减小工作电流的方法使其中心波长偏移。

为了判定调试后的发光中心波长的偏差范围，通过获取内控中心波长偏差，内控中心波长偏差会根据不同的TOSA的改变发生变化，计算各个通道的调节波长与理论发光中心波长的偏离差值。

若偏离差值小于内控中心偏差，则说明各个通道经调节后的发光中心波长合格，各个通道的调节波长不变。

若偏离差值大于内控中心偏差，调节工作电流改变各个通道的调节波长，使各个通道的调节波长与各个通道各自的理论发光中心波长的偏离差值小于内控中心偏差。通过调整通道内的工作电流大小来使得对应通道的中心波长发生偏移，来满足内控的要求，增加工作电流可以向上偏移中心波长，反之，减小工作电流可以向下偏移中心波长；需要注意的是，不能利用工作电流的变化量来无限制改变中心波长，因为每个通道的LD(LaserDiode,激光器)的最佳工作电流范围是相对确定的，同时也要考虑模块的整体功耗。通过上述手段实现内控指标要求，同时又不至于影响到激光器的最佳工作点；也不会改变TOSA的整体工作电流值，对于模块的功耗影响最低。

下面就一具体实施例对本发明进行说明：

100G光模块的四个通道CH1，CH2，CH3，CH4，分别加载上目标光电流，此电流为模块设计者根据LD的特征所确定的，为光模块的目标光功率范围和其最佳工作点所得，其工作电流为I；此时，通过波长计观察四个通道的实际发光中心波长分别为：A0，B0，C0，D0，如图2所示。

根据协议，100G四个通道的理论发光中心波长分别为：CH1为1295.56nm,CH2为1300.06nm，CH3为1304.59nm，CH4为1309.14nm。则第一差值ΔA＝A0－1295.56，第二差值ΔB＝B0－1300.06，第三差值ΔC＝C0－1304.59，第四差值ΔD＝D0－1309.14，将以上ΔA，ΔB，ΔC，ΔD四个差进行从小到大排序，得到最大值N及最小值M，M＝min(ΔA，ΔB，ΔC，ΔD),N＝max(ΔA，ΔB，ΔC，ΔD)，再将(M+N)/2，则通过TEC调节将模块的四个通道的中心波长减小(M+N)/2，则每个通道的中心波长则变更为A1＝A0－(M+N)/2，B1＝B0－(M+N)/2，C1＝C0－(M+N)/2，D1＝D0－(M+N)/2，如图3所示。

A0＝1296.01，B0＝1300.76，C0＝1304.40，D0＝1309.31，则上述四个通道中心波长与标称中心波长的差为ΔA＝0.45，ΔB＝0.7，ΔC＝-0.19，ΔD＝0.17，得到最小值M＝－0.19，N＝0.7，则(M+N)/2＝0.255，通过TEC调节后，可以得到中心波长为A1＝1295.75，B1＝1300.50，C1＝1304.14，D1＝1309.06。

从以上示例中得到的四个中心波长，若内控中心波长偏差为0.4nm，则尚有B1与C1两个波长在内控之外，此时，同步观察波长计的中心波长的读数，通过调整CH2，CH3的工作电流大小来使得对应通道的中心波长发生偏移，来满足内控的要求，增加工作电流可以向上偏移中心波长，反之；注意，不能利用工作电流的变化量来无限制改变中心波长，每个通道的LD的最佳工作电流范围是相对确定的，同时也要考虑模块的整体功耗。在此例中，减小CH2的驱动电流，使得B1减小到B2，使之进入内控中心波长偏差内；增加CH3的驱动电流，使得C1增大至C2，使之进入内控中心波长偏差内。至此，完成模块的四个通道的整体调试。

本发明还提出一种光模块，所述光模块运用上述的多通道光模块的波长调节方法。通过采用上述方法，保证了光模块内的工作电流处于正常状态，不会发生高温超标的状况。

本发明还提出一种存储介质，所述指令适于由处理器加载并执行，以执行实现上述的多通道光模块的波长调节方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过光模块控制程序来指令相关的硬件来完成，所述的光模块控制程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该光模块控制程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接24RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

Claims (5)

1.一种多通道光模块的波长调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取光模块各个通道的实际发光中心波长及各个通道的理论发光中心波长；

计算各个通道的理论发光中心波长与实际发光中心波长的差值；

将各个通道的差值比较大小并获得一最大差值和一最小差值，计算最大差值与最小差值的平均值；

将各个通道的实际发光中心波长减去平均值，得到各个通道的调节波长；

获取内控中心波长偏差，计算各个通道的调节波长与理论发光中心波长的偏离差值；

若偏离差值小于内控中心偏差，保持各个通道的调节波长不变；

若偏离差值大于内控中心偏差，调节工作电流改变各个通道的调节波长，使各个通道的调节波长与各个通道各自的理论发光中心波长的偏离差值小于内控中心偏差。

2.根据权利要求1所述的多通道光模块的波长调节方法，其特征在于，所述获取各个通道的实际发光中心波长及各个通道的理论发光中心波长的步骤之前还包括：

将多个通道的最佳工作电流分别加载至各个对应的通道上，其中，各个通道的最佳工作电流对应其自身的最佳工作点。

3.根据权利要求2所述的多通道光模块的波长调节方法，其特征在于，所述将多个通道的最佳工作电流分别加载至各个对应的通道上的步骤之前还包括：获取各个通道的最佳工作电流。

4.一种光模块，其特征在于，所述光模块运用如权利要求1-3任一项所述的多通道光模块的波长调节方法。

5.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质的指令适于由处理器加载并执行，以执行实现如权利要求1-3任一项所述的多通道光模块的波长调节方法的步骤。

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