CN201039187Y - 光收发器检测装置 - Google Patents

Abstract

光收发器检测装置，主要涉及光纤通信行业，本实用新型包括发端电口激励信号发生器、收端光口激励信号发生器、状态信号发生器、被测件接口，所述发端电口激励信号发生器与收端光口激励信号发生器连接，所述收端光口激励信号发生器与被测件接口连接，所述被测件接口与状态信号发生器连接。本实用新型的有益效果是可以同时对多个光收发器进行检测，并支持多种类的光收发器；可以对光收发器的收端和发端在有效激励信号情况下的老化；能够对光收发器进行筛选，进而提高光收发器的产品质量和生产效率，并且技术新颖，成本低廉，安全可靠，适宜大批量生产。

Description

光收发器检测装置

技术领域

本实用新型主要涉及光纤通信行业，更具体的是涉及光收发器的检测装置。

背景技术

为了满足用户对带宽增长的要求，实现接入网的高速化、宽带化和智能化，各种接入技术层出不穷，目前被认为最有前途的是光接入技术(FTTx)应运而生。无源光网络(PON)由于其易维护、高带宽、低成本等优点成为光接入中的佼佼者，被认为是通过单一平台综合接入语音、数据、视频等多种业务的理想物理平台。ONU和OLT光收发器模块，正是其中的重要产品之一，2005年全球对GPON/GEPON系统的ONU和OLT光收发器的需求量约为570万支，2006年约为750万支，并仍在高速递增。

ONU和OLT光收发器的批量生产过程，一般是分四步：初期调试——老化——二次调试——测试。由于ONU和OLT光收发器自身的光电器件的特性在老化过程中会发生变化，所以其老化筛选过程，是ONU和OLT光收发器的大批量生产过程中的必不可少的一环，是提高ONU和OLT光收发器生产效率保障产品质量的重要措施。而要让ONU和OLT光收发器的发端正常工作，必须在其发端电口加有效激励信号；而要让ONU和OLT光收发器的收端正常工作，必须在其收端光口加有效激励信号。据公开资料分析，只有带电老化系统，而没有带激励信号的老化系统，更没有带失效筛选功能的老化筛选系统。该老化筛选系统的推出，可以在较低成本范围内解决如何产生光和电的激励信号的技术问题，解决如何筛选出收端失效的光收发器，为提高生产效率和产品质量提供了重要保障。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种光收发器检测装置，在较低成本范围内筛选出失效的光收发器。

本实用新型所要解决的另一个技术问题是，在检测光收发器收端工作状态的同时，还能够对老化状态进行测试。

本实用新型所述技术问题所采用的技术方案是，光收发器检测装置，包括发端电口激励信号发生器、收端光口激励信号发生器、状态信号发生器、被测件接口。所述发端电口激励信号发生器与收端光口激励信号发生器连接，所谓连接是指在相互之间建立一个信号通路，所述收端光口激励信号发生器与被测件接口连接，所述被测件接口与状态信号发生器连接。

进一步的，所述发端电口激励信号发生器包括晶振振荡器和电平转换器，所述晶振振荡器通过电平转换器将信号传送至收端光口激励信号发生器。

所述收端光口激励信号发生器包括分光器和接口单元，所述接口单元与发端电口激励信号发生器的电平转换器连接，并与分光器的COM端口连接，分光器通过光纤跳线连接到被测件接口。接口单元为提供光源接口。

所述状态信号发生器包括反相器、锁存器和LED指示灯，所述被测件接口通过反相器与锁存器连接，将信号送入锁存器，锁存器将状态信号送至LED指示灯。

本实用新型的发端电口激励信号发生器还与被测件接口连接，被测件接口通过光纤跳线连接到分光器，分光器与接口单元连接，接口单元为光功率计提供接口。

所述接口单元为光功率计提供接口，以检测老化状态。所述被测件接口为多路测试件接口。

本实用新型的有益效果是：本实用新型有多个光收发器插座和分光器，可以同时对多个光收发器进行检测，并支持多种类的光收发器；本实用新型采用晶体振荡器和电平转换器，可以对光收发器的收端和发端在有效激励信号情况下的老化；本实用新型采用锁存器和LED灯，能够对光收发器的收端的工作状态进行实时显示，对失效收端进行故障记录，从而到达收端筛选的目的，提高光收发器的产品质量和生产效率；本实用新型技术新颖，成本低廉，安全可靠，适宜大批量生产。

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图。

图2是本实用新型的光收发器插座管脚定义及其外围电路的原理图。

图3是本实用新型的发端电口激励信号发生器的结构示意图。

图4是本实用新型的收端光口激励信号发生器的结构示意图。

图5是本实用新型的状态信号发生器的原理图。

具体实施方式

参见图1，图2。本实用新型的光收发器检测装置，从功能构成上看，可分成四个部分：发端电口激励信号发生器1，收端光口激励信号发生器2，状态信号发生器4、被测件接口3。所述发端电口激励信号发生器1与收端光口激励信号发生器2的接口单元22连接。接口单元22与分光器的COM端连接，所述收端光口激励信号发生器2的分光器21与被测件接口3连接，所述被测件接口3与状态信号发生器4连接。本实用新型所述的被测件接口可以为适配光收发器的插座，接口单元可以为适配光源的插座，当以一个标准的光收发器作为光源时，插座亦与之适配。当检测老化状态时，光功率计可以从插座上接入，也可以直接以跳线接入。本实用新型的“接口”这一说法包含了插座或者跳线等各种连接方式。

图中实线箭头为光收发器收端工作状态检测通道。光收发器检测装置通过发端电口激励信号发生器1发送激励信号至接口单元22，此时的接口单元22接有1支光收发器用作光源，用于检测被测件光收发器收端情况，光收发器的收端工作状态可通过状态信号发生器4上的LED灯反映。

虚线箭头为老化状态检测通道。发端电口激励信号发生器1发送激励信号至被测件接口3，被测件接口3上的光收发器产生光信号，通过分光器21将信号送至接口单元22，此时的接口单元22为光功率计提供测试接口，可检测光收发器的发端老化状态。下面就4个功能块，结合附图做进一步说明。

光收发器插座的管脚定义及其外围电路

本实用新型自制电路板上设置有65支光收发器插座，其中64支作为被测件光收发器插座(X1～X64)，1支作为光源光收发器插座(X0)，它们的管脚定义及其外围电路完全一致。图2是本实用新型的光收发器插座管脚定义及其外围电路的原理图。其中X1表示第一支被测件光收发器插座，封装上是标准SFF 2*10单孔插座。来自外围电路的输入电源和输入信号是：“VCC”，“PECL_CLK”，“CLR#”，输出到外围电路的输出信号是：“Pin8_1”即SD信号。

图中标注了“NC”的器件表示悬空，这样的外围电路即可支持产品型号为FTM-9412P-K10U和FTM-9712P-K10B的光收发器。以FTM-9412P-K10U/FTM-9712P-K10B，FTM-9423P-FGHi，FTM-9412-K10，FTM-9423P-KGHiG-SA这四类光收发器为例，参见表格一，详细阐述了一支光收发器插座的管脚定义及其外围电路信号。

表格一

插座管脚序号	FTM-9412P-K10UFTM-9712P-K10B	FTM-9423P-FGHi	FTM-9412-K10	FTM-9423P-KGHiG-SA
					1	NC	NC	NC	TxDIS，电路板上焊O欧姆电阻Rs44到GND
2～3	GND	GND	GND	GND
					4～5	NC	NC	NC	NC
6	GND	GND	GND	GND
					7	VCC	VCC	VCC	VCC
8	SD，电路板上焊下拉10K欧姆电阻Rs206，然后经反相器和锁存器后点灯，不焊串连电阻Rsl	SD，电路板上焊下拉10K欧姆电阻Rs206，然后经反相器和锁存器后点灯，不焊串连电阻Rsl	SD，电路板上焊下拉10K欧姆电阻Rs206，然后经反相器和锁存器后点灯，不焊串连电阻Rsl	SD，电路板上焊下拉10K欧姆电阻Rs206，然后经反相器和锁存器后点灯，不焊串连电阻Rsl
					9～10	NC	NC	NC	NC
11	VCC	VCC	VCC	VCC
					12	GND	GND	GND	GND
13	TxDIS，焊接O欧姆电阻Rs46到GND	TxBEN，焊接O欧姆电阻Rs39到VCC	TxDIS，焊接O欧姆电阻Rs46到GND	TxBEN，焊接O欧姆电阻Rs39到VCC

续前表

14	TD+，直流耦合LVPECL方波信号输入，电路板上有上拉130欧姆电阻Rs13和下拉82欧姆电阻Rs229	TD+，直流耦合LVPECL方波信号输入，电路板上有上拉130欧姆电阻Rs13和下拉82欧姆电阻Rs229	TD+，直流耦合LVPECL方波信号输入，电路板上有上拉130欧姆电阻Rs13和下拉82欧姆电阻Rs229	TD+，直流耦合LVPECL方波信号输入，电路板上有上拉130欧姆电阻Rs13和下拉82欧姆电阻Rs229
					15	TD-，悬空，电路板上有上拉130欧姆电阻Rs25和下拉82欧姆电阻Rs241	TD-，悬空，电路板上有上拉130欧姆电阻Rs25和下拉82欧姆电阻Rs241	TD-，悬空，电路板上有上拉130欧姆电阻Rs25和下拉82欧姆电阻Rs241	TD-，悬空，电路板上有上拉130欧姆电阻Rs25和下拉82欧姆电阻Rs241
16	GND	GND	GND	GND
					17	TxBEN，焊接O欧姆电阻Rs47到GND	NC	TxBEN，焊接O欧姆电阻Rs40到VCC	NC
18～20	NC	NC	NC	NC

可以看出，光收发器插座的管脚定义，其中一部分关键管脚完全兼容SFF光收发器多元协议所规定的光收发器的电源管脚(VCC和GND)、高速收发信号管脚(TD+/-和RD+/-)、收端工作状态指示管脚(SD)；其余I/O管脚都预置有上下拉电阻，通过更改电阻的配置即可兼容不同I/O定义的光收发器。

参见图2，外供+3.3V电源经过自恢复保险丝FU1再到光收发器插座的VCC管脚，可以避免因个别光收发器短路给整个系统供电造成的不良影响，也避免了光收发器在长时间短路情况下电路烧毁。按照SFF光收发器多元协议约定，光收发器的第14脚定义是TD+，光收发器的第15脚定义是TD-。自制电路板上的光收发器插座的外围电路，发端电口激励信号采用单端直流耦合方式端接，即TD+有155.52MHz LVPECL方波信号输入，TD-悬空，这两个信号分别上拉130欧姆电阻Rs13和Rs25到VCC，下拉82欧姆电阻Rs229和Rs241到GND。这种端接方式，最适合于那些发端本来就是直流耦合且内部没有端接电阻的光收发器；也比较适合于那些发端是交流耦合且内部有隔直电容的光收发器。而对于那些发端本来就是直流耦合且内部已经有端接电阻的光收发器，则电路板上的端接电阻就应该去掉。

发端电口激励信号发生器

图3是本实用新型的发端电口激励信号发生器的示意图。所述发端电口激励信号发生器1包括晶振11和电平转换器12，晶振输出一路LVTTL的155.52MHz时钟信号“CLK_155MHz”，经LVTTL-LVPECL电平转换扩展芯片D25(MAX9323)转换扩展成8路单端LVPECL信号输出，分别接至自制电路板上的第1到第8支光收发器插座的TD+管脚。图3清晰地表明了光收发器插座的TD+和TD-信号的端接方式，这两个信号分别上拉130欧姆电阻Rs13和Rs25到VCC，下拉82欧姆电阻Rs229和Rs241到GND；光收发器插座的TD-信号悬空。采用单端LVPECL信号输出的方式，并不会影响被测件光收发器发端的正常工作。这样，对于全部64只被测件光收发器插座，就只需要一共8片LVTTL-LVPECL电平转换扩展芯片；另外因为还需要一支光收发器作为光源，所以还需要1片单路输出的LVTTL-LVPECL电平转换芯片将信号直接输出到光源接口的TD+管脚上。

155.52MHz LVPECL方波信号，对于1.25GHz或2.5GHz数据传输速率的GEPON/GPON系统而言，可以被看成是以1.25GHz或2.5GHz为系统时钟的4个或8个连‘0’连‘1’信号，小于最长72个连‘0’连‘1’信号的CID码，是有效的发端电口激励信号。

由于有了发端电口激励信号发生器1，才使各个光收发器的发端光口产生了相应的发端光口激励信号。

收端光口激励信号发生器

上文提到，每支光收发器都能在其发端光口上输出155.52MHz的发端光口激励信号。由于GEPON/GPON系统中的ONU和OLT光收发器的收端和发端光信号的波长和速率不同，比如GPON的ONU收端光信号的波长是1490nm速率2.488GHz，发端光信号的波长是1310nm速率1.244GHz；而GPON的OLT收端光信号的波长是1310nm速率1.244GHz，发端光信号的波长是1490nm速率2.488GHz。所以如果被测件是OLT，那么它们的收端光信号的来源，应该出自ONU的发端；反之亦然。这也是为什么需要有一个独立的光收发器插座给作为光源的光收发器使用。

图4可见本实用新型的收端光口激励信号发生器的结构。从图中可见本实用新型用于测试光收发器的收端时的工作流程。插在XO插座上的作为光源的ONU发端，将其电口输入的155.52MHz LVPECL方波信号转换成光信号，输出到1:64分光器的COM口，该光信号然后被1:64分光器分成64路光信号，输出到64支插在X1～X64插座上的作为被测件的OLT收端。如果忽略分光器自身插损(小于ldB)，则可推算出到达OLT的光信号强度已经衰减了18dB。一般的，ONU发端光信号强度是-2～+2dBm，OLT收端正常工作范围-30～-8dB，那么到达OLT的光信号强度就是-20～-16dBm，满足OLT收端正常工作的输入条件。同时64个被测件的OLT发端光信号，也会通过1:64分光器合路COM口，输入到作为光源的ONU收端，那么ONU收端就有可能过载，但这并不会影响该ONU发端正常工作，也就是说不会影响其作为光源的功能。

状态信号发生器

图5是本实用新型的状态信号发生器的原理图。图中标注了“NC”的器件表示悬空。这是光收发器插座X1相关的状态信号发生器电路。本实用新型上总共有64个状态信号发生器。

状态信号发生器主要基于反相器(74LVClG04)和锁存器(74LVClG74)，一个发光二极管SD状态指示灯LED_SD1用于实时显示收端工作状态，另一个发光二极管SD错误指示灯LED_ERR1用于记录收端失效故障。

图5的“Pin8_1”信号即为光收发器插座X1的第8脚，也就是光收发器的SD信号管脚，在光收发器收端正常工作时呈高电平，反之则呈低电平。状态信号发生器的功能是：SD状态指示灯，在光收发器插座没有插入光收发器或插入光收发器但光收发器收端没有正常工作时，灯灭；而在光收发器收端正常工作时，灯亮；同时，如果光收发器收端正常工作一段时间后失效，其SD信号状态将发生变化，该异常情况能被锁存下来，使SD错误指示灯，灯亮。有一个手动复位按钮S1使SD错误指示灯在初始状态下复位，灯灭。

光收发器插座没有插入光收发器时，SD状态是由Rs206下拉的低电平；光收发器插座插入光收发器但没有输入光信号，或有输入光信号但光收发器收端失效的情况下，SD仍然是低电平。只有当光收发器插座内插入光收发器且有输入光信号且光收发器收端正常工作的情况下，SD才是高电平。

SD信号经过反相器之后的信号Pin8_1#，一方面去推SD指示灯LED_SD1，另一方面是锁存器的CLK输入信号。这样，SD信号为低电平时，SD指示灯灭；SD信号为高电平时，SD指示灯亮。

初始状态下，按一下手动复位按钮S1，使CLR#信号为低电平(这个复位信号将同时扇出到64组收端SD状态信号发生器)，这样锁存器将输出低电平，使SD错误指示灯LED_ERR1在初始状态下灯灭。如果光收发器正常工作一段时间后失效，其SD信号状态将从高电平变成低电平，继而会在Pin8_1#上产生一个上升沿，锁存器的输出端就将锁存住一个高电平，推动SD错误指示灯LED_ERR1灯亮。即使之后光收发器收端恢复正常，SD信号恢复成高电平，锁存器的输出也不会恢复成初始的低电平，那么这个SD错误指示灯LED_ERR1仍然是亮着的，从而达到了记录收端失效故障的目的。

在检测收端工作状态的同时，本实用新型还为发端老化测试提供了支持。如图1的虚线箭头指示。本实用新型可以同时进行收端状态检测和发端老化测试，在大规模生产中，极大的提高了筛选效率。

Claims (7)

1.光收发器检测装置，其特征在于，包括发端电口激励信号发生器(1)、收端光口激励信号发生器(2)、状态信号发生器(4)、被测件接口(3)，所述发端电口激励信号发生器(1)与收端光口激励信号发生器(2)连接，所述收端光口激励信号发生器(2)与被测件接口(3)连接，所述被测件接口(3)与状态信号发生器(4)连接。

2.根据权利要求1所述的光收发器检测装置，其特征在于，所述发端电口激励信号发生器(1)包括晶振振荡器(11)和电平转换器(12)，所述晶振振荡器(11)通过电平转换器(12)将信号传送至收端光口激励信号发生器(2)。

3.根据权利要求1所述的光收发器检测装置，其特征在于，所述收端光口激励信号发生器(2)包括分光器(21)和接口单元(22)，所述接口单元(22)与发端电口激励信号发生器(1)的电平转换器(12)连接，并与分光器(21)的COM端口连接，分光器(21)通过光纤跳线连接到被测件接口(3)。

4.根据权利要求3所述的光收发器检测装置，其特征在于，所述接口单元(22)为光源提供接口。

5.根据权利要求1所述的光收发器检测装置，其特征在于，所述状态信号发生器(4)包括反相器、锁存器和LED指示灯，所述被测件接口(3)通过反相器与锁存器连接，将信号送入锁存器，锁存器将状态信号送至LED指示灯。

6.如权利要求1所述的光收发器检测装置，其特征在于，发端电口激励信号发生器(1)还与被测件接口(3)连接，被测件接口(3)通过光纤跳线连接到分光器(21)，分光器(21)与接口单元(22)连接，接口单元(22)为光功率计提供接口。

7.如权利要求1所述的光收发器检测装置，其特征在于，所述被测件接口为多路测试件接口。

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