光模塊及組件測試簡介

光模塊及組件測試簡介

王詠

2011-041、光纖通信的優(yōu)勢2、常用光通信的激光組件3、光模塊原理新入職員工2小時王詠了解光通信模塊及組件相關知識培訓目的培訓對象培訓講師學習重點培訓課時

簡介提綱光纖通信概述LD激光器及探測器簡介光模塊原理光模塊主要測試指標光纖系統(tǒng)簡介

光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式

光纖通信的優(yōu)點（1）寬的傳輸帶寬一根光纖的潛在帶寬可達20THz（2）低的傳輸損耗石英光纖損耗可低于0.2dB/km（3）保密性能好無輻射,難于竊聽,因為光纖傳輸?shù)墓獠ú荒芘艹龉饫w以外。

（4）成本低，重量輕材料來源豐富,環(huán)境保護好，有利于節(jié)約有色金屬銅。

光是一種電磁波可見光波長350nm—750nm光纖通信所用的波長

800nm——1600nm光纖的損耗譜

EDFA帶寬1.21.31.41.51.61.7波長

(mm)損耗

(dB/km)0.10.20.40.81.00-20-101020色散

(ps/nm-km)損耗(各類光纖)SMFDSFNZDF+NZDF-G.652G.653G.655+G.655-光纖的結構纖芯包層保護套纖芯core：折射率較高，用來傳送光；包層coating：折射率較低，與纖芯一起形成全反射條件；保護套jacket：強度大，能承受較大沖擊，保護光纖。常用光纖連接器類型FCTypeSCTypeSC2TypeFDDTypeInsertionLoss(插入損耗)<0.3dBReturnLoss(回波損耗)PC>40dBSPC>45dBUPC>50dBAPC>60dB連接頭端面類型

簡介提綱光纖通信概述LD激光器及探測器簡介光模塊原理光模塊主要測試指標

法布里-帕羅型激光二極管(FP-LD)和分布反饋激光二極管(DFB-LD)

LD具有體積小、重量輕、低功率驅動、輸出光功率大、調制方便、壽命長和易于集成等一系列優(yōu)點.LD是目前在接入網(wǎng)光模塊只用得最多的光發(fā)射器件LD基本工作原理-光的自發(fā)輻射與受激輻射自發(fā)輻射受激輻射受激吸收E1E2E2E2E2E2E2E1E1E1E1E1自發(fā)輻射光受激輻射光入射光hf=E2-E1入射光hf=E2-E1hf=E2-E1hf=E2-E1原子吸收入射光子躍遷至高能級窄譜寬、高功率強定向性、相干性寬譜寬、低功率低定向性、相干性激光二極管的特性激光二極管（LD—Laserdiode）是一個電流器件，只在它通過的正向電流超過閾值電流Ith（Threholdcurrent）時它發(fā)出激光為了使LD高速開關工作，必須對它加上略大于閾值電流的直流偏置電流IBIASLD的兩個主要參數(shù)：閾值電流Ith和斜效率S（Slopeefficiency）是溫度的函數(shù)，且具有較大的離散性LDTo-CanEngineBasePigtailHolderFilterPDTo-CanFilterHolderPigtailBOSA基本結構BOSA原理BOSA:Bi-DirectionalOpticalSub-Assembly,光發(fā)射接收組件

簡介提綱光纖通信概述LD激光器及探測器簡介光模塊原理光模塊主要測試指標SFF結構SFF結構（APC）公司自研光模塊SFP結構插拔式SFF公司自研光模塊FTTH系列產(chǎn)品單纖三向TRIPLEXER系列產(chǎn)品

光模塊為光纖通信中必不可少的核心器件光模塊的用途？按照系統(tǒng)需求將一定質量的光信號或者電信號轉換成標準定義的光信號或者電信號光模塊在通信設備中的作用光模塊的作用：完成光電轉換和電光轉換信號通過光模塊實現(xiàn)傳輸媒體的轉換(光纖←→銅線)Opticalmodule光模塊原理框圖發(fā)射電路設計發(fā)射電路設計APCloopmaintainsaconstantmonitor-diodecurrent.Extinctionratioreducedduetoslopeefficiencydegradation發(fā)射電路設計驅動電路實質上就是一個高速電流開關發(fā)射電路設計流過LD電流“1”I=Ibias+Imod“0”I=Ibias接收電路設計運算放大器構成的I-V變換電路

在這種I-V變換電路中，接入一個負反饋電阻Rf，所以又被稱做跨阻放大器（TIA—TranimpedanceAmplifier）接收電路設計限幅放大器主要有三部分組成：

1.直流耦合多級放大器

2.直流漂移補償（自動調零）電路

3.光功率檢測告警電路(有滯回的比較器)

簡介提綱光纖通信概述LD激光器及探測器簡介光模塊原理光模塊主要測試指標

光模塊測試板級主要光參數(shù)測試指標

TXOpticalTransmitterPowerTramitterOffpowerOutputCenterWavelengthOutputSpectrumWidthSMSRExtinctionRatioOpticalEyeDiagram

RXSensitivitySaturationOpticalPowerSignalDetectAssertLevelSignalDetectDeassertLevelSignalDetectHysteresisSDVoltageOutLowSDVoltageOutHigh

平均輸出光功率（P0）

在光模塊應用的速率及按要求使模塊在正常情況下工作，測試時間內連續(xù)模式下，模塊輸出的平均光功率。Po(dBm)=101g(**mw/1mw)單位：dBm對于突發(fā)光模式取突發(fā)包內的平均光功率

消光比（EXT）

EXT=10lg(“1”平均光功率/“0”碼平均光功率）眼圖模板右圖是EPON上行IEEE802.3ah2004規(guī)定的眼圖模板

下圖是GPON上行G.984.2規(guī)定的的眼圖模板

{0.22UI,0.375UI,0.20UI,0.20UI,0.30UI}

光譜對于DFB激光器取-20dB條件下的測試光譜寬度

測試光譜的意義為何要測試光譜？光譜中體現(xiàn)主要指標有哪些？測試指標對實際系統(tǒng)傳輸有哪些影響？

光模塊接收部分測試誤碼儀（BitErrorRatioTester）由碼型發(fā)生器和誤碼分析儀組成它通過比較碼型發(fā)生器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)碼和光接收機收到并轉換成電信號的數(shù)據(jù)碼來測試待測光接收機在不同輸入光功率時的誤碼率

什么是比特誤碼率？比特誤碼率（BER—BitErrorRatio）是衡量一個光接收機性能的最基本的參數(shù)

BER==BER的表示形式：1×10-N或者1.0E-N

(N是正整數(shù))接收的誤碼比特數(shù)

被接收到的比特數(shù)在測量時間內誤碼數(shù)比特率X測量時間

靈敏度測試固定誤碼率下所能接收到的最小光功率靈敏度值隨固定的誤碼率所改變，不同誤碼率下測試的靈敏度是不一樣的

SFF8472EEPROMInformation

DDM測試功能內容目前的測試中我們比較關注是A2H中的96~105位，分別對應下表中對應的5個光模塊重要參數(shù)

實時上報值算法

DDM讀數(shù)右圖是通過TK–OLT讀出的光模塊A2H中的96~105位。分別有5組16進制數(shù)分別對應五個監(jiān)控參數(shù)的高八位和低八位數(shù)值按照上面的算法得出的上報信息數(shù)值分別為溫度：44.187電壓：3.28V偏置電流：16.8mA發(fā)射光功率：-2.0dBm接收光功率：-15.4dBm2C30802420D4185E0121

光模塊可靠性測試模擬光模塊在運輸和長期使用過程中可能遇到導致光模塊失效的情況。涉及到的測試項目從機械性能-環(huán)境變化-長時間老化/濕熱-接口可靠性-ESD等主要參考標準：GR468MIL-STD-883

可靠性測試主要測試項目項目TestReferenceConditionInternalqualificationinfo.SamplingPass/FailCriteriaSSC1MechanicalShockGR-468500g,1.0ms5times/dir,5dirMeasurePo,Ext，Sen,Icc,beforeandafter110DeltaPo<1.5dB

DeltaSen<1.5dB2VibrationGR-468ConditionA(20g),20to2000to20Hz,4min/cy,4cy/axis,non-powered1103MatingdurabilityGR-468200cyclesnon-powered1104Temp.CyclingGR-468–40°C/+85°C,500cycles

ramprate>10C/minnon-poweredMeasurePo,Ext，Sen,Icc@0,100,500cycles1105DampHeatGR-46885°C/85%RH,500hours,1000hoursforinfo.MeasurePo,Ext，Sen,Icc@0,168,500,1000hours1106HighTemperatureOperationsGR-46870℃,2000hours5000hoursforinfo.poweredMeasurePo,Ext，Sen,Icc@0,168,500,1000,2000,3000,4000,5000hours1107ESDGR-468HBM，2000VMeasurePo,Ext，Sen,Iccbeforeandaftertest60

HBM測試簡介實際ESD其實可以分為三種模式：人體模型(HBM)機器模型(MM)帶電器件模型(CDM)以上三種模式主要區(qū)別于RC放電網(wǎng)絡和放電時間上的差異，放電等級也有不同。注：ESD測試中的靜電測試又區(qū)別于EMC測試中提及的接觸放電和空氣放電類型

ESD-HBM在ESD-HBM測試只針對IC于或者電子元器件各種PIN或者引腳，按照器件