光模塊及組件測(cè)試簡(jiǎn)介

光模塊及組件測(cè)試簡(jiǎn)介

王詠

2011-041、光纖通信的優(yōu)勢(shì)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(shí)王詠了解光通信模塊及組件相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)目的培訓(xùn)對(duì)象培訓(xùn)講師學(xué)習(xí)重點(diǎn)培訓(xùn)課時(shí)

簡(jiǎn)介提綱光纖通信概述LD激光器及探測(cè)器簡(jiǎn)介光模塊原理光模塊主要測(cè)試指標(biāo)光纖系統(tǒng)簡(jiǎn)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(diǎn)（1）寬的傳輸帶寬一根光纖的潛在帶寬可達(dá)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?yàn)楣饫w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(hù)好，有利于節(jié)約有色金屬銅。

光是一種電磁波可見光波長(zhǎng)350nm—750nm光纖通信所用的波長(zhǎng)

800nm——1600nm光纖的損耗譜

EDFA帶寬1.21.31.41.51.61.7波長(zhǎng)

(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(jié)構(gòu)纖芯包層保護(hù)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(hù)套jacket：強(qiáng)度大，能承受較大沖擊，保護(hù)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(jiǎn)介提綱光纖通信概述LD激光器及探測(cè)器簡(jiǎn)介光模塊原理光模塊主要測(cè)試指標(biāo)

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(qū)動(dòng)、輸出光功率大、調(diào)制方便、壽命長(zhǎng)和易于集成等一系列優(yōu)點(diǎn).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(jí)窄譜寬、高功率強(qiáng)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(gè)電流器件，只在它通過的正向電流超過閾值電流Ith（Threholdcurrent）時(shí)它發(fā)出激光為了使LD高速開關(guān)工作，必須對(duì)它加上略大于閾值電流的直流偏置電流IBIASLD的兩個(gè)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(jié)構(gòu)BOSA原理BOSA:Bi-DirectionalOpticalSub-Assembly,光發(fā)射接收組件

簡(jiǎn)介提綱光纖通信概述LD激光器及探測(cè)器簡(jiǎn)介光模塊原理光模塊主要測(cè)試指標(biāo)SFF結(jié)構(gòu)SFF結(jié)構(gòu)（APC）公司自研光模塊SFP結(jié)構(gòu)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(zhì)量的光信號(hào)或者電信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)定義的光信號(hào)或者電信號(hào)光模塊在通信設(shè)備中的作用光模塊的作用：完成光電轉(zhuǎn)換和電光轉(zhuǎn)換信號(hào)通過光模塊實(shí)現(xiàn)傳輸媒體的轉(zhuǎn)換(光纖←→銅線)Opticalmodule光模塊原理框圖發(fā)射電路設(shè)計(jì)發(fā)射電路設(shè)計(jì)APCloopmaintainsaconstantmonitor-diodecurrent.Extinctionratioreducedduetoslopeefficiencydegradation發(fā)射電路設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)高速電流開關(guān)發(fā)射電路設(shè)計(jì)流過LD電流“1”I=Ibias+Imod“0”I=Ibias接收電路設(shè)計(jì)運(yùn)算放大器構(gòu)成的I-V變換電路

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

1.直流耦合多級(jí)放大器

2.直流漂移補(bǔ)償（自動(dòng)調(diào)零）電路

3.光功率檢測(cè)告警電路(有滯回的比較器)

簡(jiǎn)介提綱光纖通信概述LD激光器及探測(cè)器簡(jiǎn)介光模塊原理光模塊主要測(cè)試指標(biāo)

光模塊測(cè)試板級(jí)主要光參數(shù)測(cè)試指標(biāo)

TXOpticalTransmitterPowerTramitterOffpowerOutputCenterWavelengthOutputSpectrumWidthSMSRExtinctionRatioOpticalEyeDiagram

RXSensitivitySaturationOpticalPowerSignalDetectAssertLevelSignalDetectDeassertLevelSignalDetectHysteresisSDVoltageOutLowSDVoltageOutHigh

平均輸出光功率（P0）

在光模塊應(yīng)用的速率及按要求使模塊在正常情況下工作，測(cè)試時(shí)間內(nèi)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(duì)于突發(fā)光模式取突發(fā)包內(nèi)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(duì)于DFB激光器取-20dB條件下的測(cè)試光譜寬度

測(cè)試光譜的意義為何要測(cè)試光譜？光譜中體現(xiàn)主要指標(biāo)有哪些？測(cè)試指標(biāo)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)傳輸有哪些影響？

光模塊接收部分測(cè)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(jī)收到并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的數(shù)據(jù)碼來測(cè)試待測(cè)光接收機(jī)在不同輸入光功率時(shí)的誤碼率

什么是比特誤碼率？比特誤碼率（BER—BitErrorRatio）是衡量一個(gè)光接收機(jī)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?cái)?shù)

被接收到的比特?cái)?shù)在測(cè)量時(shí)間內(nèi)誤碼數(shù)比特率X測(cè)量時(shí)間

靈敏度測(cè)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(cè)試的靈敏度是不一樣的

SFF8472EEPROMInformation

DDM測(cè)試功能內(nèi)容目前的測(cè)試中我們比較關(guān)注是A2H中的96~105位，分別對(duì)應(yīng)下表中對(duì)應(yīng)的5個(gè)光模塊重要參數(shù)

實(shí)時(shí)上報(bào)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(jìn)制數(shù)分別對(duì)應(yīng)五個(gè)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(bào)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(cè)試模擬光模塊在運(yùn)輸和長(zhǎng)期使用過程中可能遇到導(dǎo)致光模塊失效的情況。涉及到的測(cè)試項(xiàng)目從機(jī)械性能-環(huán)境變化-長(zhǎng)時(shí)間老化/濕熱-接口可靠性-ESD等主要參考標(biāo)準(zhǔn)：GR468MIL-STD-883

可靠性測(cè)試主要測(cè)試項(xiàng)目項(xiàng)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(cè)試簡(jiǎn)介實(shí)際ESD其實(shí)可以分為三種模式：人體模型(HBM)機(jī)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(luò)和放電時(shí)間上的差異，放電等級(jí)也有不同。注：ESD測(cè)試中的靜電測(cè)試又區(qū)別于EMC測(cè)試中提及的接觸放電和空氣放電類型

ESD-HBM在ESD-HBM測(cè)試只針對(duì)IC于或者電子元器件各種PIN或者引腳，按照器件