一种高速光模块的接收测试装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种高速光模块的接收测试装置及方法。
【背景技术】
[0002]在过去10年间，用于1Gbps的光收发模块标准经历了从300pin多源协议(MSA)、XENPAK、XPAK、X2到XFP的数代发展，演化出了今天的小型可插拔SFP+模块。这种模块通过取消内置定时器，实现了端口密度的增加。而事实上，定时器与时钟恢复电路(CDR)和电色散补偿器(EDC)只是被一同集成到了主板的ASIC中。而在接收路径上将SFP+模块和线路主板分离的方式会增加物理连接和传输距离，进而极大地损伤信号质量。
[0003]在ASIC中集成高速串行I/O可以减少管脚数量，降低器件安装成本。根据具体的线路主板设计方案，采用FR4的印刷电路板连接线长度甚至会超过8英寸，同时还要满足SFF-8431工业标准。
[0004]在光纤通信中由于传统的直调调制激光器(DML)本身的啁啾效应(chirp)，导致光信号在光纤传输中色散效应而劣化，在将采用直调调制激光器(DML)发出的光信号通过光纤发送时，依据色散受限理论，在长波长或高速传输模式下，色散会严重降低该直调光信号在光纤传输距离。例如C波段直接调制激光器在1Gbps速率下传输距离小于10km，外调制激光器如EML传输1Gbps信号时一般仅达40km左右。
[0005]随着信号速率的提高，信号质量在信号有效传输中所占的位置越来越重要。对于信号传输过程中无法避免的反射以及随着频率增高而增大的介质损耗，传输线损耗带来的信号失真问题，成为高速串行链路以及芯片设计所必须面对的棘手问题。
[0006]随着光纤通信技术的快速发展和低成本化的要求，通讯网络从核心网，城域网到接入网，全部使用光纤组成网络已经成为基本共识，因此如何更好地降低运营成本，是运营商的当务之急。在传统光模块测试装置中增加主板上光模块传输链路上的损耗及补偿技术来测试光模块在主板上的应用性能，缩短光模块与系统主板匹配应用的开发研制及验证测试周期，降低成本。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种高速光模块的接收测试装置及方法，在传统光模块测试装置中增加主板上光模块传输链路上的损耗设计及补偿技术来测试光模块在主板上的应用性能，缩短光模块与系统主板匹配应用的开发研制及验证测试周期，降低成本。
[0008]根据本发明的一个方面，提供了一种高速光模块的接收测试装置，包括光收发合一模块11、评估板单元12、自动增益控制单元13、信号检测单元14、电域补偿单元15、误码仪单元16;所述光收发合一模块11与评估板单元12连接;评估板单元12与自动增益控制单元13、误码仪单元16连接；自动增益控制单元13与信号检测单元14、电域补偿单元15连接；电域补偿单元15与信号检测单元14、误码仪单元16连接；
[0009]所述光收发合一模块，包括:激光器、激光器驱动、光电探测器、跨阻放大器、后置放大器、微控制器;光电探测器、跨阻放大器、后置放大器、微控制器、激光驱动器、激光器依次连接;光收发合一模块用于光电转换，将接收光信号转换成电压信号，和将电信号输入转换成为满足要求的光信号；
[0010]所述激光器用于将激光驱动器输出的驱动电信号转换为满足要求的光信号；
[0011]所述激光驱动器用于将输入的数据信号转换成射频驱动电流，然后再驱动激光器将其转换为满足要求的光信号；
[0012]所述微控制器用于通过控制信号线或IIC总线对激光驱动器，后置放大器与外界电接口相连，以实现对其相应数据的监控、采集和处理；
[0013]所述光收发合一模块的接收端光电探测器接收到从长距离光纤传输过来的光信号后将所述光信号转换为电流信号；
[0014]所述电流信号通过跨阻放大器转换为模拟电压差分信号；
[0015]所述模拟电压差分信号通过后置放大器放大输出差分电信号；
[0016]所述差分信号输出给所述自动增益控制单元，自动增益控制单元对差分信号进行自动增益控制后输出给所述电域补偿单元。
[0017]所述电域补偿单元包括:依次连接的电色散补偿子模块、时钟数据恢复子模块、预加重子模块；
[0018]所述电色散补偿子模块用于对所述电信号做色散补偿;具体包括前向反馈均衡器和/或判决反馈均衡器；
[0019]所述时钟数据恢复子模块用于对补偿后的电信号进行相位恢复和数据整形处理；
[0020]所述预加重子模块用于在信号输出前增强信号的高频成分，以补偿高频分量在后续传输过程中的过大衰减，并将处理后的电信号输出。
[0021]进一步地，所述电信号做色散补偿之前需要经过自动增益控制单元对电信号进行处理；
[0022]所述自动增益控制单元用于在所述电色散补偿子模块对所述电信号做色散补偿之前，对所述电信号进行处理使其满足色散补偿的要求后发送给所述电色散补偿子模块。
[0023]进一步地，所述此接收测试装置还包括:信号检测单元；
[0024]所述信号检测单元用于对所述自动增益控制单元输出的电信号进行检测，并判断所述电域补偿单元接收到的信号是否丢失。
[0025]进一步地，所述光收发合一模块接收端光电探测器用于将所述光信号转换为电流信号，经过跨阻放大器转换为电压信号，经过后置放大器放大输出；
[0026]所述自动增益控制单元为电压幅度自动增益放大处理；
[0027]所述自动增益控制单元对所述电压信号进行电压增益放大处理，使其满足色散补偿所需的电压范围要求。
[0028]进一步地，所述光收发合一模块接收端光电探测器用于将所述光信号转换为电流信号，经过跨阻放大器转换为电压信号，经过后置放大器放大输出；所述自动增益控制单元为电压幅度增益模块，所述信号检测单元为信号幅度判决器；
[0029]所述电压幅度增益模块用于对所述电压信号进行增益放大处理，使其满足色散补偿所需的电压范围要求；
[0030]所述信号幅度判决器用于检测所述线性放大模块输出的电信号的电压值，并将该电压值与预设阈值进行比较，若低于预设阈值，则判定信号丢失。
[0031]进一步地，所述光收发合一模块接收端光电探测器用于接收连续模式光信号或者突发模式光信号，并将连续模式光信号或者突发模式光信号转换成电压信号，并经过后置放大器放大输出。
[0032]进一步地，所述电色散补偿子模块为前馈式均衡器或判决反馈式均衡器，所述前馈式均衡器或判决反馈式均衡器对所述电信号做自适应色散补偿。
[0033]进一步地，所述光收发合一模块接收端光电探测器用于接收突发模式光信号，并将突发模式光信号经过突发模式跨阻放大器转换成电压信号，并经过后置放大器放大输出。
[0034]所述电色散补偿子模块为突发前馈式均衡器或突发判决反馈式均衡器，所述时钟数据恢复子模块为快速时钟恢复子模块。
[0035]所述突发前馈式均衡器或突发判决反馈式均衡器用于对所述电压信号做自适应色散补偿。
[0036]同样为了解决上述的技术问题，本发明还提供了光收发合一模块评估板单元，包括如上所述的不同长度的传输线设计以及连接器，具体包括不同长度发射差分传输线123、不同长度接收差分传输线122、光模块电口连接器121;
[0037]所述的不同长度的传输线设计(评估板单元的电路板上设计了不同长度的差分传输线)用于实现光模块连接在主板上时电信号在不同长度的传输路径的上的传输损耗产生的时延与畸变；
[0038]所述的连接器用于连接光模块与评估板单元，此连接器也会对电信号产生部分的损耗与反射。
[0039]同样地为了解决上述的技术问题，本发明还提供了误码仪测量单元，用于测量各单元输出的电信号;误码仪测试单元包括:误码检测器和码型发生器。
[0040]同样为了解决上述的技术问题，本发明还提供了一种高速光模块的接收测试方法，包括以下步骤:
[0041]光收发合一模块的接收端接收光信号并将所述光信号转换为电信号，此电信号经过后置放大器放大经过评估板传输线输出；
[0042]对所述电信号做色散补偿处理，并将处理后的电信号输出；
[0043]对处理后的电信号进行误码测试，根据实际应用需求指标判定经过补偿后的电信号恢复质量，以衡量光模块接收端在主板上使用的电信号性能。
[0044]进一步地，所述对所述电信号做色散补偿处理的步骤包括:
[0045]对所述电信号做色散补偿；
[0046]对补偿后的电信号进行相位恢复和数据整形处理；
[0047]对恢复和整形后电信号进行预加重处理，并将处理后的电信号输出。
[0048]进一步地，在所述对所述电信号做色散补偿之前还包括:
[0049]对所述电信号进