一种光模块测试系统的制作方法

本实用新型实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块测试系统。

背景技术：

近年来，随着高质量视频业务、云计算、大型数据中心和固定/移动互联网应用的需求持续增长，人们对信息量的要求越来越多，对信息传递的速率要求越来越快。运营商和互联网内容提供商也认识到带宽需求会随着数据爆炸不断提升，以满足人们对速率的热切需求。

在进行高带宽的信号传输过程中，现阶段都会使用到光纤来传输，它相对传统的电气通信，具有很多优点：传输频带宽、通信容量大、传输损耗低、中继距离长等。由于光纤的使用，信号在接收端和发送端是电信号，而在传输过程中是光信号，因此光模块就应运而生并大规模应用在数据传输这一领域，它的作用就是在信号发送端将电信号转换为光信号，而在信号接收端将光信号转化为电信号。所以，对于光模块的研发来说，光电转换前后的信号质量成为了一个很重要的指标，用来区分光模块的性能好坏。

在光模块研发过程中，除了PCB板的设计、光路的设计、光器件的选择和模块结构设计外，光模块的性能测试也是很重要的一个环节。在测试光模块性能的时候，如何控制光模块中各个光器件协同工作、如何能够方便的调试出眼图等，是当前亟待解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种光模块测试系统。

第一方面，本实用新型实施例提供一种光模块测试系统，所述光模块测试系统包括：误码仪、光模块和上位机；

所述误码仪连接所述光模块的光信号输入端，用于为所述光模块提供标准光信号，还连接所述光模块的光信号输出端，用于接收所述光模块输出的光信号；

所述光模块，作为被测试对象，其电信号输出端与电信号输入端相连以形成环路，用于接收所述误码仪输入的光信号，对所述光信号进行光电转换，并将转换后得到的电信号通过所述电信号输入端输入光模块，进行电光转换，将转换得到的光信号输出至所述误码仪；

所述上位机连接所述光模块的控制端，用于根据所述误码仪测量的光电/电光转换性能，通过labview进行参数配置，以调节所述光模块的参数。

本实用新型实施例提供的光模块测试系统，将光模块作为被测试对象，光模块的电信号输出端与电信号输入端相连形成环路，以误码仪作为输入源，同时将误码仪作为一个接收源接收光模块的输出光信号，形成一个环路，对比输入的信号和接收的信号，能够判断整个环路中光模块光电转换和电光转换的性能，从而通过上位机参数配置，以调节所述光模块的参数。

第二方面，本实用新型实施例提供一种光模块测试系统，所述光模块测试系统包括：误码仪、示波器、光模块和上位机；

所述误码仪连接所述光模块的光信号输入端，用于为所述光模块提供标准光信号；

所述示波器连接所述光模块的光信号输出端，用于显示所述光模块输出的光信号的眼图信息；

所述光模块，作为被测试对象，其电信号输出端与电信号输入端相连以形成环路，用于接收所述误码仪输入的光信号，对所述光信号进行光电转换，并将转换后得到的电信号输出至所述示波器；

所述上位机与所述示波器通过USB线缆连接，用于读取示波器的眼图信息；且所述上位机连接所述光模块的控制端，用于根据所述眼图信息，通过labview进行参数配置，以调节所述光模块的参数。

进一步，所述系统还包括一分二光耦合器；

所述一分二光耦合器的输入端连接所述光模块的光信号输出端，所述一分二光耦合器的一个输出端连接所述误码仪，另一个输出端连接所述示波器。

进一步，所述光模块包括光电转换电路、电光转换电路和控制电路；

所述控制电路分别连接所述光电转换电路和电光转换电路；

所述光电转换电路，还包括光信号输入端和电信号输出端；

所述电光转换电路，还包括电信号输入端和光信号输出端；

所述上位机连接所述控制电路的控制端，通过控制电路分别对所述光电转换电路和电光转换电路进行参数配置。

具体的，所述控制电路包括微控制单元MCU或STM32微控制器。

进一步，所述光模块测试系统还包括电源和风扇；

所述电源连接所述光模块，用于为所述光模块供电；

所述风扇连接所述电源，用于为所述光模块散热。

本实用新型实施例提供的光模块测试系统，将光模块作为被测试对象，光模块的电信号输出端与电信号输入端相连形成环路，以误码仪作为输入源，示波器接收光模块的输出光信号，能够通过眼图直接显示光信号的质量，从而通过上位机参数配置，以调节所述光模块的参数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例光模块测试系统第一实施例结构示意图；

图2为本实用新型实施例光模块的一个示例图；

图3为本实用新型实施例光模块测试系统第二实施例结构示意图；

图4为本实用新型实施例光模块测试系统第三实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

针对这些问题，本实用新型提出了一种光模块测试系统，所述光模块测试系统基于labview进行测试和参数配置，使光模块的性能测试更加的方便，能够很快的扫描出光模块合适的参数配置，在合适的参数配置下，光模块输出的信号质量较好(眼图质量很好)。

Labview是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。Labview的函数库包括数据采集、GPIB通讯、串口控制、数据分析及数据存储等。Labview也有传统的程序调试工具，如设置断点，以动画方式显示数据及其子程序的结果、单步执行等，便于程序的调试。在labview的显示界面，有很多现成的控件和按钮可供选择，为编程人员编辑GUI界面提供了有力的帮助。有了这些函数库和控件的支持，为labview的快速上手和编程提供了良好的环境，由于labview区别于其他语言最大的特点是图形编程，这就使得只要编程人员在脑海中构思出程序的逻辑关系，就能在很短的时间完成程序的编写，而且没有文本语言那样有许多语法规则需要考虑。基于这些原因考虑，本实用新型实施例的上位机使用labview平台开发完成。

图1为本实用新型实施例光模块测试系统第一实施例结构示意图，如图1所示，所述光模块测试系统包括：误码仪、光模块和上位机；

所述误码仪连接所述光模块的光信号输入端，用于为所述光模块提供标准光信号，还连接所述光模块的光信号输出端，用于接收所述光模块输出的光信号；

所述光模块，作为被测试对象，其电信号输出端与电信号输入端相连以形成环路，用于接收所述误码仪输入的光信号，对所述光信号进行光电转换，并将转换后得到的电信号通过所述电信号输入端输入光模块，进行电光转换，将转换得到的光信号输出至所述误码仪；

所述上位机连接所述光模块的控制端，用于根据所述误码仪测量的光电/电光转换性能，通过labview进行参数配置，以调节所述光模块的参数。

请参考图1，本实用新型实施例中，误码仪通过光纤给光模块输入标准的码型，作为一个输入源，在将光模块的输出端和输入端接上后，同时将误码仪作为一个接收源接收光模块的输出光信号，形成一个环路，对比输入的信号和接收的信号，能够判断整个环路中光模块光电转换和电光转换的性能，这是一个很重要的性能参数，可以通过误码仪厂商提供的软件直接显示出来。

上位机能够控制光模块中各个器件的工作，用以调节光电转换或电光转换的效果。上位机控制着整个测试系统的运行，对于其中重复劳作的部分，有着无可比拟的优势。之前是由开发人员凭借自己的经验，从不同的参数配置和结果中查找规律，找到合适的参数配置，耗费大量的精力。本实施例可以通过labview编写上位机程序逻辑，完成参数配置和数据采集的循环。

具体的，误码仪与光模块通过光纤连接，上位机与光模块通过USB线缆连接。

本实用新型实施例提供的光模块测试系统，将光模块作为被测试对象，光模块的电信号输出端与电信号输入端相连形成环路，以误码仪作为输入源，同时将误码仪作为一个接收源接收光模块的输出光信号，形成一个环路，对比输入的信号和接收的信号，能够判断整个环路中光模块光电转换和电光转换的性能，从而通过上位机参数配置，以调节所述光模块的参数。

基于上述实施例，所述光模块包括光电转换电路、电光转换电路和控制电路；

所述控制电路分别连接所述光电转换电路和电光转换电路，用于对所述光电转换电路和电光转换电路中的器件进行控制；

所述光电转换电路，用于进行光电转换，还包括光信号输入端和电信号输出端；所述误码仪连接所述光电转换电路的光信号输入端；

所述电光转换电路，用于进行电光转换，还包括电信号输入端和光信号输出端；还连接所述电光转换电路的光信号输出端；

所述上位机连接所述控制电路的控制端，通过控制电路分别对所述光电转换电路和电光转换电路进行参数配置。

图2为本实用新型实施例光模块的一个示例图，请参考图2，所述光电转换电路包括依次连接的光接收次模块ROSA、LA和RX_CDR；ROSA侧设置有光信号输入端，将接收的光信号转换为电信号，RX_CDR侧设置有电信号输出端。所述电光转换电路包括依次连接的TX_CDR、LDD和光发送次模块TOSA；TX_CDR侧设置有电信号输入端，TOSA将电信号转换为光信号，通过TOSA侧的光信号输出端对外输出。图2的实例中，通过CFP金手指连接RX_CDR侧电信号输出端和TX_CDR侧电信号输入端，从而实现环回。其中，CFP金手指模块用于传递电信号，在调试的时候接上评估板，实现电信号的环回。

具体的，所述控制电路包括微控制单元MCU或STM32微控制器。上位机连接至微控制单元MCU或STM32微控制器。在上位机上，通过labview进行参数配置，将配置好的参数值发送至微控制单元MCU或STM32微控制器，通过微控制单元MCU或STM32微控制器对光电转换电路和电光转换电路进行参数配置，从而实现光模块的性能调节。

图2的示例的工作原理如下：

TX发射部分：电信号经过CFP金手指、TX_CDR、LDD和TOSA等器件转化为了光信号在光纤中传输。

RX接收部分：光信号经过ROSA、LA、RX_CDR和CFP金手指转化为高速电信号。

这中间的调制过程由STM32通过IIC控制TX_CDR、LDD、RX_CDR、LA来调节，上位机可以通过给STM32发送相应指令间接去调节，最终归结为调节LD、VB、VG和VEA四个参数来控制光电信号转换的调制，其中LD为激光器电流值，VB、VG和VEA是调节激光驱动器(driver)相关的参数，VB是调节跟IDD电流相关的偏置电压，VG是调节增益的，VEA是调节调制器的偏置电压。

请参考图1，基于上述实施例，所述光模块测试系统还包括电源和风扇；

所述电源连接所述光模块，用于为所述光模块供电；

所述风扇连接所述电源，用于为所述光模块散热。

本实用新型实施例中，电源与光模块通过电线连接，为光模块提供工作电压和工作电流，还可以用另一个通道给一个小风扇供电，增加光模块的散热，为光模块的正常工作提供有利环境。电源要可以设置一下电压和电流上限，以免在做实验过程中烧毁光模块。

本实用新型实施例基于labview的光模块测试系统，能够很方便控制光模块的工作，避免了反复的烧写程序到单片机中来控制的方式；能够高效的找到光模块正确工作的方式，通过上位机程序扫描的方式，极大地减少了开发人员的精力消耗。并且在扫描完成后，仍然无法找到光模块正确的工作方式，基本上就能排除设置的问题，更多的是转向硬件的设计或者光器件性能的好坏上，为问题的查找排除提供比较有力的依据。

图3为本实用新型实施例光模块测试系统第二实施例结构示意图，如图3所示，所述光模块测试系统包括：误码仪、示波器、光模块和上位机；

所述误码仪连接所述光模块的光信号输入端，用于为所述光模块提供标准光信号；

所述示波器连接所述光模块的光信号输出端，用于显示所述光模块输出的光信号的眼图信息；

所述光模块，作为被测试对象，其电信号输出端与电信号输入端相连以形成环路，用于接收所述误码仪输入的光信号，对所述光信号进行光电转换，并将转换后得到的电信号输出至所述示波器；

所述上位机与所述示波器通过USB线缆连接，用于读取示波器的眼图信息；且所述上位机连接所述光模块的控制端，用于根据所述眼图信息，通过labview进行参数配置，以调节所述光模块的参数。

请参考图3，本实用新型实施例中，误码仪通过光纤给光模块输入标准的码型，作为一个输入源。为了更加直观的查看光模块输出的光信号，可以将光信号接入到示波器中，示波器能够直接显示光信号的质量，这样可以通过上位机与示波器进行通讯，读取光信号(眼图)的好坏。同时，上位机能够控制光模块中各个器件的工作，用以调节光电转换或电光的效果。

上位机控制着整个测试系统的运行，对于其中重复劳作的部分，有着无可比拟的优势。之前是由开发人员凭借自己的经验，从不同的参数配置和结果中查找规律，找到合适的参数配置，耗费大量的精力。本实施例可以通过labview编写上位机程序逻辑，完成参数配置和数据采集的循环。

具体的，误码仪与光模块通过光纤连接，光模块与示波器通过光纤连接，上位机与光模块通过USB线缆连接。

本实用新型实施例提供的光模块测试系统，将光模块作为被测试对象，光模块的电信号输出端与电信号输入端相连形成环路，以误码仪作为输入源，示波器接收光模块的输出光信号，能够通过眼图直接显示光信号的质量，从而通过上位机参数配置，以调节所述光模块的参数。

基于上述实施例，所述系统还包括一分二光耦合器；

所述一分二光耦合器的输入端连接所述光模块的光信号输出端，所述一分二光耦合器的一个输出端连接所述误码仪，另一个输出端连接所述示波器。

图4为本实用新型实施例光模块测试系统第三实施例结构示意图，请参考图4，光模块的光信号输出端连接一分二光耦合器的输入端，一分二光耦合器的两个输出端分别连接误码仪和示波器，则从光模块输出的光信号可以分别进入误码仪和示波器，一方面可以通过误码仪判断整个环路中光模块光电转换和电光转换的性能，另一方面可以通过示波器读取光信号眼图，即可以同时了解光电转换性能和光信号质量。

基于上述实施例，所述光模块包括光电转换电路、电光转换电路和控制电路；

所述控制电路分别连接所述光电转换电路和电光转换电路，用于对所述光电转换电路和电光转换电路中的器件进行控制；

所述光电转换电路，用于进行光电转换，还包括光信号输入端和电信号输出端；所述误码仪连接所述光电转换电路的光信号输入端；

所述电光转换电路，用于进行电光转换，还包括电信号输入端和光信号输出端；还连接所述电光转换电路的光信号输出端；

所述上位机连接所述控制电路的控制端，通过控制电路分别对所述光电转换电路和电光转换电路进行参数配置。

图2为本实用新型实施例光模块的一个示例图，请参考图2，所述光电转换电路包括依次连接的光接收次模块ROSA、限幅放大器LA和时钟数据恢复电路RX_CDR；ROSA侧设置有光信号输入端，将接收的光信号转换为电信号，RX_CDR侧设置有电信号输出端。所述电光转换电路包括依次连接的时钟数据恢复电路TX_CDR、激光驱动器LDD和光发送次模块TOSA；TX_CDR侧设置有电信号输入端，TOSA将电信号转换为光信号，通过TOSA侧的光信号输出端对外输出。图2的实例中，通过CFP金手指连接RX_CDR侧电信号输出端和TX_CDR侧电信号输入端，从而实现环回。

具体的，所述控制电路包括微控制单元MCU或STM32微控制器。上位机连接至微控制单元MCU或STM32微控制器。在上位机上，通过labview进行参数配置，将配置好的参数值发送至微控制单元MCU或STM32微控制器，通过微控制单元MCU或STM32微控制器对光电转换电路和电光转换电路进行参数配置，从而实现光模块的性能调节。

图2的示例的工作原理如下：

TX发射部分：电信号经过CFP金手指、TX_CDR、LDD和TOSA等器件转化为了光信号在光纤中传输。

RX接收部分：光信号经过ROSA、LA、RX_CDR和CFP金手指转化为高速电信号。

这中间的调制过程由STM32通过IIC控制TX_CDR、LDD、RX_CDR、LA来调节，上位机可以通过给STM32发送相应指令间接去调节，最终归结为调节LD、VB、VG和VEA四个参数来控制光电信号转换的调制，其中LD为激光器电流值，VB、VG和VEA是调节激光驱动器(driver)相关的参数，VB是调节跟IDD电流相关的偏置电压，VG是调节增益的，VEA是调节调制器的偏置电压。

请参考图3或图4，基于上述实施例，所述光模块测试系统还包括电源和风扇；

所述电源连接所述光模块，用于为所述光模块供电；

所述风扇连接所述电源，用于为所述光模块散热。

本实用新型实施例中，电源与光模块通过电线连接，为光模块提供工作电压和工作电流，还可以用另一个通道给一个小风扇供电，增加光模块的散热，为光模块的正常工作提供有利环境。电源要可以设置一下电压和电流上限，以免在做实验过程中烧毁光模块。

本实用新型实施例光模块测试系统的测试流程如下：

首先，给电源设置上限的电压和电流，起到硬件的过流保护，在光模块旁边加上一个电风扇，由电源的另外一个通道给出输出，加快光模块的散热，接着启动光模块。

其次，打开误码仪的软件界面，让误码仪输出标准的NRZ码型，将光模块的输出端接上示波器。系统中各个仪器都正常工作，设备初始化完成。打开上位机软件，主要有LD、VB、VG和VEA四个参数需要设置，程序依次遍历这4个参数的值，依次设置这些参数，然后等待示波器触发完成，读取示波器眼图的眼高、眼宽和消光比。在初次扫描的时候先将限定范围设置得大一些，可以先将消光比设置为大于10dB，眼高大于100mV，眼宽大于20ps，这些参数会根据具体输入的电信号做出调整，在读到在如上设定阈值内的数据时，将LD、VB、VG和VEA这四个参数保存下来，并且调用示波器的截图功能，将示波器上显示的图片一并保存下来。在扫描结束后，将保存下来的数据做出筛选，获得最优值。

本实用新型的目的是针对现有的光模块眼图调试的困难，往往需要手动配置各个参数，寻找示波器上的信号规律，以此来查找一个相对合适的值来获得眼图，这种方式不仅需要花费大量的时间和精力，而且参数的配置方式过多，往往有数万种配置方式，结果也就具有很大不确定性。如果经过一系列的操作后无法找出规律，或者无法找到合适的参数调出眼图，由于无法去排除是光模块硬件设计的原因或者调试过程中设置的值不对造成，这样对产品的研发进度造成很大的影响。

本实用新型提供的多个实施例基于labview的光模块测试系统，能够很方便控制光模块的工作，避免了反复的烧写程序到单片机中来控制的方式；能够高效的找到光模块正确工作的方式，通过上位机程序扫描的方式，极大地减少了开发人员的精力消耗。并且在扫描完成后，仍然无法找到光模块正确的工作方式，基本上就能排除设置的问题，更多的是转向硬件的设计或者光器件性能的好坏上，为问题的查找排除提供比较有力的依据。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。