一种光模块的消光比补偿方法与装置与流程

本发明涉及光通信，特别是涉及一种光模块的消光比补偿方法与装置。

背景技术：

1、随着全球信息化的高速发展，人们的工作、学习和生活越来越离不开承载着大量信息的网络，对网络带宽的要求还不断在提高，光载波拥有着无比巨大的容量。光纤传输相比传统的电线传输，有着绝对的优势，传输容量大、损耗低、传输距离远、成本低。近年来，干线传输、城域网、接入网、局域网、数据中心等越来越多的场景采用了光纤进行传输，光纤到路边fttc(fiber to the curb，光纤到路边)、光纤到大楼fttb(fiber to the building，光纤到楼)、光纤到户ftth(fiber to the home，光纤到户)、光纤到桌面正在高速发展，市场需求日益增多。尤其是疫情三年，大家居家办公、上网课，以及直播的崛起，让数据中心的流量呈井喷之势，终端家庭对网络带宽的需求也空前高涨。每一个需求的背后，每一个传输的光纤节点，都需要一个光纤收发模块。光模块的应用场景复杂多变，覆盖全球，有应用在冰天雪地的北极，也有应用在炎热的非洲。大温差的环境，对光模块的工作温度提出了非常高的要求。目前模块根据工作温度的范围，协议主要规定的为商业级和工业级两种。同时，根据不同的客户定制需求，还有部分特殊定制温度范围。

2、比如工业级的模块，工作温度为-40～85度，模块需要正常工作在如此宽的温度范围，对模块的批量制造和调测做出了非常大的挑战。模块的核心器件是激光器，激光器是温度敏感器件，随着温度的变化，激光器的斜率效率会发生变化，光模块的发送光功率和消光比会变化，有可能超出系统的允许范围，最后会影响模块的性能，以及业务的传输，造成光通信传输链路的中断或者无法正常通信。所以，在光模块电路设计时，必须严格保证光功率和消光比等指标的规范性，确保光网络通信系统能够正常工作。如何对光功率和对消光比进行补偿，保证模块在工作温度变化的时候，光功率和消光比能够保持相对的稳定，成为在光模块调试以及在批量制造过程中，工程师必须解决的关键技术问题。

3、所以，在光模块电路设计时，必须严格保证光功率和消光比等指标的规范性，确保光模块在光网络通信系统能够正常工作。

4、对于带tec(thermoelectric cooler半导体制冷器)的模块，由于有制冷器，激光器的管芯温度在外界温度的变化下能够保持恒定。但是对于成本较低、广泛应用于无线和接入网的不带tec的dfb(distributed feedback laser分布式反馈激光器)直接调制激光器，就必须对其消光比做温度补偿。应用较广泛的方法是测出每一个温度点对应的调制电流值，然后用二元一次方程或者其他多项式方程来拟合，将该拟合的系数写入参数表对应的位置。在温度变化的时候，模块软件会自动根据当前温度来乘以拟合的系数，来动态调整当前的消光比，保证消光比的恒定。但是该方法存在一个较大的缺点是增大了模块软件的计算开销，另外也不利于批量制造，使得模块制造成本非常高。光模块在制造过程中会经过老化、模块常温调测、模块高温调测、模块低温调测以及模块三温测试、模块终测等环节。每增加一个测试环节，对批量模制造的难度以及成本的增加都是难以想象的。

5、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种无需进行大量测量即可对光模块在不同温度下进行消光比补偿。

2、本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，一种光模块的消光比补偿方法，包括：

4、在第一温度t1下，当光模块的消光比为第一目标值时，获取所对应的dac值为da1；

5、预先获取光模块的第二温度t2的补偿系数k1和第三温度t3的补偿系数k2；

6、将da1乘以第二温度t2的补偿系数k1得到da2，将da1乘以第三温度t3的补偿系数k2得到da3；其中，所述第二温度t2大于所述第一温度t1，所述第一温度t1大于第三温度t3；

7、根据所述da2和所述da1，得到第一温度t1到第二温度t2范围内的dac值同温度的第一补偿关系，用于对第一温度t1到第二温度t2之间的温度下的光模块进行消光比补偿；根据所述da1和所述da3，得到第三温度t3到第一温度t1范围内的dac值同温度的第二补偿关系，用于对第三温度t3到第一温度t1之间的温度下的光模块进行消光比补偿。

8、优选的，所述预先获取光模块的第二温度t2的补偿系数k1和第三温度t3的补偿系数k2，具体包括：

9、将预设数量的同类型光模块作为初始设定光模块，预先对所述初始设定光模块进行测量，获取每个光模块在第一温度t1下，当光模块的消光比为第一目标值时对应的dac值，该dac值为da4；获取每个光模块在第二温度t2下，当光模块的消光比为第一目标值时对应的dac值，该dac值为da5；获取每个光模块在第二温度t3下，当光模块的消光比为第一目标值时对应的dac值，该dac值为da6；

10、其中,k1＝da5/da4，k2＝da6/da4。

11、优选的，所述在第一温度t1下，当光模块的消光比为第一目标值时，测量所对应的dac值为da1，具体包括：

12、将温度调整至第一温度t1，将光模块上电并调节dac值，直至光模块的消光比到达所述第一目标值，并获取此时的dac值，获取的dac值作为所述da1。

13、优选的，所述将da1乘以第二温度t2的补偿系数k1得到da2，将da1乘以第三温度t3的补偿系数k2得到da3，具体包括：

14、所述da2为在第二温度t2下，当光模块的消光比为第一目标值时对应的dac值；

15、所述da3为在第三温度t3下，当光模块的消光比为第一目标值时对应的dac值。

16、优选的，所述根据所述da2和所述da1，得到第一温度t1到第二温度t2范围内的dac值同温度的第一补偿关系，用于对第一温度t1到第二温度t2之间的温度下的光模块进行消光比补偿，具体包括：

17、在维持光模块的消光比为第一目标值的基础上，通过所述da2、所述da1、所述第一温度t1和所述第二温度t2得到温度在t1到t2范围内，dac值同温度的第一补偿关系式，所述第一补偿关系式如下：

18、da＝at+b；

19、其中，da为电流值，t为温度，a和b为所述第一补偿关系式的系数；

20、a＝(da2-da1)/(t2-t1)，b＝da1-(da2-da1)t1/(t2-t1)。

21、优选的，所述根据所述da1和所述da3，得到第三温度t3到第一温度t1范围内的dac值同温度的第二补偿关系，用于对第三温度t3到第一温度t1之间的温度下的光模块进行消光比补偿，具体包括：

22、在维持光模块的消光比为第一目标值的基础上，通过所述da3、所述da1、所述第一温度t1和所述第三温度t3得到温度在t3到t1范围内，dac值同温度的第二补偿关系式，所述第二补偿关系式如下：

23、da＝ct+d；

24、其中，da为电流值，t为温度，c和d为所述第二补偿关系式的系数；

25、c＝(da1-da3)/(t1-t3)，d＝da1-(da1-da3)t1/(t1-t3)。

26、优选的，取用后续产品中验证用光模块对所述第一补偿关系和所述第二补偿关系进行验证；

27、当所述验证用光模块中存在小于第一预设比例的光模块，不符合所述第一补偿关系和所述第二补偿关系时，判断所述后续产品合格；

28、当所述验证用光模块中存在大于第一预设比例的光模块，不符合所述第一补偿关系和所述第二补偿关系时，则对所述第一补偿关系和所述第二补偿关系进行优化得到优化后补偿关系，并重复取用后续产品进行迭代优化，当迭代次数在预设次数内所述后续产品符合所述优化后补偿关系时，则所述后续产品合格，当迭代次数超过预设次数所述后续产品始终不符合所述优化后补偿关系时，则判断所述后续产品不合格。

29、优选的，所述当所述验证用光模块中存在大于第一预设比例的光模块，不符合所述第一补偿关系和所述第二补偿关系时，则对所述第一补偿关系和所述第二补偿关系进行优化得到优化后补偿关系，并重复取用后续产品进行迭代优化，具体包括：

30、在所述迭代优化中的每一轮迭代中，将所述第一预设比例的光模块同所述初始设定光模块组合为校正用光模块，在第四温度t4下，获取所述校正用光模块中每个光模块的消光比为第一目标值时对应的dac值da7，根据所述da7得到光模块在第四温度t4下的补偿系数k3；

31、其中，t3＜t4＜t2；

32、根据所述补偿系数k3、补偿系数k1和补偿系数k2得到所述优化后补偿关系；取用后续产品中新的验证用光模块对所述优化后补偿关系进行验证，当所述新的验证用光模块中存在小于第一预设比例的光模块，不符合所述优化后补偿关系时，判断所述后续产品合格；当所述新的验证用光模块中存在大于第一预设比例的光模块，不符合所述优化后补偿关系时，则判断迭代次数是否小于或者等于所述预设次数，当所述迭代次数小于或者等于所述预设次数时，则进入下轮优化迭代，当所述迭代次数大于所述预设次数时，则判断所述后续产品不合格。

33、第二方面，一种光模块的消光比补偿装置，用于执行所述的光模块的消光比补偿方法，所述装置包括：温箱、第一电源、第二电源、调测板、光源板、光源模块、待测模块、眼图仪和光功率计，其中：

34、所述调测板设置于所述温箱内，所述温箱用于调控温度；所述调测板同温箱外部的所述第一电源和上位机分别相连；

35、所述光源板位于所述温箱外部，所述光源板同所述第二电源相连；

36、所述待测模块设置于所述调测板上，所述光源模块设置于所述光源板上；

37、所述光源模块和所述待测模块相连，所述光源模块用于向待测模块提供光信号以及接收来自待测模块的光信号；所述待测模块同所述眼图仪和所述光功率计相连，所述眼图仪用于显示待测模块的消光比，所述光功率计用于显示待测模块的光功率。

38、优选的，所述装置还包括上位机，其中：

39、所述上位机同所述调测板相连；所述上位机用于将所述da1、da2、da3、第一温度t1、第二温度t2和第三温度t3输入，在第二温度t2到第三温度t3的温度范围内进行预设间隔温度的步进，按照预设补偿关系式在每预设间隔温度上添加一个dac值，从而完成第二温度t2到第三温度t3的温度范围内的消光比补偿。

40、本发明提供一种光模块的消光比补偿方法与装置，通过预先获取光模块在高温以及低温时的消光比补偿系数，在后续测量时，仅测量光模块在常温时消光比补偿的调制电流，通过将常温时消光比补偿的调制电流乘以高温以及低温时的消光比补偿系数，即可得到高温以及低温时消光比补偿的调制电流，再通过高温、常温和低温的消光比补偿的调制电流，即可得到高温到低温范围内温度点的消光比补偿调制电流。