光模塊及組件測(cè)試簡(jiǎn)介

1、http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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 2011-04 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 1、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)目的 培訓(xùn)對(duì)象培訓(xùn)對(duì)象 培訓(xùn)講師培訓(xùn)講師 學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn) 培訓(xùn)課時(shí)培訓(xùn)課時(shí) http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 簡(jiǎn)介提綱簡(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) http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 光纖系統(tǒng)簡(jiǎn)介 光纖通信是以光波作為信息載體光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作

2、為傳輸媒介的一種通信方式以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 光纖通信的優(yōu)點(diǎn)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。 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 光是一種電磁波光是一種電磁波 可見光波長(zhǎng)350nm750nm 光纖通信所用的波長(zhǎng)光纖通信所用的波長(zhǎng) 800nm1600nm http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 光纖的損耗譜

3、光纖的損耗譜 EDFA 帶寬帶寬 波長(zhǎng)波長(zhǎng) (mm) 損耗損耗 (dB/km) 0.1 0.2 0.4 0.8 1.0 0 -20 -10 10 20 色散色散 (ps/nm-km) 損耗損耗 ( (各類光纖各類光纖) ) SMF DSF NZDF+ NZDF- G.652 G.653 G.655+ G.655- http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 光纖的結(jié)構(gòu)光纖的結(jié)構(gòu) 纖芯纖芯包層包層保護(hù)套保護(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 ，

4、保護(hù)光纖。 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 常用光纖連接器類型 FC TypeSC Type SC2 Type FDD Type http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 Insertion Loss(插入損耗) 40dB SPC45dB UPC50dB APC60dB 連接頭端面類型 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 簡(jiǎn)介提綱簡(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) http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 法布里法布里-帕羅型激光二極管帕羅型激光二極管 (FP-LD) 和分布反饋激光二極管和分布反饋激光二極管 (DFB-LD) LD具有體積小

5、、重量輕、具有體積小、重量輕、 低功率驅(qū)動(dòng)、輸出光功率低功率驅(qū)動(dòng)、輸出光功率 大、調(diào)制方便、壽命長(zhǎng)和大、調(diào)制方便、壽命長(zhǎng)和 易于集成等一系列優(yōu)點(diǎn)易于集成等一系列優(yōu)點(diǎn). LD是目前在接入網(wǎng)光模塊是目前在接入網(wǎng)光模塊 只用得最多的光發(fā)射器件只用得最多的光發(fā)射器件 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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 E1 E2E2E2 E2E2E2 E1E1 E1 E1 E1 自發(fā)輻射光 受激輻射光 入射光 hf = E2 - E1入射光 hf = E2 - E1 hf = E2 - E1 hf = E2 - E1 原子吸收入 射光子躍遷

6、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 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 激光二極管的特性激光二極管的特性 激光二極管（LDLaser diode）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（Threhold current）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IBIAS LD的兩個(gè)主要參數(shù)：閾值 電流Ith和斜效率S（Slope efficiency）是溫度的函數(shù) ，且具有較大的離散性 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 LD To-Can Engine Base Pigtail H

7、older Filter PD To-Can Filter Holder Pigtail BOSA基本結(jié)構(gòu) http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 BOSA原理原理 BOSA: Bi-Directional Optical Sub-Assembly, 光發(fā)射接收組件 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 簡(jiǎn)介提綱簡(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) http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 SFF結(jié)構(gòu)SFF結(jié)構(gòu)（APC） 公司自研光模塊公司自研光模塊 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 SFP結(jié)構(gòu)插拔式SFF 公司自研光模塊公司自研光模塊 http

8、:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 FTTH系列產(chǎn)品 單纖三向TRIPLEXER系列產(chǎn)品 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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) http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 光模塊在通信設(shè)備中的作用光模塊在通信設(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) http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 Optical module 光模塊原理框圖 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 發(fā)射電路設(shè)計(jì) http:/ 深圳市共進(jìn) 電子

9、有限公司 發(fā)射電路設(shè)計(jì) APC loop maintains a constant monitor-diode current. Extinction ratio reduced due to slope efficiency degradation http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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) http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 發(fā)射電路設(shè)計(jì) 流過LD電流 “1” I=Ibias+Imod “0” I=Ibias http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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

10、電阻Rf， 所以又被稱做跨 阻放大器 （TIA Tranimpedance Amplifier ） http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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) http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 簡(jiǎn)介提綱簡(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) http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 光模塊測(cè)試板級(jí)主要光參數(shù)測(cè)試指標(biāo) TX Optical Transmitter Power Tramitter Off power Ou

11、tput Center Wavelength Output Spectrum Width SMSR Extinction Ratio Optical Eye Diagram RX Sensitivity Saturation Optical Power Signal Detect Assert Level Signal Detect Deassert Level Signal Detect Hysteresis SD Voltage Out Low SD Voltage Out High http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 平均輸出光功率（平均輸出光功率（P0） 在光模塊塊用的速率及及要要

12、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 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 消光比（EXT） EXT=10lg( “1”平均光功率/“0”碼平均光功率） http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 眼圖模板眼圖模板 右圖是EPON 上行IEEE802.3ah 2004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 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 光譜 對(duì)于DF

13、B激光 器取-20dB條 件下的測(cè)試光 譜寬度 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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？ http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 光模塊接收部分測(cè)試 誤碼儀（Bit Error Ratio Tester）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 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 什么是比特誤碼率？什么是比特誤碼率？ 比特誤碼率（BERBit Error Ratio）是衡 量一個(gè)光接收機(jī)性

14、能的最基本的參數(shù) BER= = BER的表示形式：110-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 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 SFF8472 EEPROM Information http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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96105位，分別對(duì)塊下表中對(duì)塊的 5個(gè)光模塊重要參數(shù) http:/ 深圳市共進(jìn)

15、 電子有限公司 實(shí)時(shí)上報(bào)值算法 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 DDM讀數(shù) 右圖是通過TK OLT讀出的光模塊 A2H中的96105位。 分別有5組16進(jìn)制數(shù)分別對(duì)塊五個(gè)監(jiān) 控參數(shù)的高八位和低八位數(shù)值 及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：16.8 mA 發(fā)射光功率： -2.0dBm 接收光功率：-15.4dBm 2C 30 80 24 20 D4 18 5E 01 21 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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)

16、 時(shí)間老化/濕熱-接口可靠性-ESD等 主要參考標(biāo)準(zhǔn)：GR468 MIL-STD-883 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 可靠性測(cè)試主要測(cè)試項(xiàng)目 項(xiàng)項(xiàng) 目目 Test Referen ce Condition Internal qualification info. Samplin g Pass/ Fail Criteria SSC 1 Mechanical Shock GR-468500g,1.0ms 5times/ dir, 5 dir MeasurePo, Ext， Sen,Icc ,before and after 110 Delta Po 1.5dB Delta Sen 10

17、C/min non- powered Measure Po, Ext， Sen,Icc 0,100,500cycles 110 5Damp HeatGR-468 85C/85%RH,500hours,1000 hours for info. Measure Po, Ext， Sen,Icc 0,168,500,1000hours 110 6 High Temperature Operations GR-468 70,2000 hours 5000hours for info. powered Measure Po, Ext， Sen,Icc 0,168,500,1000,2000,30 00,

18、4000,5000hours 110 7ESDGR-468HBM，2000V Measure Po, Ext， Sen,Icc before and after test 60 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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 http:/ 深圳市共進(jìn) 電子有限公司 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，及照器件PIN及組分為Vdd, Vcc, Vss, GND, G