带数字诊断功能的小封装光模块研究.pdf

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1、-----------------------------光学与光电技术----------------------------------------------------------------------------带数字诊断功能的小封装光模块研究日期：2012-12-211-----------------------------光学与光电技术----------------------------------------------------------------------------摘要随着信息社会的到来，人们对通信系统容量和传输

2、速率以及服务水平的要求不断提高，通信网络变得越来越庞大，通信链路管理工作日趋复杂。人们迫切希望在通信系统中采用智能的性能监测技术来解决这一越来越突出的问题。光收发模块的数字诊断功能就提供了这样一种低成本的性能监测手段。通过光收发模块的数字诊断功能，网络管理单元可以实时监测光收发模块的温度、供电电压、激光器偏置电流以及发射光功率和接收光功率。这些参数的测量，可以帮助网络管理单元进行故障预测和故障定位。通过故障预测，技术人员可以提前替换可能产生故障的单元，减少损失；通过故障定位网络管理人员可以迅速找出故障位置，缩短故障修复时间。带数字诊断功能光模块的应用

3、简化了系统维护工作，提高了系统的可靠性。本文以武汉华工正源光子技术有限公司“2.5G带数字诊断功能的小封装光模块”项目的研究为背景，深入介绍了光收发模块的组成与各主要部分的工作原理，详细介绍了课题中采用的各款芯片的性能与设计技术。介绍了激光器与激光器驱动电路的耦合方式、自动功率控制电路与自动温度控制电路原理以及小封装光模块热插拔功能的实现。光模块的数字诊断与监控技术是本文介绍的重点，论文首先介绍了设计数字诊断光模块的理论基础，包括用于数字诊断光模块与主机通信的I2C总线技术基础和定义数字诊断光模块技术要求与设计规范的SFF-8472协议。然后给出了具

4、体的数字诊断光模块电路设计方案，重点介绍了方案中采用的数字诊断控制器DSl859以及该设计方案的原理、工作过程和参数设计。文章最后介绍了带数字诊断光模块的测试技术，先介绍了一般光电指标包括发射光功率、消光比、光眼图、接收灵敏度以及高低告警值的测试原理与方法，然后对常见的光眼图劣化现象产生的原因和解决方法进行了分析，最后重点介绍了数字诊断与监控功能的测试方法与实现技术，包括测试系统硬件电路的设计以及监控校准软件的介绍与具体实现方法。关键词：光收发模块，数字诊断，SFF-8472协议，DSl859，热插拔2------------------------

5、-----光学与光电技术----------------------------------------------------------------------------第1章、绪论1.1课题概述小型封装可插拔光模块简称SFP模块，它采用先进的精密光学及电路集成工艺制作，尺寸只有普通双工SC(1×9)型光纤收发模块的一半，因此在同样空间可以增加一倍的光端口数，可以增加线路端口密度，降低每端口成本。SFP模块还支持热插拔功能，即无需切断电源，光模块即可以与设备连接或断开，网络管理人员无需关闭网络就可升级和扩展系统，对在线用户不造成影响。热插拔功能

6、也简化了总的维护工作，并使得最终用户能够更好地管理他们的收发模块。智能SFP模块，即具有数字诊断功能的SFP光模块，数字诊断控制器所带的存储空间分为两部分一部分用于储存器件型号、制造商名称、序列号、器件的数据速率等基本信息，另一部分用于存储监控报警、校准常数与实时监控数据等数字诊断与监控相关信息。智能SFP模块是各厂商技术升级换代的标志性产品，它所特有的数字诊断功能可以实时监测光收发模块的温度、供电电压、激光偏置电流以及发射光功率和接收光功率。通过这些参数的测量，管理单元能迅速找出光纤链路中发生错误的具体位置，以简化维护工作，提高系统的可靠性。可以预

7、见在今后两三年内智能SFP光模块将成为市场的主要需求。本课题研究带数字诊断功能的小封装可热插拔光模块，课题来源于武汉华工正源光子技术有限公司的“2.5G带数字诊断功能的小封装光模块”重点攻关项目，该项目的工作主要分为器件、电路和结构三个部分，笔者有幸参与了电路部分的设计、PCB绘制、光模块测试与数字诊断软件调试等方面的工作，这些也是论文阐述的重点。1.2光模块研究现状及发展方向通信网干线传输容量的不断扩大及速率的不断提高使得光纤通信成为现代信息网络的主要传输手段，在现在的光通信网络中，如广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)所需要的作为

8、核心光电子器件之一的光收发模块的种类越来越多，要求越来越高，复杂程度也以惊人的速度发展。目前的光通信市场竞争