引用本文:
程木海,高枫. 光模块接收无光监控异常的解决方法[J]. 光通信技术,2023,47(4):38-41.
程木海,高 枫
(河北华美光电子有限公司,河北 张家口 075400)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为了解决无光输入时光收发一体模块的接收监控有时会出现异常的问题,提出了一种精确选择跨阻放大器解耦电容和软件校准相配合使用的方法。首先,测试了监控异常时的I2C总线波形和接收电源噪声波形,验证了多种型号跨阻放大器和不同监控解耦电容值对接收监控的影响,确认了接收无光监控异常主要是由跨阻放大器监控残留噪声和监控电容解耦2个原因造成的;然后,通过实验选取合适的监控信号解耦电容,同时使用二阶方程进行软件校准。测试结果表明,该方法可以完全解决无光时的接收监控异常问题。
关键词:光纤通信;光电收发一体模块;监控校准电路噪声
中图分类号:TN929.1 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2023)04-0038-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2023.04.007
0 引言
根据光模块国际标准SFF-8472协议[1]的规定,光模块除了完成光/电转换外,还对模块电压、激光器驱动电流、发射光功率、接收光功率、模块温度这5个参数进行监控,帮助系统实时监控光模块工作状态。一旦光纤通信异常,用户可以根据这5个实时监控的参数协助查找故障发生点。如果光模块监控不准确,会导致光纤通信系统误判,从而可能误断通信网络或者产生错误的传输数据[2-4]。
光模块在批量生产过程中或者使用时,由于受到原材料的差异、加工差异、信号接口差别、电源系统不同等各种因素的影响,这些监控量有可能不准确或者出现异常。例如,使用厦门优讯公司的UX3320芯片设计的一款100 Mb/s~2.5 Gb/s多速率兼容的光模块在批量生产并经质量检验合格后交付给客户使用,但是部分光模块在接收无光时出现了接收监控寄存器的值异常的情况。对出现接收监控异常的客户退货光模块进行测试,发现这种监控异常的情况不是一直不变的,经过自动高频率刷新软件测试,发现异常监控状态占十分之一左右。暂时没有发现其他客户和其他组织使用UX3320芯片做成的光模块提出过这个问题,因此该情况也可能跟使用方的要求不同有关。本文通过测试查找处异常发生的原因并提出了相应的解决办法。
4 结束语
采用UX3320芯片做成的光模块在无光输入时,接收监控有时会出现异常。为了找到接收监控异常的原因并寻找解决办法,本文用示波器测试了模块电源波形,根据对电源波形内噪声幅度的判断,电源噪声不是造成监控异常的原因;用示波器测试了监控异常时候的I2C总线信号波形,波形纯净规范,说明监控异常不是由I2C总线读取错误造成的;对比测试发现不同TIA会对接收监控的准确性有非常大的影响,通过精确选择与TIA相连接的解耦电容,能够大幅度降低异常几率;试验验证了合理选择监控校准方程的系数是一种解决接收监控异常的有效办法。因此,精确选择TIA解耦电容和软件校准这2种方法相配合,能够完全解决无光时的接收监控异常问题。
在实际使用过程中,可以先通过调整与TIA监控信号所连接的解耦电容来大幅降低监控异常的几率,然后对不能完全消除的噪声进行监控偏移量调整,用软件校准的方式舍弃部分模/数转换数据得以完全消除噪声。但是,若不能够通过硬件大幅度降低噪声,软件校准的偏移量过大时,监控精度就会大幅降低,例如-35 dBm的监控精度可能会降低到只有-25 dBm。因此本文所提的硬件解决办法和软件校准方法需适当配合使用。