一种光模块测试装置的制作方法

1.本发明涉及光模块测试领域，尤其涉及一种光模块测试装置。


背景技术：

2.随着无线通信技术和物联网技术的不断发展，光通信已经是目前最主要的通信方式之一，而光通信的核心器件就是光模块，光模块是通过光电转换，在发送端把电信号转换成光信号，然后通过光纤传送后，在接收端再将光信号转换成电信号的作用，也就是任何一个光模块都是有收发两部分功能，做光电转换和电光转换，所以在网络的两端设备上是都无法离开光模块的，一个典型的数据中心会在服务器、路由器以及交换机等设备上使用光模块，用途十分广泛。
3.根据预测2021年数据中心光模块销量将超过6000万只，对于光模块厂家是一个重大的机遇，光模块的主要原材料包括光芯片及组件、集成电路芯片和结构件等，其中光芯片和组件是最核心的原材料，成本占比超50％，速率越高则成本越高，同时随着全球数据量的增加，光模块向着超高频、超飞速和超大容量发展，有着广阔的市场前景。


技术实现要素：

4.为了实现光模块的性能较高精度检测以及提高测试效率的问题，本发明提供了一种光模块测试装置，该光模块测试装置包括：误码仪、光源测试板、多通道测试板、直流稳压电源、眼图仪、光分路器和光衰减器，当需要检测光模块时，即光模块为被测模块，被测模块插入多通道测试板上对应的卡槽内；
5.误码仪的rd-、rd 、td-和td 引脚分别连接多通道测试板对应的rd-、rd 、td-和td 引脚，误码仪的另一对td-和td 引脚分别连接光源多通道测试板的td-和td 引脚，多通道测试板的gnd、scl、sda和dis引脚分别连接通信板的gnd、scl、sda和dis引脚，直流稳压电源的一对红正、黑负引脚分别连接光源测试板的正、负引脚，被测模块的rx1和tx1引脚分别连接光衰减器的输出端和光分路器的输出端一，光衰减器的输入端连接光源测试板的光源tx引脚，光分路器的输入端连接眼图仪的光口引脚。
6.进一步地，该光模块测试装置还连接电开关，电开关连接眼图仪的trigger接口。
7.进一步地，电开关的引脚1连接误码仪的trigger接口。
8.进一步地，所述光分路器为一分二光路器。
9.进一步地，所述光衰减器为可编程光衰减器。
10.进一步地，所述光源测试板作为标准光源，型号为sfp光模块。
11.进一步地，所述误码仪与多通道测试板相连的一对td-和td 引脚用于调制码型输出，误码仪与光源测试板相连的另一对td-和td 引脚用于调制光信号输出。
12.本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提出了测试装置，对光模块的传输距离进行测试，提高了光传输距离的检测精度，还提高了光模块的测试效率，减少了测试的时长，具有着广阔的市场前景。
附图说明
13.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
14.图1是本发明实施例中光模块测试装置的结构图。
15.图2是本发明实施例中i2c接口结构图。
16.图3是本发明实施例中usb转i2c电路图。
17.图4是本发明实施例中发射端校准的界面图。
18.图5是本发明实施例中接收端校准的界面图。
19.图6是本发明实施例中软件初始界面图。
20.图7是本发明实施例中自动化测试完成界面图。
具体实施方式
21.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
22.本发明的实施例提供了一种光模块测试装置。
23.请参考图1，图1是本发明实施例中一种光模块测试装置的结构图，具体包括：多通道测试板、误码仪、眼图仪、光源测试板、电开关、直流稳压电源、可编程光衰减器和光分路器，当需要检测光模块时，假如有被测模块一和被测模块二，被测模块1和/或被测模块二插入多通道测试板上的对应卡槽即可进行检测操作，光源测试板作为标准板，用于提供检测光模块所需要的光源。
24.多通道测试板与误码仪相连，被测的光模块插入多通道测试板卡槽后开始进行测试，以被测模块为例，被测模块发射端tx1通过一分二光分路器与眼图仪连接，接收端rx1通过可编程光衰减器和电开关和光源测试板相连，被测模块即被检测的光模块。
25.搭建该光模块测试装置时，误码仪的rd-、rd 、td-和td 引脚分别连接多通道测试板对应的rd-、rd 、td-和td 引脚，误码仪的另一对td-和td 引脚分别连接光源测试板的td-和td 引脚，多通道测试板的gnd、scl、sda和dis引脚分别连接通信板的gnd、scl、sda和dis引脚，通信板的正、负引脚分别连接直流稳压电源的一对红正、黑负引脚，直流稳压电源的另一对红正、黑负引脚分别连接光源测试板的正、负引脚，被测模块的接收端rx1和发射端tx1分别连接可编程光衰减器的输出端和一分二光路器的输出端一，可编程光衰减器的输入端连接光源测试板的光源发射端tx，被测模块二的发射端tx2连接一份二光路器的输出端二，一分二光路器的输入端连接眼图仪的光口引脚。
26.搭建完成后，选择合适的收发模块进行测试，多通道测试板(即图1中的测试板)将被测模块与标准模块(即光源测试板)之间的信号传输通过i2c电路来进行控制。
27.i2c协议是一种两线接口，如图2所示，通过设计这种电路来达到信息传输的目的，其实质上是用两条双向的线，一条sda线，另一条scl线进行传输，scl的作用是上升沿将数据输入到每个eeprom器件中，下降沿驱动eeprom器件输出数据(边沿触发)。sda则代表双向数据线，为od门，与其它任意数量的od与oc门成“线与”关系。本实施例中i2c采用的是ch341芯片。
28.当被测模块插入到多通道测试板时，就需要如图3所示的usb转i2c电路，图3的上部分为i2c电路，下部分为usb电路，usb电路的scl和sda引脚分别连接i2c电路的scl和sda引
脚。在硬件设计时，芯片的部分引脚具有多个功能，所以在芯片复位期间与复位完成后的正常工作状态下具有不同的特性。所有类型为三态输出的引脚，都内置了上拉电阻，在芯片复位完成后作为输出引脚，而在芯片复位期间三态输出被禁止，由内置的上拉电阻提供上拉电流。如必要，外部电路可以在电路中再提供外置的上拉电阻或者下拉电阻，从而设定相关引脚在ch341芯片复位期间的默认电平，外置上拉电阻或者下拉电阻的阻值通常在一定范围之间。另外ch341芯片的act#引脚用于usb设备配置完成状态输出，当usb设备尚未配置或者取消配置后，该引脚输出高电平，当usb设备配置完成后，该引脚输出低电平。usb的转接芯片的act#引脚可以外接发光二级管led，用于指示usb设备的配置完成状态。ch341芯片内置了usb的上拉电阻，ud 和ud-引脚应该直接连接到usb总线上。ch341芯片内置了电源上电复位电路。ch341芯片正常工作时需要外部向xi引脚提供12mhz的时钟信号。一般情况下，时钟信号由ch341内置的反相器通过晶体稳频振荡产生，外围电路只需要在xi和xo引脚之间连接一个12mhz的晶体，并且分别为xi和xo引脚对地连接振荡电容。
29.直流稳压电源为光源测试板和测试板提供所需电能，在检测被测模块工作开始之前，可编程光衰减器接收到光源测试板输出的光源，输出至被测模块，测试板上面显示被测模块的光功率，通过光功率计检测得到所述光源的光功率，两者进行对比，进而计算得到光源传输至被测模块的光损失率，对该光损失率进行补偿，使得补偿后的被测模块的光功率等于光功率计检测得到所述光源的光功率，然后进行检测被测模块工作，误码仪接收光源测试板发送的光源，打开电开关，使得误码仪通过电开关连接眼图仪并进行传输，将接收到的光源发送至眼图仪，眼图仪显示光波，经过专家经验，可以检测该光波是否光滑光波，若是，则认为该光波没有问题，继续进行检测，若否，则认为该光波有问题，存在毛刺和其他噪声，进而不能使用这样的光源进行检测光模块，需要替换光源，进行上述操作，且光波显示没有问题，然后光源经过一分二光路器将该光源分成强度相同的两路，一路输出至被测模块，测试板上显示该路光源的光功率，另一路则连接到光功率计获取功率，读取光功率计上显示的光功率，并比较该光功率是否与测试板上显示的光功率是否相等，若是，相等，则认为没有传输过程没有光损失，若否，则认为传输过程有光损失，补偿该光损失，使得两路光功率相等，避免因为传输过程的光损失，造成被测模块的检测误差，以便进行更精确的被测模块检测，当以上损失均不存在时，一分二光路器可以连接多个被测模块进行检测，以提高检测效率。以被测模块为例，被测模块插入到测试板的卡槽内，被测模块接收到光源，在其内部，将光信号转换为电信号，测试板读取电信号，误码仪连接测试板，用于显示检测到的传输过程中误码率的信息，若是误码率为零，则被测模块的灵敏度高，当一段时间内，误码仪显示的误码率均为零或者是小幅度的浮动(为实际操作过程中设定的工作人员能接受的浮动范围为准)，均可以认为被测模块的灵敏度高，被测模块合格，测试板可以检测得到这段时间内被测模块的光无损传输的距离。若是误码率高，则认为被测模块的灵敏度低，被测模块不合格，需要研究被测模块内部是否出现问题，然后进行解决，解决后再进行上述检测，直至没有问题。上述补偿过程可以通过程控衰减器进行相应的补充操作。测试板还可以实现电光信号转换和电平转换，同时获取高低告警信息进行指示。测试过程中，光源测试板作为标准光源，型号为sfp光模块。当被测模块的灵敏度低于预设灵敏度时，会使得误码率恶化，有时候还会导致信号丢失，出现系统故障，测试板提供的信号丢失插入解除告警信息将报错。
30.该光模块测试装置还可以连接通信板和计算机，误码仪与所用计算机之间通过usb进行通信，通过并口发送数据，测试板通过通信板与计算机连接，测试板的gnd、scl、sda和dis引脚分别连接通信板的gnd、rsi、rso和dis引脚，误码仪的usb接口、测试板的usb接口、通信板的usb接口和可编程光衰减器的usb接口均连接于计算机的usb接口。眼图仪和可编程光衰减器都具有对应的接口，测试板使用usb接口或用并口模拟方式与计算机相连，误码仪主要通过rs232接口和计算机通信，也可使用usb接口和计算机通信，计算机连接误码仪的out /out-和测试板in /in-的连线。通过计算机相关软件来监控误码仪显示的误码率，测试模块显示的被测模块的检测性能，输入至可编程光衰减器的光功率以及输入至眼图仪的光功率等。误码仪通过计算机上的误码率测试软件可以完成控制、测量和分析功能。
31.本发明还可以通过计算机实现自动化测试，计算机是通过通信板接口采集数据信息，组装完成上述装置经过光损失的校准后进入自动化测试状态，利用相关软件实现分析、校准以及监控和调整。结果表明经过自动化测试的模块测试时间只需要三十秒，同时也有着极高的准确度，达到了提升测试效率和准确度的目的。
32.进行自动化测试时，将计算机、智能化仪器、总线与接口等技术与软件技术有效地综合起来，用标准接口总线、等将可程控的设备与计算机连接，设计成一套完整的自动化测试系统。通信板内置接口，将接口连接至计算机插槽中内置的接口卡，即usb接口。计算机通过并口或接口连接被测模块，误码仪的输出口与被测模块相连，通信板面板的输入口也连接到被测模块上，组成一个自动校准和测试的系统。
33.本发明提供了自动测试系统充分利用计算机强大的数据处理、显示和存储能力，代替手动测试，可以极大地提高整个测试系统的效率及灵活性。设计的自动测试系统具备的功能有：自动调节光模块发送光功率、消光比、抖动、上升下降时间等参数，自动测量被测模块的灵敏度，对光模块采集的接收光功率进行校准，并实施误差分析同时自动调节发射光功率，对光模块采集的发射光功率进行校准。
34.被测模块插入待测模块卡槽，首先进行如图4所示的发射端的校准和消光比的校准(通过可编程光衰减器实现)，随后进行如图5所示的接收端的校准(通过一分二光路器实现)。
35.校准完成后进入光模块自动化测试软件初始界面，如图6所示，核对光模块的基本信息，准确无误后点击开始自动调测。
36.测试时长大约为三十秒左右，测试的各项数据是否通过都会显示在右边提示方框中，所有的检测均成功通过后勾选“模块插入后自动开始调测”，后续再放置模块后可继续测试无需点击开始。
37.测试完成后所有数据指标显示通过，调测和校准均显示绿色则表示模块测试完成，如图7所示，可以下一个模块的检测。
38.本发明的有益效果是：本发明提出了测试装置，对光模块的传输距离进行测试，提高了光传输距离的检测精度，还提高了光模块的测试效率，减少了测试的时长，具有着广阔的市场前景。
39.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。