光模块常用仪器的使用手册和测试指标

光模块常用仪器的使用手册和测试指标
DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing 密集型光波复用
ED Error Detector 错误检测器
EDFA Erbium-doped Optical Fiber Amplifier 掺铒光纤放大器
ER Extinction Ratio 消光比
NRZ Not Return to Zero 不归零码
OSNR Optical Signal Noise Ratio 光信噪比
PPG Pulse Pattern Generator 标准脉冲发生器
RZ return to zero 归零码
TDR Time Domain Reflectometer 时域反射计
A Assert 有光点功率
AP Average Optical Power 平均光功率
BER Bit Error Rate 比特差错率
Cro Crossing 交点
D De-assert 无光点功率
DCD Duty Cycle Distortion 占空比失真抖动DDM Data Diagnostic Monitoring 数字诊断监控DFB Distributed Feed Back 分布反馈式激光器
DJ Deterministic Jitter 确定性抖动
ED Error Detector 错误检测器
ER Extinction Ratio 消光比
RT Rise Time 上升时间
FT Fall Time 下降时间
FP Fabry-Perot 法布里-珀罗型激光器FWHM Full Wave at Half Maximum 半高全宽度
GBIC GigaBit Interface Convertor 千兆比特接口转换器LOS Loss of Signal 信号丢失
OLR Optical Return Loss 光回损
OLT Optical Line Terminal 光设备终端
OMA Optical modulation amplitude 光调制幅度
ONU Optical Network Unit 光网络单元
PPG Pulse Pattern Generator 标准脉冲发生器PON Passive Optical Network 光无源网络PRBS Pseudo Random Binary Sequence 伪随机二进制序列RSSI Received Signal Strength Indication 接收信号强度RIN Relative Intensity Noise 相对噪声
S Sensitivity 灵敏度
SD Signal Detect 信号检测
SFP Small Form-factor Pluggable 小封装热插拔SMSR Side-Mode Suppression Ratio 边模抑制比
TJ Total Jitter 总抖动
TDMA Time Division Multiple Access 时分多址接入TDP Transmitter Dispersion Penalty 发射机色差代价VCSEL Vertical Cavity Surface Emitter Laser 垂直腔面发射激光器VECP Vertical Eye Closure Penalty 垂直眼图闭合代价
发射端需测试的常用指标
平均光功率（T-00-0001）Average Optical Power
消光比（T-00-0002）Extinction Ratio
眼图模板（T-00-0003）Mask
光调制幅度（T-00-0004）OMA
交点（T-00-0005）Crossing
发射端抖动峰峰值（T-00-0006）TX_Jitter p-p
上升时间（T-00-0007）Rise Time
下降时间（T-00-0008）Fall Time
中心波长（T-00-0009）Optical Wavelength
安立公司MP1800A（信号产生分析仪的使用）三个部分（PPG、ED、Synthesizer）分开进行讲解。

最大支持速率为12.5G，向下连续可调，最小分辨为1KHZ。

PPG（标准脉冲发生器）：主要设置在Output、Pattern、Misc中完成，Pattern 选项卡着重介绍PRBS的设定方法。

首先是码型选择框，可由这里选择PRBS，mark ratio占空比选择框：当Logic设为POS时，码型为正向，可选择1/2, 1/4, 1/8, 和0/8。

当Logic设为NEG时，码型为反向，可选择1/2inv, 3/4, 7/8, 和8/8。

Misc选项卡在设置Bust模式时尤为主要，repeat为连续数据。

ED的作用主要是用来检测接收到的误码与PPG打出的误码是否一致。

ED的Pattern设置界面与PPG的设置界面基本相同，值得注意的是：在我们进行误码检测时需将ED的Pattern与PPG的Pattern设置成一致。

ED与PPG连接方法
首先须将Synthesizer的Output与ED和PPG的Input连接，使他们的Clock同步，然后即可利用PPG产生信号；利用ED监测误码了。

平均光功率测试步骤：
a).如图2-10所示，连接测试平台。

b).设置PPG的速率和Pattem，设置示波器的波长和速率。

c).测试前需校准示波器（与光功率计比对），以保证示波器的准确性。

d).如输入至示波器的光功率过大，为确保示波器的光通道不被打坏，需在光通道上加入光衰减棒。

图2-10 光发射器测试架构
a).将设备按照测试配置和测试条件进行操作，使发射器的眼图可以正常的输出到示波器上，确保眼图正常，无噪点。

b). 选中示波器中的光通道，选择Average Optical Power，读取其值。

消光比测试
a).将设备按照测试配置和测试条件进行操作，使发射器的眼图可以正常的输出到示波器上，确保眼图正常，无噪点。

b). 选中示波器中的光通道，将示波器调整到眼图模式，并打开filter。

c). 选择Extinction Ratio，读取其值。

选择Crosing，读取其值。

得到交点值。

眼图模板测试：
眼图模板是评判眼图质量的重要标准，它可以间接的测量和评判很多项目
的好坏，比如说：上升时间、下降时间、交点、过冲等等。

所以，在很多情况下而言，可用测量眼图模板来代替测量其他的项目。

a).如图2-10所示，连接测试平台。

b).设置PPG的速率和Pattem，设置示波器的波长和速率。

c).测试前需校准示波器，以保证示波器的准确性。

d).根据产品应用的不同设置相应的模板。

e).根据测试要求设置相应的Margin。

a).将设备按照测试配置和测试条件进行操作，使发射器的眼图可以正常的输出到示波器上，确保眼图正常，无噪点。

b).根据产品的速率不同，来选取不同的模板，并将模板置于眼图中心。

c).根据测试规格，等待固定的时间。

d).等待固定的时间后，观察眼图有无噪点置于模板之中。

如有，则为不合格；如没有，则为合格。

（也可根据需要在模版中加入Margin后，再进行c）、d)两步骤）。

-20dBm谱宽是评判DFB器件好坏的重要标准，其值越小证明DFB的能量越集中，DFB的质量越好。

均方根谱宽是评判FP器件好坏的重要标准，其值越小证明FP的能量越集中，FP的质量越好。

中心波长测量：
a).如图2-11所示，连接测试平台。

b).根据产品的中心波长设置光谱分析仪的波长。

c). 根据附件三《光谱设定介绍》来设定光谱仪参数。

d).选取相应的测试模式。

a).将设备按照测以上进行操作，使发射器的信号可以正常的输出到光谱仪上，确保光谱以上的波形正常。

b).将光谱置于光谱仪的正中心，使其可以正确读取测试指标。

c).读取中心波长的数值。

图2-11：光谱测试架构
安捷伦公司86100C（累积型示波器）的使用方法。

86100C示波器是光模块测试中最长使用到的设备，我们几乎所有与发射端有关的测试项目都是由它来执行的。

故关于86100C的使用，与校准就显得格外的主要。

它的最大电通道带宽为65GHz，最大光通道为55GHz。

常用的模组为86105C。

86105C支持850nm,1310nm和1550nm三个波长，另可根据需要选配相应的滤波器。

4个模式，
a).眼图模式：用来对眼图进行分析与模板测试（示波器会自带许多类型的
模板如：SONET/SDH, Gigabit Ethernet, 和Fiber Channel）。

b).TDR模式：用来量测信号线上的阻抗。

c).示波器模式：用来观察眼图实时的变化。

d).Jitter模式：用来量测信号的抖动。

Agilent86100C的显示界面如图3-4所示，所有的测量结果都会显示在上面。

从界面上来看，整个显示屏可以划分为以下几个区域。

a).Minimize Button:最小化按钮，可将测试软体最小化到桌面。

b).Time Display:时间显示区，显示当前的时间。

c).Menu:菜单栏。

d).Toolbar:工具栏
e).Measurement Results:测量结果显示区，显示测量的结果。

f).Channel Configuration:通道选择按钮,用来显示每个通道的情况。

g).Time and Delay:时间与延时按钮。

h).Pattern Lock:图案锁定按钮，此按钮在Jitter模式时有效。

眼图模式一共有下面4中测量方式，我们可以根据自己实际的使用情况来选择不同的方式。

[1] RZ：归零码（低速率下很少使用）
[2] NRZ：非归零码（低速率下经常使用）
[3] 模板测试模式：用于测量眼图的模板。

[4] 眼图测试模式：用于测量眼图的常见指标。

沿眼图式的设定，在里面的设定当中，消光比的准确性是尤其关键，对消光比的校准和修正就显得重要，常常在出厂时公司就会对其修正，我们拿来之后也可以采用它的修正值对模组进行修正。

消光比的修正方法如下：选中Configure Measurements->Ext Ratio。

然后选择相应的通道进行修正和单位的设定以及相应时间的设定。

而示波器的模式就显得不一样，他测试的是实时的波形眼图，实时示波器可以测量信号有关时间和幅度的相关量。

如图3-12所示，我们有两个页面可以选择。

a).时间：我们可以测量如：上升时间、下降时间、周期、抖动等常见参数。

b).幅度：我们可以测量如：平均光功率、振幅、过冲、峰峰值等常见参数。

示波器的校准
我们何时对示波器进行校准：一般我们在以下几种情况下需要对示波器进行校准：
a).示波器开机半小时以后。

b).对示波器进行过移动。

c).示波器的CalΔT的数值大于0.2以上。

d)示波器的准位线偏离水平轴。

接下来就是消光比应该如何校准：消光比的校准应该在示波器校准结束后
立刻进行，消光比的校准应该遵循如下步骤：
a) 选择All Cailbrations->Extinction ratio，选择相应需要校准的光通道（与校准示波器一样，需要确保无光输入至示波器），如图3-15所示。

b) 根据提示校准示波器，在提示将光接入时再将光接入，完成校准。

安捷伦公司MOS7032B（实时型示波器）的基本操作
Agilent MOS7032B为安捷伦公司生产的实时示波器，最大带宽为350MHz,最大采样频率可达2GSa/s。

除了支持常用的边沿触发外，还支持HDTV、I2C、SPI、LIN、CAN、FlexRay 和USB等特殊触发方式。

Agilent MOS7032B支持USB 和LAN两种控制方式，有两个或四个模拟测量通道，另可选配D0~D15数字通道。

软键:这些键的功能根据键的正上方显示屏显示的菜单而异。

横河公司生产的光谱仪AQ6370B的使用方法
动态范围：+20dBm~-90dBm 波长：600nm~1700nm
1、支持多模光纤测试
2、PASS/FAIL自动测试功能
根据指定条件可以自动判断波形是PASS还是FAIL。

通过设置上限或下限值，扫描完成的波形将进行自动比较，这可以有效地减少生产线测量中的评估时间并降低人为的错误.
3、13种自动分析功能可以通过前面板的按键或鼠标选择13种内置分析功能。

系统会自动执行相应的分析，分析结果可保存在存储器中。

a).WDM 分析（OSNR）b).WDM-NF分析（EDFA）c).DFB-LD分析d).滤波器分析等.
4、收发器/LD测试
5、无源器件测量
5.2.1 中心波长的设定
a) 选择CENTER->CENTER WL，再通过键盘设置中心波长。

b) 再设定完中心波长后，可以根据需要来选择是否设置AUTO CENTER。

如选择ON，则光谱仪自动将中心波长至于光谱仪中心位置。

5.2.2 SPAN（跨度）的设定
a) 选择SPAN->Span WL通过键盘来设定Span的大小。

5.2.3 LEVEL（纵轴的大小）的设定
a) 选择LEVEL->LOG SCALE，通过键盘来设定LEVEL的大小。

b) 选择LEVEL->REF LEVEL来设定LEVEL的基准线。

c) 选择LEVEL->AUTO REF LEVEL，将其设定成ON，将会自动设定LEVEL的基准线。

Resolution的设定
Resolution的大小影响测量的精度，太大会将测量的时间变长，太短会测不准。

所以合理的选择Resolution非常主要。

选择Resolution的方法如下：
a)选择SETUP->RESOLUTION,根据需要选择相应的Resolution
5.5.1 FP器件测试设定介绍
在进行FP测试之前，我们还需对FP的一些测试选项进行设定，其方法如下：
a) 选择ANALYSIS->PARAMETER，会弹出如图5-6所示界面。

b) 选择SPECTRUM WIDTH为RMS模式（均方根）。

c) 设定THERSH为3Db。

d) 设定K值为2.35
5.5.2 DFB器件测试设定介绍
在进行DFB测试之前，我们还需对DFB的一些测试选项进行设定，其方法如下：
a) 选择ANALYSIS->PARAMETER，会弹出如图5-7所示界面。

b) 选择SPECTRUM WIDTH为THRESH模式（均方根）。

c) 设定THERSH为20.0Db。

d) 设定K值为1
e) 如需使用MASK，则将SMSR MODE设定为SMSR1，如不需选择则设定
为SMSR2
5.5.3 LED器件测试设定介绍
在进行LED测试之前，我们还需对LED的一些测试选项进行设定，其方法如下：
a) 选择ANALYSIS->PARAMETER，会弹出如图5-8所示界面。

b) 选择SPECTRUM WIDTH为RMS模式（均方根）。

c) 设定THERSH为3Db。

d) 设定K值为2.35
5.5.4 VCSEL器件测试设定介绍
在进行RMS测试之前，我们还需对LED的一些测试选项进行设定，其方法如下：
a) 选择ANALYSIS->SPEC WIDTH->RMS，会弹出如图5-7所示界面。

b) 选择THRESH LEVEL为3dB模式（均方根）。

c) 设定K为2.35。

光谱仪也需要校准
AQ6370B分为内部校准与外部校准，我们应该根据实际情况来选择以哪种方式进行校准。

其具体的方法如下：
1、内校：内校主要应用于平常使用的校准中，每次开机半小时后都应该对
其进行校准；每次轻微搬动是也需要进行校准。

内部校准的步骤如下：a)如图5-9所示连接光谱仪（注意：需使用62.5/125nm的标准光纤连接光谱仪的input端与output端）。

b)选择SYSTEM->OPTICAL ALIGNMENT->EXECUTE。

系统就会自动的进行内部校准。

2、外校：外校一般用于长时间未使用设备，或用大型搬运过的情况下。

这时需要利用外接光源对其校准（外接光源的特性需足够好）。

其步骤如下：
a)将外接光源接至光谱仪的input端。

b)选择SYSTEM->WL CALIBRATION。

选择EXTERNAL来设置外接光源的中心波长。

c)选择EXECUTE执行校准。

衰减器与光功率计8163B
Agilent 8163B是安捷伦公司生产的集光衰减器和光功率计于一体的设备。

它的外形如图6-1所示。

Agilent 8163B可以根据所插入的模组不同，而产生不同的功能，它除了可以当衰减器和光功率计外，还可以插入可调光源模组，变成一个可调光源。

本章主要介绍的是81570A（衰减器）模组和81635A（光功率计）模组。

衰减器主要是两个参数：衰减量α和波长λ
a) 调节衰减量：我们将光标调节至α处，点击Edit使α处变为选中的状态，用上下键来调节衰减量的大小（注意：即便将衰减器的衰减量调节至0，但衰减器自身也会有1~2dBm的衰减）
b) 波长的设定：我们将光标调节至λ处，点击Edit使λ处变为选中的状态，用上下键来调节波长的大小（注意：波长只可以设置到650nm~1630nm）6.2 光功率计的使用
6.2.1 波长的设定
对于波长的设定我们遵循以下的步骤，其光功率计的界面如图6-4所示：波长的设定：我们将光标调节至λ处，点击Edit使λ处变为选中的状态，用上下键来调节波长的大小（注意：波长只可以设置到650nm~1630nm）6.2.2 光功率单位的选择
对于光功率大小的设定我们遵循以下的步骤，其界面如图6-5所示：
a)利用光标选择光功率计，选择Pwr unit进入如图6-5所示的界面。

b)如图6-5 所示，对于光功率的单位我们有：W；dBm和dB三个选择。

我们可以通过光标的上下移动来对其进行选择。

安捷伦公司生产的万用电表34401A和固纬公司生产的可调电源PST-3202的使用方法
34401A是Agilent生产的高精度，快速读取的6½位、高性能数字万用电表。

它每秒有高达1000个读数的读取速度，存储量可高达512个读数。

它的外
形如图7-1所示。

8 GWINSTEK PST-3202
固纬公司生产的PST-3202是3通道的可调电源供应器，整个系统完全由微处理机(MPU)控制，电压/电流的控制完全由—12 位的数字模拟转换器来负责控制，所以可得到较高分辨率及精确度，由于系统的数字化，资料输入完全由键盘控制，快速精确且方便。

PST-3202的外观如图8-1所示。

8.1.1 前面板介绍
PST-3202是三通道可调电源，通道1与通道2支持最高33V，2..1A的输出，通道三支持最高7V，5.2A的输出。

它的前面板如图8-2所示，其功能介绍如下。

热流仪TP04310的使用方法
TP04310是TEMPTRONIC公司生产的气体快速温变箱，他可从-80°C到225°C随意改变温度，并且升降温的速度很快，适合用于设计开发及相关验证中使用。

图9-1为TP04310的外观。

在热流仪头上一共有三个按键，如图9-3所示，他们的主要作用如下：
[1] 控制机械手臂上升按钮
[2] 控制机械手臂下降按钮
[3] 控制热流仪头上升下降按钮，按一次下降，再按一次上升。

[4] 热流头
热流仪的操作面板如图9-4所示，其每个按键的功能如下：
a) Graphical Display Screen:操作显示屏，我们可以在这里观看我们的操作情况和热流仪的运行情况。

b) Flow Control Valve:流量调节开关，用来调节气体的流量。

c) EMO：急停开关，用于设备出现故障时紧急关机（需谨慎使用）。

d) Encoder：控制键，用来对热流仪进行控制。

e) ON Switch:热流仪开关。

开机
热流仪在开机之后会经过两个过程，在这两个过程中我们不应该对其进行任何操作，如图9-4所示，为热流仪的两个过程，具体如下：
（1）第一个过程：热流仪会进入自检过程，热流仪头会向外喷出-60°C 的气体，此过程会经历120秒。

（2）压缩机启动过程：在自检完成之后，热流仪的压缩机会进入启动过程，此过程需要经历60秒。

在开机完成之后热流仪就会进入到如图9-5所示的界面，我们有下面几种界面可以选择：
a) 手动模式：手动来控制热流仪。

b) 编程模式：可以通过编程来控制热流仪。

c) 设置模式：设置热流仪与测试有关的参数。

d) 系统模式：设置热流仪的基本参数。

e) 退出：关闭热流仪。

由于热流仪的操作比较繁琐，我们在实际使用时会根据实际的需要对其进行不同的设置，我们在本小节中只针对手动模式对其进行讲解。

如图9-6所示为手动控制界面。

其操作方法如下：
a) ESC:退出手动模式
b) HOT：按一下，热流仪将会升到指定高温的温度。

再按一下，将停止。

c) FLOW：按一下，热流仪将会升到指定常温的温度。

再按一下，将停止。

d) COLD：按一下，热流仪将会升到指定低温的温度。

再按一下，将停止。

e) SETUP：进入设置界面。

进入设置界面之后，我们可以对热流仪循环的温度，精度，完成时间等参数进行设定。

如图9-7所示，其具体的设置方法如下：
a) ESC:退出。

b) Select:选中特定的文件。

c) DEFINE：设定传感器等参数。

d) RAMP/CYCLE：设定循环。

e) DONE：完成设定。

f) Encoder：我们利用Encoder键选择需要修改的项目，下按Encoder使光标处于闪烁状态后，即可修改指标。

热流仪的使用注意事项
我们在日常使用热流仪的时候需要注意对其使用的方法是否正确，我们需要注意的有以下几点：
1、在使用T探头和K探头的时候需要注意其监控的温度是否正确（T探头与K探头的设定如图9-8所示）。

我们在使用T探头与K探头的时候也需要时刻关注R探头的温度情况，如果两者之间的温度相差太远的话，则很有可能是T探头或K探头失去的作用。

2、时刻注意气管的弯曲程度，气管的弯曲不可太大否则会损伤气管。

3、如无特殊情况切不可随意按急停按钮。

4、注意进入热流仪的气压情况，其值不可低于90。