高速宽带光收发模块可靠性分析技术
发布时间：2020-11-13 06:00
随着信息技术的高速发展,光网络信息容量激增。高速宽带光收发模块作为高速光通信系统和网络中的核心器件,是光通信技术领域的一大研究热点。高速率、小型化、低功耗、智能化,是光模块的发展趋势,而高可靠性则是实际通信系统和网络对实用化光模块的基本要求。对高速宽带光模块可靠性分析和测试技术进行研究,对提升国产核心光子器件研制水平和市场竞争力具有重要的促进作用。本文就半导体激光器和高速光收发模块可靠性进行了以下研究:首先基于可靠性框图法,提出了100G光模块可靠性分析模型,根据可靠性数据手册和相关文献内容得出了光模块组件的可靠性参数,对给定光模块可靠性参数进行了估计,并分析了器件各组成部件的可靠性对光模块整体可靠性的影响。接着理论分析了温度对半导体激光器和光接收机工作特性的影响,给出了输出功率随温度升高而降低,中心波长随温度升高向长波长漂移的关系式,并通过试验进行了初步验证。还理论分析了温度变化对接收机信噪比、误码率和灵敏度的影响。对半导体激光器和光收发模块加速寿命试验方法进行了研究,设计了测试电路,搭建了加速寿命试验系统。设计了激光器热-电综合应力步进式变应力加速寿命试验方案,,对一组激光器开展了热-电综合步进应力加速寿命试验,研究了热应力(温度)和电应力(工作电流)对其工作性能衰退的影响,并给出了相应的加速寿命模型和寿命估计结果,该加速寿命试验方案相比常规单应力加速寿命试验具有更高的试验效率。最后对三组光收发模块施加不同的应力,进行了对照加速寿命试验,研究了其性能衰退的情况,给出了寿命估计结果。上述研究结果可为对光模块可靠性增长和可靠性检测评估等研究和实践工作提供参考。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.1
【部分图文】：
竞争力持续提升。然而，其中不容忽视的是我国光通信产业链发展并不位于产业链源头的光器件及芯片，与发达国家相比存在较大的差距，已经光通信长足发展的关键瓶颈。当前，我国光通信系统中所用的光连接器和部分都是国产的，国产无源光子器件可以满足现阶段光通信系统发展的要有源光子器件是我国光通信产业的最薄弱环节，产品技术和工艺水准与国一定的差距[11]，国产有源光子器件和模块的可靠性仍需引起更多重视。和高速宽带光模块工作稳定性影响因素、可靠性试验和估计方法等进行研核心光子器件可靠性和研制水平具有重要的促进作用。速光收发模块光模块发展趋势于信息技术的发展，光纤通信系统中使用的各种新技术、新系统也在不断发展，为了适应不同的需求，光模块从低速不断向高速不断发展。常见的型如图 1-1 所示：
与其他的 10G 模块可以互通，SFP+和 SFP 的的尺寸一样，具有较强的兼容性，因此 SFP+封装模式是 10G 光模块的主流。对于 40GE/100GE 的高速光模块，其发展趋势如图 1-2 所示：图 1-2 40GE/100GE 的高速光模块发展趋势图[13]图 1-2 显示了近几年 40GE/100GE 的高速光模块发展趋势图，其中主流的 100G 宽带模块封装形式为 CFP 模块系列以及最新的 QSFP+模块[13]。光模块向着高速率，低功耗，小型化，可热插拔的方向快速发展。1.2.2 光收发模块结构光模块是以光器件为核心，增加一些电路部分和结构件等完成相应功能的单元，按功能可以分为三类：发射模块、接收模块和收发合一模块。光收发模块技术经历了从收发单独到收发一体的发展历程，在收发一体光模块技术中，包含了发射、接收、各种功能电路、标准化光纤连接器和电信号接口技术，形成高度集成的系统模块。高速宽带光收发模块是实现光信号处理、构成各类小型化高集成度片上光子系统和光网络的核心部件，主要完成对光信号的光-电/电-光转换功能
图 1-3 光发送部分框图接收部分由光检测器、低噪声前置放大器及其他信号处理电路组成。相，数字接收机更复杂，在主放大器后还有均衡滤波、定时提取与判决再自动增益控制放大等电路。图 1-4 是数字光接收部分框图：
【参考文献】
本文编号：2881830
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.1
【部分图文】：
竞争力持续提升。然而，其中不容忽视的是我国光通信产业链发展并不位于产业链源头的光器件及芯片，与发达国家相比存在较大的差距，已经光通信长足发展的关键瓶颈。当前，我国光通信系统中所用的光连接器和部分都是国产的，国产无源光子器件可以满足现阶段光通信系统发展的要有源光子器件是我国光通信产业的最薄弱环节，产品技术和工艺水准与国一定的差距[11]，国产有源光子器件和模块的可靠性仍需引起更多重视。和高速宽带光模块工作稳定性影响因素、可靠性试验和估计方法等进行研核心光子器件可靠性和研制水平具有重要的促进作用。速光收发模块光模块发展趋势于信息技术的发展，光纤通信系统中使用的各种新技术、新系统也在不断发展，为了适应不同的需求，光模块从低速不断向高速不断发展。常见的型如图 1-1 所示：
与其他的 10G 模块可以互通，SFP+和 SFP 的的尺寸一样，具有较强的兼容性，因此 SFP+封装模式是 10G 光模块的主流。对于 40GE/100GE 的高速光模块，其发展趋势如图 1-2 所示：图 1-2 40GE/100GE 的高速光模块发展趋势图[13]图 1-2 显示了近几年 40GE/100GE 的高速光模块发展趋势图，其中主流的 100G 宽带模块封装形式为 CFP 模块系列以及最新的 QSFP+模块[13]。光模块向着高速率，低功耗，小型化，可热插拔的方向快速发展。1.2.2 光收发模块结构光模块是以光器件为核心，增加一些电路部分和结构件等完成相应功能的单元，按功能可以分为三类：发射模块、接收模块和收发合一模块。光收发模块技术经历了从收发单独到收发一体的发展历程，在收发一体光模块技术中，包含了发射、接收、各种功能电路、标准化光纤连接器和电信号接口技术，形成高度集成的系统模块。高速宽带光收发模块是实现光信号处理、构成各类小型化高集成度片上光子系统和光网络的核心部件，主要完成对光信号的光-电/电-光转换功能
图 1-3 光发送部分框图接收部分由光检测器、低噪声前置放大器及其他信号处理电路组成。相，数字接收机更复杂，在主放大器后还有均衡滤波、定时提取与判决再自动增益控制放大等电路。图 1-4 是数字光接收部分框图：
【参考文献】
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1 卓安生;苟书智;;100G光模块功能与发展演进[J];电信网技术;2014年08期
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4 邓涛;陈海涛;;外腔半导体激光器激射波长温度稳定性的研究[J];光通信研究;2006年02期
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2 杨宗雄;2.5Gbps时钟数据恢复电路的设计[D];电子科技大学;2012年
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本文编号：2881830
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