多速率误码和光功率集成检测系统的研究与开发

发布时间：2021-03-04 03:18

　　针对国内市场上光模块检测设备检测速率较低、检测功能单一的现状,设计了一种集成多速率光模块误码和光功率的检测系统。该系统采用四通道并行收发模式,提供SFP+、QSFP28两种光模块接口,支持10G/25G/40G/100G光模块误码检测和光功率测量,支持光模块的业务信息实时监测和上报显示,适用于IEEE802.3标准和ITU（OTU2/OTU4）标准。实际测试结果表明,该系统测试性能准确、可靠,具有较好的实时性和通用性。 

【文章来源】：仪表技术与传感器. 2020,(01)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

多速率误码和光功率集成检测系统设计框图

该系统误码检测单通道原理框图如图2所示。在光信号接收端和发送端，均有Serdes(串行器-解串行器)进行处理，Serdes内部集成了均衡功能、加重功能、CDR功能和串并转换功能等，可以对系统传输的高速信号进行持续优化，降低信号在传输中的损耗，有效降低系统误码率。如图2所示，在误码检测系统的接收端，光模块发送出的光信号，送入Serdes Rx进行处理，在Serdes Rx中光信号首先经过去抖动处理，改善经信道传输后的高频信号分量，接下来利用CDR功能从接收数据的边沿信息中提取同步参考时钟信号(Rxclk)，用来恢复原数据序列，并将恢复的数据序列进行串并转换处理[7]。在Rxclk同步参考时钟的作用下，搜索恢复的数据序列与本地PRBS数据序列同步对齐码的位置，经过多次在同一位置找到对齐码后，捕获同步信号，对数据序列进行锁定，开始PRBS检测和误码计数，在比对两序列之后，错误码字的个数计入误码寄存器中。控制系统对此寄存器中的数据进行提取、处理，计算得到误码率。

在光功率检测模块中，被测光模块发送的光信号，经过光电探测，转换为微弱电流信号，经前置低噪声信号放大器的放大和滤波电路的处理后，在16位逐次比较型A/D转换器中进行模数转换[8],MCU获取转换后的数据信号，在本地参考时钟信号的作用下，对数据进行提取、处理、修正，得到准确的光功率值。光功率检测原理图如图4所示。设计中光电二极管采用反向偏置电压的工作模式，在此种工作模式下，系统不存在暗电流，且具有良好的线性度，适用于微弱、高频光信号的探测。

【参考文献】：
期刊论文
[1]QSFP28光模块应用的标准分析与测试技术研究[J]. 许朝蓬.  自动化仪表. 2017(08)
[2]基于微弱光信号检测的光功率计[J]. 廖平,许伟坚.  仪表技术与传感器. 2017(07)
[3]100Gbps误码检测系统设计与实现[J]. 田园.  无线互联科技. 2016(13)
[4]光纤通信系统技术的发展、挑战与机遇[J]. 崔秀国,刘翔,操时宜,周敏.  电信科学. 2016(05)
[5]基于STM32高速误码测试仪设计与实现[J]. 吴柏昆,贾涵阳,余文志,吴锋,钱银博.  仪表技术与传感器. 2015(09)
[6]光功率计计量现状及分析[J]. 李然,李莉,傅栋博,杨琨.  现代电信科技. 2015(03)
[7]基于LPC1768的智能浇花机器人设计[J]. 张鹏,张樱凡,倪俊超,何科君,楚红雨.  自动化与仪器仪表. 2015(03)
[8]基于FPGA的光通信误码率测试系统设计[J]. 游淑民.  三明学院学报. 2014(04)
[9]基于ARM的便携式高精度激光功率计设计[J]. 雷卫宁.  电子测量技术. 2014(04)
[10]光收发模块性能参数测试与分析[J]. 殷爱菡,黄晓东,安鲁陵,康和,展爱云.  江西科学. 2005(02)

硕士论文
[1]多速率综合误码测试平台的设计与研发[D]. 柳浩志.华中科技大学 2016
[2]4×10G QSFP光模块的研究与测试[D]. 熊志强.华中科技大学 2016



本文编号：3062466