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一种眼图自动补偿光模块及其眼图自动补偿方法

阅读：224发布：2024-01-11

专利汇可以提供一种眼图自动补偿光模块及其眼图自动补偿方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种眼图自动补偿光模块及其眼图自动补偿方法，包括包括LD 温度传感器、LDD温度传感器、MCU和LD 驱动器，所述LD温度传感器、所述LDD温度传感器分别与所述MCU的信号输入端连接，所述LD驱动器与所述MCU的信号输出端连接。本发明的有益效果是：通过采用2个温度传感器，电路和光路同时监控，对于不均匀的温度也能分别补偿，将笼统的光模块温度，细化为激光器 LD的温度和激光驱动器LDD的温度，在对激光器的光学特性进行补偿之前，先对驱动器的电特性进行补偿，使其达到最佳化。，下面是一种眼图自动补偿光模块及其眼图自动补偿方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种眼图自动补偿光模块，其特征在于，包括LD 温度传感器(1)、LDD温度传感器(2)、MCU(3)和LD 驱动器(4)，所述LD温度传感器(1)、所述LDD温度传感器(2)分别与所述MCU(3)的信号输入端连接，所述LD驱动器(4)与所述MCU(3)的信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述一种眼图自动补偿光模块，其特征在于：所述LD驱动器(4)包括控制寄存器、功率控制器、功能单元、输入均衡器和激光驱动电路，所述控制寄存器的信号输入端通过数据接口与所述MCU(3)连接，所述控制寄存器的信号输出端与所述功率控制器的信号输入端连接，所述功能单元的信号输入端分别与所述控制寄存器和所述功率控制器的信号输出端连接，所述激光驱动电路的信号输入端分别与所述输入均衡器和所述功能单元的信号输出端连接。
3.根据权利要求2所述一种眼图自动补偿光模块，其特征在于：所述控制寄存器的信号输入端还与所述LDD温度传感器(2)连接。
4.根据权利要求2所述一种眼图自动补偿光模块，其特征在于：所述功能单元包括抖动优化控制器、上升/下降沿控制器、交叉点控制器、偏置电流控制器和调制电流控制器，所述抖动优化控制器、所述上升/下降沿控制器、所述交叉点控制器的信号输入端均与所述控制寄存器的信号输出端连接，所述偏置电流控制器和所述调制电流控制器的信号输入端均与所述功率控制器的信号输出端连接；所述抖动优化控制器、所述上升/下降沿控制器、所述交叉点控制器、所述偏置电流控制器和所述调制电流控制器的信号输出端均与所述激光驱动电路的信号输入端连接。
5.根据权利要求2所述一种眼图自动补偿光模块，其特征在于：所述数据接口为I2C数据接口。
6.一种根据权利要求1至5任一所述一种眼图自动补偿光模块的眼图自动补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对光模块进行电眼图优化；
S2：对光模块进行光眼图优化。
7.根据权利要求6所述一种眼图自动补偿光模块的眼图自动补偿方法，其特征在于：所述步骤S1对光模块进行电眼图优化的具体步骤为：
S1.1：通过LDD温度传感器(2)测量光模块激光驱动器的当前温度；
S1.2：MCU(3)读取LDD温度传感器(2)测量的当前温度值，在查找表中查找对应的数据端口配置参数，写入控制寄存器，完成配置。
8.根据权利要求7所述一种眼图自动补偿光模块的眼图自动补偿方法，其特征在于：所述步骤S1.1中光模块激光驱动器当前温度的测量可以通过LDD芯片内部的温度传感器进行测量，以准确的获取LDD芯片的当前温度值。
9.根据权利要求6所述一种眼图自动补偿光模块的眼图自动补偿方法，其特征在于：所述步骤S2对光模块进行光眼图优化的具体步骤为：
S2.1：通过LD温度传感器(1)测量光模块激光器的当前温度；
S2.2：MCU(3)读取LD温度传感器(1)测量的当前温度值，在查找表中查找偏流修正系数k1t、调制电流Im的补偿系数k2t；
S2.3：MCU(3)根据新电流生成公式I＝Ib*k1t+Im*k2t，以及所述步骤S2.2中查找的偏流修正系数k1t、调制电流Im的补偿系数k2t，生成新的电流值，从而对光模块的眼图进行调整；其中，Ib为偏置电流。
10.根据权利要求9所述一种眼图自动补偿光模块的眼图自动补偿方法，其特征在于：
所述步骤S2.1中光模块激光器当前温度的测量，也可利用通过COB工艺集成在一起的温度传感器，读取LD温度传感器(1)的当前温度值。

说明书全文

一种眼图自动补偿光模块及其眼图自动补偿方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光模块眼图补偿技术领域，尤其涉及一种眼图自动补偿光模块及其眼图自动补偿方法。

背景技术

[0002] 随着光通信行业的快速发展，数据通信、移动通信和光传输网，对光模块的需求与日俱增。由于光模块的应用环境越来越复杂，传统APC(Automatic Power Control，自动功率控制)光功率补偿、线性消光比补偿无法保证模块在全温范围内光功率和消光比的稳定。

[0003] 传统的光模块使用时，随着温度的变化，MCU(微处理单元)需要对光模块的发射光功率和消光比进行补偿，以保证光模块的发射光功率和消光比的稳定。调节光模块的发射光功率和消光比时，通过调节光模块内部LD(Laser Diode，激光器二极管)芯片的可调电位器、或者外部电阻进行设置；当温度变化时，LD芯片的斜效率会发生变化，为了保持光模块的发射光功率的稳定，需要对光模块的偏置电流进行补偿。由于光模块的偏置电流变化，为了维持光模块的发射消光比的稳定，需要对光模块的调制电流进行补偿。

[0004] 目前，补偿光模块的调制电流的补偿方式一般为：温度查找表、K系数补偿、热敏电阻等；由于所述补偿方式均为线性补偿，在实际情况中，由于LD芯片的差异性和一致性，有部分光模块在高温环境下，光模块的偏置电流和调制电流会出现非线性的特点，因此，MCU通过线性补偿会出现较大的偏差，导致光模块的消光比的不稳定，通信过程中容易出现误码。

[0005] 同时，这种补偿方法只是针对光器件的温度特性进行了补偿优化，没有考虑到光器件的驱动芯片(LDD)本身的温度特性。事实上，随着光模块的速率越来越高，驱动芯片的高频特性受温度的影响也越来越大，电信号眼图的劣化也越来越严重。如果光口指标下降是由于电眼图的不良造成的，那么只是通过对光器件的温度特性补偿是解决不了的。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种眼图自动补偿光模块及其眼图自动补偿方法。

[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

[0008] 依据本发明的一个方面，提供了一种眼图自动补偿光模块，包括LD温度传感器、LDD温度传感器、MCU和LD 驱动器，所述LD温度传感器、所述LDD温度传感器分别与所述MCU的信号输入端连接，所述LD驱动器与所述MCU的信号输出端连接。

[0009] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0010] 进一步，所述LD驱动器包括控制寄存器、功率控制器、功能单元、输入均衡器和激光驱动电路，所述控制寄存器的信号输入端通过数据接口与所述MCU连接，所述控制寄存器的信号输出端与所述功率控制器的信号输入端连接，所述功能单元的信号输入端分别与所述控制寄存器和所述功率控制器的信号输出端连接，所述激光驱动电路的信号输入端分别与所述输入均衡器和所述功能单元的信号输出端连接。

[0011] 进一步，所述控制寄存器的信号输入端还与所述LDD温度传感器连接。

[0012] 进一步，所述功能单元包括抖动优化控制器、上升/下降沿控制器、交叉点控制器、偏置电流控制器和调制电流控制器，所述抖动优化控制器、所述上升/下降沿控制器、所述交叉点控制器的信号输入端均与所述控制寄存器的信号输出端连接，所述偏置电流控制器和所述调制电流控制器的信号输入端均与所述功率控制器的信号输出端连接；所述抖动优化控制器、所述上升/下降沿控制器、所述交叉点控制器、所述偏置电流控制器和所述调制电流控制器的信号输出端均与所述激光驱动电路的信号输入端连接。

[0013] 进一步，所述数据接口为I2C数据接口。

[0014] 依据本发明的另一个方面，提供了一种眼图自动补偿光模块的眼图自动补偿方法，包括以下步骤：

[0015] S1：对光模块进行电眼图优化；

[0016] S2：对光模块进行光眼图优化。

[0017] 进一步，所述步骤S1对光模块进行电眼图优化的具体步骤为：

[0018] S1.1：通过LDD温度传感器测量光模块激光驱动器的当前温度；

[0019] S1.2：MCU读取LDD温度传感器测量的当前温度值，在查找表中查找对应的数据端口配置参数，写入控制寄存器，完成配置。

[0020] 进一步，所述步骤S1.1中光模块激光驱动器当前温度的测量可以通过LDD芯片内部的温度传感器进行测量，以准确的获取LDD芯片的当前温度值。

[0021] 进一步，所述步骤S2对光模块进行光眼图优化的具体步骤为：

[0022] S2.1：通过LD温度传感器测量光模块激光器的当前温度；

[0023] S2.2：MCU读取LD温度传感器测量的当前温度值，在查找表中查找偏流修正系数k1t、调制电流Im的补偿系数k2t；

[0024] S2.3：MCU根据新电流生成公式I＝Ib*k1t+Im*k2t，以及所述步骤S2.2中查找的偏流修正系数k1t、调制电流Im的补偿系数k2t，生成新的电流值，从而对光模块的眼图进行调整；其中，Ib为偏置电流。

[0025] 进一步，所述步骤S2.1中光模块激光器当前温度的测量，也可利用通过COB工艺集成在一起的温度传感器，读取LD温度传感器的当前温度值。

[0026] 本发明的有益效果是：本发明通过采用2个温度传感器，电路和光路同时监控，对于不均匀的温度也能分别补偿，将笼统的光模块温度，细化为激光器LD的温度和激光驱动器LDD的温度，在对激光器的光学特性进行补偿之前，先对驱动器的电特性进行补偿，使其达到最佳化，然后再对激光器的光学特性进行补偿，有力的保证了光模块的工作状态，提升了光模块的稳定性。附图说明

[0027] 图1为本发明的一种眼图自动补偿光模块及其眼图自动补偿方法的流程图；

[0028] 图2为本发明的一种眼图自动补偿光模块及其眼图自动补偿方法LD驱动器的功能原理图；

[0029] 图3为本发明一种眼图自动补偿光模块及其眼图自动补偿方法的实施例一补偿前的光模块眼图；

[0030] 图4为本发明一种眼图自动补偿光模块及其眼图自动补偿方法的实施例一补偿后的光模块眼图。

具体实施方式

[0031] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0032] 下面将结合附图对本实施例提供的一种眼图自动补偿光模块及其补偿方法进行详细描述。

[0033] 如图1所示，一种眼图自动补偿光模块，其包括LD温度传感器1、LDD温度传感器2、MCU3和LD驱动器4，所述LD温度传感器1、所述LDD温度传感器2分别与所述MCU3的信号输入端连接，所述LD驱动器4与所述MCU3的信号输出端连接。

[0034] 所述LD温度传感器1用于获取光模块激光器的当前温度，所述LDD温度传感器2用于获取光模块激光驱动器的当前温度，所述MCU3用于根据所述LD温度传感器1、所述LDD温度传感器2所测得的光模块激光器的当前温度值、光模块激光驱动器的当前温度值，通过所述MCU3内存储的算法或者查找表，对光眼图的张开度、交叉点、过冲、底噪声等参数进行优化调整，使得光眼图模板余量最大化，从而提高光模块性能，确保在高低温等极端工作条件下光通信也能稳定可靠的工作。

[0035] 如图2所示，所述LD驱动器4包括控制寄存器、功率控制器、功能单元、输入均衡器和激光驱动电路，所述控制寄存器的信号输入端通过数据接口与所述MCU3连接，所述控制寄存器的信号输出端与所述功率控制器的信号输入端连接，所述功能单元的信号输入端分别与所述控制寄存器和所述功率控制器的信号输出端连接，所述激光驱动电路的信号输入端分别与所述输入均衡器和所述功能单元的信号输出端连接。

[0036] 所述控制寄存器的信号输入端还与所述LDD温度传感器2连接。

[0037] 所述功能单元包括抖动优化控制器、上升/下降沿控制器、交叉点控制器、偏置电流控制器和调制电流控制器，所述抖动优化控制器、所述上升/下降沿控制器、所述交叉点控制器的信号输入端均与所述控制寄存器的信号输出端连接，所述偏置电流控制器和所述调制电流控制器的信号输入端均与所述功率控制器的信号输出端连接；所述抖动优化控制器、所述上升/下降沿控制器、所述交叉点控制器、所述偏置电流控制器和所述调制电流控制器的信号输出端均与所述激光驱动电路的信号输入端连接。

[0038] 所述数据接口为I2C数据接口。

[0039] 所述控制寄存器还可以是数字诊断。

[0040] MCU通过I2C数据接口对功能单元进行参数设置，从而对眼图的抖动、张开大小、交叉点、功率及消光比等进行优化，达到自动实现光模块眼图补偿的效果。

[0041] 一种眼图自动补偿光模块的眼图自动补偿方法，其包括以下步骤：

[0042] S1：对光模块进行电眼图优化；

[0043] S2：对光模块进行光眼图优化。

[0044] 所述步骤S1对光模块进行电眼图优化的具体步骤为：

[0045] S1.1：通过LDD温度传感器2测量光模块激光驱动器的当前温度；

[0046] S1.2：MCU3读取LDD温度传感器2测量的当前温度值，在查找表中查找对应的数据端口配置参数，写入控制寄存器，完成配置。

[0047] 所述步骤S2对光模块进行光眼图优化的具体步骤为：

[0048] S2.1：通过LD温度传感器1测量光模块激光器的当前温度；

[0049] S2.2：MCU3读取LD温度传感器1测量的当前温度值，在查找表中查找偏流修正系数k1t、调制电流Im的补偿系数k2t；

[0050] S2.3：MCU3根据新电流生成公式I＝Ib*k1t+Im*k2t，以及所述步骤S2.2中查找的偏流修正系数k1t、调制电流Im的补偿系数k2t，生成新的电流值，从而对光模块的眼图进行调整；其中，Ib为偏置电流。

[0051] 优选地，所述步骤S1.1中光模块激光驱动器当前温度的测量可以通过LDD芯片内部的温度传感器进行测量，以准确的获取LDD芯片的当前温度值。

[0052] 所述步骤S1.2中的所述查找表，用于存储电眼图最优时的激光驱动器温度下，需要对数据端口进行的配置参数。

[0053] 所述步骤S2.1中光模块激光器当前温度的测量，也可利用通过COB工艺集成在一起的温度传感器，读取LD温度传感器1的当前温度值。

[0054] 所述步骤S2.2中的所述查找表，用于存储LD芯片工作在不同温度时，光眼图最优化时的偏流修正系数k1t、调制电流Im的补偿系数k2t。

[0055] 可选地，k1t、k2t可选用数控电阻来实现，MCU根据不同的温度值，通过调节数控电阻的阻值来实时完成配置。

[0056] 实施例一，以10G SFP光模块为例，循环进行步骤S1至步骤S2，获得在85℃高温的光模块眼图。

[0057] 如图3和图4所示，分别为10G SFP光模块在85℃高温时，经过光模块眼图补偿前后的光模块眼图，从图4中可以看出，经过眼图补偿的光模块眼图的眼图形状、抖动、交叉点、上升/下降沿等参数发生明显的改善。

[0058] 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。

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