【YD通讯标准】 用于光通信的光收发合一模块测试方法 第1部分:单波长型

ICS33.180.01
中华人民共和国通信行业标准
YD/T2798.1-2015
用于光通信的光收发合一模块测试方法第1部分：单波长型
Measurementmethodofopticaltransceiverforoptical communicationsPart1:Singlewavelength
2015-04-30发布
2015-07-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
规范性引用文件·
缩略语：
概述·
测试环境要求·
测试仪器要求
测试条款·
发射部分测试
平均发送光功率
发射关断时的平均发送光功率
发射眼图余量·
消光比·
上升/下降时间
发射光调制幅度（OMA）
光信噪比容限·
相对强度噪声光调制幅度
中心波长·
边模抑制比·
-20dB谱宽
均方根谱宽·
发射光回波损耗·
发送和色散的代价
抖动产生
接收部分测试·
灵敏度
OMA接收灵敏度·
OMA加压接收灵敏度
饱和光功率·
OMA饱和光功率.
接收工作波长·
告警阅值（无光告警光功率）
去告警阀值
YD/T2798.1-2015
YD/T2798.1-2015
6.9迟滞（告警迟滞）
6.10接收光反射·
6.113dB截止频率·
6.12抖动容限
6.13抖动传递函数.
6.14接收光功率损伤阅值
6.15连续相同数字抗扰度
6.16光通道代价.
其他·
电特性参数
浪涌电流·
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《用于光通信的光收发合一模块测试方法》预计分为以下几部分：第1部分：单波长型：
一第2部分：波分复用型：
本部分为《用于光通信的光收发合一模块测试方法》的第1部分。本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。YD/T2798.1-2015
请注意：本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起草单位：深圳新飞通光电子技术有限公司、工业和信息化部电信研究院、武汉邮电科学研究院、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司、武汉华工正源光子技术有限公司。本部分主要起草人：张雄辉、陈悦、赵文玉、杨春、徐红春、武成宾、崔凯、刘王来。HiiKAoNiKAca
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用于光通信的光收发合一模块测试方法第1部分：单波长型
本部分规定了用于光通信的单波长型光收发合一模块的测试方法。YD/T2798.1-2015
本部分适用于用于光通信的单波长型光收发合一模块（以下简称“光模块”）基础参数的测试。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。IEEE802.3-2012以太网标准（IEEEStandardforEthernet）3缩略语
下列缩略语适用于本文件。
4概述
Consecutive Identical Digit
ExtinctionRatio
Side Mode Suppression Ratio
Optical Modulation AmplitudeRelative Intensity Noise
Receiver
Sensitivity
Transmitter
4.1测试环境要求
温度：15℃~35℃：
相对湿度：45%~75%：
一大气压力：86kPa106kPa。
连续相同数字
消光比
边模抑止比
光调制幅度
相对强度噪声
灵敏度
当不能在标准大气条件下进行测试时，应在测试报告上写明测试环境条件。4.2测试仪器要求
测试所用的仪器仪表应在规定的有效校准期内，如无特殊说明，其精度应高于所测参数精度至少个数量级。
4.3测试条款
本部分第5章和第6章详细描述了用于光通信光收发合一模块的测试方法，每个测试方法由下列条款组成：
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a）定义：
b）测试框图：
c）测试步骤。
5发射部分测试
5.1平均发送光功率
5.1.1定义
在规定的工作条件下，发射端输出光功率的平均值。5.1.2测试框图
测试框图见图1。
误码仪
5.1.3测试步骤
a）按图1连接好测试系统：
光模块
图1平均发送光功率测试框图
光功率计
b）设置误码仪，使其输出规定的速率、码型、幅度的调制信号到被测光模块发射输入端：c）设置光功率计的波长为被测光模块规定的中心波长；d）给被测光模块加上规定的电源电压，使其处于正常工作状态：e）通过光功率计读出被测光模块的输出光功率，即为被测光模块的平均发送光功率。5.2发射关断时的平均发送光功率5.2.1定义
发射关断时，发射端的平均发送光功率。5.2.2测试框图
测试框图同图1。
5.2.3测试步骤
a）按图1连接好测试系统；
b）设置误码仪，使其输出规定的速率、码型、幅度的调制信号到被测光模块发射输入端：c）设置光功率计的波长为被测光模块规定的中心波长：d）给被测光模块加上规定的电源电压，使其处于正常工作状态；e）设置被测光模块的发射关断使能为开启状态：f）通过光功率计读出被测光模块的输出光功率，即为被测光模块发射关断时的平均发送光功率。5.3发射眼图余量
5.3.1定义
发射眼图是发射机脉冲信号特征的几何图形，包括眼张开度、上升时间、下降时间、脉冲过冲、脉冲下冲等。眼图的质量将直接影响接收机的灵敏度。发射眼图余量是指超出或者小于模板区域的百分比，如图2所示。
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眼图余量
注：此图仅为2.5G光收发一体模块的眼图示例。图22.5G光收发一体模块发射眼图余量示意5.3.2测试框图
测试框图见图3。
误码仪
5.3.3测试步骤
a）按图3连接好测试系统：
光模块
同步触发信号
可调光衰减器
图3发射眼图余量测试框图
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示波器
b）设置误码仪，使其输出规定的速率、码型、幅度的调制信号到被测光模块发射输入端：c）给被测光模块加上规定的电源电压，使其处于正常工作状态d）调节可调光衰减器，使输入到示波器的光功率符合其工作范围：e）根据被测光模块工作的速率，选择示波器相应的光滤波器带宽和眼图模板：f）根据相关规范规定，在示波器上设定采样波形数≥1000；g）待眼图累计到相应数量的采样波形（此过程的掉点数为零）时，启动示波器的眼图测试功能，测出被测光模块的发射眼图余量。5.4消光比
5.4.1定义
光模块发送逻辑“1”电平时的平均发送光功率和发送逻辑“0”电平时的平均发送光功率之比。计算方法见公式（1)。
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YD/T2798.1-2015
ER=10×IgR
式中：
ER—消光比，单位为dB；
Pi—逻辑“1”时的平均发送光功率。单位为mW：Po逻辑“o”时的平均发送光功率，单位为mW。5.4.2测试框图
测试框图同图3。
5.4.3测试步骤
按5.3的方法完成眼图余量测试后，打开示波器上对应速率的光滤波器，启动示波器上的消光比测试功能，测试被测光模块的消光比值。5.5上升/下降时间
5.5.1定义
上升时间是指光脉冲响应从幅度的20%上升至80%（或从10%上升至90%）所需要的时间，下降时间是指光脉冲响应从幅度的80%下降至20%（或从90%下降至10%）所需要的时间。5.5.2测试框图
测试框图同图3。
5.5.3测试步骤
a）按图3连接好测试系统；
b）设置误码仪，使其输出规定的速率、码型、幅度的调制信号到被测光模块发射输入端：c）给被测光模块加上规定的电源电压，使其处于正常工作状态；d）调节可调光衰减器，使输入到示波器的光功率符合其工作范围：e）根据被测光模块工作的速率，从示波器上调出相应的眼图模板，关闭示波器的光滤波器：f）根据相关规范规定，在示波器上设定眼图的采样波形数≥1000，并设定上升/下降时间的截点范围：g）待眼图累计到相应数量的采样波形后（此过程的掉点数为零），启动示波器的上升和下降时间测试功能，测出被测光模块的上升/下降时间。5.6发射光调制幅度（OMA）
5.6.1定义
光模块发送逻辑“1”电平时的平均发送光功率和发送逻辑“0”电平时的平均发送光功率之差，见公式（2)。
OMA=PI-P.
为便于测试，根据公式ER=Pr/Po，Pavg（Pi+Po）/2，可推演得出公式（3)：10R-1
OMA=2×P×-
式中：
OMA-发射光调制幅度，单位为mW；4
HiikAoNiKAca
Pavg——平均发射光功率，单位为mW；ER—消光比，单位为dB。
5.6.2测试框图
平均发送光功率的测试框图见图1，消光比测试框图见图3。5.6.3测试步骤
a）按5.1规定的测试方法，测出被测光模块的平均发送光功率值：b）按5.4规定的测试方法，测出被测光模块的消光比值；YD/T2798.1-2015
c）将平均发送光功率值和消光比值代入公式（3），计算得出被测光模块的发射光调制幅度。5.7光信噪比容限
5.7.1定义
在保证一定比特差错率的条件下，光模块所能容忍的光噪声。5.7.2测试框图
测试框图见图4。
误码仪
5.7.3测试步骤
被测光模块
光谱分析仪
a）按图4连接好测试系统；
光滤波器
自发辐射
噪声源
可调光衰减器2
可调光衰减器1
图4光信噪比容限测试框图
光耦合器
b）设置误码仪，使其输出规定的速率、码型、幅度的调制信号到被测光模块发射输入端：c）设置光滤波器的通过波长为被测光模块TX端发出的光的中心波长：d）给被测光模块加上规定的电源电压，使其处于正常工作状态：e）关闭自发辐射噪声源，通过调节可调光衰减器1，从误码仪上测出被测光模块输出达到规定的比特差错率，此时被测光模块RX端接收的光功率记为Pi：f）打开自发辐射噪声源，按被测光模块的测试要求，减少可调光衰减器1的衰减值，使得被测光模块RX处接收光功率值大于P并处于正常工作范围内：g）调节可调光衰减器2，从误码仪上测出被测光模块输出达到规定的比特差错率；h）将经过可调光衰减器1后的光输出到光谱分析仪上（图中虚线连接），测试得到光信噪比，即为被测光模块的光信噪比容限。
5.8相对强度噪声光调制幅度
5.8.1定义
HiiKAoNiKAca
YD/T2798.1-2015
在规定的光反射情况下，相对于光调制幅度的相对强度噪声。计算方法见公式（4)：PN
RIN,OMA=10×lg
BW×PM
式中：
RINxOMA——相对强度噪声光调制幅度，单位为dB/Hz，其中X为规定的反射系数；Pr激光器未加调制时，输出光经光电转换后的电噪声功率，单位为W：PM-激光器加调制时，输出光经光电转换后的电功率，单位为W：BW低通滤波器的带宽，单位为Hz。5.8.2测试框图
测试框图见图5。
可调光反射器
误码仪
5.8.3测试步骤
光模块
光回损仪
a）按图5连接好测试系统：
转换器
图5相对强度噪声光调制幅度测试框图C
低通滤波器
b）设置误码仪，使其输出规定的速率、码型、幅度的调制信号到被测光模块发射输入端；c）根据被测模块的速率，选择对应带宽的低通滤波器；d）将电功率计清零：
e）按虚线连接光回损仪，调节可调光反射器，使光回损仪读出的指标为规定的反射系数；电
f）断开光回损仪，将被测光模块按实线接入测试系统，接通电源，关闭误码仪，确保激光器工作在直流状态（无调制信号）：
g）调节偏振控制器，观察电功率计直到噪声最大，从电功率计上读出最大功率读数Pwh）打开误码仪给激光器调制信号，记下当前读出的电功率计读数PMi）将PnPM代入公式（4），计算得出被测光模块的相对强度噪声光调制幅度。5.9中心波长
5.9.1定义
发射光谱中，在最高幅度规定百分比（推荐50%处）处，连接线的两点的中心所对应的波长（见图6和图7)。用统计加权可表示为公式（5)：a
式中：
p中心波长，单位为nm；
光谱曲线中纵模波长（i-1、2、3.YD/T2798.1-2015
....)，单位为nm。对于单纵模激光器，.0；a—光谱曲线中纵模输出光功率（-1、2、3....），单位为mW。幅度
(mw）t
百分比
规定直分比处
连接线两点之间的范围
图6单纵模激光器中心波长示意
百分比
规定白分比处
连接线两点之间的范围
图7多纵模激光器中心波长示意
5.9.2测试框图
测试框图见图8。
误码仪
5.9.3测试步骤
a）按图8连接好测试系统；
光模块
可调光衰减器
图8中心波长测试框图
波长（nm）
波长（nm）
光谱分析仪
b）设置误码仪，使其输出规定的速率、码型、幅度的调制信号到被测光模块发射输入端；c）给被测光模块加上规定的电源电压，使其处于正常工作状态；d）调节可调光衰减器，使进入到光谱分析仪的光功率符合其工作范围；7
YD/T2798.1-2015
e）设置光谱分析仪参数，包括：激光器类型、扫描范围、分辨率（至少为0.1nm）：f）启动中心波长测试功能，即可从光谱分析仪上得出被测光模块的中心波长。5.10边模抑制比
5.10.1定义
对于单纵模激光器，主纵模峰值光功率Px与最大次纵模峰值光功率Ps之比，即为边模抑制比，如图9所示。计算方法见公式（6)：
SMSR=10×1g号
式中：
SMSR一—边模抑制比，单位为dB：Px—主纵模峰值光功率，单位为mW；Ps—最大次纵模峰值光功率，单位为mW。幅度
(mw）
主纵模Px
次纵模Ps
图9边模抑制比示意图
5.10.2测试框图
测试框图同图8。
5.10.3测试步骤
a）按图8连接好测试系统：
波长（nm）
b）设置误码仪，使其输出规定的速率、码型、幅度的调制信号到被测光模块发射输入端：c）给被测光模块加上规定的电源电压，使其处于正常工作状态：d）调节可调光衰减器，使输入到光谱分析仪的光功率符合其工作范围：(6)
e）从光谱分析仪上读出主纵模峰值功率Px（dBm）与最大次纵模峰值功率Ps（dBm）之差，即为被测光模块的边模抑制比。
5.11—20dB谱宽
5.11.1定义
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