[发明专利]实时监测光模块工作状态老化过程的方法

说明书

本发明公开的一种实时监测光模块工作状态老化过程的方法，旨在提供一种方便操作，测试效率高，不易出错，能实时监控光模块工作状态的测试装置。本发明通过下述技术方案予以实现：接口电路并联两路微处理器，微处理器通过模拟开关电路连通指定的光模块通讯总线，采集被测光模块的数据，接口电路将I2C通信转换成微处理器的USB通信，将监控到的光模块老化信息传递给微处理器内置自动监测软件，自动监测软件对所有老化板上的光模块的工作状态进行实时在线监测、诊断，测试被测光模块每时每刻的工作性能参数，自动获取眼图和测试灵敏度信息，掌握各光模块老化程度，实施故障诊断服务，查询、追溯获取的光模块参数信息，找出链路中故障出现的位置。

技术领域

本发明涉及光通信网络领域中光电转换模块在生产过程中实时监控工作状态老化工序的方法。

背景技术

在现代信息网络中光纤通信占据着主导地位随着网络的覆盖越来越广和通信容量的不断增加使得通信链路的管理工作变得复杂。光收发模块作为光纤接入网的核心器件推动了干线光传输系统向低成本方向发展。光模块是一个由光电子器件、功能电路和光接口等结构件组成的光电转换模块。光模块主要用于光信号的收发，光信号通过光纤接入光模块，可以将光信号转为电信号。同时也可以将电信号的信息通过光模块转成光信号，然后通过光纤发送出去。光模块是组成光端机的只要组成部分，在光端机中，光模块的重要程度远远超过了核心芯片。在接通电源后，光模块处于在不停地发光过程，久而久之必定会有衰减，SFP光模块的性能退化主要是输出光功率的退化，因此，检测光模块的工作十分重要。光模块又叫光纤模块(transceivermodule)。光模块属于一种电子元器件，同时光模块内部带有光器件，光模块通过标准的12C总线接口，包含SCL和SDA，与外界进行通信，可以完成数据传输交换。光模块工作温度太高，器件的老化程度越快。因此在光模块的规模化生产过程中进行老化测试及温度循环筛选至关重要是非常有必要的。众所周知，老化工序可以暴露很多电子产品的缺陷，例如虚焊，软损伤及由焊接带来的质量风险。经过老化工序的电子产品可以保证长时间工作的稳定性和可靠性。一个普通的光模块的电路板上有上百颗阻容及数颗集成电路芯片，在批量化生产中，这些阻容和芯片的焊接均由贴片机完成，由于制程控制，工艺控制，设备差异等因素，会有一定比例的贴片不良，这部分贴片不良的产品将会在老化工序中暴露出来。同时由于制作光模块的来料也会存在一部分的不良，有的不良并不会导致光模块立即失效，而是在短时间上电使用后出现失效，这部分的不良也将在老化工序中暴露出来。因此老化工序在光模块的生产制程中是非常重要的一道工序。现阶段，所有的光模块厂商需要通过老化工序后的测试工序才能发现老化工序产生的不良光模块，这对于老化过程中光模块出现异常的定位并不准确，很难知道光模块是老化了多长时间后出现的失效，对于失效原因进一步分析缺少很多参考数据，由此可能会带来一些潜在质量风险，为光模块的稳定工作埋下隐患。因此在老化中能实时监控光模块工作状态的测试装置显得非常重要。老化是模拟极限条件下验证模块的工作性能，因此需要对模块上电处于工作状态。加速老化试验是对电子元器件进行寿命预测的常用方法，是在不改变电子元器件的失效机理的前提下，利用加大应力的方法来加快老化试验。并且规定了光电器件进行加速老化试验的测试时间至少需要2000h，加速温度为175℃。老化的效果验证主要方式有2种：1、经过老化后需要对各个参数进行测试，比如光功率、消光比、灵敏度等指标满足要求；2、若需要特别验证，可对比老化前及老化后的参数差异，以及常温下与高低温下的差异等。SFP光模块老化后如何检测老化效果，目前还没有一个比较可行的技术方案。SFF.8472协议规定了光模块五个重要参量：工作温度、电压、偏置电流、发射及接收光功率的范围及分辨率。目前实现光收发模块数字诊断功能主要是采用集成数字诊断监控(DDM)功能的芯片，作为中央控制和数据处理五个模拟量的参数校准方式，采用SFF.8472协议正向的内部校准或外部校准数字诊断的参数校准，通常采用手动测试方式进行老化测试。在SFP光模块中，由于LED供电电路受到烘箱设定温度影响，LED工作电流会随烘箱温度的变化而变化，从而加速老化试验的退化系数的变化。工作温度过高，会加速器件的老化，减少光模块寿命；工作温度过高，光模块标称的性能受到影响，工作不稳定，使得通信数据出现错误；工作温度过高，光模块的光功率就会变大，接收信号就会出现错误，甚至会烧坏光模块，导致光模块无法正常工作。在对光模块的参数进行测试时，通常是通过人眼观察仪器上的波形及记录数据，这个过程比较繁琐，容易出错，测试效率比较低下。实时监测光收发模块的工作温度，供电电压，激光偏置电流等其他重要参数，对这些参数的实时性检测，现有的技术仅仅是对光模块上电，采用网络管理单元找出链路中故障出现的位置，而没有监控的功能，这就很难获取光模块的工作状态。