光接收端灵敏度及饱和测试
光接收灵敏度的测试方法
光接收灵敏度的测试方法
1. 直接测量法，就好像给光接收灵敏度来个“面对面”的检测！比如，把光信号直接输入到接收设备中，然后看看它能接收得多灵敏呀！
2. 比较测量法，这就像比赛一样！找个已知灵敏度的参考设备，和要测试的一起比一比，不就知道谁更厉害啦！比如说，让它们同时接收相同的光信号，谁的表现更好，一目了然呀！
3. 替代测量法，哎呦，就好比找个替身来感受一下！用一个已知特性的替代物去模拟光信号，看接收设备怎么反应，是不是很有趣呢？
4. 积分测量法，这不就是把所有的光信号都“攒”起来嘛！通过长时间积分光信号来确定灵敏度，就好像一点点积累能量一样呢。
比如在一个时间段里持续测量，最终得出结果哦！
5. 动态测量法，哇塞，就像追逐光的脚步一样动态变化！实时观察光接收灵敏度在不同条件下的变化，这多刺激呀！就像看一场精彩的演出一样。
6. 光谱测量法，嘿，这可是对光的“全身检查”呀！分析不同波长的光下的接收灵敏度，就像是对光进行细致的“解剖”呢。
例如研究在各种颜色的光照射下，接收设备会有什么样不同的表现呀！
我觉得呀，这些测试方法都各有各的奇妙之处，利用它们可以很好地了解光接收灵敏度呢！。
光收发一体模块SFP测试方法详解
深圳飞通光电股份有限公司SHENZHEN PHOTON TECHNOLOGY CO.，LTD测试规范Test Specification(光电性能方面)项目名称/产品型号SFP光收发一体模块SUBJCT（MODEL）：项目阶段SUBJCT PHASE拟制/日期：PREPARED BY/DATE：审核/日期：CHECKED BY：批准/日期：APPROVED BY/DATE：一、目的：根据要求对于SFP模块在各种条件下进行性能指标测试、功能测试及可靠性测试，对产品的设计质量及可生产性进行综合评价。
二、引用行业标准或协议：●ITU-T G.957 (1999/06)●ITU-T G.695 (2004/02)●IEEE802.3 (1998)●SFP MSA (2000/09)●SFF-8472 (V9.3)三、仪表名称：（厂家）●光可变衰减器：GSK-02(光讯)●数字示波器：86130A (Agilent)●光示波器：86130A (Agilent)●直流稳压电源：MPS-3003●光功率计：M712●误码仪：86130A (Agilent)●误码仪(抖动测试)：ANT-20SE(WWG)●光谱仪：Q8381(HP)●光回损仪：RM3750(JDSU)四、测试框图1. 接收灵敏度、饱和光功率图1 接收误码测试框图2. 传输代价图2 传输代价测试框图3. 回波损耗：4. 发射光波长、谱宽：图4 发射光谱测试框图5. 发射光功率：图5 发射光功率测试框图6. 发射光眼图及消光比：图6 发射眼图测试框图7. 抖动测试图7抖动测试框图8. TxDisable 时序图7 发射时序测试框图9.图10 接收时序测试框图五、定义及测试步骤(一)光电电光参数1. 接收灵敏度：Pr定义：在一定的误码率条件下，接收组件能接收的最小输入平均光功率。
测试步骤：(1) 检查测试系统后，打开测试台电源，系统连接参见图1。
(2) 按屏幕右边的“PG Setup”按键，点屏幕左侧的“Bit Rate Setup”软按钮。
光模块灵敏度测试方法
光模块灵敏度测试方法
光模块的灵敏度测试方法主要包括以下步骤：
1. 发光和收光测试：输出光功率和接收灵敏度是光模块的重要参数，过高或过低的输出光功率都不理想。
而接收灵敏度则决定了光模块的收光灵敏程度，一般来说，光模块的速率越高，接收灵敏度越差。
2. 眼图、消光比测试：眼图的形状类似于眼睛，是示波器对数字信号多次采集并叠加显示的结果。
通过观察眼图，可以直观地了解被测信号是否丢包，信号传输是否良好。
消光比是衡量光模块质量的参数之一，消光比越大，光信号可被接收辨别能力就越强，接收灵敏度就会越高。
3. 误码率及接收灵敏度测试：误码率是衡量光模块正确传输码元能力的参数之一。
误码率测试需要使用标准接收管测试单元接收被测试光模块输出的带有伪随机信号的光信号，同时使用该标准接收管测试单元解调后进行对比完成误码率测试。
4. 高低温老化测试：根据光模块的应用环境不同，其工作温度也不同。
因此，在出厂前，光模块需要在老化箱中进行高低温老化测试，以验证其在极限环境下性能指标是否还能达标。
5. 兼容性连通测试：将光模块插入到对应品牌的交换机上进行检测，进行连通测试。
如果连通则表示光模块可以兼容，可以进行通信。
以上信息仅供参考，具体测试方法需要根据光模块的规格和测试要求进行选择和调整。
如有疑问，建议咨询专业技术人员获取帮助。
光接收机特性指标——灵敏度(精)
2.理想光接收机灵敏度
理想的光接收机是指假设光检测器的暗电流为零，放大器完全没有噪声，系统可以检测出单个光子形成的电子—空穴对所产生的光电流的接收机。灵敏度极限由量子噪声决定，因此叫量子极限。通过表格我们得到光接收机的灵敏度与波长和传输速率也有关系这一结论。
3.灵敏度影响因素
在限定误码率的条件下，决定灵敏度的主要因素有传输速率、光检测器、前置放大器的特性，特别是噪声特性。简单介绍接收机噪声的来源，并分析在不同的应用场合对接收机灵敏度的要求和接收机设计考虑的原则。
小结：
课堂总结
教学章节
光接收机特性指标——灵敏度
教学环境
多媒体机房
教学
内容
1.灵敏度定义
2.理想光接收机灵敏度
3.灵敏度影响因素
教学
目标
1．掌握光接收机灵敏度定义
2．了解理想光接收机灵敏度
3．了解灵敏度影响因素和接收机灵敏度设计要求
Байду номын сангаас重点
难点
1、光接收机灵敏度定义
教学
方法
讲授、讨论、总结
教学
过程
讲授：
1.灵敏度定义
光接收机灵敏度问题的研究和提高方案
• 纤传输系统性能的表征$而产生误码的原因是由于数字光接 收机接收的信号受到码间干扰和噪声的影
• 响$产生了很大的畸变(因此$消除码间干扰和减小随机噪声 的影响$可以提高数字光接收机系统的性
• 能指标(目前虽然有消除码间干扰及减小噪声影响的各种最 佳准则和设计方法$但在实际使用中的效
• 由于灵敏度表示光接收机调整到最佳状态时能够接 收微弱光信号的能力，因此提高灵敏度意味着能够接收 更微弱的光信号。测试时应注意以下几点。
第二十一页，共35页。
• (1)在测量光接收机灵敏度时，首先要确定系统所要求 的误码率指标。对不同长度和不同应用的数字光纤通信 系统，其误码率指标是不一样的。例如，在短距离数字 光纤通信系统中，要求误码率一般为10的负9次方，而 在420km数字段中，要求每个中继器的误码率为10的负 11次方。对同一个光接收机来说，当要求的误码率指标 不同时，其接收机的灵敏度也就不同。当误码率的要求 给定之后，接收机的灵敏度越低，则要求接收的光功率 就越大。因此必须明确灵敏度对某一接收机来说并不是 一个固定不变的值，它与误码率的要求有关。测试时， 首先要确定系统设计要求的误码率。然后测得该误码率 条件下的光接收机灵敏度的数值。
码出现的概率。利用上述的方法，依据 v1 ， v0 与入射光功率的关系，可以从所需要达 到的误码率求灵敏度，也可以从输入光功 率的大小求得误码率。
第二十页，共35页。
• 灵敏度反映了接收机接收微弱信号的能力，是衡量接 收机性能的重要综合指标之一。灵敏度一般表示在接收 机调整到最佳状态时所能接收到的最小信号幅度。对于 光接收机来说，灵敏度通常用Pr表示，单位为dBm。它 表示在保征通信质量(限定误码率或是信噪比)的条件下， 光接收机所需要的最小平均接收光功率<P>mim，用数 学表达式可表示为 （4-10）
光接收机的指标——灵敏度和动态范围
光接收机的指标——灵敏度和动态范围光接收机的灵敏度和光接收机的动态范围是光接收机的两个重要指标．1．光接收机灵敏度光接收机灵敏度这个指标，是描述接收机被调整到最佳状态时，在满足给定的误码率指标条件下，接收机接收微弱信号的能力．上述这种能力的描述，可以用以下三种物理量来体现．(1)最低接收平均光功率．(2)每个光脉冲中最低接收光子能量．．(3)每个光脉冲中最低接收平均光子数．本书将采用工程常用的物理量：最低平均光功率．这就是说，光接收机的灵敏度，是在满足给定的误码率指标条件下，最低接收平均光功率Pmin．工程上光接收机灵敏度中的光功率常用相对值来描述，即用dBm来表示式中，Pmin——在满足给定的误码率指标条件下以瓦表示的最低接收光功率；——指lmW光功率．从物理概念上来看，上述这种灵敏度定义也是容易理解的：如果一部光接收机在满足给定的误码率指标下所要求的最低平均光功率低，说明这部接收机在微弱的输入光条件下就能正常工作，显然，这部接收机的性能是好的，是灵敏的．同样，从物理概念上也容易理解，限制接收机的灵敏度的主要因素是噪声，由于接收机存在噪声（这将在后面讨论），因而，为了保证正常接收，就需要有足够大的输入功率．2．接收机的动态范围光接收机的动态范围D，是在保证系统的误码率指标要求下，接收机的最低输入光功率（用dBm来描述）和最大允许输入光功率（用dBm来描述）之差(dB)，即式中，就是上面所讲的接收机灵敏度．之所以要求光接收机有一个动态范围，是因为当环境温度变化时，光纤的损耗将产生变化；随着时间的增长，光源输出光功率亦将变化；也可能因一个按标准化设计的光接收机工作在不同的系统中'从而引起接收光功率不同，因此要求接收机有一个动态范围．低于这个动态范围的下限（即灵敏度），如前所述将产生过大的误码；高于这个动态范围的上限在判决时亦将造成过大的误码．显然，一台质量好的接收机应有较宽的动态范围．3.6.3 光接收机的噪声1.研究光接收机噪声的目的在一个完整的光纤通信系统中，光接收机是它的重要组成部分．可以想像，在满足误码率（或信噪比）指标要求下，如果需要输入接收机的光功率低，则表明这个光接收机的灵敏度高，性能好．那么为什么光接收机的输入功率不能无限制地降低呢？显然，是受到了系统中噪声的限制．为了研究光接收机的性能，就需研究光纤通信系统的噪声，首先是从接收机这端引入的噪声．2．光接收机噪声的主要来源(1)光电检测器引入的噪声光电检测器在工作时，一方面将接收到的光信息量转变为电的信息量；另一方面，在上述这种转变过程中，又将一系列与信息无关的随机变化的量带人信息量中，这种随机变化量主要有以下三种。
光接收机灵敏度测试
分析比较2：若采用上下行分开的测试方法，光链路状况分析：
• 同样的假设； • 上行的衰减25dbm，下行衰减30dbm，OLT侧收到ONT的光功率为-24dbm 。ONT侧收到OLT的光功率为-27dbm，可见可以排除由于上行不能 ranging而错误的认为丢包是由于下行光功率太弱而导致的。
可调光衰的使用
PC
上下行不分开的测试方法
ONT接收机灵敏度测试(错误方法)
SPLITER1
US 1310nm OLT Attenuator DS 1490nm
ONT
：
4
POWER METER SMB
PC
分析比较1：若采用上下行不分开的测试方法，光链路状况分析 • • • • • OLT光接收灵敏度:-28dbm ONT光接收灵敏度：-28dbm OLT强发光光功率：3dbm ONT强发光光功率：1dbm 衰减30dbm，忽略衰减器对不同波长的衰减差异，则此时ONT侧的光功 率为-27dbm，OLT侧的光功率为-29dbm，此时是由于OLT收到ONT的光 功率小于接收灵敏度导致ONT不能正常ranging，而并非由于ONT接收 OLT光功率过小不能正常ranging。
• • • • •
可调光衰的简介 特点 性能 OAT-V型光可变衰减器是高精度光学器件，可以准确的进行光功率的 衰减，适用于光纤各领域的测试系统和系统试验。下图是其面板图：
特点
– 插入损耗小； – 衰减范围大； – 衰减量稳定、可靠、精度高；
性能指标
工作波长（nm） 衰减范围（db）
插入损耗（db） 回波损耗（db） 精度（db）
1310nm 0~65
<=2 >=45(SM) 0.5(步进0dB时，连续可变刻度盘5，10，15时) 2.0(步进10、20dB时，连续可变刻度盘0dB时) 3.0 (步进30、40dB时，连续可变刻度盘0dB时) 4.0(步进50dB时，连续可变刻度盘0dB时)
光接收灵敏度异常的检测步骤和标准
光接收灵敏度异常的检测步骤和标准
在光纤通信建设中，所采用的光踹机在结构上基本上有两种不同的形式，一种是NOKIA（桂林产）等光设备，它们的光接口均在机盘正面，另一种是AT&T（上梅产）等光设备。
它们的光接口均在机盘背后和机架内部。
因此，如果光接收灵敏度不正常的话，根据结构可按如下步骤查找：
1.ODF架两侧光纤端面检查主要是光可变衰耗输出端至机盘接收侧，应确保端面清洁。
2，光连接纤半径和掘耗检查要检测光连接纤是否受到挤压或弯曲半径太小而引起的较大损耗。
3，法兰盘与光功率计端检查重点是法兰盘与光功率计探测端是否良好和干净。
4，机盎端面与连接坪耦各由于光口有的在正面则易于清洁处理，而有的光口在背面，不能直接检查，需要关掉电源，拔出机盘，有的设备甚至要拆下子柜才能进行处理，因此，不管在光纤的布放还是机盘的插拔中，都要小心谨慎轻拿轻放，井要特别注意保持设备元件端面等洁净如初。
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测试组：齐志峰 2009.11.18
接收机灵敏度定义
国际电信联盟（G.957）： 为获得1 × 10−10 BER在R点的平均接收功率最小值
在光通讯领域,通常会用误码率(Bit Error Rate)作为接收端性 能指标,一般都以1 × 10−10 或1 × 10−12作为衡量基准,然而随着误 码率要求的提高,测试时间也要随之增加,例如:测试1.25Gbps的模 块,如果要精确到1 × 10−10 以上的误码状况,必须累计八秒以上的 数据,如果要精确到1 × 10−12,测试时间就要延长到800秒.
1)如果能够使用三点法线形方程推导,使用三点法去测 试,测试出来后求两条直线在期望误码率点差值,不在0.5dBm之内提示 曲线弯曲,默认三点无效;在0.5dBm之内后用最小二乘法拟合一条直线 求出对应误码率点灵敏度.
2)不能使用三点法测试的,导入自动测试前由相应产品 工程师做1000个材料测试三个误码点误码对应光功率,按照最小二乘 法 加推严算推算10出-10一或个者差10-值12点,最对终应以误等码待的1光秒功时率间值出(现灵误敏码度时),的按光照功1/率100为0不最良终 灵敏度.
应用线形方程推导误码率概念
利用三点求一个线形方程 X(Ber)=log(-log(BER)) y=ax+b
其中x为目标误码率计算后得到的X(Ber),y为对应数量级的灵 敏度.
应用线形方程推导误码率概念
-39.4 -39.50.75 -39.6 -39.7 -39.8 -39.9
-40 -40.1 -40.2 -40.3 -40.4
目前百兆、千兆三点误码范围分别如下：
百兆
千兆
第一点
0.7e-5~0.7e-6
0.5e-4~0.1e-5
第二点
0.5e-6~0.8e-7
0.8e-6~0.5e-7
第三点 10^-8（推算后直接读误码）
10^-9（推算后直接读误码）
三点可以重新定义，第三点也可以改为向前两点一样判断一个区间。
应用线形方程推导误码率概念问题点
-40.2
y = 6.3935x - 46.188
-40.4
R²= 0.9966
-40.4
R²= 0.9824
-40.6
系列1 线性 (系列1)
-40.6 -40.8
系列1 线性 (系列1)
-40.8
-41
-41.2 -41
-41.4
-41.2
-41.6
ber1 ber2 ber3 power1
0.786744627 0.810737134 0.948938704 -41.14 0.755377471 0.818867374 0.963399916 -41.43
线形方程 线性 (线形方程)
应用线形方程推导误码率概念
按照公司目前测试情况做以下建议:
1.逐步推行接收自动测试(包含模块接收测试和探测器接收测试) 2.统一接收自动测试方法
应用线形方程推导误码率概念
在数据库中设定自动测试方法表示位,取消测试软件界面测试方 法选择功能,软件自动根据数据库中设定选择测试方法.测试方法定义 如下:
公司目前测试方法
1.跑秒测试
调节接收端光功率，在出现误码后增大光功率直到没有误码的某 一点连续等待一定时间无误码及为测试灵敏度值。
2.步进方法测试
连续按照等待1秒无误码调节接收端光功率直到接收端出现误码， 减去相隔数量级经验值及为测试灵敏度值
3.应用线形方程测试
取固定三点的误码率(BER),利用log(-log(BER))与对应光功率成线 形关系原理,按照第一点和第二点,第一点与第三点做两条直线,推算 相对应误码率点对应的光功率.
第二点
0.5e-6~0.5e-7
0.5e-6~0.5e-7
第三点 10^-8（推算后直接读误码）
10^-9（推算后直接读误码）
接收机过载
国际电信联盟（G.957）：
在R点上对于1 × 10−10BER接收到的平均功率的最大可接受数值
通信行业标准YDT 973-1998：
满足随即误码率为1 × 10−10BER要求时，光接收模块可以接收的最大平均输 入光功率
接收机过载测试
YD/T 1111.1-2001 缓慢增加光可变衰减器的衰减量，减少被测模块的输入光功率，并使误
码率优于1 × 10−10稳定4分钟
生产测试： 被测模块接收端输入饱和规格光功率，等待5秒没有出现误码判断为饱
和合格。
接收机过载测试方法
1.单独拉出来一个测试站别跑秒测试 生产员工会有机会造假。
1.1000颗材料够不够论证经验值 2.加严后经验值怎么去算 3.取三点区间范围。 建议：
1.论证材料按照1000颗去做（1000个良品） 2.加严经验值取推导灵敏度值-第三点灵敏度值的最大值 3.建议百兆、千兆三点误码范围分别如下：
百兆
千兆
第一点
0.5e-5~0.5e-6
0.5e-4~0.5e-5
应用线形方程推导误码率概念
线形方程
0.8
0.85
0.9
0.95
y = 5.3523x - 44.367
线形方程 线性 (线形方程)
-38.8 -39 0
-39.2 -39.4 -39.6 -39.8
-40 -40.2 -40.4 -40.6 -40.8
-41
线形方程
0.5
1
1.5
y = 5.3523x - 44.367
华为PON及百兆验证经验值数据
最小二乘的思想就是要使得观测点和估计点的距离的平方和达到 最小,用来处理一组数据，可以从一组测定的数据中寻求变量之间的依赖关 系.
应用线形方程推导误码率概念
-40
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
-39.8
0
0.5
1
1.5
-40
-40.2
y = 6.1419x - 45.943
2.加入接收自动测试 必须外加光源测试，不能自发自收，没有办法监控发射
3.增加设备，单独自动测试饱和 成本投入太大。
接收机过载测试方法
建议： 1.逐步导入模块接收自动测试 2.饱和纳入接收自动测试。
谢谢大家！
power2
-40.93 -40.85
power3
-40.12 -40.06
power4 power5 p4-p5
-39.2734403 -39.7988864 0.525446134 -39.1952904 -39.8189597 点
1.1000颗材料够不够论证经验值 2.加严后经验值怎么去算 3.取三点区间范围。