SFP光模块测试指导.docx

1、SFP光模块测试指导SFP _光模块测试指导- SFP+_光模块测试指导 SFP+与SFP、XFP的区别 10G模块经历了从300Pin，XENPAK，X2，XFP的发展，最终实现了用和SFP一样的尺寸传输10G的信号，这就是SFP+。SFP凭借其小型化低成本等优势满足了设备对光模块高密度的需求，从2002年标准推了，到2010年已经取代XFP成为10G 市场主流。 SFP+光模块优点: 1、SFP+具有比X2和XFP封装更紧凑的外形尺寸(与SFP尺寸相同); 2、可以和同类型的XFP,X2,XENPAK直接连接; 3、成本比XFP,X2,XENPAK产品低。 SFP+和SFP的区别: 1、S

2、FP 和SFP+ 外观尺寸相同; 2、SFP协议规范:IEEE802.3、SFF-8472 ; SFP+ 和XFP 的区别: 1、 SFP+和XFP 都是10G 的光纤模块，且与其它类型的10G模块可以互通; 2、 SFP+比XFP 外观尺寸更小; 3、 因为体积更小SFP+将信号调制功能，串行/解串器、MAC、时钟和数据恢复(CDR)，以及电子色散补偿(EDC)功能从模块移到主板卡上; 4、 XFP 遵从的协议:XFP MSA协议; - 5、SFP+遵从的协议:IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432; 6、SFP+是更主流的设计。 3、 SFP+ 协议规范:IEEE 8

3、02.3ae、SFF-8431、SFF-8432。 一、 目的 高质量的完成维修任务，保证模块能及时完成交付。 二、 适用范围 SFP 6G生产模块 三、 产品测试连接图 装备测试连接图 测试原理:信号发生器的输出信号经过RF Spliter(射频分路器) 分成两路，一路给待测模块发射端，另外一端给光源。待测模块发出的光信号给示波器进行相关参数(光功率、消光比、交叉点等)的测试。光源发出的光信号进过衰减器，再通过50:50光分路器，一路给光功率计，另外一路给被测模块接收端进行灵敏度测试。 四、 模块功能介绍 4.1、简要说明模块在系统中的位置、作用、采用的标准 SFP 6G光模块用于无线产品(

4、模块主要使用在中国的3G业务上)，为6Gbps可插拔收发一体的SFP光模块，可插在使用6G单板上，该版本可应用于无线TD系统中，完成6G信号的光/电和电/光转换，同时还完成模块自身的性能上报等功能。 4.2 、模块功能描述 发射电信号通过20pin金手指进入模块内部，经过激光驱动器 - (GN1153B)转换成驱动电流来驱动DFB激光器(TOSA)从而在激光器上产生随信号变化而强弱的光信号;同时TOSA 的PD-CATHODE(背光阴极)反馈给PD-MON，MCU进行时时监控背光变化，通过DA转换器来控制偏置大小，来保持输出光功率恒定。接收端ROSA将入射的光信号经过光电转换和差分放大变成一定

5、幅度的电压信号，然后再通过限幅放大器(ONET8501P)将不同幅度的信号放大成固定幅度的信号并通过20pin金手指输出给后级的处理芯片，同时限幅放大器通过检测输入信号的幅度来实现LOS告警的功能。除了通信业务通道的工作外，模块MCU(MEGA 168)、按照SFF-8472协议的要求对模块的五个参量进行实时上报，包括工作电压、工作温度、激光器偏置电流、发射光功率、接收光功率，通过I2C总线与20pin相连，并上报给网管，模块的参数设定通过DA转换器(DAC104S085)来下发。 4.3、发送电路单元 功能:将业务信号进行驱动放大，输出符合直调激光器RF端输入要求的数据调制信号和偏流信号。通

6、过DAC104S085改变DA参数来调节调制电流(VOMOD)、偏置电流(VBISA)大小，从而设定激光器的输出平均光功率和消光比等参数(交叉点参数VCPA、带宽能数VZ0是固定参数不变)。激光器的背光检测电流反馈给MCU，实时反映激光器的工作情况 驱动放大 该单元电路的关键器件为6G激光驱动器GN1153B，其输入信号由宿板通过SFP的插座提供，为标准差分PECL电平;GN1153B完成 - 信号的驱动放大功能;左边网络TxIN+/ TxIN- 为输入的数据信号，采用差分的形式，交流耦合，内部已做终端匹配;右边网络OUT为驱动放大后的数据信号，采用差分交流耦合，电阻L6、L7、L8、L9为驱

7、动器输出提供直流通路。并进行始端匹配。 激光器使能控制功能在MEGA 168内部实现，通过SFP接口TX-DIS管脚的电平翻转，来达到关闭/开启激光器的目的。 驱动器主要有调制电流、偏置电流等参数控制。调制电流和偏置电流由外接的DAC104S085设定。相关网络为VOMOD、VBIAS、VCPA。 OUT是驱动器输出的业务信号(其电流即调制电流);VCC通过电阻L6、L7、L8、L9为驱动器提供偏置电流;激光器的背光检测电流由MD提供驱动芯片进行反馈 激光器采用的是差分交耦，R10、R11为匹配电阻。根据激光器的不同可能需要调整。但总的思路是:尽量避免调节匹配电阻，做好始端匹配，减小光器件阻抗

8、差异性带来的终端不匹配影响。 4.4、收端电路 该单元主要包括接收机、限幅放大单元等电路，实现光电转换，将光纤送来的光信号转换成电信号。 模块在宿板上实现热插拔;转换成的电信号通过SFP插座输出。 该限放为10G ONET8510P 芯片，提供模块RLOS 告警,在寄存器中写入固定LOS 35mv;可通过第7脚DIS进行关闭调制信号DOUT。 4.5、 MCU控制电路 3.3V缓启动电路由MOS管U7、U8来实现，上电时，C32(C33) - 电压，即Vgs缓慢上升，MOS 管缓缓打开，限制上电时的过冲电流，通过调节相关的阻容值，可以改变上电的时间 模块发端经缓启动电路后，对3.3V电源进行稳

9、压，提供2.5V的稳压源。 MCU 1、2脚对缓启动电路电压进行监控;3、6、21、为接地脚;5、7、18为电源脚;13、14脚分别监控R-LOS、TX-FAULT; 19、23、24脚分别对模块偏置电流、背光电流、光生电流进行监控。 27、28脚外挂E2PROM(U6)进行I2C通信 4.6、 SFP MSA 标准接口 五、 模块案例总结 5.1、组装案例 1)、现象描述:测试中模块IBiasADC值为0,TXLOP-ADC和RX-ADC 测试不过。 原因分析:因模块PCBA 布局设计问题，模块提供发端电源电路中L1、基准电源的滤波电容在组装上盖过程中会撞掉或压碎 维修方法:更换PCBA 2

10、) 现象描述:模块收端测试RX-ADC值为0 原因分析:RX-ADC值为0，主要为无光生电流。 维修方法:a、检查ROSA RSSI 脚是否虚焊或短路 b、检查ROSA VCC脚是否断裂 c、检查收端高速信号是否短路 - d、RSSI 脚是否与地脚短路 3)现象描述:模块PCB地对外壳短路 原因分析:模块组装弹扣不良或器件来料问题 维修方法:a、检查模块上盖EMI 胶带是否被戳起或，造成与TOSA外壳短路 b、 测试时ROSA 地脚是否与本体短路 c、测试TOSA 本体是否短路(有EIM胶带丝掉进缝隙案例) 4) 现象描述:TX-LOP ADC Fail 原因分析:a、软板上PD焊盘虚焊(如图

11、位置) b、TOSA的PD脚位虚焊(如图位置) 维修方法:将虚焊的位置重新焊接。 5) 现象描述:程序无法写入 原因分析:程序无法写入表现在A0无法写入，与之有关系的主要是EEPROM芯片和MCU。 低电平有效 WP:程序写入控制脚位，低电平有效。 量测芯片除WP外其它各脚位电压正常，同时将WP直接拉到GND(PCBA本身WP脚位 接入MCU)，进行手动写入EEPROM信息，正常。说明EEPROM芯片无异常。 将WP焊接好后，EEPROM可以正常写入。最终判断为:PCBA问题。 维修方法:a、重新将WP焊接好 - b、更换PCBA，并将坏PCBA退回供应商换货。 6) 现象描述:回环光纤测试工

12、作电流大，甚至到1A以上(发现电流大应立即从测试板上取下模块) 原因分析:Vcc与GND短路，可能是热压焊内部连焊或器件管脚焊接软板端短路。 检查方法:a、直接用万用表检查Rosa Vcc与GND是否短路;LD+与LD-是否与地短路 b、若短路需要拆卸下Rosa或Tosa确定是热压焊不良或是器件焊接软板端 短路 维修方法:热压焊不良重新压焊;器件焊接软板不良更换器件 7 ) 现象描述:回环光纤测试软件数据全部514或261，电源电流正常或偏小。 原因分析:PCBA单片机未烧录程序，来料不良 检查方法:用Debug软件查看DMI全部为0或inf 维修方法:a、更换PCBA，不良品退料 8) 现象

13、描述:回环光纤测试软件里,TXLOP-ADC和RX-ADC 测试不过。 测试板上GND 原因分析:Tosa焊接不良;Tosa本身不发光，性能不良;Tosa软板断;Tosa端面脏 检查方法:a、检查Tosa是否有虚焊 - b、光功率计检查Tosa 是否发光 c、万用表检查软板是否有折断 维修方法:a、虚焊则卸下器件重新热压焊; b、器件性能不良无光和软板折断更换器件 9) 现象描述:回环光纤测试软件RxADC不过，电流小。 原因分析:Rosa端无电压输入 检查方法:a、检查Rosa Vcc脚是否虚焊 b、检查Rosa 软板Vcc脚是否折断 维修方法:a、Vcc脚虚焊则卸掉器件重新热压焊 b、Vc

14、c软板折断则更换器件 10) 现象描述:回环光纤测试软件RxADC不过，电流正常。 原因分析:Rosa Rssi脚无背光电流输出 检查方法:a、检查Rosa Rssi脚是否虚焊 b、检查Rosa 软板Rssi脚是否折断 维修方法:a、Rssi脚虚焊则卸掉器件重新热压焊 b、Rssi软板折断则更换器件 11) 现象描述:烧录错误。 原因分析:测试板故障或PCBA 控制程序错误 检查方法:a、更换测试板确定现象 维修方法:更换PCBA，不良退供应商 12) 现象描述:回环光纤测试软件Rx ADC时过时不过 原因分析:Rosa装配错误，接收不稳定 - 检查方法:a、开盖检查Rosa安装 维修方法:重

15、新装配 13) 现象描述:回环光纤测试软件Tx错误，三个采样值一致为300至500间;Rx正常， 原因分析:做了单调程序已将发射功率锁定。模块正常 检查方法:Debug DMI栏Tmp等有正确的值 维修方法:直接下流 14) 现象描述:回环光纤测试软件只有Ibias为0 原因分析:MCU芯片无法监控ibias值 检查方法:检查MCU芯片监控ibias值的脚外接1K电阻脱落或短路 维修方法:更换PCBA 15) 现象描述:回环光纤测试软件只有Ibias为0 原因分析:MCU芯片无法监控ibias值 检查方法:检查MCU芯片监控ibias值的脚外接1K电阻脱落或短路 维修方法:更换PCBA 16)

16、 现象描述:回环光纤测试软件只有Ibias为0 原因分析:已进行单调模块 检查方法:Debug 检查Ibias正常 维修方法:直接下流 17) 现象描述:回环光纤测试软件Tx不过 - 原因分析:发射小 检查方法:检查Tosa端面 维修方法:清洗Tosa端面若无法清洗干净则更换器件 18) 现象描述:回环光纤测试软件Tx与Rx不过，Tosa有背光 原因分析:Tosa端面脏 检查方法:检查Tosa端面 维修方法:清洗Tosa端面若无法清洗干净则更换器件 19) 现象描述:回环光纤测试软件Tx与Rx不过，Tosa有背光 原因分析:Tosa端面脏 检查方法:检查Tosa端面 维修方法:清洗Tosa端面

17、若无法清洗干净则更换器件 20) 现象描述:回环光纤测试软件Tx与Rx都不过 原因分析:来料不良，Tosa Ld+与Ld-通 检查方法:拆卸下Tosa后万用表检查LD+与LD- 维修方法:更换Tosa 5.2、模块单调案例 1) 现象描述:模块单调中出现los digieal resistersetting fail 原因分析:模块的LOSA、LOSD无法进行调节。 图(a) 图(b) 维修方法:a、使用测试软件进行手工测试LOS值 b、检查ROSA 光口是否与光口对准，对模块进行重新安装测试 c、 检查收端高速信号处电容C14、C15补焊过程中是否连锡 - d、 检查ROSA RSSI脚是否

18、断裂 e、 PCBA焊盘虚焊或者焊盘各焊点之间连焊导致;重新焊接。 2) 现象描述:模块无眼图输出 原因分析: 眼图仪无法接收到光信号，模块无光输出。 维修方法:a、测试过程确认测试光纤是否接错; b、眼图仪进行自动套模版，避免长久测试出现死机; c、用光功率进行测试TX端是否有光输出 d、对模块提供的偏流电路及调制电路进行检查，是否有虚焊或开路现象(重 点检查红色圈里器件) e、测量TOSA FPC是否断裂 f、更换TOSA 3) 现象描述:模块单调过程出现Read Dut temperature fail 原因分析:模块无法监测到温度或温度存在误差 维修方法:检查点温度串口或点温线是否连好

19、 4) 现象描述:模块单调过程中A0/A2 check fail。 原因分析:主要原因在于组装环节漏烧录 维修方法:a、在组装环节重新进行烧录 b、测试时模块没插好I2C通讯错误导致;注意操作 c、测试板模口长期使用磨损使其I2C通讯不稳定导致;模口定期更换 5) 现象描述:模块测试RX_ADC fail 原因分析:模块收端采样值不在范围之内 - 维修方法: a、FPC RSSI脚之间不导通;更换ROSA. b、ROSA监测ADC值偏小导致;确认ROSA端面和光纤端面清洁; c、ROSA监测ADC值为零;ROSA的RISS引脚与GND短路或者虚焊;重新焊接。 6) 现象描述:模块测试LOP o

20、ut of spec 原因分析:模块调节光功率不在范围 维修方法: a、TOSA端面有脏污或者光纤端面有脏污导致;确认端面清洁。 b、TOSA组装时EMI胶带折皱导致装配TOSA与光纤耦合不良;重新更换EMI胶带再组装。 c、TOSA本身SE低，超出testplan 的SPEC无法初调;更换TOSA. 7) 现象描述:模块测试SE is too low 原因分析:模块光功率调节装备提示斜率太小 维修方法:a、TOSA端面有脏污或者光纤端面有脏污导致;确认端面清洁。 b、TOSA组装时EMI胶带折皱导致装配TOSA与光纤耦合不良;重新更换EMI胶带再组装。 c、TOSA本身SE低，超出testp

21、lan 的SPEC无法初调;更换TOSA. 5.3、模块高温测试 1)、现象描述:高温测试DMI-TXPWR失败 原因分析:高温测试超出发端监控误差范围+/-1.5db 维修方法:a、检测光口是否清洁 - b、 确何测试机台已进行校准 c、对模块进行重新单调。 2)、现象描述:高温测试DMI-TXPWR失败 原因分析:高温测试超出收端监控误差范围+/-1.5db 维修方法:a、检测光口是否清洁 b、确何测试机台已进行校准 c、对模块进行重新单调。 3) 现象描述:模块高温LOSD 指标超出范围 原因分析:模块ROSA 来料一次性差，部分模块指标不在范围(LOSD:-17dbm) 维修方法:a、

22、清洁ROSA光口，测量模块实际LOSD值 b、检查模块ROSA是否安装到位 c、更换ROSA 4) 现象描述:模块LOS CSEN 测试失败 原因分析:主要原因为ROSA 高速信号脚拆断或来料灵敏值临界造成;测量模块实际度值，若比规格灵敏度大3dbm左右，一般是高速信号线有一根断裂，会使信号的幅值减小一半;若灵敏度值临界，可清洁测试光纤或ROSA 光口，进行重新测试。 维修方法:a、清洁光口，进行手工测试实际灵敏度 b、测试ROSA 高速信号FPC线是否断开 c、更换ROSA 6) 现象描述:模块TX OMA-DCA 测试偏小 - 原因分析:模块单调时有3个LOPADC target(500，

23、420，350)，当TOSA的光功率和于SE低时，目标光功率和TX-OMA会选择第三点350uw，导致光调制幅度测试临界 维修方法:a、用光功率测试模块实际值是否在-3dbm左右,若不是进行机台校准或更换连接眼图光纤。 b、确保模块光口清洁，对实际光功率小模块进行重新单调 c、更换TOSA 6) 现象描述:模块TXLOP-DCA(H)示波器上读取光功率值不在范围 原因分析:测试机台异常 维修方法:a、对模块TX口进行清洁，用光功率测量值是否在此-3dbm左右 b、对模块进行重新单调 7)现象描述:模块消光比偏高(实测值:6.7) 原因分析:模块在高温下温度升高时，斜效率SE下降，平均发送光功率

24、下降，因单调 过程中APC值未写入A2中，APC没有自动恢复，导致消光比偏高 维修方法:a、对模块进行单调，重新写入APC值 b、单调过程因串口通信问题，导致零星APC值没有实际写入A2中;修改装 备测试程序，写入APC值后，进行回读。 - 8) 现象描述:模块ICC电流小 原因分析:模块ICC 电流正常在210ma左右，ICC电流小的模块只有110ma。 维修方法:检查驱动、限放、MCU是否能正常供电 9)现象描述:模块RX-LOS回滞超出范围 原因分析:收端测试光纤脏或ROSA 光品脏 维修方法:清洁光品或光纤，重新测试 10) 现象描述:模块检测温度失败 原因分析:模块的壳体温度超出规定范围(上限:85度 下限:95度) 维修方法:对模块进行温度校准，重新测试 11) 现象描述:模块高温测试ER偏小 原因分析:高温补偿的调制电流偏小 维修方法:a、三温调试 B、修改testplan:ModDACDelta_HT = 0.30;0.26;0.25;0.20;0.15;0.10 减小这些值可以将ER调高，此方案 针对个别模块，除非模块是有相同的特性， 才能进行相应的更改。 12)现象描述:高温眼图异常 原因分析:模块的背光电流大，导致TxLOP_ADC=0，firmware会将ibias_DAC写入一个 -