SFP+光模块测试指导.docx
《SFP+光模块测试指导.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SFP+光模块测试指导.docx（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
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、SFP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：
XFPMSA协议；
5、SFP+遵从的协议：
IEEE802.3ae、SFF-8431、SFF-8432；
6、SFP+是更主流的设计。
3、SFP+协议规范：
IEEE802.3ae、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
SFP6G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RFSpliter（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
SFP6G光模块用于无线产品（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（MEGA168）、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MEGA168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10GONET8510P芯片，提供模块RLOS告警,在寄存器中写入固定LOS35mv;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电源进行稳压，提供2.5V的稳压源。
MCU1、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、SFPMSA标准接口
模块与宿板的接口信号表
说明
名称
引脚
引脚
名称
说明
接发端地
TX_GND
1
20
TX_GND
接发端地
发端失效告警
TX_FLT
2
19
TX_DIN-
反向发射差分数据输入
发端关断
TX_DIS
3
18
TX_DIN+
正向发射差分数据输入
I2C串行数据
SDA（MOD-DEF2）
4
17
TX_GND
接发端地
I2C串行时钟
SCL（MOD-DEF1）
5
16
VCC_TX
收端-3.3V电源输入
接收端地
MOD-DEF0
6
15
VCC_RX
收端+3.3V电源输入
速率选择
RS0
7
14
RX_GND
接收端地
LOS告警
LOS
8
13
RX_DOUT+
正向接收差分数据输出
速率选择
RS1
9
12
RX_DOUT-
反向接收差分数据输出
接收端地
RX_GND
10
11
RX_GND
接收端地
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）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ROSARSSI脚是否虚焊或短路
b、检查ROSAVCC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-LOPADCFail
原因分析：
a、软板上PD焊盘虚焊（如图位置）
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RosaVcc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）现象描述：
回环光纤测试软件里,TXLOP-ADC和RX-ADC测试不过。
约0.6V电压，0.84VTosa未发光
测试板上GND
黑表笔
万用表
红表笔
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RosaVcc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、Vcc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：
RosaRssi脚无背光电流输出
检查方法：
a、检查RosaRssi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RxADC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：
DebugDMI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）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，TosaLd+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losdigiealresistersettingfail
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ROSARSSI脚是否断裂
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TOSAFPC是否断裂
f、更换TOSA
3）现象描述：
模块单调过程出现ReadDuttemperaturefail
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
4）现象描述：
模块单调过程中A0/A2checkfail。
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_ADCfail
原因分析：
模块收端采样值不在范围之内
维修方法：
a、FPCRSSI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LOPoutofspec
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SEistoolow
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testplan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、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LOSCSEN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TXOMA-DCA测试偏小
原因分析：
模块单调时有3个LOPADCtarget（500，420，350），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写入一个比较小的值来保护激光器
维修方法：
将模块高温的光功率调小（此testplan已经做了更新），此方案目前只是针对cyoptic的激光器，此坏品用HTLOPADCtestplan重新单调和高温测试
13）现象描述：
DMI_BIAS=0，发射光功率正常
原因分析：
该模块bias下拉电阻有问题。
维修方法：
a、更换PCBA
14）现象描述：
模块高温测试EMM失败
原因分析：
高温校验眼图裕量时不在范围内
维修方法：
a、各机台之间DCA差异导致；定时手动DCA校准。
b、高温补偿的调制电流偏小导致ER小；由于单调ModDACDelta_HT="0.30;0.26;0.25;0.20;0.15;0.10"初调不准重新初调。
C、更换TOSA
15）现象描述：
高温测试眼图异常或无眼图
原因分析：
模块未进行单调或自身设计问题
维修方法：
a、未单调的模块流到高温导致；重新单调。
b、高温测试模块的背光电流大，导致TxLOP_ADC=0，firmware会将ibias_DAC写入一个比较小的值来保护激光器导致；选择LOPADC（H）TESTPLAN重新单调和高温。
c、分析为DRIVER芯片击穿，ISNK与VCC-TX阻值小；更换PCBA.
5.4、模块高温老化
1）现象描述：
模块ICC电流大
原因分析：
老化工具板供电电压不稳定，老化过程中芯片内部短路，造成ICC电流大
维修方法：
a、更换模块PCBA
b、重新设计老化工具板，保证输入给模块电压稳定3.3V
5.5、模块常温测试
1）现象描述：
模块TXOMA-DCA测试偏小
原因分析：
模块单调时有3个LOPADCtarget（500，420，350），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
2）现象描述：
模块LOSCSEN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
3）现象描述：
常温测试DMI-TXPWR失败
原因分析：
高温测试超出发端监控误差范围+/-1.2dbm
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。
4）现象描述：
常温测试DMI-TXPWR失败
原因分析：
高温测试超出收端监控误差范围+/-1.2dbm
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
5）现象描述：
常温LOSD测试失败
原因分析：
光纤与ROSA口插拔过程不处于同一水平面。
维修方法：
a、检查ROSAEMI胶带边角是否粘贴在结构件上
b、对组装EMI胶带进行标准化
c、更换ROSA
5.6、模块FQC测试
1）现象描述：
模块TXOMA-DCA测试偏小
原因分析：
模块单调时有3个LOPADCtarget（500，420，350），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
升级会员 