Page 30 - 网络电信2020年5月刊下

解 决 方 案

SFP+ 灵敏度测试方案的研究

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周 路 ，吴克宇 2
1. 武汉邮电科学研究院；2. 武汉光迅科技股份有限公司

摘要：文中介绍了光模块灵敏度测试的两种测试方案，并简要分析了二者的优劣势。详细分析演算法
通过最小二乘法拟合曲线的方式求指定点灵敏度理论依据及推导过程。搭建了基于SFP+光模块的测试环境，
编译了 Labview 程序，实现了两种方案下的灵敏度测试数据的获取。通过对实验数据的分析，表明使用演
算法能极大地的提高 SFP+ 光模块的测试效率。
关键词：SFP+；灵敏度；最小二乘法；演算法；Labview

引言 个点，测试其误码率，然后利用最小二乘法拟合出一条曲线，
灵敏度（Sensitivity）指光接收机满足指定比特误码率 基于数学的演算法来推导在 1×10-12的状况下近似的灵敏度数
[1]
（如 10-12）时可接收的最小平均光功率 ，是光模块接收端 值。
性能的一项重要测试指标。
传统的的灵敏度测试方案是采用小步进（一般不超过0.5 一、演算法原理
dB）的方式调节衰减器。在没有误码情况时，逐渐增加光衰减 演算法的原理是基于误码率BER取对数后与光功率P呈某
量，当误码刚刚出现时，再缓慢减小衰减量，观察一定时间。 种线性关 [5-8] 。因此，我们可以先快速测出较高的误码率如：
-9
-7
-8
如果没有误码出现，记录此时光功率计的光功率，如果有误码 10 、10 、10 等数量级误码对应的输入光功率（高误码率的
出现，再减少衰减量观察。反复试验找到一个临界值，这个临 测试时间较短）。然后，利用最小二乘法拟合出一条曲线，并
界点的值，即为该模块的灵敏度。此方法是一种反复尝试的结 在对数坐标上顺延至10-12读出功率值即可。
果，希望于多次尝试之下找到临界点。 最小二乘 [9-12] （又称最小平方法）是一种数学优化技术。
因为客户对光模块误码率要求越来越高，所以光模块的测 通过使误差的平方和最小化来拟合数据最佳的函数匹配。运用
试时间也随之增加。例如：对于1.25Gbps的通信系统，如果需 最小二乘法可以简便、快速地求得未知的数据，实际数据所与
[2]
精确计算在1×10-10之下的误码状况 ，则必须要累计8s以上 所求数据之间的误差的平方和为最小。具体数学公式实现方 [13-
[3]
的数据；如果将误码率 提升到1×10-12，则测试时间就得对 16] 如下：
[4]
应延长到800s，近13.5mins 。这种方法优点是测试精度高， 设x和y之间的函数关系：
缺点则是测试时间过长、效率低。因此，该方法明显不合适用 y = kx + b （1）
于批量生产，如果耗费这么长的时间来测量待测模块，就会使 所测N组数据为（x i ，y i ）；
效率大大降低。 观测值y i 的偏差的加权平方和:
为了缩短时间，提高测试效率。我们发现误码率BER和光
功率P存在着一定的线性关系。我们可以选择线性度比较好的几

50 网络电信 二零二零年五月