在國家大力發(fā)展寬帶戰(zhàn)略的背景下，光通信產業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇。高速光模塊是光通信系統(tǒng)接入網的關鍵器件，其中的光收發(fā)芯片一直以來都是光通信領域的研究熱點。光收發(fā)芯片主要包括限幅放大器、激光器驅動器，完成高速數據傳輸的發(fā)送和接收，但激光器平均光功率和消光比的參數控制、實時數字診斷偵測這些指標都是外置MCU 控制器完成，并且在光模塊生產過程中需要校正，因此芯片設計在技術上還有優(yōu)化和改進的必要。

　　1 光模塊調試

　　1.1 激光器平均光功率和消光比參數控制

　　根據激光器的固有特性，激光器的閾值電流和斜效率會隨著溫度的變化波動，而且長時間工作也會造成激光器的閾值電流發(fā)生波動，導致激光器的輸出功率和消光比都發(fā)送變化。圖1 是激光器輸出光功率與驅動電流的P-I 關系曲線，兩條曲線分別對應T1 和T2 兩個不同溫度，IBIAS1、IBIAS2 是驅動偏置電流，IMOD1、IMOD2 是驅動調制電流。

圖1 激光器在不同溫度下的P-I 關系曲線

　　1.1.1 平均光功率控制

　　目前對于平均光功率的控制通常采用開環(huán)查找表法、傳統(tǒng)模擬自動功率控制法、數字快速自動功率控制法。開環(huán)查找表法是在芯片外的EEPROM 存儲器上內置一組與溫度對應的偏置電流查找表，根據激光器工作時的環(huán)境溫度值，對應的調整偏置電流大小，實現對平均光功率的控制，保持平均光功率不變。此方法沒有引入反饋控制環(huán)路，溫度變化時補償精度不高，誤差在2dBm 左右。而且每只激光器都需要有單獨對應的查找表。

　　模擬自動功率控制法是采樣激光器內置的光電二極管PD 的電流，通過芯片外部的下拉電阻轉換成電壓，進入芯片內部與基準電壓進行比較，再對驅動偏置電流進行調節(jié)，實現閉環(huán)控制。此方法引入了反饋控制環(huán)路，補償精度可以保證，功率誤差控制在0.5dBm 以內，但模擬環(huán)路的響應時間很長，自動功率控制需要很長時間才能達到穩(wěn)定，不能適應PON 突發(fā)式快速穩(wěn)定的需求，只能應用在SFP 連續(xù)式應用中。

　　數字快速自動功率控制法是在模擬自動功率控制法的基礎上改進而來，根據采樣的光電二極管PD 電流值，通過數字狀態(tài)機和寄存器控制，采用二分法逐次逼近目標光功率。

　　1.1.2 消光比控制

　　目前對于消光比的控制通常采用熱敏電阻控制法以及開環(huán)查找表法。熱敏電阻控制法是把調制電流大小與熱敏電阻關聯(lián)起來，隨溫度變化熱敏電阻的電阻值會發(fā)生改變，芯片的調制電流也跟隨變化，這種方法在早期的模塊調試中比較常用。

　　開環(huán)查找表法是在芯片外的EEPROM 存儲器上內置一組與溫度對應的調制電流查找表，這樣在激光器正常工作時通過檢測模塊環(huán)境溫度，調整對應的調制電流值，達到保持消光比的目的。此方法沒有引入反饋控制環(huán)路，溫度變化時補償精度不高，誤差在3dBm 以上。而且每只激光器都需要有單獨對應的查找表。