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作为当今三大科学技术之一,信息技术取得了爆炸式的发展。近年来,随着新的通讯方式的出现,对信道带宽的要求越来越高,而光纤通讯在传输距离和带宽方面具有无可比拟的优势。作为光纤通信设备的一个重要组成部分,光模块在最近几年里取得了快速的发展。光模块的发送和接收速率不断提高,同时也涌现了多种封装方式,如1*9(9 Pins)、GBIC(Gigabit Interface Converter)、SFP(Small Form-factor Pluggables)、SFP+(SFP扩展)、X2(X-wavelength Two ports)和XFP(10 Gigabit Small Form Factor Pluggable )等。其中XFP为当下较为流行的10G模块,因10G以太网的飞速发展,所以研究XFP模块有较为现实的意义。本文以“10G XFP LR带DDM(Digital Diagnose Monitoring)收发一体光模块”项目为研究背景,叙述了XFP相关发展和应用的背景,还介绍了XFP接收端和发射端的相关原理、设计方案以及数字诊断和测试方案等。本文将先分析光纤信道的一些特性,对信道色散以及色散的克服方法展开具体的论述,也介绍了光纤和模块耦合的一些理论。在硬件方面,将给出具体的电路方案。本文设计的XFP电路采用收发一体芯片Si5040,TOSA(Tansmitter Optical Subassembly)采用EML,ROSA(Receiver Optical Subassembly)采用APD,单片机采用F311,接口采用XFI,完全符合XFP MSA规定,具有热插拔性。本电路可以编程调试功率和消光比,并具有数字诊断功能。由于是高速电路,在电路设计和PCB布线过程中,充分考虑了信号完整性分析。笔者搭建了眼图测试系统,分析了各种劣质眼图产生的原因,并给出了电路调试方法,使发端信号眼图质量较高。测试部分,采用Tektronix公司的CSA8200进行光眼图分析,采用Instelent公司的误码仪E6010进行误码测试,以这两种仪器为核心,笔者搭建了自动化测试系统,并编写了软件,测试其收端和发端各项指标,软件采用Labview和C语言混合编程,实践证明,此种方法科学而有效,有效地提高了生产效率。本文设计的XFP完全符合XFP MSA和IEEE802.3ae的要求。