CN100395525C - 一种梳状滤波谱光模块的自动测试装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种梳状滤波谱光模块的自动测试装置和方法，该装置包含有宽谱光源和光谱分析仪，其还进一步包含有：分光器，用于将宽谱光信号分为谱型一致、光功率相同或相近的多路宽谱光信号；光开关，用于对输入的多路光信号进行切换输出；计算机，用于控制上述器件并对所接收的数据进行处理分析。本发明能够完成梳状滤波谱光模块性能指标的自动测试，利用光谱分析仪提供的与计算机的接口，可以由计算机自动控制实现全部操作和数据处理分析，精确快速地测出通道性能和隔离度，使得测试效率大大提高，操作简单明了。
Description
技术领域
本发明涉及光传输技术领域，尤指一种梳状滤波谱光模块的自动测试装置和方法。
背景技术
自上世纪90年代后，随着传输数据量的不断增加，传统的电缆传输方式已不能满足要求，于是具有传输容量大且成本较低的光传输方式便得以广泛的应用。
现有光传输技术中，为了充分利用带宽资源，都采用WDM(Wavelength Division Multiplexing：波分复用)或DWDM(DenseWavelength Division Multiplexing：密集波分复用)的方式来进行信号传输。
在采用WDM或DWDM的光传输系统中，一个很重要的核心器件就是具有梳状滤波谱的光模块，例如复用器与解复用器(mux/demux)、Interleaver等，为保证光传输系统的运行稳定及性能的完善，在上述光模块投入使用前对其严格完善的性能测试是非常必要的。
目前，测试技术都是基于光谱分析仪的基础上利用手工来进行测试，具体的测试步骤如下：
(1)对光谱分析仪的波长校准和测量参数进行设置；
(2)激活光谱分析仪第一通道，将宽谱光源输入光谱分析仪，测量输入光源的光功率谱；
(3)将宽谱光源接至待测光模块的总输入口，并将其待测通道的输出端口接至光谱分析仪，激活光谱分析仪的第二通道，测量该通道的输出；
(4)激活光谱分析仪的第三通道，并利用第一通道及第二通道的相关参数及输出结果计算出第三通道中的损耗谱；
(5)测量峰值波长处的插损及最大插损差；
(6)测量3dB带宽中心波长；
(7)测量ndB带宽；
(8)读取完一个通道的所有性能指标后，按照光谱仪上显示的内容，对以后的通道进行(5)到(7)的测试，直到测试完待测光模块的所有通道为止。
显然，上述技术存在很多不足，主要包括：
1、无法实现待测光模块的自动测试，不能一次对插损、3dB中心波长、ndB带宽、差损变化范围等指标进行全部测试，且对待测光模块的各通道要依次进行测试，需要花费大量的时间；
2、对测试结果数据无法实现自动分析和比较，需要人工进行计算分析比较，需要花费大量的时间和人力。
技术内容
本发明提出了一种梳状滤波谱光模块的自动测试装置和方法，以解决现有技术中存在的自动化程度低的问题。
为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：
一种梳状滤波谱光模块的自动测试装置，包含有宽谱光源和光谱分析仪，其中，该装置还进一步包含有：
分光器，用于将宽谱光信号分为谱型一致、光功率相同或相近的多路宽谱光信号；
光开关，用于对输入的多路光信号进行切换输出；
计算机，用于控制上述器件并对所接收的数据进行处理分析；
计算机分别控制所述的宽谱光源、光开关和光谱分析仪，由该宽谱光源发出的宽谱光信号进入所述的分光器被分为谱型一致、光功率相同或相近的多路宽谱光信号，其中一路宽谱光信号输入待测光模块，而另一路宽谱光信号输入到所述的光开关，该待测光模块对输入的宽谱光信号进行处理后输出至所述的光开关，该光开关对输入的多路光信号进行切换，将其中一路光信号输入到所述的光谱分析仪，由该光谱分析仪进行分析，将测试数据输出至所述的计算机进行处理。
上述装置还进一步包括：
耦合器型合波器，用于将多路单峰滤波谱的光信号合为一路多峰滤波谱的光信号；
由待测光模块输出的多路单峰滤波谱的光信号进入所述的耦合器型合波器被合为一路多峰滤波谱的光信号，并输入至所述的光开关进行切换。
一种梳状滤波谱光模块的自动测试方法，包含以下步骤：
待测光模块接收宽谱光信号并输出多路光信号；
将所述的待测光模块的输出的多路光信号合为至少一路多峰光信号；
所述的至少一路多峰光信号通过光开关输入至光谱分析仪；
所述光谱分析仪分别对所述待测光模块输入的宽谱光信号和所述的至少一路多峰光信号中的每路输出的光信号进行测量比较，并将测试数据送至计算机；所述计算机分别控制宽谱光源、光开关和光谱分析仪，并对所述的测试数据进行处理，得到分析结果。
在所述步骤“待测光模块接收宽谱光信号并输出多路光信号”之前还进一步包括：对自动测试系统进行初始化。
所述测量比较”的结果具体是指峰值插损、中心波长、ITU-T中心波长、中心波长偏移、ndB带宽、相邻通道串扰中的一种或几种。
采用本发明所述的技术方案，不仅能够完成对具有梳状滤波谱的光模块性能的自动测试，利用光谱分析仪提供的与计算机的接口，实现全部操作和数据处理分析全由计算机自动控制，只要用户选定具体光模块类型和测试指标，可以精确快速地测出通道性能和隔离度，输出相关指标的记录以及是否达标的测试结论，并可指出是何指标未达到要求，从而缩短了测试时间，使得测试效率大大提高，自动完成测试，可以一次完成所有通道的测试，且一次记录并分析出所有通道的通道特性，使得操作简单明了。下面结合附图说明及具体实现方式详细介绍本发明。
附图说明
图1为本发明实施例梳状滤波谱光模块的自动测试装置的硬件配置图；
图2为本发明实施例梳状滤波谱光模块的自动测试方法的流程图；
图3为本发明另一实施例梳状滤波谱光模块的自动测试装置的硬件配置图。
具体实现方式
如图1所示为本发明实施例梳状滤波谱光模块的自动测试装置，其组成包括：
宽谱光源1，用于提供测试所需宽谱光信号；
50:50分光器2，用于将宽谱光信号分为谱型一致、光功率相同或相近的两路宽谱光信号；
1*4光开关3，用于对输入的4路光信号进行切换输出；
光谱分析仪4，用于对所输入的光信号进行性能指标的测试；
计算机5，用于控制上述器件并对所接收的数据进行处理分析；
耦合器型合波器6和7，用于将多路单峰滤波谱的光信号合为一路多峰滤波谱的光信号。
本实施例用于对具有梳状滤波谱的光模块进行性能指标的测试，本实施例中待测的梳状滤波谱的光模块采用复用器与解复用器(MUX/DEMUX)，将MUX/DEMUX的输入端接于本实施例中50:50分光器2的一个输出端口，将MUX/DEMUX的1、3、5...39奇数通道的输出分别接于耦合器型合波器6的输入端，将2、4、6...40偶数通道的输出分别接于耦合器型合波器7的输入端。
如图2所示，本实施例所使用的一种梳状滤波谱光模块的自动测试方法包含以下步骤：
一、对自动测试系统进行初始化。
即对本实施例梳状滤波谱光模块的自动测试装置进行初始化，具体而言包含以下环节：
首先，对耦合器型合波器6和7所使用的输出端进行功率差异的校准，为了得到高精度的测试数据，必须对于耦合器型合波器进行手动校准。具体来说分为以下步骤：1、将待测的mux/demux模块去掉，分光器2的一个输出端out1直接接到耦合器型合波器6或7的第一个输入通道，使用光开关3分别把耦合器型合波器6或7所测的通道的输入和输出光谱用光谱分析仪4采集分析，求出此通道的插损谱。而插损指的是具有输入输出端口的光通道，输入光和输出光功率的差值；由于不同输入光波长对应的插损不一样，所以输入光波长和插损的对应曲线称之为插损谱。求插损谱的方法就是输出光谱减去输入光谱，只不过本实施例的操作完全由软件控制，只要光路连接正确后，启动软件即可。
2、软件处理完后，提示进行下一通道的校准，改变光路连接，将分光器2的输出端out1直接接到耦合器型合波器6或7的第二个输入通道，求出插损谱......依次类推，求出所有输入通道的插损谱。
3、有了所有通输入道的插损谱后，启动软件，根据耦合器型合波器6或7每个通道的工作波长，求出对应的插损，形成校正参数表，校正参数表的内容之一就是对应耦合器型合波器6或7每个通道的插损列表。
其次，用光谱分析仪4在50:50分光器2的两个端口(out1和out2)测试谱型的功率差异，并记录在校准表中；
最后，用计算机5控制光谱分析仪4完成波长校准和测量参数设置，具体来说分为以下步骤：
1、将光谱分析仪4自带的calibrator光源接入1*4光开关3，将1*4光开关接通此光源，输入至光谱分析仪进行自校准；
2、通过按钮分别选择以下的菜单项：Wavelength、Reference Level、Scale/Div、Senditivity；再在面板上的数字输入区输入具体参数后，按ENTER键确认。
3、通过按钮分别选择以下的菜单项：RBW、VBW；再在面板上的数字输入区输入具体参数后，按ENTER键确认。
二、待测光模块接收宽谱光信号并输出多路光信号；
计算机5控制宽谱光源1发光，由宽谱光源1发出的宽谱光信号进入50:50分光器2后被分为两路谱型一致、光功率相同或相近的宽谱光信号，一路宽谱光信号输入到1*4光开关3，而另一路宽谱光信号输入待测光模块MUX/DEMUX，由待测光模块MUX/DEMUX对输入的宽谱光信号进行处理，将其滤波为40路单峰滤波谱的光信号，并由待测光模块MUX/DEMUX的40个通道分别输出。
三、将待测光模块的多路光信号输出合为多峰光信号输出。
将待测光模块MUX/DEMUX各奇数通道输出的单峰滤波谱的光信号分别接入耦合器型合波器6合为一路多峰滤波谱的光信号，并输入至1*4光开关3进行切换，而将待测光模块MUX/DEMUX各偶数通道输出的单峰滤波谱的光信号分别接入耦合器型合波器7被合为一路多峰滤波谱的光信号，同时也输入至1*4光开关3进行切换。
四、光谱分析仪分别对待测光模块输入的宽谱光信号和每路输出的光信号进行测量比较，并将测试数据送至计算机。具体分为以下几步：
1、计算机5控制将1*4光开光3接通宽谱光源，并控制激活光谱分析仪4的“Trace B”，设置“Update”为“On”，“View”为“Off”；
2、计算机5控制将1*4光开关3接通待测光模块MUX/DEMUX奇数通道通过耦合器型合波器6输出的光信号，并控制激活光谱分析仪4的“Trace A”，测量该待测光模块MUX/DEMUX奇数通道的输出，并设置“Update”为“On”，“View”为“Off”；
3、计算机5控制激活光谱分析仪4的“Trace C”，并设置“Update”、“View”均为“On”，以及“Log C＝A-B”，光谱分析仪4的“Trace C”显示此通道的损耗谱；
4、将光谱分析仪4“Trace C”显示的此通道的测试数据输出到计算机5中；
5、对待测光模块MUX/DEMUX的另一通道重复步骤1～4，若所有通道测试完成，则转至步骤五。
五、计算机对该测试数据进行处理分析，得到分析结果。具体分为以下几步：
1、由计算机5所接收的测试数据中获得奇数通道和偶数通道的损耗谱，调用初始化中生成的校准表，处理得到以下步骤中所使用的损耗谱；
2、在步骤1所得到的损耗谱中，通过1个插损的阀值来判断起始波长和终止波长之间的通道数，并确定每个完整通道的起始波长和终止波长，沿波长从短到长的方向，依次判断各通道的峰值插损；
3、依次计算出各通道的中心波长、ITU-T中心波长、中心波长偏移、ndB带宽、相邻通道串扰等性能指标；
4、将上述步骤2和3中的各处理结果与标准预设指标进行判定，得到总结论：通过或不通过，如果不通过将给出不通过项目的分析数据和指标。
步骤2中的中心波长是这样得到的：本实施例中的中心波长采用3dB中心波长，即以峰值插损减去3dB的值为阀值，判定各通道3dB带宽的左边界和右边界的波长，两者的平均值为3dB中心波长；
ITU-T中心波长是这样得到的：对中心波长取整可得到其对应的ITU-T中心波长；
中心波长偏移是这样得到的：中心波长偏移用ITU-T标准波长和中心波长的差代表；
ndB带宽是这样得到的：找到损耗谱最高点和相对于该最高点的两个ndB点，这两个ndB点对应的中心波长的差即为ndB带宽。常见的ndB带宽有-0.5dB带宽、-3dB带宽、-20dB带宽。
相邻通道串扰是这样得到的：将待测光模块MUX/DEMUX奇偶通道损耗谱的曲线数据相减后取绝对值，根据得到的ITU-T标准波长，取其对应处的值，即为相邻通道串扰。
在实际应用中将具有梳状滤波谱的待测光模块接于本实施例，用计算机控制对其各通道性能进行自动测试，并用计算机中对应的分析程序对测试数据进行自动地分析，以确定待测光模块各通道的性能指标是否合乎标准。
本发明梳状滤波谱光模块的自动测试技术的硬件配置不局限于上述情形，当待测光模块的通道数较少时，例如待测光模块是interleaver时，则可以省去本发明梳状滤波谱光模块的自动测试装置中的耦合器型合波器6和7，而将奇偶通道直接接于1*4光开关3，如图3所示。
Claims (5)
1.一种梳状滤波谱光模块的自动测试装置，包含有宽谱光源和光谱分析仪，其特征在于，该装置还进一步包含有：
分光器，用于将宽谱光信号分为谱型一致、光功率相同或相近的多路宽谱光信号；
光开关，用于对输入的多路光信号进行切换输出；
计算机，用于控制上述器件并对所接收的数据进行处理分析；
该计算机分别控制所述的宽谱光源、光开关和光谱分析仪，由该宽谱光源发出的宽谱光信号进入所述的分光器被分为谱型一致、光功率相同或相近的多路宽谱光信号，其中一路宽谱光信号输入待测光模块，而另一路宽谱光信号输入到所述的光开关，该待测光模块对输入的宽谱光信号进行处理后输出至所述的光开关，该光开关对输入的多路光信号进行切换，将其中一路光信号输入到所述的光谱分析仪，由该光谱分析仪进行分析，将测试数据输出至所述的计算机进行处理。
2.如权利要求1所述的一种梳状滤波谱光模块的自动测试装置，其特征在于，该装置还进一步包括有：
耦合器型合波器，用于将多路单峰滤波谱的光信号合为一路多峰滤波谱的光信号；
由待测光模块输出的多路单峰滤波谱的光信号进入所述的耦合器型合波器被合为一路多峰滤波谱的光信号，并输入至所述的光开关进行切换。
3.一种梳状滤波谱光模块的自动测试方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
待测光模块接收宽谱光信号并输出多路光信号；
将所述的待测光模块的输出的多路光信号合为至少一路多峰光信号；
所述的至少一路多峰光信号通过光开关输入至光谱分析仪；
所述光谱分析仪分别对所述待测光模块输入的宽谱光信号和所述的至少一路多峰光信号中的每路多峰光信号进行测量比较，并将测试数据送至计算机；
所述计算机分别控制宽谱光源、光开关和光谱分析仪，并对所述的测试数据进行处理，得到分析结果。
4.如权利要求3所述的一种梳状滤波谱光模块的自动测试方法，其特征在于，在所述步骤“待测光模块接收宽谱光信号并输出多路光信号”之前还进一步包括：对自动测试系统进行初始化。
5.如权利要求3所述的一种梳状滤波谱光模块的自动测试方法，其特征在于，所述“测量比较”的结果具体是指峰值插损、中心波长、ITU-T中心波长、中心波长偏移、ndB带宽、相邻通道串扰中的一种或几种。
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