CN102075242A - 无源器件损耗分析装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无源器件损耗分析装置包括：多波长光源，用于提供多种波长的稳定功率的激光；光开关，用于选择多种波长的激光中的一路输出；偏振控制器，用于改变激光的偏振态；具有第一端、第二端以及第三端的分路器；回损测试模块，用于测量待测无源器件输入端反射的光功率；光功率计模块，用于测量待测无源器件输出端的光功率；单片机，用于控制多波长光源的激光输出、光开关的激光选择、偏振控制器对激光偏振态的改变以及接收回损测试模块和光功率计模块测得的数据并对该数据进行处理。本发明的无源器件损耗分析装置是集稳定的DFB光源、光功率计模块、插回损测试仪、DPL测试仪为一体的多功能设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种无源器件损耗分析装置，特别是涉及一种多通道无源器件损耗分析装置。
背景技术
由于国际铜原料价格大幅上涨，而光纤价格大幅下跌，“铜退光进”是大势所趋。而传统的语音业务已经得到了充分发展，很难再有增长，宽带接入是固网运营商业务中的亮点，目前的ADSL对带宽的挖掘也似乎走到了尽头，而FTTH(Fiber To The Home，光纤到户)是最有希望实现三网融合，产生新的业务增长点。三网融合已经由理论开始了实施，用户的带宽需求驱动FTTH的发展，而FTTH的发展又为新的网络业务提供良好的平台，网络信息流量迅速增长，促进城域网和接入网的大发展。对于FTTH网络来说，其核心的无源光器件就是分路器，它实现从局端到用户的1×N连接。
在传统的分路器的测试生产中，主要使用单一功能的插损测试仪、回损测试仪以及手动偏振控制器来测试无源器件的相关损耗。对于多通道无源器件如1x64、2x64的分路器，逐一通道的测试、记录以及数据的整理，均匀性分析等，耗费了很多的人力和时间，极大的影响了生产效率。尤其偏振相关损耗的测量，每个端头每个波长至少需要测试10秒，不包括插拔端头、切换光源和数据记录整理的时间，一个2x64的分路器进行三波长的测试要耗费1个小时。
如何设计一种能够快速分析这些多通道无源器件损耗的仪表是技术人员要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中无源器件的测试仪功能单一、测试插损、回损和偏振损耗时费时费力的缺陷，提供一种集成插损测试、回损测试以及偏振控制器的无源器件损耗分析装置。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种无源器件损耗分析装置，其特点在于，其包括：
多波长光源，用于提供多种波长的稳定功率的激光；
光开关，用于选择多种波长的激光中的一路输出；
偏振控制器，用于改变激光的偏振态；
具有第一端、第二端以及第三端的分路器；
回损测试模块，用于测量待测无源器件输入端反射的光功率；
光功率计模块，用于测量待测无源器件输出端的光功率；
单片机，用于控制多波长光源的激光输出、光开关的激光选择、偏振控制器对激光偏振态的改变以及接收回损测试模块和光功率计模块测得的数据并对该数据进行处理，
其中，该多波长光源的输出端连接至该光开关的输入端，该光开关的输出端连接至该偏振控制器的输入端，该偏振控制器输出端与该分路器的第一端相连，该分路器的第二端与回损测试模块的输入端相连，该分路器的第三端与待测无源器件的输入端相连，该光功率计模块的输入端与该待测无源器件的输出端相连，该单片机分别与该多波长光源、光开关、偏振控制器、分路器、回损测试模块以及光功率计模块相连。当然，以上所述各个模块、部件均由电源管理模块提供电源。
优选地，该无源器件损耗分析装置还包括与该单片机相连的通信接口电路，该单片机通过该通信接口电路与外部设备通信。其中，该光开关为高速光开关。
优选地，该多波长光源为DFB光源(distributed feed back，分布反馈)。
优选地，该多波长光源输出波长为1310nm和/或1490nm和/或1550nm的激光。
优选地，该回损测试模块还包括：
长波长探测器，用于将激光功率信号转换为电流信号；
前置放大电路，用于接收来自长波长探测器的电流信号并将该电流信号放大转换为电压信号；
模数转换电路，用于接收来自前置放大电路的电压信号并将该电压信号转换为数字信号，
其中，该长波长探测器的输出端连接至该前置放大电路的输入端，该前置放大电路的输出端连接至该模数转换电路的输入端。
优选地，该光功率计模块还包括：
长波长探测器，用于将激光功率信号转换为电流信号；
前置放大电路，用于接收来自长波长探测器的电流信号并将该电流信号放大转换为电压信号；
模数转换电路，用于接收来自前置放大电路的电压信号并将该电压信号转换为数字信号，
其中，该长波长探测器的输出端连接至该前置放大电路的输入端，该前置放大电路的输出端连接至该模数转换电路的输入端。
优选地，该光功率计模块包括多个光功率计，例如该光功率计模块包括1-8个光功率计。
优选地，该光功率计为多通道光功率计，较佳地，该光功率计为4通道光功率计。
优选地，该待测无源器件为多通道无源器件。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明所述的无源器件损耗分析装置性能稳定可靠，是集稳定的DFB光源、光功率计模块、插回损测试仪、DPL测试仪为一体的多功能设备。本发明所述的无源器件损耗分析装置作为光源可以输出1310nm、1490nm和1550nm的稳定光源；作为光功率计可以测量850nm、1300nm、1310nm、1490nm、1550nm、1625nm波长的光的功率；作为插回测损仪和DPL测试仪(偏振相关损耗测试仪)可以测量1310nm、1490nm和1550nm的无源光器件的相应损耗。
2、本发明的无源器件损耗分析装置为可扩展的模块化设计，最多可扩至8个功率测试模块，即一次可读取32个通道的测试数据。
3、本发明的无源器件损耗分析装置可以很方便地升级软件，配合上位机软件有极高的测试速度，大大提高生产和测试效率。
附图说明
图1为本发明的无源器件损耗分析装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
参考图1，本发明所述的无源器件损耗分析装置包括：多波长光源2，用于提供多种波长的稳定功率的激光；光开关3，用于选择多种波长的激光中的一路输出；偏振控制器4，用于改变激光的偏振态；具有第一端51、第二端52以及第三端53的分路器5；回损测试模块6，用于测量待测无源器件9输入端反射的光功率；光功率计模块7，用于测量待测无源器件9输出端的光功率；单片机1，用于控制多波长光源2的激光输出、光开关3的激光选择、偏振控制器4对激光偏振态的改变以及接收回损测试模块6和光功率计模块7测得的数据并对该数据进行处理，
其中，该多波长光源2的输出端连接至该光开关3的输入端，该光开关3的输出端连接至该偏振控制器4的输入端，该偏振控制器4输出端与该分路器5的第一端51相连，该分路器5的第二端52与回损测试模块6的输入端相连，该分路器5的第三端53与待测无源器件9的输入端相连，该光功率计模块7的输入端与该待测无源器件9的输出端相连，该单片机1分别与该多波长光源2、光开关3、偏振控制器4、分路器5、回损测试模块6以及光功率计模块7相连。
具体来说，本发明中采用1x2分路器，该1x2分路器是为了测量回损，即无源器件输入端反射回的光功率。该分路器分一个输入端和两个输出端(即51、52和53，由于光路的可逆性，为了不致产生误解，本发明中以第一端、第二端和第三端描述)，两个输出端之间的光是隔离的。因为光路是可逆的，所以，偏振控制器接在一个分路器的一个输出端(即第一端51)上，经过偏振控制器的激光通过分路器的输入端(即第三端53)输出；而待测无源器件反射回的光通过分路器的输入端(即第三端53)后分到分路器的两个输出端(即第一端51和第二端52)，回损即测量反射回的光功率。
优选地，该无源器件损耗分析装置还包括与该单片机1相连的通信接口电路，该单片机1通过该通信接口电路与外部设备通信。图1中以USB通讯电路8为例，除了使用USB接口以外，还可以采用其他适合的公知手段，例如串行接口等。外部设备可以为PC机，用户可以操作外部设备例如PC机并通过通信接口电路控制单片机。当然，以上所述各个模块、部件均由电源管理模块提供电源。
优选地，该多波长光源为DFB光源。具体来说，该多波长光源输出波长为1310nm和/或1490nm和/或1550nm的激光。
更具体地，该回损测试模块和该光功率计模块还包括：
长波长探测器，用于将激光功率信号转换为电流信号；前置放大电路，用于接收来自长波长探测器的电流信号并将该电流信号放大转换为电压信号；模数转换电路，用于接收来自前置放大电路的电压信号并将该电压信号转换为数字信号，其中，该长波长探测器的输出端连接至该前置放大电路的输入端，该前置放大电路的输出端连接至该模数转换电路的输入端。
优选地，该光功率计模块包括多个光功率计，例如该光功率计模块包括1-8个光功率计。更优选地，该光功率计为多通道光功率计，较佳地，该光功率计为4通道光功率计。特别地，该待测无源器件为多通道无源器件。
下面从用户角度出发，以各个现有模块和待测的多通道无源器件为例，简述本发明所述的无源器件损耗分析装置。
用户在选择自动测试模式后，由NXP公司的ARM LPC2148组成的单片机系统控制YSOD公司的DFB激光器输出稳定的功率，并通过高速光开关根据测试进程逐一选择对应波长的光源，DFB激光器输出的激光还会通过可控的偏振控制器后再输出，通过待测的多通道无源光器件连接到可扩展的高精度的多通道光功率计上，例如扩展至8个4通道光功率计。可扩展的高精度的多通道光功率计和回损测试模块由YSOD公司大探测面的YSPD长波长探测器，MAXIM公司的MAX4238前置放大电路和AD公司的AD7799模数转换电路构成。YSPD长波长探测器将激光功率信号转换为电流信号，通过前置放大电路MAX4238放大并转换为电压信号后，电压信号经过模数转换电路AD7799转换为数字信号后输入到单片机LPC2148进行处理。在多通道无源器件的插回损测量中，单片机在上位机，例如PC机的控制下，快速测量相应波长下多通道无源光器件输出端通过的光功率以及输入端反射的回波功率，经过与DFB多波长激光器输出的光功率进行比较计算，得到多通道无源光器件的插入损耗和回波损耗。在偏振相关损耗(PDL)的测量中，稳定的多波长光源经过可控的偏振控制器输出，通过多通道的无源光器件连接到可扩展的高精度的多通道光功率计上。偏振控制器在SANYO公司103H7126电机的带动下，在上位机指定的时间内不断地改变激光的偏振态，电机由TOSHIBA公司的TB6560AHQ驱动电路驱动。在测量中，可扩展的高精度的多通道光功率计会记录测试过程中光功率的变化，并自动地计算无源光器件各通道的偏振相关损耗(PDL)。
单片机系统还通过Sunplus的USB通讯电路SPCP25经USB接口与PC相连，并进行通讯和数据交换。除了USB接口以外，本领域技术人员可以根据实际需要选择其他适合的接口电路实现单片机与上位机之间的信息交互。用户可以利用上位机软件进行相关的测试，并保存数据，可以利用打印功能轻松输出产品报告。可以方便地对系统进行控制，也可以及时升级本发明中应用的软件。
本发明配合上位机软件有极高的测试速度，大大提高生产和测试效率。同样以偏振相关损耗的测量为例，一个2x64的分路器在只使用4个功率测试模块，即一次可读取16个通道的测试数据时，共需测量8次，16个光纤端子插拔约1分钟，16个通道的3波长测试(包括切换光源和数据记录整理)约1分钟，所以，当使用本发明的无源器件损耗分析装置时，测试时间仅8分钟，加上插拔端子的时间也仅16分钟。而在传统的分路器的测试生产中，一个2x64的分路器不包括插拔端头、切换光源和数据记录整理的时间，只进行三波长的测试就要耗费1个小时。本发明所述的无源器件损耗分析装置可以同时对插损、回损和PDL进行测量，不仅减少了测量时间和劳动强度，还减少了工序间的转移，极大地提高了生产效率。
本发明的无源器件损耗分析装置是多光束功率测量、多通道损耗测量、长期稳定性试验等光通信领域在研究、开发、生产、维护中的理想工具，特别适合测试诸如AWG(American Wire Gauge，美制电线标准)和Splitter(分离器)等1xN、2xN光无源器件。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种无源器件损耗分析装置，其特征在于，其包括：
多波长光源，用于提供多种波长的稳定功率的激光；
光开关，用于选择多种波长的激光中的一路输出；
偏振控制器，用于改变激光的偏振态；
具有第一端、第二端以及第三端的分路器；
回损测试模块，用于测量待测无源器件输入端反射的光功率；
光功率计模块，用于测量待测无源器件输出端的光功率；
单片机，用于控制多波长光源的激光输出、光开关的激光选择、偏振控制器对激光偏振态的改变以及接收回损测试模块和光功率计模块测得的数据并对该数据进行处理，
其中，该多波长光源的输出端连接至该光开关的输入端，该光开关的输出端连接至该偏振控制器的输入端，该偏振控制器输出端与该分路器的第一端相连，该分路器的第二端与回损测试模块的输入端相连，该分路器的第三端与待测无源器件的输入端相连，该光功率计模块的输入端与该待测无源器件的输出端相连，该单片机分别与该多波长光源、光开关、偏振控制器、分路器、回损测试模块以及光功率计模块相连。
2.如权利要求1所述的无源器件损耗分析装置，其特征在于，该无源器件损耗分析装置还包括与该单片机相连的通信接口电路，该单片机通过该通信接口电路与外部设备通信。
3.如权利要求1所述的无源器件损耗分析装置，其特征在于，该多波长光源为DFB光源。
4.如权利要求1所述的无源器件损耗分析装置，其特征在于，该多波长光源输出波长为1310nm和/或1490nm和/或1550nm的激光。
5.如权利要求1所述的无源器件损耗分析装置，其特征在于，该回损测试模块还包括：
长波长探测器，用于将激光功率信号转换为电流信号；
前置放大电路，用于接收来自长波长探测器的电流信号并将该电流信号放大转换为电压信号；
模数转换电路，用于接收来自前置放大电路的电压信号并将该电压信号转换为数字信号，
其中，该长波长探测器的输出端连接至该前置放大电路的输入端，该前置放大电路的输出端连接至该模数转换电路的输入端。
6.如权利要求1所述的无源器件损耗分析装置，其特征在于，该光功率计模块还包括：
长波长探测器，用于将激光功率信号转换为电流信号；
前置放大电路，用于接收来自长波长探测器的电流信号并将该电流信号放大转换为电压信号；
模数转换电路，用于接收来自前置放大电路的电压信号并将该电压信号转换为数字信号，
其中，该长波长探测器的输出端连接至该前置放大电路的输入端，该前置放大电路的输出端连接至该模数转换电路的输入端。
7.如权利要求1所述的无源器件损耗分析装置，其特征在于，该光功率计模块包括多个光功率计。
8.如权利要求7所述的无源器件损耗分析装置，其特征在于，该光功率计为多通道光功率计。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的无源器件损耗分析装置，其特征在于，该待测无源器件为多通道无源器件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110525 |