CN103226056B - 利用阵列连接器的拓扑现场测试器和利用阵列连接器的拓扑多波长现场测试器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用阵列连接器的拓扑现场测试器和利用阵列连接器的拓扑多波长现场测试器。一种测试仪器包括在第一波长下的多个第一光信号源和分配器，所述分配器被耦合到所述多个第一光信号源以将所产生的信号供应给多光纤测试端口。可以提供附加的第二波长信号源，并且可以提供用于在被测试链路的第二端处使用的第二测试仪器，以实现光链路的测试。

Description

利用阵列连接器的拓扑现场测试器和利用阵列连接器的拓扑 多波长现场测试器

背景技术

本发明涉及光纤测试，并且更特别地涉及一种光纤功率、损耗以及极性测试器，所述测试器合并了多光纤接口以使得能实现已经用多光纤连接器端接的电缆和连接的有效测试。

测试光纤在安装、修理、移动/添加/更新等之后的损耗和/或长度是通常的做法。现今的最常见的拓扑包括附连到单股光纤的单光纤连接器。这些光纤最经常被用在双工拓扑中，使得一个光纤在一个方向上发射网络通信量而另一个光纤在相反方向上发射。各个光纤常常被捆绑成电缆内的大组，但然后在光纤的每端处逐个地用连接器端接。图1图示了适用于双工光纤系统的这个普遍做法，其中，主测试单元12在断接(break-out)处被连接到光纤，而远程测试单元14在电缆的远端处被连接到对应的光纤，并且通过使用两个单元来执行测试。

在现今的高密度数据中心中所见到的另一通用拓扑是用如美国专利6004042和美国专利6931193中所描述的多光纤阵列连接器和电缆代替单光纤连接器。已经习惯将多光纤阵列连接器端接到断接盒(常常被称作模块或盒)中。断接通过使用短的一组光纤来完成，所述短的一组光纤被端接到在一端上的多光纤阵列连接器并且然后到在相反端处的各个单光纤连接器。所述盒使得能实现多光纤阵列电缆站到双工电子设备的连接，或者利用标准插接线与单光纤连接器交叉连接。

正变得越来越流行的并且已经由IEEE在它们的802.3ba – 用于40吉比特以太网(40GbE)和100吉比特以太网(100GbE) 两者的2010年标准中标准化的新拓扑利用了具有电子设备中的多光纤阵列接口(代替双工接口)的收发器，使得具有多光纤阵列连接器的插接线能够直接地从该收发器连接到电缆的多光纤端接。因此，消除了对于断接盒的需要。然而，断接盒的消除还消除了对于测试电缆站所需要的单光纤连接器接口。现有技术已经继续通过创建与图2中所图示的先前所描述的断接盒类似的断接电缆来利用具有单光纤接口的传统测试设备。在美国专利5940559和美国专利5196899中找到某现有技术。该现有技术使电缆的测试非常慢并且容易发生错误。此外，多光纤电缆站的极性的测量是高度备受期待的，但是现有技术不能够自动地完成这个。

如何创建用于多光纤连接器的光功率、损耗以及极性测试器对于光纤测试领域的技术人员而言不是清楚的。如何在多波长下进行测试的附加要求情况下创建所述测试器甚至更是不清楚的。在多波长下进行测试与双工光纤测试器有共同之处，在多波长下进行测试的主要目的是确保电缆连接站在将在有源网络上运行的波长下满足损耗预算。利用长波长以便确保无弯曲损耗存在于电缆连接站中也是在多波长下进行测试的目的。光纤在较长波长下通常对弯曲损耗更敏感。

具有能够在单一和多波长下容易地测试多光纤连接器的测试器将是备受期待的。

发明内容

依照本发明，提供了具有用于连接到被测试光网络的阵列连接器接口的现场测试器。

因此，本公开的目的是提供改进的用于光网络的现场测试器。

本发明的再一目的是提供改进的用于与阵列连接器一起使用的测试器。

在本说明书的结束部分中特别地指出并且显然地要求保护了本发明的主题。然而，操作的组织和方法两者、及其进一步的优点和目的可以通过参考与附图相结合地进行的以下描述来最好地理解，在附图中相同的附图标记指代相同的元件。

附图说明

图1是依照现有技术建立的测试的图；

图2是依照现有技术的采用断接电缆的测试配置的图；

图3是依照本公开建立的测试仪器的图；

图4是测试仪器的实施例的框图；以及

图5是测试仪器的示例配置的图；

图6是测试仪器的另一示例配置的图；

图7是测试仪器的又一示例配置的图；

图8是与图7的配置相对应的对应的另一端测试仪器的图；

图9是双波长测试仪器的图；

图10是可替换的双波长测试仪器的图；

图11是另一可替换的双波长测试仪器的图；以及

图12是又一可替换的双波长测试仪器的图。

具体实施方式

根据本发明的优选实施例的系统包括用于采用阵列连接器的光网络的现场测试器。所述测试器可以被作为便携式或手持式仪器提供以便在现场测试光网络。

参考图4，依照本公开的测试仪器(仪器20)的第一实施例的框图，所述仪器经由多光纤测试端口22连接到被测试网络，被测试网络在特定实施例中为光网络，所述多光纤测试端口22通过分配器24而被对接到测试仪器。分配器与LED/激光器26和检测器28对接，以便从激活器接收光信号并且发射到测试端口，并且以便将接收到的光信号从测试端口供应到检测器。所述仪器包括(一个或多个)处理器30、诸如RAM/ROM 32之类的存储器、持久性储存器34、将设备附连到网络或其他外部设备(储存器、其他计算机等)的I/O 36、显示器38、用户输入设备40 (诸如，例如键盘、鼠标或其他定点设备、触摸屏等)、可以包括电池或AC电源的电源42。所述(一个或多个)处理器操作该仪器以提供针对网络的测试和测量功能。

在操作中，网络测试仪器被附连到网络，并且观察该网络上的传输，以及提供激励和响应测量以收集信息和统计并且实现测试和测量。

在本文中该设备和方法通过在测试端口处提供多光纤接口而消除了对于断接电缆和断接盒的需要。这使得多光纤测试线的使用能够将测试器20连接到被测试的电缆站44(见图3)。参考图3，在特定实施例中，提供了两个测试器，其中仪器20在被测试链路的一端上，而仪器45在被测试链路的另一端，所述仪器两者皆可以包括便携式或手持式测试仪器。仪器20和45合作以实现测试，并且可以包括两者的有源的测试仪器或有源的和更无源的测试仪器，其中有源仪器控制测试，而更无源的仪器将测量结果往回提供给有源仪器。

所述仪器将功率/损耗测量功能与测量极性的能力相组合。

根据本公开的这个装置和方法通过将多光纤测试接口直接地集成到测试器本身之上使得能实现新的测试范式。虽然将接口集成到测试器之上的概念可能是显而易见的，但完成集成同时维持测量功率、损耗以及极性的能力的方式是不清楚的。测试装置包括源仪表20和功率表45。源仪表发射将被测量的光信号和用于确定极性所需要的必需编码。功率表测量源的光信号的光功率并且对它进行解码以确定极性。

存在创建集成了多光纤测试接口的源仪表的若干方式。

第一方法利用了单个LED 46或激光器，并且用执行图4的分配器24的功能的1xn分光器48将其分离成许多的光信号，如图5示例性配置的图中所见的那样。n个分离信号然后经由n个接头50被提供给多光纤测试端口52。采用图5的配置的优点是成本低以及耐久性高和精度高。缺点是所有光纤都具有施加于它们的相同的光信号。在不能够区分彼此的情况下，功率表不能够确定极性。由于这个原因，不认为该方法是最合乎需要的解决方案。

参考图6，可替换的方法在源仪表内利用单个激光器或LED 54，并且将其与作为分配器的1xn光开关56复用在一起，所述光开关经由接头束58与多光纤测试端口60对接。该方法的优点是隔离和控制到被测试光纤中的任何一个上的光信号的能力。如果源用对开关的位置进行描述的信息进行编码并且用能够对该信息进行解码的功率表进行配对，则还可以测量多光纤电缆的极性。该方法的缺点是开关往往是成本高的，尤其对于多模开关来说。另一缺点是开关的重复性可能不足以进行精确的损耗测量。另一缺点是开关可能不是非常鲁棒的。

通过添加滤出除了在感兴趣的光纤上承载的一个信号以外的所有光信号的能力，图6的实施方式对图5配置之上进行了改进(允许极性测量)。该滤波器可以包括例如可移动孔径。所述孔径被移动(线性地、旋转地或以其他方式)以允许来自每个光纤的信号被测量。机械旋钮或滑动片可以被使用在手动方法中，或者孔径可以被通过诸如蜗杆螺钉之类的机电设备来控制。优点是极性现在可以被确定。缺点是该解决方案可能不是成本有效的。它可能不是鲁棒的。手动版本是效率低的，而机电版本不像无移动零件的方法一样有效率。

因此在图7中示出了另一实施例，其利用了经由n个接头64供应给连接器66代替复用方法的n个LED或激光源62、62’等。由于将n个源添加到源仪表的成本和长期可靠性，本领域的技术人员可能将该方法认为是可能是最不希望的。然而，采用现代工艺这些源的成本已经下跌而可靠性上升，使得该方法成为优选的。该方法具有被测试每个光纤的单独控制、高精度和可重复、低成本以及高可靠性的优点。检测器可以由分配器供应，或者可以采用多个检测器。

检测器的图8的配置用被“挠性接线（pigtailed）”到具有n个单独光纤的多光纤接口的n个单独的小面积检测器代替在远程仪器45处的大面积检测器，其中，多光纤测试端口连接器68被通过n个接头70馈送到多个光电二极管72、72’等。该方法允许所有光纤的同时测量，以便如果极性是不正确的使得所期望的信号在错误的检测器上被发现，错误可以立即被发现。考虑到机械零件的复杂性，这样的布置的成本最可能比得上图6的配置。缺点是由于能够发生在这样的接口处的损耗，在测试端口处的光纤接口对于功率损耗测量来说不是理想的。非接触透镜系统或粗芯光纤的使用是用于减轻问题的一个方式。

可替换的配置用n个光电二极管的光电二极管阵列代替单独的“挠性接线”检测器。可以用该方法实现降低的成本。此外，光电二极管阵列可以通过非接触体光学或平面光波电路的使用而被直接地耦合到多光纤接口，所述多光纤接口消除了对于多光纤接口与光电二极管之间的光纤的需要。这最终改进了耐久性、精度以及重复性。

上述配置示出了单波长LED/激光源。然而，还提供了多波长版本。参考图9-12中所图示的多波长版本，图9中所描绘的多波长方法1是在下文中所描述的四个配置中的第一个。在本配置中，主和远程测试仪器将具有完全相同的光学线束，每个线束都具有波长1的LED或激光器74、波长2的另一LED或激光器76、以及能够检测和测量波长1和2的光电二极管78。这三个部件被复制n次以与多光纤连接器中的光纤的数目(n)匹配。这三个部件通过将被复制n次的光耦合器80而被耦合到输入/输出端口82。耦合器本性上是双向设备，并且因此LED/激光器将通过它发射以测试它被连接到的光纤，并且检测器将通过它接收以测试它被连接到的光纤。该配置通过具有不发射直到其接收到为做此的主的信号为止的到远程的主发射实现在每个光纤上的全双向测试。极性测试容易地完成，因为每个发射机都可以被编码以用信号发送它被附连到哪一个光纤，并且每个检测器都可以确定该信号是否在正确的光纤上被接收到。长度测试通过测量待发射的信号从主到远程并且返回到主的时间来完成。对于将有销路的方法1的潜在缺点是由大量的光学部件产生的高成本。

图10中所图示的多波长方法2消除了对于方法1所需要的LED/激光器的一半。代替在两个方向上用2个波长对每个光纤进行测试，方法2在一个方向上用1个波长测试每个光纤，并且然后另一方向用另一个波长来测试。在被测试链路的一端处的主测试仪器84包含通过1 x 2分光器90、90’等连接的、具有对应的光电二极管88、88’等的波长λ1的多个LED/激光器86、86’等，所述1 x 2分光器90、90’等连接到多光纤测试端口92中的单独光纤。在被测试链路的相反端处，在被测试链路的相反端处的远程测试仪器94包含：包括多个LED/激光器96，所有的都具有波长λ2；以及光电二极管98，其经由1x2分光器102连接到多光纤测试端口104。测试在每个光纤上仍然是双向的。

图11中所图示的可替换的方法(方法3)与方法2非常类似，除了方法3在交替的光纤上使波长交替使得主测试器和远程测试器每一个都包含波长λ1和λ2两者之外，其中，仪器106使波长λ1的LED/激光器108与波长λ2的LED/激光器112交替。光电二极管110在具有LED/激光器108的第一光纤上。因此，各种光纤具有交变信号λ1、λ2、λ1、λ2、…。仪器116相应地具有供应给1x2分光器118的波长2的LED/激光器112’和光电二极管114，后面是供应给分光器118’的LED/激光器108’和光电二极管114’，采用波长λ2和λ1继续交替λ2、λ1、λ2、λ1…。

通过对主测试器中的交替光纤采用波长1的LED/激光器，并且对不具有主单元中的波长1 LED/激光器的那些光纤采用远程测试器中的波长2的LED/激光器，图12中所示出的方法4消除了相对于方法1所需要的LED/激光器的75%。用于完成这个成本节省的权衡是每个光纤的双向测试是不可能的。主120在光纤1处将具有波长1的LED/激光器122，而远程124在光纤1处将具有光电二极管126。相反的情况在光纤2处也成立，其中主将具有光电二极管128而远程将具有波长λ2的LED/激光器130。长度测试将通过在光纤1上将信号从主发送到远程并且然后在光纤2上从远程发送到主来完成。为了完成极性测试，每个LED/激光器都将必须与光电二极管132、134配对。该光电二极管将能够检测来自光纤n的信号是否到达正确的位置。在没有这些额外的光电二极管的情况下不能够针对极性监测每个光纤。双向测试的消除对于本申请来说是无害的。已经注意到，当损耗测试利用连续波光源的直接测量时，光纤和光纤连接器未展示大量的方向差异性。

虽然示出了单波长单向和多波长多向实施例，但是依照本文公开的精神，可以具有单波长多向(或多波长单向)实施例。

因此，提供了采用了利用阵列连接器的拓扑的改进的用于光网络的现场测试器。测试器将功率/损耗测量与极性测试集成在一起。

虽然已经示出并且描述了本发明的优选实施例，但对本领域的技术人员而言将显而易见的是，在不背离本发明的情况下可以在其更广的方面进行许多改变和修改。所附权利要求因此旨在覆盖如落入本发明的真实精神和范围内的所有这样的改变和修改。

Claims (15)

1.一种光网络测试仪器，包括：

在第一波长下的多个第一光信号源；以及

分配器，其被耦合到所述多个第一光信号源以将所产生的信号供应给多光纤测试端口，其中，所述光网络测试仪器将功率/损耗测量功能与测量极性的能力相组合。

2.根据权利要求1所述的光网络测试仪器，进一步包括耦合到所述分配器以从所述多光纤测试端口接收信号的多个光信号检测器。

3.根据权利要求1所述的光网络测试仪器，进一步包括：在第二波长下的多个第二光信号源；所述分配器，其被耦合到所述多个第二光信号源以将所产生的所述信号供应给所述多光纤测试端口。

4.根据权利要求3所述的光网络测试仪器，其中，所述多个第一光信号源和所述多个第二光信号源被耦合到所述分配器，以用交替第一、第二、第一、第二方式将所述信号从其中供应到所述多光纤测试端口。

5.根据权利要求4所述的光网络测试仪器，进一步包括耦合到所述分配器以从所述多光纤测试端口接收信号的多个光信号检测器。

6.根据权利要求5所述的光网络测试仪器，其中，所述分配器包括多个1x2分光器，所述多个1x2分光器将检测器以及所述多个第一光信号源和所述多个第二光信号源中的一个连接到所述多光纤测试端口。

7.根据权利要求3所述的光网络测试仪器，进一步包括耦合到所述分配器以从所述多光纤测试端口接收信号的多个光信号检测器，并且其中，所述分配器包括多个1x3分光器，所述多个1x3分光器将检测器以及所述第一光源中的一个和所述第二光源中的一个连接到所述多光纤测试端口。

8.一种光网络测试仪器装置，包括：

第一测试仪器，其包括在第一波长下的多个第一光信号源；

第一分配器，其被耦合到所述多个第一光信号源以将所产生的所述信号供应给在被测试链路的第一端处的多光纤测试端口；

第二测试仪器，其包括在第二波长下的多个第二光信号源；以及

第二分配器，其被耦合到所述多个第二光信号源以将所产生的所述信号供应给在被测试链路的第二端处的多光纤测试端口，其中，所述第一测试仪器和所述第二测试仪器将功率/损耗测量功能与测量极性的能力相组合。

9.根据权利要求8所述的光网络测试仪器装置，其中，所述第一波长和所述第二波长包括相同的波长。

10.根据权利要求8所述的光网络测试仪器装置，其中，所述第一波长和所述第二波长包括不同的波长。

11.根据权利要求8所述的光网络测试仪器装置，进一步包括：多个第一光信号检测器，其被耦合到所述分配器以从在所述第一测试仪器处的所述多光纤测试端口接收信号；以及多个第二光信号检测器，其被耦合到所述分配器以从在所述第二测试仪器处的所述多光纤测试端口接收信号。

12.根据权利要求8所述的光网络测试仪器装置，进一步包括所述第一测试仪器中的在所述第二波长下的多个第三光信号源，所述分配器被耦合到所述多个第三光信号源以将所产生的所述信号供应给所述多光纤测试端口。

13.根据权利要求12所述的光网络测试仪器装置，其中，所述多个第一光信号源和所述多个第三光信号源被耦合到所述分配器，以用交替第一、第三、第一、第三方式将所述信号从其中供应给所述多光纤测试端口。

14.根据权利要求13所述的光网络测试仪器装置，进一步包括耦合到所述分配器以从所述多光纤测试端口接收信号的多个光信号检测器。

15.根据权利要求14所述的光网络测试仪器装置，其中，所述分配器包括多个1x2分光器，所述多个1x2分光器将检测器以及所述第一和第三光源中的一个连接到所述多光纤测试端口。