CN103326773B - 一种plc平面波导光分路器自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PLC平面波导光分路器自动测量装置，包括：一检测信号产生模块，提供一光信号，一光功率检测模块，光信号通过待测器件后进入光功率检测模块，所述光功率检测模块测试光信号的功率值，一控制显示模块，控制显示模块记录光信号的光功率基准值，并通过计算自动测量和显示光信号的光功率实际测量值，且控制其它各功能模块的工作，读取、计算、存贮和显示各功能模块的工作状态和相关参数，并实现手工操作和与电脑通信的功能。操作过程简单、测试效率高、可灵活组合，实现多个通道多项指标多个波长的一次性自动测量。

Description

一种PLC平面波导光分路器自动测量装置

技术领域

本发明涉及光信号的分路器件，具体涉及一种可灵活组合型PLC平面波导光分路器的自动测量装置。

背景技术

PLC平面波导光分路器(PLCSplitter)是一种基于石英基板的集成波导光功率分配器件，与同轴电缆传输系统一样，光网络系统也需要将光信号进行耦合、分支、分配，这就需要光分路器来实现。是光纤链路中最重要的无源器件之一，是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件，特别适用于无源光网络(EPON，GPON，BPON等)中连接局端和终端设备并实现光信号的分路。

随着运营商对FTTx光接入网的大规模部署，各大运营商纷纷选择光无源网络（PON）及相关技术作为光纤接入方案，平面波导型（PLC）光分路器作为其中的必备的光无源器件也得到了越来越广泛的应用。

随着器件材料和封装技术不断提高，与传统的熔融拉锥型分路器相比，PLC型平面波导光分路器不仅在技术指标上，而且在生产成本和规模上，都越来越体现出它的优势。

传统的PLC型光分路器的测量方法参见图1，这是一种单个通道、单项指标、单个波长逐次测量方法。

测量步骤为先对相应波长的光信号源（例如：1310nm、1550nm或1490nm的光源）校零，后将待测PLC型平面波导光分路器（DUT）接入如图所示光路中，对逐个通道分别测量其插入损耗（简称IL）、偏振相关损耗（简称PDL）、回波损耗（简称RL），然后更换其它波长的光信号源再重复上述测量过程。这种测试方法的缺点就是测量时间长、测量效率极低、灵活性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种PLC平面波导光分路器自动测量装置，操作过程简单、测试效率高、可灵活组合，实现多个通道多项指标多个波长的一次性自动测量。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种PLC平面波导光分路器自动测量装置，包括：

一检测信号产生模块，提供一光信号，

一光功率检测模块，光信号通过待测器件后进入光功率检测模块，所述光功率检测模块测试光信号的功率值，

一控制显示模块，控制显示模块记录光信号的光功率基准值，并通过计算自动测量和显示光信号的光功率实际测量值，且控制其它各功能模块的工作，读取、计算、存贮和显示各功能模块的工作状态和相关参数，并实现手工操作和与电脑通信的功能。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测信号产生模块包括光信号源模块，光功率检测模块包括多通道光功率计模块，用于对光信号的插入损耗一次性测量。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测信号产生模块包括光信号源模块和偏振控制器模块，光功率检测模块包括多通道光功率计模块，光信号依次通过偏振控制器模块，待测器件后，进入多通道光功率计模块，控制显示模块用于对光信号的插入损耗和偏振相关损耗的一次性测量。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测信号产生模块包括光信号源模块和多波长光信号源模块，光功率检测模块包括多通道光功率计模块，光信号源模块和多波长光信号源模块产生的多个光信号通过待测器件后，进入多通道光功率计模块，控制显示模块用于对多个光信号的波长插入损耗一次性测量。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测信号产生模块包括光信号源模块，多波长光信号源模块以及偏振控制器模块，光功率检测模块包括多通道光功率计模块，

光信号源模块和多波长光信号源模块产生的多个光信号通过偏振控制器模块以及待测器件后，进入多通道光功率计模块，控制显示模块用于对光信号的多个通道和多个波长插入损耗和偏振相关损耗的一次性测量。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测信号产生模块包括光信号源模块，光功率检测模块包括多通道光功率计模块，还包括一与待测器件分别连接的光终止器模块和1×2光分路器阵列模块，

控制显示模块将测量和显示待测器件的相应待测端的回波损耗值。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测信号产生模块包括光信号源模块，光功率检测模块包括多通道光功率计模块，还包括一与待测器件分别连接的光终止器模块和1×2光分路器阵列模块，在所述光信号源与1×2光分路器阵列模块之间设置一多通道选择光开关模块，

控制显示模块将测量和显示待测器件各输出端的回波损耗值。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测信号产生模块包括光信号源模块，光功率检测模块包括多通道光功率计模块，还包括一与待测器件分别连接的光终止器模块和1×2光分路器阵列模块，在所述光信号源与1×2光分路器阵列模块之间设置一多通道选择光开关模块，所述光信号源模块一侧设置一多波长光信号源模块，

控制显示模块将测量和显示待测器件各输出端对于各个波长的回波损耗值。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测信号产生模块包括光信号源模块，光功率检测模块包括多通道光功率计模块，

光信号源模块一侧依次连接2×2光切换开关模块，多通道选择光开关模块，1×2光分路器阵列模块，2×2光开关阵列模块以及多通道光功率计模块，2×2光开关阵列模块和2×2光切换开关模块连接待测器件，光终止模块连接所述2×2光切换开关模块和控制显示模块，

控制显示模块将测量和显示待测器件各输出端插入损耗和回波损耗值。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测信号产生模块包括光信号源模块，光功率检测模块包括多通道光功率计模块，

光信号源模块一侧依次连接2×2光切换开关模块，多通道选择光开关模块，1×2光分路器阵列模块，2×2光开关阵列模块以及多通道光功率计模块，光信号源模块另一侧连接多波长光信号源模块，

2×2光开关阵列模块和2×2光切换开关模块连接待测器件，光终止模块连接所述2×2光切换开关模块和控制显示模块，

控制显示模块将测量和显示待测器件各输出端对于各个波长的插入损耗和回波损耗值。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测信号产生模块包括光信号源模块，光功率检测模块包括多通道光功率计模块，

光信号源模块一侧依次连接偏振控制器模块，2×2光切换开关模块，多通道选择光开关模块，1×2光分路器阵列模块，2×2光开关阵列模块以及多通道光功率计模块，

2×2光开关阵列模块和2×2光切换开关模块连接待测器件，光终止模块连接所述2×2光切换开关模块和控制显示模块，

控制显示模块将测量和显示待测器件各输出端插入损耗、偏振相关损耗和回波损耗值。

在本发明的一个优选实施例中，所述检测信号产生模块包括光信号源模块，光功率检测模块包括多通道光功率计模块，

光信号源模块一侧依次连接偏振控制器模块，2×2光切换开关模块，多通道选择光开关模块，1×2光分路器阵列模块，2×2光开关阵列模块以及多通道光功率计模块，光信号源模块另一侧连接多波长光信号源模块，

2×2光开关阵列模块和2×2光切换开关模块连接待测器件，光终止模块连接所述2×2光切换开关模块和控制显示模块，

控制显示模块将测量和显示待测器件各输出端对于各个波长的插入损耗、偏振相关损耗和回波损耗值。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提供的PLC型光分路器自动测量装置及测量方法操作步骤简单，测试效率高，可根据实际要求进行灵活组合。

既便于在测试要求比较低的场合节约设备成本，也便于今后根据需要通过增加模块满足更多的测试项目要求，避免不必要的浪费。自动化的一次性测量过程又能节约测试人员的人工成本，同时又有利于对该类产品的生产管理，从而提高企业的生产效率和竞争力，并可降低人为测量误差，使测量结果更具科学性，有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的工作原理框图。

图2为本发明的测量插入损耗的组合框图。

图3为本发明的测量多路插入损耗和偏振相关损耗的组合框图。

图4为本发明的测量多个波长插入损耗的组合框图。

图5为本发明的测量多个通道和多个波长插入损耗和偏振相关损耗的组合框图。

图6为本发明的测量各端口回波损耗的组合框图。

图7为本发明的测量多个端口回波损耗的组合框图。

图8为本发明的测量多个通道和多个波长的回波损耗的组合框图。

图9为本发明的测量多个通道插入损耗和回波损耗的组合框图。

图10为本发明的测量多个通道和多个波长的插入损耗和回波损耗的组合框图。

图11为本发明的测量多个通道的插入损耗、偏振相关损耗和回波损耗的组合框图。

图12为本发明的测量多个通道和多个波长的插入损耗、偏振相关损耗和回波损耗的组合框图。

图13为本发明的图12的各个光接口说明示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明提供一种可灵活组合型PLC型平面波导光分路器自动测量装置。它由以下九部分模块构成：

1.控制显示模块：本测量装置的基本模块，提供多个接口，用于控制其它各功能模块的工作，读取、计算、存贮和显示各功能模块的工作状态和相关参数，并实现手工操作和与电脑通信的功能。

2.光信号源模块：提供特定波长（通常为1550nm）的稳定光信号，内置1×2光切换开关，并留有外接光源的光接口，可实现多个波长光信号源的扩展功能。

3.多通道光功率计模块：具有多个测量光信号输入端口（通常为8个），用于同时测量多个光信号的强度。

4.偏振控制器模块：实现光纤内偏振状态的随机的变化，可在尽可能短的时间内获得尽可能多的偏振状态。

5.多波长光信号源模块：内置多个波长的稳定光信号源，最多可达4个波长，并通过一4通道选择光开关进行不同波长光信号的切换，可根据测量的需要实现某一波长光信号的输出。

6.1×2光分路器阵列模块：内置多个（通常为8个）1×2光分路器，并留有所有光分路器的光接口，作为回波损耗测量的扩展模块。

7.光终止器模块：作为回波损耗测量的扩展模块，用于消除PLC型平面波导光分路器输入端的光反射。

8.多通道选择光开关模块：内置一多通道（通常为8通道）选择光开关，可将输入光接口的光信号轮流切换到不同的输出光接口输出，可作为PLC型平面波导光分路器多路回波损耗一次性测量的扩展模块。

9.2×2光切换开关模块：内置一双路交叉切换的光开关，可作为实现PLC型平面波导光分路器多项光学性能指标的一次性自动测量的扩展模块。

10.2×2光开关阵列模块：内置一组（通常为8个）双路交叉切换光开关，可作为实现PLC型平面波导光分路器多项光学性能指标的一次性自动测量的扩展模块。

一种PLC平面波导光分路器自动测量装置，包括：一检测信号产生模块，提供一光信号；一光功率检测模块，光信号通过待测器件后进入光功率检测模块，所述光功率检测模块测试光信号的功率值；一控制显示模块，控制显示模块记录光信号的光功率基准值，并通过计算自动测量和显示光信号的光功率实际测量值，且控制其它各功能模块的工作，读取、计算、存贮和显示各功能模块的工作状态和相关参数，并实现手工操作和与电脑通信的功能。

参照图2，PLC型平面波导光分路器多路插入损耗一次性测量，接线如下：

1）用跳线分别连接光信号源模块输出光接口和多通道光功率计模块的各个输入光接口，由控制显示模块分别测量记录各基准光功率值；

2)将待测器件的输入端与光信号源模块的输出光接口连接，输出端分别接入多通道光功率计模块的各输入光接口，控制显示模块将自动测量和显示各通道的插入损耗值。

参照图3，PLC型平面波导光分路器多路插入损耗和偏振相关损耗的一次性测量，接线如下：

1)用跳线连接光信号源模块的输出光接口和偏振控制器模块的输入光接口；

2)用跳线分别连接偏振控制器模块输出光接口和多通道光功率计模块的各个输入光接口，由控制显示模块分别测量记录各基准光功率值；

3)将待测器件的输入端与偏振控制器模块的输出光接口连接，输出端分别接入多通道光功率计模块的各输入光接口，控制显示模块将自动测量和显示各通道的插入损耗和偏振相关损耗值。

参照图4，PLC型平面波导光分路器的多个波长插入损耗一次性自动测量，接线如下：

1）用跳线将多波长光信号源模块的输出端光接口与光信号源模块的扩展光接口连接；

2）用跳线分别连接光信号源模块输出光接口和多通道光功率计模块的各个输入光接口，由控制显示模块分别测量记录各基准光功率值；

3）将待测器件的输入端与光信号源模块的输出光接口连接，输出端分别接入多通道光功率计模块的各输入光接口，控制显示模块将自动测量和显示各通道对于各个波长的插入损耗值。

参照图5，PLC型平面波导光分路器多个通道和多个波长插入损耗和偏振相关损耗的一次性自动测量，接线如下：

1）用跳线连接多波长光信号源模块的输出端光接口与光信号源模块的扩展光接口、光信号源模块的输出光接口与偏振控制器模块的输入光接口；

2）用跳线分别连接偏振控制器模块输出光接口和多通道光功率计模块的各个输入光接口，由控制显示模块分别记录各基准光功率值；

3）将待测器件的输入端与偏振控制器模块的输出光接口连接，输出端分别接入多通道光功率计模块的各输入光接口，控制显示模块将自动测量和显示各通道对于各个波长的插入损耗和偏振相关损耗值。

参照图6，PLC型平面波导光分路器的各端口回波损耗的测量，接线如下：

1）用跳线连接光信号源模块输出光接口和多通道光功率计模块的输入光接口，由控制显示模块测量记录基准光功率值；

2）用跳线连接光信号源模块输出光接口和1×2光分路器阵列模块的输入光接口、1×2光分路器阵列模块的输出光接口和多通道光功率计模块的输入光接口；

3）将待测器件的输入端接入光终止器模块的输入光接口、待测输出端接入1×2光分路器阵列模块测量端光接口，控制显示模块将测量和显示相应待测端的回波损耗值。

参照图7，PLC型平面波导光分路器多个端口回波损耗一次性自动测量，接线如下：

1）用跳线分别连接光信号源模块输出光接口和多通道光功率计模块的各个输入光接口，由控制显示模块测量记录各基准光功率值；

2）用跳线连接光信号源模块输出光接口和多通道选择光开关模块的输入光接口、多通道选择光开关模块的各输出光接口与1×2光分路器阵列模块的各输入光接口、1×2光分路器阵列模块的各输出光接口和多通道光功率计模块的各输入光接口；

3）将待测器件的输入端接入光终止器模块的输入光接口、各输出端接入1×2光分路器阵列模块的各测量端光接口，控制显示模块将自动测量和显示待测器件各输出端的回波损耗值。

参照图8，PLC型平面波导光分路器多个通道和多个波长的回波损耗一次性自动测量，接线如下：

1）用跳线连接多波长光信号源模块的输出端光接口与光信号源模块的扩展光接口；

2）用跳线分别连接光信号源模块输出光接口和多通道光功率计模块的各个输入光接口，由控制显示模块测量记录各基准光功率值；

3）用跳线连接光信号源模块输出光接口和多通道选择光开关模块的输入光接口、多通道选择光开关模块的各输出光接口与1×2光分路器阵列模块的各输入光接口、1×2光分路器阵列模块的各输出光接口和多通道光功率计模块的各输入光接口；

4）将待测器件的输入端接入光终止器模块的输入光接口、各输出端接入1×2光分路器阵列模块的各测量端光接口，控制显示模块将自动测量和显示待测器件各输出端对于各个波长的回波损耗值。

参照图9，PLC型平面波导光分路器多个通道插入损耗和回波损耗的一次性自动测量，接线如下：

1）用跳线连接光信号源模块输出光接口和2×2光切换开关模块的光源输入光接口、2×2光开关阵列模块的各输出光接口和多通道光功率计模块和各输入光接口；

2）用跳线分别连接2×2光切换开关模块的输出光接口1和2×2光开关阵列模块的各测量端光接口，由控制显示模块测量记录各基准光功率值；

3）用跳线连接光终止器模块的输入接口和2×2光切换开关模块的光终止接口、2×2光切换开关模块输出光接口2和多通道选择光开关模块的输入光接口、多通道选择光开关模块各输出光接口和1×2光分路器阵列模块的各输入光接口、1×2光分路器阵列模块的各测量光接口和2×2光开关阵列模块的各测量输入光接口1、1×2光分路器阵列模块的各输出光接口和2×2光开关阵列模块的各测量输入光接口2；

4）将待测器件的输入端2×2光切换开关模块的输出光接口、各输出端接入2×2光开关阵列模块的各测量端光接口，控制显示模块将自动测量和显示待测器件各输出端插入损耗和回波损耗值。

参照图10，PLC型平面波导光分路器多个通道和多个波长的插入损耗和回波损耗的一次性自动测量，接线如下：

1）用跳线连接多波长光信号源模块的输出光接口和光信号源模块的扩展光接口、光信号源模块输出光接口和2×2光切换开关模块的光源输入光接口、2×2光开关阵列模块的各输出光接口和多通道光功率计模块和各输入光接口；

2）用跳线分别连接2×2光切换开关模块的输出光接口1和2×2光开关阵列模块的各测量端光接口，由控制显示模块测量记录各基准光功率值；

3）用跳线连接光终止器模块的输入接口和2×2光切换开关模块的光终止接口、2×2光切换开关模块输出光接口2和多通道选择光开关模块的输入光接口、多通道选择光开关模块各输出光接口和1×2光分路器阵列模块的各输入光接口、1×2光分路器阵列模块的各测量光接口和2×2光开关阵列模块的各测量输入光接口1、1×2光分路器阵列模块的各输出光接口和2×2光开关阵列模块的各测量输入光接口2；

4）将待测器件的输入端2×2光切换开关模块的输出光接口、各输出端接入2×2光开关阵列模块的各测量端光接口，控制显示模块将自动测量和显示待测器件各输出端对于各个波长的插入损耗和回波损耗值。

参照图11，PLC型平面波导光分路器多个通道的插入损耗、偏振相关损耗和回波损耗的一次性自动测量，接线如下：

1）用跳线连接光信号源模块输出光接口和偏振控制器模块的输入光接口、偏振控制器模块的输出光接口和2×2光切换开关模块的光源输入光接口、2×2光开关阵列模块的各输出光接口和多通道光功率计模块和各输入光接口；

2）用跳线分别连接2×2光切换开关模块的输出光接口1和2×2光开关阵列模块的各测量端光接口，由控制显示模块测量记录各基准光功率值；

3）用跳线连接光终止器模块的输入接口和2×2光切换开关模块的光终止接口、2×2光切换开关模块输出光接口2和多通道选择光开关模块的输入光接口、多通道选择光开关模块各输出光接口和1×2光分路器阵列模块的各输入光接口、1×2光分路器阵列模块的各测量光接口和2×2光开关阵列模块的各测量输入光接口1、1×2光分路器阵列模块的各输出光接口和2×2光开关阵列模块的各测量输入光接口2；

4）将待测器件的输入端2×2光切换开关模块的输出光接口、各输出端接入2×2光开关阵列模块的各测量端光接口，控制显示模块将自动测量和显示待测器件各输出端插入损耗、偏振相关损耗和回波损耗值。

参照图12，PLC型平面波导光分路器多个通道和多个波长的插入损耗、偏振相关损耗和回波损耗的一次性自动测量，接线如下：

1）用跳线连接多波长光信号源模块输出光接口和光信号源模块的扩展光接口、光信号源模块输出光接口和偏振控制器模块的输入光接口、偏振控制器模块的输出光接口和2×2光切换开关模块的光源输入光接口、2×2光开关阵列模块的各输出光接口和多通道光功率计模块和各输入光接口；

2）用跳线分别连接2×2光切换开关模块的输出光接口1和2×2光开关阵列模块的各测量端光接口，由控制显示模块测量记录各基准光功率值；

3）用跳线连接光终止器模块的输入接口和2×2光切换开关模块的光终止接口、2×2光切换开关模块输出光接口2和多通道选择光开关模块的输入光接口、多通道选择光开关模块各输出光接口和1×2光分路器阵列模块的各输入光接口、1×2光分路器阵列模块的各测量光接口和2×2光开关阵列模块的各测量输入光接口1、1×2光分路器阵列模块的各输出光接口和2×2光开关阵列模块的各测量输入光接口2；

4）将待测器件的输入端2×2光切换开关模块的输出光接口、各输出端接入2×2光开关阵列模块的各测量端光接口，控制显示模块将自动测量和显示待测器件各输出端对于各个波长的插入损耗、偏振相关损耗和回波损耗值。

上述模块的组合测量过程，也可通过控制显示模块的电接口由电脑统一控制，并将测量结果导入到电脑中。

参照图13，为图12中的各个光接口说明：

A：光信号源模块输出光接口；

B：多通道光功率计模块各输入光接口；

C：偏振控制器模块输入光接口；

D：偏振控制器模块输出光接口；

E：多波长光信号源模块输出光接口；

F：光信号源模块扩展光接口；

G：光终止器模块输入光接口；

H：1×2光分路器阵列模块各输入光接口；

I：1×2光分路器阵列模块各输出光接口；

J：1×2光分路器阵列模块各测量光接口；

K：多通道选择光开关模块输入光接口；

L：多通道选择光开关模块各输出光接口；

M：2×2光切换开关模块输入光接口；

N：2×2光切换开关模块输出光接口2；

O：2×2光切换开关模块终止光接口；

P：2×2光切换开关模块输出光接口1；

Q：2×2光开关阵列模块各输入光接口2；

R：2×2光开关阵列模块各输出光接口；

S：2×2光开关阵列模块各输入光接口1；

T：2×2光开关阵列模块各测量光接口。

本发明提供的PLC型光分路器自动测量装置操作步骤简单，测试效率高，可根据实际要求进行灵活组合。

既便于在测试要求比较低的场合节约设备成本，也便于今后根据需要通过增加模块满足更多的测试项目要求，避免不必要的浪费。自动化的一次性测量过程又能节约测试人员的人工成本，同时又有利于对该类产品的生产管理，从而提高企业的生产效率和竞争力，并可降低人为测量误差，使测量结果更具科学性，有效性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种PLC平面波导光分路器自动测量装置，其特征在于，包括：

一检测信号产生模块，提供一光信号，所述检测信号产生模块由光信号源模块、多通道光功率计模块、偏振控制器模块、光终止器模块、1×2光分路器阵列模块、多通道选择光开关模块、多波长光信号源模块、2×2光开关阵列模块以及2×2光切换开关模块组成；

所述光信号源模块一侧依次连接偏振控制器模块，2×2光切换开关模块，多通道选择光开关模块，1×2光分路器阵列模块，2×2光开关阵列模块以及多通道光功率计模块，光信号源模块另一侧连接多波长光信号源模块，

2×2光开关阵列模块和2×2光切换开关模块连接待测器件，光终止模块连接2×2光切换开关模块和控制显示模块；

一光功率检测模块，光信号通过待测器件后进入光功率检测模块，所述光功率检测模块测试光信号的功率值，

一控制显示模块，控制显示模块记录光信号的光功率基准值，并通过计算自动测量和显示光信号的光功率实际测量值，且控制其它各功能模块的工作，读取、计算、存贮和显示各功能模块的工作状态和相关参数，并实现手工操作和与电脑通信的功能。