CN103516424A - 光耦合器测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明的题目是“光耦合器测试系统”。测试光耦合器的方法和装置。光耦合器的输入连接至光信号源的输出端。光耦合器的输出连接至光信号探测器系统的输入端。使用由控制器控制的转换系统测量通过光耦合器的输入和输出的组合发送的光信号以形成光信号的测量。

Description

光耦合器测试系统

相关申请的交叉引用

本申请与下列专利申请相关：2011年12月12日提交的，转让给相同受让人的题目为“Optical Star Coupler for Plastic Optical Fibers(塑料光纤的星形光耦合器)”、系列号13/316,682、代理人案号11-1063-US-NP的专利申请。

技术领域本公开一般涉及光网络，并且更具体地涉及光网络中的光耦合器。仍更具体地，本公开涉及用于测试光网络中使用的光耦合器的方法和装置。

背景技术

飞行器网络数据处理系统目前使用由金属丝形成的通信链路。这些金属丝提供连接以在飞行器内不同数据处理系统之间交换信息。这些数据处理系统可包括，例如，飞行管理系统、环境系统、传感器系统、飞行娱乐系统、电子飞行包、和可在飞行器中使用的其他组件。

金属丝的使用可导致比期望更多的空间被使用和更多的重量存在于飞行器中。例如，不同的金属丝可放入配线束。金属丝的直径可能使得这些配线束比期望的大。此外，随着需要的金属丝的数量增加，这些配线束的重量可能比期望的大。

除了金属丝的尺寸和重量，用于连接这些金属丝以形成网络的其他组件也可能比期望的更重和更大。例如，用于形成网络数据处理系统的耦合器、端接器(terminator)、安装板和其他组件也可在飞行器中比期望的增加更多的重量和尺寸。

可减少重量和尺寸的一种方式是通过使用光纤代替金属丝。光纤是柔韧的和透射的光波导，其可由二氧化硅、塑料、或具有携带光信号的期望能力的其他材料形成。光纤可采用各种形式。例如，光纤可采用玻璃光纤或塑料光纤的形式。

光纤可用于制造耐磨的或坚固的电缆，以实现飞行器网络数据处理系统的网络。光纤可比金属丝或配线束更薄或更轻，并且光纤具有比金属丝高得多的带宽。

使用光纤可能是比使用金属丝更期望的。例如，相较于使用金属丝，光纤可使得光信号沿着更长的距离并且以更高的数据速率传送。对于相同的距离，与沿着金属丝发送电子信号相比，沿着光纤传送的光信号可具有更低的损失。

此外，因为这些类型的纤维对电磁干扰免疫，光纤的使用也是期望的。这些和其他特点利用光纤在网络数据处理系统的设备之间传输信息，对于交通工具，比如飞行器和航天器，这是期望的。此外，期望光纤满足与它们代替的飞行器中金属丝相同的要求。

利用用于执行飞行器网络数据处理系统的光网络，飞行器网络数据处理系统期望的操作需要不同的组件以能够如期望性能水平所需的尽快交换信息。例如，期望提供足够的带宽用于在光网络中的数据处理系统之间交换信息，以提供飞行器网络数据处理系统的期望操作。

对光网络中的各种组件，比如光纤、发射器、接收器、开关、耦合器、和其他组件进行测试。该测试可在各种温度下进行。这些温度通常选择为飞行器网络数据处理系统预期的操作温度以及可超过通常预期的温度。在预期操作温度下的测试可导致飞行器网络数据处理系统增加的可靠性。

但是，光网络中不同组件的这种测试可能比期望的需要更多的时间和努力。不同组件的测试可增加飞行器的耗费。另外，测试也可导致飞行器的交付时间可能比期望的更长。

所以，期望具有考虑上述至少一些问题、以及可能的其他问题的方法和装置。

发明内容

在一个示例性实施方式中，装置包括光信号源、光信号探测器系统、转换系统和控制器。光信号源配置为产生光信号。光信号探测器系统配置为探测光信号。转换系统配置为引导来自光信号源的光信号至光耦合器的输入。转换系统进一步配置为引导来自光耦合器输出的光信号至光信号探测器系统。控制器配置为自动控制转换系统以选择光耦合器中的输入用于将光信号输送入光耦合器。控制器进一步配置为选择光耦合器中的输出用于测量自光耦合器输出的光信号。控制器进一步配置为测量来自所选择输出的光信号，以形成测量。

在另一示例性实施方式中，呈现用于测试光耦合器的方法。光耦合器的输入连接至光信号源的输出端。光耦合器的输出连接至光信号探测器系统的输入端。使用由控制器控制的转换系统测量通过光耦合器的输入和输出的组合发送的光信号，以形成光信号的测量。

根据本发明的一个方面，提供一种装置，其包括光信号源，其配置为产生光信号；光信号探测器系统，其配置为探测光信号；转换系统，其配置为引导来自光信号源的光信号至光耦合器的输入并且引导来自光耦合器的输出的光信号至光信号探测器系统；和控制器，其配置为自动控制转换系统以选择光耦合器中的输入用于将光信号输送入光耦合器，选择光耦合器中的输出用于测量自光耦合器输出的光信号，和测量来自所选择的输出的光信号以形成测量。

有利地，测量包括光信号的强度。

有利地，控制器进一步配置为识别来自测量的光信号中光强度的损失。

有利地，控制器配置为接收光耦合器的分布图(profile)并且使用分布图自动控制转换系统，以选择光耦合器中的输入用于将光信号输送至光耦合器并且选择光耦合器中的输出用于测量自光耦合器输出的光信号。

有利地，本发明进一步包括连接至光信号源的输入端，其中输入端配置为连接至光耦合器中的输入；和连接至光信号探测器系统的输出端，其中输出端配置为连接至光耦合器中的输出。优选地，光信号源包括与输入端相连的多个发光二极管。优选地，光信号探测器系统包括与输出端相连的多个光探测器，其中多个光探测器配置为测量光信号。优选地，多个光探测器配置为从光信号产生电流并且其中基于光信号的强度产生电流水平。优选地，转换系统配置为选择光耦合器的多个输出端中的输出端，其中测量在输出端的光强度损失。

有利地，转换系统配置为引导电流至与光耦合器中多个输出中的所选择的输出相连的发光二极管，所选择多个输出中的输出与多个输入的输入连接，其中发光二极管传输光信号至光耦合器中多个输入的输入并且光信号探测器系统接收来自光耦合器中的输出的光信号。

有利地，光耦合器是星型耦合器。优选地，星型耦合器具有40个输入和40个输出。

根据本发明进一步的方面，提供测试光耦合器的方法，所述方法包括使光耦合器的输入连接至光信号源的输出端；使光耦合器的输出连接至光信号探测器系统的输入端；和使用由控制器控制的转换系统测量通过光耦合器的输入和输出的组合发送的光信号以形成光信号的测量。优选地，本发明进一步包括识别来自测量的光信号中光强度的损失。优选地，本发明进一步包括确定在光信号中是否存在不可接受的光强度损失。优选地，本发明进一步包括产生关于光信号中不可接受的光强度损失的报告。

有利地，测量步骤在多个温度下进行。

有利地，测量步骤使用光耦合器的分布图进行。

有利地，使用由控制器控制的转换系统测量通过光耦合器的输入和输出的组合发送的光信号以形成光信号的测量进一步包括发送光信号至每个输入和使用转换系统测量用于每个输入的所有输出处的光信号。优选地，发送光信号至每个输入包括发送电流至转换系统中；和顺序转换转换系统以输入电流至发光二极管以从发光二极管发送光信号至光耦合器的输入，其中测量用于每个输入的所有输出处的光信号包括使用转换系统为产生光信号的每个发光二极管顺序选择连接至光耦合器的输出的光探测器；和测量由每个光探测器产生的电流。

特点和功能可在本公开的各种实施方式中独立地实现或可与其他实施方式结合实现，其中进一步的细节参考下列说明和附图可见。

附图简述

所附权利要求中阐释了被认为是示例性实施方式特点的新特征。但是，示例性实施方式以及使用的优选模式、进一步的目的和其特征，当结合附图阅读时通过参考本公开示例性实施方式的下列详细说明将被最好地理解，其中：

图1是按照示例性实施方式的飞行器的图解；

图2是按照示例性实施方式的测试环境的块图的图解；

图3是按照示例性实施方式的光信号源的块图的图解；

图4是按照示例性实施方式的光信号探测器系统的块图的图解；

图5是按照示例性实施方式的转换系统的块图的图解；

图6是按照示例性实施方式的数据处理系统的块图的图解；

图7是按照示例性实施方式的光耦合器测试系统的图解；

图8是按照示例性实施方式的光耦合器测试系统的一种实施的图解；

图9是按照示例性实施方式的光耦合器测试系统的图解；

图10是按照示例性实施方式的测试光耦合器的方法流程图的图解；和

图11是按照示例性实施方式的测试光耦合器的方法流程图的图解。

发明详述

示例性实施方式认识和考虑一种或多种考虑事项。例如，示例性实施方式认识和考虑网络数据处理系统中可能比期望的采用更多的时间和努力进行测试的一种组件是光耦合器。

光耦合器是硬件设备，其配置为接收来自多个输入纤维的光信号和发送那些光信号至多个输出纤维。涉及项目时，如本文所使用“多个”意思是一个或多个项目。例如，多个输入纤维是一个或多个输入纤维。在这些示例性实例中，进入光耦合器中输入的光信号可在光耦合器的输出处发送至一个或多个光纤。

光耦合器可采用各种形式。例如，光耦合器可通过光纤彼此融合形成，从而光纤的芯彼此接触以使得来自单个输入光纤的光传输通过不同芯。在其他示例性实例中，光耦合器可以是中空通道、固体媒介或一些其他构造，其在输入处接收来自一条光纤的光信号并且在光耦合器的输出处发送光信号至多条光纤。在这些示例性实例中，接收输入光信号并且将输入光信号分成数个输出光信号的光耦合器是星型耦合器。

光耦合器可具有不同数量的输入和输出。在一些示例性实例中，光耦合器可具有两个输入和两个输出。在其他实例中，光耦合器可具有4个输入和4个输出，8个输入和8个输出，或一些数量的输入和输出。

随着输入和输出数量增加，光耦合器的测试变得更加单调乏味和耗时。在一些示例性实例中，光耦合器可具有40个或更多个输入和40个或更多个输出。换句话说，光耦合器可为40个或更多个光纤提供输入和为40个或更多个光纤提供输出。

示例性实例认识和考虑测试光耦合器涉及测试每个输入和输出。该测试可涉及选择输入和使用所选择输入测试每个输出。可为光耦合器中的每个输入重复该方法。

示例性实施方式认识和考虑，在测试光耦合器时，操作人员可将光耦合器的输入连接至光信号源。操作人员接着将输出之一连接至光信号探测系统。通过输入发送光信号和并且在输出处通过光探测器探测结果。

操作人员接着将光探测器再连接至光耦合器的另一输出并且进行相同的过程。对具体的输入的每个输出进行该测试。在已经为输入测试所有的输出之后，选择光耦合器中的另一输入并且再次进行输出的测试。

可见，当光耦合器具有40个输入和40个输出时，进行1,600次测量。接着分析这些测量以确定在不同的输出处光信号是否具有期望水平的强度。进行1,600次测量对于操作人员而言是非常耗费时间的并且是单调乏味的。此外，这些测量要在多重温度下进行。当测试包括多重温度时，测量的量增加。例如，光耦合器可在比如-55℃、25℃、85℃和100℃的温度下进行测试。利用这些温度，测量的总数是6,400次测量。操作人员可能需要数个月来完成该类型的测试。

因此，示例性实施方式提供测试光耦合器的方法和装置。在一种示例性实施方式中，装置包括光信号源、光信号探测系统、转换系统和控制器。光信号源配置为产生光信号。光信号探测系统配置为探测光信号。转换系统配置为引导来自光信号源的光信号至光耦合器的输入和引导来自光耦合器的输出的光信号至光信号探测系统。

现转向图1，按照示例性实施方式描绘飞行器的图解。飞行器100是飞行器一种实施的图解，其中可执行光网络数据处理系统101。

飞行器100具有附着至机身106的机翼102和机翼104。飞行器100也包括附着至机翼102的发动机108和附着至机翼104的发动机110。机身106的尾部112具有水平安定面114、水平安定面116和垂直安定面118。

在这些示例性实例中，光网络数据处理系统101包括光网络122。设备——比如驾驶舱显示器124、飞行控制计算机126和其他组件可连接至光网络122。在这些示例性实例中，光耦合器，比如光耦合器128和光耦合器130，可用于飞行器100中的光网络122中。

可实施一个或多个示例性实施方式以测试光耦合器128和光耦合器130，然后将其安装在光网络数据处理系统101内的光网络122中。在其他示例性实施方式中，当这些设备在飞行器100的光网络数据处理系统101中时，可实施一个或多个示例性实施方式以测试光耦合器128和光耦合器130。因此，可在飞行器100中安装这些设备之后，在飞行器100中安装这些设备期间，在维修飞行器100期间，或在飞行器100、光耦合器128和/或光耦合器130寿命的其他部分期间，实施示例性实施方式以测试光耦合器128和光耦合器130。

具有光网络数据处理系统101的飞行器100的图解仅仅提供为其中可实施示例性实施方式的一种方式的例子。可实施其他示例性实施方式以在其他平台中测试其他类型的飞行器的和光网络数据处理系统的光耦合器。

此外，在该示例性实例中，为了提供可在光网络122中出现的一些设备的例子，在光网络122中仅仅图解了两个光耦合器。当然，可存在其他数量的光耦合器并且也可使用其他类型的设备。此外，中继器、光放大器和其他设备可用于光网络122。

现转向图2，按照示例性实施方式描绘测试环境块图的图解。在该示例性实例中，测试环境200是可用于测试用于平台204中的光耦合器202的环境的例子。平台204可以是例如图1中的飞行器100。

在该示例性实例中，光耦合器202可采用星型耦合器206的形式。光耦合器202具有输入208和输出210。例如，输入208可为10个输入且输出210可为10个输出。在另一示例性实例中，输入208可为40个输入且输出210可为40个输出。

具有该数量的输入和输出，光耦合器202可称为40×40耦合器。当然，光耦合器202可采用其他形式。例如，光耦合器202可为30×30耦合器、100×100耦合器，或具有一些其他数量的输入208和输出210。此外，在一些可选的实施例中，其他数量的输入和输出可用于光耦合器202。例如但不限于光耦合器202可具有40个输入和60个输出，30个输入和50个输出，或一些其他合适数量的输入和输出，这取决于飞行器100中使用的具体的光网络设计。换句话说，输入和输出的数量可以不同。

在该示例性实例中，光耦合器测试系统212配置为测试光耦合器202。光耦合器测试系统212可用于确定光耦合器202是否表现期望水平的性能。该期望水平的性能可以多个不同的方式测量。例如，可基于当光发送进入输入208之一并且在输出210之一接收时损失的光的量测量期望水平的性能。

如所描绘，光耦合器测试系统212包括光信号源214、光信号探测器系统216、转换系统218和控制器220。这些组件可使用硬件实施并且也可包括软件。

光信号源214配置为产生光信号222。光信号222是光信号。光信号222由光224组成，其具有强度226。此外，光信号222也可编码数据228。可产生具有各种强度、波长和其他参数的光信号222。

光信号探测器系统216配置为探测光信号222。光信号探测器系统216可产生输出230。输出230可以是，例如电流或由其可作出测量233的一些其他类型的输出。

转换系统218连接至光耦合器202的输入208和输出210。转换系统218配置为引导光信号源214产生的光信号222至光耦合器202中的输入208。光信号222移动通过光耦合器202并且出现在输出210。转换系统218配置为引导来自光耦合器202中输出210的光信号222至光信号探测器系统216。

随着光信号222从一个或多个输入208移动通过光耦合器202到达输出210，可出现光224的强度226的损失。这些损失可反映在输出230中。

在这些示例性实例中，控制器220配置为控制光耦合器202的测试。控制器220可使用硬件、软件或二者的组合实施。当使用软件时，通过组件进行的操作可以以配置为在处理器单元上运行的程序代码实施。当采用硬件时，硬件可包括电路，其操作以实施组件中的操作。

在示例性实例中，硬件可采取下述的形式：电路系统、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备或一些其他合适类型的配置为实施多个操作的硬件。利用可编程逻辑设备，该设备配置为实施许多操作。该设备可在稍后的时间重新配置或可永久地配置为实施多种操作。可编程逻辑设备的例子包括，例如，可编程阵列、可编程阵列逻辑、场可编程逻辑阵列、场可编程门阵列和其他合适的硬件设备。另外，该方法可在与无机组件集成的有机组件中实施和/或可完全由除人体之外的有机组件组成。例如，该方法可实施为有机半导体中的电路。

在该示例性实例中，控制器220可在计算机系统231中实施。计算机系统231是一个或多个计算机。当在计算机系统231中存在多于一个计算机时，那些计算机可使用通信媒介比如网络彼此通信。

在该示例性实例中，控制器220配置为控制光信号源214、光信号探测器系统216和转换系统218的操作。例如，控制器220可控制通过光信号源214产生光信号222。

此外，控制器220也可控制通过转换系统218进行的转换操作。具体地，控制器220可控制转换系统218以引导来自光信号源214的光信号222进入光耦合器202中输入208的输入。此外，控制器220也可控制转换系统218以选择输出210的输出以在光信号222已经移动通过光耦合器202之后接收光信号222。

控制器220可使用分布图232实施这些操作以及其他操作。分布图232是描述对光耦合器202进行的测试的信息。例如，分布图232可包括光耦合器202存在的多个输入208和多个输出210。分布图232也可识别应当进行测试的温度。其他信息比如光耦合器202、光信号222的波长、光信号222中光224的强度226、光信号222中被编码的数据228、和其他信息的识别可包括在分布图232中。

控制器220接收输出230并且可处理输出230以确定光耦合器202是否如期望实施。例如，控制器220可产生光信号222中光224强度226损失的测量233。可对输入208和输出210的组合进行测量233。例如，可对相对于所选择输入208中的输入的每个输出210进行测量。在这些示例性实例中，可对每个输入208进行这些测量。

此外，可为多个温度234进行测量233。多个温度234可选择为识别当在平台204中使用时光耦合器202可遇到的不同的温度。

控制器220可产生报告236。报告236可指示光耦合器202是否如期望实施。报告236也可包括测量233和取决于具体实施的其他合适的信息。报告236可用于确定光耦合器202是否适合用于平台204。

在一些示例性实例中，当光耦合器202位于平台204中时，光耦合器测试系统212可用于测试光耦合器202。在该具体的实施例中，光耦合器测试系统212可以是健康监控系统238的部分。在该实例中，光耦合器202的监控可周期性地进行或在某些事件之后进行，以确定光耦合器202是否以期望水平实施。

通过光耦合器测试系统212实施的不同操作可自动进行，而不需要操作人员的输入。此外，光耦合器测试系统212可比操作人员更快地进行测试。而且，光耦合器测试系统212也可基于分布图232选择测试的各种参数。

现转向图3，按照示例性实施方式描绘光信号源块图的图解。该图图解可用于光信号源214中以产生图2中光信号222的光产生设备的类型。

如所图解，光信号源214可由一个或多个光产生设备组成，其选自下述至少之一：发光二极管300、激光器302、卤素光304和其他合适的光源。如本文所使用，当与项目的举例使用时，短语“至少之一”意思是可使用一个或多个所列举项目的不同组合并且列举中的仅仅一个项目可能是需要的。例如，“至少一个项目A、项目B和项目C”可包括但不限于项目A或项目A和项目B。该例子也可包括项目A、项目B、和项目C，或项目B和项目C。

在一些示例性实例中，光产生设备可用于光耦合器202中的每个输入208。例如，发光二极管可存在于每个输入208的光信号源214中。在其他示例性实例中，诸如镜和反射器的机构可与单个光产生设备一起使用，以引导光信号222至每个输入208。

现转向图4，按照示例性实施方式描绘光信号探测器系统的块图的图解。可用于光信号探测器系统216的组件的例子显示在该图中。

如所描绘，光信号探测器系统216可包括一个或多个光探测传感器，其选自下述至少之一：有源像素图像传感器400、电荷耦合器件402、光二极管404和其他合适类型的传感器。在一些示例性实例中，可呈现光探测传感器用于图2的光耦合器202中每个输出210。在其他示例性实例中，单个光探测传感器可用于联合比如镜和反射器的设备以在输出210探测光信号222。

现转向图5，按照示例性实施方式描绘转换系统块图的图解。可用于转换系统218的组件的例子描绘在该实施例中。

如所图解，转换系统218由开关矩阵500和控制单元502组成。控制单元502由控制开关矩阵500构造的一个或多个电路组成。控制单元502可接收来自控制器220的信号以管理开关矩阵500的构造。

开关矩阵500包括第一组开关504和第二组开关506。第一组开关504配置为引导光信号222至光耦合器202的输入208的不同输入。在一些情况下，除了光信号222，还可以顺序发送一个或多个光信号。第二组开关506配置为引导光信号222至光信号探测器系统216。例如，第二组开关506可用于选择哪个输出210被光信号探测器系统216使用以在光耦合器202的输出210探测光信号222。

在操作中，第一组开关504顺序转换光耦合器202的每个输入208以结合来自光信号源214的光信号222，而第二组开关506顺序转换光耦合器202的每个输出210以结合光信号222至光信号探测器系统216的探测器。例如，第一组开关504的开关激活输入208中的输入。通过输入208中的所选择的输入发送光信号222。光信号222行进通过光耦合器202并且通过被第二组开关506之一激活的输出210的输出离开。第二组开关506顺序转换输出210的输出，直到光耦合器202中所有的输出210已经测试用于输入208中的所选择的输入。对光耦合器202中输入208的每个输入重复该过程。以该方式，第一组开关504和第二组开关506的操作允许输入208和输出210顺序地测试，而不是同时进行测试。

图2中测试环境200和图2-5中光耦合器测试系统212的组件的图解并不意味着对可实施示例性实施方式的方式施加物理或结构限制。可使用所图解的组件之外的或代替其的其他组件。一些组件可能不是必需的。而且，呈现块以图解一些功能组件。当在示例性实施方式中实施时，一个或多个这些块可被组合、拆分，或组合和拆分成不同的块。

例如，在一些示例性实例中，控制器220可完全用硬件实施而不用计算机系统231实施。此外，光耦合器测试系统212可配置为测试除了光耦合器202之外的一个或多个光耦合器。此外，光耦合器测试系统212可用于星型耦合器206之外的其他类型的光耦合器。

尽管参考飞行器描述了示例性实施方式的示例性实例，但是示例性实施方式可应用于可存在光网络数据处理系统的其他类型的平台。例如，平台204可以是例如移动平台、静止平台、陆上结构、水中结构和太空中结构。更具体地，平台204，可以是水面舰艇、坦克、人员运输车、火车、航天器、空间站、卫星、潜艇、汽车、发电厂、桥梁、大坝、制造工厂、建筑物和其他合适的物体。

现转向图6，按照示例性实施方式描绘数据处理系统的图解。数据处理系统600可用于实施图2中的计算机系统231。在该示例性实例中，数据处理系统600包括通信框架602，其提供处理器单元604、内存606、永久存储器608、通信单元610、输入/输出(I/O)单元612和显示器614之间的通信。在该实例中，通信框架可采用总线系统的形式。

处理器单元604用于执行可载入内存606的软件的指令。取决于具体的实施，处理器单元604可为多个处理器、多处理器芯或一些其他类型的处理器。

内存606和永久存储器608是存储设备616的例子。存储设备是任意块硬件，其能够存储信息，比如，例如但不限于数据、函数形式的程序代码和/或其他合适的暂时或永久的信息。在这些示例性实例中，存储设备616也可称为计算机可读存储设备。在这些实施例中，内存606可以是例如，随机存取存储器或任何其他合适的易失性或永久性存储设备。取决于具体的实施，永久存储器608可采用各种形式。例如，永久存储器608可包含一个或多个组件或设备。例如，永久存储器608可以是硬盘、闪存、可重写光盘、可重写磁带，或上述一些组合。永久存储器608使用的介质也可以是可移动的。例如，可移动硬盘存储器可用作永久存储器608。

在这些示例性实例中，通信单元610提供与其他数据处理系统或设备的通信。在这些示例性实例中，通信单元610是网络适配器。

输入/输出单元612允许用于可连接至数据处理系统600的其他设备的数据的输入和输出。例如，输入/输出单元612可通过键盘、鼠标和/或一些其他合适输入设备为使用者输入提供连接。此外，输入/输出单元612可发送输出至打印机。显示器614提供为使用者显示信息的机构。

操作系统、应用和/或程序的指令可位于存储设备616中，其通过通信框架602与处理器单元604通信。可通过处理器单元604进行不同实施方式的方法，所述处理器单元604使用计算机实施的指令，其可位于内存中，比如内存606。

这些指令称为程序代码、计算机可用的程序代码，或计算机可读程序代码，其可被处理器单元604中的处理器读取和执行。不同实施方式的程序代码可体现在不同的物理或计算机可读存储介质，比如内存606或永久存储器608上。

程序代码618以函数形式载入在选择性可移动的计算机可读介质620上并且可载入或转移至数据处理系统600，以被处理器单元604执行。在这些示例性实例中，程序代码618和计算机可读介质620形成计算机程序产品622。在一种实例中，计算机可读介质620可以是计算机可读存储介质624或计算机可读信号介质626。

在这些示例性实例中，计算机可读存储介质624是物理的或有形的用于存储程序代码618的存储设备，而不是传播或传输程序代码618的介质。

可选地，程序代码618可使用计算机可读信号介质626转移至数据处理系统600。计算机可读信号介质626可以是例如，含程序代码618的传播的数据信号。例如，计算机可读信号介质626可以是电磁信号、光信号和/或任何其他合适类型的信号。这些信号可沿着通信链路，比如无线通信链路、光纤电缆、同轴电缆、电线和/或任何其他合适类型的通信链路传输。

为数据处理系统600图解的不同组件并不意味着为可实施不同实施方式的方式提供结构限制。不同的示例性实施方式可在包括除了和/或代替为数据处理系统600图解的那些组件的组件的数据处理系统中实施。图6中所显示的其他组件可与示例性实例所显示的不同。不同的实施方式可使用能够运行程序代码618的任何硬件设备或系统实施。

参考图7，按照示例性实施方式描绘光耦合器测试系统的图解。在该示例性实例中，光耦合器测试系统700与光信号和光探测器相连。具体地，光耦合器测试系统700是图2-5中块形式显示的光耦合器测试系统212实施的例子。

如所描绘，光耦合器测试系统700包括第一组开关702、第二组开关704、发光二极管706和光探测器708。光耦合器测试系统700也包括电流源710、计算机控制器711和电表712。这些组件用于测试光耦合器714。

如所描绘，第一组开关702包括40个开关。为了图解和描述的目的，仅仅显示第一组开关702中的4个开关，以图解一个实例而不混淆示例性实施方式的图解。在该实例中，详细显示开关716、开关717、开关718和开关719。这些开关的每一个连接至发光二极管706中的发光二极管。当然，取决于具体的实施，光耦合器测试系统700在第一组开关702中可具有任何数量的开关。

在该示例性实例中，第一组开关702配置为连接至电流源710。电流源710中的电流经第一组开关702引导通过光耦合器测试系统700。

例如，当开关716闭合时，发光二极管706中的发光二极管707传输光信号至光耦合器714的输入中相应的输入。当开关716闭合时，第一组开关702中的所有其他开关打开。因此，多个发光二极管706中的其他发光二极管不传输光信号。

第二组开关704配置为将光探测器708中的探测器连接至电表712。在这些示例性实例中，第二组开关704也具有40个开关。当然，取决于具体的实施，任何数量的开关可用于第二组开关704。

在这些示例性实例中，开关720、721、开关722和723描绘在第二组开关704中。在该示例性实例中，当开关720闭合时，第二组开关704中所有的其他开关打开。

闭合开关720，将通过光探测器724响应来自光耦合器714中相应输出的光信号产生的电流发送至电表712。接着，电表712测量光探测器708中的探测器产生的电流。

在电表712测量来自对应开关720的探测器的电流之后，开关721闭合并且第二组开关704中所有其他开关打开。当开关721激活时，光探测器726响应接收来自光耦合器714相应输出的光信号产生电流。为第二组开关704中的所有开关，为第一组开关702中闭合状态的开关716，重复该过程。

在完成相应于开关716的输入的测试之后，可测试相应于开关718的输入。例如，当开关718闭合时，发光二极管706中连接至开关718的发光二极管728发送光信号至光耦合器714的输入的相应输入。闭合开关718，对第二组开关704中的所有开关进行该测试。为第一组开关702和第二组开关704中的所有开关重复该过程。

在这些示例性实例中，计算机控制器711配置为控制第一组开关702和第二组开关704的操作。计算机控制器711顺序转换第一组开关702中的每个开关以引导来自电流源710的电流至发光二极管706的发光二极管至光耦合器714中期望的输入。计算机控制器711也顺序转换第二组开关704中的每个开关以引导光探测器708中的光探测器产生的电流，以发送电流至电表712用于测量。因此，光耦合器测试系统700可通过计算机控制器711控制光耦合器714的测试。

现转向图8，按照示例性实施方式描绘光耦合器测试系统的一种实施的图解。在该示例性实例中，光耦合器测试系统800是图2中光耦合器测试系统212的一种实施的实例。

如所描绘，光耦合器测试系统800包括计算机控制器802、电流源804、电表806、计算机控制的转换系统808、输出面板810和输入面板812。在该示例性实例中，计算机控制器802是图2中计算机系统231的控制器220的实施的例子。

计算机控制器802配置为控制电流源804、电表806和计算机控制的转换系统808的操作。计算机控制器802通过总线814的不同部分连接至电流源804、电表806和计算机控制的转换系统808。总线814可采用各种形式。例如，总线814可为菊链(daisy-chained)数据网络电缆、光纤、带状电缆或一些其他合适类型的通信链路。在这些示例性实例中，总线814也可为通用接口总线(GPIB)。

电流源804配置为产生电流。此外，电流源804配置为产生具有可被如期望精确控制水平的电流。换句话说，电流源804可产生在测试操作期间基本上相同的电流。电流源804的输出通过电缆820连接至计算机控制的转换系统808。

电表806配置为识别在输入处接收的电流的水平。在该示例性实例中，电表806可为微电表。电表806配置为产生关于由探测器探测的电流水平的数据。在这些示例性实例中，当该电流被引导通过光设备时，该电流可称为光电流。如所描绘，电表806的输入通过电缆822连接至计算机控制的转换系统808。

计算机控制的转换系统808配置为引导通过电流源804产生的电流至输出面板810。计算机控制的转换系统808通过配线束824连接至输出面板810。配线束824连接至与输出端828相连的发光二极管826。当发光二极管826通过计算机控制的转换系统808接收来自电流源804的电流时，发光二极管826配置为产生光用于光信号。

当一个组件与另一组件“相连”时，在这些所描绘的例子中相连是物理相连。例如，通过以一些其他合适的方式固定至第二组件、结合至第二组件、安装至第二组件、焊接至第二组件、紧固至第二组件、和/或连接至第二组件，可认为第一组件，发光二极管826，与第二组件，输出端828相连。第一组件也可使用第三组件连接至第二组件。第一组件通过形成为第二组件的一部分和/或第二组件的延伸，也可认为第一组件与第二组件相连。

在这些示例性实例中，选择的发光二极管826基本上相同。换句话说，可选择发光二极管826，从而发光二极管826中所有的发光二极管当接收相同的输入时，发射具有基本上相同特点的光信号。例如，当基本上相同电流发送至发光二极管826中每个发光二极管时，从发光二极管826中每个发光二极管发射的光信号的强度基本上相同。在这些示例性实例中，该强度可称为光功率。

如所描绘，配线束824中的每条电线从计算机控制的转换系统808的输出连接至输出端828的输出端。接着，输出端828连接至星型耦合器830。具体地，输出端828连接至星型耦合器830中的输入832。在该示例性实例中，使用光纤电缆834连接输出端828至输入832。在这些示例性实例中，当光纤电缆834连接至输出端828时，发光二极管826产生可传输通过光纤电缆834的光。

计算机控制的转换系统808通过配线束836连接至输入面板812。配线束836连接至与输入端840相连的光探测器838。光探测器838配置为当光探测器838探测光时产生电流。在这些示例性实例中，选择光探测器838以基本上彼此相同。换句话说，选择光探测器838，从而当每个光探测器838探测的光信号具有基本上相同的强度时，光探测器838中所有的光探测器产生基本上相同的电流。

此外，光探测器838设计为测量宽范围输入强度的光信号。光探测器838中每个探测器的响应率是预先确定的并且作为矩阵存储在计算机控制器802中。预先确定输出面板810中每个发光二极管826的强度并且也作为矩阵存储在计算机控制器802中。发光二极管826的强度矩阵和探测器响应率矩阵用于计算光耦合器测量过程期间光耦合器的强度损失矩阵。在这些示例性实例中，该强度损失矩阵也可称为插入损失矩阵。

输入端840连接至星型耦合器830的输出842。该连接使用光纤电缆844进行。因此，在输出842输出的光信号的光可通过光纤电缆844传输至输入面板812的输入端840。该光可被与输入端840相连的光探测器838探测。

在操作中，计算机控制器802控制电流源804以控制电流。电流可被控制以具有设定的振幅。在一些情况下，如果数据被编码，振幅可改变。计算机控制器802控制计算机控制的转换系统808以选择输出端828中的输出端。结果，输出面板810中所选择的输出端的发光二极管产生光信号。

光信号可为设定强度的光。在一些情况下，如果数据被编码在光信号中强度可改变。

该光信号沿一条光纤电缆834移动以到达星型耦合器830中输入832的输入。该光信号通过星型耦合器830移动至星型耦合器830中的输出842。光信号通过光纤电缆844移动至输入面板812中的输入端840。光探测器838基于探测的光信号强度产生电流。

在该示例性实例中，计算机控制器802控制计算机控制的转换系统808以选择输入端840中的一个输入端。该选择导致通过与输入端840的输入端相连的光探测器838中的光探测器产生的电流发送至电表806。

在这些示例性实例中，电表806探测通过光探测器838中的光探测器产生的光电流的振幅。该光电流与来自纤维电缆844中的纤维的光功率成比例。

在这些示例性实例中，电表806产生识别探测的光电流的振幅的数据。该数据通过总线814发送至计算机控制器802。取决于在描绘的不同实施例中使用的光源的类型，光电流的值可能变化。利用发光二极管826，光电流的值可能从约1微安培至约1mA。在其他示例性实例中，如果使用更强的光源，比如激光器二极管，该值可能更大。

当通过星型耦合器830发送时，计算机控制器802分析来自电表806的数据以确定光信号是否具有期望水平的强度。例如，计算机控制器802可从通过电表806识别的电流振幅识别强度水平。该强度水平用于输出842的具体输出。

计算机控制器802控制计算机控制的转换系统808，从而光信号通过输入832之一发送。计算机控制器802控制计算机控制的转换系统808以选择输入端840中的输入端之一。结果，发送至电表806的电流是通过计算机控制的转换系统808选择的输入端中的光探测器之一的电流。

计算机控制器802控制计算机控制的转换系统808，从而所有的输入端840一次一个或顺序地发送至电表806。以该方式，未输入832中的所选择的输入，测试所有输出842。

在为具体的输入测试所有的输出之后，计算机控制器802使用计算机控制的转换系统808选择输入832中的另一输入。进行该过程直到为星型耦合器830测试输入和输出的不同的组合。也可在不同的温度下为星型耦合器830重复该测试。

计算机控制器802分析收集的数据。分析可包括确定光信号中光强度的损失是否大于所期望的。计算机控制器802可基于分析产生报告。

图8中光耦合器测试系统800的图解并不意味着限制可实施不同示例性实施方式的方式。该实例仅仅意味着图解可实施图2中光耦合器测试系统212的一种方式。

例如，光信号源可连接至计算机控制的转换系统808。计算机控制的转换系统808可连接至输入832。在该实例中，计算机控制的转换系统808转换光信号而不是电流。在其他示例性实例中，可存在另外的输入端和输出端用于测试除了星型耦合器830的一个或多个光耦合器。

图9中，按照示例性实施方式描绘光耦合器测试系统的图解。光耦合器测试系统900是图2中显示的光耦合器测试系统212的物理实施的例子。

在该示例性实例中，光耦合器测试系统900包括光源和探测器罩902、控制器罩904和计算机控制器906。计算机控制器906可为便携式计算机、台式计算机或一些其他类型的计算机。

如所描绘，计算机控制器906通过电缆908连接至控制器罩904。控制器罩904通过电缆910连接至光源和探测器罩902。

在该示例性实例中，光源和探测器罩902包括输出端912和输入端914。输出端912与发光二极管916相连。在这些示例性实例中，输出端912中的每个输出端具有发光二极管916中的发光二极管。

光探测器918与输入端914相连。在该示例性实例中，输入端914中的每个输入端具有光探测器918中的光探测器。

控制器罩904包括开关控制器卡920、发光二极管开关矩阵卡922、光探测器开关矩阵卡924、电流源卡926、电表卡928和电源卡930。这些不同的卡位于控制器罩904中，如在该展开图中可见。

发光二极管开关矩阵卡922和光探测器开关矩阵卡924由可配置为选择光源和探测器罩902中不同输入和输出的开关组成。例如，发光二极管开关矩阵卡922中的开关可配置为选择输出端912中不同的输出端以在发光二极管916中的相连的发光二极管中发射光信号。

光探测器开关矩阵卡924中的开关可配置为选择输入端914中不同的输入端用于测量通过与输入端914相连的光探测器918产生的电流。在这些示例性实例中，这些电流可称为光电流。

电流源卡926连接至发光二极管开关矩阵卡922并且提供电流。基于发光二极管开关矩阵卡922的构造，该电流发送至输出端912中的发光二极管916之一。

电表卡928配置为产生来自从与输入端914相连的光探测器918接收的电流的测量。基于光探测器开关矩阵卡924的构造，选择发送至电表卡928的来自光探测器918中具体光探测器的电流。

电源卡930配置为发送功率至光耦合器测试系统900中不同的组件。例如，电源卡930可配置为接收作为输入的功率并且以被光耦合器测试系统900中其他卡可用的形式分配功率至光耦合器测试系统900中的其他卡。

图9中光耦合器测试系统900的图解并不意味着限制可实施其他光耦合器测试系统的方式。例如，可实施其他光耦合器测试系统从而所有的组件位于单个罩或结构中。在仍其他示例性实例中，光耦合器测试系统900可以是便携式的或可以在图2的健康监控系统238中实施。

图1和7-9中显示的不同组件可以与图2-6中的组件结合，与图2-6中的组件一起使用，或二者的结合。另外，图1和7-9中的一些组件可以是图2-6中的块形式显示的组件可如何实施为物理结构的示例性实例。

现转向图10，按照示例性实施方式描绘测试光耦合器的方法流程图的图解。图10中图解的方法可在图2的光耦合器测试系统212中实施。

方法开始于将光耦合器的输入连接至光源的输入端(操作1000)。方法接着将光耦合器的输出连接至光信号探测器系统的输出端(操作1002)。接着，方法使用控制器控制的转换系统发送光信号进入输入(操作1004)。

方法接着使用控制器控制的转换系统测量通过光耦合器的输入和输出的组合发送的光信号以形成光信号的测量(操作1006)。从测量中识别光信号中光强度的损失(操作1008)。该光信号中光强度的损失是在光耦合器的输出测量的强度的损失。作出判断，在输出端接收的光信号是否具有光信号中光强度的不可接受的损失(操作1010)。

如果强度的损失是不可接受的，在报告中作出指示(操作1012)，该方法此后结束。否则，如果强度的损失是可接受的，在报告中作出该指示(操作1014)，该方法此后结束。

现转向图11，按照示例性实施方式描绘测试光耦合器的方法流程图的图解。图11中图解的方法是可使用图2中的光耦合器测试系统212用于测试图2中光耦合器202的方法的更详细的例子。

方法开始于接收光耦合器的分布图(操作1100)。该分布图可包括信息，比如耦合器的身份、耦合器尺寸和其他合适的信息。

形成强度损失(或插入损失)矩阵(操作1102)。在一些示例性实例中，强度损失矩阵是在光耦合器测试系统212中控制器220的内存中形成的数据结构。该强度损失矩阵用于存储关于进行的测试的信息。强度损失矩阵的尺寸基于光耦合器的尺寸。例如，如果光耦合器具有40个输入和40个输出，强度损失矩阵可为40×40阵列。

方法接着发送电流至转换系统的输入(操作1104)。方法接着设定变量“i”等于1(操作1106)。变量“i”是用于识别对于被光耦合器中具体的输入激活的发光二极管的索引(index)。

方法通过打开发光二极管开关矩阵中发光二极管开关“i”，相应于变量“i”的电流值，打开发光二极管(操作1108)。方法设定变量“j”等于1(操作1110)。变量“j”是识别用于被测量的光耦合器中输出的光探测器的索引。

方法接着选择在变量“j”中识别的光探测器(操作1112)。在操作1112中，可通过打开探测器转换矩阵中的开关“j”作出选择。通过电表识别光探测器产生的电流(操作1114)。电流用于识别来自从被变量“i”识别的并且在与被变量“j”识别的光探测器连接的输出探测的发光二极管发送的光信号中强度的损失(操作1116)。换句话说，操作1116根据测试所选择的光探测器产生的电流识别并且计算从光耦合器的输入至光耦合器的输出的光强度的损失。方法接着在强度损失矩阵中存储该结果(操作1118)。

作出判断，变量“j”是否等于光耦合器中输出的数量(操作1120)。如果变量“j”不等于光耦合器中输出的数量，变量“j”加1(操作1122)方法接着转向操作1112。在操作1122中，方法为相同的输入选择光耦合器的另一输出。当测试光耦合器时，该循环使得方法为一个输入选择所有的输出。

再次参考操作1120，如果“j”等于光耦合器输出的数量，作出判断，变量“i”是否等于光耦合器中输入的数量(操作1124)。如果变量“i”不等于光耦合器中输入的数量，变量“i”加1(操作1126)，该方法接着回到操作1108。

再次参考操作1124，如果变量“i”等于输入的数量，方法分析数据并且产生报告(操作1128)，此后方法结束。操作1128中产生的报告可包括下述至少一种：输入和输出的任何组合的任何强度损失是否大于期望的识别；显示输入和输出的不同组合的强度损失的图；和任何其他合适的信息。

不同的描述的实施方式中的流程图和块图图解示例性实施方式中装置和方法的一些可能实施的结构、功能和操作。就此而言，流程图或块图中的每个块可代表模块、片段、函数和/或操作或步骤的一部分。例如，一个或多个块可实施为程序代码、在硬件中实施或程序代码和硬件的组合。当在硬件中实施时，硬件可采用例如集成电路的形式，其制造或配置为实施流程图或块图中的一个或多个操作。

在示例性实施方式的一些可选的实施中，在块中记录的一个或多个函数可以不同于图中记录的顺序出现。例如，在一些情况下，取决于涉及的功能，相继显示的两个块可以基本上同时执行，或块可能有时以相反的顺序实施。而且，可添加除了在流程图或块图中图解的块之外的其他块。

因此，示例性实施方式提供测试光耦合器的方法和装置。在这些示例性实例中，可进行测试然后将光耦合器安装在平台中。在其他示例性实例中，可在光耦合器安装在平台中期间或光耦合器在平台中用作健康监控系统的一部分时进行测试。

利用光耦合器测试系统，可更快和更精确地进行光耦合器的测试。例如，相比操作人员，可用计算机控制的方法更快地进行光耦合器的测试。此外，光耦合器测试系统在示例性实例中可减少进行的多个测试的误差。此外，光耦合器的使用不同的示例性实施方式的测试变得可行。使用光耦合器测试系统进行的测试也可降低光耦合器的成本。例如，用40个输入和40个输出测试可降低光耦合器的成本约$5,000.00。

为了图解和描述的目的，已经呈现了不同的示例性实施方式的描述，并且不打算是穷举的或将实施方式限于所公开的形式。许多修饰和变型将对本领域技术人员是显而易见的。此外，与其他示例性实施方式相比，不同的示例性实施方式可提供不同的特征。选择并且描述一种或多种或实施方式，以便最佳解释实施方式的原理、实际应用，并且使得本领域其他技术人员能够理解，当适应所考虑的具体应用时，本公开具有各种实施方式的各种改变。

Claims (12)

1.装置，包括：

光信号源(214)，其配置为产生光信号(222)；

光信号探测器系统(216)，其配置为探测所述光信号(222)；

转换系统(218)，其配置为将所述光信号(222)从所述光信号源(214)引导至光耦合器(202)中的输入(208)和将所述光信号(222)从所述光耦合器(202)的输出(210)引导至所述光信号探测器系统(216)；和

控制器(220)，其配置为自动控制所述转换系统(218)，以选择所述光耦合器(202)中的输入(208)用于传输所述光信号(222)进入所述光耦合器(202)，选择所述光耦合器(202)中的所述输出(210)用于测量自所述光耦合器(202)输出的光信号(222)，和测量来自所选择的所述输出(210)的光信号(222)，以形成测量(233)。

2.权利要求1所述的装置，其中所述测量(233)包括所述光信号(222)的强度，并且所述控制器(220)进一步配置为从所述测量(233)识别所述光信号(222)中光(224)强度(226)的损失。

3.前述任一权利要求所述的装置，其中所述控制器(220)配置为接收所述光耦合器(202)的分布图(232)并且使用所述分布图(232)自动控制所述转换系统(218)，以选择所述光耦合器(202)中的输入(208)用于传输所述光信号(222)进入所述光耦合器(202)，并且选择所述光耦合器(202)中的所述输出(210)，用于测量自所述光耦合器(202)输出的所述光信号(222)。

4.前述任一权利要求所述的装置，进一步包括：

输入端(840)，其连接至所述光信号源(214)，其中所述输入端(840)配置为连接至所述光耦合器(202)中的所述输入(208)；和

输出端(828)，其连接至所述光信号探测器系统(216)，其中所述输出端(828)配置为连接至所述光耦合器(202)中的所述输出(210)。

5.权利要求4所述的装置，其中所述光信号源(214)包括：

多个发光二极管(706)，其与所述输入端(840)相连；和

多个光探测器(708)，其与所述输出端(828)相连，其中所述多个光探测器(708)配置为测量所述光信号(222)，其中所述多个光探测器(708)配置为从所述光信号(222)产生电流并且其中基于所述光信号(222)的强度(226)产生电流水平。

6.前述任一权利要求所述的装置，其中所述转换系统(218)配置为引导电流至与所述光耦合器(202)中所述输出(210)中所选择的输出相连的发光二极管(300)，所述所选择的输出连接至所述光耦合器(202)中所述输入(208)的输入，其中所述发光二极管(300)传输所述光信号(222)至所述光耦合器(202)中所述输入(208)的所述输入并且所述光信号探测器系统(216)接收来自所述光耦合器(202)中所述输出(210)的所述光信号(222)。

7.权利要求4所述的装置，其中所述转换系统(218)配置为选择所述光耦合器(202)的所述输出端(828)中的输出端，其中测量在所述输出端的光强度损失。

8.前述任一权利要求所述的装置，其中所述光耦合器(202)是星型耦合器(206)。

9.测试光耦合器(202)的方法，所述方法包括：

将所述光耦合器(202)的输入(208)连接至光信号源(214)的输出端(828)；

将所述光耦合器(202)的输出(210)连接至光信号探测器系统(216)的输入端(840)；

使用由控制器(220)控制的转换系统(218)测量通过所述光耦合器(202)的所述输入(208)和所述输出(210)的组合发送的光信号，以形成所述光信号的测量(233)。

10.权利要求9所述的方法，进一步包括：

从所述测量(233)识别所述光信号中光(224)强度(226)的损失；

确定所述光信号中是否存在不可接受的所述光(224)强度(226)的损失；和

产生关于所述光信号中不可接受的所述光(224)强度(226)的损失的报告(236)。

11.权利要求9-10所述的方法，其中使用由所述控制器(220)控制的所述转换系统(218)测量通过所述光耦合器(202)的所述输入(208)和所述输出(210)的组合发送的光信号，以形成所述光信号的所述测量(233)进一步包括：

发送所述光信号至每个所述输入(208)并且使用所述转换系统(218)为所述每个输入(208)测量在所有的输出(210)的光信号。

12.权利要求11所述的方法，其中发送所述光信号至每个所述输入(208)包括：

发送电流至所述转换系统(218)；和

顺序转换所述转换系统(218)以将电流输入至发光二极管(706)，以发送来自所述发光二极管(706)的所述光信号至所述光耦合器(202)的所述输入(208)，其中为所述每个输入(208)测量在所有的输出(210)的所述光信号包括：

使用所述转换系统(218)为产生所述光信号的每个发光二极管(706)顺序选择连接至所述光耦合器(202)的输出(210)的光探测器(708)；和

测量由每个所述光探测器(708)产生的电流。

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