CN103716087A - Cwdm多通道分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明是CWDM多通道分析仪，一种对多通道光功率进行检测的仪器，同时检测多波长光功率对CWDM网进行光功率检测的仪器。设计一种能够检测复用在同一光纤上不同波长光信号的光功率计，兼顾普通光功率计测试功能，以便实现粗波分复用光网络通道检测和监测，是技术人员要解决的问题。CWDM多通道分析仪的方案是：迷你探测器和滤波片及分路器组成CWDM模块、ARM7控制系统分别连接信号采集板、按键模块、数据通讯模块、数据储存模块、LCD液晶屏显示模块，电源管理电路给上述各模块提供电源。本发明的有益效果是：CWDM多通道分析仪是专为CWDM光网络的安装、验收及维护全新设计和开发的。

Description

CWDM多通道分析仪

技术领域

本发明涉及一种对多通道光功率进行检测的仪器，尤其涉及到同时检测多波长光功率如对CWDM(Coarse wavelength division multiplexing，粗波分复用)网进行光功率检测的仪器。

背景技术

随着信息时代的发展，数据业务的飞速发展，网络融合的速度在加快，需要优化其现有的网络基础设施，提供更多服务来满足客户的需求。粗波分复用(Coarsewavelength division multiplexing，CWDM)技术是一种波长间隔为20nm的波分复用技术，它延续了密集波分复用(DWDM：Dense Wavelength Division Multiplexing)高带宽的技术优势，同时也具有DWDM技术所不具备的多业务接口、低成本、低功耗、小体积等诸多优点，使其在城域光网络中具有非常大的应用前景，所以CWDM被证明是一种面向城域网接入层的经济有效的解决方案，其优点是可以充分利用现有的基础设施，是一种成熟、性价比高的解决方案。粗波分复用器用很低的成本提供了很高的接入带宽，适用于点对点、以太网等各种流行的网络结构，特别适合短距离、高带宽、接入点密集的通信应用场合，如大楼内或大楼之间的网络通信。从原理上讲，粗波分复用就是利用光复用器将不同波长的光信号复用至单根光纤进行传输，在链路的接收端，借助光解复用器将光纤中的混合信号分解为不同波长的信号，连接到相应的接收设备。

CWDM产品主要有8波长系统和16波长系统两种，但是考虑到已经敷设光纤的类型和损耗特性，8个波长一般在1460～1620nm范围内选择，也就是在S+C+L波段，避开了光纤水峰所在的E波段和损耗较大的O波段，不需要对光纤提出额外要求，因此8波长CWDM系统在近期内将是CWDM应用的重点。

CWDM网络部署在建设或安装阶段，必须在光纤上进行从头端到最终用户和相反方向的测试。单端测试具有明显优势，测试的目的是完整验证链路，也可以进行实时监视，整个过程离不开光功率这个重要参数，发送机输出光功率，接收机接收光功率。接收机灵敏度和动态范围的测量，光纤衰耗、接头衰耗的测量，实际上也是测量光纤两端的光功率，由于粗波分复用通常有8个以上的信道，这些信道上的不同波长的光信号复用在一根光纤上，普通光功率计无法同时对波分复用网络上的不同波长的光信号进行分别测量，所以CWDM多通道分析仪在施工与维护中使用最为广泛

本文介绍的是一种手持式CWDM多通道分析仪。设计一种能够检测复用在同一光纤上不同波长光信号的光功率计，兼顾普通光功率计测试功能，以便实现粗波分复用光网络通道检测和监测，是技术人员要解决的问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是对粗波分复用光网络多通道上的光信号进行检测，旨在解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：十个迷你探测器和一个普通探测器、1431nm、1451nm、1471nm、1491nm、1511nm、1531nm、1551nm、1571nm、1591nm、1611nm滤波片、1x16PLC分路器、信号采集板、按键电路、串口通讯电路、数据储存电路、LCD液晶屏显示模块、ARM7控制系统、电源管理电路；所述的迷你探测器分别与十个滤波片固定，然后与1x16PLC分路器连接，1x16PLC分路器输入端通过光接口适配器连接到外部测试，十路迷你探测器分别接收1x16PLC分路器通过各滤波片的光信号，十路迷你探测器和一个普通探测器连接到信号采集板。ARM7控制系统分别连接信号采集板、按键电路、串口通讯电路、数据储存电路、LCD液晶屏显示模块，电源管理电路给上述各模块提供电源。

本发明的有益效果是：CWDM多通道分析仪用于光网络通道检测，专为CWDM光网络安装、验收及维护全新设计开发。主要用来测量和监视8个或10个CWDM信道的功率及普通光功率计测试功能，其在各种环境下都能够提供快速、可靠的测量。由于其体积小、重量轻、坚固耐用，已成为CWDM接入网维护和安装必备的专用工具。

附图说明

图1是本发明整体结构框图；

图2是本发明信号采集板的工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

由图1可见：本发明包括：信号采集板、按键模块、数据通讯模块、数据储存模块、液晶屏显示模块、ARM7控制系统、电源管理电路；ARM7控制系统与信号采集板、按键模块、数据通讯模块、数据储存模块、液晶屏显示模块相连；电源管理电路给上述各模块提供电源。

由NXP公司的ARM7 LPC2148组成的控制系统完成人机交换和数据处理工作，控制信号采集板，信号采集板完成光信号转成电信号的采样，控制各波长探测器和信号放大电路，LPC2148与信号采集板上的MCU通信，读取采样到的数据，LPC2148通过设置参数将读取到的数据进行相应运算后，LPC2148控制液晶屏显示模块，将结果显示在2.83英寸液晶屏(晶朋电子科技公司2.83英寸TFT LCM)上。LPC2148组成的控制系统与数据存储模块相连，把LPC214处理完的数据存储到存储芯片Atmel公司的芯片上，通过I2C总线实现LPC2148与存储芯片24C512的通信。数据通讯模块与ARM7控制系统相连，实现本仪表与上位机的数据通讯传输，数据传输到USB转串口芯片(南京沁恒电子有限公司的CH系列USB转串口芯片)，实现串口与USB的通信格式转换，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。按键模块将用户的操作指令转换成电信号，输送给ARM7控制系统。液晶屏显示模块把ARM7中的数据及各操作状态显示在2.83英寸的液晶屏上。

本发明采用的按键模块、数据通讯模块、数据储存模块、液晶屏显示模块、电源管理电路是现有技术。

由图2可见：信号采集板包括：1431nm～1611nm波长光接口、1*16PLC分路器、YSPD公司的迷你探测器、模拟开关电路、对数运放电路、850nm/1300nm/1310nm/1490nm/1550nm/1625nm波长光接口、YSPD公司的探测器、信号放大电路、高速A/D转换和MCU控制系统所组成的。所述的1431nm～1611nm波长光接收端与1*16PLC分路器输入端连接，1*16PLC分路器其中10个输出端连接10个滤波片(1431nm～1611nm)，1431nm～1611nm十个波长滤波片分别滤出各个波长的光到迷你探测器上，迷你探测器把光信号转化成电信号，十个迷你探测器连接模拟开关电路；模拟开关电路连接对数运放电路；对数运放电路连接高速A\D转换。另一组850nm/1300nm/1310nm/1490nm/1550nm/1625nm光接口与探测器连接，探测器连接信号放大电路；信号放大电路连接高速A/D转换；MCU控制系统分别与模拟开关电路、信号放大电路、高速A/D转换相连接，信号采集板全部电源由图1电源管理电路提供电源。

采用本发明：1、1431nm～1611nm波长光接口：CWDM光接入1X16PLC分路器，通过各个波长滤波片分别经过相应的迷你探测器，迷你探测器连接模拟开关电路，模拟开关电路是由AD公司的ADG704组成，MCU控制系统是ATMEGA公司的atmega88，atmega88控制电路用于切换模拟开关，把各路光信号通过迷你探测器转换成电流信号，经过对数放大电路由AD公司的AD8304组成，转化成电压信号，再由AD公司的AD7799组成高速A/D转换完成，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atmega88进行处理。

2、850nm/1300nm/1310nm/1490nm/1550nm/1625nm波长光接口：光接入YSOD公司的探测器，经过信号放大电路由MAXIM公司的MAX4238和CD4051组成，高速A/D转制由AD公司的AD7799组成，MCU控制系统是ATMEGA公司的atmega88，atmega88组成的控制电路用于控制信号放大电路和高速A/D转换完成光信号数据处理，728型激光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atmega88进行处理。

本发明配合上位机软件有极方便的数据处理，大大提高生产和测试的效率。现行的普通光功率计而言，对一路10个波长的信号来说，只能测试其总功率值，并不能识别和测试各个波长的功率，本发明能识别出单个波长和光功率值并且带有普通光功率计的功能。可以成为CWDM接入网维护和安装必备的专用工具。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。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实到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 (3)

1.一种对多通道光功率进行检测的仪器，尤其涉及到同时检测多波长光功率如对CWDM(Coarse wavelength division multiplexing，稀疏波分复用)网进行光功率检测的仪器，其特征在于包括：信号采集板、按键模块、数据通讯模块、数据储存模块、2.83英寸液晶屏显示模块、ARM7控制系统、电源管理模块；ARM7控制系统与信号采集板、按键模块、数据通讯模块、数据储存模块、2.83英寸液晶屏显示模块相连；电源管理电路给上述各模块提供电源。

2.根据权利要求书1所述的多通道光功率分析仪，其特征在于：系统自带多波长探测器，可以同时测试1431nm～1611nm10通道波长的功率值，以柱状图形或列表模式显示测试数据。

3.根据权利要求1所述的多通道光功率分析仪，其特征在于：所述的单片机控制系统还通过串口通讯电路经CH340与PC相连。

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