CN104333415A - 一种用于测试光模块的多通道自动测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测试光模块的多通道自动测试系统和方法，通过计算机控制成对设置的多路光开关的选择性导通来自动切换多个测试光通道，从而实现对多个测试光通道中的待测光模块依次进行自动测试；同时通过可调光衰减器实现光功率的程控，通过光功率计和光谱仪设备探测输出光的功率和光谱特性，通过测试程序实现对测试系统的自动化控制，将所有仪器仪表安插到机架中，最终形成一个完备的整体。使用这种多通道自动测试系统和方法可以提高光模块测试效率和测试准确性，节约劳动成本，实现产品生产的自动化、批量化。

Description

一种用于测试光模块的多通道自动测试方法及系统

技术领域

本发明涉及一种光器件模块测试的方法和装置，尤其是能够实现以多个通道对光模块进行自动化测试的方法及系统。

背景技术

随着光通信技术的快速发展，光通信系统中的光模块的需求量日益递增，这些光模块在实际的生产和测试过程中，通常的做法是人工将一个光模块安插到测试夹具中，依次执行以下测试过程：通过误码仪来测试光模块的误码，通过光谱仪测试光模块的输出光谱，通过功率计测试光模块的输出光功率，等。在现有技术中，误码测试是通过误码仪跟光模块对接来测试光模块的误码，由误码仪提供激励光接入到光模块，光模块输出光接回误码仪，然后测试一定时间段内的误码情况；在现有技术中，通过在光模块的输入端接入激励光源，将光模块的输入端接入到光谱仪，测试光模块的输出光谱；在现有技术中通过在光模块的输入端接入激励光源，将光模块的输入端接入到光功率计，测试光模块的输出光功率；

但是，由于光模块的测试指标繁多，不同指标的测试需要使用不同的测试仪器并相应搭建不同的测试平台，由此产生的频繁的光纤连接、设备更替等工作势必造成大量的人力成本，且随着产品量产，测试工作量的增大，该生产方式将不能满足生产需求。

发明内容

为了解决上述光模块测试的生产效率低，人工成本高等问题，本发明提供一种基于多通道的光模块测试测试系统和测试方法，该测试系统采用机架封装代替传统的粗放式设备管理方式，该发明实现了生产和测试的自动化从而很大程度缩减人工成本，测试技术自动采集测试结果取代人工记录，提高了生产效率和测试准确性。

为了实现以上发明目的，如图1，本发明的实现方案是：通过1分2耦合器将光路拆分，通过1分32光开关实现光路的自动切换，通过可调光衰减器实现光功率的程控，通过光功率计，光谱仪设备探测输出光的功率和光谱特性，计算机通过测试程序实现对测试系统的自动化控制，将所有仪器仪表安插到机架中，最终形成一个完备的整体。

本发明提供了一种用于测试光模块的多通道自动测试系统，包括：误码仪、第一分光耦合器、输入光参数测试设备、第一多路光开关、第二多路光开关、第二分光耦合器、多个不同的输出光参数测试设备以及测试控制主机；

所述误码仪、输入光参数测试设备、多个不同的输出光参数测试设备、第一多路光开关和第二多路光开关与所述测试控制主机相连；

所述第一多路光开关为一入N出光开关，所述第二多路光开关为N入一出光开关，N为大于1的整数，从而在所述第一多路光开关和第二多路光开关之间形成可由所述测试控制主机选择性导通的多个测试光通道，至少一个所述测试光通道上设置有待测模块。

在上述技术方案中，所述误码仪输出的测试光信号被第一分光耦合器分成两路，一路接入到输入光参数测试设备，另一路接入到第一多路光开关；第二多路光开关输出的光信号被第二分光耦合器分成多路，分别接入到多个不同的输出光参数测试设备。

在上述技术方案中，所述输入光参数测试设备包括光功率计；多个不同的输出光参数测试设备包括光功率计、光谱仪、与转换模块相连的长程传输光纤中的一种或多种。

在上述技术方案中，误码仪和第一分光耦合器之间进一步包括第一可调衰减器以调整误码仪输出的测试光信号的强度，所述第一可调衰减器与所述测试控制主机相连。

在上述技术方案中，所述长程传输光纤和所述转接模块之间可进一步设置第二可调衰减器以调整输入转接模块的光信号的强度，所述第二可调衰减器与所述测试控制主机相连；所述转换模块的输出通过固定光衰减器接回到误码仪的输入端。

在上述技术方案中，所述第一分光耦合器为50:50的一分二耦合器；所述第一多路光开关为1*32光开关；所述第二多路光开关为32*1光开关；所述第二分光耦合器为一分三耦合器，耦合比例为10:10:80；所述长程传输光纤为80km的G.652光纤。

在上述技术方案中，进一步包括用于装载多个所述待测模块的光模块测试板机框，所述光模块测试板机框上设置有光模块测试板，所述光模块测试板与所述测试控制主机相连，所述光模块测试板通过排线实现所述测试控制主机与待测光模块的通信，使得所述测试控制主机能够通过电通信方式分别读取多个所述待测模块的电参数。

本发明还提供一种对多个光模块进行测试的方法，包括如下步骤：

步骤1，测试控制主机切换第一多路光开关和第二多路光开关到指定测试光通道；

步骤2，测试控制主机调整输入到指定测试光通道中待测模块的输入光参数，使其到达目标值Rn1；

步骤3，测试控制主机调整输入到转接模块输入光参数，使其达到目标值Rt；

步骤4，测试控制主机读取误码仪和多个不同的输出光参数测试设备的测试数据并保存测试结果；

步骤5，调整测试参数重复步骤(1)-(4)，直到完成所有需要测试的功率点；

步骤6，测试控制主机切换第一多路光开关和第二多路光开关至另一指定测试光通道，重复步骤(1)-(5)，直到完成所有待测模块的测试。

在上述技术方案中，在执行步骤1之前还对第一多路光开关的每一个光路的光路损耗进行测试，并将其记录在配置文件中。

在上述技术方案中，所述步骤2中测试控制主机调整输入到指定测试光通道中待测模块的输入光参数，使其到达目标值Rn1，具体包括：测试控制主机通过逐步调节可调衰减器1,同时读取输入光参数测试设备所探测到的光功率P1，当P1＝Rn1+L1时，即达到调节第一个待测模块输入光功率的目的，L1为第一多路光开关的第一路光路的光路损耗。

在上述技术方案中，所述步骤3中测试控制主机调整输入到转接模块输入光参数，使其达到目标值Rt，具体包括：测试控制主机通过逐步调节第二可调衰减器的衰减值，并同步读取转接模块的接收功率Rti，当Rti的功率等于目标功率Rt时，即完成了转接模块输入光功率的调节。

在上述技术方案中，所述步骤4中测试控制主机读取的测试数据包括：误码仪测试的误码数，光功率计测得的待测模块的输入光功率，光谱仪测得的待测模块的输出光谱数据；测试控制主机对这些测试数据加以合格判定并保存测试数据到报表。

本发明取得了以下技术效果：

测试系统通过脚本引擎加载脚本执行来控制整个系统的硬件设备，由于脚本修改都是ASCII文本，不需要重新编译代码，我们可以很方便地直接在用户测试环境中进行调试，及时发现错误，最终达到快速响应用户需求的目的。另外，不同测试命令的序列，也就是不同的脚本，可快速适应不同测试设备及流程的目的，在面对不同的客户需求，可以通过修改脚本实现各类测试任务，具有很好的扩展性和兼容性。

附图说明

图1是本发明的测试系统的光路图；

图2是本发明的系统结构拓扑图；

图3是本发明的系统的测试测试流程图；

图4是本发明的测试系统的软件用户界面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本实施新型，但并不作为对本发明的限定。

本发明提供的用于光模块的多通道自动测试系统的光路如图1所示，其包括误码仪、分光耦合器1、光功率计1、多路光开关1、多路光开关2、分光耦合器2、光功率计2、光谱仪、长程传输光纤、转接模块以及测试控制主机(图中未示出)；多路光开关1为一入N出光开关，多路光开关2为N入一出光开关，N为大于等于1的整数，多路光开关1和多路光开关2与测试控制主机相连，从而在多路光开关1和多路光开关2之间形成可由测试控制主机选择性导通的多个测试光通道，至少一个测试光通道上设置有待测模块，多路光开关1和多路光开关2在测试控制主机的控制下将从误码仪输出的测试光信号选通到指定的测试光通道，对该测试光通道上相应的待测模块进行测试；其中，误码仪和分光耦合器1之间可进一步设置可调衰减器1以调整误码仪输出的测试光信号的强度，其调整范围为0-50dB线性可调；长程传输光纤和转接模块之间可进一步设置可调衰减器2以调整输入转接模块的光信号的强度，其调整范围为0-50dB线性可调；转接模块和误码仪之间可进一步设置固定衰减器(10dB)以防止误码仪过载。

典型的测试光路如图1所示，误码仪输出端Tx接可调衰减器1的输入，可调衰减器1的输出接入分光耦合器1，分光耦合器1为50:50的一分二耦合器，分光耦合器1的两个输出分别接光功率计1和多路光开关1的输入，多路光开关1优选为1*32光开关，多路光开关2优选为32*1光开关，多路光开关1的32个输出可分别接32个待测模块，待测模块为需要测试的光模块、光器件、光设备、光系统中的一个或多个，待测模块的输入接入到多路光开关2，多路光开关2的输出接入分光耦合器2，分光耦合器2为一分三耦合器，耦合比例优选为10:10:80，分光耦合器2的三个输出分别接功率计2、光谱仪和长程传输光纤，长程传输光纤可以根据需要任意选择，如80km的G.652光纤，光纤的输出接可调衰减器2，可调衰减器2的输出接转接模块的输入端Rt，转接模块的输出端Tt串联一个10dB的固定衰减器后接回误码仪输出端Rx，在测试控制主机的控制下，多路光开关1和多路光开关2选择性导通多个测试光通道中的任意一个，从而对选择导通的测试光通道中的待测模块进行测试。

图2为系统结构拓扑图，示出了硬件连接拓扑关系，测试控制主机可以是安装有专用测试软件的个人计算机、工作站、服务器、嵌入式系统等，测试控制主机可以分为用户层、运算层、控制层，用户层提供与用户交互的图形用户界面(GUI)，运算层执行控制逻辑，控制层提供与测试系统的硬件通信接口。如图2所示，测试控制主机通过通信接口，例如串口、并口、USB、以太网、光纤、WIFI、红外、蓝牙等，分别控制可调衰减器1、可调衰减器2、功率计1、功率计2和误码仪；通过GPIB(General-Purpose Interface Bus，通用接口总线)线对光谱仪通讯；通过以太网线控制1*32光开关1、32*1光开关2和光模块测试板，光模块测试板通过排线实现对待测光模块的通信。

优选地，本发明提供的多通道自动测试系统中还可以进一步设置装载多个待测模块的光模块测试板机框，即可将32个待测光模块安装于同一机框中，方便待测光模块的安装与固定，光模块测试板可以是光模块测试板机框的背板，也可以单独设置，使得待测光模块安装于光模块测试板机框之后，可以与光模块测试板机框进行可靠地电通信，从而方便测试控制主机分别或同时读取32个待测光模块的电参数。

优选地，测试系统通过软件定义的测试流程，自动的完成产品的测试流程，测试方法的具体过程如下：

(1)连接所有使用设备，串口通信设备有：可调衰减器1，可调衰减器2，光功率计1,光功率计2，误码仪，测试控制主机通过发送连接指令与之建立串口(RS232)连接；网口通信设备有：多路光开关1,多路光开关2,光模块测试板，测试控制主机通过发送连接指令与之建立起网口连接，通信方式是UDP通信；测试控制主机通过发送GPIB指令建立与光谱仪的GPIB通讯连接；

(2)测试控制主机切换多路光开关1和多路光开关2到指定测试光通道，例如测试控制主机切换光开关1和光开关2到第二测试光通道。如图1所示，1*32路光开关1与32*1路光开关2中间串联了32个待测模块，通过这两个多路光开关的同步切换来实现对指定待测模块执行自动测试的目的，对于要测试的第一个待测模块来说，需要两个多路光开关同步都切换到光路一，这样这个测试系统光路形成一个完整的回路，即可实现后续的指标测试；

(3)调节可调衰减器1的衰减增益，使待测模块1的输入光到达目标值Rn1，从图1所示光路结构图可知，功率计1探测到的光功率P1跟第一个待测模块输入光功率Rn1存在如下关系：P1＝Rn1+L1，其中L1是多路光开关1的第一路光路损耗，其中该光路损耗预先测试出来并保存在配置文件中。为了达到待测模块1的输入光功率Rn1，采取的实施办法是，测试控制主机通过逐步调节可调衰减器1,同时读取功率计1的探测功率P1，当P1＝Rn1+L1时，即达到调节第一个待测模块输入光功率的目的；

(4)测试控制主机调节可调衰减器2,使转接模块的接收功率达到目标值Rt，如图1所示，测试控制主机通过逐步调节可调衰减器2的衰减值，并同步读取转接模块的接收功率Rti，当Rti的功率等于目标功率Rt时，即完成了转接模块输入光功率的调节；

(5)测试控制主机读取测试数据并保持测试结果，主要的测试数据有：通过误码仪测试的误码数，通过功率计2读取待测模块的输入光功率，通过取光谱仪读取待测模块的输出光谱数据，对这些数据加以合格判定并保存数据到报表；

(6)调整测试参数重复步骤(2)～(5)，例如通过设置可调衰减器1衰减，使得第一个待测模块输入光功率达到另一目标值Rn1_2，保存测试数据，直到完成所有需要测试的功率点；

(7)测试控制主机切换多路光开关1和多路光开关2到另一指定测试光通道重复步骤(2)～(6)，例如测试控制主机切换光开关1和光开关2到第二测试光通道，通过设置可调衰减器1衰减，使得第二个待测模块输入光功率达到目标值Rn2，切换光开关到光路2，保存测试数据，直到完成最后一个待测模块的测试，从而实现32个待测模块的测试。

上述测试流程可以ASCII文本脚本方式进行编辑和存储，测试控制主机中可以进一步包括脚本处理模块，通过脚本处理模块自动加载选择/设定的测试脚本来执行上述测试流程，由此可以通过修改脚本实现各类测试任务，面对不同的客户需求快速适应不同测试设备及流程，具有很好的扩展性和兼容性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于测试光模块的多通道自动测试系统，其特征在于包括：误码仪、第一分光耦合器、输入光参数测试设备、第一多路光开关、第二多路光开关、第二分光耦合器、多个不同的输出光参数测试设备以及测试控制主机；

所述误码仪、输入光参数测试设备、多个不同的输出光参数测试设备、第一多路光开关和第二多路光开关与所述测试控制主机相连；

所述第一多路光开关为一入N出光开关，所述第二多路光开关为N入一出光开关，N为大于1的整数，从而在所述第一多路光开关和第二多路光开关之间形成可由所述测试控制主机选择性导通的多个测试光通道，至少一个所述测试光通道上设置有待测模块。

2.如权利要求1所述的用于测试光模块的多通道自动测试系统，其特征在于：所述误码仪输出的测试光信号被第一分光耦合器分成两路，一路接入到输入光参数测试设备，另一路接入到第一多路光开关；第二多路光开关输出的光信号被第二分光耦合器分成多路，分别接入到多个不同的输出光参数测试设备。

3.如权利要求2所述的用于测试光模块的多通道自动测试系统，其特征在于：所述输入光参数测试设备包括光功率计；多个不同的输出光参数测试设备包括光功率计、光谱仪、与转换模块相连的长程传输光纤中的一种或多种。

4.如权利要求1-3中任一项所述的用于测试光模块的多通道自动测试系统，其特征在于：误码仪和第一分光耦合器之间进一步包括第一可调衰减器以调整误码仪输出的测试光信号的强度，所述第一可调衰减器与所述测试控制主机相连。

5.如权利要求4所述的用于测试光模块的多通道自动测试系统，其特征在于：所述长程传输光纤和所述转接模块之间可进一步设置第二可调衰减器以调整输入转接模块的光信号的强度，所述第二可调衰减器与所述测试控制主机相连；所述转换模块的输出通过固定光衰减器接回到误码仪的输入端。

6.如权利要求5中所述的用于测试光模块的多通道自动测试系统，其特征在于：所述第一分光耦合器为50:50的一分二耦合器；所述第一多路光开关为1*32光开关；所述第二多路光开关为32*1光开关；所述第二分光耦合器为一分三耦合器，耦合比例为10:10:80；所述长程传输光纤为80km的G.652光纤。

7.如权利要求1-6中任一项所述的用于测试光模块的多通道自动测试系统，其特征在于：进一步包括用于装载多个所述待测模块的光模块测试板机框，所述光模块测试板机框上设置有光模块测试板，所述光模块测试板与所述测试控制主机相连，所述光模块测试板通过排线实现所述测试控制主机与待测模块的通信，使得所述测试控制主机能够通过电通信方式分别读取多个所述待测模块的电参数。

8.一种使用权利要求1-7所述的多通道自动测试系统对多个光模块进行测试的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，测试控制主机切换第一多路光开关和第二多路光开关到指定测试光通道；

步骤2，测试控制主机调整输入到指定测试光通道中待测模块的输入光参数，使其到达目标值Rn1；

步骤3，测试控制主机调整输入到转接模块输入光参数，使其达到目标值Rt；

步骤4，测试控制主机读取误码仪和多个不同的输出光参数测试设备的测试数据并保存测试结果；

步骤5，调整测试参数重复步骤(1)-(4)，直到完成所有需要测试的功率点；

步骤6，测试控制主机切换第一多路光开关和第二多路光开关至另一指定测试光通道，重复步骤(1)-(5)，直到完成所有待测模块的测试。

9.如权利要求8所述的对多个光模块进行测试的方法，其特征在于：在执行步骤1之前还对第一多路光开关的每一个光路的光路损耗进行测试，并将其记录在配置文件中。

10.如权利要求9所述的对多个光模块进行测试的方法，其特征在于：所述步骤2中测试控制主机调整输入到指定测试光通道中待测模块的输入光参数，使其到达目标值Rn1，具体包括：测试控制主机通过逐步调节可调衰减器1,同时读取输入光参数测试设备所探测到的光功率P1，当P1＝Rn1+L1时，即达到调节第一个待测模块输入光功率的目的，L1为第一多路光开关的第一路光路的光路损耗。

11.如权利要求8所述的对多个光模块进行测试的方法，其特征在于：所述步骤3中测试控制主机调整输入到转接模块输入光参数，使其达到目标值Rt，具体包括：测试控制主机通过逐步调节第二可调衰减器的衰减值，并同步读取转接模块的接收功率Rti，当Rti的功率等于目标功率Rt时，即完成了转接模块输入光功率的调节。

12.如权利要求8所述的对多个光模块进行测试的方法，其特征在于：所述步骤4中测试控制主机读取的测试数据包括：误码仪测试的误码数，光功率计测得的待测模块的输入光功率，光谱仪测得的待测模块的输出光谱数据；测试控制主机对这些测试数据加以合格判定并保存测试数据到报表。