CN104363044B - 一种光线路保护设备的校准及测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光线路保护设备的校准及测试系统，包括主控模块，其协调各模块运作；光源模块，其用于提供两路光信号；功率放大模块，其与所述光源模块连接，用于放大光信号的功率；选路模块，其与所述光源模块和所述功率放大模块连接，用于选择光信号；衰减模块，其与所述选路模块连接，用于实现光信号的光功率定值衰减；分路器模块，其与所述衰减模块连接，所述分路器模块输出光信号至被测设备和标准模块；及标准模块，其接收所述分路器模块及经由所述被测设备返回的光信号，通过检测光功率来校准及测试所述被测设备。本发明实现了对OLP线路保护系列的校准和测试，极大的缩短了OLP线路保护系列的测试并实现简易的操作流程。

Description

一种光线路保护设备的校准及测试系统

技术领域

本发明属于光通信技术领域，尤其涉及一种光线路保护设备的校准及测试系统。

背景技术

光纤通信已是各种通信网的主要传输方式，光纤通信在信息高速公路的建设中扮演着至关重要的角色，欧美等发达国家已经把光纤通信放在了国家发展的战略地位。

随着国家光通信网络的逐步部署，光纤网络在我国的规模不断扩大，光纤线路保护(Optical Line Protection,OLP)也越来越重视。同时因为复杂的光纤线路的组建及光纤的特殊性，线路保护的多样性，线路保护的设备需求也越来越多。光线路保护有两个关键点：一是对于在保护线路中的光线路保护设备的损耗有严格的要求；二是在保护线路中光线路保护设备的监测性能必须精确。所以，光线路保护系列的产品必须严格控制两个指标：差损和光精度。

典型的光网络一般是支持1310nm、1550nm波长，所以校准系统默认是校准1310nm、1550nm光功率，同时测试两波长对应不同线路保护设备的端口差损。而现有的光线路保护设备的监测系统在相关设备测试过程中需要人为手动地切换测试波长以及手动地更换光纤跳线，经常因为错误地选择光纤跳线端口而导致最终测试数据发生错误或。通常的测试过程中，一次选用一个端口测试一个波长，因此若需要测试多个波长的光信号需要需要多次插拔光纤跳线，且每个端口测试累加时间较长。所以由于多次插拔光纤跳线及每条通路测试时间较长使得整个测量过程耗时较长，影响了测试的效率。现有测试过程所得的数据写入为人为操作，未实现自动化数据采集和处理。

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提出了一种光线路保护设备的校准及测试系统。本发明光线路保护设备的校准及测试系统在测试过程中不用频繁的更换光纤跳线，其插入损耗测试及校准测试都以自动化测试实现，方便操作且减少了校准及测试时间，测试光信号是可用多个测试端口同时进行，减少了测试时间。

发明内容

本发明提出了一种光线路保护设备的校准及测试系统，包括：主控模块、光源模块、功率放大模块、选路模块、衰减模块、分路器模块和标准模块；主控模块用于配置所述光源模块、所述功率放大模块、所述选路模块、所述衰减模块、所述分路器模块和所述标准模块的参数以协调运作，以实现光线路保护设备的校准及测试；光源模块用于至少提供校验及测试用的第一光信号和第二光信号；功率放大模块的输入端与所述光源模块的输出端连接，用于放大第二光信号的功率；选路模块的输入端与所述光源模块的输出端和所述功率放大模块的输出端连接，用于选择输出第一光信号或者第二光信号；衰减模块的输入端与所述选路模块的输出端连接，用于实现所述第一光信号或者第二光信号的光功率定值衰减；分路器模块输入端与所述衰减模块的输出端连接，所述分路器模块的多个输出端分别输出所述第一光信号或者所述第二光信号用于输入被测设备和标准模块中；标准模块接收所述分路器模块及经由所述被测设备返回的所述第一光信号或者所述第二光信号，通过检测所述第一光信号或者第二光信号的光功率来校准及测试所述被测设备。以上除了主控模块，各模块均为单独作为一个功能模块完成相应的功能，优势在于当各模块出现错误时可单独替换或检修，各模块之间的光路固定设置，便于校准及测试。

本发明提出的所述光线路保护设备的校准及测试系统中，所述主控模块设置输入接口，用于输入所述光源模块、所述功率放大模块、所述选路模块、所述衰减模块、所述分路器模块和所述标准模块的配置的参数。

本发明提出的所述光线路保护设备的校准及测试系统中，所述光源模块选用OEO2G5模块，所述OEO2G5模块具有8个光模块插口，可同时输入八路光信号。OEO2G5模块的面板前端有串口可作管理口，管理口可查看和自动获取模块的基本信息，如模块波长，输出光功率等及控制模块是否发光。

本发明提出的所述光线路保护设备的校准及测试系统中，所述功率放大模块选用EDFA模块，其前端管理口可查看和自动获取模块的工作状态，如输入光功率及输出光功率，增益等信息。

本发明提出的所述光线路保护设备的校准及测试系统中，所述衰减模块对于所述第一光信号和所述第二光信号的定值衰减为0～60dB，其前端管理口设置衰减值，并查看和自动获取输入输出光功率值。

本发明提出的所述光线路保护设备的校准及测试系统中，在校准及测试之前，所述分路器模块的多个输出端分别与所述标准模块的多个输入端连接，用于检测所述分路器模块的分光情况。

本发明提出的所述光线路保护设备的校准及测试系统中，所述第一光信号是波长为1310nm的光信号，所述第二光信号是波长为1550nm的光信号。

本发明提出的所述光线路保护设备的校准及测试系统中，所述被测设备的光线路保护类型为1+1保护、1:1保护、BP(BP_T)。

本发明的有益效果在于：

1、本发明实现了对OLP线路保护系列设备进行校准及测试，更加快捷的完成设备的校准及测试，大大提高了生产效率，并给出测试结果，完成最终产品的定位。

2、本发明的操作界面简单方便实用便于操作。

3、本发明有较强的扩展性，可以实现单个模块的管理，实现独立的功能。

4、本发明有较强的通用性，可以适应不同的设备进行测试及校准。

5、本发明有很强的可靠性，可以稳定的实现测试，记录数据保存结果。

6、本发明有很强的维护性，可以方便的更换各个模块，解决可能出现的问题。

7、本发明方便了操作人员的操作，并且减少了操作时间。

附图说明

图1是本发明光线路保护设备的校准及测试系统的结构图。

图2是预先校准时分路器模块和标准模块之间的线路连接示意图。

图3是采集并检测数据时操作界面的示意图。

图4是校准及测试时分路器模块和标准模块之间的线路连接示意图。

图5是实施例中计算插损值时操作界面的示意图。

图6是实施例中计算插损值时操作界面的示意图。

图7是利用插损值进行校准时操作界面的示意图。

图8是完成校准时操作界面的示意图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

参见图1，光线路保护设备的校准及测试系统包括：主控模块1、光源模块2、功率放大模块3、选路模块4、衰减模块5、分路器模块6和标准模块7。主控模块1、光源模块2、功率放大模块3、选路模块4和衰减模块5的连接不需要更换，均通过固定光纤连接。

主控模块1用于配置系统内部的配置参数以协调其他模块运作。主控模块1可选用Atmel的AT91RM9200芯片、Lattice的LCMX01200C，所使用的网口芯片可采用BROADCOM的BCM5325E芯片。

光源模块2提供测试及校验用的第一光信号和第二光信号。光源模块2选用OEO2G5模块，该模块上插入两个SFP模块(SMALL FORM PLUGGABLE，小型可插拔)，SFP模块分别用于输出波长为1310nm的第一光信号和波长为1550nm的第二光信号。

功率放大模块3的输入端与光源模块的输出端连接，功率放大模块3选用EDFA模块(Erbium-doped Optical Fiber Amplifier，掺铒光纤放大器)，是对信号光放大的一种有源光器件，该模块用于放大第二光信号的功率。

选路模块4选用的是二选一的SR选路模块(Switch Route，选路器)，该模块设有两个输入端R1和R2。输入端R1通过光纤直接与光源模块2的输出端连接，用于直接接收第一光信号。输入端R2通过光纤与功率放大模块3的输出端连接，用于接收被功率放大的第二光信号。SR选路模块设有一个输出端，该输出端与衰减模块5的输入端相连，可选择输出第一光信号或者第二光信号。

衰减模块5的输入端与选路模块4的输出端通过光纤连接。衰减模块5选用VOA衰减模块(Voltage Optical Attenuation，电压控制式光衰减)，用于对第一光信号或者第二光信号进行光功率定值衰减，第一光信号和第二光信号的衰减值为0-60dB。

分路器模块6选用的是1*4分路器模块，其输入端与衰减模块5的输出端连接，分路器模块6具有4个输出端L1～L4，输出端L1～L4分别输出第一光信号或者第二光信号用于输入被测设备和标准模块7中。具体为，输出端L1与输入标准模块7的端口Tx’连接，输出端L2与被测设备的端口Tx连接，输出端L3与被测设备的端口R1连接，输出端L4与被测设备的端口R2连接。

标准模块7选用Atmel的atmega_1280芯片，其端口Tx’接收分路器模块6输出的第一光信号或者第二光信号，端口T1’、R1’、R2’分别接收经由被测设备返回的第一光信号或者第二光信号，用于检测第一光信号或者第二光信号的光功率。

其中，上述被测设备8的类型分别为1+1、1:1、BP(BP_T)。

以下结合具体实施方式对本发明光线路保护设备的校准及测试系统的线路结构以及具体实施流程做进一步说明。

参见附图2，在校准及测试之前先将分路器模块6的输出端L1～L4分别与标准模块7的端口Tx’、T1’、R1’和R2’连接，用于测试校准前测试四路分光光路。通过网线连接上位机PC与SC主控模块。本例中SC主控模块的初始IP为192.168.1.120，则PC的本地网卡IP必须设置在一个网段，如IP为192.168.1.111。所有连接完成后，在PC上打开软件进行检测。操作界面及其检测数据参阅图3，其中需要确认1*4分路器模块的连接端口均匀性小于0.8dB。上述操作目的为检测校准环境是否正常。在1310nm和1550nm波长下光功率是否满足测试要求。其中，分路器校准部分要求1310nm的光功率在-20dBm以上，1550nm的光功率在-5dBm以上，并且端口差值在0.8dB内。

完成上述预先准备之后，本发明校准及测试系统的线路连接关系详见图1和图4。具体的线路结构如下：

OEO2G5模块上插入两个SFP模块，分别为1310nm和1550nm波长。光纤从模块Tx端口输出。1310nm波长的光直接连接到SR选路模块上R1端口。1550nm波长的光直接连接到EDFA模块的IN端口上。

EDFA模块的OUT端口直接连接到SR选路模块的R2端口上。

SR选路模块的Rx端口直接连接到VOA衰减模块的IN端口上。VOA衰减模块的OUT端口直接连接到1*4分路器模块的IN端口上。

完成配置操作后切换到自动校准部分。分路器模块6的输出端L1与标准模块7端口Tx’连接，输出端L2～L4分别与被测设备Tx、R1、R2连接。连接完成后自动计算各个端口的损耗，1:1测试端口损耗端口如下：Tx->T1、Tx->T2、R1->Rx、R2->Rx。上述操作过程中无需人为的切换主备路。上述操作过程中本发明校准及测试系统的工作原理如下：光源模块2切换到1310nm波长的第一光信号，SR选路模块选择R1->Rx通路使第一光信号经过VOA衰减模块，此时设置VOA衰减模块衰减值为0dB，标准模块7及被测设备设置为1310nm波长，由主控模块1采样读取标准模块7的光功率进行差值计算，并实时反馈至上位机PC。若光源模块2切换到1550nm波长，SR选路模块选择R2->Rx通路使经功率放大的第二光信号经过VOA衰减模块，此时设置VOA衰减模块衰减值为10dB，标准模块7及被测设备设置为1550nm波长，由主控模块1采样读取标准模块7的光功率进行差值计算，并实时反馈至上位机PC。其中在计算差值时会有切换被测设备，用于计算被测设备的R1->Rx、R2->Rx的差值。

参见图5和图6，差值计算结果为各个端口之间的差值，此指标为插损值。测试完成后会显示各个端口对应的值，图6先是的是本实施例中1550nm和1310nm光信号的插损值。按照测试标准，不同类型的线路保护差损标准不同。

测试通过后再进行光功率校准部分，利用图6中的插损值进行校准生效后自动进行光功率的校准，校准同时进行Tx、R1、R2三个端口的光功率校准。具体操作原理如下：光路切换到1550nm波长，SR选路模块选择R2->Rx通路(1550nm)经过VOA衰减模块，校准模块及被校准板卡设置为1550nm波长，此时VOA衰减模块衰减值做动态调节，在设置VOA衰减模块衰减后采样校准模块及被校准板卡的各端口值。参阅图7，最终测试出几组数据，通过线性回归的算法计算出几组校准数据。计算出的几组校准数据通过转换公式计算出几组数据，最数据做对比，相差0.2dB则校准完成，大于0.2dB校准不合格。

完成以上测试及校准后，依据判断合格与否后，则板卡的校准工作已完成。校准完成后可以使用最后测试记录日志界面测试板卡是否成功校准，参阅图8，主要是记录板卡信息及校准信息，方便后续测试和定位问题。一般在入库前QC使用，再次确认校准及数据无误。使用测试记录日志界面先读取板卡信息，然后点击测试功能，测试会把各端口间差损显示并记录下来，光功率测试则是记录1310nm和1550nm在一个范围的测试对此值。测试最终生成两个表，分别记录1310nm和1550nm两个波长的测试结果。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (8)

1.一种光线路保护设备的校准及测试系统，其特征在于，包括：主控模块(1)、光源模块(2)、功率放大模块(3)、选路模块(4)、衰减模块(5)、分路器模块(6)和标准模块(7)；

主控模块(1)用于配置所述光源模块(2)、所述功率放大模块(3)、所述选路模块(4)、所述衰减模块(5)、所述分路器模块(6)和所述标准模块(7)的参数以协调运作，以实现光线路保护设备的校准及测试；

所述光源模块(2)用于至少提供校验及测试用的第一光信号和第二光信号；

所述功率放大模块(3)的输入端与所述光源模块的输出端连接，用于放大第二光信号的功率；

所述选路模块(4)的输入端与所述光源模块(2)的输出端和所述功率放大模块(3)的输出端连接，用于选择输出第一光信号或者第二光信号；

所述衰减模块(5)的输入端与所述选路模块(4)的输出端连接，用于实现所述第一光信号或者第二光信号的光功率定值衰减；

所述分路器模块(6)输入端与所述衰减模块(5)的输出端连接，所述分路器模块(6)的多个输出端分别输出所述第一光信号或者所述第二光信号用于输入被测设备(8)和标准模块(7)中；

所述标准模块(7)接收所述分路器模块(6)及经由所述被测设备(8)返回的所述第一光信号或者所述第二光信号，通过检测所述第一光信号或者第二光信号的光功率来校准及测试所述被测设备。

2.如权利要求1所述的光线路保护设备的校准及测试系统，其特征在于，所述主控模块(1)设置输入接口，用于输入所述光源模块(2)、所述功率放大模块(3)、所述选路模块(4)、所述衰减模块(5)、所述分路器模块(6)和所述标准模块(7)的配置的参数。

3.如权利要求1所述的光线路保护设备的校准及测试系统，其特征在于，所述光源模块(2)选用OEO2G5模块，所述OEO2G5模块具有8个光模块插口，可同时输入八路光信号。

4.如权利要求1所述的光线路保护设备的校准及测试系统，其特征在于，所述功率放大模块(3)选用EDFA模块。

5.如权利要求1所述的光线路保护设备的校准及测试系统，其特征在于，所述衰减模块(5)对于所述第一光信号和所述第二光信号的定值衰减为0～60dB。

6.如权利要求1所述的光线路保护设备的校准及测试系统，其特征在于，在校准及测试之前，所述分路器模块(6)的多个输出端分别与所述标准模块(7)的多个输入端连接，用于检测所述分路器模块(6)的分光情况。

7.如权利要求1所述的光线路保护设备的校准及测试系统，其特征在于，所述第一光信号是波长为1310nm的光信号，所述第二光信号是波长为1550nm的光信号。

8.如权利要求1所述的光线路保护设备的校准及测试系统，其特征在于，所述被测设备(8)的光线路保护类型为1+1保护、1:1保护和BP。