CN104485998A - 一种光通信收发组件响应时间的校准装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光通信收发组件响应时间的校准装置。包括宽带接收机、信号输出采集单元、待测发射机、待测接收机和数据处理单元5个部分。其中，待测发射机在信号输出采集单元控制下发射光信号，当其发出的最后一个信标信号被宽带接收机接收后，数据处理单元开始计时；当待测接收机开始工作时计时结束，计时所得即收发响应时间。本发明还公开了一种光通信收发组件响应时间的校准方法，该方法通过开始、开始计时判断、结束计时判断和校准四个步骤也实现校准在现实中使用的光通信设备收发响应时间的功能。本发明公开的校准装置和方法能够检测光通信设备实时双向通信的能力，进而更有利于对光通信设备进行质量监控，提高其双工通信可靠性。

Description

一种光通信收发组件响应时间的校准装置和方法

技术领域

本发明涉及无线光通信收发设备的校准技术领域，尤其是紫外光通信收发组件响应时间的校准装置和方法。

背景技术

随着紫外光通信技术的发展，紫外光通信系统逐步走向成熟，然而各研究单位研制的通信系统和设备性能不一，缺少统一的标准规范，使得紫外光通信系统产业化十分困难。因此，对紫外光通信系统的设备和测量设备统一进行校准，对该领域的发展具有重要意义。

紫外光通信设备中的发射机和接收机工作在同一光波段，在结构上是一体化的，但在功能上却相对独立。如果同时工作，则同一设备的发射机的强烈紫外后向散射信号会损坏与之配套的同设备接收机，因此紫外光通信设备均采用时分复用技术实现双工通信。在紫外光通信局域网中，紫外光通信设备空闲时为接收状态，设备发射信号时需要由接收状态快速转为发射状态，即先关闭接收机然后迅速开启发射机发射信号，发射结束后再转回接收状态。任一时刻只允许一个设备的发射机发射通信信号，为了满足通信双方的实时双向通信，要求发射和接收转换时间较短，否则无法真正实现双工通信。

因此校准紫外光通信设备的发射、接收转换时间，对于确保通信设备的双向通信性能和确定通信网络的信道容量具有重要意义。鉴于以上情况，需要一种装置和方法，对光通信收发组件的响应时间进行校准。

发明内容

针对上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种光通信收发组件响应时间的校准装置。

针对上述问题，本发明的第二个目的在于提供一种光通信收发组件响应时间的校准方法。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案实现的：

一种光通信收发组件响应时间的校准装置，用于对光通信设备的发射、接收转换时间进行校准，装置包括宽带接收机、信号输出采集单元、待测发射机、待测接收机和数据处理单元。其特征在于，由信号输出采集单元控制待测发射机，使其发射机发射已调制的光信号，当发射机发送的最后一个信标信号被宽带接收机接收后，数据处理单元开始计时；同时待测发射机停止发射信号，立刻切换为待测接收机工作状态，当待测接收机开始工作时计时结束，计时所得时间为由发射转为接收的响应时间，即收发响应时间。

所述宽带接收机通信带宽能够覆盖待测发射机工作频段，将发射机发出的调制后的光信号转换为电信号。所述信号输出采集单元由D/A、A/D采集卡和信号传输线缆组成。输出模拟电压信号控制待测发射机/接收机，并将待测设备输出的模拟电压信号转换为数字信号。

所述数据处理单元为计算机，可对输入的数字波形进行整形、滤波等处理，检测波形，测量出收发切换时波形跳变的时刻，以此作为计时的判决点，便可实现紫外光通信系统发射接收切换响应时间。

本发明的第二个目的：提供一种光通信收发组件响应时间的校准方法，是通过以下技术方案实现的：

一种光通信收发组件响应时间的校准方法，包括以下步骤：

S1，开始步骤：信号输出采集单元输出电压信号，控制待测发射机发射包含信标信号的光信号；

S2，开始计时判断步骤：宽带接收机接收待测发射机发出的光信号，并检测是否收到最后一个信标信号，如果没收到则重复步骤S2，如果满足则开始计时并执行下一步；

S3，结束计时判断步骤：待测发射机停止工作，待测设备由发射状态切换为接收状态，信号输出采集单元采集待测接收机电路节点电平变化，检测其是否开始工作，如果没有则重复步骤S3，如果满足则停止计时并执行下一步；

S4，校准步骤：数据处理单元计算开始和结束时间差，得到收发响应时间。

本发明的有益效果在于：

本发明通过使用信号输出采集单元和宽带接收机，实现了控制待测发射机发射光信号，和检测待测设备发射、接收切换时电路节点的电平变化，从而实现了检测待校准光通信设备进行实时双向通信的能力，进而更有利于对光通信设备进行质量监控，提高其双工通信可靠性；使用的宽带接收机能够适应实际使用的不同波段和频率的光发射机，具有可拓展性的特点；同时，本发明通过开始、开始计时判断、结束计时判断和校准四个步骤也能够实现正确校准在现实中使用的光通信设备收发响应时间的功能。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作更进一步的说明：

图1为本发明的原理示意框图。

图2为本发明实施方式一的原理示意框图。

图3为本发明一个实施例的方法流程示意图

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其它等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。同时本说明书中对替代特征的描述是对等同技术特征的描述，不得视为对公众的捐献。

本说明书(包括任何权利要求、摘要和附图)中用语若同时具有一般含义与本领域特有含义的，如无特殊说明，均定义为本领域特有含义。

实施例一：

如图2所示，一种光通信收发组件响应时间的校准装置，由数据采集卡、宽带接收机、待测发射机、待测接收机和上位机5个部分组成。由数据输出卡输出模拟电压波形，控制待测发射机发射包含信标的光信号，宽带接收机接收到光信号并通过数据采集卡传输至上位机，上位机实时检测是否收到最后一个信标信号；发射持续一段时间以后，数据输出卡停止输出电压，待测发射机停止工作，同时上位机检测到最后一个信标信号并开始计时；此时待测设备自主切换至接收状态，接收机加电开始工作，其电路节点的瞬间电平跳跃被数据采集卡捕捉到，此时计时结束，上位机自动计算出开始结束时间差，即收发响应时间。

优选地，上述宽带接收机通信带宽能够覆盖待测发射机工作频段，光学系统能够适应待测发射机出射光波段；数据输出采集卡可采用通用的D/A、A/D卡即可，其采样频率和电压范围满足待测信号要求。

实施例二：

该实施例为光通信收发组件响应时间的校准装置自校准的方法。系统设备组成与实施例一相同，而连线不同。其中，由数据输出卡精确控制待测设备由发射状态切换至接收状态，转换时间由上位机设定。宽带接收机接收到最后一个信标信号开始计时；经过设定的时间延迟后，数据输出卡输出一定的模拟电压使接收机开始工作，之后的校准过程与实施例一相同。

实施例三：

一种光通信收发组件响应时间的校准方法，包括以下步骤：

S1，开始步骤：信号输出采集单元输出电压信号，控制待测发射机发射包含信标信号的光信号；

S2，开始计时判断步骤：宽带接收机接收待测发射机发出的光信号，并检测是否收到最后一个信标信号，如果没收到则重复步骤S2，如果满足则开始计时并执行下一步；

S3，结束计时判断步骤：待测发射机停止工作，待测设备由发射状态切换为接收状态，信号输出采集单元采集待测接收机电路节点电平变化，检测其是否开始工作，如果没有则重复步骤S3，如果满足则停止计时并执行下一步；

S4，校准步骤：数据处理单元计算开始和结束时间差，得到收发响应时间。

Claims (6)

1.一种光通信收发组件响应时间的校准装置，宽带接收机、信号输出采集单元、待测发射机、待测接收机和数据处理单元，其特征在于：提供一种能够对光通信收发组件响应时间进行校准的装置。

2.根据权利要求1所述光通信收发组件响应时间的校准装置，其特征在于：由信号输出采集单元控制待测发射机，使其发射机发射已调制的光信号，当发射机发送的最后一个信标信号被宽带接收机接收后，数据处理单元开始计时；同时待测发射机停止发射信号，立刻切换为待测接收机工作状态，当待测接收机开始工作时计时结束，计时所得时间为由发射转为接收的响应时间，即收发响应时间。

3.根据权利要求1所述光通信收发组件响应时间的校准装置，其特征在于：所述宽带接收机通信带宽能够覆盖待测发射机工作频段，将发射机发出的调制后的光信号转换为电信号。

4.根据权利要求1所述光通信收发组件响应时间的校准装置，其特征在于：所述信号输出采集单元由D/A、A/D采集卡和信号传输线缆组成；输出模拟电压信号控制待测发射机/接收机，并将待测设备输出的模拟电压信号转换为数字信号。

5.根据权利要求1所述光通信收发组件响应时间的校准装置，其特征在于：所述数据处理单元为计算机，可对输入的数字波形进行整形、滤波等处理，检测波形，测量出收发切换时波形跳变的时刻，以此作为计时的判决点，便可实现紫外光通信系统发射接收切换响应时间。

6.一种光通信收发组件响应时间的校准方法，包括以下步骤：

S1，开始步骤：信号输出采集单元输出电压信号，控制待测发射机发射包含信标信号的光信号；

S2，开始计时判断步骤：宽带接收机接收待测发射机发出的光信号，并检测是否收到最后一个信标信号，如果没收到则重复步骤S2，如果满足则开始计时并执行下一步；

S3，结束计时判断步骤：待测发射机停止工作，待测设备由发射状态切换为接收状态，信号输出采集单元采集待测接收机电路节点电平变化，检测其是否开始工作，如果没有则重复步骤S3，如果满足则停止计时并执行下一步；

S4，校准步骤：数据处理单元计算开始和结束时间差，得到收发响应时间。