CN104518837B - 一种板卡的测试背板、测试装置和测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种板卡的测试背板、测试装置和测试系统，测试背板有多个板卡槽位，每个板卡槽位可以插入一个板卡，每个板卡槽位与测试背板上的背板接口相连，用于板卡与外部设备的信息交互，每个板卡槽位的板卡电源座与测试背板的电源座相连，可以为多个板卡同时供电，每个板卡使用测试背板上的背板接口与外部设备相连，实现了两个或多个板卡各自单独测试或者互联测试。

Description

一种板卡的测试背板、测试装置和测试系统

技术领域

本发明涉及量子通信技术领域，尤其涉及一种板卡的测试背板、测试装置和测试系统。

背景技术

随着量子通信技术的飞速发展，量子密钥分发（QuantumKeyDistribution，QKD）逐渐成为一项成熟的应用技术。这项技术基于量子的不可克隆原理和测不准原理，其产生的密钥具有理论上的绝对安全性，主要应用于对保密等级要求较高的地方。在量子通信终端设备中搭建量子密钥分发系统，保证量子通信的安全性和稳定性。

实现量子密钥分发技术的量子密钥分发系统中，主要有四种电子学板卡：主控板，数据处理板，密钥管理板和系统管理板。随着QKD技术的发展，系统中板卡的密度和数量不断增加，为了保证搭载量子密钥分发系统的量子通信终端的性能，需要对量子密钥分发系统中的各板卡进行测试，在此基础上还需要对各板卡所组成的密钥分发系统进行测试。特别地，量子密钥分发对信号同步、信号反馈控制等有着较高要求，这些环节如果出现问题，将直接影响最终的量子密钥的成码率，因此对其中涉及到的一些关键信号，如光源驱动信号、时钟信号、光学调制器控制信号等，需要进行专门的测试，以便能及时发现问题。

图1为现有技术中量子密钥分发系统的板卡测试示意图，每一个板卡单独与一个用于供电的线性电源相连，每个板卡根据其所需测试的内容，通过自带的接口或者接触点与测试设备（如示波器、万用表、频谱仪或计算机等）相连接，对板卡的部分性能进行测试。

随着市场需求的不断提高，为了提高量子密钥分发系统的可靠性，不仅需要对量子密钥分发系统中的各个板卡进行单独测试，对QKD过程中涉及到的一些关键信号进行专门测试，还需要对两个板卡或多个板卡之间的互联信号进行测试，在此基础上还需要对量子密钥分发系统进行测试，以便对系统中板卡的问题快速定位。目前，现有技术中没有一种装置可以实现QKD系统中两个或者多个板卡测试的装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种板卡的测试背板、测试装置和测试系统，可以实现两个或者多个板卡测试。

一种板卡的测试背板，所述背板包括：

底板，用于固定背板接口和至少一个板卡槽位；

所述背板接口包括：

至少一个探测器计数信号输入接口，用于接收探测器输出的计数信号；

光学调制器控制信号输出接口，用于向测试仪器输出光学调制器控制信号；

至少一个时钟输出接口，用于输出板卡的时钟信号；

至少一个时钟输入接口，用于接收光电装置发送的时钟信号；

光电转换接口，用于将输入的光信号转换成电信号输出；

电源座，用于提供电源；

第一高速光电接口，用于将板卡输入的光源驱动信号输出至光源板，并将板卡输入的控制信号输出至光学调制器，以及将所接收到的光电装置提供的时钟信号输出至板卡，所述光源驱动信号用于驱动光源板上的激光器发光；

至少一个单端信号输出接口，用于将板卡输出的光源驱动信号转换成单端信号输出；

至少一个串口信号接口，用于将板卡的串口信号电平与测试电脑的串口信号电平进行相互转换；

至少一个探测器控制信号输出接口，用于将探测器控制信号输出至探测器或测试仪器；

至少一个网络信号接口，用于实现板卡与其他设备间网络数据的交互；

板卡槽位，用于插入板卡；

每个板卡槽位包括：

高速连接器，所述高速连接器与背板接口相连，用于实现背板接口与板卡之间的信息交互；

板卡电源座，所述板卡电源座与背板接口的电源座相连，用于向板卡供电。

可选的，所述每个板卡槽位还包括：

一对定位销，所述一对定位销位于板卡槽位两端，用于给插入板卡槽位的板卡定位。

可选的，所述电源座包括：

电源处理电路，用于防止电源反相以及限制电流。

一种板卡的测试装置，所述装置包括：

本发明权利要求所述的测试背板和支撑部件；

所述支撑部件包括：

底座，所述底座一面的四角分别设置有一个支柱，用于支撑所述底座；

所述底座的另一面包括：

至少一个立式支架，所述立式支架、测试背板和底座三者之间两两垂直固定，用于支撑和固定所述测试背板；

至少一对导槽，所述导槽与所述测试背板所在平面垂直固定，所述导槽的个数是所述板卡槽位个数的二倍，用于引导板卡正确插入测试背板。

可选的，所述测试装置还包括：

至少一个便携把手。

可选的，所述测试装置还包括：

至少一个散热风扇，所述散热风扇设置于底座中间镂空处。

一种板卡测试子系统，所述子系统包括：

本发明权利要求所述的测试装置、示波器、测试电脑和电源，所述测试装置分别通过时钟信号输出接口以及单端信号输出接口与示波器相连，所述测试装置还分别与测试电脑和电源相连。

一种板卡测试子系统，所述子系统包括：

本发明权利要求所述的第一测试装置，所述第一测试装置分别与第一光电装置、第一测试电脑以及第一电源相连；

本发明权利要求所述的第二测试装置，所述第二测试装置分别与第二光电装置、第二测试电脑以及第二电源相连；

所述第一光电装置和第二光电装置通过路径光纤相连；

所述第一光电装置包括：探测器、第一光源板、第一光学部件，所述第一光学部件中有光学调制器；

所述第二光电装置包括：第二光源板、第二光学部件，所述第二光电装置还包括第二高速光电接口；

所述第一测试装置分别通过探测器控制信号输出接口以及探测器计数信号输入接口与探测器相连，通过时钟信号输入接口与第一光源板相连，通过光电转换接口与第一光学部件相连；

所述第二测试装置的第一高速光电接口与第二光电装置的第二高速光电接口相连。

一种板卡互联测试子系统，所述子系统包括：

本发明权利要求所述的测试装置、测试电脑和电源，所述测试装置分别与测试电脑和电源相连。

一种量子密钥分发测试系统，所述系统包括：

发送方子系统，以及接收方子系统；

每个子系统包括：本发明权利要求所述的测试装置、光电装置、主控板、数据处理板、密钥管理板和系统管理板，各个板卡插入测试装置中的相应板卡槽位；

每个子系统中的测试装置上的第一高速光电接口与光电装置上的第二高速光电接口相连；

所述接收方子系统中的测试装置分别通过探测器控制信号输出接口以及探测器计数信号输入接口与光电装置中的探测器相连；

所述发送方子系统中的测试装置分别与测试电脑、电源和示波器相连，所述接收方子系统中的测试装置分别与测试电脑、电源、示波器和万用表相连；

所述发送方子系统中的光电装置和所述接收方子系统中的光电装置通过路径光纤相连；

发送方子系统中的主控板与接收方子系统中的主控板通过网络通道相连；

发送方子系统中的数据处理板与接收方子系统中的数据处理板通过网络通道相连；

发送方子系统中的系统管理板与测试电脑通过测试装置上的串口信号接口或网络信号接口相连；

接收方子系统中的系统管理板与测试电脑通过测试装置上的串口信号接口或网络信号接口相连。

由上述内容可知，本发明有如下有益效果：

本发明提供了一种板卡的测试背板、测试装置和测试系统，测试背板有多个板卡槽位，每个板卡槽位可以插入一个板卡，每个板卡槽位与测试背板上的背板接口相连，用于板卡与外部设备的信息交互，每个板卡槽位的板卡电源座与测试背板的电源座相连，可以为多个板卡同时供电，每个板卡使用测试背板上的背板接口与外部设备相连，实现了两个或多个板卡各自单独测试或者互联测试；

其次，测试背板上设计有专用测试接口，可将QKD过程中涉及到的一些关键信号（如光源驱动信号、时钟信号、光学调制器控制信号等）单独引入/引出测试背板，以便进行专门的测试；这样，对于QKD过程中比较关心的信号同步性、信号反馈控制等问题，可以进行单独、快速的测试和定位，以便及时发现问题并予以解决。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中量子密钥分发系统的板卡测试示意图；

图2为本发明一种板卡测试背板实施例一的后视图；

图3为本发明一种板卡测试背板实施例一的前视图；

图4为本发明一种板卡的测试装置实施例二正视图；

图5为本发明一种板卡的测试装置实施例二俯视图；

图6为本发明一种板卡的测试装置实施例二左视图；

图7为本发明一种板卡测试子系统实施例三第一种结构示意图；

图8为本发明一种板卡测试子系统实施例三第二种结构示意图；

图9为本发明一种板卡互联测试子系统实施例四结构示意图；

图10为本发明一种量子密钥分发测试系统实施例五结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种板卡的测试背板、测试装置和测试系统，两个或者多个板卡通过测试背板的背板接口与外部设备相连，实现了两个或多个板卡同时进行测试。

下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。

量子密钥分发系统的板卡，主要分为以下几种类型：

第一种：主控板（MainControl，MC），主要作用如下：

（1）向光电装置发送时钟信号、光源驱动信号、光学调制器控制信号和探测器控制信号等；

（2）接收探测器输入信号和光电系统时钟输入信号等；

（3）在执行延时扫描、信号反馈和数据采集时作为主控制器；

（4）配合对端板卡完成基矢比对。

第二种：数据处理板（DataProcessing，DP），主要作用如下：

数据处理板与主控板相连，接收主控板发送的基矢比对后的数据，对所接收到的数据进行纠错、隐私放大等后期处理，为密钥应用提供密钥数据。

第三种：密钥管理板（KeyManagement，KM），主要作用如下：

接收数据处理板发送的密钥数据，管理应用密钥数据。

第四种：系统管理板（SystemMaintenanceandManagement，SMM），主要作用如下：

（1）管理控制量子密钥分发系统中各个板卡的通电和断电操作；

（2）接收量子密钥分发系统中各个板卡上传的状态参数，并根据状态参数进行处理。

实施例一

图2为本发明一种板卡测试背板实施例一的后视图；图3为本发明一种板卡测试背板实施例一的前视图，所述测试背板包括：

底板201，用于固定背板接口和至少一个板卡槽位216。

底板201是一块PCB板，主要用于固定测试背板的各种部件。

背板接口包括多种接口，用于将插入测试背板的板卡的信号和数据输出，或者将所接收的外部设备发送的信号和数据传输至插入的板卡，从而实现板卡和外部设备之间的信息交互。

所述背板接口包括：

至少一个探测器计数信号输入接口202，用于接收探测器输出的计数信号。

当测试探测器输出信号和光电装置提供的时钟信号之间的时间差时，探测器计数信号输入接口202与探测器的输出端相连，主控板通过探测器计数信号输入接口202采集探测器的计数信号，主控板将所采集的计数信号同光电装置提供的时钟信号之间的时间差发送到测试电脑，供测试电脑进行数据分析。

探测器计数信号输入接口202的个数可以根据实际需要具体设定，并不仅限于图2中所示的4个。

光学调制器控制信号输出接口203，用于向测试仪器输出光学调制器控制信号。

测试量子密钥分发系统时，将光学调制器控制信号输出接口203与测试仪器相连，将光学调制器控制信号输出至测试仪器，以便观察光学调制器控制信号的状态，观察信号反馈过程是否正常。

至少一个时钟输出接口204，用于输出板卡的时钟信号。

当测试主控板输出的光源驱动信号相对于时钟信号的抖动性时，主控板将时钟信号通过测试背板上的时钟输出接口204输出至示波器，以便示波器测试光源驱动信号相对于时钟信号的抖动性。

时钟输出接口204的个数可以根据实际需要具体设定，并不仅限于图2中所示的2个。

至少一个时钟输入接口205，用于接收光电装置发送的时钟信号。

当测试探测器输出信号和光电装置提供的电时钟信号之间的时间差时，将测试背板上的时钟输入接口205与光电装置中的光源板相连，主控板通过时钟输入接口205采集光源板中的电时钟信号，主控板将所采集的电时钟信号同探测器输出信号之间的时间差发送到测试电脑，供测试电脑进行数据分析。

时钟输入接口205的个数可以根据实际需要具体设定，并不仅限于图2中所示的2个。

光电转换接口206，用于将输入的光信号转换成电信号输出。

当测试探测器输出信号和光电装置提供的光时钟信号之间的时间差时，将光电转换接口206与光电装置的光时钟信号输出端相连，主控板通过光电转换接口206采集光电装置的光时钟信号转换成的电信号，主控板将所采集的电信号同探测器输出信号之间的时间差发送到测试电脑，供测试电脑进行数据分析。

电源座207，用于提供电源。

电源座207与外部电源相连，为所有与其相连的器件提供电能。

可选的，所述电源座207包括：

电源处理电路，用于防止电源反相以及限制电流，防止电源反相或者电流过大时烧坏连接电路。

第一高速光电接口208，用于将板卡输入的光源驱动信号输出至光源板，并将板卡输入的控制信号输出至光学调制器，以及将所接收到的光电装置提供的时钟信号输出至板卡，所述光源驱动信号用于驱动光源板上的激光器发光。

当测试量子密钥分发系统时，测试背板上的第一高速光电接口208与光电装置上的第二高速光电接口相连，将板卡输入的光源驱动信号输出至光电装置中的光源板，并将板卡输入的控制信号输出至光学部件中的光学调制器，以及将所接收到的光电装置提供的时钟信号输出至板卡，所述光源驱动信号用于驱动光源板上的激光器发光。

至少一个单端信号输出接口209，用于将板卡输出的光源驱动信号转换成单端信号输出。

当测试光源驱动信号相对时钟信号的抖动性时，由于主控板输出的光源驱动信号不方便直接接入示波器，测试背板上的单端信号输出接口209，将主控板输出的光源驱动信号转换成单端信号并通过SMA接口输出至示波器，以便示波器测试光源驱动信号相对于时钟信号的抖动性。

单端信号输出接口209的个数可以根据实际需要具体设定，并不仅限于图2中所示的10个。

至少一个串口信号接口210，用于将板卡的串口信号电平和测试电脑的串口信号电平进行相互转换。

当测试板卡输出的串口信号时，由于板卡输出的串口信号电平不能直接和测试电脑相连；同样，当测试板卡接收的串口信号时，测试电脑输出的串口信号电平也不能直接和板卡相连，测试背板上的串口信号接口210将板卡的串口信号电平和测试电脑的串口信号电平进行相互转换，以便板卡和测试电脑进行信号交互。

测试时，将板卡与测试背板相连，将测试背板上的串口信号接口210与测试电脑相连，板卡通过串口信号接口210接收测试电脑下发的测试逻辑、控制命令等，并将测试结果通过串口信号接口210返回给测试电脑。

串口信号接口210的个数可以根据实际需要具体设定，并不仅限于图2中所示的6个。

至少一个探测器控制信号输出接口211，用于将探测器控制信号输出至探测器或测试仪器。

当测试量子密钥分发系统时，将探测器控制信号输出接口211与探测器控制端相连，如果延时扫描不通过，且探测器计数没有变化，则将探测器控制信号输出接口211与示波器相连，观察探测器控制信号在延时扫描过程中是否正常。

探测器控制信号输出接口211的个数可以根据实际需要具体设定，并不仅限于图2中所示的4个。

至少一个网络信号接口212，用于实现板卡与其他设备间网络数据的交互。

测试时，将板卡与测试背板相连，将测试背板上的网络信号接口212与测试电脑相连，板卡通过网络信号接口212接收测试电脑下发的测试逻辑、控制命令等，并将测试结果通过网络信号接口212返回给测试电脑。

网络信号接口212的个数可以根据实际需要具体设定，并不仅限于图2中所示的4个。

板卡槽位216，用于插入板卡。

每个测试背板包括至少一个板卡槽位216，测试时，将板卡插入板卡槽位216。每个板卡插入的板卡槽位216可以不固定，随意插入；也可以根据实际测试时的各个接口或部件之间的连接布线，固定不同的板卡与插入的板卡槽位216之间的插入关系，也就是说，将板卡插入规定的板卡槽位216，将板间数据传输较大的板卡进行相互靠近设置，减少长距离走线。

板卡槽位216个数可根据实际情况具体设定，不仅限于图3中所示的5个。

每个板卡槽位216包括：高速连接器213和板卡电源座214。

高速连接器213，所述高速连接器与背板接口相连，用于实现背板接口与板卡之间的信息交互。

每个板卡槽位216上都有高速连接器213，高速连接器213与背板接口相连，当板卡插入高速连接器213时，将板卡输出的信号和数据通过测试背板上的背板接口输出，或者将外部设备通过测试背板上的背板接口输入的信号和数据传输至板卡。高速连接器213实现了板卡和测试背板的背板接口之间的信息交互。

板卡电源座214，所述板卡电源座与背板接口的电源座207相连，用于向板卡供电。

每个板卡槽位216上都设置有一个板卡电源座214，所述板卡电源座214向插入其所在的板卡槽位216的板卡供电。每个板卡电源座214都与电源座207相连，通过电源座207统一供电。可以实现多个板卡共用同一个供电电源。

可选的，每个板卡槽位216还包括：

一对定位销215，所述一对定位销215位于板卡槽位两端如图2和图3所示，用于给插入板卡槽位216的板卡定位，引导板卡正确插入板卡槽位216，具有导向作用。

实际设计中，上述测试背板上各个接口的具体形式应与其相连接的各个板卡、光电装置、电源、测试电脑等的对外接口相匹配，图2、图3中所示各个接口的形式只是示意性的，其具体形式并不用于限制本发明。

由上述内容可知，本发明有如下有益效果：

现有技术中，每个板卡测试时需要独立的电源供电，也不能同时对两个或多个板卡同时进行测试。本发明中，测试背板有多个板卡槽位，每个板卡槽位可以插入一个板卡，每个板卡槽位与测试背板上的背板接口相连，用于板卡与外部设备的信息交互，每个板卡槽位的板卡电源座与测试背板的电源座相连，可以为多个板卡同时供电，每个板卡使用测试背板上的背板接口与外部设备相连，实现了两个或多个板卡各自单独测试或者互联测试。

其次，测试背板上设计有专用测试接口，可将QKD过程中涉及到的一些关键信号（如光源驱动信号、时钟信号、光学调制器控制信号等）单独引入/引出测试背板，以便进行专门的测试；这样，对于QKD过程中比较关心的信号同步性、信号反馈控制等问题，可以进行单独、快速的测试和定位，以便及时发现问题并予以解决。

实施例二

图4为本发明一种板卡的测试装置实施例二正视图，图5为本发明一种板卡的测试装置实施例二俯视图，图6为本发明一种板卡的测试装置实施例二左视图，所述装置包括：

本发明实施例一所述的测试背板401以及支撑部件。

所述测试背板401包括板卡槽位216和背板接口201-212，其中，板卡槽位216包括：高速连接器213、板卡电源座214和定位销215。

所述支撑部件包括：

底座402，所述底座402一面的四角分别设置有一个支柱403，用于支撑所述底座402。

所述底座402的另一面包括：

至少一个立式支架501，用于支撑和固定所述测试背板401。所述立式支架501、测试背板401和底座402三者之间两两垂直固定，测试背板401通过立式支架501固定在底座402上。立式支架501与测试背板401之间通过螺丝405固定，立式支架501与底座402之间也通过螺丝405固定。当然，这里也可以采用其他固定方式，这里不再一一说明。

可选的，本发明中立式支架501有两个，承载测试背板401的受力，减小测试背板401的形变。当然，立式支架501的个数还可以根据实际情况具体设定，并不仅限于2个。

至少一对导槽404，所述导槽404与所述测试背板401所在平面垂直固定，所述导槽404的个数是所述板卡槽位216个数的二倍，用于引导板卡正确插入测试背板401。

如图5所示，导槽404成对设置，导槽404与测试背板401所在平面垂直，固定在底座402上。导槽404的个数是板卡槽位216个数的二倍。所述导槽404采用金属材质。

可选的，所述测试装置还包括：

至少一个便携把手502。

便携把手502方便携带所述测试装置。

可选的，所述测试装置还包括：

至少一个散热风扇503，所述散热风扇设置于底座402中间镂空处。

所述散热风扇503与电源座207相连，由电源座207给散热风扇503供电。散热风扇503用于对插入测试背板401的板卡进行散热，散热风扇503采用定向风散热方式，达到最佳散热效果，保证整个测试装置稳定可靠。

由上述内容可知，本发明还有如下有益效果：

一方面，现有技术中，对量子密钥分发系统的测试局限于在板卡所安装的机箱内部进行，受机箱的结构和板卡之间相互叠加的影响，测试的空间局限性较大。本发明中，测试装置使用导槽404和定位销215，方便快速的插入和拔出板卡；板卡利用导槽404和高速连接器213作为支撑，无需添加额外支撑设备；每个板卡槽位216之间有一定的空间，插入的板卡互不遮挡，合理的利用了空间，提供了一个最大限度的可测试空间。

另一方面，现有技术中，机箱内板卡之间的接口信号无法引出，无法对板卡之间的互联信号进行测试，不易定位接口问题。本发明中，所述测试装置不仅支持对量子密钥分发系统中的单个板卡进行测试，还可以实现对多个板卡一起测试以及板卡间的互联测试，实现对接口问题的快速定位。

又一方面，现有技术中，机箱体积庞大，不易携带，影响板卡测试的效率。本发明中，测试装置体积小，携带方便。

再一方面，测试装置采用散热风扇503对板卡进行定向风散热，保证整个测试装置稳定可靠。

实施例三

图7为本发明一种板卡测试子系统实施例三第一种结构示意图，所述子系统包括：

本发明实施例二所述的测试装置701、示波器702、测试电脑703和电源704，所述测试装置701分别通过时钟信号输出接口以及单端信号输出接口与示波器702相连，测试装置701还分别与测试电脑703和电源704相连。

所述测试装置701包括测试背板和支撑部件。

将需要测试的板卡插入测试装置701，利用电源704给整个测试子系统供电，利用示波器702和测试电脑703对板卡进行测试。每次测试可以只针对一个板卡进行测试，也可以对多个板卡同时测试。可以测试板卡输入/输出的串口信号，板卡输出的光源驱动信号相对时钟信号的抖动性。

图8为本发明一种板卡测试子系统实施例三第二种结构示意图，所述子系统包括：

本发明实施例二所述的第一测试装置801，所述第一测试装置801分别与第一光电装置802、第一测试电脑803以及第一电源804相连。

本发明实施例二所述的第二测试装置808，所述第二测试装置808分别与第二光电装置809、第二测试电脑810以及第二电源811相连。

第一光电装置802和第二光电装置809通过路径光纤相连。

所述第一光电装置802包括：探测器805、第一光源板806、第一光学部件807，所述第一光学部件807中有光学调制器。

所述第二光电装置809包括：第二光源板812、第二光学部件813，所述第二光电装置809还包括第二高速光电接口。

第一测试装置801分别通过探测器控制信号输出接口以及探测器计数信号输入接口与探测器805相连；第一测试装置801通过时钟信号输入接口与第一光源板806相连；第一测试装置801通过光电转换接口与第一光学部件807相连。

第二测试装置808的第一高速光电接口与第二光电装置809的第二高速光电接口相连。

上述第二种子系统用于测试第一光电装置802中探测器805输出信号和第一光电装置802提供的电时钟信号之间的时间差以及探测器805输出信号和第一光电装置802提供的光时钟信号之间的时间差。

下面结合具体的测试实例对上述测试子系统进行详细说明：

第一种测试实例：板卡的关键信号引出测试

先将待测板卡插入测试背板中的板卡槽位，利用导槽和定位销的定位导向作用，使板卡与板卡槽位中的高速连接器和板卡电源座紧密接触，高速连接器用于将各种数据和信号引入和引出待测试板卡。板卡电源座与测试背板上的电源座相连，测试背板上的电源座与外部电源相连，为待测板卡供电。散热风扇通电后自动开启，为待测板卡散热。下述测试实例采用实施例三所述的板卡测试子系统。

（1）测试板卡的串口输入/输出信号

将测试背板上的串口信号接口与测试电脑相连，所述串口信号接口将待测板卡的串口信号电平与测试电脑的串口信号电平进行相互转换，测试方法包括：

1.1.1、初始化待测板卡。

1.1.2、从测试电脑加载测试串口信号的测试逻辑，并将所述测试逻辑发送到待测板卡。

1.1.3、接收所述测试电脑发送的处理数据，并将所述处理数据发送到待测板卡，以便待测板卡对处理数据进行处理得到测试数据。

1.1.4、接收待测板卡发送的测试数据。

1.1.5、将所述测试数据发送到测试电脑，以便测试电脑接收到测试数据后进行分析得到测试结果。

（2）测试板卡输出的光源驱动信号相对时钟信号的抖动性

将测试背板上的单端信号输出接口和时钟信号输出接口连接至示波器。

1.2.1、初始化待测板卡。

1.2.2、从测试电脑加载抖动性测试逻辑，将所述抖动性测试逻辑发送到待测板卡。

1.2.3、待测板卡根据抖动性测试逻辑发送光源驱动信号以及时钟信号。

1.2.4、接收待测板卡发送的光源驱动信号以及时钟信号。

1.2.5、将所述光源驱动信号以及所述时钟信号输出至示波器，以便示波器分析光源驱动信号相对于时钟信号的抖动性。

（3）测试探测器输出信号和光电装置提供的电时钟信号之间的时间差

将测试背板上的探测器计数信号输入接口与探测器输出端相连，将探测器控制信号输出接口与探测器控制端相连，将时钟信号输入接口与光电装置上的光源板相连。

1.3.1、初始化待测板卡。

1.3.2、从测试电脑加载第一时间差测试逻辑，将所述第一时间差测试逻辑发送到待测板卡。

所述第一时间差测试逻辑用于测试探测器输出信号和光电装置提供的电时钟信号之间的时间差。

1.3.3、待测板卡采集探测器计数信号以及光电装置的电时钟信号。

待测板卡通过探测器计数信号输入接口采集探测器输出的计数信号，通过时钟信号输入接口采集电时钟信号。

1.3.4、接收待测板卡所采集的探测器计数信号同电时钟信号之间的时间差。

1.3.5、将所采集的探测器计数信号同电时钟信号之间的时间差发送到测试电脑，以便测试电脑分析得到测试结果。

（4）测试探测器输出信号和光电装置提供的光时钟信号之间的时间差

将测试背板上的探测器计数信号输入接口与探测器输出端相连，将探测器控制信号输出接口与探测器控制端相连，将光电转换接口与光电装置上的光学部件相连。

1.4.1、初始化待测板卡。

1.4.2、从测试电脑加载第二时间差测试逻辑，将所述第二时间差测试逻辑发送到待测板卡。

所述第二时间差测试逻辑用于测试探测器输出信号和光电装置提供的光时钟信号之间的时间差。

1.4.3、待测板卡采集探测器计数信号以及光电装置的光时钟信号。

待测板卡通过探测器计数信号输入接口采集探测器输出的计数信号，通过光电转换接口采集光时钟信号。

1.4.4、接收待测板卡发送的探测器计数信号同光时钟信号之间的时间差。

1.4.5、将所采集的探测器计数信号同光时钟信号之间的时间差发送到测试电脑，以便测试电脑分析得到测试结果。

上述测试实例可以应用于量子密钥分发系统的板卡，并不仅限于上述测试实例，其他测试实例类似，这里不再一一赘述。还可以对多块板卡同时测试，将多块板卡都插入板卡槽位中，使用同一个电源和测试电脑进行测试，多块板卡之间的测试相互之间没有影响。

实施例四

图9为本发明一种板卡互联测试子系统实施例四结构示意图，所述子系统包括：

本发明实施例二所述的测试装置901、测试电脑902和电源903，所述测试装置901分别与测试电脑902和电源903相连。

所述测试装置901包括测试背板和支撑部件。

板卡互联测试子系统用于测试板卡之间信号的连通性。

下面结合具体的测试实例对上述板卡互联测试子系统进行详细说明：

第二种测试实例：板卡的互联测试

以测试主控板与数据处理板之间的串口连通性为例，将主控板、数据处理板和系统管理板插入板卡槽位，利用导槽和定位销的定位导向作用，使主控板、数据处理板和系统管理板与各自插入的板卡槽位中的高速连接器和板卡电源座紧密接触，高速连接器用于将各种数据和信号引入和引出待测试板卡。测试背板上的电源座与外部电源相连，每个板卡槽位上的板卡电源座与电源座相连，每个板卡槽位上的板卡电源座为插入此板卡槽位的板卡供电。散热风扇通电后自动开启，为板卡散热。本测试实例采用实施例四所述的板卡互联测试子系统。

系统管理板通过网络信号接口与测试电脑相连。

2.1.1、初始化主控板、数据处理板和系统管理板。

2.1.2、从测试电脑加载互联测试逻辑，并将所述互联测试逻辑发送到系统管理板。

2.1.3、系统管理板向主控板发送测试指令，主控板发起其与数据处理板之间的串口测试，主控板向系统管理板返回测试数据。

2.1.4、接收系统管理板发送的测试数据。

2.1.5、将所述测试数据发送到测试电脑，以便测试电脑进行分析得到测试结果。

具体应用时，并不仅限于上述实例中的测试主控板与数据处理板之间的串口连通性，还可以进行其他板卡间的互联测试。

实施例五

图10为本发明一种量子密钥分发测试系统实施例五结构示意图，所述系统包括：

发送方子系统1001，以及接收方子系统1002。

每个子系统包括本发明实施例二所述的测试装置、光电装置、主控板、数据处理板、密钥管理板和系统管理板，各个板卡插入测试装置中的相应板卡槽位。

每个子系统中的测试装置上的第一高速光电接口与光电装置上的第二高速光电接口相连。

每个子系统也可以同时既作为发送方子系统，也作为接收方子系统。

所述接收方子系统1002中的测试装置分别通过探测器控制信号输出接口以及探测器计数信号输入接口与接收方光电装置1004中的探测器相连。

所述发送方子系统1001中的测试装置分别与测试电脑、电源和示波器相连；所述接收方子系统1002中的测试装置分别与测试电脑、电源、示波器和万用表相连。

所述发送方子系统1001中的发送方光电装置1003和所述接收方子系统1002中的接收方光电装置1004通过路径光纤相连。

发送方子系统1001中的主控板与接收方子系统1002中的主控板通过网络通道相连。

通过网络通道实现发送方子系统1001中的主控板与接收方子系统1002中的主控板之间的数据交互。

发送方子系统1001中的数据处理板与接收方子系统1002中的数据处理板通过网络通道相连。

通过网络通道实现发送方子系统1001中的数据处理板与接收方子系统1002中的数据处理板之间的数据交互。

发送方子系统1001中的系统管理板与测试电脑通过测试装置上的串口信号接口或网络信号接口相连。

接收方子系统1002中的系统管理板与测试电脑通过测试装置上的串口信号接口或网络信号接口相连。

串口信号接口或网络信号接口实现了系统管理板与测试电脑之间的状态数据和控制命令的交互。

量子密钥分发测试系统可以实现对量子密钥分发系统进行系统测试，分析定位系统中的异常。

下面结合具体的测试实例对上述量子密钥分发测试系统进行详细说明：

第三种测试实例：量子密钥分发系统测试

本测试实例采用本发明实施例五所提供的量子密钥分发测试系统。将收发方子系统中的主控板、数据处理板、系统管理板以及密钥管理板插入各子系统中的测试装置中的板卡槽位。利用导槽和定位销的定位导向作用，使主控板、数据处理板、系统管理板以及密钥管理板与各自插入的板卡槽位中的高速连接器和板卡电源座紧密接触，高速连接器用于将各种数据和信号引入和引出待测试板卡。测试背板上的电源座与外部电源相连，每个板卡槽位上的板卡电源座与电源座相连，每个板卡槽位上的板卡电源座为插入此板卡槽位的板卡供电，则各子系统中的主控板、数据处理板、系统管理板以及密钥管理板使用共同的电源供电。每个子系统的测试装置中的散热风扇为板卡进行散热，保证子系统的稳定性。

所述发送方子系统中的发送方光电装置和所述接收方子系统中的接收方光电装置通过路径光纤相连；发送方子系统中的主控板与接收方子系统的主控板通过网络通道相连；发送方子系统中的数据处理板与接收方子系统的数据处理板通过网络通道相连；发送方子系统中的系统管理板与测试电脑通过串口信号接口或网络信号接口相连；接收方子系统中的系统管理板与测试电脑通过串口信号接口或网络信号接口相连；每个子系统中的测试背板上的第一高速光电接口与光电装置上的第二高速光电接口相连；接收方子系统中的测试装置分别通过探测器控制信号输出接口以及探测器计数信号输入接口与接收方光电装置中的探测器相连。

3.1.1、发送方子系统和接收方子系统分别初始化各自系统中的主控板、数据处理板、系统管理板和密钥管理板。

3.1.2、发送方子系统和接收方子系统分别从各自的测试电脑加载量子密钥分发系统测试逻辑，并将所述量子密钥分发系统测试逻辑分别发送到各自系统中的主控板、数据处理板、系统管理板和密钥管理板。

3.1.3、发送方测试电脑下发测试指令，发送方子系统和接收方子系统根据量子密钥分发系统测试逻辑进行测试。

3.1.4、接收各子系统量子密钥分发的测试数据。

3.1.5、将各子系统量子密钥分发的测试数据发送到各子系统的测试电脑，以便测试电脑分析测试数据得到测试结果。

通过测试电脑上的调试软件可以查看各子系统运行状态及异常信息情况。例如，运行过程出现异常时可能有以下几种情况：

如果光信号没有发出来，将单端信号输出接口连接至示波器，观察光源驱动信号是否正常；

如果延时扫描不通过，且探测器计数无变化，那么将探测器控制信号输出接口连接至示波器，观察探测器控制信号延时扫描过程是否正常；

如果信号反馈不通过，且探测器计数变化范围不大，将光学调制器控制信号输出接口连接至万用表，观察信号反馈过程是否正常；

如果数据采集没有信号，将探测器输出端连接至示波器，观察探测器输出是否正常。

观察上述关键信号是否正常，基本可以分析定位出量子密钥分发系统中的异常点所在。当然，异常情况并不仅限于上述几种情况，还有其他的异常情况出现，这里不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种板卡的测试背板，其特征在于，所述背板包括：

底板，用于固定背板接口和至少一个板卡槽位；

所述背板接口包括：

至少一个探测器计数信号输入接口，用于接收探测器输出的计数信号；

光学调制器控制信号输出接口，用于向测试仪器输出光学调制器控制信号；

至少一个时钟输出接口，用于输出板卡的时钟信号；

至少一个时钟输入接口，用于接收光电装置发送的时钟信号；

光电转换接口，用于将输入的光信号转换成电信号输出；

背板接口的电源座，用于提供电源；

第一高速光电接口，用于将板卡输入的光源驱动信号输出至光源板，并将板卡输入的控制信号输出至光学调制器，以及将所接收到的光电装置提供的时钟信号输出至板卡，所述光源驱动信号用于驱动光源板上的激光器发光；

至少一个单端信号输出接口，用于将板卡输出的光源驱动信号转换成单端信号输出；

至少一个串口信号接口，用于将板卡的串口信号电平与测试电脑的串口信号电平进行相互转换；

至少一个探测器控制信号输出接口，用于将探测器控制信号输出至探测器或测试仪器；

至少一个网络信号接口，用于实现板卡与其他设备间网络数据的交互；

板卡槽位，用于插入板卡；

每个板卡槽位包括：

高速连接器，所述高速连接器与背板接口相连，用于实现背板接口与板卡之间的信息交互；

板卡电源座，所述板卡电源座与背板接口的电源座相连，用于向板卡供电。

2.根据权利要求1所述的背板，其特征在于，所述每个板卡槽位还包括：

一对定位销，所述一对定位销位于板卡槽位两端，用于给插入板卡槽位的板卡定位。

3.根据权利要求1所述的背板，其特征在于，所述背板接口的电源座包括：

电源处理电路，用于防止电源反相以及限制电流。

4.一种板卡的测试装置，其特征在于，所述装置包括：

权利要求1-3任意一项所述的测试背板和支撑部件；

所述支撑部件包括：

底座，所述底座一面的四角分别设置有一个支柱，用于支撑所述底座；

所述底座的另一面包括：

至少一个立式支架，所述立式支架、测试背板和底座三者之间两两垂直固定，用于支撑和固定所述测试背板；

至少一对导槽，所述导槽与所述测试背板所在平面垂直固定，所述导槽的个数是所述板卡槽位个数的二倍，用于引导板卡正确插入测试背板。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述测试装置还包括：

至少一个便携把手。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述测试装置还包括：

至少一个散热风扇，所述散热风扇设置于底座中间镂空处。

7.一种板卡测试子系统，其特征在于，所述子系统包括：

权利要求4-6任意一项所述的测试装置、示波器、测试电脑和电源，所述测试装置分别通过时钟信号输出接口以及单端信号输出接口与示波器相连，所述测试装置还分别与测试电脑和电源相连。

8.一种板卡测试子系统，其特征在于，所述子系统包括：

权利要求4-6任意一项所述的第一测试装置，所述第一测试装置分别与第一光电装置、第一测试电脑以及第一电源相连；

权利要求4-6任意一项所述的第二测试装置，所述第二测试装置分别与第二光电装置、第二测试电脑以及第二电源相连；

所述第一光电装置和第二光电装置通过路径光纤相连；

所述第一光电装置包括：探测器、第一光源板、第一光学部件，所述第一光学部件中有光学调制器；

所述第二光电装置包括：第二光源板、第二光学部件，所述第二光电装置还包括第二高速光电接口；

所述第一测试装置分别通过探测器控制信号输出接口以及探测器计数信号输入接口与探测器相连，通过时钟信号输入接口与第一光源板相连，通过光电转换接口与第一光学部件相连；

所述第二测试装置的第一高速光电接口与第二光电装置的第二高速光电接口相连。

9.一种板卡互联测试子系统，其特征在于，所述子系统包括：

权利要求4-6任意一项所述的测试装置、测试电脑和电源，所述测试装置分别与测试电脑和电源相连。

10.一种量子密钥分发测试系统，其特征在于，所述系统包括：

发送方子系统，以及接收方子系统；

每个子系统包括：权利要求4-6任意一项所述的测试装置、光电装置、主控板、数据处理板、密钥管理板和系统管理板，各个板卡插入测试装置中的相应板卡槽位；

每个子系统中的测试装置上的第一高速光电接口与光电装置上的第二高速光电接口相连；

所述接收方子系统中的测试装置分别通过探测器控制信号输出接口以及探测器计数信号输入接口与光电装置中的探测器相连；

所述发送方子系统中的测试装置分别与测试电脑、电源和示波器相连，所述接收方子系统中的测试装置分别与测试电脑、电源、示波器和万用表相连；

所述发送方子系统中的光电装置和所述接收方子系统中的光电装置通过路径光纤相连；

发送方子系统中的主控板与接收方子系统中的主控板通过网络通道相连；

发送方子系统中的数据处理板与接收方子系统中的数据处理板通过网络通道相连；

发送方子系统中的系统管理板与测试电脑通过测试装置上的串口信号接口或网络信号接口相连；

接收方子系统中的系统管理板与测试电脑通过测试装置上的串口信号接口或网络信号接口相连。