CN107769849A - 一种plc波分复用技术光学测试系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PLC波分复用技术光学测试系统及其方法，属于光纤技术领域，包括C波段光源模块、1×N分光器、滤波器控制电路、可调光滤波器模块、光功率探测器、偏振控制器、耦合器和计算机控制系统，可同时测试需测试的模块(DTM)多个通道的基础光学指标；本发明的通道数支持1～N(N＞16)，满足传统C波段波分系统中器件的测试；本发明所有指标可以独立设置阈值范围，系统自动完成设计中组件间的切换和测试记录，且具备自动判断测试结果的功能；本发明的系统具有自身监控和校准功能，能实时监控系统光源和滤波器的波长准确性和功率准确性，保证系统在测试时处于准确和可靠的状态，确保测试结果的准确性，减少了测试误差。
Description
技术领域
本发明属于光纤技术领域。
背景技术
随着目前波分技术的持续升级，光纤网络中使用的器件种类和功能越来越复杂，各种不同功能的器件和模块越来越多,诸如可调功率光复用器(VMUX)、光分插复用器(OADM)、衰减器(VOA)光开关(OSW)等光器件，这些器件和模块的光学指标特性决定了传输网络的质量和稳定性，这些器件目前都主要应用在C波段的通信波长范围类。
目前，这些传统C波段的器件和模块，在生产和测试过程中，所使用的测试设备型号和种类较多，并且这些设备主要由国外厂家生产，价格昂贵，对于传统C波段的测试需求来说，成本较高，价值利用率太低，从而导致器件厂家生产成本居高不下。
发明内容
本发明的目的是提供一种PLC波分复用技术光学测试系统及其方法，解决了同时测试待测试模块的多个通道的基础光学指标的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种PLC波分复用技术光学测试系统，包括C波段光源模块、1×N分光器、滤波器控制电路、可调光滤波器模块、光功率探测器、偏振控制器、耦合器和计算机控制系统，C波段光源模块的输出端与可调光滤波器模块的输入端连接，可调光滤波器模块的输出端与偏振控制器的输入端连接，偏振控制器的输出端与耦合器的输入端连接，耦合器的第一输出端与1×N分光器的公共端连接、第二输出端与光功率探测器连接，1×N分光器的输出端与待测试模块的输入端连接，待测试模块的输出端与光功率探测器连接；可调光滤波器模块连接滤波器控制电路，滤波器控制电路、偏振控制器和光功率探测器均与计算机控制系统连接。
所述C波段光源模块的光源为具有宽波段输出的宽带光源；所述C波段光源模块的型号为ASE-C。
所述可调滤波器为具有调制宽带光源为任意单波长或窄带输出波长的调制光学滤波器件，其型号为OTF-10。
所述光功率探测器包括数个光探测器或者阵列集成式光学探测器。
所述光功率探测器为具有N个通道的阵列探测器，其型号为PD-ARRAY40。
所述耦合器为2X2均分耦合器，其型号为COUPLER2-2。
所述计算机控制系统为电脑或工控机。
一种PLC波分复用技术光学测试方法，包括如下步骤：
步骤1：建立所述一种PLC波分复用技术光学测试系统；
步骤2：系统波长相关插入损耗校准：计算机控制系统控制可调光滤波器模块输出波长为测试所需的光源，将1×N分光器的输出端口与待测试模块连接，计算机控制系统采集并计算光功率探测器的光功率值P2i，其中i为对应分光器的第i个通道的光功率接收端口的光功率值；
步骤3：对待测试模块的光谱特性进行采集：计算机控制系统控制可调光滤波器模块按照预设波长，以最小波长间隔(一般为3-5pm)匀速改变可调光滤波器模块的输出波长，计算机控制系统实时同步采集光功率探测器的光功率最大值P2maxi和最小值P2mini，其中i为对应待测试模块的第i个通道的光功率接收端口的光功率值；
步骤4：对待测试模块的光学指标进行分析测试，所述光学指标包括插入损耗、偏振相关损耗、带宽和隔离度，记录步骤2中待测试模块各通道在不同波长下的光功率最大值P2maxi和最小值P2mini，计算机控制系统根据光功率最大值P2maxi和最小值P2mini分析并计算待测试模块的插入损耗和偏振相关损耗，其计算公式如下：
平均插入损耗IL：IL＝(P2maxi+P2mini)/2-P2i；
偏正相关损耗PDL：PDL＝P2maxi-P2mini；
计算机控制系统根据平均插入损耗IL和偏正相关损耗PDL分析待测试模块的带宽和隔离度，并以图表的形式展示待测试模块的光学指标。
本发明所述的一种PLC波分复用技术光学测试系统及其方法，可同时测试需测试的模块(DTM)多个通道的基础光学指标，如插入损耗(IL)和偏振相关损耗(PDL)，回波损耗(RL)，衰减精度，方向性，波长精度，带宽，增益平坦度，隔离度等光学指标；本发明的通道数支持1～N(N＞16)，满足传统C波段波分系统中器件的测试；本发明所有指标可以独立设置阈值范围，系统自动完成设计中组件间的切换和测试记录，且具备自动判断测试结果的功能；本发明的系统具有自身监控和校准功能，能实时监控系统光源和滤波器的波长准确性和功率准确性，保证系统在测试时处于准确和可靠的状态，确保测试结果的准确性，减少了测试误差。
附图说明
图1是本发明的系统结构图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示的一种PLC波分复用技术光学测试系统，包括C波段光源模块、1×N分光器、滤波器控制电路、可调光滤波器模块、光功率探测器、偏振控制器、耦合器和计算机控制系统，C波段光源模块的输出端与可调光滤波器模块的输入端连接，可调光滤波器模块的输出端与偏振控制器的输入端连接，偏振控制器的输出端与耦合器的输入端连接，耦合器的第一输出端与1×N分光器的公共端连接、第二输出端与光功率探测器连接，1×N分光器的输出端与待测试模块的输入端连接，待测试模块的输出端与光功率探测器连接；可调光滤波器模块连接滤波器控制电路，滤波器控制电路、偏振控制器和光功率探测器均与计算机控制系统连接。
所述C波段光源模块的光源为具有宽波段输出的宽带光源；所述C波段光源模块的型号为ASE-C。
所述可调滤波器为具有调制宽带光源为任意单波长或窄带输出波长的调制光学滤波器件，其型号为OTF-10。
所述光功率探测器包括数个光探测器或者阵列集成式光学探测器。
所述光功率探测器为具有N个通道的阵列探测器，其型号为PD-ARRAY40。
所述耦合器为2X2均分耦合器，其型号为COUPLER2-2。
所述计算机控制系统为电脑或工控机。
C波段光源模用于提供C波段宽度内全波长的稳定功率的宽带光源；可调光滤波器模块用于调制输出光源，使输出光源在指定C波段内的指定波长范围；光功率探测器用于测量待测试光器件光纤端口的光功率；偏振控制器用于改变输入光源的偏振状态；耦合器用于实现不同光路所需测试和检测的光分光比。
所述待测试光器件是单通道或多通道的无源或者有源光器件。
C波段光源模块提供C波段宽波段光源，计算机控制系统通过控制滤波器控制电路来控制可调光滤波器模块的输出，可调光滤波器模块选择性输出不同波长的输出光源，偏振控制器控制所述输出光源的偏振状态，光功率探测器实现通道的光功率和回波光功率的采集。
滤波器控制电路、偏振控制器和光功率探测器均通过计算机控制系统完成状态切换、状态读取和数值保存的工作。
C波段光源模块提供的光源为一个具有宽带范围的宽光源(具有且包含1520nm～1580nm波段的宽光源)，C波段光源模块与可调光滤波器模块的输入端连接，使其输出为具有且包含1520nm～1580nm波段中任意一个单波长或者窄带波长的输出光源，计算机控制系统可以根据测试要求通过滤波器控制电路来控制可调光滤波器模块输出不同波长的光源。
可调光滤波器模块是一个可快速调节的光学滤波器，用于在所述光源中选择过滤任一测试所需的单波长光源输出。
滤波器控制电路用于根据计算机控制系统的反馈信号，通过计算机控制系统对可调光滤波器模块进行实时监控和校准，从而避免波长的漂移，保证输出波长的稳定和准确。
偏振控制器用于改变输入光源的偏振状态，偏振控制器控制输出器件输入光源的偏振状态，光功率探测器记录不同偏振状态下每个通道的光功率的变化值，从而记录了待测试模块的每个通道的不同偏振状态下的插损值。
计算机控制系统用于对滤波器控制电路、偏振控制器和光功率探测器进行统一控制，使可调光滤波器模块满足测试光源输出的需要，计算机控制系统通过控制偏振控制器实现对输入光源偏振状态的改变，计算机控制系统读取光功率探测器测试的光功率数据，计算机控制系统实现数据的自动分析与输出，快速得到测试结果，并以图表的形式展示测试结果。
实施例2：
实施例2所述的一种PLC波分复用技术光学测试方法是在实施例1所述的一种PLC波分复用技术光学测试系统的基础上实现的，包括如下步骤：
步骤1：建立所述一种PLC波分复用技术光学测试系统；
步骤2：系统波长相关插入损耗校准：计算机控制系统控制可调光滤波器模块输出波长为测试所需的光源，将1×N分光器的输出端口与待测试模块连接，计算机控制系统采集并计算光功率探测器的光功率值P2i，其中i为对应分光器的第i个通道的光功率接收端口的光功率值；
步骤3：对待测试模块的光谱特性进行采集：计算机控制系统控制可调光滤波器模块按照预设波长，以最小波长间隔(一般为3-5pm)匀速改变可调光滤波器模块的输出波长，计算机控制系统实时同步采集光功率探测器的光功率最大值P2maxi和最小值P2mini，其中i为对应待测试模块的第i个通道的光功率接收端口的光功率值；
步骤4：对待测试模块的光学指标进行分析测试，所述光学指标包括插入损耗、偏振相关损耗、带宽和隔离度，记录步骤2中待测试模块各通道在不同波长下的光功率最大值P2maxi和最小值P2mini，计算机控制系统根据光功率最大值P2maxi和最小值P2mini分析并计算待测试模块的插入损耗和偏振相关损耗，其计算公式如下：
平均插入损耗IL：IL＝(P2maxi+P2mini)/2-P2i；
偏正相关损耗PDL：PDL＝P2maxi-P2mini；
计算机控制系统根据平均插入损耗IL和偏正相关损耗PDL分析待测试模块的带宽和隔离度，并以图表的形式展示待测试模块的光学指标。
本发明所述的一种PLC波分复用技术光学测试系统及其方法，可同时测试需测试的模块(DTM)多个通道的基础光学指标，如插入损耗(IL)和偏振相关损耗(PDL)，回波损耗(RL)，衰减精度，方向性，波长精度，带宽，增益平坦度，隔离度等光学指标；本发明的通道数支持1～N(N＞16)，满足传统C波段波分系统中器件的测试；本发明所有指标可以独立设置阈值范围，系统自动完成设计中组件间的切换和测试记录，且具备自动判断测试结果的功能；本发明的系统具有自身监控和校准功能，能实时监控系统光源和滤波器的波长准确性和功率准确性，保证系统在测试时处于准确和可靠的状态，确保测试结果的准确性，减少了测试误差。
Claims (8)
1.一种PLC波分复用技术光学测试系统，其特征在于：包括C波段光源模块、1×N分光器、滤波器控制电路、可调光滤波器模块、光功率探测器、偏振控制器、耦合器和计算机控制系统，C波段光源模块的输出端与可调光滤波器模块的输入端连接，可调光滤波器模块的输出端与偏振控制器的输入端连接，偏振控制器的输出端与耦合器的输入端连接，耦合器的第一输出端与1×N分光器的公共端连接、第二输出端与光功率探测器连接，1×N分光器的输出端与待测试模块的输入端连接，待测试模块的输出端与光功率探测器连接；可调光滤波器模块连接滤波器控制电路，滤波器控制电路、偏振控制器和光功率探测器均与计算机控制系统连接。
2.如权利要求1所述的一种PLC波分复用技术光学测试系统，其特征在于:所述C波段光源模块的光源为具有宽波段输出的宽带光源；所述C波段光源模块的型号为ASE-C。
3.如权利要求1所述的一种PLC波分复用技术光学测试系统，其特征在于:所述可调滤波器为具有调制宽带光源为任意单波长或窄带输出波长的调制光学滤波器件，其型号为OTF-10。
4.如权利要求1所述的一种PLC波分复用技术光学测试系统，其特征在于:所述光功率探测器包括数个光探测器或者阵列集成式光学探测器。
5.如权利要求4所述的一种PLC波分复用技术光学测试系统，其特征在于：所述光功率探测器为具有N个通道的阵列探测器，其型号为PD-ARRAY40。
6.如权利要求1所述的一种PLC波分复用技术光学测试系统，其特征在于:所述耦合器为2X2均分耦合器，其型号为COUPLER2-2。
7.如权利要求1所述的一种PLC波分复用技术光学测试系统，其特征在于:所述计算机控制系统为电脑或工控机。
8.一种PLC波分复用技术光学测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：建立所述一种PLC波分复用技术光学测试系统；
步骤2：系统波长相关插入损耗校准：计算机控制系统控制可调光滤波器模块输出波长为测试所需的光源，将1×N分光器的输出端口与待测试模块连接，计算机控制系统采集并计算光功率探测器的光功率值P2i，其中i为对应分光器的第i个通道的光功率接收端口的光功率值；
步骤3：对待测试模块的光谱特性进行采集：计算机控制系统控制可调光滤波器模块按照预设波长，以最小波长间隔(一般为3-5pm)匀速改变可调光滤波器模块的输出波长，计算机控制系统实时同步采集光功率探测器的光功率最大值P2maxi和最小值P2mini，其中i为对应待测试模块的第i个通道的光功率接收端口的光功率值；
步骤4：对待测试模块的光学指标进行分析测试，所述光学指标包括插入损耗、偏振相关损耗、带宽和隔离度，记录步骤2中待测试模块各通道在不同波长下的光功率最大值P2maxi和最小值P2mini，计算机控制系统根据光功率最大值P2maxi和最小值P2mini分析并计算待测试模块的插入损耗和偏振相关损耗，其计算公式如下：
平均插入损耗IL：IL＝(P2maxi+P2mini)/2-P2i；
偏正相关损耗PDL：PDL＝P2maxi-P2mini；
计算机控制系统根据平均插入损耗IL和偏正相关损耗PDL分析待测试模块的带宽和隔离度，并以图表的形式展示待测试模块的光学指标。
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