CN109067457B - 一种多速率误码分析检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多速率误码分析检测仪，包括用户终端、控制模块、检测模块、时钟晶振模块、信号整形模块和光模块；用户终端用于通过控制模块向检测模块发送操作指令；时钟晶振模块用于生成第一参考时钟或者第N参考时钟；检测模块用于根据第一参考时钟启动系统初始化，系统默认对应启动第一工作模式，并根据操作指令进行第一误码测试或者第N误码测试，向光模块发送相应的伪随机码序列；其还用于接收光模块发送的运行结果，采集误码数据；光模块用于接收伪随机码序列，运行之后向检测模块发送运行结果。本发明的有益效果是：硬件成本低，操作简单，误码检测效率高，能够用于多种速率的光通信产品的误码检测，从而降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种多速率误码分析检测仪。背景技术
随着数字通信技术的发展，为了满足日益增长的业务需求，对通信传输速率要求越来越高，其中最为突出的反映，是对数字光模块的要求越来越高，目前数字光模块的主流速率为10Gbps和40Gbps，而25Gbps和100Gbps产品正陆续地在一些大的数字中心中推广使用，市场上甚至已经出现了速率为400Gbps的数字光模块，但相对还比较少。误码测试仪作为光模块研发和生产过程中的测试设备，其需求量也是有所增长。而之前的误码测试仪基本上是被国外的设备制造商所垄断，近几年，才慢慢地涌现出一些国产的设备。面对进口设备的高昂价格，国产设备的高性价比，无疑是其市场竞争的强有力优势。但国内的误码测试仪都是仅支持某一速率段，要么只支持高速率，要么只支持低速率，即扩展性比较差，提供既可以满足目前大部分厂家低速率产品的生产要求、也可以满足高速率产品的研发及生产要求的误码测试仪是一项亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种多速率误码分析检测仪。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
提供一种多速率误码分析检测仪，包括用户终端、控制模块、检测模块、时钟晶振模块、信号整形模块和光模块；
所述用户终端用于通过所述控制模块向所述检测模块发送操作指令，还用于接收所述检测模块发送的误码数据；
所述时钟晶振模块用于生成第一参考时钟或者第N参考时钟，且系统启动时，默认生成第一参考时钟；
所述检测模块用于根据所述第一参考时钟启动系统初始化，系统默认对应启动第一工作模式，并根据所述操作指令进行第一误码测试或者第N误码测试，向所述光模块发送相应的伪随机码序列，其中，若所述操作指令是进行第一误码测试，则检测模块配置系统第一工作模式，若所述操作指令是进行第N误码测试，则系统切换为对应的第N参考时钟，并配置系统第N工作模式；其还用于接收光模块发送的运行结果，从所述运行结果中采集误码数据，并分析所述误码数据;
其中，所述N为自然数；
所述光模块用于接收所述伪随机码序列，运行之后向所述检测模块发送运行结果；
所述信号整形模块设置在所述检测模块和所述光模块之间，且所述信号整形模块多路设置，用于对所述检测模块和所述光模块之间数据信号的上升下降时间及输出幅度进行调整。
本发明的有益效果是：本发明硬件成本低，操作简单，误码检测效率高，启动系统时，通过晶振模块配合时钟模块默认生成第一参考时钟，进行系统初始化，然后系统默认对应启动第一工作模式，并根据用户终端的操作指令进行第一误码测试或者第N误码测试，若所述操作指令是进行第一误码测试，则检测模块配置系统第一工作模式，若所述操作指令是进行第N误码测试，则系统切换为对应的第N参考时钟，并配置系统第N工作模式，系统在进行误码测试前，首先以默认生成的第一参考时钟进行初始化，然后根据操作指令直接进行第一误码测试，或者切换到第N工作模式，能够减少系统启动初始化时间，提高工作效率，并能够用于多种速率的光通信产品的误码检测，从而很大程度上降低高速率光通信产品的生产成本，可大量装配于高速率光通信产品的生产线上，用于光通信产品的生产调试；另外，通过信号整形模块对检测模块与光模块之间数据信号进行调整，能够减少数据信号的抖动。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步：所述检测模块包括检测单元、发送单元和接收单元；
所述检测单元用于根据所述第一参考时钟或者所述第二参考时钟启动系统初始化，系统默认对应启动第一工作模式，并根据所述操作指令向所述发送单元发送进行第一误码测试或者第N误码测试指令，其中，若所述操作指令是进行第N误码测试，则系统切换为对应的第N参考时钟，以及第N工作模式；
所述发送单元用于根据接收到的进行第一误码测试或者第N误码测试指令向所述光模块发送相应的伪随机码序列；
所述接收单元用于接收所述光模块的运行结果，并根据所述运行结果采集误码数据和告警数据。
上述进一步方案的有益效果是：通过检测单元向发送单元发送测试指令，通过接收单元接收光模块的运行结果，并同时采集伪随机码序列的误码数据，及接收信号丢失和失锁时相应的告警数据，以提高误码检测的准确率。
进一步：所述发送单元包括码型发生子单元，所述码型发生子单元用于向所述光模块发送相应的伪随机码序列。
上述进一步方案的有益效果是：通过向光模块发送伪随机码序列，以检测光模块在运行过程中的误码数据。
进一步：所述接收单元包括码型检测子单元和告警监测子单元，所述码型检测子单元用于接收所述光模块的运行结果，并根据所述运行结果分析误码数据，并向所述检测单元发送所述误码数据，所述检测单元对所述误码数据进行分析后输出；所述告警监测子单元用于根据所述误码数据分析告警数据，并向所述检测单元发送所述告警数据。
上述进一步方案的有益效果是：在光模块运行伪随机码序列过程中，码型检测子单元用于对运行过程中产生的误码数据进行统计，由检测单元对误码数据进行分析后输出，当产生接收信号丢失和接收信号失锁时，告警监测子单元产生相应的告警数据。
进一步：所述误码数据包括误码计数、当前误码率和误码告警。
进一步：所述告警数据包括接收信号丢失告警和接收信号失锁告警。
进一步：所述告警数据的优先级高于所述误码数据的优先级。
上述进一步方案的有益效果是：在告警监测子单元发出接收信号丢失告警和接收信号失锁告警时，能够及时停止对误码数据的采集和分析，以提高误码数据的准确性。
进一步：所述控制模块包括微控制单元和FPGA，所述微控制单元通过所述FPGA实现对所述检测单元的访问控制，实现所述用户终端与所述检测模块的数据交互；所述FPGA用于实现所述微控制单元与所述检测单元之间通信协议的转换。
上述进一步方案的有益效果是：由于微控制单元与检测单元之间不能直接进行通信，微控制单元与FPGA之间、FPGA与检测单元之间采用不同的通信协议，由FPGA实现两种通信协议之间的相互转换，进而实现微控制单元、用户终端与检测单元之间的数据交互。
附图说明
图1为本发明误码检测系统的模块原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种多速率误码分析检测仪，其包括用户终端、控制模块、检测模块、时钟晶振模块、信号整形模块和光模块；
所述用户终端用于通过所述控制模块向所述检测模块发送操作指令，还用于接收所述检测模块发送的误码数据；
所述时钟晶振模块用于生成第一参考时钟或者第N参考时钟，且系统启动时，默认生成第一参考时钟；
所述检测模块用于根据所述第一参考时钟启动系统初始化，系统默认对应启动第一工作模式，并根据所述操作指令进行第一误码测试或者第N误码测试，向所述光模块发送相应的伪随机码序列，其中，若所述操作指令是进行第一误码测试，则检测模块配置系统第一工作模式，若所述操作指令是进行第N误码测试，则系统切换为对应的第N参考时钟，并配置系统第N工作模式；其还用于接收光模块发送的运行结果，从所述运行结果中采集误码数据，并分析所述误码数据；
其中，所述N为自然数；
所述光模块用于接收所述伪随机码序列，运行之后向所述检测模块发送运行结果；
所述信号整形模块设置在所述检测模块和所述光模块之间，且所述信号整形模块多路设置，用于对所述检测模块和所述光模块之间数据信号的上升下降时间及输出幅度进行调整。
所述第一参考时钟、所述第一工作模式与所述第一误码测试一一对应，所述第N参考时钟、所述第N工作模式与所述第N误码测试一一对应；所述第一工作模式与所述第N工作模式分别对应一种标准业务速率下的工作模式，如IEEE 802.3bm 40GE标准业务速率、IEEE802.3ba 100GE标准业务速率和ITU OTL 4.4 OTU4标准业务速率。
所述信号整形模块的控制芯片采用型号为GN2017的信号整形芯片，采用多路设置，能够对每路数据信号独立进行调整，可以减少信号抖动，调整数据信号的上升下降时间以及数据信号的输出幅度；另外，上升信号整形模块的具体电路原理结构为现有公知技术，在此不再赘述。
所述检测模块包括检测单元、发送单元和接收单元；
所述检测单元用于根据所述第一参考时钟启动系统初始化，系统默认对应启动第一工作模式，并根据所述操作指令向所述发送单元发送进行第一误码测试或者第N误码测试指令，其中，若所述操作指令是进行第N误码测试，则系统切换为对应的第N参考时钟，以及第N工作模式；
所述发送单元用于根据接收到的进行第一误码测试或者第N误码测试指令向所述光模块发送相应的伪随机码序列；
所述接收单元用于接收所述光模块的运行结果，并根据所述运行结果采集误码数据和告警数据。
所述发送单元包括码型发生子单元，所述码型发生子单元用于向所述光模块发送相应的伪随机码序列。
所述接收单元包括码型检测子单元和告警监测子单元，所述码型检测子单元用于接收所述光模块的运行结果，并根据所述运行结果分析误码数据，并向所述检测单元发送所述误码数据，所述检测单元对所述误码数据进行分析后输出；所述告警监测子单元用于根据所述误码数据分析告警数据，并向所述检测单元发送所述告警数据。
所述误码数据包括误码计数、当前误码率和误码告警。
所述告警数据包括接收信号丢失告警和接收信号失锁告警。
所述告警数据的优先级高于所述误码数据的优先级。
所述控制模块包括微控制单元和FPGA，所述微控制单元通过所述FPGA实现对所述检测单元的访问控制，实现所述用户终端与所述检测模块的数据交互；所述FPGA用于实现所述微控制单元与所述检测单元之间通信协议的转换。
在本实施例中，所述FPGA与所述检测单元之间采用MDIO通信协议，所述微控制单元与所述FPGA之间采用SPI通信协议；所述微控制单元与所述检测单元之间不能直接进行通信，所以由所述FPGA实现MDIO通信协议与SPI通信协议之间的相互转换，进而实现用户终端与检测单元之间的数据交互。
还包括电源模块，所述电源模块用于向所述检测模块供电。
具体的，一种多速率误码分析检测仪的具体检测方法包括以下步骤：
S01：时钟晶振模块默认生成第一参考时钟；
S02：检测模块判断第一参考时钟是否准备好，若没有准备好，则系统启动失败，返回步骤S01，若第一参考时钟准备完毕，则进行步骤S03；
S03：检测模块启动系统初始化，系统默认对应启动第一工作模式；
S04：检测模块判断系统初始化是否成功，若没有成功，则系统启动失败，返回步骤S01，若系统初始化成功，则进行步骤S05；
S05：检测模块等待用户终端操作指令，判断是否进行第一误码测试，若是，则进行步骤S06，若不是，则进行步骤S07；
S06：若进行第一误码测试，则检测模块配置系统第一工作模式；
S07：若不进行第一误码测试，则检测模块判断是否进行第N误码测试，若不是，则返回步骤S05，若是，则时钟模块切换第N参考时钟，检测模块配置系统第N工作模式；
S08：检测模块向光模块发送伪随机码序列，光模块接收伪随机码序列，并运行，信号整形模块对所述伪随机码序列进行信号调整；
S09：检测模块接收光模块运行结果，从所述运行结果中采集误码数据，并分析所述误码数据；
S10：用户终端通过控制模块查询误码数据；
其中，所述N为自然数。
具体的，所述步骤S02至步骤S09中检测模块的相关操作是由检测单元进行的；
其中，所述步骤S08的具体操作流程为，检测单元启动发送单元，由发送单元中的码型发生子单元向光模块发送伪随机码序列，光模块接收伪随机码序列，并运行；
所述步骤S09的具体操作流程为，接收单元接收光模块的运行结果，由码型检测子单元从所述运行结果中采集误码数据，并由所述检测单元分析所述误码数据，由告警监测子单元根据所述误码数据分析告警数据；
所述步骤S10中，用户终端通过控制模块查询到的误码数据包括误码计数、当前误码率和误码告警，还能查询到包括接收信号丢失告警和接收信号失锁告警在内的告警数据。
其中，所述检测单元采用Microsemi公司生产的型号为VSC8248的误码测试专用芯片，其工作原理及电气连接关系均为现有公知技术，在此不再赘述。
在所述光模块运行过程中，所述步骤S09与所述步骤S10是同步实时运行的。
所述步骤S10中，若告警监测子单元通过接收到的误码数据分析到告警数据，即接收信号丢失告警和接收信号失锁告警，则所述步骤S09中码型检测子单元停止对误码数据的分析与更新，直至告警数据消失。
在产生接收信号丢失告警和接收信号失锁告警时，能够即时锁定接收信号丢失对象，并减小接收信号丢失对于误码数据采集的影响。
所述步骤S10中，若用户终端查询到告警数据，则用户终端可以根据接收信号丢失告警和接收信号失锁告警信息定位发生故障的被测对象，所述被测对象即为在光模块中运行的伪随机码序列。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (4)
1.一种多速率误码分析检测仪，其特征在于：包括用户终端、控制模块、检测模块、时钟晶振模块、信号整形模块和光模块；
所述用户终端用于通过所述控制模块向所述检测模块发送操作指令，还用于接收所述检测模块发送的误码数据；
所述时钟晶振模块用于生成第一参考时钟或者第N参考时钟，且系统启动时，默认生成第一参考时钟；
所述检测模块用于根据所述第一参考时钟启动系统初始化，系统默认对应启动第一工作模式，并根据所述操作指令进行第一误码测试或者第N误码测试，向所述光模块发送相应的伪随机码序列，其中，若所述操作指令是进行第一误码测试，则检测模块配置系统第一工作模式，若所述操作指令是进行第N误码测试，则系统切换为对应的第N参考时钟，并配置系统第N工作模式；其还用于接收光模块发送的运行结果，从所述运行结果中采集误码数据，并分析所述误码数据;
其中，所述N为自然数；
所述光模块用于接收所述伪随机码序列，运行之后向所述检测模块发送运行结果；
所述信号整形模块设置在所述检测模块和所述光模块之间，且所述信号整形模块多路设置，用于对所述检测模块和所述光模块之间数据信号的上升下降时间及输出幅度进行调整；
所述检测模块包括检测单元、发送单元和接收单元；
所述检测单元用于根据所述第一参考时钟启动系统初始化，系统默认对应启动第一工作模式，并根据所述操作指令向所述发送单元发送进行第一误码测试或者第N误码测试指令，其中，若所述操作指令是进行第N误码测试，则系统切换为对应的第N参考时钟，以及第N工作模式；
所述发送单元用于根据接收到的进行第一误码测试或者第N误码测试指令向所述光模块发送相应的伪随机码序列；
所述接收单元用于接收所述光模块的运行结果，并根据所述运行结果采集误码数据和告警数据；
所述接收单元包括码型检测子单元和告警监测子单元，所述码型检测子单元用于接收所述光模块的运行结果，并根据所述运行结果采集误码数据，并向所述检测单元发送所述误码数据，所述检测单元对所述误码数据进行分析后输出；所述告警监测子单元用于根据所述误码数据分析告警数据，并向所述检测单元发送所述告警数据；
若告警监测子单元通过接收到的误码数据分析到告警数据，即接收信号丢失告警和接收信号失锁告警，则码型检测子单元停止对误码数据的分析与更新，直至告警数据消失；
所述误码数据包括误码计数、当前误码率和误码告警；
所述告警数据包括接收信号丢失告警和接收信号失锁告警。
2.根据权利要求1所述一种多速率误码分析检测仪，其特征在于：所述发送单元包括码型发生子单元，所述码型发生子单元用于向所述光模块发送相应的伪随机码序列。
3.根据权利要求1所述一种多速率误码分析检测仪，其特征在于：所述告警数据的优先级高于所述误码数据的优先级。
4.根据权利要求1所述一种多速率误码分析检测仪，其特征在于：所述控制模块包括微控制单元和FPGA，所述微控制单元通过所述FPGA实现对所述检测单元的访问控制，实现所述用户终端与所述检测模块的数据交互；所述FPGA用于实现所述微控制单元与所述检测单元之间通信协议的转换。
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