CN117081664A - 一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本说明书公开了一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法，在Benes网络的中间级光开关和下一级光开关之间设置各监测端口，选择待测试光开关单元并获取待测试光开关单元的状态，从而根据待测试光开关单元的状态确定待测试路径，根据待测试路径从各监测端口中确定对待测试光开关进行测试的目标监测端口，向待测试路径中位于首位的光开关单元输入第一测试信号，对待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，进而从目标监测端口接收第二测试信号，根据第二测试信号确定待测试光开关单元的测试结果。可见，通过上述方案，减少了手动测试光开关单元的工作量和错误率，极大地降低了大规模光开关单元测试的难度。
Description
本申请要求于2022年9月5日提交国家知识产权局、申请号为202211075554.9、发明名称为“基于Benes网络的大规模开光单元自动测试方法和装置”的发明专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本说明书涉及硅基光电子芯片的封装测试技术领域，尤其涉及一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法。
背景技术
随着光子集成技术的日益发展，大规模光交换芯片在云计算、高性能计算机和数据中心的应用受到越来越多的关注。面对与日俱增的海量数据和信息交换，传统的光-电-光数据交换方式面临着交换延迟高、数据带宽小、功耗大等诸多问题。而大规模光交换芯片中核心的光开关采用全光交换的形式，大大提高了信息交换的速度，减小了数据中心庞大的功耗。
重排无阻塞Benes网络所需的光开关数量最少，有利于实现低功率、低功耗的大规模光交换功能。光开关通过改变干涉臂折射率改变两臂干涉相位差，从而实现光路切换。相位的变化由加载在干涉臂两端的电压或电流改变而导致开关单元呈现“交叉状态”(Cross)与“直通状态”(Bar)两种周期性状态。并且，由于工艺限制，光开关的实际最佳工作电压与设计并不完全一样，因此，在利用光交换芯片进行开关切换功能之前，需要测试出每个光开关单元分别在“Cross”和“Bar”两种状态下的最佳工作电压。
目前，在对光开关的测试中，需要针对光开关中每个光开关单元设置相对应的监测端口，通过对光开关单元施加测试电压，根据光开关单元在测试电压下的性能进行测量，并从监测端口处得到测试数据，从而得到光开关单元的工作性能与电压之间的关系，以此测试每个光开关单元的最佳工作电压。
但是，在上述方案中，光开关中每个光开关单元的监测口仍然需要重复执行每个开关单元的测试，极大地增加了测试的工作量，从而降低了光开关单元的测试效率。
基于此，本说明书提供了一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法。
发明内容
本说明书提供一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法、系统和装置，以部分的解决现有技术存在的上述问题。
本说明书采用下述技术方案：
本说明书提供了一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法，所述Benes网络包括各级光开关，所述各级光开关中的每一级光开关包含多个光开关单元；
所述方法包括：
从所述Benes网络的各级光开关中选择中间级光开关，在所述中间级光开关和所述中间级光开关的下一级光开关之间设置各监测端口；
从所述各级光开关中选择待测试光开关单元，从预设的各状态中选择所述待测试光开关单元的状态，并根据所述待测试光开关单元的状态，确定所述各级光开关中包含所述待测试光开关单元的待测试路径；
根据所述待测试路径，从所述各监测端口中确定对所述待测试光开关单元进行测试的所述待测试光开关单元对应的目标监测端口；
通过光发射设备发射第一测试信号，并基于第一机械光开关将所述第一测试信号输入所述待测试路径中位于首位的光开关单元，通过电驱动模块对所述待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，通过第二机械光开关从目标监测端口输出第二测试信号，并由所述第二机械光开关将所述第二测试信号传输给光接收设备；
根据所述光接收设备记录的第二测试信号，确定所述待测试光开关单元的测试结果。
可选地，所述在所述中间级光开关和所述中间级光开关的下一级光开关之间设置各监测端口，具体包括：
针对所述中间级光开关包含的每个光开关单元，从该光开关单元包含的若干输出端口中选择目标输出端口；
根据所述目标输出端口，确定所述下一级光开关包含的各光开关单元中，与该光开关单元对应的指定光开关单元；
在该光开关单元的目标输出端口，和该光开关单元对应的指定光开关单元的输入端口之间设置监测端口。
可选地，所述待测试光开关单元的状态包括交叉状态和直通状态；
所述根据所述待测试光开关单元的状态，确定所述各级光开关中包含所述待测试光开关单元的待测试路径，具体包括：
确定所述待测试光开关单元在所述各级光开关中的第一位置；
根据所述待测试光开关单元的状态，以及所述第一位置，确定与所述待测试光开关单元连接的各参考光开关单元；
分别确定所述各参考光开关单元在所述各级光开关中的各第二位置；
根据所述第一位置和所述各第二位置，将所述待测试光开关单元和所述各参考光开关单元依次连接，得到所述待测试光开关单元的待测试路径。
可选地，所述根据所述待测试路径，从所述各监测端口中确定对所述待测试光开关单元进行测试的所述待测试光开关单元对应的目标监测端口，具体包括：
确定所述待测试路径包含的各光开关单元；
根据所述待测试路径包含的各光开关单元在所述各级光开关中分别所处的位置，确定所述待测试路径的信号传输方向，作为所述待测试路径对应的指定方向；
根据所述指定方向，确定所述待测试路径包含的各光开关单元中位于末尾的光开关单元；
根据所述位于末尾的光开关单元，确定所述待测试光开关单元对应的目标监测端口。
可选地，基于第一机械光开关将所述第一测试信号输入所述待测试路径中位于首位的光开关单元之前，所述方法还包括：
根据所述指定方向，确定所述待测试路径包含的各光开关单元中位于首位的光开关单元。
可选地，通过电驱动模块对所述待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，具体包括：
确定所述待测试光开关单元的测试电压范围；
根据所述测试电压范围，确定第一输入电平和第二输入电平；其中，第一输入电平为固定幅值的偏置电平，所述第二输入电平为按照预设步长递增的控制电平；
通过电驱动模块向所述待测试光开关单元的第一输入端输入所述第一输入电平，向所述待测试光开关单元的第二输入端输入所述第二输入电平，使得所述待测试光开关单元进行电压扫描。
可选地，根据所述光接收设备记录的第二测试信号，确定所述待测试光开关单元的测试结果，具体包括：
根据所述光接收设备记录的第二测试信号和所述测试电压范围，确定所述待测试光开关单元的光功率和测试电压之间的关系；
当所述待测试光开关单元的状态为交叉状态时，则在所述关系中所述待测试光开关单元在光功率最小对应的测试电压为所述待测试光开关单元在直通状态下的最佳工作电压，所述待测试光开关单元在光功率最大对应的测试电压为所述待测试光开关单元在交叉状态下的最佳工作电压；
当所述待测试光开关单元的状态为直通状态时，则在所述关系中所述待测试光开关单元在光功率最小对应的测试电压为所述待测试光开关单元在交叉状态下的最佳工作电压，所述待测试光开关单元在光功率最大对应的测试电压为所述待测试光开关单元在直通状态下的最佳工作电压。
本说明书提供了一种基于Benes网络的光开关单元的测试系统，所述系统包括：光发射设备、第一机械光开关、光接收设备、第二机械光开关、电驱动模块和上位机；
所述上位机，用于执行上述任一项基于Benes网络的光开关单元的测试方法；
所述电驱动模块，用于对Benes网络中的待测试光开关单元进行电压扫描；
所述光发射设备，用于发射第一测试信号；
所述光接收设备，用于接收并记录第二测试信号；
所述第一机械光开关，用于将所述光发射设备发射的第一测试信号输入待测试路径中位于首位的光开关单元；
所述第二机械光开关，用于从待测试光开关单元对应的目标监测端口输出第二测试信号，并将所述第二测试信号发送给光接收设备。
本说明书提供了一种基于Benes网络的光开关单元的测试装置，所述Benes网络包括各级光开关，所述各级光开关中的每一级光开关包含多个光开关单元；
所述装置包括：
监测端口确定模块，用于从所述Benes网络的各级光开关中选择中间级光开关，在所述中间级光开关和所述中间级光开关的下一级光开关之间设置各监测端口；其中，所述各级光开关中的每一级光开关包含多个光开关单元；
待测试路径确定模块，用于从所述各级光开关中选择待测试光开关单元，从预设的各状态中选择所述待测试光开关单元的状态，并根据所述待测试光开关单元的状态，确定所述各级光开关中包含所述待测试光开关单元的待测试路径；
目标监测端口确定模块，用于根据所述待测试路径，从所述各监测端口中确定对所述待测试光开关单元进行测试的所述待测试光开关单元对应的目标监测端口；
测试模块，用于通过光发射设备发射第一测试信号，并基于第一机械光开关将所述第一测试信号输入所述待测试路径中位于首位的光开关单元，通过电驱动模块对所述待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，通过第二机械光开关从目标监测端口输出第二测试信号，并由所述第二机械光开关将所述第二测试信号传输给光接收设备；
测试结果确定模块，用于根据所述光接收设备记录的第二测试信号，确定所述待测试光开关单元的测试结果。
本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述光开关单元的测试方法。
本说明书提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述光开关单元的测试方法。
本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
本说明书提供的光开关单元的测试方法中，在中间级光开关和下一级光开关之间设置各监测端口，选择待测试光开关单元并获取待测试光开关单元的状态，从而根据待测试光开关单元的状态确定待测试路径，根据待测试路径从各监测端口中确定对待测试光开关进行测试的目标监测端口，向待测试路径中位于首位的光开关单元输入第一测试信号，对待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，进而从目标监测端口接收第二测试信号，根据第二测试信号确定待测试光开关单元的测试结果。可见，通过上述方案，减少了手动查找光开关单元的监测口的工作量和错误率，自动化遍历每个光开关单元，极大地降低了大规模光开关单元测试的难度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：
图1为本说明书中一种基于Benes网络的光开关单元的测试系统的示意图；
图2为本说明书中一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法的流程示意图；
图3为本说明书中一种Benes网络的示意图；
图4为本说明书中一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法的流程示意图；
图5为本说明书中一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法的流程示意图；
图6为本说明书中一种基于Benes网络的光开关单元的测试结果的示意图；
图7为本说明书提供的一种基于Benes网络的光开关单元的测试装置的示意图；
图8为本说明书提供的对应于图2的电子设备示意图。
具体实施方式
为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书保护的范围。
另外，需要说明的是，本说明书中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。
光开关单元是一种用于控制光信号路由和光通信的设备或组件。它可以通过切换光信号的路径，实现光纤之间的连接和切换，从而实现不同光路的选择和光信号的传输。在光通信、光互联、光传感和光计算等领域具有广泛的应用。它为光信号的控制和传输提供了有效的解决方案，推动了光学技术的发展和应用的创新。基于多个光开关单元组成的光开关可用于同时控制多个光信号的路由和切换，从而实现大规模光通信网络中的光信号路由和切换，或者在光互连系统中支持大规模的数据交换和处理。
由此可见，光开关单元以及由多个光开关单元组成的光开关能够广泛应用在多种技术领域中，为光信号的控制和传输提供了高效、灵活的解决方案。为了进一步提高光开关在各种技术领域应用的性能，如何使得光开关中每一光开关单元都处于最佳工作状态尤为重要。
在实际应用中，在使用光开关单元实现光信号传输之前，需要对光开关单元的静态工作特性进行测试，以此寻找光开关的单元的最佳工作电压。这是由于目前光开关单元制造工艺的制约，制造出的光开关单元的特性参数等可能会与预先设计的不同，因此，在制造后、实际使用之前，需要对光开关单元进行测试，以确定实际的最佳工作电压。而目前的测试方法中，需要人工为每个光开关单元查找监测端口，还需要手动微调监测端口的光纤耦合，并重复每个光开关单元的测试，极大地降低了测试的效率。
基于此，本说明书提供一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法，通过设置数量较少的监测端口，自动遍历测试各级光开关包含的各光开关单元，与目前在硅基集成光交换芯片中手动测试光开关单元相比，减少了手动对准光纤的重复劳动和不精细度，极大的降低了大规模光交换芯片光开关单元校准测试的难度。
另外，在执行该基于Benes网络的光开关单元的测试方法的过程中，需要对待测试光开关单元进行电压扫描、向待测试光开关单元输入光信号，从监测端口获取输出信号等，因此，本说明书还提供与该基于Benes网络的光开关单元的测试方法相对应的一种基于Benes网络的光开关单元的测试设备，如图1所示，该基于Benes网络的光开关单元的测试系统包括光发射设备、第一机械光开关、光接收设备、第二机械光开关、电驱动模块和上位机。上位机分别与光发射设备、第一机械光开关、光接收设备、第二机械光开关、电驱动模块通信连接。光发射设备包括激光器和第一光纤阵列，光接收设备包括第二光纤阵列和光功率计。
当对Benes网络的左半边网络中的光开关进行测试时，将激光器的信号输出端与第一机械光开关的第一端相连，第一机械光开关的第二端与第一光纤阵列的第一端连接，第一光纤阵列的第二端与Benes网络的左半边网络的第一级光开关(从左往右排序的第一级)相连。Benes网络中设置的监测端口与第二光纤阵列的第一端相连，第二光纤阵列的第二端与第二机械光开关的第一端相连，第二机械光开关的第二端与光功率计的信号接收端相连，从而，激光器发射的第一测试信号能够依次经过第一机械光开关和第一光纤阵列，进入待测试路径中位于首位的光开关单元(左半边网络的第一级光开关中的光开关单元)，经过待测试路径后，第二测试信号由监测端口输出，并依次经由第二光纤阵列、第二机械光开关传输到光功率计，光功率计可记录第二测试信号，并将记录的第二测试信号返回给上位机，由上位机根据第二测试信号确定待测试光开关单元的测试结果。图1即为待测试光开关单元位于Benes网络的左半边网络的示意图。
同理，当对Benes网络的右半边网络中的光开关进行测试时，可在图1所示的基础上，将第一光纤阵列和第二光纤阵列拆卸，激光器、第一机械光开关和第一光纤阵列的连接关系保持不变，仅将第一光纤阵列的第二端与Benes网络的最后一级光开关(从右至左排序的第一级光开关)连接，并将第二光纤阵列的第一端与Benes网络中设置的监测端口相连，之后，第二光纤阵列、第二机械光开关和光功率计的连接关系依然不变。基于按照该种方式连接的测试系统，当激光器发射的第一测试信号能够依次经过第一机械光开关和第一光纤阵列，进入待测试路径中位于首位的光开关单元(右半边网络的最后一级光开关中的光开关单元)，经过待测试路径后，第二测试信号由监测端口输出，并依次经由第二光纤阵列、第二机械光开关传输到光功率计，光功率计可记录第二测试信号，并将记录的第二测试信号返回给上位机。
其中，上位机可以是用于执行基于Benes网络的光开关单元的测试方法的服务器等电子设备。
通过该基于Benes网络的光开关单元的测试系统，可以对大规模光交换芯片上的多级交换网络包含的所有光开关单元中一个或多个光开关单元分别进行测试，多级交换网络可以是可重排无阻塞的Benes网络等任意现有的包含光开关单元的交换网络，本说明书对此不做限定。以下以被测试的光开关单元属于Benes网络为例，对具体的技术方案进行阐述。
具体的，上位机与光发射设备、第一机械光开关、光接收设备、第二机械光开关、电驱动模块分别进行通信，用于控制上述各设备，从而执行本说明书提供的基于Benes网络的光开关单元的测试方法。
基于上述光开关单元的测试系统，对Benes网络中的所有光开关单元进行测试时，上位机控制激光器发出第一测试信号(光信号)，第一测试信号通过第一机械光开关进入第一光纤阵列，从而输入到Benes网络中的待测试光开关单元，上位机通过控制电驱动模块对待测试光开关单元进行电压扫描，从而，通过在Benes网络中预先设置的监测端口处可输出第二测试信号，该第二测试信号可通过第二光纤阵列通过第二机械光开关进入光功率计，从而光功率计可以连续接收第二测试信号，直到针对该待测试光开关单元的测试结束。光功率计将接收到的第二测试信号返回给上位机，从而上位机能够基于第二测试信号，确定待测试光开关单元的测试结果，以便寻找到该待测试光开关单元的最佳工作电压。
以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。
图2为本说明书提供的一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法的流程示意图。
S100：从所述Benes网络的各级光开关中选择中间级光开关，在所述中间级光开关和所述中间级光开关的下一级光开关之间设置各监测端口。
本说明书实施例中提供的一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法，该方法的执行过程可由用于对光开关单元进行测试的服务器等电子设备执行，本说明书对此不做限定。在本说明书中，以图1所示的上位机为执行该基于Benes网络的光开关单元的测试方法的电子设备为例。
在本说明书中，Benes网络包括了多级光开关，每一级光开关中包含多个光开关单元，以16×16的Benes网络为例，如图3所示为本说明书一种Benes网络的示意图，在该Benes网络中包括7列光开关，每一级光开关包括8个光开关单元，由于每一个光开关单元包括两个输入端口和两个输出端口，因此，该Benes网络中共存在16个输入端口和16个输出端口。
在目前的光开关单元的测试方案中，一般需要手动对每个需要进行测试的待测试光开关单元进行测试，测试的工作量极大。而且，还会因为监测端口需要通过光纤刻蚀的方式进行部署，导致监测端口较为固定无法灵活更改，目前的方案需要数量较多的监测端口，极大的浪费了测试的资源，例如，如图3所示的Benes网络中包含了56个光开关单元，若按照目前的测试方案，则需要56个监测端口。从而降低了光开关单元的测试灵活性和效率。
为此，在本说明书中，采用在所述中间级光开关和所述中间级光开关的下一级光开关之间设置各监测端口的方案，减少监测端口的数量，从而节省部署监测端口所需耗费的资源。
具体的，由于在Benes网络中，中间级光开关的每个光开关单元均存在两个输出端口，即，通过控制光开关单元的状态，能够控制通过该光开关单元的光信号从该光开关单元的两个输出端口的任意一个输出端口输出。为了实现遍历测试Benes网络中各光开关单元，可以选择在中间级光开关的每个光开关单元的两个输出端口均设置监测端口，仍以图1为例，则设置的监测端口的数量为16个，相比于现有的56个，本说明书实施例中仅采用较少的监测端口。
在本说明书一个可选的实施例中，为了进一步减少监测端口的数量，还可以在中间级光开关包含的各光开关单元之后，在中间级光开关包含的各光开关单元之前，根据光开关的单元的数量，设置各监测端口。具体的，针对所述中间级光开关包含的每个光开关单元，从该光开关单元包含的若干输出端口中选择目标输出端口，确定所述中间级光开关的下一级光开关包含的各光开关单元中，与该光开关单元对应的指定光开关单元，在所述中间级光开关的该光开关单元的目标输出端口，和该光开关单元对应的指定光开关单元的输入端口之间，设置监测端口。具体的，选择的目标输出端口是该光开光单元包含的若干输出端口中的一个，也即，若该光开光单元包含两个输出端口，则目标输出端口是其中一个。仍以图3的Benes网络为例，中间级光开关包括8个光开关单元，每个光开关单元存在两个输出端口，按照上述方案设置监测端口，则仅需设置8个监测端口即可，从而实现进一步减少监测端口数量的目的。另外，与该光开关单元对应的指定光开关单元可以是与该光开关单元在Benes网络中属于同一行的中间级光开关的下一级光开关中的光开关单元，如图3中的编号为S4-1的光开关单元和编号为S5-1的光开关单元即为中间级光开关中的光开关单元，与下一级光开关中该光开关单元对应的指定光开关单元。
S102：从所述各级光开关中选择待测试光开关单元，从预设的各状态中选择所述待测试光开关单元的状态，并根据所述待测试光开关单元的状态，确定所述各级光开关中包含所述待测试光开关单元的待测试路径。
具体的，由于各级光开关中的所有光开关单元均需要进行测试，因此，各级光开关包含的各光开关单元可以分别作为被选择的待测试光开关单元。
其中，光开关单元的预设的各状态包括交叉状态和直通状态两种，通过改变输入到光开关单元的控制信号，实现光信号在光开关单元的路由和切换，也就是说，控制信号的改变可以控制光开关单元的状态在交叉状态和直通状态之间相互切换。一般的，光开关单元需要工作在交叉状态和直通状态中的一种状态下，因此，在此步骤中，从预设的各状态中选择所述待测试光开关单元的状态。
在Benes网络中，以该Benes网络的一端作为测试信号的输入，以监测端口作为测试信号的输出，测试信号在该Benes网络中传输的路径即为待测试路径，该待测试路径包含多个光开关单元，待测试路径包含的各光开关单元中至少包括此步骤选择的待测试光开关单元。
具体的，根据待测试光开关单元的状态，可以首先确定与该待测试光开关单元连接的前一个光开关单元和后一个光开关单元。之后，确定该前一个光开关单元的状态，以及该后一个光开关单元的状态，再基于该前一个光开关单元的状态进一步确定再前一个光开关单元，直到作为Benes网络输入的光开关单元为止。相对应的，基于该后一个光开关单元的状态记忆不确定再后一个光开关单元，直到监测端口。
例如，如图3所示，假设编号为S2-4的光开关单元为待测试光开关单元，S2-4的状态为交叉状态，因此，在该Benes网络中与S2-4相连的前一个光开关单元为S1-8，与S2-4相连的后一个光开关单元为S3-2。进而，由于S1-8为第一级光开关的光开关单元，属于该Benes网络的左半边端口，因此，S1-8没有再前一个光开关单元。而监测端口设置在了第4级光开关和第5级光开关之间，因此可以根据S3-2的状态为交叉状态，确定与S3-2相连的后一个光开关单元为S4-1。
S104：根据所述待测试路径，从所述各监测端口中确定对所述待测试光开关单元进行测试的所述待测试光开关单元对应的目标监测端口。
在实际应用中，待测试路径可以是以Benes网络的左半边端口为起始，以监测端口为终止；也可以是以Benes网络的右半边端口为起始，以监测端口为终止。这样，即使监测端口将Benes网络分割为左半边和右半边，无论待测试光开关单元在Benes网络的左半边还是Benes网络的右半边，都可以查询到包含待测试光开关单元的待测试路径。而由于一般监测端口都部署在待测试路径包含的各光开关单元中位于末尾的光开关单元处，因此，根据待测试路径中位于末尾的光开关单元，即可确定待测试光开关单元对应的目标监测端口。
需要说明的是，以监测端口的部署位置为中心，将Benes网络分割为左半边网络还是右半边网络，待测试光开关单元可以是Benes网络的左半边网络包含的各级光开关矩阵中的一个光开关单元，也可以是Benes网络的右半边网络包含的各级光开关矩阵中的一个光开关单元。由于在Benes网络的左右半边网络中，测试信号的传输方向并不相同，因此，在确定待测试路径包含的各光开关单元中位于末尾的光开关单元时，需要结合待测试路径中测试信号的传输方向进行确定。
S106：通过光发射设备发射第一测试信号，并基于第一机械光开关将所述第一测试信号输入所述待测试路径中位于首位的光开关单元，通过电驱动模块对所述待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，通过第二机械光开关从目标监测端口输出第二测试信号，并由所述第二机械光开关将所述第二测试信号传输给光接收设备。
结合上述论述，通过待测试光开关单元所在的待测试路径中，测试信号的传输方向，可以确定待测试路径包含的各光开关单元的排序，而位于首位的光开关单元一般是Benes网络的左半边端口(从左往右排序的第一级光开关中的某个光开关单元)或者是右半边端口(从左往右排序的最后一级光开关中的某个光开关单元)。
其中，当待测试光开关单元位于Benes网络的左半边网络时，则待测试路径中位于首位的光开关单元是Benes网络的左端口；当待测试光开关单元位于Benes网络的右半边网络时，则待测试路径中位于首位的光开关单元是Benes网络的右端口。
上位机向光发射设备发送测试请求，光发射设备中的激光器响应于该测试请求，发射第一测试信号，该第一测试信号可以是光信号。上位机同时向第一机械光开关发送控制指令，控制第一机械光开关中与待测试路径中位于首位的光开关单元对应的开关打开，从而通过第一机械光开关，第一测试信号可以经由第一光纤阵列进入待测试路径中位于首位的光开关单元，从而开始对待测试路径中的待测试光开关单元进行测试。
同时，由于仅仅存在第一测试信号并不能使光开关单元使能，还需要向待测试光开关单元输入电压。而由于在本说明书中，测试的目的即为确定待测试光开关单元在何种电压的使能下其性能最佳，因此，需要向待测试光开关单元连续输入多个不同大小的测试电压，通过观察待测试光开关单元的工作性能，从而查找到待测试光开关单元的最佳工作电压。为此，通过电驱动模块对所述待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，在待测试路径中通过第一测试信号的情况下，连续向待测试光开关单元输入多个电压值，使待测试光开关单元分别在不同电压值下工作。
此处需要说明的是，在对待测试光开关单元进行测试的过程中，包含待测试光开关单元的待测试路径中除待测试光开关单元被施加电压使能(进行电压扫描)外，其他光开关单元均不施加电压使能，从而，其他光开关单元并不处于工作状态，从而，从目标监测端口检测到的第二测试信号仅能表征待测试光开关单元的性能。
进而，第一测试信号经过待测试路径传输后，可以从目标监测端口输出。上位机通过向第二机械光开关发送控制指令，控制第二机械光开关中与待测试路径中位于末尾的光开关单元对应的开关打开，从而，从目标监测端口输出的第二测试信号能够一次经由第二机械光开关和第二光纤阵列传输到光接收设备的光功率计。通过光功率计实时接收和记录第二测试信号，并发送给上位机。
S108：根据所述光接收设备记录的第二测试信号，确定所述待测试光开关单元的测试结果。
进一步的，由于通过电驱动模块对待测试光开关单元进行电压扫描是由上位机控制的，因此，上位机能够获取针对待测试光开关单元的电压扫描的测试电压范围，从而，可以将测试电压范围和实时获取的第二测试信号进行对应，以便建立待测试光开关单元的静态工作特征曲线，即光功率-电压曲线。
基于该光功率-电压曲线，可以观测出待测试光开关在何种测试电压值下光功率最高，在何种测试电压值下光功率最低，从而确定该待测试光开关的最佳工作电压。
另外，由于实际应用中，待测试光开关单元的不同状态(交叉或直通)对应于不同的最佳工作电压，而由于光开关单元的特性，可以通过一条光功率-电压曲线即可确定两种不同状态分别对应的最佳工作电压，从而无需对待测试光开关单元进行两次测试。
本说明提供的基于Benes网络的光开关单元的测试方法中，在中间级光开关和下一级光开关之间设置各监测端口，选择待测试光开关单元并获取待测试光开关单元的状态，从而根据待测试光开关单元的状态确定待测试路径，根据待测试路径从各监测端口中确定对待测试光开关进行测试的目标监测端口，向待测试路径中位于首位的光开关单元输入第一测试信号，对待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，进而从目标监测端口接收第二测试信号，根据第二测试信号确定待测试光开关单元的测试结果。
可见，通过本说明书提供的基于Benes网络的光开关单元的测试方法，减少了手动查找光开关单元的监测口的工作量和错误率，自动化遍历每个光开关单元，极大地降低了大规模光开关单元测试的难度。
在本说明书一个可选的实施例中，待测试光开关单元的状态包括交叉状态和直通状态，通过改变输入到待测试光开关单元的控制信号，可以改变光信号在待测试光开关单元中的路由，即，待测试光开关单元的状态在交叉状态和直通状态之间相互切换。基于此，对于在不同状态下的待测试光开关单元，能够包含该待测试光开关单元的待测试路径会有所不同，相对应的，对于在不同状态下的待测试光开关单元，待测试路径包含的除待测试光开关单元外的其他光开关单元也会有所不同，为此，上述S102还可通过下述方案确定待测试光开关单元对应的待测试路径，如图4所示：
S200：确定所述待测试光开关单元在所述各级光开关中的第一位置。
具体的，在本说明书中，可以对Benes网络包含的各级光开关中各光开关单元进行编号，从而提升查找待测试路径以及目标监测端口的效率。具体的，以光开关的级数为列，以一级光开关包含的各光开关单元从上到下依次排列的顺序为行，以“S行-列”的形式，构建Benes网络中每个光开关单元的编号。例如，图3中第1级光开关中从上到下第8个光开关单元的编号即为“S1-8”，同理，第2级光开关中从上到下第4个光开关单元的编号即为“S2-4”。
之后，由于光开关单元的编号表征了光开关单元在Benes网络的各级光开关中的位置，因此，在确定了待测试光开关单元后，只需查询待测试光开关单元的编号，即可确定待测试光开关单元在所述各级光开关中的第一位置。
S202：根据所述待测试光开关单元的状态，以及所述第一位置，确定与所述待测试光开关单元连接的各参考光开关单元。
具体的，由于待测试光开关单元在施加了不同的控制信号后，其状态会在直通状态和交叉状态之间切换。并且，待测试光开关单元在不同状态下，测试信号在该待测试光开关单元中的传输路径不同，因此，不同状态下的待测试光开关单元，与其相连接的前后两个光开关单元的位置也会存在不同。因此，根据所述待测试光开关单元的状态，以及所述第一位置，确定与所述待测试光开关单元连接的各参考光开关单元。
例如，以图3中编号为S2-4的光开关单元为待测试光开关单元为例，S2-4的状态为交叉状态，因此，在该Benes网络中与S2-4相连的前一个光开关单元为S1-8，与S2-4相连的后一个光开关单元为S3-2。因此，S1-8和S3-2均为待测试光开关单元S2-4直接连接的参考光开关单元。
此处需要说明的是，为了建立完整的从Benes网络的一侧端口(左半边端口或右半边端口)到监测端口的待测试路径，除了要确定与待测试光开关单元连接的各参考光开关单元，还需要确定与待测试光开关单元直接连接的各参考光开关单元连接的其他参考光开关单元，也即，本说明书中所谓的“连接”，不仅是与待测试光开关单元直接连接，还包括与待测试光开关单元间接连接(即与直接连接的各参考光开关单元连接)。
例如，仍以前述为例，由于S1-8为第一级光开关的光开关单元，属于该Benes网络的左半边端口，因此，S1-8没有再前一个光开关单元。而监测端口设置在了第4级光开关和第5级光开关之间，因此可以根据S3-2的状态为交叉状态，确定与S3-2相连的后一个光开关单元为S4-1。因此，S4-1为待测试光开关单元S2-4间接相连的参考光开关单元。
S204：分别确定所述各参考光开关单元在所述各级光开关中的各第二位置。
与上述步骤S200同理，在确定了各参考光开关单元后，查询各参考光开关单元的编号，即可确定各参考光开关单元在所述各级光开关中的各第二位置，此处不再赘述。
S206：根据所述第一位置和所述各第二位置，将所述待测试光开关单元和所述各参考光开关单元依次连接，得到所述待测试光开关单元的待测试路径。
在本说明书中，待测试路径以Benes网络的一侧端口(左半边端口或右半边端口)为开始，以监测端口为结束。在该待测试路径上至少包含待测试光开关单元。至于该待测试路径包含的光开关单元的数量，可以基于待测试光开关单元所在的Benes网络的一侧的网络包含的光开关的数量确定。
进一步地，在本说明书一个或多个实施例中，在上述步骤S104还可以通过下述方案实施，如图5所示：
S300：确定所述待测试路径包含的各光开关单元。
具体的，在本说明书中S102确定待测试光开关所在的待测试路径后，即可确定该待测试路径包含的各光开关单元。
S302：根据所述待测试路径包含的各光开关单元在所述各级光开关中分别所处的位置，确定所述待测路径的信号传输方向，作为所述待测试路径对应的指定方向。
由于在此步骤之前，可对Benes网络中各级光开关包含的所有光开关单元进行编号，因此，通过查找待测试路径包含的各光开关单元分别对应的编号，即可确定待测试路径包含的各光开关单元在所述各级光开关中分别所处的位置。
进而，根据待测试光开关单元的位置，确定待测试光开关单元所在的光开关，并基于待测试光开关单元所在的光开关在Benes网络中处于左半边或右半边，确定待测试光开关单元在Benes网络中处于左半边或右半边。进而，基于此，确定待测试路径的信号传输方向。
具体的，当待测试光开关单元在Benes网络中处于左半边，则待测试路径的信号传输方向为从Benes网络的左半边端口输入，从待测试光开关单元对应的目标监测端口输出。当待测试光开关单元在Benes网络中处于右半边，则待测试路径的信号传输方向为从Benes网络的右半边端口输入，从待测试光开关单元对应的目标监测端口输出。
S304：根据所述指定方向，确定所述待测试路径包含的各光开关单元中位于末尾的光开关单元。
进一步地，基于待测试路径对应的指定方向，可以确定待测试路径中位于首位的光开关单元，从而，以位于首位的光开关单元为起始，沿着该指定方向遍历待测试路径中各光开关单元，即可确定待测试路径包含的各光开关单元中位于末尾的光开关单元。
S306：根据所述位于末尾的光开关单元，确定所述待测试光开关单元对应的目标监测端口。
由于各监测端口部署在中间级光开关和中间级光开关的下一级光开关之间，因此，待测试路径中位于末尾的光开关单元属于中间级光开关，或者属于中间级光开关的下一级光开关。由于各监测端口与中间级光开关包含的各光开关单元或者中间级光开关的下一级光开关包含的各光开关单元之间存在对应关系，因此，确定了位于末尾的光开关单元，基于位于末尾的光开关单元和该对应关系，即可确定所述待测试光开关单元对应的目标监测端口。
进而，在基于如图3方案确定包含待测试光开关单元的待测试路径对应的指定方向后，除了需要基于待测试路径包含的各光开关单元中位于末尾的光开关单元确定目标监测端口外，还可以相对应的基于待测试路径对应的指定方向，确定待测试路径包含的各光开关单元中位于首位的光开关单元，从而，便于在上述S106中，直接基于通过指定方向确定的位于首位的光开关单元，利用光发射设备输入第一测试信号，从而开始对待测试光开关单元进行测试。
在本说明书一个可选的实施例中，如图1步骤S106中通过电驱动模块对所述待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描中，在本说明书中，电压扫描的目的是为了探测待测试光开关单元在不同测试电压值下的静态工作特性，尤其是光功率特性，从而找到光功率最大值对应的测试电压，以便寻找到待测试光开关单元的最佳工作电压。为了实现对待测试光开关单元进行电压扫描的目的，需要通过电驱动模块逐步改变施加在待测试光开关单元上的电压，基于此，可按照下述方案实施：
第一步：确定所述待测试光开关单元的测试电压范围。
具体的，待测试光开关单元在设计制造时，是存在预设的最佳工作电压的，仅仅是因为制造工艺的限制，其实际最佳工作电压与预设最佳工作电压之间存在差异，而本说明书即是要测试出待测试光开关单元的实际最佳工作电压。
一般的，虽然光开关单元的制造工艺限制了待测试光开关单元的最佳工作电压的准确性，但其实际最佳工作电压与预设最佳工作电压之间存在的差异一般是在可控范围内的，为此，可以基于待测试光开关单元的预设最佳工作电压，确定测试电压范围，以便该测试电压范围能够包含实际最佳工作电压。
当然，如果基于第二测试信号并未找到待测试光开关单元的实际最佳工作电压，则可以调整测试电压范围，重新进行测试，以便提高测试的准确性。
在本说明书中，以测试电压范围为-1.5V到+1.5V为例。
第二步：根据所述测试电压范围，确定第一输入电平和第二输入电平。其中，第一输入电平为固定幅值的偏置电平，所述第二输入电平为按照预设步长递增的控制电平；
电压扫描是为了向待测试光开关单元施加连续的测试电压，使得待测试光开关单元在不同的测试电压下分别进行测试信号的传输。为此，可以在待测试光开关单元的一端加载第一输入电平，在待测试光开关单元的另一端加载第二输入电平，通过第一输入电平和第二输入电平的叠加，实现待测试光开关单元在测试电压范围内的连续的测试电压下进行工作。
具体的，第一输入电平可以是幅值固定不变的偏置电平，第二输入电平可以是按照预设步长的控制电平，该步长的具体大小和递增的范围可基于第一输入电平的固定幅值和测试电压范围确定。从而，第一输入电平和第二输入电平的叠加即为连续变化的测试电压信号。当然也可以反过来，第二输入电平是固定不变的偏置电平，第一输入电平可以是步长递增的控制电平，本说明书对此不做限定。
第一输入电平和第二输入电平可以根据测试电压范围确定。
例如，仍以测试电压范围为-1.5V到+1.5V为例，第一输入电平可以是固定不变的偏置电压1.5V，第二输入电平可以是从0-3V周期性递增的电压信号，二者的叠加即可实现待测试光开关单元从-1.5V到+1.5V之间的电压扫描。
第三步：通过电驱动模块向所述待测试光开关单元的第一输入端输入所述第一输入电平，向所述待测试光开关单元的第二输入端输入所述第二输入电平，使得所述待测试光开关单元进行电压扫描。
进而，在按照上述方案对待测试光开关单元进行电压扫描后，在待测试路径输入了第一测试信号的情况下，可以通过光接收设备从所述目标监测端口接收待测试光开关单元进行电压扫描过程中不断输出的第二测试信号，从而基于第二测试信号，分析得到待测试光开关单元的测试结果。本说明书中，第二测试信号同样为光信号，但是，由于待测试路径上的待测试光开关单元的作用，第一测试信号与第二测试信号在功率上有所不同。因此，通过光接收设备中的光功率计接收第二测试信号，并分析第二测试信号的光功率，从而得到能够表征待测试光开关单元的性能的测试结果。本说明书以测试结果为光功率最大对应的测试电压为例，在下述对具体的技术方案进行阐述。
具体的，根据所述第二测试信号和所述测试电压范围，确定所述待测试光开关单元的光功率和测试电压之间的关系。如图6为根据第二测试信号和测试电压范围，确定的待测试光开关单元在不同测试电压值下光功率的变化曲线，即，待测试光开关单元的光功率-电压曲线。
由于待测试光开关单元的工作状态可以是交叉状态，也可以是直通状态。在不同状态下，待测试光开关单元的最佳工作电压会有所不同。具体的：
当所述待测试光开关单元的状态为交叉状态时，则在所述关系中所述待测试光开关单元在光功率最小对应的测试电压为所述待测试光开关单元在直通状态下的最佳工作电压，所述待测试光开关单元在光功率最大对应的测试电压为所述待测试光开关单元在交叉状态下的最佳工作电压。
当所述待测试光开关单元的状态为直通状态时，则在所述关系中所述待测试光开关单元在光功率最小对应的测试电压为所述待测试光开关单元在交叉状态下的最佳工作电压，所述待测试光开关单元在光功率最大对应的测试电压为所述待测试光开关单元在直通状态下的最佳工作电压。
以图6为例，该待测试光开关单元的光功率-电压曲线是基于待测试光开关单元在交叉状态下进行电压扫描得到的。该曲线表征的是在交叉状态下的待测试光开关单元，被施加不同的测试电压时，光功率的变化情况。其中，V1点对应的是光功率-电压曲线的极大值，V2点对应的是光功率-电压曲线的极大值，由于该曲线是在待测试光开关单元为交叉状态下测试得到的，因此，V1点对应的测试电压值是该待测试光开关单元在交叉状态下的最佳工作电压，V2点对应的测试电压值是该待测试光开关单元在直通状态下的最佳工作电压。
如果该曲线表征的是在直通状态下的待测试光开关单元，被施加不同的测试电压时，光功率的变化情况，则与上述相反的是，V1点对应的测试电压值是该待测试光开关单元在直通状态下的最佳工作电压，V2点对应的测试电压值是该待测试光开关单元在交叉状态下的最佳工作电压。
图7为本说明书提供的一种基于Benes网络的光开关单元的测试装置示意图，所述Benes网络包括各级光开关，所述各级光开关中的每一级光开关包含多个光开关单元；所述装置具体包括：
监测端口确定模块400，用于从所述Benes网络的各级光开关中选择中间级光开关，在所述中间级光开关和所述中间级光开关的下一级光开关之间设置各监测端口；其中，所述各级光开关中的每一级光开关包含多个光开关单元；
待测试路径确定模块402，用于从所述各级光开关中选择待测试光开关单元，从预设的各状态中选择所述待测试光开关单元的状态，并根据所述待测试光开关单元的状态，确定所述各级光开关中包含所述待测试光开关单元的待测试路径；
目标监测端口确定模块404，用于根据所述待测试路径，从所述各监测端口中确定对所述待测试光开关单元进行测试的所述待测试光开关单元对应的目标监测端口；
测试模块406，用于通过光发射设备发射第一测试信号，并基于第一机械光开关将所述第一测试信号输入所述待测试路径中位于首位的光开关单元，通过电驱动模块对所述待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，通过第二机械光开关从目标监测端口输出第二测试信号，并由所述第二机械光开关将所述第二测试信号传输给光接收设备；
测试结果确定模块408，用于根据所述光接收设备记录的第二测试信号，确定所述待测试光开关单元的测试结果。
可选地，所述监测端口确定模块400具体用于，针对所述中间级光开关包含的每个光开关单元，从该光开关单元包含的若干输出端口中选择目标输出端口；根据所述目标输出端口，确定所述下一级光开关包含的各光开关单元中，与该光开关单元对应的指定光开关单元；在该光开关单元的目标输出端口，和该光开关单元对应的指定光开关单元的输入端口之间设置监测端口。
可选地，所述待测试光开关单元的状态包括交叉状态和直通状态；
可选地，所述待测试路径确定模块402具体用于，确定所述待测试光开关单元在所述各级光开关中的第一位置；根据所述待测试光开关单元的状态，以及所述第一位置，确定与所述待测试光开关单元连接的各参考光开关单元；分别确定所述各参考光开关单元在所述各级光开关中的各第二位置；根据所述第一位置和所述各第二位置，将所述待测试光开关单元和所述各参考光开关单元依次连接，得到所述待测试光开关单元的待测试路径。
可选地，所述目标监测端口确定模块404具体用于，确定所述待测试路径包含的各光开关单元；根据所述待测试路径包含的各光开关单元在所述各级光开关中分别所处的位置，确定所述待测试路径的信号传输方向，作为所述待测试路径对应的指定方向；根据所述指定方向，确定所述待测试路径包含的各光开关单元中位于末尾的光开关单元；根据所述位于末尾的光开关单元，确定所述待测试光开关单元对应的目标监测端口。
可选地，所述装置还包括：
查找模块410具体用于，根据所述指定方向，确定所述待测试路径包含的各光开关单元中位于首位的光开关单元。
可选地，所述测试模块406具体用于确定所述待测试光开关单元的测试电压范围；根据所述测试电压范围，确定第一输入电平和第二输入电平；其中，第一输入电平为固定幅值的偏置电平，所述第二输入电平为按照预设步长递增的控制电平；通过电驱动模块向所述待测试光开关单元的第一输入端输入所述第一输入电平，向所述待测试光开关单元的第二输入端输入所述第二输入电平，使得所述待测试光开关单元进行电压扫描。
可选地，所述测试结果确定模块408具体用于，根据所述光接收设备记录的第二测试信号和所述测试电压范围，确定所述待测试光开关单元的光功率和测试电压之间的关系；当所述待测试光开关单元的状态为交叉状态时，则在所述关系中所述待测试光开关单元在光功率最小对应的测试电压为所述待测试光开关单元在直通状态下的最佳工作电压，所述待测试光开关单元在光功率最大对应的测试电压为所述待测试光开关单元在交叉状态下的最佳工作电压；当所述待测试光开关单元的状态为直通状态时，则在所述关系中所述待测试光开关单元在光功率最小对应的测试电压为所述待测试光开关单元在交叉状态下的最佳工作电压，所述待测试光开关单元在光功率最大对应的测试电压为所述待测试光开关单元在直通状态下的最佳工作电压。
本说明书还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序可用于执行上述图2所示的基于Benes网络的光开关单元的测试方法。
本说明书还提供了图8所示的电子设备的示意结构图。如图8所述，在硬件层面，该电子设备包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述图2所示的基于Benes网络的光开关单元的测试方法。当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。
Claims (11)
1.一种基于Benes网络的光开关单元的测试方法，其特征在于，所述Benes网络包括各级光开关，所述各级光开关中的每一级光开关包含多个光开关单元；
所述方法包括：
从所述Benes网络的各级光开关中选择中间级光开关，在所述中间级光开关和所述中间级光开关的下一级光开关之间设置各监测端口；
从所述各级光开关中选择待测试光开关单元，从预设的各状态中选择所述待测试光开关单元的状态，并根据所述待测试光开关单元的状态，确定所述各级光开关中包含所述待测试光开关单元的待测试路径；
根据所述待测试路径，从所述各监测端口中确定对所述待测试光开关单元进行测试的所述待测试光开关单元对应的目标监测端口；
通过光发射设备发射第一测试信号，并基于第一机械光开关将所述第一测试信号输入所述待测试路径中位于首位的光开关单元，通过电驱动模块对所述待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，通过第二机械光开关从目标监测端口输出第二测试信号，并由所述第二机械光开关将所述第二测试信号传输给光接收设备；
根据所述光接收设备记录的第二测试信号，确定所述待测试光开关单元的测试结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述中间级光开关和所述中间级光开关的下一级光开关之间设置各监测端口，具体包括：
针对所述中间级光开关包含的每个光开关单元，从该光开关单元包含的若干输出端口中选择目标输出端口；
根据所述目标输出端口，确定所述下一级光开关包含的各光开关单元中，与该光开关单元对应的指定光开关单元；
在该光开关单元的目标输出端口，和该光开关单元对应的指定光开关单元的输入端口之间设置监测端口。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测试光开关单元的状态包括交叉状态和直通状态；
所述根据所述待测试光开关单元的状态，确定所述各级光开关中包含所述待测试光开关单元的待测试路径，具体包括：
确定所述待测试光开关单元在所述各级光开关中的第一位置；
根据所述待测试光开关单元的状态，以及所述第一位置，确定与所述待测试光开关单元连接的各参考光开关单元；
分别确定所述各参考光开关单元在所述各级光开关中的各第二位置；
根据所述第一位置和所述各第二位置，将所述待测试光开关单元和所述各参考光开关单元依次连接，得到所述待测试光开关单元的待测试路径。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测试路径，从所述各监测端口中确定对所述待测试光开关单元进行测试的所述待测试光开关单元对应的目标监测端口，具体包括：
确定所述待测试路径包含的各光开关单元；
根据所述待测试路径包含的各光开关单元在所述各级光开关中分别所处的位置，确定所述待测试路径的信号传输方向，作为所述待测试路径对应的指定方向；
根据所述指定方向，确定所述待测试路径包含的各光开关单元中位于末尾的光开关单元；
根据所述位于末尾的光开关单元，确定所述待测试光开关单元对应的目标监测端口。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基于第一机械光开关将所述第一测试信号输入所述待测试路径中位于首位的光开关单元之前，所述方法还包括：
根据所述指定方向，确定所述待测试路径包含的各光开关单元中位于首位的光开关单元。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过电驱动模块对所述待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，具体包括：
确定所述待测试光开关单元的测试电压范围；
根据所述测试电压范围，确定第一输入电平和第二输入电平；其中，第一输入电平为固定幅值的偏置电平，所述第二输入电平为按照预设步长递增的控制电平；
通过电驱动模块向所述待测试光开关单元的第一输入端输入所述第一输入电平，向所述待测试光开关单元的第二输入端输入所述第二输入电平，使得所述待测试光开关单元进行电压扫描。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述光接收设备记录的第二测试信号，确定所述待测试光开关单元的测试结果，具体包括：
根据所述光接收设备记录的第二测试信号和所述测试电压范围，确定所述待测试光开关单元的光功率和测试电压之间的关系；
当所述待测试光开关单元的状态为交叉状态时，则在所述关系中所述待测试光开关单元在光功率最小对应的测试电压为所述待测试光开关单元在直通状态下的最佳工作电压，所述待测试光开关单元在光功率最大对应的测试电压为所述待测试光开关单元在交叉状态下的最佳工作电压；
当所述待测试光开关单元的状态为直通状态时，则在所述关系中所述待测试光开关单元在光功率最小对应的测试电压为所述待测试光开关单元在交叉状态下的最佳工作电压，所述待测试光开关单元在光功率最大对应的测试电压为所述待测试光开关单元在直通状态下的最佳工作电压。
8.一种基于Benes网络的光开关单元的测试系统，其特征在于，所述系统包括：光发射设备、第一机械光开关、光接收设备、第二机械光开关、电驱动模块和上位机；
所述上位机，用于执行如权利要求1～7任一所述的基于Benes网络的光开关单元的测试方法；
所述电驱动模块，用于对Benes网络中的待测试光开关单元进行电压扫描；
所述光发射设备，用于发射第一测试信号；
所述光接收设备，用于接收并记录第二测试信号；
所述第一机械光开关，用于将所述光发射设备发射的第一测试信号输入待测试路径中位于首位的光开关单元；
所述第二机械光开关，用于从待测试光开关单元对应的目标监测端口输出第二测试信号，并将所述第二测试信号发送给光接收设备。
9.一种基于Benes网络的光开关单元的测试装置，其特征在于，所述Benes网络包括各级光开关，所述各级光开关中的每一级光开关包含多个光开关单元；
所述装置包括：
监测端口确定模块，用于从所述Benes网络的各级光开关中选择中间级光开关，在所述中间级光开关和所述中间级光开关的下一级光开关之间设置各监测端口；其中，所述各级光开关中的每一级光开关包含多个光开关单元；
待测试路径确定模块，用于从所述各级光开关中选择待测试光开关单元，从预设的各状态中选择所述待测试光开关单元的状态，并根据所述待测试光开关单元的状态，确定所述各级光开关中包含所述待测试光开关单元的待测试路径；
目标监测端口确定模块，用于根据所述待测试路径，从所述各监测端口中确定对所述待测试光开关单元进行测试的所述待测试光开关单元对应的目标监测端口；
测试模块，用于通过光发射设备发射第一测试信号，并基于第一机械光开关将所述第一测试信号输入所述待测试路径中位于首位的光开关单元，通过电驱动模块对所述待测试路径中的待测试光开关单元进行电压扫描，通过第二机械光开关从目标监测端口输出第二测试信号，并由所述第二机械光开关将所述第二测试信号传输给光接收设备；
测试结果确定模块，用于根据所述光接收设备记录的第二测试信号，确定所述待测试光开关单元的测试结果。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1～7任一项所述的方法。
11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1～7任一项所述的方法。
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