CN209358545U - 集成fc光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置，该装置包括光组件测试模块、FC网络协议分析模块和上位机，光组件测试模块和FC网络协议分析模块分别与上位机连接，其中，光组件测试模块包括脉冲发生器、窄脉冲激光器、光纤耦合器、1×N多路光开关、单光子探测器、光子计数器和信号发生器。本实用新型可在机载FC网络光缆组件产品的生产、安装操作和使用维护过程中进行质量检查和故障定位，根据现场被测网络中的多路光纤情况，将多个被测光纤一次性的依次连接到光组件测试模块的1×N多路光开关上，并依次进行检测与记录，同时完成机载FC网络交换机及航电系统设备网络端口网络信号传输功能检测。

Description

集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置

技术领域

本实用新型涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置。

背景技术

高精度多路的光时域反射测试仪(Optical Time Domain Reflectomete，OTDR)，是利用光学脉冲在光纤中传输时的由瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向信号而制成的精密测量的光电一体化仪器，它被广泛应用于光纤线路的施工、维护中，可进行光纤的长度、传输衰减、接头衰减和故障定位等一系列的测量工作，如图1所示。

对于使用在飞机、舰船上的光纤传输系统，由于光纤网络距离比较短，连接比较复杂，为快速简捷的对机载航电、舰船网络光纤线路的光纤状态进行检查，实现快速检查和故障定位，需要高精度的OTDR检测仪，要求能精确定位到厘米级的故障点，以便及时维修更换，保证系统工作可靠稳定和飞行器、舰船安全运行。

如图2所示为高精度多路ODTR检测仪功能框图，高精度多路OTDR检测仪设计有多路光纤接口，每一路光纤接口都可以用于外接光纤网络中的一路被测光纤，多路接口接到仪表内部的1*N光开关上，N＝2、4、8、16、32等，仪表每次测试时都设置当前开关连接的那一路接口，然后按照OTDR检测过程，由脉冲发生器产生激光窄脉冲信号，经激光驱动器放大后输入到耦合器中，再经耦合器输出到光开关中，按照设置的开关路数，发出的光脉冲信号进入到设置第n路光纤接口，经光纤接口后光纤信号进入到被测光纤中，同时经被测光纤反向传送回来的反向散射、反射信号经光纤接口和设置的第n路光开关连接后，反向信号进入到耦合器中，该反向信号由耦合器后耦合输出到单光子探测器(SPDA)中，单光子探测器将探测到的反向弱光子信号经光电转换成电信号后送入到计数器中，根据系统同步进行计数处理后，最后将计数结果经系统存贮处理后统一显示在显示器屏幕上，可根据反向信号精确检测光纤线路中的接头、传输衰减、故障点等。在完成配置的一路(第n路)被测光纤线路测试后，可以再进行配置使开关进行切换到另外的一路(第m路)上，按照上面流程继续进行光纤线路检测，该过程可以由仪表系统通过软件设置，自动配置开关切换，一路一路依次对接入的被测光纤线路进行检测。

如图3所示为目前高精度多路OTDR检测设备检测光纤功能示意图，其检测设备只能进行物理光纤链路的故障检测，并没有光纤信道(Fibre Channel，FC)网络检查功能。此外，对于机载、舰船上光纤网络，网络上连接的功能设备多，光纤网络长度较小，光纤网络组网复杂，每次在现场进行设备检测维护时，一次检测一个光纤接口，检测完后又需要人工取下光纤接头，再连接到另外一个被测光纤接口上，带来操作复杂，检测效率低问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置，包括光组件测试模块、FC网络协议分析模块和上位机，所述光组件测试模块和FC网络协议分析模块分别与上位机连接。所述光组件测试模块包括脉冲发生器、窄脉冲激光器、光纤耦合器、1×N多路光开关、单光子探测器、光子计数器和信号发生器，所述脉冲发生器的信号输出端分别连接窄脉冲激光器、单光子探测器和光子计数器的信号输入端，所述窄脉冲激光器的信号输出端连接光纤耦合器的信号输入端，所述光纤耦合器双向连接1×N多路光开关的1路端，所述1×N多路光开关的N路端双向连接被测光纤，所述单光子探测器的信号输入端还连接光纤耦合器的信号输出端，所述单光子探测器、光子计数器和信号发生器分别依次连接，所述信号发生器的数据输出端连接上位机的数据输入端。所述FC网络协议分析模块包括双通道FC网络协议仿真卡，所述双通道FC网络协议仿真卡通过PCI-E接口与上位机连接。

作为优化的，所述双通道FC网络协议仿真卡包括SFP光收发模块、串行收发器模块、光纤通道协议模块、自动应答模块、数据缓存模块、PCI-E接口管理模块、PCI-E X4接口以及ARM控制模块，所述SFP光收发模块、串行收发器模块、光纤通道协议模块、自动应答模块、数据缓存模块、PCI-E接口管理模块、PCI-E X4接口和上位机分别依次双向连接。

作为优化的，所述数据缓存模块包括FPGA内部缓存和外部SRAM。

作为优化的，所述双通道FC网络协议仿真卡还包括两个光纤接口，所述光纤接口通过光纤跳线与被测FC网络连接。

作为优化的，所述光纤跳线为850nm的LC光纤跳线。

作为优化的，还包括电源转换模块，所述电源转换模块的电源输出端分别电连接光组件测试模块和上位机的电源输入端。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型可在机载FC网络光缆组件产品的生产、安装操作和使用维护过程中进行质量检查和故障定位，根据现场被测网络中的多路光纤情况，将多个被测光纤一次性的依次连接到光组件测试模块的1×N多路光开关上，并依次进行检测与记录，同时完成机载FC网络交换机及航电系统设备网络端口网络信号传输功能检测。

附图说明

图1是OTDR用于光纤传输性能、故障监测示意图；

图2是高精度多路ODTR检测仪功能框图；

图3是目前高精度OTDR检测仪光纤检测功能示意图；

图4是本实用新型的综合光纤检查装置模块结构框图；

图5是双通道FC网络协议仿真卡内部模块结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图4所示，一种集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置，包括光组件测试模块、FC网络协议分析模块和上位机，光组件测试模块和FC网络协议分析模块分别与上位机连接。其中，光组件测试模块包括脉冲发生器、窄脉冲激光器、光纤耦合器、1×N多路光开关、单光子探测器、光子计数器和信号发生器，脉冲发生器的信号输出端分别连接窄脉冲激光器、单光子探测器和光子计数器的信号输入端，窄脉冲激光器的信号输出端连接光纤耦合器的信号输入端，光纤耦合器双向连接1×N多路光开关的1路端，1×N多路光开关的N路端双向连接被测光纤，单光子探测器的信号输入端还连接光纤耦合器的信号输出端，单光子探测器、光子计数器和信号发生器分别依次连接，信号发生器的数据输出端连接上位机的数据输入端。

此外，FC网络协议分析模块包括双通道FC网络协议仿真卡，双通道FC网络协议仿真卡通过PCI-E接口与上位机连接。

如图5所示，上述集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置的工作原理如下：

S1.脉冲发生器产生超窄脉冲信号，窄脉冲激光器将激光信号输出到光纤耦合器；

S2.耦合器一路输出到1×N多路光开关中，再经接口输出到被测光纤中，同时被测光纤反射回来的信号经1×N多路光开关进入光纤耦合器，再通过光纤耦合器输出到单光子探测器中；

S3.单光子探测器进行单光子探测并输出电信号进入光子计数器模块中；

S4.光子计数器，通过判断脉冲发生器的输出脉冲与单光子探测器的输出信号之间的时间，确定反向散射和反射信号到达的时间，进而确定待测光纤中故障发生的位置；

S5.信号发生器根据计数器输出的微弱信号，进行放大和模数转换处理后，输出到上位机；

S6.上位机与FC网络协议分析模块进行信号传输，FC网络协议分析模块实现对每一路被测光纤的网络信号传输功能的检测。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上：

双通道FC网络协议仿真卡包括SFP光收发模块、串行收发器模块、光纤通道协议模块、自动应答模块、数据缓存模块、PCI-E接口管理模块、PCI-E X4接口以及ARM控制模块，SFP光收发模块、串行收发器模块、光纤通道协议模块、自动应答模块、数据缓存模块、PCI-E接口管理模块、PCI-E X4接口和上位机分别依次双向连接。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上：

数据缓存模块包括FPGA内部缓存和外部SRAM。

实施例4

本实施例在实施例2的基础上：

双通道FC网络协议仿真卡还包括两个光纤接口，光纤接口通过光纤跳线与被测FC网络连接。更具体的，光纤跳线为850nm的LC光纤跳线。

实施例5

本实施例在实施例2的基础上：

双通道FC网络协议仿真卡还包括电源转换模块，电源转换模块的电源输出端分别电连接光组件测试模块和上位机的电源输入端。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是有线连接，也可以是无线连接。

Claims (6)

1.一种集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置，其特征在于，包括光组件测试模块、FC网络协议分析模块和上位机，所述光组件测试模块和FC网络协议分析模块分别与上位机连接；

所述光组件测试模块包括脉冲发生器、窄脉冲激光器、光纤耦合器、1×N多路光开关、单光子探测器、光子计数器和信号发生器，所述脉冲发生器的信号输出端分别连接窄脉冲激光器、单光子探测器和光子计数器的信号输入端，所述窄脉冲激光器的信号输出端连接光纤耦合器的信号输入端，所述光纤耦合器双向连接1×N多路光开关的1路端，所述1×N多路光开关的N路端双向连接被测光纤，所述单光子探测器的信号输入端还连接光纤耦合器的信号输出端，所述单光子探测器、光子计数器和信号发生器分别依次连接，所述信号发生器的数据输出端连接上位机的数据输入端；

所述FC网络协议分析模块包括双通道FC网络协议仿真卡，所述双通道FC网络协议仿真卡通过PCI-E接口与上位机连接。

2.根据权利要求1所述的一种集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置，其特征在于，所述双通道FC网络协议仿真卡包括SFP光收发模块、串行收发器模块、光纤通道协议模块、自动应答模块、数据缓存模块、PCI-E接口管理模块、PCI-E X4接口以及ARM控制模块，所述SFP光收发模块、串行收发器模块、光纤通道协议模块、自动应答模块、数据缓存模块、PCI-E接口管理模块、PCI-E X4接口和上位机分别依次双向连接。

3.根据权利要求2所述的一种集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置，其特征在于，所述数据缓存模块包括FPGA内部缓存和外部SRAM。

4.根据权利要求1所述的一种集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置，其特征在于，所述双通道FC网络协议仿真卡还包括两个光纤接口，所述光纤接口通过光纤跳线与被测FC网络连接。

5.根据权利要求4所述的一种集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置，其特征在于，所述光纤跳线为850nm的LC光纤跳线。

6.根据权利要求1所述的一种集成FC光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置，其特征在于，还包括电源转换模块，所述电源转换模块的电源输出端分别电连接光组件测试模块和上位机的电源输入端。