專利名稱：用于對(duì)摻鉺光纖放大器性能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠?qū)姐s光纖放大器(EDFA)性能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的裝置， 尤其是，涉及對(duì)EDFA增益平坦、瞬態(tài)響應(yīng)和信噪比的自動(dòng)測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)，光纜網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍布世界各地，光纖通信成為"信息高速公路"的重 要支柱。但是由于光纖本身具有傳輸損耗，使得光信號(hào)只能傳輸不太遠(yuǎn)的距離 就會(huì)衰減到接收機(jī)無(wú)法辨別的程度。而摻鉺光纖放大器(EDFA)的問(wèn)世引起了光 通信技術(shù)的一場(chǎng)革命，由于其本身具有高增益、高輸出功率、低噪聲、帶寬寬、 與偏振無(wú)關(guān)等優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域和場(chǎng)合，EDFA正逐步取代傳統(tǒng)的光-電-光中繼 模式，省去了光電/電光轉(zhuǎn)換的昂貴成本，便于設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)，成為現(xiàn)代光纖 通信系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵部件。在以光纖為傳輸媒體的郵電通信、有線電視 以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)中，EDFA發(fā)揮著極為重要的作用。
增益平坦、瞬態(tài)響應(yīng)和信噪比是EDFA的重要性能指標(biāo)。由于不同種類的 EDFA應(yīng)用場(chǎng)合有區(qū)別，因而不同類型的EDFA對(duì)應(yīng)的指標(biāo)要求也是不一樣的。 所以，在制造每一臺(tái)EDFA時(shí)，都應(yīng)該按照不同的設(shè)計(jì)要求對(duì)這三項(xiàng)性能指標(biāo) 進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試。
傳統(tǒng)的測(cè)試方法是按照不同的測(cè)試要求，將專用的測(cè)試儀器和設(shè)備搭建出 相應(yīng)的測(cè)試工位平臺(tái)，由測(cè)試人員對(duì)照測(cè)試流程進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試。測(cè)試過(guò)程中， 由于需要進(jìn)行頻繁的測(cè)試設(shè)備設(shè)置和測(cè)試光路更改，而且數(shù)據(jù)的記錄和判斷也 都是由人工手動(dòng)操作，這種極其耗時(shí)的測(cè)試方法在EDFA的大批量測(cè)試應(yīng)用需 求中是完全不現(xiàn)實(shí)的。所以，獲得一種能夠快速、準(zhǔn)確的對(duì)EDFA性能進(jìn)行自 動(dòng)測(cè)試的解決方案是非常重要和迫切的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種用于對(duì)摻鉺光纖放大器性能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的裝 置及方法，并采用特殊的軟件對(duì)測(cè)試儀器進(jìn)行自動(dòng)控制和操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)EDFA 增益平坦、瞬態(tài)響應(yīng)和信噪比的自動(dòng)測(cè)試。本裝置采用模塊化的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)， 便于對(duì)照不同的測(cè)試要求能夠進(jìn)行靈活的組合和改造升級(jí)。
一種用于對(duì)摻鉺光纖放大器性能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的裝置，其特征在于，組成 系統(tǒng)的功能模塊包括
主控計(jì)算機(jī)；
光開(kāi)關(guān)矩陣模塊；
自動(dòng)衰減器模塊；
光功率檢測(cè)模塊；
光電轉(zhuǎn)換模塊，
其中，整個(gè)裝置采用機(jī)框結(jié)構(gòu)，主控計(jì)算機(jī)和輔助測(cè)試模塊被設(shè)計(jì)成板卡形式，被插入到機(jī)框內(nèi)，進(jìn)行摻鉺光纖放大器性能的自動(dòng)測(cè)試工作。
光開(kāi)關(guān)矩陣模塊中的光開(kāi)關(guān)矩陣分為多通道lxl模式和單路lxN模式兩種，
控制電路通過(guò)RS232通信電路獲得的操作指令，對(duì)光開(kāi)關(guān)矩陣進(jìn)行相應(yīng)的操作， 并將執(zhí)行結(jié)果返回到主控計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試光路按照測(cè)試要求進(jìn)行自動(dòng)切 換的功能。
光功率檢測(cè)模塊用來(lái)對(duì)測(cè)試點(diǎn)的光功率進(jìn)行采樣計(jì)算，當(dāng)控制電路通過(guò) RS232通信電路獲得操作指令后，就通過(guò)光功率檢測(cè)電路獲取輸入光的光功率 數(shù)值，并將數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算后返回到主控計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試光路中光 功率數(shù)值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。
自動(dòng)衰減器完成光功率的計(jì)算和控制衰減器的衰減量?jī)煞N工作，當(dāng)控制電 路通過(guò)RS232通信電路獲得操作指令后，先通過(guò)光功率檢測(cè)電路獲取輸入光功 率和輸出光功率的數(shù)值，然后計(jì)算出衰減器的衰減量，最后通過(guò)衰減器控制電 路進(jìn)行衰減器的控制操作，并將執(zhí)行結(jié)果返回到主控計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試光 路中光功率數(shù)值的自動(dòng)控制功能。
光電轉(zhuǎn)換模塊用來(lái)完成將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的工作。
一種用于對(duì)摻鉺光纖放大器的增益平坦、信噪比進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的方法，采 用所述的裝置，其特征在于
首先要將測(cè)試設(shè)備通過(guò)GPIB接口電纜連接到摻鉺光纖放大器自動(dòng)測(cè)試裝 置的主控計(jì)算機(jī)上；
然后按測(cè)試要求連接測(cè)試光路，將對(duì)應(yīng)的跳線連接器按要求插入光開(kāi)關(guān)矩
陣模塊；
將'WDM多波光源的輸出光先接入自動(dòng)衰減器模塊，然后再將自動(dòng)衰減器 模塊的輸出光接到待測(cè)的摻鉺光纖放大器產(chǎn)品中；
主控計(jì)算機(jī)根據(jù)測(cè)試軟件里設(shè)定的參數(shù)控制光源設(shè)備和自動(dòng)衰減器模塊給 出滿足測(cè)試要求的測(cè)試光源，然后根據(jù)測(cè)試流程自動(dòng)切換測(cè)試光路，每切換一 次光路就啟動(dòng)光譜分析儀進(jìn)行掃描參數(shù)設(shè)定和光路掃譜測(cè)試；
等所有光路的測(cè)試都完成后，主控計(jì)算機(jī)從光譜分析儀中讀取測(cè)量數(shù)據(jù)， 然后按要求進(jìn)行處理分析，最終將生成的相應(yīng)測(cè)試報(bào)表打印出來(lái)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中。
一種用于對(duì)摻鉺光纖放大器的瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的方法，采用所述的 裝置，其特征在于
首先要將測(cè)試設(shè)備通過(guò)GPIB接口電纜連接到摻鉺光纖放大器自動(dòng)測(cè)試裝 置的主控計(jì)算機(jī)上；
然后按測(cè)試要求連接測(cè)試光路，將對(duì)應(yīng)的跳線連接器按要求插入光開(kāi)關(guān)矩 陣模塊；
將WDM多波光源的輸出光先接入自動(dòng)衰減器模塊，然后再將自動(dòng)衰減器 模塊的輸出光接到待測(cè)的摻鉺光纖放大器產(chǎn)品中；
待測(cè)摻鉺光纖放大器產(chǎn)品的輸出光接入到光電轉(zhuǎn)換模塊中，而數(shù)字存儲(chǔ)示 波器的探測(cè)表筆則直接連接光電轉(zhuǎn)換模塊的電信號(hào)測(cè)量端口上；
5主控計(jì)算機(jī)根據(jù)測(cè)試軟件里設(shè)定的參數(shù)控制光源設(shè)備和自動(dòng)衰減器模塊給 出滿足測(cè)試要求的測(cè)試光源，然后根據(jù)測(cè)試流程自動(dòng)切換測(cè)試光路，每切換一 次光路就啟動(dòng)數(shù)字存儲(chǔ)示波器進(jìn)行觸發(fā)參數(shù)的設(shè)置和電信號(hào)的測(cè)量；
等所有光路的測(cè)試都完成后，主控計(jì)算機(jī)從數(shù)字存儲(chǔ)示波器中讀取測(cè)量數(shù) 據(jù)，然后按要求進(jìn)行處理分析，最終將生成的相應(yīng)測(cè)試報(bào)表打印出來(lái)并通過(guò)網(wǎng) 絡(luò)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中。
本裝置主要由主控計(jì)算機(jī)和輔助測(cè)試模塊構(gòu)成。主控計(jì)算機(jī)的核心部件由 單板工業(yè)級(jí)PC機(jī)構(gòu)成；另外,還采用1 x 1和1 x2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)、光電探測(cè)器(PIN) 和光衰減器(VOA)作為關(guān)鍵器件，設(shè)計(jì)了多種類型的高精度、高可靠性輔助 測(cè)試模塊，包括多路光開(kāi)關(guān)模塊、自動(dòng)衰減器模塊、光功率檢測(cè)模塊和光電轉(zhuǎn) 換模塊。通過(guò)嚴(yán)格按照測(cè)試要求和流程設(shè)計(jì)出的專用軟件，來(lái)對(duì)測(cè)試設(shè)備和輔 助測(cè)試模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，從而實(shí)現(xiàn)了 EDFA性能的自動(dòng)測(cè)試和數(shù)據(jù)分析。


圖1是EDFA自動(dòng)測(cè)試裝置的硬件框圖。 圖2是光開(kāi)關(guān)矩陣模塊的硬件框圖。 圖3是自動(dòng)衰減器模塊的硬件框圖。 圖4是光功率檢測(cè)模塊的硬件框圖。 圖5是光電轉(zhuǎn)換模塊的硬件框圖。 圖6是增益噪聲和信噪比自動(dòng)測(cè)試的系統(tǒng)框架圖。 圖7是瞬態(tài)響應(yīng)自動(dòng)測(cè)試的系統(tǒng)框架圖。
具體實(shí)施例方式
EDFA自動(dòng)測(cè)試裝置的硬件框圖如圖1所示。整個(gè)裝置采用機(jī)框結(jié)構(gòu)，主控 計(jì)算機(jī)和輔助測(cè)試模塊被設(shè)計(jì)成板卡形式，這樣的設(shè)計(jì)方式有利于根據(jù)實(shí)際的 測(cè)試要求對(duì)測(cè)試裝置所要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行靈活配置。搭建測(cè)試平臺(tái)時(shí)，主控計(jì) 算機(jī)和所需要用到的輔助測(cè)試模塊被插入到機(jī)框內(nèi)，從而進(jìn)行EDFA性能的自 動(dòng)測(cè)試工作。
組成系統(tǒng)的功能模塊包括主控計(jì)算機(jī)、光開(kāi)關(guān)矩陣模塊、自動(dòng)衰減器模塊、 光功率檢測(cè)模塊和光電轉(zhuǎn)換模塊。
① 主控計(jì)算機(jī)
主控計(jì)算機(jī)安裝有操作系統(tǒng)和專用工具軟件，分別通過(guò)GPIB接口、 RS232 串口與測(cè)試設(shè)備和輔助測(cè)試模塊相連接。測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)運(yùn)行專門(mén)設(shè)計(jì)的測(cè) 試系統(tǒng)軟件，按照測(cè)試流程對(duì)測(cè)試設(shè)備和輔助測(cè)試模塊進(jìn)行自動(dòng)化的操作控制， 并將獲得的測(cè)試數(shù)據(jù)按測(cè)試要求進(jìn)行處理，最終打印出測(cè)試報(bào)表并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)存 儲(chǔ)到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中。
② 光開(kāi)關(guān)矩陣模塊
光開(kāi)關(guān)矩陣分為多通道lxl模式和單路"N模式兩種。硬件框圖如圖2所 示，控制電路通過(guò)RS232通信電路獲得的操作指令，對(duì)光開(kāi)關(guān)矩陣進(jìn)行相應(yīng)的 操作，并將執(zhí)行結(jié)果返回到主控計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試光路按照測(cè)試要求進(jìn)行 自動(dòng)切換的功能。整個(gè)系統(tǒng)裝置中，由于采用光開(kāi)關(guān)矩陣模塊自動(dòng)切換光路通道來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng) 的人工插拔測(cè)試跳線改變光路通道是提高測(cè)試效率的一個(gè)重要因素，所以這個(gè) 模塊是比較關(guān)鍵的功能模塊。
構(gòu)成該模塊最基本的核心器件是lxl和1x2的機(jī)械式商用光開(kāi)關(guān)。通常的 應(yīng)用中，lxl光開(kāi)關(guān)用來(lái)擴(kuò)展出多通道lxl模式的光開(kāi)關(guān)矩陣模塊，而lx2光 開(kāi)關(guān)用來(lái)擴(kuò)展出單路lxN模式的光開(kāi)關(guān)矩陣模塊。例如，將3個(gè)lx2光開(kāi)關(guān)級(jí) 聯(lián)，就可以得到1x4光開(kāi)關(guān)(將2個(gè)1x2光開(kāi)關(guān)分別接到剩余一個(gè)1x2光開(kāi)關(guān) 的兩個(gè)輸出端)。
③ 自動(dòng)衰減器模塊
自動(dòng)衰減器實(shí)際需要完成光功率的計(jì)算和控制衰減器的衰減量?jī)煞N工作。 硬件框圖如圖3所示，當(dāng)控制電路通過(guò)RS232通信電路獲得的操作指令后，先 通過(guò)光功率檢測(cè)電路獲取輸入光功率和輸出光功率的數(shù)值，然后計(jì)算出衰減器 的衰減量，最后通過(guò)衰減器控制電路進(jìn)行衰減器的控制操作，并將執(zhí)行結(jié)果返 回到主控計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試光路中光功率數(shù)值的自動(dòng)控制功能。
④ 光功率檢測(cè)模塊
光功率檢測(cè)模塊在測(cè)試過(guò)程中通常用來(lái)對(duì)測(cè)試點(diǎn)的光功率進(jìn)行采樣計(jì)算。 硬件框圖如圖4所示，當(dāng)控制電路通過(guò)RS232通信電路獲得的操作指令后，就 通過(guò)光功率檢測(cè)電路獲取輸入光的光功率數(shù)值，并將數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算后返 回到主控計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試光路中光功率數(shù)值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。
⑤ 光電轉(zhuǎn)換模塊
光電轉(zhuǎn)換模塊用來(lái)完成將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的工作。硬件框圖如圖5所 示，在通常的測(cè)試過(guò)程中，對(duì)電信號(hào)的測(cè)量由數(shù)字存儲(chǔ)示波器完成，所以模塊 中不需要控制電路和RS232通信電路，只需給出電信號(hào)測(cè)量端口即可。
主要工作原理和步驟如下 (1)、 EDFA增益平坦、信噪比測(cè)試
依據(jù)EDFA增益平坦和信噪比的測(cè)試方法，測(cè)試系統(tǒng)的硬件框架圖如圖6 所示。測(cè)試光源采用96通道WDM多波光源，光譜數(shù)據(jù)測(cè)量采用通用的光譜分 析儀。
搭建測(cè)試平臺(tái)時(shí)，首先要將測(cè)試設(shè)備通過(guò)GPIB電纜連接到EDFA自動(dòng)測(cè)試 裝置的主控計(jì)算機(jī)上；然后按測(cè)試要求連接測(cè)試光路，這一個(gè)步驟和人工手動(dòng) 測(cè)試時(shí)相比較是有明顯區(qū)別的。人工手動(dòng)測(cè)試時(shí)，會(huì)按測(cè)試要求準(zhǔn)備幾個(gè)分支 光路，根據(jù)測(cè)試流程的要求手動(dòng)插拔測(cè)試跳線以達(dá)到切換光路的目的。而此時(shí) 使用了EDFA自動(dòng)測(cè)試裝置，只需要將對(duì)應(yīng)的跳線連接器按要求插入光開(kāi)關(guān)矩 陣模塊即可，整個(gè)測(cè)試過(guò)程中就不需要插拔測(cè)試跳線了，光路的切換完全由光 開(kāi)關(guān)矩陣模塊根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的要求自動(dòng)進(jìn)行。另外，測(cè)試所需的光源可能單 純的依靠WDM多波光源本身是不能滿足測(cè)試要求的，所以一般將WDM多波 光源的輸出光先接入自動(dòng)衰減器模塊，然后再將自動(dòng)衰減器模塊的輸出光接到 待測(cè)的EDFA產(chǎn)品中。待測(cè)EDFA產(chǎn)品的輸出光接入光譜分析儀進(jìn)行測(cè)量，而 光功率檢測(cè)模塊則根據(jù)測(cè)試要求檢測(cè)典型測(cè)試點(diǎn)的光功率數(shù)值。
7所述WDM又叫波分復(fù)用技術(shù)，是新一代的超高速的光纜技術(shù)，所謂波分 復(fù)用技術(shù)，就是在單一光纖內(nèi)同步傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)的光波，讓數(shù)據(jù)傳輸速度 和容量獲得倍增，它充分利用單模光纖的低損耗區(qū)的巨大帶寬資源，采用合波 器，在發(fā)送端將不同規(guī)定波長(zhǎng)的光載波進(jìn)行合并，然后傳入單模光纖。在接收 部分再由分波器將不同波長(zhǎng)的光載分開(kāi)的復(fù)用方式。由于不同波長(zhǎng)的載波是相 互獨(dú)立的，所以雙向傳輸問(wèn)題便迎刃而解了。根據(jù)不同的波分復(fù)用器(分波器 與合波器)可以復(fù)用不同數(shù)量的波長(zhǎng)。
開(kāi)始對(duì)EDFA的增益平坦和信噪比進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要啟動(dòng)專用的測(cè)試軟件。 主控計(jì)算機(jī)根據(jù)測(cè)試軟件里設(shè)定的參數(shù)控制光源設(shè)備和自動(dòng)衰減器模塊給出滿 足測(cè)試要求的測(cè)試光源，然后又根據(jù)測(cè)試流程自動(dòng)切換測(cè)試光路，每切換一次 光路就啟動(dòng)光譜分析儀進(jìn)行掃描參數(shù)設(shè)定和光路掃譜測(cè)試。等所有光路的測(cè)試 都完成后，主控計(jì)算機(jī)從光譜分析儀中讀取測(cè)量數(shù)據(jù)，然后按要求進(jìn)行處理分 析，最終將生成的相應(yīng)測(cè)試報(bào)表打印出來(lái)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù) 中。
(2)、 EDFA瞬態(tài)響應(yīng)測(cè)試
依據(jù)EDFA瞬態(tài)響應(yīng)的測(cè)試方法，測(cè)試系統(tǒng)的硬件框架圖如圖7所示。測(cè) 試光源采用96通道WDM多波光源，瞬態(tài)數(shù)據(jù)測(cè)量采用數(shù)字存儲(chǔ)示波器。
搭建測(cè)試平臺(tái)時(shí)，首先要將測(cè)試設(shè)備通過(guò)GPIB電纜連接到EDFA自動(dòng)測(cè)試 裝置的主控計(jì)算機(jī)上，然后按測(cè)試要求連接測(cè)試光路，連接要求和EDFA增益 平坦、信噪比的測(cè)試要求一致。只是待測(cè)EDFA產(chǎn)品的輸出光接入到光電轉(zhuǎn)換 模塊中，而數(shù)字存儲(chǔ)示波器的探測(cè)表筆則直接連接光電轉(zhuǎn)換模塊的電信號(hào)測(cè)量 端口上。
開(kāi)始對(duì)EDFA的瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，也需要啟動(dòng)專用的測(cè)試軟件。主控
計(jì)算機(jī)根據(jù)測(cè)試軟件里設(shè)定的參數(shù)控制光源設(shè)備和自動(dòng)衰減器模塊給出滿足測(cè)
試要求的測(cè)試光源，然后又根據(jù)測(cè)試流程自動(dòng)切換測(cè)試光路，每切換一次光路
就啟動(dòng)數(shù)字存儲(chǔ)示波器進(jìn)行觸發(fā)參數(shù)的設(shè)置和電信號(hào)的測(cè)量。等所有光路的測(cè)
試都完成后，主控計(jì)算機(jī)從數(shù)字存儲(chǔ)示波器中讀取測(cè)量數(shù)據(jù)，然后按要求進(jìn)行
處理分析，最終將生成的相應(yīng)測(cè)試報(bào)表打印出來(lái)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程 數(shù)據(jù)庫(kù)中。
從上述的三種測(cè)試操作中，都涉及到了專用的測(cè)試軟件。這種軟件采用可 視化編程言語(yǔ)(Visual Basic等)嚴(yán)格按照測(cè)試流程和測(cè)試要求設(shè)計(jì)。在整個(gè)軟 件設(shè)計(jì)需求中，需要確定一些必要的數(shù)據(jù)，主要有以下幾種
(1) 測(cè)試所需要的條件參數(shù)， 一般為光源的波長(zhǎng)、功率，待測(cè)產(chǎn)品的測(cè)試 環(huán)境溫度等；
(2) 測(cè)試設(shè)備的采樣功能參數(shù)，比如光學(xué)測(cè)量?jī)x器的中心波長(zhǎng)、帶寬、靈 敏度和測(cè)量精度等，還有數(shù)字存儲(chǔ)示波器的觸發(fā)條件、波形顯示比例調(diào)節(jié)等；
(3) 測(cè)試操作所需得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)于上述的測(cè)試操作，即需要得到 EDFA的增益數(shù)據(jù)、噪聲數(shù)據(jù)和瞬態(tài)數(shù)據(jù)。
另外，測(cè)試軟件對(duì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用主要分為兩種對(duì)于上述的(1)和(2)這類測(cè)試前就給定的數(shù)據(jù)，是專門(mén)用于設(shè)置并遠(yuǎn)程控制測(cè)試設(shè)備的，而(3)這類
在測(cè)試過(guò)程中得到的數(shù)據(jù)，則是用來(lái)計(jì)算并處理的。
完成設(shè)計(jì)的專用測(cè)試軟件分為人機(jī)操作界面和內(nèi)部控制操作流程兩大部 分。人機(jī)操作界面提供了測(cè)試員對(duì)測(cè)試參數(shù)的輸入、對(duì)測(cè)試所得數(shù)據(jù)的直接觀
察以及對(duì)測(cè)試流程的快捷操作和控制；內(nèi)部控制操作流程又可以被細(xì)分為數(shù)據(jù) 處理和設(shè)備控制兩個(gè)功能模塊。
數(shù)據(jù)處理是測(cè)試要求所規(guī)定的，軟件中的處理算法要按照要求進(jìn)行設(shè)計(jì)， 并且還要求對(duì)計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行是否合格的判定。設(shè)備控制則是分為兩類 對(duì)于通用測(cè)試設(shè)備，采用GPIB命令控制的方法。GPIB命令由設(shè)備廠家在設(shè)備 使用說(shuō)明書(shū)中給出，通過(guò)采用發(fā)送GPIB命令的方式來(lái)代替手動(dòng)操作設(shè)備的控制 面板，即實(shí)現(xiàn)測(cè)試設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，這些命令針對(duì)不同的設(shè)備和生產(chǎn)廠家而不 同，只要是設(shè)備面板上可以操作的，都有相應(yīng)的GPIB命令與之一一對(duì)應(yīng)；而對(duì) 于自行設(shè)計(jì)制作的輔助測(cè)試模塊控制，則采用RS232串口命令來(lái)進(jìn)行。針對(duì)不 同的輔助測(cè)試模塊，其控制命令也是各不相同的，下面列舉本裝置中輔助設(shè)備 的控制命令種類
(1) 光開(kāi)關(guān)矩陣模塊，光路選擇、光路導(dǎo)通、光路斷開(kāi)、獲取光路狀態(tài)；
(2) 自動(dòng)衰減器模塊，獲取輸入光功率、獲取輸出光功率、設(shè)置衰減數(shù)值、 最大程度衰減、最小程度衰減；
(3) 光功率檢測(cè)模塊，中心波長(zhǎng)設(shè)置、補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置、測(cè)試單位設(shè)置、獲 取輸入光功率。
小結(jié)
綜上所述，對(duì)EDFA增益平坦、瞬態(tài)響應(yīng)和信噪比的測(cè)試操作全部都由 EDFA自動(dòng)測(cè)試裝置按測(cè)試要求協(xié)調(diào)各種測(cè)試設(shè)備和輔助測(cè)試模塊配合自動(dòng)進(jìn) 行，整個(gè)測(cè)試過(guò)程中不需要人工進(jìn)行干預(yù)。有了EDFA自動(dòng)測(cè)試裝置，除了可 以大幅度節(jié)省人工手動(dòng)操作所消耗的設(shè)備設(shè)置時(shí)間、光路切換時(shí)間和測(cè)試記錄 與分析時(shí)間，還可以避免由人工手動(dòng)記錄測(cè)試數(shù)據(jù)所引入的人為誤差。這樣的 自動(dòng)測(cè)試模式，使得對(duì)EDFA性能的測(cè)試操作既簡(jiǎn)單、又快速，而且可靠，大 大提高了 EDFA性能測(cè)試的效率，可以完全滿足企業(yè)對(duì)EDFA大批量測(cè)試的應(yīng) 用需求。
雖然本發(fā)明已經(jīng)詳細(xì)的示出并描述了一個(gè)相關(guān)且特定的實(shí)施范例參考，但 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該能夠理解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以在形式 上和細(xì)節(jié)上作出各種改變。這些改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求所要求保護(hù)的 范圍。
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權(quán)利要求
1. 一種用于對(duì)摻鉺光纖放大器性能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的裝置，其特征在于，組成系統(tǒng)的功能模塊包括主控計(jì)算機(jī)；光開(kāi)關(guān)矩陣模塊；自動(dòng)衰減器模塊；光功率檢測(cè)模塊；光電轉(zhuǎn)換模塊，其中，整個(gè)裝置采用機(jī)框結(jié)構(gòu)，主控計(jì)算機(jī)和輔助測(cè)試模塊被設(shè)計(jì)成板卡形式，被插入到機(jī)框內(nèi)，進(jìn)行摻鉺光纖放大器性能的自動(dòng)測(cè)試工作。
2. 如權(quán)利要求1中的自動(dòng)測(cè)試的裝置，其特征在于光開(kāi)關(guān)矩陣模塊中的光開(kāi)關(guān)矩陣分為多通道1 x 1模式和單路1 xN模式兩種， 控制電路通過(guò)RS232通信電路獲得的操作指令，對(duì)光開(kāi)關(guān)矩陣進(jìn)行相應(yīng)的操作， 并將執(zhí)行結(jié)果返回到主控計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試光路按照測(cè)試要求進(jìn)行自動(dòng)切 換的功能。
3. 如權(quán)利要求2中的自動(dòng)測(cè)試的裝置，其特征在于 光功率檢測(cè)模塊用來(lái)對(duì)測(cè)試點(diǎn)的光功率進(jìn)行采樣計(jì)算，當(dāng)控制電路通過(guò)RS232通信電路獲得操作指令后，就通過(guò)光功率檢測(cè)電路獲取輸入光的光功率 數(shù)值，并將數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算后返回到主控計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試光路中光 功率數(shù)值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。
4. 如權(quán)利要求3中的自動(dòng)測(cè)試的裝置，其特征在于 自動(dòng)衰減器完成光功率的計(jì)算和控制衰減器的衰減量?jī)煞N工作，當(dāng)控制電路通過(guò)RS232通信電路獲得操作指令后，先通過(guò)光功率檢測(cè)電路獲取輸入光功 率和輸出光功率的數(shù)值，然后計(jì)算出衰減器的衰減量，最后通過(guò)衰減器控制電 路進(jìn)行衰減器的控制操作，并將執(zhí)行結(jié)果返回到主控計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試光 路中光功率數(shù)值的自動(dòng)控制功能。
5. 如權(quán)利要求4中的自動(dòng)測(cè)試的裝置，其特征在于 光電轉(zhuǎn)換模塊用來(lái)完成將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的工作。
6. —種用于對(duì)摻鉺光纖放大器的增益平坦、信噪比進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的方法， 采用如權(quán)利要求1-5中所述的裝置，其特征在于首先要將測(cè)試設(shè)備通過(guò)GPIB接口電纜連接到摻鉺光纖放大器自動(dòng)測(cè)試裝 置的主控計(jì)算機(jī)上；然后按測(cè)試要求連接測(cè)試光路，將對(duì)應(yīng)的跳線連接器按要求插入光開(kāi)關(guān)矩 陣模塊；將WDM多波光源的輸出光先接入自動(dòng)衰減器模塊，然后再將自動(dòng)衰減器 模塊的輸出光接到待測(cè)的摻鉺光纖放大器產(chǎn)品中；主控計(jì)算機(jī)根據(jù)測(cè)試軟件里設(shè)定的參數(shù)控制光源設(shè)備和自動(dòng)衰減器模塊給出滿足測(cè)試要求的測(cè)試光源，然后根據(jù)測(cè)試流程自動(dòng)切換測(cè)試光路，每切換一 次光路就啟動(dòng)光譜分析儀進(jìn)行掃描參數(shù)設(shè)定和光路掃譜測(cè)試；等所有光路的測(cè)試都完成后，主控計(jì)算機(jī)從光譜分析儀中讀取測(cè)量數(shù)據(jù)， 然后按要求進(jìn)行處理分析，最終將生成的相應(yīng)測(cè)試報(bào)表打印出來(lái)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中。
7. —種用于對(duì)摻鉺光纖放大器的瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的方法，采用如權(quán) 利要求1-5中所述的裝置，其特征在于首先要將測(cè)試設(shè)備通過(guò)GPIB接口電纜連接到摻鉺光纖放大器自動(dòng)測(cè)試裝 置的主控計(jì)算機(jī)上；然后按測(cè)試要求連接測(cè)試光路，將對(duì)應(yīng)的跳線連接器按要求插入光開(kāi)關(guān)矩 陣模塊；將WDM多波光源的輸出光先接入自動(dòng)衰減器模塊，然后再將自動(dòng)衰減器 模塊的輸出光接到待測(cè)的摻鉺光纖放大器產(chǎn)品中；待測(cè)摻鉺光纖放大器產(chǎn)品的輸出光接入到光電轉(zhuǎn)換模塊中，而數(shù)字存儲(chǔ)示 波器的探測(cè)表筆則直接連接光電轉(zhuǎn)換模塊的電信號(hào)測(cè)量端口上；主控計(jì)算機(jī)根據(jù)測(cè)試軟件里設(shè)定的參數(shù)控制光源設(shè)備和自動(dòng)衰減器模塊給 出滿足測(cè)試要求的測(cè)試光源，然后根據(jù)測(cè)試流程自動(dòng)切換測(cè)試光路，每切換一 次光路就啟動(dòng)數(shù)字存儲(chǔ)示波器進(jìn)行觸發(fā)參數(shù)的設(shè)置和電信號(hào)的測(cè)量；等所有光路的測(cè)試都完成后，主控計(jì)算機(jī)從數(shù)字存儲(chǔ)示波器中讀取測(cè)量數(shù) 據(jù)，然后按要求進(jìn)行處理分析，最終將生成的相應(yīng)測(cè)試報(bào)表打印出來(lái)并通過(guò)網(wǎng) 絡(luò)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中。
全文摘要
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種用于對(duì)摻鉺光纖放大器(EDFA)性能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的裝置，并采用特殊的軟件對(duì)測(cè)試儀器進(jìn)行自動(dòng)控制和操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)EDFA增益平坦、瞬態(tài)響應(yīng)和信噪比的自動(dòng)測(cè)試。整個(gè)測(cè)試過(guò)程中不需要人工進(jìn)行干預(yù)。有了EDFA自動(dòng)測(cè)試裝置，除了可以大幅度節(jié)省人工手動(dòng)操作所消耗的設(shè)備設(shè)置時(shí)間、光路切換時(shí)間和測(cè)試記錄與分析時(shí)間，還可以避免由人工手動(dòng)記錄測(cè)試數(shù)據(jù)所引入的人為誤差。這樣的自動(dòng)測(cè)試模式，使得對(duì)EDFA性能的測(cè)試操作既簡(jiǎn)單、又快速，而且可靠，大大提高了EDFA性能測(cè)試的效率，可以完全滿足企業(yè)對(duì)EDFA大批量測(cè)試的應(yīng)用需求。
文檔編號(hào)G01M11/02GK101430242SQ20081019492
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者歆 華 申請(qǐng)人:無(wú)錫市中興光電子技術(shù)有限公司