多路数字信号光纤传输测试设备制造技术

本发明专利技术公开的一种多路数字信号光纤传输测试设备，旨在提供一种测试性能稳定、可靠性高的测试设备，本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：标准信号源发送的1路模拟电信号通过功分器机箱功分为16路等幅同相的信号，并输送至主控机箱中双通道的AD板卡组转换为数字电信号，通过对应每个AD板卡相连的GTX高速连接器送入光纤机箱，通过各自相连的电光转换模块组转换为64路光信号，64路光信号经四个DWDM密集波分复用器合为4路光信号，再经光矩阵开关合为1路发送到待测设备；待测设备发出1路光信号通过光矩阵开关分为2路光信号，分别进入DWDM密集波分解复用器为16路不同波长的光信号，各路数字电信号经数模DA转换恢复为模拟信号，由标准仪器进行误码率测试。

Optical Fiber Transmission Testing Equipment for Multiplex Digital Signals

The invention discloses a multi-channel digital signal optical fiber transmission testing device, aiming at providing a testing device with stable performance and high reliability. The device is realized by the following technical scheme: 1 analog electric signal transmitted by standard signal source is divided into 16 equal-amplitude and equal-phase signals by power divider cabinet power, and is transferred to dual-channel AD board group in main control cabinet to be converted into 16 equal-amplitude and equal-phase signals. Digital electrical signals are transmitted to the optical fiber cabinet through GTX high-speed connectors connected with each AD card, which are converted to 64 optical signals through the electro-optical conversion module groups connected with each AD card. 64 optical signals are combined into 4 optical signals through four DWDM dense wavelength division multiplexers, and then sent to the equipment to be tested through an optical matrix switch. The equipment to be tested sends out 1 optical signal through an optical matrix switch and is divided into 2 channels. Optical signals, which enter the DWDM dense wavelength decomposition multiplexer for 16 different wavelength optical signals, are converted to analog signals by digital-to-analog DA conversion, and the BER is tested by standard instruments.

【技术实现步骤摘要】
多路数字信号光纤传输测试设备
本专利技术涉及一种多通道光纤信号传输的测试待测设备，尤其适用于多路数字信号光纤传输的测试与验证的设备。
技术介绍
光纤通信是通过光学纤维传输信息的通信技术。在发信端，信息被转换和处理成便于传输的电信号，由电信号控制光源，使发出的光信号具有所要传输的电信号的特点，从而实现信号的电一光转换，发射端发出的光信号通过光纤传输到远方的收信端，经光电二极管等器件转换成电信号，从而实现信号的光一电转换。电信号再经过处理和转换而恢复成与原发信端相同的信息。根据光纤通信的特性，需要将采样后的模拟信号转换为数字信号，实现量化；为了提高光纤传输的准确性，需要对量化后的输入信号编码。为了实现多路数字信号在光纤中的有序传输，利用FPGA实现多路信号的设计并实现信号的电光、光电转换及其在光纤中的传输。在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲0码和l码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。该方法虽然简单，却存在几个问题：(1)遇到数字序列中出现长连0或长连1时，将给光纤线路上再生中继器和终端光接收机的定时信息提取工作带来困难；(2)简单的单极性码中含有直流分量。由于线路上光脉冲中1和0是随机变化的，这将导致单极性码的直流成分也作随机性的变化，这种随机性变化的直流成分，可以通过光接收机的交流耦合电路引起数字信号的基线漂移，给数字信号的判决和再生带来困难。(3)不能实现不中断通信业务下的误码检测。(4)因为光接收机采用电容耦合，接收机不能对直流分量和低频分量响应，使长连零信号幅度逐渐下降，经判决电路后会产生误码。目前用数字光纤通信系统对线路码的要求来衡量扰码还相差较远。由于扰码没有引入冗余码，因而不能完全抑制长的连0或连1，定时信息有丢失的可能；信号频谱的直流分量也较大，不能解决基线漂移问题；特别是不能进行不中断业务的误码检测，传送辅助信号也很困难。在现代的光待测设备中，都在扰码以后再进行其它形式的码变换，才能满足对线路码的要求。光纤的传输能力主要反映在通信容量和传输距离两方面。决定光纤通信中继距离的主要因素是光纤的损耗和传输带宽。数字光纤传输系统的性能指标包括误码性能和抖动性能。光纤通信系统工作波长除受限于模式噪声和光纤衰减外，还受限于光纤的色散。光纤中的色散包括模式色散、材料色散和波导色散三种模式。光纤衰减损耗的种类有：吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗。光传输中会吸收损耗，散射损耗和辐射损耗，吸收损耗与组成光纤材料的电子受激跃迁和共振有关。散射损耗是因为在形成光纤的过程中，微观结构的不均匀引起。辐射损耗是因为光纤弯曲使光纤内的导波模式转变。模拟信号转变为数字信号需要经过以下三个过程：抽样、量化和编码。相对于模拟信号来说，数字信号的特点是在幅度上是离散的。光接口指标主要有四个：平均发送光功率、消光比、光接收灵敏度、光接收机的动态范围。传统光纤通信的测试主要针对光纤或光器件等在器件级进行，很难完成系统指标如幅度、相位等指标的测试。光纤传输组件是指以光纤作为传输信道的功能器件，通常包括发射端、接收端、光纤跳线3部分。主要原理即是在采集端实现电光转换，在接收端实现光电转换，通过光纤实现两端通信的连接。由于其特殊的传输材质和模式，使得光纤传输组件可满足在某些特殊工作环境下的要求。组件主要由前端采集模块、后端接收模块和传输光纤3部分组成。现有技术对于电压待检信号，在发射端通过OP491GRU运放器隔离输入单片机内部AD，将模拟信号转为数字信号，数据压缩打包经电光转换电路发送至接收端。在接收端经光电转换读取信息，单片机接收解压后，DA转换实现检测电压的读出；对于接收端控制信号，则选用触发缓冲器SN74LVC2G17两路输入功能，将控制状态的高低两种信号转为3.3V电信号传至单片机处理。通过电光转换传输至发送端，采集端单片机处理该数据，并对数字电位器发送控制信号，提供相应的电阻值。作为传输高速数据的介质，对线缆的要求较严格，一旦线缆产生故障，严重时可导致整个网络系统的瘫痪。因此，在布线工程完成后，必须对整个布线系统进行全面的测试，对所有信息点进行导通测试。虽然光纤的种类较多，但光纤及其传输系统的基本测试方法大体相同，所使用的测试仪器也基本相同，对磨接后的光纤或光纤传输系统，必须进行光纤特性测试。对磨接后的光纤或光纤传输系统，必须进行光纤特性测试，使之符合光纤传输通道测试标准。基本的测试内容包括连续性和衰减/损耗、光纤输入功率和输出功率、分析光纤的衰减/损耗及确定光纤连续性和发生光损耗的部位等。实际测试时还包括光缆长度和时延等内容。光纤测试指标主要是衰减，如果衰减在标准范围内为“PASS”，反之为“FALL”。如果在测试光纤过程中出现一些问题，我们需要查看光纤磨接是否正确，光纤头是否一一对应。其性能参数包括设备和系统光接口参数和电接口传输性能，光接口参数主要是光待测设备光接口参数、光通道(光纤线路)传输特性，电接口传输性能主要包括误码性能、定时性能和可用性等，需要测试的项目较多，涉及多种测试仪表和测试方法。误码特性是光缆数字线路系统的重要指标之一，是传输系统噪声、脉冲抖动等因素造成的各种传输损伤的综合反映，直接影响信息传递的准确性。如本专利技术作为测试待测设备使用于产品测试中，主要是将模拟器产生的模拟信号通过该待测设备采集数字化后通过光纤传输给处理机进行处理验证，形成整个产品测试的闭环测试工作。同时为了便于调试与问题的查找，本专利技术同时还具备通过计算机下发数据的功能，将数据下发到待测设备进行验证。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足之处,提供一种测试性能稳定、可靠性高、通用性高的测试设备，其具有通过计算机下载波形和通过标准信号源产生波形这两种波形产生方式，并把波形数据采集数据化后通过光纤发送到待测设备；同时接收待测设备发送的数据并通过DA板卡组转换成模拟信号。其具有信号产生方式多样、通道多、采样率可调、信息带宽宽、适配性强等优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是，一种多路数字信号光纤传输测试设备，包括：固定在同一机柜中，相连待测设备的时钟源机箱1、功分器机箱2、带有标准仪器接口的主控机箱3和连接待测设备的光纤机箱4，其中，时钟源机箱1为主控机箱3和待测设备提供同步时钟信号，其特征在于：当待测信号由标准信号源产生时，标准信号源发送的1路模拟电信号通过功分器机箱2功分为16路等幅同相的信号，功分器机箱2将信号输送至主控机箱3中双通道的AD板卡组，AD板卡组将采集到的模拟电信号转换为数字电信号后通过对应每个AD板卡相连的GTX高速连接器送入光纤机箱4；光纤机箱4将主控机箱3发送过来的数字电信号通过各自相连的电光转换模块组转换为64路光信号，每组电光转换模块将各自的1路光信号通过对应的1路光纤通道输送到各自连接的DWDM密集波分解复用模块，64路光信号经四个DWDM密集波分复用器合为4路光信号，4路光信号经4×1光矩阵开关合为1路发送到待测设备；待测设备发出1路光信号，通过一个1×2光矩阵开关分为2路光信号，2路光信号分别进入与1×2光矩阵开关输出端相连的DWDM密集波分解复用器，每路光信号通过DWDM密集分解波分复用器分为16路不同波长的光信号，各路光信号通过对应光纤通道相连的光电转换模块转换成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路数字信号光纤传输测试设备，包括：固定在同一机柜中，相连待测设备的时钟源机箱(1)、功分器机箱(2)、带有标准仪器接口的主控机箱(3)和连接待测设备的光纤机箱(4)，其中，时钟源机箱(1)为主控机箱3和待测设备提供同步时钟信号，其特征在于：当待测信号由标准信号源产生时，标准信号源发送的1路射频信号通过功分器机箱(2)功分为16路等幅同相的电信号，功分器机箱(2)将电信号输送至主控机箱(3)中双通道的AD板卡组，AD板卡组将采集到的电信号模拟数据通过对应每个AD板卡相连的GTX高速连接器送入光纤机箱(4)；光纤机箱(4)将主控机箱(3)发送过来的模拟电信号通过各自相连的电光转换模块组转换为64路光信号，每组电光转换模块将各自的1路光信号通过对应的1路光纤通道输送到各自连接的DWDM密集波分解复用模块，64路光信号经四个DWDM密集波分复用器合为4路光信号，4路光信号经4×1光矩阵开关合为1路发送到待测设备。

【技术特征摘要】
1.一种多路数字信号光纤传输测试设备，包括：固定在同一机柜中，相连待测设备的时钟源机箱(1)、功分器机箱(2)、带有标准仪器接口的主控机箱(3)和连接待测设备的光纤机箱(4)，其中，时钟源机箱(1)为主控机箱3和待测设备提供同步时钟信号，其特征在于：当待测信号由标准信号源产生时，标准信号源发送的1路射频信号通过功分器机箱(2)功分为16路等幅同相的电信号，功分器机箱(2)将电信号输送至主控机箱(3)中双通道的AD板卡组，AD板卡组将采集到的电信号模拟数据通过对应每个AD板卡相连的GTX高速连接器送入光纤机箱(4)；光纤机箱(4)将主控机箱(3)发送过来的模拟电信号通过各自相连的电光转换模块组转换为64路光信号，每组电光转换模块将各自的1路光信号通过对应的1路光纤通道输送到各自连接的DWDM密集波分解复用模块，64路光信号经四个DWDM密集波分复用器合为4路光信号，4路光信号经4×1光矩阵开关合为1路发送到待测设备。2.如权利要求1所述的多路数字信号光纤传输测试设备，其特征在于：待测设备发出1路光信号，通过一个1×2光矩阵开关分为2路光信号，2路光信号分别进入与1×2光矩阵开关输出端相连的DWDM密集波分解复用器，每路光信号通过DWDM密集分解波分复用器波分解复分为16路不同波长的光信号，各路光信号通过对应光纤通道相连的光电转换模块转换成电信号，每16路电信号通过一个GTX高速连接器送至主控机箱(3)，两个GTX高速连接器分别通过主控机箱(3)中对应并联的AD板卡组，各路电信号经数模DA转换恢复为模拟信号，各路模拟信号通过各路通道标准仪器接口连接标准仪器进行误码率测试，将完成的误码率测试数据传输至计算机。3.如权利要求1所述的多路数字信号光纤传输测试设备，其特征在于：时钟源机箱(1)内配置有直流稳压电源、锁相回路或锁相环PLL芯片及外围电路和FPGA芯片，直流稳压电源为PLL电路和FPGA芯片供电；PLL芯片产生时钟信号，FPGA芯片配合PLL芯片外围电路，完成时钟信号的频率配置、选择内外参考时钟，并将时钟信号分发给主控机箱(3)和待测设备。4.如权利要求1所述的多路数字信号光纤传输测试设备，其特征在于：功分器机箱(2)内置5个一分四功分器，每个功分器采用微带线阻抗渐变技术以实现超宽带工作，通过5个一分四功分器的级联以实现功分器机箱(2)将射频电信号1分16的功能，且保持16路增益、群时延相同。5.如权利要求1所述的多路数字信号光纤传输测试设备，其特征在于：模数AD板卡组是由8个双通道AD板卡组成的，每个AD板卡有两个连通现场可编程门阵列FPGA的模数转换器AD，功分器机箱(2)通过通道1、通道2连接模数AD板卡1，通道3、通道4连接模数AD板卡2…通道13、通道14连接模数AD板卡7，通道15、通道16连接模数AD板卡8，每一个AD板卡对应一个GTX高速连接器；模DA板卡组是由4个双通道DA板卡组成的，每个DA板卡同样有两个连通现场可编程门阵列FPGA的数模转换器DA，DA板卡1通过通道1、通道2连接标准仪器，DA板卡2通过通道3、通道4连接标准仪器…DA板卡4通过通道7、通道8连接标准仪器，其中DA板卡1、DA板卡2共用一个GTX高速连接器，DA板卡3、DA板卡4共用一个GTX高速连接器。6.如权利要求1所述的多路数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏程，李典，王罡，徐舒，熊璐，
申请(专利权)人：西南电子技术研究所中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51