光纤双向损耗的测试装置、测试方法及通讯方法与流程

本发明涉及光纤损耗的测试技术领域，特别涉及一种光纤双向损耗的测试装置、测试方法及通讯方法。

背景技术：

随着信息时代的发展，数据业务的飞速发展，用户对带宽需求的进一步增加，由于光纤链路对满足高带宽方面的巨大优势，光纤的使用越来越多。为提供更多服务来满足客户的需求，随着波分系统的大量应用，设备对光纤线路传输质量的要求也相应提高，因此要对光纤线路进行双向损耗测试。由于光纤光缆本身制作的原因，光纤存在粗细不均匀等天生缺陷，这些缺陷会造成线路从A地到B地的损耗存在差异，一般距离越远，光纤品质越差，差异值也就越大。光缆的通讯是双向的，所以有必要对线路进行双向测试。

目前，传统的测试方法是通过独立的光源和独立的光功率计相配合进行光纤损耗的双波长测试方法，由于在实际的光纤网络中，光纤两端可能相距数十公里或数百公里，测试两端都需要测试人员，而且环境的变化对光源的影响非常大，需要根据环境的改变重新设置参考值，如果光纤长度为几公里到几百公里时，测试人员不能面对面交流，两地工作人员要分别带一台光源和一台功率计，同时需要将设置的参考值告知另一端的测试人员，告知时又需要采用专门的语音通讯设备。这种测试方法操作复杂，又容易出错，用户体验差。

另外，光纤网络部署在建设或安装阶段，必须在光纤上进行从头端到最终用户和相反方向的测试。测试光纤双向损耗值，测试的目的是完整验证链路，而传统的光功率计和光源无法自动进行测试。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中光纤损耗的测试方法的单向测试性、操作复杂、测量可靠性差、需多次设置参考值以及用户体验差的缺陷，提供了一种光纤双向损耗的测试装置、测试方法及通讯方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种光纤双向损耗的测试装置，其特点是，包括光通信单元和电信号处理单元；

光通信单元包括第一光探测器、第二光探测器和激光器，激光器与第二光探测器电连接；

电信号处理单元包括控制模块；

第二光探测器用于监测激光器发射的第一光信号并将监测到的第一光信号转换成相应的第一电信号发送给控制模块；

控制模块用于接收第一电信号以获取第一光信号被发射时的功率值作为第一功率值，以及控制激光器发射相应的光信号，其中，光信号携带有第一功率值的信息；

第一光探测器用于监测接收第二光信号并将第二光信号转换成相应的第二电信号发送给控制模块，第二光信号携带有第二光信号被发射时的功率值的信息；

控制模块还用于对第二电信号进行处理，以得到第二光信号被接收时的功率值作为第二功率值，以及得到第二光信号被发射时的功率值作为第三功率值，并根据第二功率值和第三功率值计算得到功率损耗。

通过在待测光纤两端连接相同的该测试装置，任一测试装置只需发送携带有第一功率值的信息的光信号，另一测试装置通过接收携带有第一功率值的信息的光信号就可以得到该光信号被接收的光信号的功率值，又由于该第一功率值为上述光信号被发射时的功率值，通过该光信号被接收到的功率值和发射的功率值就可以得到功率损耗；同样地，该另一测试装置发送携带有功率值的信息的第二光信号，与该另一测试装置相对应的待测光纤另一端的 测试装置接收携带有第三功率值的信息的第二光信号，该第三功率值为第二光信号被发射时的功率值，接收该第二光信号的测试装置测量该第二光信号被接收时的功率值即为第二功率值，并根据第二功率值和第三功率只计算得到功率损耗，从而实现光纤双向损耗的测量。也就是说，待测光纤两端的测试装置中的任一测试装置发送携带有功率值的信息的相应的光信号，另一端的测试装置接收该光信号即可计算得到功率损耗，实现光纤双向损耗的测量，并可实时监测光源输出的功率值，不受激光器稳定性的影响，使得通过该测试装置对光纤损耗的测试简单可靠并且无需设置参考值。

较佳地，光通信单元还包括光接口模块，光接口模块为2×2型光分路器，2×2型光分路器的一端的两个接口分别与第一光探测器和激光器连接，2×2型光分路器的另一端的一个接口与第二光探测器连接。

本技术方案通过该光接口模块与光通信单元中的其他模块连接，提高了该测试装置的集成度，使工作人员在进行光纤双向损耗测试时，无需多次反复连接光纤和测试装置，提高了测试操作的便利性。

较佳地，激光器的工作波长在第一光探测器的工作波长范围内，第二光探测器为全波长探测器。

本技术方案中，激光器的工作波长在第一光探测器的工作波长范围内提高了测试光纤双向损耗的测试装置的通用化程度；由于环境变化对激光器的影响大，通过第二光探测器对激光器发射的光信号的功率进行实时监测实现对光纤双向损耗测试的准确性和可靠性，并且与现有技术相比，克服了需设置参考值的缺陷。

较佳地，电信号处理单元还包括音频编解码模块；音频编解码模块用于接收控制模块的控制指令并对输入的信号进行编解码。

本技术方案中，该音频编解码模块用于对输入的语音信号进行编解码，实现语音信号的输入输出，从而实现该测试装置的通讯功能。

较佳地，控制模块包括数据控制处理子模块、音频收发子模块、数据存储子模块、光源驱动子模块、电流信号放大子模块及模数转换子模块，音频 收发子模块、数据存储子模快、光源驱动子模块、电流信号放大子模块及模数转换子模块均与数据控制处理子模块电连接；音频收发子模块用于接收第一探测器产生的电信号并转换成数字信号，将转换后的数字信号传输给音频编解码电路，以及驱动激光器产生相应的光信号；光源驱动子模块用于接收数据控制处理子模块的控制信号以驱动激光器产生相应的光信号；电流信号放大子模块用于接收第一光探测器和第二光探测器产生的电流信号并对电流信号放大并转换为电压信号；模数转换子模块用于对电流信号放大子模块产生的电压信号进行采集并进行模数转换；数据存储子模块用于对数据控制处理子模块接收和处理的数据进行存储。

较佳地，测试装置还包括音频输入输出单元和显示单元，音频输入输出单元和显示单元均与电信号处理单元电连接；音频输入输出单元用于将语音信号转换为电信号传输给电信号处理单元，并将电信号处理单元输出的电信号转换为语音信号；显示单元用于显示测量结果和工作参数信息。

较佳地，测试装置还包括输入检测单元，输入检测单元为按键检测单元或触摸控制检测单元。

较佳地，在待测光纤的两端各连接有光纤双向损耗的测试装置，分别为第一测试装置和第二测试装置，测试光纤双向损耗的方法包含以下步骤：第一测试装置发送光信号以及测量该光信号的发射功率值并将该发射功率值转换为对应的第二光信号输出至第二测试装置；第二测试装置接收第二光信号并测量第二光信号被接收时的功率值为第二功率值以及第二光信号被发射时的功率值为第三功率值，并根据第二功率值和第三功率值计算得到功率损耗。

较佳地，在待测光纤的两端各连接有光纤双向损耗的测试装置，分别为第一测试装置和第二测试装置，通讯方法包含以下步骤：第一测试装置将输入的第一语音信号进行编码转换为具有第一波长的光信号并输出至第二测试装置；第二测试装置将接收到的具有第一波长的光信号解码转换为第一语音信号，并将输入的第二语音信号编码转换为具有第二波长的光信号输出值 第一测试装置；第一测试装置将接收到的具有第二波长的光信号解码转换为第二语音信号。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极效果在于：本发明实现了光纤双向损耗的测试装置，可实时监测光源的输出功率，不受激光器稳定性的影响，无需设置参考值，更适合异地测量，并且能进行语音通讯，简化了测试步骤并提高测试的可靠性，操作方便，极大地提高了用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例1的光纤双向损耗的测试装置的原理结构框图。

图2为采用本发明实施例1的测试装置的测试方法的流程图。

图3为本发明实施例2的测试装置的通讯方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，本实施例所述的光纤双向损耗的测试装置包括光通信单元1、电信号处理单元2、音频输入输出单元3、显示单元4和输入检测单元5，光通信单元1、音频输入输出单元3、显示单元4和输入检测单元5均与电信号处理单元电连接。

光通信单元1包括第一光探测器11、第二光探测器12、激光器13和光接口模块14，第一光探测器11、第二光探测器12,以及激光器13均与光接口模块14连接，第二光探测器12与激光器13连接。

该光接口模块14为2×2型光分路器，该2×2型光分路器为熔融拉锥型光分路器，该2×2型光分路器的分光比为50:50，该光2×2型光分路器 的一端的两个接口分别与第一光探测器11和激光器13连接，另一端的一个接口与第二光探测器12连接，另一个接口为FC/PC光纤接口(FC，Ferrule Connector，插针连接器；PC，Physical Connection，物理连接器)。

第一光探测器11与第二光探测器12均为铟镓砷光电探测器，第一光探测器11的有效探测直径为75微米，第二光探测器的有效探测直径为300微米，激光器13选用FP(Fabre-Perot，法布里·珀罗)半导体激光器，激光器13的工作波长在第一光探测器的工作波长范围内，激光器13的工作波长为1310nm±20nm和1550nm±20nm，第一光探测器11的工作波长为1260nm～1360nm和1535nm～1565nm，第二波长探测器为全波长探测器，工作波长为800nm～1700nm。

第一光探测器11、第二光探测器12、激光器13与光接口模块14的选用并不限于以上所述，这里不再一一赘述。

于本实施例中，电信号处理单元包括控制模块20和音频编解码模块21。

第二探测器12用于监测激光器13发射的第一光信号并将检测到的第一光信号转换成相应的第一电信号发送给控制模块20。

控制模块20用于接收第一电信号以获取第一光信号被发射时的功率值作为第一功率值，以及控制激光器13发射相应的光信号，其中，光信号携带有第一功率值的信息。

第一光探测器11用于监测接收第二光信号并将第二光信号转换成相应的第二电信号发送给控制模块20，第二光信号携带有第二光信号被发射时的功率值的信息。

控制模块20还用于对第二电信号进行处理，以得到第二光信号被接收时的功率值作为第二功率值，以及得到第二光信号被发射时的功率值作为第三功率值，并根据第二功率值和第三功率值计算得到功率损耗。

于本实施例中，音频编解码模块21用于接收控制模块20的控制指令并对输入的信号进行编解码。

于本实施例中，控制模块20包括数据控制处理子模块201、音频收发子 模块202、电流信号放大子模块203、模数转换子模块204、光源驱动子模块205和数据存储子模块206，音频收发子模块202、电流信号放大子模块203、模数转换子模块204、光源驱动子模块205和数据存储子模块206均与数据控制处理子模块201电连接。

音频收发子模块202用于接收第一探测器11产生的电信号并转换成数字信号，将转换后的数字信号传输给音频编解码电路21，以及驱动激光器13产生相应的光信号。

光源驱动子模块205用于接收数据控制处理子模块201的控制信号以驱动激光器13产生相应的光信号。

电流信号放大子模块203用于接收第一光探测器11和第二光探测器12产生的电流信号并对电流信号放大并转换为电压信号。

模数转换子模块204用于对电流信号放大子模块203产生的电压信号进行采集并进行模数转换。

数据存储子模块206用于对数据控制处理子模块201接收和处理的数据进行存储。该数据控制处理子模块201可以为单片机、FPGA芯片或ARM处理器。

音频输入输出单元3用于将语音信号变为电信号传输给电信号处理单元2，并将电信号处理单元2输出的电信号转换为语音信号。该音频输入输出单元3为麦克风和耳机。

显示单元4用于显示测量结果和工作参数信息，测量结果工作参数信息为功率损耗、工作波长、发射功率、接收功率等等，该显示单元为液晶显示屏。

输入检测单元5为按键检测单元或触摸控制检测单元。该按键检测单元通过检测按键的动作获取输入信息。触摸控制检测单元与显示单元相结合通过在触摸显示屏上实现触摸操作，并获取触摸操作产生的输入信息。

本实施例还包括一种测量光纤双向损耗的方法，如图2所示，其特点在于，采用上述测试装置，待测光纤两端各连接有一台测试装置，分别为第一 测试装置和第二测试装置，该测试光纤双向损耗的方法包括以下步骤：

步骤101：第一测试装置发送光信号以及测量该光信号的发射功率值并将该发射功率值转换为对应的第二光信号输出至第二测试装置。

步骤102：第二测试装置接收第二光信号并测量第二光信号被接收时的功率值为第二功率值以及第二光信号被发射时的功率值为第三功率值，并根据第二功率值和第三功率值计算得到功率损耗。

具体地说，光纤双向损耗的测试过程如下：

第一测试装置发射光信号的过程如下：

第一测试装置通过按键或触摸屏选择特定的波长L1，输入检测单元5为按键检测单元或触摸控制检测单元，输入检测单元5将检测到的信息发送给数据控制处理子模块201。数据控制处理子模块201根据接收到的输入信息产生发射波长为L1的光信号的控制指令，并将该控制指令传输给光源驱动子模块205，光源驱动子模块205接收该控制指令并产生驱动信号驱动激光器13发射波长为L1的光信号并由光接口模块14输出，波长为L1的光信号设为第一光信号。

同时，第二探测器12监测激光器13发射的第一光信号，第二探测器12对该第一光信号进行光电转换形成第一电流信号并输出给电流信号放大子模块203。电流信号放大子模块203将该第一电流信号放大并变换为第一电压信号，数据控制处理子模块201控制模数转换子模块204对第一电压信号进行采集并进行模数转换。模数转换子模块206将采集和转换后的数字信号发送给数据控制处理子模块201并通过数据控制处理子模块201计算得到第一光信号被发射时的功率值为第一功率值。

数据控制处理子模块201将得到的携带有第一功率值的信息写入音频收发子模块202，音频收发子模块202对接收到的信息进行处理并驱动激光器13产生波长为L1的光信号作为第四光信号并通过光接口模块14发送给第二测试装置，该第四光信号为携带有第一功率值的信息的光信号。

第二测试装置接收光信号的过程如下：

第二测试装置的第一光探测器11通过光接口模块14的FC/PC接口接收到第四光信号并进行光电转换形成第四电流信号，该第四光信号及第四电流信号均携带有第一功率值的信息。第二测试装置的第二光探测器12将接收到的第四电流信号发送给第二测试装置的音频收发子模块202和电流信号放大子模块203。

音频收发子模块202将该第四电流信号变换成数字信号后发送给第二测试装置的数据控制处理子模块201，数据控制处理子模块201读取该数字信号，从而得到第一测试装置发送的波长为L1的光信号的功率值即第一功率值。

电流信号放大子模块203将该第四电流信号放大并变换为第四电压信号，数据控制处理子模块201控制模数转换子模块204对第四电压信号进行采集并进行模数转换。模数转换子模块206将采集和转换后的数字信号发送给数据控制处理子模块201并通过数据控制处理子模块201计算得到第四光信号被第二测试装置接收时的功率值为第四功率值。

数据控制处理子模块201根据第一功率值与第四功率值计算得到在第一测试装置与第二测试装置之间的光纤上传输波长为L1的光信号时的功率损耗值。

第二测试装置的数据控制处理子模块201将该功率损耗值传输到数据存储子模块206中存储，并在显示单元4上进行显示。

第二测试装置发射光信号的过程如下：

第二测试装置通过按键或触摸屏选择特定的波长L2，输入检测单元5将检测到的信息发送给数据控制处理子模块201。数据控制处理子模块201根据接收到的输入信息产生发射波长为L2的光信号的控制指令，并将该控制指令传输给光源驱动子模块205，光源驱动子模块205接收该控制指令并产生驱动信号驱动激光器13发射波长为L2的光信号并由光接口模块14输出，波长为L2的光信号设为第五光信号。

同时，第二探测器12监测激光器13发射的第五光信号，激光器13发 射的第五光信号通过第二探测器12进行光电转换形成第五电流信号输出给电流信号放大子模块203。电流信号放大子模块203将该第五电流信号放大并变换为第五电压信号，数据控制处理子模块201控制模数转换子模块204对第五电压信号进行采集并进行模数转换。模数转换子模块206将采集和转换后的数字信号发送给数据控制处理子模块201并通过数据控制处理子模块201计算得到第五光信号被发射时的功率值为第三功率值。

数据控制处理子模块201将得到的携带有第三功率值的信息写入音频收发子模块202，音频收发子模块202对接收到的信息进行处理并驱动激光器13产生波长为L2的光信号作为第二光信号并通过光接口模块14发送给第二测试装置，该第二光信号携带有第三功率值的信息的光信号。

第一测试装置接收光信号的过程如下：

第一测试装置的第一光探测器11通过光接口模块14的FC/PC接口接收到第二光信号并进行光电转换为第二电流信号，该第二光信号及第二电流信号均携带有第三功率值的信息。第一测试装置的第二光探测器12将接收到的第二电流信号发送给第一测试装置的音频收发子模块202和电流信号放大子模块203。

音频收发子模块202将该第二电流信号变换成数字信号后发送给第一测试装置的数据控制处理子模块201，数据控制处理子模块201读取该数字信号得到第一测试装置发送波长为L2的光信号的功率值即第三功率值。

电流信号放大子模块203将该第二电流信号放大并变换为第二电压信号，数据控制处理子模块201控制模数转换子模块204对第二电压信号进行采集并进行模数转换。模数转换子模块206将采集和转换后的数字信号发送给数据控制处理子模块201并通过数据控制处理子模块201计算得到第二光信号被第一测试装置接收时的功率值为第二功率值。

数据控制处理子模块201根据第二功率值与第三功率值计算得到在第一测试装置与第二测试装置之间的光纤上传输波长为L2的光信号时的功率损耗值。

第一测试装置的数据控制处理子模块201将该功率损耗值传输到数据存储子模块206中存储，并在显示单元4上进行显示。

需要说明的是，波长L1与L2可以相等，也可以不相等。而且，在测试的过程中，第一测试装置与第二测试装置在接收到光信号后发送光信号通知对方以确认信息的有效性，避免误码影响测量结果。

于本实施例中，通过上述的测试装置实现对光纤双向损耗的测试，无需依据不同环境设置不同参考值，也无需多次进行设备的连接，集成度高，简化了设置步骤并提高了测试的可靠性，操作方便。

实施例2

本实施例为采用实施例1的测试装置的一种通讯方法，如图3所示，其特点在于，采用上述测试装置，待测光纤两端各连接有一台测试装置，分别为第一测试装置和第二测试装置，该通讯方法包括以下步骤：

步骤301：第一测试装置将输入的第一语音信号进行编码转换为具有第一波长的光信号并输出至第二测试装置。

步骤302：第二测试装置将接收到的具有第一波长的光信号解码转换为第一语音信号，并将输入的第二语音信号编码转换为具有第二波长的光信号输出值第一测试装置。

步骤303：第一测试装置将接收到的具有第二波长的光信号解码转换为第二语音信号。

具体地说，该通讯方法的具体过程如下：

第一测试装置的语音信号输出过程如下：

第一测试装置通过音频输入输出单元3获取第一用户的声音信息并将该声音信息转换为第一语音信号并将该第一语音信号发送给音频编解码模块21。数据控制处理子模块201控制音频编解码模块21对第一语音信号进行编码形成编码信号，音频编解码模块21将该编码信号发送给音频收发子模块202。音频编解码模块202对该编码信号进行变换并将变换后的信号发送给激光器13，激光器13将该信号变换成相应的具有第一波长为L3的光信 号进行发射。

第二测试装置的语音信号的接收过程如下：

第二测试装置的第一光探测器11接收到具有第一波长为L3的光信号并将该光信号转换为相应的电流信号并发送给音频收发子模快202，音频收发子模块202对该电流信号进行变换将变换后的信号发送给音频编解码模块21进行解码输出，音频输入输出单元3接收该解码输出的信号并将该信号转换为第一测试装置录入的声音信号供第二用户收听。

同样地，第二用户的声音通过第二测试装置编码转变为第二语音信号，并将第二语音信号转换为具有第二波长为L4的光信号输出给第一测试装置，第一测试装置接收具有第二波长为L4的光信号并将该光信号解码转换为第二语音信号输出，第二语音信号通过音频输入输出单元转换为声音信号供第一用户收听。从而实现了两台测试装置的异地双工语音通讯功能，极大地提高了该测试装置的实用性，提高了用户体验。

综上所述，通过上述的测试装置实现对光纤双向损耗的测试，无需依据不同环境设置不同参考值，也无需多次进行设备的连接，集成度高，简化了设置步骤并提高了测试的可靠性，操作方便，并且可以实现异地语音通讯功能，极大地提高了用户体验。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。