一种光路集成测试平台及基于该平台实现的光通道集成测试方法与流程

本发明一种光路集成测试平台及基于该平台实现的光通道集成测试方法属于综合处理平台光纤接口测试技术领域。

背景技术：

综合化航电系统核心处理平台采用基于交换的星形拓扑网络，所有功能模块和航电设备均通过光纤通道实现内部互连和对外通信，光纤通道不但是内部各模块传输协议数据的最主要通道，还是处理平台和航电设备通信的主要通道；因此光通道的测试验证非常必要。由于综合处理平台综合化程度高，因此综合处理平台光通道数量高达40路，目前国内常用的测试手段包括：1)采用人工遍历的方法将所有光通道逐一与仿真卡连接，进行通信测试；2)采用人工遍历的方法将所有光通道的发送端口逐一与光功率计连接，进行光功率测试。测试过程操作复杂、测试效率低，因此这里设计一种面向综合处理平台光通道集成的综合测试方法，基于灵活多变的全自动光切换网络，实现所有光通道的通信功能测试，并对每一路的光通道中光信号质量进行增强测试，即测试发送光路的光功率和接收光路的敏感度，为光通道的集成测试验证提供最佳解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的：为了解决综合处理平台大规模光通道集成测试内容简单、测试方法单一、测试过程操作复杂等一系列问题，本发明基于光开关智能控制平台，从光通路信号质量和光通路实际应用对接口进行了全面必要的测试。

本发明的技术方案：一种光路集成测试平台，所述平台包括光交换开关网络、光功率计、光衰减器、fc仿真卡、计算机系统：

光交换开关网络：为所有被测光通道与光功率计、光衰减器、fc仿真卡之间进行通信或者测试提供基本通路，能够通过远程控制为所有被测光通道到光功率计、光衰减器、fc仿真卡之间提供光通路；

光功率计：与光交换开关网络连接，用于测量被测光通道的光强；

光衰减器：与光开关网络、光功率计互联，光衰减器提供多种不同的设定功率的光信号给被测光通路，然后光路集成测试平台通过fc仿真卡测试被测光通路随不同的设定功率的光信号的变化，确定被测光通道通路的灵敏度；

fc仿真卡：用于fc系统环境的仿真、测试、数据采集与分析；

计算机系统：分别与光交换开关网络、光功率计、光衰减器、fc仿真卡相连接，并对其进行控制；

fc仿真卡通信测试：通过fc仿真卡实现所有光通道的通信测试；

光通道物理层信号质量测试：实现所有光通道发送端口的光功率测试和接收端口的光灵敏度测试；

测试电路自检测功能：具备一定的fc仿真卡、光衰减器的初步自诊断的能力。

所述fc仿真卡通信测试采取以下步骤：

1)在主测试程序中选择fc仿真卡通信测试；

2)初始化光开关：配置第j路被测光通道的起始通道号，其中j为自然数；

3)被测光通道建立物理链路：按当前配置进行光开关切换，通过光开关建立第j路被测光通道与fc仿真卡的物理连接；

4)通信初始化：初始化第j路被测光通道和fc仿真卡，使第j路被测光通道进入通信状态；

5)通信测试：第j路被测光通道与fc仿真卡按照预先配置的数据包格式进行传输，实现被测光通道的fc通信测试；

6)判断是否完成所有光通道的通信测试，如果未完成测试，则令j＝j+1，即配置第j+1路被测光通道，然后跳转到步骤3进行第j+1路光通道的通信测试；如果已完成测试，则结束fc仿真卡通信测试，进入主测试程序；

所述光通道物理层信号质量测试采取以下步骤：

1)在主测试程序中选择光通道物理层信号质量测试；

2)选择测试内容：选择当前需要测试的物理层内容，如果选择光通道发送端光功率测试，则进入步骤3；如果选择光通道接收端光灵敏度测试，则进入步骤4；

3)光通道发送端光功率测试流程如下所示：

i.初始化光开关：配置第j路被测光通道的起始通道号，其中j为自然数；

ii.被测光通道建立物理链路：按当前第j路光开关的配置进行光开关切换；通过光开关建立第j路被测光通道发送端与光功率计的物理连接；

iii.使用光功率计测量第j路发送端口的光强，并对其进行记录；

iv.判断是否完成所有光通道发送端光功率测试，如果未完成测试，则令j＝j+1，即配置第j+1路被测光通道，然后跳转到步骤ii进行第j+1路光通道的通信测试；如果已完成测试，则结束光通道发送端光功率测试，进入主测试程序。

4)光通道接收端光灵敏度测试流程如下所示：

i.初始化光开关：配置第j路被测光通道的起始通道号，其中j为自然数；

ii.建立输入激励信号物理连接：选择输入激励信号，通过光开关的切换，实现输入激励信号的发送端与光衰减器的物理连接；fc仿真卡或者外部其他光通路能够作为输入激励信号；

iii.被测光通道建立物理链路：按当前配置进行光开关切换，通过光开关建立第j路被测光通道接收端与光衰减器的物理连接，在输入激励信号、光衰减器、被测光通道接收端之间形成一个物理链路；

iv.初始化通信链路：将光衰减器设置为不工作状态，建立输入激励信号与被测光通道的通信链路；

v.调整光衰减参数：通过光功率计测量当前输入激励信号的光功率，使被测光通道处于丢帧和正常通信的临界状态，记录当前光衰减器发给待测光通道的输入激励信号的光强；

vi.判断是否完成所有光通道接收端光灵敏度测试，如果未完成测试，则令j＝j+1，即配置第j+1路被测光通道，然后跳转到步骤iii进行第j+1路光通道的通信测试；如果已完成测试，则结束光通道接收端光灵敏度测试，进入主测试程序。

所述测试电路自检测采取以下步骤：

1)在主测试程序中选择测试电路自检测；

2)选择测试内容：选择fc仿真卡发送端光功率自检测，则进入步骤3；选择光衰减器一或光衰减器二对比自检测，则进入步骤4；

3)fc仿真卡发送端光功率自检测流程如下所示：

i.通过光开关的切换，实现fc仿真卡的发送端到光衰减器一和光功率计的物理连接；

ii.测量仿真卡发送端的光强，并将该光强与标准值对比、分析、记录；

4)光衰减器一或光衰减器二对比自检测流程如下所示：

i.通过光开关的切换，实现fc仿真卡的发送端到光衰减器一和光功率计的物理连接；

ii.调整光衰减器一的衰减参数，通过光功率计测量当前输入激励的光功率并记录；

iii.通过光开关的切换，实现fc仿真卡的发送端到光衰减器二和光功率计的物理连接；

iv.调整光衰减器二的衰减参数，与步骤ii中光衰减器一的衰减参数保持一致，通过光功率计测量当前输入激励的光功率并记录；

v.对比两次测量结果并分析、记录。

本发明的优点：面向综合处理平台光通道集成的综合测试，其核心技术主要是通过构建灵活多变的全自动光切换网络、结合实际应用的测试方法，解决大规模光通道综合测试的难题，其具有以下的优势：

a)测试内容全面、测试方法灵活多变，实现了全面必要的光通道综合测试：包括通信功能测试、发送光路的光功率测试、接收光路的敏感度测试；

b)采用智能光开关切换网络降低光通道测试操作的复杂性，大大提高了光通道的测试效率；

c)电路自检测能力，具备一定的测试测试环境自诊断的能力，确保测试环境的健康、可靠；

d)所有光通道均可进行自动的闭环测试，有效控制了光通道互联变动引起的损耗；

e)功能电路高复用率，使用灵活、测试能力强、可靠性高、成本低；

附图说明

图1测试功能组成框图；

图2硬件功能电路互联框图。

图3测试流程示意图；

具体实施方式

一种光路集成测试平台，所述平台包括光交换开关网络、光功率计、光衰减器、fc仿真卡、计算机系统：

光交换开关网络：为所有被测光通道与光功率计、光衰减器、fc仿真卡之间进行通信或者测试提供基本通路，能够通过远程控制为所有被测光通道到光功率计、光衰减器、fc仿真卡之间提供光通路；

光功率计：与光交换开关网络连接，用于测量被测光通道的光强；

光衰减器：与光开关网络、光功率计互联，光衰减器提供多种不同的设定功率的光信号给被测光通路，然后光路集成测试平台通过fc仿真卡测试被测光通路随不同的设定功率的光信号的变化，确定被测光通道通路的灵敏度；

fc仿真卡：用于fc系统环境的仿真、测试、数据采集与分析；

计算机系统：分别与光交换开关网络、光功率计、光衰减器、fc仿真卡相连接，并对其进行控制；

fc仿真卡通信测试：通过fc仿真卡实现所有光通道的通信测试；

光通道物理层信号质量测试：实现所有光通道发送端口的光功率测试和接收端口的光灵敏度测试；

测试电路自检测功能：具备一定的fc仿真卡、光衰减器的初步自诊断的能力。

所述fc仿真卡通信测试采取以下步骤：

1)在主测试程序中选择fc仿真卡通信测试；

2)初始化光开关：配置第j路被测光通道的起始通道号，其中j为自然数；

3)被测光通道建立物理链路：按当前配置进行光开关切换，通过光开关建立第j路被测光通道与fc仿真卡的物理连接；

4)通信初始化：初始化第j路被测光通道和fc仿真卡，使第j路被测光通道进入通信状态；

5)通信测试：第j路被测光通道与fc仿真卡按照预先配置的数据包格式进行传输，实现被测光通道的fc通信测试；

6)判断是否完成所有光通道的通信测试，如果未完成测试，则令j＝j+1，即配置第j+1路被测光通道，然后跳转到步骤3进行第j+1路光通道的通信测试；如果已完成测试，则结束fc仿真卡通信测试，进入主测试程序；

所述光通道物理层信号质量测试采取以下步骤：

1)在主测试程序中选择光通道物理层信号质量测试；

2)选择测试内容：选择当前需要测试的物理层内容，如果选择光通道发送端光功率测试，则进入步骤3；如果选择光通道接收端光灵敏度测试，则进入步骤4；

3)光通道发送端光功率测试流程如下所示：

i.初始化光开关：配置第j路被测光通道的起始通道号，其中j为自然数；

ii.被测光通道建立物理链路：按当前第j路光开关的配置进行光开关切换；通过光开关建立第j路被测光通道发送端与光功率计的物理连接；

iii.使用光功率计测量第j路发送端口的光强，并对其进行记录；

iv.判断是否完成所有光通道发送端光功率测试，如果未完成测试，则令j＝j+1，即配置第j+1路被测光通道，然后跳转到步骤ii进行第j+1路光通道的通信测试；如果已完成测试，则结束光通道发送端光功率测试，进入主测试程序。

4)光通道接收端光灵敏度测试流程如下所示：

i.初始化光开关：配置第j路被测光通道的起始通道号，其中j为自然数；

ii.建立输入激励信号物理连接：选择输入激励信号，通过光开关的切换，实现输入激励信号的发送端与光衰减器的物理连接；fc仿真卡或者外部其他光通路能够作为输入激励信号；

iii.被测光通道建立物理链路：按当前配置进行光开关切换，通过光开关建立第j路被测光通道接收端与光衰减器的物理连接，在输入激励信号、光衰减器、被测光通道接收端之间形成一个物理链路；

iv.初始化通信链路：将光衰减器设置为不工作状态，建立输入激励信号与被测光通道的通信链路；

v.调整光衰减参数：通过光功率计测量当前输入激励信号的光功率，使被测光通道处于丢帧和正常通信的临界状态，记录当前光衰减器发给待测光通道的输入激励信号的光强；

vi.判断是否完成所有光通道接收端光灵敏度测试，如果未完成测试，则令j＝j+1，即配置第j+1路被测光通道，然后跳转到步骤iii进行第j+1路光通道的通信测试；如果已完成测试，则结束光通道接收端光灵敏度测试，进入主测试程序。

所述测试电路自检测采取以下步骤：

1)在主测试程序中选择测试电路自检测；

2)选择测试内容：选择fc仿真卡发送端光功率自检测，则进入步骤3；选择光衰减器一或光衰减器二对比自检测，则进入步骤4；

3)fc仿真卡发送端光功率自检测流程如下所示：

i.通过光开关的切换，实现fc仿真卡的发送端到光衰减器一和光功率计的物理连接；

ii.测量仿真卡发送端的光强，并将该光强与标准值对比、分析、记录；

4)光衰减器一或光衰减器二对比自检测流程如下所示：

i.通过光开关的切换，实现fc仿真卡的发送端到光衰减器一和光功率计的物理连接；

ii.调整光衰减器一的衰减参数，通过光功率计测量当前输入激励的光功率并记录；

iii.通过光开关的切换，实现fc仿真卡的发送端到光衰减器二和光功率计的物理连接；

iv.调整光衰减器二的衰减参数，与步骤ii中光衰减器一的衰减参数保持一致，通过光功率计测量当前输入激励的光功率并记录；

v.对比两次测量结果并分析、记录。

下面结合附图对本发明进行进一步详细的说明。

光路集成测试平台主要由光交换开关网络、光功率计、光衰减器和fc仿真卡组成，如图2硬件功能电路互联框图。具体功能如下：

a)光交换开关网络，为所有光通道到光功率计、光衰减器和fc仿真卡之间进行通信测试提供基本通路，通过远程控制实现灵活多变的“无缝切换”。

b)光功率计，为器件连通性、高速测量数据采集和后期处理的快速数据传输提供业界领先的解决方案。通过与光交换开关网络的结合，提供了快速测量解决方案。

c)光衰减器，用于对测试装置中的光信号功率进行灵活的控制。通过监测输出功率，在任何输入功率下均可实现精确和稳定的功率设置。通过和光开关网络、光功率及的结合，通过测量ber随输入信号功率的变化，确定光通道通路的灵敏度。

d)fc仿真卡，用于fc系统环境的仿真、测试、数据采集与分析。

光通道集成测试实现的主要功能包括：fc仿真卡通信测试、光通道物理层信号质量测试和测试电路自检测这三部分，测试流程如图3所示，接下来将对这三个主要功能模块进行说明。

b)fc仿真卡通信测试的操作流程，如图3左侧“fc仿真卡通信测试”方框所示，当选择此测试模式后将按如下流程进行具体的测试：

1)初始化光开关：即配置被测光通道的起始通道号，如j＝1；

2)被测光通道建立物理链路：按当前配置进行光开关切换，通过光开关建立被测光通道(第j路)与fc仿真卡的物理连接；

3)通信初始化：初始化被测光通道(即第j路)以及fc仿真卡进入通信状态；

4)通信测试：被测光通道(即第j路)与fc仿真卡按照用户认可的数据包格式进行传输实现通信测试；

5)判断是否完成所有光通道的通信测试，如果未完成，则配置下一路光通道为待测通道(即j＝j+1)，然后跳转到第2步进行下一路光通道的通信测试；如果已完成，则结束通信测试流程；

c)光通道物理层信号质量测试流程，如图3中部“光通道物理层信号质量测试”方框所示，当选择此测试模式后将按如下流程进行具体的测试：

1)选择测试内容：即通过自动配置或人工选择当前需要测试的物理层内容，一是光通道发送端光功率测试，进入步骤2；二是光通道接收端光灵敏度测试，进入步骤3；

2)光通道发送端光功率测试流程如下所示：

i.初始化光开关：即配置被测光通道的起始通道号，如j＝1；

ii.被测光通道建立物理链路：按当前配置进行光开关切换，通过光开关建立被测光通道(第j路)发送端与光功率计的物理连接；

iii.测量当前发送端口的光强并记录；

iv.判断是否完成所有光通道的通信测试，如果未完成，则配置下一路光通道为待测通道(即j＝j+1)，然后跳转到第jj步进行下一路光通道的通信测试；如果已完成，则结束通信测试流程；

3)光通道接收端光灵敏度测试流程如下所示：

i.初始化光开关：即配置被测光通道的起始通道号，如j＝1；

ii.建立输入激励物理连接：输入激励有两种，一是fc仿真卡，二是其他光通路。确定输入激励后，通过光开关切换实现输入激励仿真卡的发送端到光衰减器的物理连接；

iii.被测光通道建立物理链路：按当前配置进行光开关切换，通过光开关建立被测光通道(第j路)接收端与光衰减器的物理连接；即在输入激励—光衰减器—被测光通道接收端形成一个物理链路；

iv.初始化通信链路：光衰减器此时设置为0，即不工作状态，建立输入激励与被测光通道的通信链路；

v.调整光衰减参数，通过光功率计测量当前输入激励的光功率，使被测光通道处于丢帧和正常通信的临界状态，记录当前衰减后发给待测光通道的光强并记录；

vi.判断是否完成所有光通道的通信测试，如果未完成，则配置下一路光通道为待测通道(即j＝j+1)，然后跳转到第jjj步进行下一路光通道的通信测试；如果已完成，则结束通信测试流程；

d)测试电路自检测流程如下所示：

1)选择测试内容：即通过自动配置或人工选择当前需要进行自检测的内容，一是fc仿真卡发送端光功率自检测，进入步骤2；二是光衰减器一和光衰减器二对比自检测，进入步骤3；

2)fc仿真卡发送端光功率自检测流程如下所示：

i.通过光开关切换实现输入激励仿真卡的发送端到光衰减器—光功率计的物理连接；

ii.测量仿真卡发送端的光强并与标准值对比、分析、记录；

3)光衰减器一和光衰减器二对比自检测流程如下所示：

i.通过光开关切换实现输入激励仿真卡的发送端到光衰减器一—光功率计的物理连接；

ii.调整光衰减器一的衰减参数，通过光功率计测量当前输入激励的光功率并记录；

iii.通过光开关切换实现输入激励仿真卡的发送端到光衰减器二—光功率计的物理连接；

iv.调整光衰减器二的衰减参数(与光衰减器一的衰减参数保持一直)，通过光功率计测量当前输入激励的光功率并记录；对比两次测量结果并分析、记录。