专利名称：高速数字通信误码测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高速数字通信误码测试仪，属于通信技术领域。
背景技术：
随着高质量数字视频和音频传输的应用越来越广泛，特别是近年来交
互式网络电视(IPTV)、视频通话等宽带IP业务的迅速发展，使得用户对 光传送网络带宽的需求也越来越大。现代的传输网络系统是由许多不同种 类的器件和传输链路构成，包括通过通信链路连接网络与其它网络元件的 通信器件。为支持高速通信系统，需开发出高速的通信器件与子系统。而 为保证质量，此类器件和子系统在出厂前都必须通过大量严格的考核测 试。
误码率是通信器件和子系统的一个重要参数，对于有源器件如发射 器、接收器、传送接收模块等尤其重要。这些有源器件同时也是构成通信 系统中的硬件组件和子系统中最为昂贵的部件。在误码率测试中，首先要 产生位测试码型数据，然后将其发送至物理通信链路，经过链路传输后将 接收到的码型与原始码型进行比较，如果二者不匹配则记录为一个误码。
误码率是指被测器件或者链路在单位时间内所产生误码的总个数。误 码率测试是利用位码型、帧同步及通信标准，以测试为目的来模仿通信系 统(通信器件及物理通信链路)中实际的数据条件。其中在电信领域被广 泛应用的一种位码型是伪随机位序列，简称PRBS。 PRBS是通过算法产生 位序列，其生成的位序列与真实的随机序列具有相同的统计特性。
目前误码测试仪通常是一套独立的装置，能够产生并发送数据到待测的器件或者通信系统中，然后接收经过器件或者通信系统传输以后的数 据，与发送的数据比较从而计算出误码率。它能够产生多种码型和进行多 种类型的测试。然而，在大多数情形下，特别是对于生产应用而言，仅仅 只需要其中的一个测试子集即可。误码测试仪的复杂处理过程使得其成为 高速通信器件生产中最为昂贵的单台测试设备，而且当信号速率越高时， 其价格也更为昂贵，购买此类测试设备的投资费用已成为器件和子系统生 产的负担，对大规模部署高速通信系统造成很大障碍。
因此，设计一种低成本的误码率的测试改进装置对于高速通信网络的 发展具有重要意义。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种低成本的高 速数字通信误码测试仪。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现
高速数字通信误码测试仪，特点是包括通信接口模块，用于与外部 计算机或控制器的连接；误码处理模块，用于对待测器件或系统进行误码 分析，并将结果保存在本地寄存器中；时钟生成模块，用于根据通信接口 模块的指令选择运行时钟，并将运行时钟提供给误码处理模块；光电、电 光转换模块，用于将外部输入的光信号变换为电信号传送给误码处理模 块，以及将误码处理模块产生的高速电信号变换为光信号输出；软件系统 模块，用于对整个测试装置的控制；所述光电、电光转换模块设置有光口 输入及光口输出，光电、电光转换模块与误码处理模块相连接，误码处理 模块设置有电口输入和电口输出，误码处理模块与时钟生成模块相连接； 所述时钟生成模块、误码处理模块及光电、电光转换模块均与通信接口模 块相连接，通信接口模块与外部计算机或控制器相连接，外部计算机或控 制器中嵌有软件系统模块。
进一步地，上述的高速数字通信误码测试仪，所述通信接口模块包括处理器和通信接口，光电、电光转换模块包括光电转换模块和电光转换 模块，误码处理模块包括误码检测模块、码型发生模块、接收接口模块、 发送接口模块；光口输入接通光电转换模块，光口输出接通电光转换模块， 光电转换模块和电光转换模块均与处理器连接，光电转换模块连接接收接 口模块，电光转换模块连接发送接口模块，电口输入接通接收接口模块， 电口输出接通发送接口模块，接收接口模块连接误码检测模块，发送接口 模块连接码型发生模块，误码检测模块和码型发生模块均与处理器连接， 还均与时钟生成模块连接；时钟生成模块连接处理器，处理器通过通信接 口与外部计算机或控制器相连。
更进一步地，上述的高速数字通信误码测试仪，所述的通信接口为 USB接口或者以太网接口或者其它控制器接口 ，处理器通过通信接口与外 部计算机或控制器建立起通信链路，完成将外部计算机或控制器的控制命 令与内部电路芯片所能识别的指令格式之间的转换。
更进一步地，上述的高速数字通信误码测试仪，所述的软件系统模块 可以査询光口和电口的状态信息，能够分别显示光口和电口的误码率；还 可以查询报警信息，显示光口输出激光功率。
本实用新型技术方案的实质性特点和进步主要体现在 本实用新型设计独特、结构新颖，具有电口和光口的误码测试功能、 既能作为独立的测试设备使用，也能通过远程控制或者集成到自动测试系
统中使用，可对10G的收发模块或者10G的设备与子系统进行误码率测试。
结构简洁，体积小巧，制造成本低，堪称是具有新颖性、创造性、实用性 的好技术，简易适用，应用前景十分看好。
以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明 图l:本实用新型装置的功能框图；图2:对10GXFP/SFP+光模块进行误码率测试的功能框图;
图3:对IOGROSA进行灵敏度测试的功能框图。
图中各附图标记的含义见下表
附图 标记含义附图 标记含义附图 标记含义
1通信接口模块101处理器102通信接口
2光电、电光转换 模块201光电转换模块202电光转换模块
误码处理模块301误码检测模块302码型发生模块
303接收接口模块304发送接口模块4时钟生成模块
软件系统模块6外部计算机或控 制器7光收发器
8衰减器9数字通信信号分 析仪10接收光学组件
A光口输入B光口输出c电口输入
D电口输出E外部时钟
具体实施方式
如
图1所示的高速数字通信误码测试仪，包括通信接口模块1，用于
与外部计算机或控制器6的连接；误码处理模块3，用于对待测器件或系 统进行误码分析，并将结果保存在本地寄存器中；时钟生成模块4，用于 根据通信接口模块l的指令选择运行时钟，并将运行时钟提供给误码处理 模块3;光电、电光转换模块2，用于将外部输入的光信号变换为电信号 传送给误码处理模块3，以及将误码处理模块3产生的高速电信号变换为 光信号输出；软件系统模块5，用于对整个测试装置的控制。 其中，光电、电光转换模块2设置有光口输入A及光口输出B，光电、电 光转换模块2与误码处理模块3相连接，误码处理模块3设置有电口输入 C和电口输出D，误码处理模块3与时钟生成模块4相连接；所述时钟生 成模块4、误码处理模块3及光电、电光转换模块2均与通信接口模块1相连接，通信接口模块1与外部计算机或控制器6相连接，外部计算机或 控制器6中嵌有软件系统模块5。
具体设计时，如图2所示，通信接口模块1包括处理器101和通信接 口 102，光电、电光转换模块2包括光电转换模块201和电光转换模块202， 误码处理模块3包括误码检测模块301、码型发生模块302、接收接口模 块303、发送接口模块304;光口输入A接通光电转换模块201，光口输出 B接通电光转换模块202，光电转换模块201和电光转换模块202均与处 理器101连接，光电转换模块201连接接收接口模块303，电光转换模块 202连接发送接口模块304，电口输入C接通接收接口模块303，电口输出 D接通发送接口模块304，接收接口模块303连接误码检测模块301，发送 接口模块304连接码型发生模块302，误码检测模块301和码型发生模块 302均与处理器101连接，还均与时钟生成模块4连接；时钟生成模块4 连接处理器101，处理器101通过通信接口 102与外部计算机或控制器6 相连。
由处理器101建立与外部计算机6的通信通道，它可以与外部计算机 的USB端口或者以太网端口、或者其它控制器建立起通信链路。来自外部 计算机或者控制器的控制命令被转换为内部电路芯片所能识别的通信指 令格式并传输给电路芯片，反之亦然。它能够控制电路芯片并通过读取内 部寄存器的内容来査询IC状态，读取误码率分析结果。
光电、电光转换模块2用于将光信号转换成电信号以及将电信号转换 成光信号，电光转换模块202接收来自误码处理模块的测试数据码型的电 信号，产生数字光信号输出，通过光口输出B输出。光电转换模块201接 收来自光口输入A的光信号并转换为电信号传送到接收接口模块303。还 具有输出光功率监测、信号丢失告警等功能，这些功能可以帮助用户确定 信号质量及做失效分析判断。
码型发生模块302，用于产生测试所需的码型序列，根据通信接口的指令可产生伪随机码序列或者用户自定义序列；发送接口模块304，用于 将码型发生模块302产生的位序列转换为高速电信号，通过高速电口输出
D或电光转换模块光口输出B发送出去；接收接口模块303，用于选择高 速电口输入C或光电转换模块光口输入A输入的信号，从高速电信号中恢 复出时钟和数据，并将其反馈至误码检测模块301;误码检测模块301，
用于将接收到的数据信号码型与最初的测试码型进行比对，从而进行误码 的统计和分析，并将分析结果保存在寄存器中。
时钟生成模块4，根据通信接口模块发送的指令选择内部时钟或者外 部时钟作为误码处理模块的运行时钟。
软件系统模块5实现对整个装置的完全控制，包括配置模块，用于
在装置上电以后对各个电路芯片进行初始化，包换对误码处理模块中的电
路芯片设定寄存器工作状态，关掉光电转换模块中的激光器等等；人机交 互界面模块，用于初始化完成后，接收处理用户的各种操作控制指令，显 示误码率、状态信息及报警信息等；底层驱动模块，用于提供底层驱动接 口，最终用户可将本装置集成在某些特殊应用中，有助于建立生产环境中 的自动测试系统。具有超过20种不同的控制功能可由用户进行操作控制， 配置信息能够被保存和重新载入，可以査询电、光信号的状态信息，用户 界面模块能够显示告警信息、光口输出的激光功率等。
应用本实用新型装置对IOG光收发器(XFP/SFP+光模块)进行误码 率测试时，如图2，装置上电后首先由软件系统模块5中的配置模块对各 个电路芯片进行初始化，包换对误码处理模块3中的电路芯片设定寄存器 工作状态，关掉光电转换模块201中的激光器等。用户根据待测器件的测 试要求通过软件系统模块5的人机界面设置各种控制命令，如运行时钟的 选定、输入端口的选择、输出端口的选择、码型选择等等。通信接口模块 中的处理器101通过USB端口与外部计算机或控制器6建立起物理通信连 接，将接收到的控制命令转换为内部电路芯片所能识别的通信指令格式并传输给电路芯片；同时，完成对电路芯片的控制并通过读取内部寄存器的 内容来查询IC的状态。误码测试的具体步骤是首先由通信接口模块中 的处理器101接收外部计算机6发来的时钟设定指令，对时钟生成模块4
进行设置，产生误码测试所需要的运行时钟；码型发生模块302产生所需 的测试码型序列，发送接口模块304将测试序列转换为高速电信号，通过 高速电口输出D发送出去，连接到待测光收发器7的TX端。待测光收发 器7经过衰减器8进行光环回后，其RX端连接到电口输入C。接收接口 模块303通过选择电口作为输入，从接收到的高速电信号中恢复出时钟和 数据，并将其反馈至误码检测模块301，误码检测模块301通过将接收到 的数据信号码型与最初的测试码型进行比对，从而实现误码的统计和分 析，并将分析结果保存在寄存器中。通信接口模块中的处理器101会定时 查询寄存器的内容，并进行指令格式的转换，然后通过USB接口上报给外 部计算机6，由软件系统模块5在用户界面上实时显示出误码测试的结果。 同时，在数字通信信号分析仪9上可显示待测光收发器7的光眼图，完成 对光信号的测试分析。用户也可以连接一个高精度的时钟源到外部时钟E 来设定误码测试时的运行时钟。
图3示意了采用本实用新型装置对IOG接收光学组件(ROSA)进行 灵敏度测试的过程，光口输出B输出的信号经衰减器8后发送到接收光学 组件(ROSA) 10， ROSA输出的电信号与电口输入C相连进行灵敏度的 测试。测试步骤与图2类似首先由通信接口模块1对时钟生成模块4进 行设置，产生误码测试所需要的运行时钟。码型发生模块302产生所需的 测试码型序列，发送接口模块304将测试序列转换为高速电信号，传送给 电光转换模块202，变换为光信号后通过光口输出B输出。光信号经过衰 减后被发送到ROSA 10，由ROSA IO输出的电信号与电口输入C相连， 接收接口模块303通过选择电口作为输入，从接收到的高速电信号中恢复 出时钟和数据，并将其反馈至误码检测模块301。误码检测模块301通过
10将接收到的数据信号码型与最初的测试码型进行比对，从而实现误码的统 计和分析，并将分析结果保存在寄存器中。通信接口模块中的处理器101 会定时去查询该寄存器的内容，并进行指令格式的转换，然后通过USB接
口上报给外部计算机6，由软件系统模块5在用户界面上实时显示出误码 率。通过调整衰减器8的衰减量，减小进入ROSA的光功率，在保证误码 率不超过10—12的情况下，测得的最小光功率即为ROSA的灵敏度。
综上所述，本实用新型装置具有电口和光口的误码测试功能、既能作 为独立的测试设备使用，也能通过远程控制或者集成到自动测试系统中使 用。结构简洁，体积小巧，外形美观，使用方便，功能卓越，经济效益和 社会效应显著，简易适用，市场前景广阔。
需要理解到的是上述说明并非是对本实用新型的限制，在本实用新 型构思范围内，所进行的添加、变换、替换等，也应属于本实用新型的保 护范围。
权利要求1.高速数字通信误码测试仪，其特征在于包括通信接口模块(1)，用于与外部计算机或控制器(6)的连接；误码处理模块(3)，用于对待测器件或系统进行误码分析，并将结果保存在本地寄存器中；时钟生成模块(4)，用于根据通信接口模块(1)的指令选择运行时钟，并将运行时钟提供给误码处理模块(3)；光电、电光转换模块(2)，用于将外部输入的光信号变换为电信号传送给误码处理模块(3)，以及将误码处理模块(3)产生的高速电信号变换为光信号输出，进行光链路的误码率测试；软件系统模块(5)，用于对整个测试装置的控制；其中所述光电、电光转换模块(2)设置有光口输入(A)及光口输出(B)，光电、电光转换模块(2)与误码处理模块(3)相连接，误码处理模块(3)设置有电口输入(C)和电口输出(D)，误码处理模块(3)与时钟生成模块(4)相连接；所述时钟生成模块(4)、误码处理模块(3)及光电、电光转换模块(2)均与通信接口模块(1)相连接，通信接口模块(1)与外部计算机或控制器(6)相连接，外部计算机或控制器(6)中嵌有软件系统模块(5)。
2. 根据权利要求1所述的高速数字通信误码测试仪，其特征在于所 述通信接口模块(1)包括处理器(101)和通信接口 (102)，光电、电光 转换模块(2)包括光电转换模块(201)和电光转换模块(202)，误码处 理模块(3)包括误码检测模块(301)、码型发生模块(302)、接收接口 模块(303 )、发送接口模块(304 );光口输入(A)接通光电转换模块(201)， 光口输出(B)接通电光转换模块(202)，光电转换模块(201)和电光转 换模块(202)均与处理器(101)连接，光电转换模块(201)连接接收接口模块(303)，电光转换模块(202)连接发送接口模块(304)，电口 输入(C)接通接收接口模块(303)，电口输出(D)接通发送接口模块(304)， 接收接口模块(303)连接误码检测模块(301)，发送接口模块(304)连 接码型发生模块(302)，误码检测模块(301)和码型发生模块(302)均 与处理器(101)连接，还均与时钟生成模块(4)连接；时钟生成模块(4) 连接处理器(101)，处理器(101)通过通信接口 (102)与外部计算机或 控制器(6)相连。
3.根据权利要求2所述的高速数字通信误码测试仪，其特征在于 所述的通信接口 (102)为USB接口、或者以太网接口、或者控制器接口。
专利摘要本实用新型涉及高速数字通信误码测试仪，包括通信接口模块，用于与外部计算机或控制器的连接；误码处理模块，用于对待测器件或系统进行误码分析，并将结果传送至外部计算机或控制器；时钟生成模块，用于根据通信接口模块的指令选择运行时钟，并将运行时钟提供给误码处理模块；光电、电光转换模块，用于将外部输入的光信号变换为电信号传送给误码处理模块，以及将误码处理模块产生的高速电信号变换为光信号输出；软件系统模块，用于对整个测试装置的控制。该装置具有电口和光口的误码测试功能、既能作为独立的测试设备使用，也能通过远程控制或者集成到自动测试系统中使用。
文档编号H04L1/00GK201341143SQ20082017809
公开日2009年11月4日 申请日期2008年11月20日 优先权日2007年11月24日
发明者圣 刘, 周新军, 施高鸿 申请人:苏州旭创科技有限公司