一种EDFA全自动测试方法及系统与流程

本发明涉及WDM通信领域一种对信号光放大的有源光器件，具体涉及掺铒光纤放大器(Erbium-doped Optical Fiber Amplifier，EDFA)的测试方法及系统，特别涉及一种EDFA全自动测试方法及系统。

背景技术：

随着信息和通信技术的飞速发展，光纤放大器的研究和发展又进一步扩大了增益带宽，将光纤通信系统推向了高速率、大容量、长距离方向发展。由于光纤放大器的独特性能，在DWDM传输系统、光纤CATV和光纤接入网中有着广泛的应用。

EDFA的表征特性有增益(Gain)、增益平坦度(Gain Flatness)、噪声指数(NF，Noise Figure)、输入/输出光功率精度、告警功能和关泵功能等。在研发、生产和应用过程中，需要对其进行测量测试，以判断EDFA产品的性能。在测量测试过程中需要使用多种测量仪器设备，一般测试过程需要人工手动多次连接光路，测试效率较低。

EDFA的手动测试环境搭建复杂，测试环节多，判定条件繁杂，对测试人员要求很高。这些都大大提高了EDFA的生产和应用的成本。因此，在研发、生产和应用中，对EDFA的特性指标进行准确快速的测量具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效灵活、功能齐全、使用简单的测试方法及系统，实现对EDFA产品参数指标的全自动测试。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种EDFA全自动测试方法，包括：

步骤a，待测EDFA接入测试系统并上电；

步骤b，控制台服务器与待测EDFA进行通信，读取待测EDFA模块状态信息，根据待测EDFA模块状态信息，选择测试条件模板，并读取测试模板中的一条测试项；

步骤c，控制台服务器解析测试项的测试环境条件，初始化硬件设备，控制光源子系统调制出符合测试条件的光信号；

步骤d，控制台服务器根据测试环境条件设置待测EDFA的工作模式，控制光路，将所需的输入光信号切换到待测EDFA的输入端；

步骤e，控制台服务器采集待测EDFA的实时模块状态信息数据；

步骤f，控制台服务器控制待测EDFA的输出光切换到测试仪器光谱仪和第二光功率计，采集光谱仪和第二光功率计的扫描数据；对扫描数据进行分析获得测试数据及测试结果；

步骤g，控制台服务器判定当次测试结果是否合格，如果不合格返回步骤e重新测试；否则，保存测试数据及测试结果；

步骤h，控制台服务器判断测试条件模板中是否还有未执行的测试项，如果有，返回步骤c继续执行，如果没有，根据保存的测试数据和测试结果生成测试报告。

优选的，所述方法还包括通过控制第一1*3光开关、第一1*2光开关、第二1*3光开关和第二1*2光开关切换光路通道，使用标准功率计对指定的输入补偿点、输出补偿点、中间级补偿点和光谱仪OSA补偿点进行校准。

优选的，所述模块状态信息，包括：

产品序列号、输入光功率、输出光功率、模块温度、模块工作模式、泵浦状态和产品模块的告警信息。

优选的，所述测试环境条件，包括：

环境温度、测试所需的信号光波长和强度。

优选的，控制台服务器根据测试条件模板中预设的配置判断当次测试结果是否合格。

优选的，待测EDFA的工作模式包括APC、ACC和AGC。

一种EDFA全自动测试系统，包括：自动测试装置及与自动测试装置相连接测试条件模板和测试报告；所述自动测试装置包括光路测试装置及与光路测试装置相连接的控制台服务器；所述光路测试装置包括如下测试仪器：光源子系统、第一可调衰减器、第一50/50分光率的光耦合器、第一1*3光开关、第一光功率计、第一1*2光开关、第二可调衰减器、第二1*2光开关、第二1*3光开关、第二50/50分光率光耦合器、光谱仪和第二光功率计；

所述光源子系统经所述第一可调衰减器和第一50/50分光率的光耦合器与所述第一1*3光开关的输入端E、第一光功率计分别相连接；所述第一1*3光开关的输出端G与所述第二1*3光开关的输出端Q相连接；所述第一1*3光开关的输出端H与第一待测EDFA输入端相连接；所述第一待测EDFA输出与第一1*2光开关输入端N相连接；所述第一1*2光开关输出端O与所述第二1*3光开关的输出端R相连接；所述第一1*3光开关的输出端I与所述第二1*2光开关的输出端L相连接；所述第二1*2光开关的输出端K经所述第二可调衰减器与所述第一1*2光开关的输出端P相连接；所述第二1*2光开关的输入端M与第二待测EDFA输入端相连接；所述第二待测EDFA输出端与所述第二1*3光开关的输出端S相连接；所述第二1*3光开关的输入端T经所述第二50/50分光率光耦合器与所述光谱仪和第二光功率计分别相连接；

所述控制台服务器根据接入的待测EDFA读取测试条件模板，控制光源子系统输出光信号切换到待测EDFA的输入端，将待测EDFA输出光切换到光谱仪和光功率计，采集光谱仪和光功率计的扫描数据并进行分析，输出测试报告；所述待测EDFA包括第一待测EDFA、第二待测EDFA或第一待测EDFA和第二待测EDFA组成的产品。

优选的，所述光路测试装置中的各测试仪器通过企业数据总线网络与所述控制台服务器相连接。

优选的，所述光路测试装置中的各测试仪器均通过网口接入企业数据总线网络。

优选的，所述控制台服务器包括控制台电脑以及多台数据处理服务器；所述待测EDFA通过串口或网口与所述控制台服务器相连接。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)本发明提供了一种EDFA全自动测试方法及系统，测试过程自动实现光信号调节、光路切换、光功率调节、数据采集及进行分析判断处理；实现了EDFA的增益、噪声指数、EDFA定标精度、EDFA产品的告警、关泵等特征性能的自动化测试；

(2)本发明采用企业数据总线网络通信，系统搭建灵活简单，不受空间距离限制；

(3)本发明操作简单，EDFA测试过程中减少了人工干预，降低了对操作人员素质的要求，提高了测试效率，降低企业生产成本。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种EDFA全自动测试方法及系统不局限于实施例。

附图说明

图1为本发明实施例的系统结构图；

图2为本发明实施例的光路测试装置框图；

图3为本发明实施例的方法流程图；

图4为本发明实施例的测试模版列表图；

图5为本发明实施例的测试模板测试项配置图；

图6为本发明实施例的测试结果合格判定条件图；

图7为本发明实施例的测试系统运行实例图；

图8为本发明实施例的生成测试结果报告图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1和图2所示，本实施例一种EDFA全自动测试系统，包括：自动测试装置及与自动测试装置相连接测试条件模板和测试报告；所述自动测试装置包括光路测试装置及与光路测试装置相连接的控制台服务器114；所述光路测试装置包括如下测试仪器：光源子系统101(Light source subsystem)、第一可调衰减器102(VOA1，Variable Optical Attenuator)、第一50/50分光率的光耦合器103(Coupler1)、第一1*3光开关104(SW1)、第一光功率计105(PM1)、第一1*2光开关109(SW2)、第二可调衰减器108(VOA2)、第二1*2光开关106(SW3)、第二1*3光开关110(SW4)、第二50/50分光率光耦合器111(Coupler2)、光谱仪112(OSA)和第二光功率计113(PM2)；

所述光源子系统101经所述第一可调衰减器102和第一50/50分光率的光耦合器103与所述第一1*3光开关104的输入端E、第一光功率计105分别相连接；所述第一1*3光开关104的输出端G与所述第二1*3光开关110的输出端Q相连接；所述第一1*3光开关104的输出端H与第一待测EDFA输入端相连接；所述第一待测EDFA输出与第一1*2光开关109输入端N相连接；所述第一1*2光开关109输出端O与所述第二1*3光开关110的输出端R相连接；所述第一1*3光开关104的输出端I与所述第二1*2光开关106的输出端L相连接；所述第二1*2光开关106的输出端K经所述第二可调衰减器108与所述第一1*2光开关109的输出端P相连接；所述第二1*2光开关106的输入端M与第二待测EDFA输入端相连接；所述第二待测EDFA输出端与所述第二1*3光开关110的输出端S相连接；所述第二1*3光开关110的输入端T经所述第二50/50分光率光耦合器111与所述光谱仪112和第二光功率计113分别相连接；

所述控制台服务器114根据接入的待测EDFA(DUT)读取测试条件模板，控制光源子系统101输出光信号切换到待测EDFA的输入端，将待测EDFA输出光切换到光谱仪112和第二光功率计113，采集光谱仪112和第二光功率计113的扫描数据并进行分析，输出测试报告；所述待测EDFA包括第一待测EDFA、第二待测EDFA或第一待测EDFA和第二待测EDFA组成的产品。

具体的，所述光源子系统101为DFB激光器和ITLA所构成的波长、功率可控可调光源子系统101，根据模版测试项需求，由控制服务器下达调谐指令，光源子系统101产生符合要求的单点光信号或者多波长光信号输入EDFA测试光路进行测试；

所述第一可调衰减器102和第二可调衰减器108，在测试和定标过程中对光功率进行调节。

所述第一光耦合器和第二光耦合器，皆为50/50的光耦合器，在系统里作为分光器使用。

所述第一1*3光开关104、第二1*3光开关110、第一1*2光开关109、第二1*2光开关106，在系统中用于切换光路通道。

所述光谱仪112(OSA)，在系统中用来扫描EDFA产品输出信号光，分析产品增益、噪声NF，并将扫描数据和分析结果反馈给控制台服务器114。

所述第一光功率计105和第二光功率计113，用于检测光路功率大小，并将数据反馈给控制台服务器114。

所述控制台服务器114，包括控制台电脑以及多台数据处理服务器，为本发明系统的运行中心，通过企业数据总线116网络，与系统各个仪器设备进行通信控制，采集数据、分析数据并判断测试结果。

所述企业数据总线116网络，即为测试系统的网络，所有测试仪器设备都接入该网络，通过该网络与控制台服务器114通讯。

所述待测EDFA器件，待测试或者待定标的EDFA产品，可以为一级放大器EDFA或二级放大器EDFA。待测EDFA器件通过串口或者网口115与控制电脑进行通信。

进一步的，本发明系统所涉及到用户角色，主要有三种：

本发明系统所涉及用户角色Ⅰ为工程师，工程师角色具有新建、修改、删除等编辑测试模版权限，查询、浏览测试结果数据。

本发明系统所涉及用户角色Ⅱ为测试员，测试员角色具有操作系统测试产品权限，查询、浏览测试结果数据。

本发明系统所涉及用户角色Ⅲ普通用户，普通用户具有查询、浏览测试结果数据。

本发明系统所涉及到的数据信息流，首先，上述工程师角色创建测试模版；然后，由上述测试员角色执行EDFA产品测试，本发明系统采集、分析、判断、生成测试报告，并所诉数据存储到控制台服务器114；最后，用户通过控制台服务器114查询所有EDFA测试数据信息及其测试报告。

本发明系统通过功能角色的划分，由工程师角色制定模版的测试需求和判断规则，测试员只需将EDFA产品接入系统既可执行测试，降低了对测试员要求。其测试和判定皆由测试系统全自动进行，测试效率极大提高，降低生产成本。

进一步的，本发明系统开始使用时需要对系统进行校准以使自动测试结果和手动测试结果一致，进行校准点有输入补偿点包括IN和MID IN、输出补偿点包括OUT和OUT/MID OUT、中间级补偿点包括OUT/MID OUT-MID IN和光谱仪112OSA补偿点。

本实施例中，具体补偿步骤包括：

(1)输入端IN补偿：

a)光源子系统101产生1550nm单点信号光；

b)第一1*3光开关104打到“H通道”，接IN端口；

c)IN端口接标准功率计(该设备可以移动，未在图中体现)，标准功率计波长设置为1550nm(默认)；

d)第一光功率计105与标准功率计设置相同的波长；

e)调节第一可调衰减器102，使第一光功率计105的功率读值为0dBm，记为“A”；

f)读取标准功率计的读值“B”；

g)计算A-B的差值“C”，即为“IN”端相对第一光功率计105的功率补偿值(注意：C带±号)；

(2)输入端MID IN补偿

a)光源子系统101产生1550nm单点信号光；

b)第一1*3光开关104打到“I通道”，第二1*2光开关106打到“L通道”接MID IN端口；

c)MID IN端口接标准功率计，标准功率计波长设置为1550nm(默认)；

d)第一光功率与标准功率计设置相同的波长；

e)第一可调衰减器102，使第一光功率的功率读值为0dBm，记为“A”；

f)读取标准功率计的读值“B”；

g)计算A-B的差值“C”，即为“EI-LM-MID IN”相对第一光功率的功率补偿值(注意：C带±号)；

h)当需要单波长在MID IN端口的功率为“B”时，只需要将第一1*3光开关104打到“I通道”，第二1*2光开关106打到“L通道”，再调节第一可调衰减器102，使第一光功率的功率计读值＝B+C即可。

(3)输出端OUT/MID OUT补偿

a)IN端口已校准的情况下，IN与OUT/MID OUT对接；

b)第一1*2光开关109打到“O通道”；

c)第二1*3光开关110打到“R通道”；

d)光源子系统101产生1550nm单点信号光，IN的出光功率设置为0dBm；

e)第二光功率计113波长设置为1550nm(默认)；

f)读取第二光功率计113的功率读值“A”；

g)读IN端口的实际出光功率为“B”；

h)计算A-B的差值“C”,即为“OUT/MID OUT”相对第二光功率计113的功率补偿值(注意：C带±号)；

i)当需要读取OUT/MID OUT端口的功率为“B”时，只需读取第二光功率计113的功率计读值A，即可得到IN端口的实际出光功率B＝A-C；

(4)输出端OUT补偿

a)MID IN端口已校准的情况下，MID IN与OUT对接；

b)第二1*3光开关110打到“S通道”；

c)光源子系统101产生1550nm单点信号光，MID IN的出光功率设置为0dBm；

d)第二光功率计113波长设置为1550nm(默认)；

e)读取第二光功率计113的功率读值“A”；

f)读MID IN端口的实际出光功率为“B”；

g)计算A-B的差值“C”，即为“OUT”相对第二光功率计113的功率补偿值(注意：C带±号)；

h)当需要读取OUT端口的功率为“B”时，只需读取第二光功率计113的功率计读值A，即可得到OUT端口的实际出光功率B＝A-C；

(5)中间级补偿

a)IN端口及OUT端口已功率校准的情况下，IN与OUT/MID OUT对接、MID IN与OUT端口对接；

b)光源子系统101产生1550nm单点信号光，IN的出光功率设置为0dBm；

c)读取IN端口的功率读值“A”；

d)第一1*2光开关109打到“P通道”；

e)光开关(106)打到“K通道”；

f)第二1*3光开关110打到“S通道”；

g)读OUT端的实际出光功率为“B”；

h)计算A-B的差值“C”，即为“OUT/MID OUT-MID IN”的功率补偿值(注意：C带±号),存在系统备用，当需要调整模块中间级衰减时，调出该补偿值再加上第二可调衰减器108调节的衰减，即得到模块的中间级衰减；

(6)光谱仪112OSA补偿

a)IN端口已校准的情况下；

b)光源子系统101产生1550nm单点信号光(默认)，IN的出光功率设置为0dBm；

c)读取IN端口的功率读值“A”；

d)IN端口与OUT端口对接；

e)第一1*3光开关104打到“G通道”，第二1*3光开关110打到“Q通道”；

f)光谱仪112OSA进入“EDFA-NF”测试功能，OUTPUT补偿值清零；

g)扫描光功率；

h)读取光谱仪112OSA的OUTPUT功率读值“B”；

i)计算A-B的结果“C”，为“OUT(OSA)”的OSA补偿值(注意：C带±号),存在系统备用，当测试“OUT端口”的输出功率时，调出该补偿值写入OSA的OUTPUT功率补偿。

参见图3所示，本实施例还提供一种EDFA全自动测试方法，包括：

步骤301，待测EDFA接入测试系统并上电；

步骤302，控制台服务器与待测EDFA进行通信，读取待测EDFA模块状态信息，根据待测EDFA模块状态信息，选择测试条件模板，并读取测试模板中的一条测试项；

步骤303，控制台服务器解析测试项的测试环境条件，初始化硬件设备，控制光源子系统调制出符合测试条件的光信号；

步骤304，控制台服务器根据测试环境条件设置待测EDFA的工作模式，控制光路，将所需的输入光信号切换到待测EDFA的输入端；

步骤305，控制台服务器采集待测EDFA的实时模块状态信息数据；

步骤306，控制台服务器控制待测EDFA的输出光切换到测试仪器光谱仪和第二光功率计，采集光谱仪和第二光功率计的扫描数据；对扫描数据进行分析获得测试数据及测试结果；

步骤307，控制台服务器判定当次测试结果是否合格，如果不合格返回步骤305重新测试；否则，保存测试数据及测试结果；

步骤308，控制台服务器判断测试条件模板中是否还有未执行的测试项，如果有，返回步骤303继续执行，如果没有，根据保存的测试数据和测试结果生成测试报告。

本实施例中，所述模块状态信息，包括：

产品序列号、输入光功率、输出光功率、模块温度、模块工作模式、泵浦状态和产品模块的告警信息。

本实施例中，所述测试环境条件，包括：

环境温度、测试所需的信号光波长和强度。

本实施例中，控制台服务器根据测试条件模板中预设的配置判断当次测试结果是否合格。

本实施例中，待测EDFA的工作模式包括APC、ACC和AGC。

参见图4、5、6、7和8所示，如下对一个实际产品(产品序列号：1729266)调用测试模版(BG.02.0169-000)进行全自动测试实例的详细步骤进行说明。

测试前准备：制作测试模板(BG.02.0169-000)

a)参见图4所示，新建一个测试模板名为BG.02.0169-000测试模板；

b)参见图5所示，配置所有的测试条件和测试项目；

c)参见图6所示，配置测试项的合格判定条件公式。

参见图7所示，测试过程如下：

1)打开自动测试系统，将产品(产品序列号：1729266)接入系统，产品上电，系统读取产品模块信息(产品序列号、输入光功率、输出光功率、模块温度、模块工作模式、泵浦状态以及产品模块的告警信息)；

2)选择测试模版(BG.02.0169-000)的测试项，点击“开始测试”，系统开始测试；

3)读取测试项目列表中的一条测试项；

4)解析测试项的测试环境条件，比如温度是否为测试项里设定的25℃，控制多波光源子系统输出测试项所需要的1544nm波长的信号光；

5)系统自动将产品模块的工作模式设置为测试项所需的AGC＝27.5db的工作模式，系统自动控制光开关切换将1544nm的信号光接入到产品模块的输入端(IN)；

6)系统采集产品模块实时状态信息数据(产品序列号、输入光功率、输出光功率、模块温度、模块工作模式、泵浦状态以及产品模块的告警信息)；

7)系统自动控制光开关，将产品输出光切换到测试仪器光谱仪(OSA)、功率计(PM)、采集测试仪器的扫描数据、测试数据，分析结果数据；

8)根据模版测试项合格判定条件公式，判定测试结果是否合格，是否需要重新测试。如果结果不合格则跳入5)步骤；反之，保存相关测试数据及其测试结果；

9)回到3)步骤，读取下一条测试项进行测试；

10)测试完所有测试项后，参见图8所示，系统生成测试报告，测试结束。

以上实施例仅为本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。