一种收发一体光模块的专用地面检测系统的制作方法

1.本实用新型属于光通信技术领域，具体是涉及一种收发一体光模块的专用地面检测系统。


背景技术：

2.收发一体光模块由光电子器件、内部电路和收发光接口组成，该光模块的应用加速了光纤通信领域的发展。为了确保收发一体光模块的生产质量，需要对星载收发一体光模块的关键指标进行测试。关键指标包括：误码率、平均发射功率、消光比、中心波长、谱宽@
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20db、边模抑制比、接收灵敏度、饱和光功率等测试项目。现有的测试方式是：针对某一指标的测试需要单独连接测试设备，在生产中会造成测试工序繁琐，测试人员、设备、场地等资源的浪费，增加了生产成本，降低了测试效率。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种收发一体光模块的专用地面检测系统。
4.为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种收发一体光模块的专用地面检测系统，包括用于可拆卸安装待测试收发一体光模块的光模块测试板、一路分n路的第一分光器和上位机；所述第一分光器的光输入端与待测试收发一体光模块的光发射端口连接，所述第一分光器的n个光输出端与n个输出通道测试设备一一对应连接，所述n为大于等于2的正整数；第一输出通道测试设备为第一光功率计，所述第一光功率计的光输入端与第一分光器的第一光输出端连接；第二输出通道测试设备为光谱分析仪，所述光谱分析仪的光输入端与第一分光器的第二光输出端连接，所述光谱分析仪的上位机通信端与上位机的第一信号端连接。
5.上述技术方案：整合了收发一体光模块的地面检测工序，通过该系统能够同时进行输出平均光功率、输出光信号中心波长、输出光信号谱宽、边模抑制比的测量，无需进行光路(如光纤)重复接入，有效避免了光纤端面的污染，增强了测试设备的使用效率，收发一体光模块安装可拆卸，方便实现光模块的批量地面检测；并且通过第一分光器将光模块的光发射端口分为n路，便于n路通道同时测量，便于扩展待测试的性能指标。
6.在本实用新型的一种优选实施方式中，所述光模块测试板上设置有连接待测试的收发一体的光模块的数据通信端的第一数据通信接口；当n大于2时，第三输出通道测试设备包括数字采样器和误码仪，所述数字采样器的光输入端与第一分光器的第三光输出端连接，所述数字采样器的数据输出端与所述误码仪的测试信号输入端连接，所述误码仪的数据通信接口与所述第一数据通信接口连接，所述误码仪的上位机通信端与上位机的第二信号端连接，所述数字采样器的上位机通信端与上位机的第三信号端连接。
7.上述技术方案：通过误码仪和数字采样器能够在第一输出通道测试设备和第二输出通道测试设备进行测量的同时，对待测试收发一体光模块输出光信号的消光比进行测
试，同时还可以进行误码仪分析发送给待测试光模块的数据信号与该数据信号经过待测试模块电光转换后输出的光信号的差异，并基于该差异获得待测试收发一体光模块电光转换部分的误码率，用以评估待测试收发一体光模块误码率的准确性。
8.在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括第一可调光衰减器，所述第一可调光衰减器的光输入端与所述第一分光器的第三光输出端连接，第一可调光衰减器的光输出端与所述数字采样器的光输入端连接。
9.上述技术方案：通过第一可调光衰减器能够对输入数字采样器的光功率大小进行调节，适配数字采样器输入光功率范围。
10.在本实用新型的一种优选实施方式中，当n大于3时，还包括宽带光源、第二可调光衰减器、一路分二路的第二光分器、二路合一路的光纤耦合器，以及第二光功率计，所述宽带光源的光输出端与第二可调光衰减器的光输入端连接，第二可调光衰减器的光输出端与第二光分器的光输入端连接，第二光分器的第一光输出端与第二光功率计的光输入端连接，第二光分器的第二光输出端与光纤耦合器的第一光输入端连接，光纤耦合器的第二光输入端与第一分光器的第四光输出端连接，光纤耦合器的输出端与待测试收发一体光模块的光接收端口连接。
11.上述技术方案：利用第二可调光衰减器能够调节输入待测试收发一体光模块的光接收端口的宽带光源的光功率大小，通过第二光功率计测得的光功率和第二分光器的分光比能够获得输入待测试收发一体光模块的光功率大小，便于与第三输出通道测试设备配合进行待测试收发一体光模块的饱和光功率、灵敏度和误码率等性能指标进行测试。在测试误码率过程中，误码仪发出数字信号到待测试收发一体光模块，待测试收发一体光模块将数字信号转换为对应的光信号发射，通过光纤耦合器实现待测试收发一体光模块发射光信号的自接收，待测试收发一体光模块将自接收的光信号转换为电信号输出到误码仪，误码仪将接收到的电信号和发射的电信号进行比对，得到待测试收发一体光模块电光转换和光电转换整体的误码率。
12.在本实用新型的一种优选实施方式中，全部或部分光连接通路通过光纤连接。
13.上述技术方案：便于连接实施，提高测试准确性。
14.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
15.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
16.图1是本实用新型一种优选实施方式中的系统框图。
具体实施方式
17.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
18.在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
19.本实用新型提供了一种收发一体光模块的专用地面检测系统，在一种优选实施方式中，如图1所示，系统包括用于可拆卸安装待测试收发一体光模块的光模块测试板、一路分n路的第一分光器和上位机；第一分光器的光输入端与待测试收发一体光模块的光发射端口连接，第一分光器的n个光输出端与n个输出通道测试设备一一对应连接，n为大于等于2的正整数；第一输出通道测试设备为第一光功率计，第一光功率计的光输入端与第一分光器的第一光输出端连接；第二输出通道测试设备为光谱分析仪，光谱分析仪的光输入端与第一分光器的第二光输出端连接，光谱分析仪的上位机通信端与上位机的第一信号端连接。
20.在本实施方式中，优选的，光模块测试板上设置有安装待测试收发一体光模块的安装机构，该安装机构优选但不限于为与收发一体光模块外形匹配的凹槽，或者为如公开号为cn203881810u的中国专利中公开的锁紧机构和压板结构，或者为与待测试光模块上的排针配合连接的插针母座。优选的，第一分光器将输入光信号进行n等均分。优选的，所有光信号连接通路采用光纤连接。上位机优选但不限于为pc电脑，pc电脑上装载有各种性能指标的分析软件，这些分析软件均为现有软件，非本技术的改进点，在此不再赘述。
21.在本实施方式中，光模块测试板上还设置有电源接口。优选的，还包括与电源接口连接的第一电源，为上位机、误码仪和光谱分析仪供电的第二电源，第一电源提供3.3v直流电，第二电源提供220v交流电。
22.在本实施方式的一种应用场景中，n为4，第一分光器的两个通道的分光比为1:1:1:1，同时进行平均发射功率，以及光模块输出光信号的中心波长、20db谱宽和边模抑制比等测试。具体过程为：打开第一电源和第二电源，打开上位机、第一光功率计、光模块测试板和光谱分析仪的开关；选择光谱分析仪中的激光器类型，和待测的收发一体光模块的激光器类型保持一致，设置光谱分析仪的扫描宽度，利用光谱分析仪的自动测量功能得到待测试收发一体光模块的中心波长、20db谱宽和边模抑制比，并将测得结果传输至上位机显示。
23.在一种优选实施方式中，光模块测试板上设置有连接待测试收发一体光模块的数据通信端的第一数据通信接口；当n大于2时，如图1所示，第三输出通道测试设备包括数字采样器和误码仪，数字采样器的光输入端与第一分光器的第三光输出端连接，数字采样器的数据输出端与误码仪的测试信号输入端连接，误码仪的数据通信接口与第一数据通信接口连接，误码仪的上位机通信端与上位机的第二信号端连接，数字采样器的上位机通信端与上位机的第三信号端连接。
24.在本实施方式中，第一数据通信接口优选但不限于为uart接口，包括rx
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、rx+、tx
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、tx+四个管脚。优选的，待测试收发一体光模块上设置有rx
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、rx+、tx
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、tx+、gnd和vcc六个排针，光模块测试板上设置有对应的6个插针母座，第一数据通信接口与插针母座通过pcb走线连接，当待测试收发一体光模块的排针插入插针母座后实现了第一数据通信接口与待测试收发一体光模块的连接。
25.在本实施方式中，误码仪优选但不限于选择型号为sl3120a系列高速串行误码仪
现有产品，误码仪的测试信号输入端优选但不限于为trigger端。优选的，数字采样器可包括电光转换单元，电光转换单元将第一分光器的第三光输出端输出的光信号转换为对应的电信号并将该电信号传输至误码仪的测试信号输入端；优选的，数字采样器并不是单纯进行光电转换，数字采样器将输入光信号转化为电信号,该电信号可以是光信号的眼图信号，数字采样器优选但不限于为现有的型号为kesight的86100d。上位机与误码仪、光谱分析仪可通过gpib线缆连接。
26.在本实施方式中，有选的，如图1还包括第一可调光衰减器，第一可调光衰减器的光输入端与第一分光器的第三光输出端连接，第一可调光衰减器的光输出端与数字采样器的光输入端连接。优选的，还包括为数字采样器供电的第四电源，第四电源提供220v交流电。
27.在本实施方式的一种应用场景中，可进行平均发射功率，待测试收发一体光模块光输出通道的误码率，消光比，以及光模块输出光信号的中心波长、20db谱宽、边模抑制比测试。打开第一电源、第二电源和第四电源，打开上位机、第一光功率计、光模块测试板、光谱分析仪的开关、数字采样器和误码仪后，除待测试收发一体光模块光输出通道的误码率和消光比之外，其他性能指标的测试参照之前的步骤，在此不再赘述。
28.在本应用场景中，误码率的具体测试过程为：根据待测收发一体光模块的技术指标，设置误码仪的速率、码型、电平等，误码仪将参考数据信号(电信号)通过自身的数据通信接口(data_out+,data_out
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)和第一数据通信接口传输给待测试收发一体光模块，待测试收发一体光模块将参考数据信号转换成对应的光信号并通过其光输出通口传输至第一分光器，第一分光器的第三光输出端输出分光后的部分光信号至第一可调光衰减器，第一可调光衰减器调节光信号幅度范围至数字采样器的允许输入范围，误码仪将数字采样器输出的信号除以第一分光器的第三光输出端的分光比例后的值与参考数据信号进行比对，得到误码率，并将误码率图像和结果传输至上位机显示，待上位机显示的误码率稳定时，记录光模块的误码率。该误码率为待测试收发一体光模块电光转换部分的误码率，用以评估待测试收发一体光模块电光转换的准确性。
29.在本应用场景中，消光比的测试过程为：根据待测收发一体光模块的技术指标，设置误码仪的速率、码型、电平等后，设置第二可调光衰减器的波长与待测试收发一体光模块的波长相同；使数字采样器无光输入，开机预热后，校准数字采样器；第二调节光衰减器，使输入数字采样器的光功率为设备推荐的输入光功率范围；根据地面检测要求，打开数字采样器上对应的通道按钮并选择相应速率的光滤波器；在数字采样器上选择“extinction ratio”，记录待测试收发一体光模块的消光比。
30.在一种优选实施方式中，如图1所示，当n大于3时，还包括宽带光源、第二可调光衰减器、一路分二路的第二光分器、二路合一路的光纤耦合器，以及第二光功率计，宽带光源的光输出端与第二可调光衰减器的光输入端连接，第二可调光衰减器的光输出端与第二光分器的光输入端连接，第二光分器的第一光输出端与第二光功率计的光输入端连接，第二光分器的第二光输出端与光纤耦合器的第一光输入端连接，光纤耦合器的第二光输入端与第一分光器的第四光输出端连接，光纤耦合器的输出端与待测试收发一体光模块的光接收端口连接。
31.在本实施方式中，优选的，第二光分器的分光比为1:1。优选的，还包括为宽带光源
供电的第三电源，第三电源提供5v直流电。
32.在本实施方式的一种应用场景中，对待测试收发一体光模块的接收灵敏度和饱和光功率进行测试。接收灵敏度的测试过程为：打开第一电源、第二电源、第三电源和第四电源，打开上位机、误码仪、光模块测试板、宽带光源、第二光功率计和数字采样器的开关；根据待测收发一体光模块的技术指标，设置误码仪的速率、码型、电平等；设置第二可调光衰减器与第二光功率计的波长与待测试收发一体光模块的波长相同；校准宽带光源；通过调试第一光衰减器，找到最小能使误码仪的误码率保持稳定的输出光功率，即获得待测试收发一体光模块的接收灵敏度值，找到最大能使误码仪的误码率保持稳定的输出光功率，即获得待测试收发一体光模块的饱和光功率。
33.在本实施方式的一种应用场景中，对待测试收发一体光模块的电光转换和光电转换整体的误码率进行测试，在测试误码率过程中，误码仪发出数字信号到待测试收发一体光模块，待测试收发一体光模块将数字信号转换为对应的光信号发射，通过光纤耦合器实现待测试收发一体光模块发射光信号的自接收，待测试收发一体光模块将自接收的光信号转换为电信号输出到误码仪，误码仪将接收到的电信号和发射的电信号进行比对，得到待测试收发一体光模块。
34.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
35.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。