CN105049113B - 一种有源光模块多通道自动化测试***及方法 - Google Patents

一种有源光模块多通道自动化测试***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种有源光模块多通道自动化测试***及方法，通过监测被测光模块发射的光信号，测量并计算其入射光功率、发射电流、偏置电流、温度、电压、消光比、眼图余量、交叉点、OMA(光调试幅度)等指标；若上述指标都符合规范，则测试其灵敏度，通过调节衰减器使被测模块的发射光功率达到其测试规范的灵敏度，进行误码测试；若无误码，则测试光模块告警值、告警恢复等指标。本测试***采用的误码仪、光模块测试板、光功率计和衰减器均为多通道设备，结合光开关和光分路器分时复用一台示波器，至少可同时测试8个光模块，极大的优化了示波器的利用率和光模块的测试效率，节约设备及人工成本，实现光模块的自动化、批量化生产。

Description

一种有源光模块多通道自动化测试***及方法
技术领域
本发明涉及一种光通信器件测试技术，尤其涉及一种有源光模块的自动测试方法及***，特别是能够自动同时异步测试8个或更多有源光模块的测试***。
背景技术
随着信息时代的进步和发展，光模块是所有信息产物的基础，占据着举足轻重的地位，其庞大的市场需求量和高精度的指标要求迫使光模块的测试效率及准确度必须提高。该光模块传统的测试方法是将被测模块放置到测试板夹具中，监测被测模块的发射电流、偏置电流、温度、电压等指标；通过示波器读取并计算消光比、交叉点、眼图余量、OMA等指标；通过调节衰减器使被测模块的功率值达到灵敏度测试点，通过误码仪测试一段时间内是否有误码；通过调节衰减器测试被测模块的告警值，告警恢复值以及接收点的模块偏流值等。
在传统的测试过程中，需要人工频繁的进行光纤连接、设备更替等工作，工人要边调节衰减器边监控功率计的值，使其达到功率测试点；整个测试过程人工消耗非常大，且一些贵重测试设备如示波器的使用率很低，测试准确性也有待怀疑。随着产品量产，测试工作量剧增，该生产方式将不能满足生产需求。
发明内容
为了解决上述光模块测试的人工及设备成本高、测试效率低的问题，本发明提供了一种有源光模块多通道自动化测试***及方法，该测试***实现了光模块的自动化测试，一个工人最多可同时测试8个模块，大幅度提高了生产效率缩减了人工成本；多个测试模块分时复用一台示波器器，提高了贵重设备的利用率，节省了设备开支；测试***自动采集并记录测试结果取代人工，提高了测试准确性和可追溯性。
本发明提供一种有源光模块多通道自动测试***，包括：测试控制主机、多通道误码仪、多通道程控衰减器、光模块测试板、C/L波分复用器、程控光开关、光示波器、多通道程控光功率计；
所述多通道程控衰减器、程控光开关、光示波器、多通道程控光功率计、光模块测试板及多通道误码仪与所述测试控制主机可通信地相连；
所述光模块测试板上设置有多个待测模块，所述待测模块为有源光模块；
所述多通道误码仪的每个测试通道分别通过测试电缆与相对应的待测模块相连；
所述多通道误码仪输出的一路L波段光信号通过光分路器后分成多路调试信号，所述多路调试信号通过多通道程控衰减器进行增益调节，然后通过相对应的C/L波分复用器和1:1分路器后分别输入所述多个待测模块和所述多通道程控光功率计；
所述多个待测模块输出的C波段光信号通过相对应的所述C/L波分复用器后，经过所述程控光开关输入所述光示波器。
在上述技术方案中，所述多通道误码仪、多通道程控衰减器、多通道程控光功率计、程控光开关的通道数量以及光分路器的分光光路数量以及所述C/L波分复用器的个数与所述待测模块的数量相一致，所述待测模块的数量大于等于8个。
在上述技术方案中，所述多通道误码仪输出的一路L波段光信号的方式具体为：所述多通道误码仪的正输出端口输出电调试信号，所述电调试信号通过电光转换器转化成用于测试的L波段标准光源信号。
在上述技术方案中，所述测试控制主机通过串口或GPIB接口或网口与所述多通道程控衰减器、程控光开关、光示波器、多通道程控光功率计、光模块测试板及多通道误码仪可通信地相连接，使得每个所述待测模块处于独立的测试环路中。
在上述技术方案中，所述测试环路能够同时异步进行测试，各个测试环路互不干扰，通过分时复用方式公用一台光示波器。
在上述技术方案中，所述光模块测试板与各个测试通道上的所述被测模块相连，通过所述光模块测试板测量获得各个待测模块的接收性能指标，并上报给所述测试控制主机；所述接收性能指标包括温度、偏置电流、上报功率中的一项或多项。
本发明还提供一种使用有源光模块多通道自动测试***进行光模块测试的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，对所述有源光模块多通道自动测试***加电；
步骤2，所述测试控制主机通过所述光模块测试板对所述被测模块加电，循环读取其性能指标判断所述被测模块所处的测试通道是否稳定，待稳定后读取所述光模块测试板在该测试通道上的各项参数；
步骤3，所述测试控制主机通过控制程控光开关将所述光示波器切换到该测试通道，读取所述光示波器的各项光学测试指标；
步骤4，所述测试控制主机通过所述多通道程控衰减器调节该测试通道的光功率衰减值，从而调整所述测试模块的输入光功率使其到达目标值Rn1，读取此时所述测试模块的测试上报功率；
步骤5，所述测试控制主机通过所述多通道程控衰减器调节该测试通道的光功率衰减值，从而调整所述测试模块的输入光功率使其到达目标值Rn2；
步骤6，所述测试控制主机在指定时间段内循环读取所述多通道误码仪在该测试通道上的结果，检测是否有误码产生；
步骤7，所述测试控制主机通过所述多通道程控衰减器调节该测试通道的光功率衰减值，并监控所述光模块测试板在该测试通道上的监测值，直到上报LOS告警，测试此时所述被测模块的入射光功率；
步骤8，所述测试控制主机通过所述多通道程控衰减器调节该测试通道的光功率衰减值，并监控所述光模块测试板在该测试通道上的监测值，直到LOS告警消失，测试此时所述被测模块的入射光功率。
在上述技术方案中，所述步骤1中，所述测试控制主机记录所述多通道误码仪、多通道程控衰减器、光模块测试板、程控光开关、光示波器、多通道程控光功率计的通信接口地址及相关配置参数到配置文件，在下次启动时默认优先从所述配置文件中加载相关信息。
在上述技术方案中，在所述步骤1中还包括对所述多通道程控衰减器定标；对所述光示波器进行温度校准和消光比校正因子设置，所述设置消光比校正因子方法为：将测试用的标准件模块***所述光模块测试板相应测试通道，通过所述程控光开关将所述光示波器切换到对应测试通道，读取所述光示波器消光比值，通过标准件模块的标准消光比值自动设置消光比校正因子，使消光比读数与标准件模块的标准消光比值差异小于指定值。
在上述技术方案中，所述步骤2、步骤3、步骤4、步骤6、步骤7和步骤8中测试控制主机读取的测试数据包括：模块偏置电流、温度、电压、上报功率、误码情况、灵敏度、告警、消光比、交叉点、眼图余量、OMA指标中的一项或多项，所述测试控制主机对这些测试数据加以合格判定并保存至测试数据报表。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：大幅度提高了生产效率，缩减人工成本，提高了贵重设备的利用率，节省设备开支，测试结果自动采集并记录，提高了测试准确性和可追溯性。
附图说明
图1是本发明的测试***的光路图；
图2是本发明的***结构拓扑图；
图3是本发明的***的测试测试流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本发明提供的一种有源光模块多通道自动测试***，其光路如图1所示，该测试***包括电光转换器、光源分路器(1:N分路器)、多通道程控衰减器、C/L波分复用器、程控光开关、光示波器、多通道程控光功率计、光模块测试板、以及测试控制主机(图1中未示出)，其中N为大于2的正整数，优选为8。程控光开关为N入1出光开关(N*1光开关)。所述程控衰减器、程控光开关、光示波器、多通道程控光功率计、光模块测试板及多通道误码仪通过串口或GPIB接口或网口等通讯接口与所述测试控制主机相连。多通道程控衰减器、多通道程控光功率计、光模块测试板及多通道误码仪均为多通道测试仪器，每个通道在程序控制下都可以形成一个独立的测试环路。
如图1所示，多通道误码仪的通道1的正输出端口(OUT+)输出电调试信号，通过电光转换器(标准光源模块)进行从电信号到光信号的转换，将该电调试信号转化成用于测试的L波段标准光源信号，然后通过1:N分路器将其平均分成N路测试光源信号，这些测试光源信号输入多通道程控衰减器的各个光路测试通道中分别根据需要进行光功率调节，该多通道程控衰减器的每通道的衰减范围为0～30dB。
具体来说，图1中将被测模块示例性地选择设置为单纤双向光模块，在图1中示出为设置在光模块测试板上对应于不同测试通道的模块1至模块8，由此相对应地在各个测试通道中使用C/L波段波分复用器来进行两个不同波段光信号的复用，其工作原理是：各个测试通道中的L波段的测试光源信号由C/L波段波分复用器的L口输入、并从C/L波段波分复用器的Co口(COM口)输出，通过1:1分路器分别输出到对应的被测模块(即模块1至模块8)以及多通道程控功率计中的对应通道(多通道程控功率计上的通道1至通道8)；被测模块发射的C波段光信号反向通过1:1分路器，由C/L波段波分复用器的Co口(COM口)输入、并从C/L波段波分复用器的C口输出，通过N*1光开关输出到光示波器。C/L波段波分复用器的L口的输入与C口的输出完全隔离，即从C/L波段波分复用器的L口输入至Co口输出的光路与从C/L波段波分复用器的Co口输入至C口输出的光路是完全隔离的，C/L波段波分复用器的Co口至1:1分路器的输入端、以及从1:1分路器的一个输出端至待测模块之间的光纤通路实际上承载有分别在两个方向上的L波段与C波段光信号。
光模块测试板与各个测试通道上的被测模块相连，通过光模块测试板测试各个待测模块的温度、偏置电流、上报功率等接收性能指标。每个测试通道上的待测模块将输入的L波段测试光源信号进行解调转换为电信号，通过光模块测试板上对应通道的RX端口输出，通过电缆线连接输出到多通道误码仪上对应通道(N个测试通道分别对应多通道误码仪上的通道1至通道N)的正输入端(IN+)，以测试各个待测模块的接收误码率。在进行各个待测模块的接收误码率测试前，需要使每个测试通道与多通道误码仪的第一通道的信号进行同步。
多通道误码仪的各测试通道的负输出端(OUT-)输出相应测试通道的电调试信号，分别通过信号电缆与光模块测试板对应通道的输入端TX相连，以将各测试通道的电调试信号输入光模块测试板的相应通道，并通过光模块测试板上的信号线输入到相应测试通道中的被测模块的信号输入引脚，通过各测试通道中的待测模块将输入的电调试信号调制成C波段的光信号，以测试待测模块的眼图等光质量指标，所述光信号上承载有与电调试信号中0/1电平相对应的信号。待测模块发射的C波段光信号反向通过对应测试通道的1:1分路器，从Co口输入C/L波段波分复用器后经过C/L波段波分复用器的C口输出，通过N*1(N大于8)光开关与光示波器相连，通过切换光开关，将各个测试通道的被测模块所输出的C波段光信号与所述光示波器导通，到达分时复用所述光示波器的目的。
以上通过将单纤双向光模块作为被测模块的示例性举例来介绍本发明所提供的有源光模块多通自动测试***，使用其他类型的光模块作为被测模块也是可行的，当使用双纤光模块作为被测模块时，被测模块与1:1分路器和C/L波段波分复用器之间的连接关系也可以做相应的调整。
图2为***结构拓扑图，示出了硬件连接拓扑关系，测试控制主机可以是安装有专用测试软件的个人计算机、工作站、服务器、嵌入式***等，测试控制主机可以分为用户层、运算层、控制层，用户层提供与用户交互的图形用户界面(GUI)，运算层执行控制逻辑，控制层提供与测试***的硬件通信接口。
如图2所示，测试控制主机通过以太网控制所述多通道误码仪、光示波器、N*1光开关等设备；通过串口与光模块测试板、多通道程控功率计、多通道程控衰减器等设备通讯，来控制各个通道中的功率计和衰减器；光模块测试板通过排线来与所监测的待测模块来进行通信。
优选地，根据测试***定义测试流程，由测试软件来实现产品的自动测试，其具体流程如下：
(1)测试控制主机通过串口连接光模块测试板、多通道程控功率计、多通道程控衰减器，通过以太网连接多通道误码仪、光示波器、N*1光开关。
(2)测试控制主机对光示波器进行温度校准和消光比校正因子设置，对多通道程控衰减器进行定标。
(3)测试控制主机对标准件进行比对，检查标准件是否在有效期内，若在有效期内，将标准件放置到光模块测试板中的某个测试通道内，对标准件加电，切换光开关到此测试通道，读取光示波器测得的光功率、消光比；调节多通道程控衰减器对应通道的增益值，使对应测试通道的功率计值达到要求值X1，获取光模块测试板中该测试通道的功率上报值RxP1；调节多通道程控衰减器对应测试通道的增益值，使对应测试通道的功率计值达到要求值X2，获取光模块测试板中该测试通道的功率上报值RxP2；采用三点外插法测试该测试通道中标准件的灵敏度。将得到的所有测试值与标准值进行比对，比较误差范围是否在允许之内，若合格，开始下面的测试；否则检查标准件和测试设备。每个用于测试的通道在进行测试之前，都需要进行一次标准件比对。
(4)测试控制主机通过光模块测试板对该测试通道的待测光模块加电，循环读取其测试通道是否稳定，待稳定后读取该测试通道的光模块测试板的各指标，包括发射上报、偏流上报、温度上报、电压上报等。
(5)测试控制主机查询当前光示波器是否被占用，若正被使用，则等待直到其空闲，切换光开关到该测试通道，读取光示波器所测各光学指标，如光功率、消光比、交叉点、眼图余量、OMA等。
(6)测试控制主机调节该测试通道上衰减器的增益值，监测该测试通道上的光功率，直到其值达到Rn1，测试此时该测试通道的光模块测试板的接收上报值1，根据标准规范值计算上报误差1。
(7)重复步骤(6)，使功率计的值到达Rn2，测试此时该测试通道的光模块测试板的接收上报值2，根据标准规范值计算上报误差2。
(8)测试控制主机调节该测试通道上衰减器的增益值，调整该被测光模块的输入光功率，使其到达目标值R1，测试控制主机在指定时间段循环读取该测试通道上误码仪的测试结果，检测是否有误码，若有误码则说明灵敏度测试不合格，退出测试流程。
(9)测试控制主机调节该测试通道上衰减器的增益值，并监测该测试通道上光模块测试板的监测值，直到其上报LOS告警，记录此时该测试通道上光功率计的检测值，即为告警值；
(10)测试控制主机调节该测试通道上衰减器的增益值，并监控该测试通道上光模块测试板的监测值，直到LOS告警消失，记录此时该测试通道上光功率计的检测值，即为告警恢复值；
(11)在测试过程中，所有的测试值均记录到报表，并与测试规范相比较，若超出规范要求，则表明该项测试不合格并退出测试流程。
(12)重复上述步骤(4)～(11)，对所有通道进行测试。
测试步骤(3)～(11)为单独一个通道的模块测试流程，该***最多可以支持N通道测试，各个测试通道相互独立，可单独并异步进行各自的测试，共用一台示波器，由测试程序来协调实现分时复用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种有源光模块多通道自动测试***，其特征在于包括：测试控制主机、多通道误码仪、多通道程控衰减器、光模块测试板、C/L波分复用器、程控光开关、光示波器、多通道程控光功率计；
所述多通道程控衰减器、程控光开关、光示波器、多通道程控光功率计、光模块测试板及多通道误码仪与所述测试控制主机可通信地相连；
所述光模块测试板上设置有多个待测模块，所述待测模块为有源光模块；
所述多通道误码仪的每个测试通道分别通过测试电缆与相对应的待测模块相连；
所述多通道误码仪输出的一路L波段光信号通过光分路器后分成多路调试信号，所述多路调试信号通过多通道程控衰减器进行增益调节，然后通过相对应的C/L波分复用器和1:1分路器后分别输入所述多个待测模块和所述多通道程控光功率计；
所述多个待测模块输出的C波段光信号通过相对应的所述C/L波分复用器后，经过所述程控光开关输入所述光示波器。
2.如权利要求1所述的一种有源光模块多通道自动测试***，其特征在于：所述多通道误码仪、多通道程控衰减器、多通道程控光功率计、程控光开关的通道数量以及光分路器的分光光路数量以及所述C/L波分复用器的个数与所述待测模块的数量相一致，所述待测模块的数量大于等于8个。
3.如权利要求1或2所述的一种有源光模块多通道自动测试***，其特征在于：所述多通道误码仪输出的一路L波段光信号的方式具体为：所述多通道误码仪的正输出端口输出电调试信号，所述电调试信号通过电光转换器转化成用于测试的L波段标准光源信号。
4.如权利要求1所述的一种有源光模块多通道自动测试***，其特征在于：所述测试控制主机通过串口或GPIB接口或网口与所述多通道程控衰减器、程控光开关、光示波器、多通道程控光功率计、光模块测试板及多通道误码仪可通信地相连接，使得每个所述待测模块处于独立的测试环路中。
5.如权利要求1所述的一种有源光模块多通道自动测试***，其特征在于：所述测试环路能够同时异步进行测试，各个测试环路互不干扰，通过分时复用方式公用一台光示波器。
6.如权利要求1所述的一种有源光模块多通道自动测试***，其特征在于：所述光模块测试板与各个测试通道上的所述待测模块相连，通过所述光模块测试板测量获得各个待测模块的接收性能指标，并上报给所述测试控制主机；所述接收性能指标包括温度、偏置电流、上报功率中的一项或多项。
7.一种使用如权利要求1-6中任一项所述的有源光模块多通道自动测试***进行光模块测试的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，对所述有源光模块多通道自动测试***加电；
步骤2，所述测试控制主机通过所述光模块测试板对所述待测模块加电，循环读取其性能指标判断所述待测模块所处的测试通道是否稳定，待稳定后读取所述光模块测试板在该测试通道上的各项参数；
步骤3，所述测试控制主机通过控制程控光开关将所述光示波器切换到该测试通道，读取所述光示波器的各项光学测试指标；
步骤4，所述测试控制主机通过所述多通道程控衰减器调节该测试通道的光功率衰减值，从而调整所述测试模块的输入光功率使其到达目标值Rn1，读取此时所述测试模块的测试上报功率；
步骤5，所述测试控制主机通过所述多通道程控衰减器调节该测试通道的光功率衰减值，从而调整所述测试模块的输入光功率使其到达目标值Rn2；
步骤6，所述测试控制主机在指定时间段内循环读取所述多通道误码仪在该测试通道上的结果，检测是否有误码产生；
步骤7，所述测试控制主机通过所述多通道程控衰减器调节该测试通道的光功率衰减值，并监控所述光模块测试板在该测试通道上的监测值，直到上报LOS告警，测试此时所述待测模块的入射光功率；
步骤8，所述测试控制主机通过所述多通道程控衰减器调节该测试通道的光功率衰减值，并监控所述光模块测试板在该测试通道上的监测值，直到LOS告警消失，测试此时所述待测模块的入射光功率。
8.如权利要求7所述的进行光模块测试的方法，其特征在于：所述步骤1中，所述测试控制主机记录所述多通道误码仪、多通道程控衰减器、光模块测试板、程控光开关、光示波器、多通道程控光功率计的通信接口地址及相关配置参数到配置文件，在下次启动时默认优先从所述配置文件中加载相关信息。
9.如权利要求8所述的进行光模块测试的方法，其特征在于：在所述步骤1中还包括对所述多通道程控衰减器定标；对所述光示波器进行温度校准和消光比校正因子设置，所述设置消光比校正因子方法为：将测试用的标准件模块***所述光模块测试板相应测试通道，通过所述程控光开关将所述光示波器切换到对应测试通道，读取所述光示波器消光比值，通过标准件模块的标准消光比值自动设置消光比校正因子，使消光比读数与标准件模块的标准消光比值差异小于指定值。
10.如权利要求8所述的进行光模块测试的方法，其特征在于：所述步骤2、步骤3、步骤4、步骤6、步骤7和步骤8中测试控制主机读取的测试数据包括：模块偏置电流、温度、电压、上报功率、误码情况、灵敏度、告警、消光比、交叉点、眼图余量、OMA指标中的一项或多项，所述测试控制主机对这些测试数据加以合格判定并保存至测试数据报表。
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