CN116961741B - 基于数据分析的光模块测试调试*** - Google Patents

基于数据分析的光模块测试调试*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于数据分析的光模块测试调试***，属于光模块领域，用于解决当下光模块的测试办法未有效利用历史测试数据，无法对光模块测试办法进行调试的问题，包括测试匹配模块、测试划分模块、测试调试模块以及智能测试模块，所述测试匹配模块用于对待测光模块的产品型号进行匹配，所述测试划分模块用于对待测光模块的测试情况进行划分，得到待测光模块的测试监测等级，所述测试调试模块用于对待测光模块的测试标准和测试参数进行设定，所述智能测试模块用于对待测光模块进行智能测试，生成产品合格信号或产品异常信号，本发明对光模块的历史测试数据进行分析，基于历史测试数据的分析结果实现对光模块测试办法的智能化调试。

Description

基于数据分析的光模块测试调试***
技术领域
本发明属于光模块领域，涉及测试调试技术，具体是基于数据分析的光模块测试调试***。
背景技术
光模块是进行光电和电光转换的光电子器件。光模块的发送端把电信号转换为光信号，接收端把光信号转换为电信号。光模块按照封装形式分类，常见的有SFP，SFP+，SFF，千兆以太网路界面转换器等。
当下的光模块在进行测试时，传统测试方法是：根据不同种类的光模块搭建对应的测试***和测试环境，虽然当前利用一些自动化测试软件来解决传统测试方法所存在的弊端，但是，以上对于光模块测试办法均未对历史测试数据进行分析，以及基于数据分析结果来调试光模块的测试办法；
为此，我们提出基于数据分析的光模块测试调试***。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供基于数据分析的光模块测试调试***。
本发明所要解决的技术问题为：如何基于数据分析实现光模块测试办法的智能化调试。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于数据分析的光模块测试调试***，包括测试设备以及测试设备内部设置的处理器，所述处理器连接有数据采集模块、显示模块以及服务器，所述服务器连接有用户终端、存储模块、测试匹配模块、测试划分模块、测试调试模块以及智能测试模块，所述用户终端用于输入待测光模块的产品型号经服务器发送至测试匹配模块；所述存储模块用于存储不同产品型号的光模块的历史测试数据和标准性能数据；
所述测试匹配模块用于对待测光模块的产品型号进行匹配，得到待测光模块的目标产品型号发送至存储模块，存储模块依据目标产品型号将对应待测光模块的历史测试数据发送至测试划分模块，还依据目标产品型号将对应待测光模块的标准性能数据发送至服务器，所述服务器将标准性能数据发送至智能测试模块；
所述测试划分模块用于对待测光模块的测试情况进行划分，得到待测光模块的测试监测等级经服务器发送至测试调试模块；测试调试模块依据测试监测等级用于对待测光模块的测试标准和测试参数进行设定，设定待测光模块的测试标准和测试参数反馈至服务器，所述服务器将待测光模块的测试参数发送至用户终端，用户终端依据测试参数将待测光模块进行测试，服务器将待测光模块的测试标准发送至智能测试模块；
在待测光模块实际进行测试时，所述数据采集模块用于采集待测光模块测试时的实时测试数据并经处理器和服务器发送至智能测试模块；所述智能测试模块用于对待测光模块进行智能测试，生成产品合格信号或产品异常信号。
进一步地，历史测试数据为光模块的测试次数以及每次测试的测试量、测试合格率；
标准性能数据为光模块的平均光功率区间、偏置电流值区间、消光比区间、饱和光功率区间和灵敏度区间；
实时测试数据为待测光模块的平均光功率、偏置电流值、消光比、饱和光功率和灵敏度。
进一步地，所述测试匹配模块的匹配过程具体如下：
获取用户终端输入的待测光模块的产品型号以及存储模块中存储的若干个光模块的产品型号；
将待测光模块的产品型号进行划分得到待测光模块的若干个待测识别字符组；
同理，得到存储模块中不同光模块的若干个存储识别字符组；
将待测光模块的待测识别字符组逐一与光模块的若干个存储识别字符组进行比对；
若待测光模块中任一待测识别字符组与一光模块中所有的存储识别字符组均不匹配，则将对应的光模块进行剔除；
若待测光模块中任一待测识别字符组与一光模块中所有的存储识别字符组相匹配，则待测光模块中另一待测识别字符组与一光模块中所有的存储识别字符组进行比对，重复以上操作，直至得到待测光模块对应的目标光模块；
依据目标光模块得到对应待测光模块的目标产品型号。
进一步地，所述测试划分模块的划分过程具体如下：
获取待测光模块的测试次数；
而后获取待测光模块每次测试的测试量和测试合格率，每次测试的测试量相加求和得到待测光模块测试时的平均测试量；
同理，得到待测光模块测试时的平均测试合格率；
计算待测光模块的测试监测值；
测试监测值比对测试监测阈值，判定待测光模块的测试监测等级为第三测试监测等级、第二测试监测等级或第一测试监测等级。
进一步地，第一测试监测等级的级别高于第二测试监测等级的级别，第二测试监测等级的级别高于第三测试监测等级的级别。
进一步地，所述测试调试模块的工作过程具体如下：
若为第一测试监测等级，则待测光模块采用第一测试标准和第一测试参数；
若为第二测试监测等级，则待测光模块采用第二测试标准和第二测试参数；
若为第三测试监测等级，则待测光模块采用第三测试标准和第三测试参数；
其中，测试参数为待测光模块的要求测试次数和要求测试量，测试标准为待测光模块的要求测试合格率。
进一步地，第一测试参数对应的要求测试次数大于第二测试参数对应的要求测试次数，第二测试参数对应的要求测试次数大于第三测试参数对应的要求测试次数；
第一测试参数对应的要求测试量大于第二测试参数对应的要求测试量，第二测试参数对应的要求测试量大于第三测试参数对应的要求测试量；
第一测试标准对应的要求测试合格率大于第二测试标准对应的要求测试合格率，第二测试标准对应的要求测试合格率大于第三测试标准对应的要求测试合格率。
进一步地，所述智能测试模块的智能测试过程具体如下：
获取待测光模块测试时的平均光功率、偏置电流值、消光比、饱和光功率和灵敏度；
而后获取待测光模块的标准测试数据，得到待测光模块的平均光功率区间、偏置电流值区间、消光比区间、饱和光功率区间和灵敏度区间；
若平均光功率处于平均光功率区间、偏置电流值属于偏置电流值区间、消光比属于消光比区间、饱和光功率属于饱和光功率区间、灵敏度属于灵敏度区间，则将待测光模块记为合格产品；
获取本次测试的要求测试量，统计本次测试中合格产品的数量记为合格产品数，合格产品数比对要求测试量得到本次测试的实时测试合格率；
依据待测光模块的要求测试次数进行重复测试，而后得到待测光模块每次测试时的实时测试合格率；
每次测试时的实时测试合格率相加求和取平均值得到待测光模块的平均测试合格率；
若平均测试合格率大于等于要求测试合格率，则生成产品合格信号；
若平均测试合格率小于要求测试合格率，则生成产品异常信号。
进一步地，所述智能测试模块将产品合格信号或产品异常信号反馈至服务器，所述服务器将产品合格信号或产品异常信号发送至处理器和用户终端，所述处理器将产品合格信号或产品异常信号发送至显示模块，所述显示模块用于将产品合格信号或产品异常信号进行显示，用户终端依据产品合格信号或产品异常信号知晓待测光模块的产品质量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过测试匹配模块对待测光模块的产品型号进行匹配，得到待测光模块的目标产品型号，依据目标产品型号得到待测光模块对应的历史测试数据和标准性能数据发，测试划分模块依据历史测试数据对待测光模块的测试情况进行划分，得到待测光模块的测试监测等级发送至测试调试模块，测试调试模块依据测试监测等级对待测光模块的测试标准和测试参数进行设定，测试标准发送至智能测试模块，同时依据测试参数将待测光模块进行测试时，最终通过智能测试模块对待测光模块进行智能测试，生成产品合格信号或产品异常信号，本发明对光模块的历史测试数据进行分析，从而实现了光模块测试办法的智能化调试，有效地提升了光模块的测试准确性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的整体***框图；
图2为本发明的测试流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在一实施例中，请参阅图1和图2所示，基于数据分析的光模块测试调试***，其中光模块按硬件分类主要由发射组件、接收组件和印制电路板三部分组成；
1、发射组件：发射组件是光发射模块的主要部件，其中光源激光二极管是核心，LD芯片和监测光电二极管(MD)加上其他元件封装在TO同轴中就构成光发射组件。
2、接收组件：接收组件的作用是把经过传输后的微弱光信号转换为电信号，并放大、整形恢复为原输入的电信号。将光电检测器和前置(跨阻)放大器加上其他元件封装在一个紧密结构中就构成接收组件，常用的接收组件有PIN-TIA和APD-TIA。
3、印制电路板：印制电路板由光发射电路和接收电路组成，主要的芯片有驱动芯片和限幅放大器、储存芯片；
在本实施例中，***具体包括测试设备以及测试设备内部设置的处理器，处理器连接有数据采集模块、显示模块以及服务器，服务器连接有用户终端、存储模块、测试匹配模块、测试划分模块、测试调试模块以及智能测试模块；
将需要进行测试的光模块记为待测光模块，用户终端用于输入待测光模块的产品型号，并将待测光模块的产品型号发送至服务器，服务器将待测光模块的产品型号发送至测试匹配模块；
在具体实施时，用户终端还可以输入待测光模块额传播速率、波长等，其中，待测光模块的波长有850nm、1310nm、1550nm等；
服务器连接有存储模块，存储模块用于存储不同产品型号的光模块的历史测试数据和标准性能数据；
需要具体说明的是，历史测试数据为光模块的测试次数以及每次测试的测试量、测试合格率；标准性能数据为光模块的平均光功率区间、偏置电流值区间、消光比区间、饱和光功率区间和灵敏度区间；
其中，(1)周期内瞬时光功率的平均值被称为”平均光功率”，可以理解为光的强度单位为mW或dBm。在通信中，常用dBm表示光功率。1W(瓦)＝1000mW(毫瓦)，1mW＝1000ηW(微瓦)，1ηW＝1000nW(纳瓦)；
(2)偏置电流：为了使激光器LD高速开关正常工作，必须对它加上略大于阈值电流ITH的直流偏置电流IBIAS，直接用BIAS表示。BIAS过大会加速器件的老化，BIAS太小激光器无法正常工作。BIAS和光功率成正比关系，也就是说光功率越大，所需求的偏置电流BIAS也越大。BIAS值也是判断激光器LD性能好与坏的重要指标，激光器要达到光功率所需要BIAS越小性能越好。激光器会随着使用时间的增长，所需要的BIAS电流也会越来越大。当偏置电流BIAS达到额定范围的最大极限，也是激光器使用寿命的极限。
(3)消光比是指激光器在全”l”码时发送的光功率(P1)与全“0”码时发射的光功率(Po)之比，单位dB。消光比和光功率成反比关系，在调试过程中会发现把光功率调大消光比会变小，反之把光功率调小消光比会变大。消光比反应了光号“1”电平和“0”电平相对幅度，消光比越大相对幅度越大，光信号可被接受部分辨别能力就越强，灵敏度会有所提高。
(4)饱和光功率值指光模块接收端最大可以探测到的光功率，也可称为接受过载。当接收光功率大于饱和光功率的时候同样会导致误码产生。因此对于发射光功率大的光模块不加衰减回环测试会出现误码现象。
(5)灵敏度：接收部分可接收到的最小光功率，光信号在传输过程中传输距离越长功率损耗越大，传输距离越长灵敏度要求也越高。例如灵敏度是-33dB，那么对照上表可知接收机(ROSA)最小可以接收到0.5nW的光功率。可调参数对灵敏度的影响有①消光比，消光比过小会导致灵敏度低。②光功率，光功率过大灵敏度会低。③其中雪崩二极管的APD电压过低灵敏度会低。另外，测试灵敏度时选择不的”波长”、”传输速率”和”信号码型”，对灵敏度也会有影响；
测试匹配模块对待测光模块的产品型号进行匹配，匹配过程具体如下：
获取用户终端输入的待测光模块的产品型号以及存储模块中存储的若干个光模块的产品型号；
利用中文分词技术将待测光模块的产品型号进行划分得到待测光模块的若干个待测识别字符组；
同理，得到存储模块中不同光模块的若干个存储识别字符组；
将待测光模块的待测识别字符组逐一与光模块的若干个存储识别字符组进行比对；其中，比对方式可以采用轮廓比对方法，即将待测识别字符组和存储识别字符组中的每个字符进行描边得到对应的轮廓图，而后进行轮廓图的比对，若轮廓图相同，则代表字符组相匹配，若轮廓图不相同，则代表字符串不匹配；
若待测光模块中任一待测识别字符组与一光模块中所有的存储识别字符组均不匹配，则将对应的光模块进行剔除；
若待测光模块中任一待测识别字符组与一光模块中所有的存储识别字符组相匹配，则待测光模块中另一待测识别字符组与一光模块中所有的存储识别字符组进行比对，如此操作，直至得到待测光模块对应的目标光模块；
依据目标光模块得到对应待测光模块的目标产品型号；
测试匹配模块将待测光模块的目标产品型号发送至存储模块，存储模块依据目标产品型号将对应待测光模块的历史测试数据发送至测试划分模块，同时存储模块还依据目标产品型号将对应待测光模块的标准性能数据发送至服务器，服务器将标准性能数据发送至智能测试模块；
测试划分模块对待测光模块的测试情况进行划分，划分过程具体如下：
将待测光模块标记为u，u＝1，2，……，z，z为正整数；获取待测光模块的测试次数，并将测试次数标记为CCu；而后获取待测光模块每次测试的测试量和测试合格率，每次测试的测试量相加求和得到待测光模块测试时的平均测试量CLu；同理，得到待测光模块测试时的平均测试合格率CHu；
通过公式CJu＝(CCu+CLu)/CHu计算得到待测光模块的测试监测值CJu；
可理解的是，测试次数、平均测试量均与测试监测值成正比，平均测试合格率与测试监测值成反比，通常的，测试次数和测试量越少，即测试基数越少，代表光模块的测试准确性越低，因此越需要加强光模块测试时的监测，测试合格率越高，说明光模块的性能越佳，对光模块测试时的监测则越少；
若CJu＜X1，则待测光模块的测试监测等级为第三测试监测等级；
若X1≤CJu＜X2，则待测光模块的测试监测等级为第二测试监测等级；
若X2≤CJu，则待测光模块的测试监测等级为第一测试监测等级；其中，X1和X2均为固定数值的测试监测阈值，且X1＜X2；
同时，第一测试监测等级的级别高于第二测试监测等级的级别，第二测试监测等级的级别高于第三测试监测等级的级别；
测试划分模块将待测光模块的测试监测等级反馈至服务器，服务器将待测光模块的测试监测等级发送至测试调试模块；测试调试模块依据测试监测等级用于对待测光模块的测试标准和测试参数进行设定，设定过程具体如下：
若为第一测试监测等级，采用第一测试标准和第一测试参数；
若为第二测试监测等级，采用第二测试标准和第二测试参数；
若为第三测试监测等级，采用第三测试标准和第三测试参数；
其中，测试参数为待测光模块的要求测试次数和要求测试量，测试标准为待测光模块的要求测试合格率；
需要具体说明的是，第一测试参数对应的要求测试次数大于第二测试参数对应的要求测试次数，第二测试参数对应的要求测试次数大于第三测试参数对应的要求测试次数；第一测试参数对应的要求测试量大于第二测试参数对应的要求测试量，第二测试参数对应的要求测试量大于第三测试参数对应的要求测试量；第一测试标准对应的要求测试合格率大于第二测试标准对应的要求测试合格率，第二测试标准对应的要求测试合格率大于第三测试标准对应的要求测试合格率；
举例说明的是，测试监测等级与测试标准、测试参数的参照表如下表所示：
测试监测等级 要求测试次数 要求测试量 要求测试合格率
第一测试监测等级 50 500 ≥98％
第二测试监测等级 30 200 ≥95％
第三测试监测等级 20 100 ≥90％
测试调试模块将待测光模块的测试标准和测试参数反馈至服务器，服务器将待测光模块的测试参数发送至用户终端，用户终端依据测试参数将待测光模块进行测试，服务器将待测光模块的测试标准发送至智能测试模块；
如图2所示，在对待测光模块进行实际测试时，数据采集模块采集待测光模块测试时的实时测试数据，并将实时测试数据发送至处理器，处理器将实时测试数据发送至服务器，服务器将实时测试数据发送至智能测试模块；其中，实时测试数据为待测光模块的平均光功率、偏置电流值、消光比、饱和光功率和灵敏度；
智能测试模块用于对待测光模块进行智能测试，智能测试过程具体如下：
获取待测光模块测试时的平均光功率、偏置电流值、消光比、饱和光功率和灵敏度；
而后获取待测光模块的标准测试数据，得到待测光模块的平均光功率区间、偏置电流值区间、消光比区间、饱和光功率区间和灵敏度区间；
若平均光功率处于平均光功率区间、偏置电流值属于偏置电流值区间、消光比属于消光比区间、饱和光功率属于饱和光功率区间、灵敏度属于灵敏度区间，则将待测光模块记为合格产品；
获取本次测试的要求测试量，统计本次测试中合格产品的数量记为合格产品数，合格产品数比对要求测试量得到本次测试的实时测试合格率；
依据待测光模块的要求测试次数进行重复测试，而后得到待测光模块每次测试时的实时测试合格率；
每次测试时的实时测试合格率相加求和取平均值得到待测光模块的平均测试合格率；
若平均测试合格率大于等于要求测试合格率，则生成产品合格信号；
若平均测试合格率小于要求测试合格率，则生成产品异常信号；
智能测试模块将产品合格信号或产品异常信号反馈至服务器，服务器将产品合格信号或产品异常信号发送至处理器和用户终端，处理器将产品合格信号或产品异常信号发送至显示模块，显示模块用于将产品合格信号或产品异常信号进行显示，具体的，显示模块可以为测试设备上的显示屏；用户终端依据产品合格信号或产品异常信号知晓待测光模块的产品质量。
在本申请中，若出现相应的计算公式，则上述计算公式均是去量纲取其数值计算，公式中存在的权重系数、比例系数等系数，其设置的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个结果值，关于权重系数和比例系数的大小，只要不影响参数与结果值的比例关系即可。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.基于数据分析的光模块测试调试***，包括测试设备以及测试设备内部设置的处理器，所述处理器连接有数据采集模块、显示模块以及服务器，其特征在于，所述服务器连接有用户终端、存储模块、测试匹配模块、测试划分模块、测试调试模块以及智能测试模块，所述用户终端用于输入待测光模块的产品型号经服务器发送至测试匹配模块；所述存储模块用于存储不同产品型号的光模块的历史测试数据和标准性能数据，历史测试数据为光模块的测试次数以及每次测试的测试量、测试合格率，标准性能数据为光模块的平均光功率区间、偏置电流值区间、消光比区间、饱和光功率区间和灵敏度区间；
所述测试匹配模块用于对待测光模块的产品型号进行匹配，得到待测光模块的目标产品型号发送至存储模块，存储模块依据目标产品型号将对应待测光模块的历史测试数据发送至测试划分模块，还依据目标产品型号将对应待测光模块的标准性能数据发送至服务器，所述服务器将标准性能数据发送至智能测试模块；
所述测试划分模块用于对待测光模块的测试情况进行划分，得到待测光模块的测试监测等级经服务器发送至测试调试模块；测试调试模块依据测试监测等级用于对待测光模块的测试标准和测试参数进行设定，设定待测光模块的测试标准和测试参数反馈至服务器，所述服务器将待测光模块的测试参数发送至用户终端，用户终端依据测试参数将待测光模块进行测试，服务器将待测光模块的测试标准发送至智能测试模块；
在待测光模块实际进行测试时，所述数据采集模块用于采集待测光模块测试时的实时测试数据并经处理器和服务器发送至智能测试模块，实时测试数据为待测光模块的平均光功率、偏置电流值、消光比、饱和光功率和灵敏度；所述智能测试模块用于对待测光模块进行智能测试，生成产品合格信号或产品异常信号；
其中，所述测试划分模块的划分过程具体如下：
获取待测光模块的测试次数；
而后获取待测光模块每次测试的测试量和测试合格率，每次测试的测试量相加求和得到待测光模块测试时的平均测试量；
同理，得到待测光模块测试时的平均测试合格率；
计算待测光模块的测试监测值；
测试监测值比对测试监测阈值，判定待测光模块的测试监测等级为第三测试监测等级或第二测试监测等级或第一测试监测等级；第一测试监测等级的级别高于第二测试监测等级的级别，第二测试监测等级的级别高于第三测试监测等级的级别；
其中，所述测试调试模块的工作过程具体如下：
若为第一测试监测等级，则待测光模块采用第一测试标准和第一测试参数；若为第二测试监测等级，则待测光模块采用第二测试标准和第二测试参数；若为第三测试监测等级，则待测光模块采用第三测试标准和第三测试参数；
其中，所述智能测试模块的智能测试过程具体如下：
获取待测光模块测试时的平均光功率、偏置电流值、消光比、饱和光功率和灵敏度；
而后获取待测光模块的标准测试数据，得到待测光模块的平均光功率区间、偏置电流值区间、消光比区间、饱和光功率区间和灵敏度区间；
若平均光功率处于平均光功率区间、偏置电流值属于偏置电流值区间、消光比属于消光比区间、饱和光功率属于饱和光功率区间、灵敏度属于灵敏度区间，则将待测光模块记为合格产品；
获取本次测试的要求测试量，统计本次测试中合格产品的数量记为合格产品数，合格产品数比对要求测试量得到本次测试的实时测试合格率；
依据待测光模块的要求测试次数进行重复测试，而后得到待测光模块每次测试时的实时测试合格率；
每次测试时的实时测试合格率相加求和取平均值得到待测光模块的平均测试合格率；
若平均测试合格率大于等于要求测试合格率，则生成产品合格信号；
若平均测试合格率小于要求测试合格率，则生成产品异常信号。
2.根据权利要求1所述的基于数据分析的光模块测试调试***，其特征在于，所述测试匹配模块的匹配过程具体如下：
获取用户终端输入的待测光模块的产品型号以及存储模块中存储的若干个光模块的产品型号；
将待测光模块的产品型号进行划分得到待测光模块的若干个待测识别字符组；
同理，得到存储模块中不同光模块的若干个存储识别字符组；
将待测光模块的待测识别字符组逐一与光模块的若干个存储识别字符组进行比对；
若待测光模块中任一待测识别字符组与一光模块中所有的存储识别字符组均不匹配，则将对应的光模块进行剔除；
若待测光模块中任一待测识别字符组与一光模块中所有的存储识别字符组相匹配，则待测光模块中另一待测识别字符组与一光模块中所有的存储识别字符组进行比对，重复以上过程，直至得到待测光模块对应的目标光模块；
依据目标光模块得到对应待测光模块的目标产品型号。
3.根据权利要求1所述的基于数据分析的光模块测试调试***，其特征在于，所述智能测试模块将产品合格信号或产品异常信号反馈至服务器，所述服务器将产品合格信号或产品异常信号发送至处理器和用户终端，所述处理器将产品合格信号或产品异常信号发送至显示模块，所述显示模块用于将产品合格信号或产品异常信号进行显示，用户终端依据产品合格信号或产品异常信号知晓待测光模块的产品质量。
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