一种BOB测试系统及其自动校准BOB接收功率的方法

摘要

本发明公开了一种BOB测试系统及其自动校准BOB接收功率的方法，解决对BOB模块接收功率的校准方式存在操作复杂、精准度、且人工成本高的问题。本发明包括上位机，均与该上位机连接的光线路终端、BOB模块和内部集成有光衰减器的集成鉴定系统，以及通过光纤同时与光线路终端和光衰减器连接的分光器；所述光衰减器通过光纤与BOB模块连接。本发明设计合理、操作便捷，其通过软硬件的有效结合，实现了BOB接收功率的自动校准，不仅自动化程度高，而且校准精度高，并且有效地减少了不必要的人工成本投入，因此，本发明具有很高的应用价值。

说明书

技术领域

    本发明涉及一种BOSA在板（BOB On Board，简称BOB）技术，具体涉及的是一种BOB测试系统及其自动校准BOB接收功率的方法。

背景技术

虽然网络已全面普及大众，但目前占据主流的仍然是ADSL技术。随着网络使用的范围不断扩大，用户对网络的要求也越来越高，并且随着光纤线的生产成本降低，所以无论是广大的用户，还是设备厂商及营运商都将目光投向了光纤网络接入技术。

然而，光纤接入网设备价格昂贵一直是光纤到户普及的关键和难题，因此，寻求一种成本低廉的技术设备并能生产使用，成为当前接入网研究技术的重点。BOSA在板简称BOB技术，其最大的优势就是可以缩短供应链，降低成本，目前国内部分系统厂商及ODM厂商已有研究和生产。BOB技术的ONU（Optical Network Uint），其在硬件结构上与传统的ONU结构差别仅在于光模块的封装方式，传统ONU设备采用独立光模块封装，可以热插拔在ONU板上；而BOB技术则是将光模块直接焊接在ONU板上，简化了ONU系统板结构，从而降低了设备成本。

虽然BOB技术的出现为光纤网络接入技术的普及提供了很好的铺垫，但BOB在生产出来后，需要对其发送功率和接收功率进行测试和校准，使其在示波仪中的眼图测试能够符合要求。然而，现有的对BOB模块的校准方式均为人工校准，不仅操作复杂，耗时耗力，而且精准度低，并且人工成本高，非常不利于产品的批量生产。因此，有必要对BOB模块的校准方式进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种BOB测试系统及其自动校准BOB接收功率的方法，主要解决对BOB模块接收功率的校准方式存在操作复杂、校准精度低、且人工成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种BOB测试系统，包括上位机，均与该上位机连接的光线路终端、BOB模块和内部集成有光衰减器的集成鉴定系统，以及通过光纤同时与光线路终端和光衰减器连接的分光器；所述光衰减器通过光纤与BOB模块连接。

进一步地，所述光线路终端、集成鉴定系统和BOB模块均通过Eth接口与上位机连接。

再进一步地，所述分光器为1×8分光器；所述光衰减器和BOB模块均为八个，并且二者一一对应连接。

作为优选，所述集成鉴定系统的型号为IQS-600或IQS-610。

作为优选，所述光衰减器的型号为IQS-3150。

基于上述硬件基础，本发明还提供了该BOB测试系统自动校准BOB接收功率的方法，包括以下步骤：

（1）确认系统光纤线的完整性；

（2）验证光衰减器的接收光功率值是否在-28～-8的数值范围内，是，则执行步骤（3）；否，则结束校准，并返回步骤（1）；

（3）依次设置光衰减器的发光波长、发光POW模式和APMABS模式，并开启光衰减器的光传输；

（4）任意选取光衰减器三个连续的接收光功率值RxPower₁、RxPower₂和RxPower₃，并设置光线路终端相应的发光档位，光输出后，经由分光器处理、光衰减器衰减后传入BOB模块，得到对应的BOB模块实时接收功率值x₁、x₂和x₃，所述RxPower₁、RxPower₂、RxPower₃的数值大小均处于-28～-8之间；

（5）将RxPower₁、RxPower₂和RxPower₃以及与该三个接收光功率值对应的x₁、x₂和x₃分别代入到如下公式中，得到三元一次方程组，然后根据该三元一次方程组分别计算出slope_P2、slope_P1和offset的值：

RxPower=slope_P2×x²+slope_P1×x+offset

公式中，slope_P2表示x²的斜率效率，slope_P1表示x的斜率效率，offset表示曲线的偏移；

（6）根据计算得到的slope_P2、slope_P1和offset，分别代入到如下公式中：

RxPowerSlopeP2=(slope_P2/0.1)×2³⁰   ①

RxPowerSlopeP1=(slope_P1/0.1)×2¹³   ②

RxPowerOffset=(offset/0.1)×2¹²        ③

根据公式①、②和③分别计算出RxPowerSlopeP1、RxPowerSlopeP2和RxPowerOffset的值；所述的RxPowerSlopeP2、RxPowerSlopeP1和RxPowerOffset分别表示slope_P2、slope_P1和offset各自的接收光功率值，并且RxPowerSlopeP1、RxPowerSlopeP2和RxPowerOffset均为16-bit Interger型数据；

（7）将得到的RxPowerSlopeP1、RxPowerSlopeP2和RxPowerOffset均写入到BOB模块的寄存器中，并由BOB模块的MCU根据写入的数据对BOB模块的发送光功率进行校验；

（8）校验后，任意选取BOB模块两个连续的发送光功率值y₁、y₂，并设置光线路终端相应的发光档位，得到对应的BOB模块实时接收功率值x₄、x₅，然后分别代入到如下判断公式中进行验证：

︱x-y︱≤2dbm

若代入所有的y和与之对应的x后，上述判断公式均成立，则校准通过；否则，校准失败，返回步骤（1）；所述的y₁、y₂数值大小均处于-28～-8之间。

具体地说，所述步骤（1）中，确认系统光纤线的完整性的具体过程为：判断系统光纤线拔插的次数是否小于或等于1000次，是，则确认光纤线完整，可以继续使用；否，则需要更换新的光纤线。

进一步地，在执行步骤（4）之前，还需判断BOB模块的实时电压是否处于其规定的校准电压范围内，是，则执行步骤（4）；否，则调整BOB模块的实时电压，然后执行步骤（4）。

再进一步地，所述步骤（7）中，将得到的RxPowerSlopeP1、RxPowerSlopeP2和RxPowerOffset均拆分成两个8-bit Interger型数据后写入到BOB模块的寄存器中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明通过上位机、光线路终端、分光器、集成鉴定系统、光衰减器各个设备之间的相互配合，并在配合软件的运行后，利用软硬件的有效结合，在融合了多个算法和公式后，实现了对BOB模块接收功率的自动校准，利用本发明对BOB模块的接收功率进行校准后，可以为后续眼图测试BOB性能优良提供准确的依据，避免出现BOB不良品的同时，提高生产效率和减少不必要的人工成本投入，并提高生产厂家的声誉。

（2）本发明中的光线路终端、集成鉴定系统和BOB模块均通过Eth接口与上位机连接，由于Eth具有拓展接口带宽、增加链路可靠性以及流量的负载分担等特点，因而可以很好地保证数据之间的传输，进一步提高了数据处理和分析的精度。

（3）本发明中的集成鉴定系统优选采用IQS-600或IQS-610型集成鉴定系统，该类系统不仅能够有效地将光学传输与数据通信测试应用集成到一个平台上，从而加速设置和实际测试进程，而且提供了无与伦比的测试自动化，最大限度地减少了手动调整，确保了测试结果的准确性和可重复性。

（4）本发明集成鉴定系统内部集成的光衰减器优选采用IQS-3150，不仅操作便捷，而且具有精调的衰减/功率设置，其在本发明中非常适合用于实现对光的衰减。

（5）本发明设计合理，操作灵活、便捷，其有效地解决了现有方式校准麻烦、校准慢、精度低的缺陷，为实现批量生产出优秀的光产品提供了强有力的保障，进而为快速推进光纤网络接入技术的发展和普及提供了铺垫，因此，本发明具有广泛的应用前景，非常适合大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

其中，附图标记对应的零部件名称为：

1-上位机，2-光线路终端，3-分光器，4-集成鉴定系统，5-BOB模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1所示，本发明提供了一种BOB模块测试系统，其包括上位机1、光线路终端2、分光器3、集成鉴定系统4和BOB模块5。所述光线路终端2、集成鉴定系统4和BOB模块5均通过Eth接口与上位机1连接。所述集成鉴定系统4内部集成有光衰减器，该集成鉴定系统4的型号优选为IQS-600或IQS-610，而其内部集成的光衰减器型号则优选为IQS-3150。所述分光器3通过光纤同时与光线路终端2和光衰减器连接，所述的BOB模块5则通过光纤与光衰减器连接，并且本实施例中，所述分光器3为1×8分光器，而BOB模块5和光衰减器均为八个，两者一一对应连接，如此可以同时实现多个BOB模块的测试。

依照上述硬件结构，下面对该测试系统自动校准BOB模块接收功率的流程进行介绍。

首先，对系统的光纤线进行完整性检查。由于光纤线的拔插会有损耗，因此，为了保证系统的发送和接收光功率，在拔插了一定次数后需要检测光纤线是否完整。本发明设置的光纤拔插次数是小于或等于1000次，如果≤1000次，则可以继续使用；如果拔插次数>1000次，则需要更换新的光纤线。

接着，验证光衰减器的接收光功率值是否在-28～-8的数值范围内，是，则执行后续步骤；否，则结束校准。

确认光衰减器的接收光功率值符合要求后，依次设置光衰减器的发光波长、发光POW模式和APMABS模式，并开启光衰减器的光传输，对BOB模块的接收功率的校准开始。需要说明的是，本实施例中，在对BOB模块接收功率的校准开始之前，需要判断BOB模块的实时电压是否处于其规定的校准电压范围内，是，则开始校准；否，则调整BOB模块的实时电压后才开始校准。

任意选取光衰减器三个连续的接收光功率值RxPower₁、RxPower₂和RxPower₃（RxPower₁、RxPower₂、RxPower₃的数值大小必须都要处于-28～-8之间），并设置光线路终端相应的发光档位，光输出后，经由分光器处理（耦合、分支、分配）、光衰减器衰减后传入BOB模块，得到对应的BOB模块实时接收功率值x₁、x₂和x₃。得到RxPower₁、RxPower₂、RxPower₃、x₁、x₂和x₃后，分别代入到下面的公式（1）中，得到一个三元一次方程组，然后根据该三元一次方程组分别计算出slope_P2、slope_P1和offset的值：

RxPower=slope_P2×x²+slope_P1×x+offset   （1）

公式中，slope_P2表示x²的斜率效率，slope_P1表示x的斜率效率，offset表示曲线的偏移。

而后，根据计算得到的slope_P2、slope_P1和offset，再分别代入到如下公式中：

RxPowerSlopeP2=(slope_P2/0.1)×2³⁰   （2）

RxPowerSlopeP1=(slope_P1/0.1)×2¹³   （3）

RxPowerOffset=(offset/0.1)×2¹²        （4）

根据公式（2）、（3）和（4）分别计算出RxPowerSlopeP1、RxPowerSlopeP2和RxPowerOffset的值；在这其中，所述的RxPowerSlopeP2、RxPowerSlopeP1和RxPowerOffset分别表示slope_P2、slope_P1和offset各自的接收光功率值，并且RxPowerSlopeP1、RxPowerSlopeP2和RxPowerOffset均为16-bit Interger型数据。

再接着，将得到的RxPowerSlopeP1、RxPowerSlopeP2和RxPowerOffset均写入到BOB模块的寄存器（GN25L95）中。存储的目的在于建立校准基准，从而使BOB模块中的MCU对BOB模块的发送光功率进行校验。本实施例中，为方便数据的存储，本发明先将RxPowerSlopeP1、RxPowerSlopeP2和RxPowerOffset均拆分成两个8-bit Interger型数据后，再写入到BOB模块的寄存器中。

校验后，任意选取BOB模块两个连续的发送光功率值y₁、y₂（y₁、y₂的数值大小须同时满足≥-28并≤-8的条件），并设置光线路终端相应的发光档位，得到对应的BOB模块实时接收功率值x₄、x₅，然后分别代入到如下判断公式中进行验证：

︱x-y︱≤2dbm

若代入所有的y和与之对应的x后，上述判断公式均成立，则校准通过；否则，校准失败。如此操作后，可以为后续眼图测试BOB性能优良提供准确的依据，避免出现BOB不良品的同时，大幅提高了生产质量，进而提高了生产厂家的声誉。

为更好地理解本发明的校准过程，下面以一个实例进行说明。

确认系统光纤线的完整性，并验证光衰减器的接收光功率值，得到的接收光功率值分别为-27.1、-15.9、-8.7、-24.2、-9.6，处于-28～-8的范围内，符合校准要求。

依次设置光衰减器的发光波长、发光POW模式和APMABS模式，并开启光衰减器的光传输，然后检测是否需要对电压进行操作，如果校准过程中发现需要降低电压，则先进行电压降低操作，然后开始校准。

通过接收光功率值RxPower₁=-27.1设置光线路终端的发光档位，实时读取对应的BOB模块接收功率值x₁=197；通过接收光功率值RxPower₂=-15.9设置光线路终端的发光档位，实时读取对应的BOB模块接收功率值x₂=2272；通过接收光功率值RxPower₃=-8.7设置光线路终端的发光档位, 实时读取对应的BOB模块接收功率值x₃=9152。

将-27.1、-15.9、-8.7从dbm转换为uW后，分别为1.95、25.70、134.90。设：197²-2272²=H，2272²-9152²=J，197-2272=K，2272- 9152=L，1.95-25.70=F，25.70-134.90=G，并将公式RxPower=slope_P2×x²+slope_P1×x+offset进行变换，则代入数据后，得到如下结果：

slope_P1=（F×J-G×H）/（K×J-L×H）

  =0.010228233024114434；

slope_P2=（F×L-G×K）/（H×L-J×K）

=4.93937783287344e-7；

由于offset=slope_P2×x₁²+slope_P1×x₁-RxPower₁，因此，代入slope_P1和slope_P2的值后，最终得到offset=-0.08428653742409642。

所以RxPowerSlopeP2、RxPowerSlopeP1和RxPowerOffset由如下公式算得：

RxPowerSlopeP2=（4.93937783287344e-7/0.1）×2³⁰=838；

 RxPowerSlopeP1=（0.010228233024114434/0.1）×2¹³=5304；

RxPowerOffset=（-0.08428653742409642/0.1）×2¹²=-3452。

将得到的RxPowerSlopeP2、RxPowerSlopeP1和RxPowerOffset（均为16-bit Interger型数据）拆分为2个8-bit（高8位MSB，低8位LSB）后，分别得到3、70、20、184、242、132，然后写入BOB模块的寄存器中，然后进行BOB模块发送光功率的校验。

任意选取BOB模块检验后的两个连续的发送光功率值-24.2与-9.6，处于-28～-8的范围内，符合校准要求，然后根据校验后发送光功率值-24.2，设置光线路终端的发光档位，并实时读取BOB模块的接收功率值3.7（uW），将其进行转换，得到-24.317982759330046（dbm）,然后计算出其与校验发送光功率-24.2的差值，再取绝对值，得到0.11798275933004731。

根据校验后发送光功率值-9.6，设置光线路终端的发光档位，并实时读取BOB模块的接收功率值107.5（uW），将其进行转换，得到-9.685915357483757（dbm）,然后计算出其与校验发送光功率-9.6的差值，再取绝对值，得到0.08591535748375811。

由于0.11798275933004731与0.08591535748375811均小于2，因此，对于该BOB模块接收功率的校准通过。

本发明合理利用了现有成熟的控制技术和设备，并通过软硬件的有效结合，设计出了一种针对BOB的测试系统，从而实现了对BOB模块接收功率的自动校准，解决了以往校准麻烦、操作繁琐、校准精度低的问题。本发明与现有技术相比，技术进步十分明显，具有突出的实质性特点和显著的进步。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非是对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。