【CN109831250A】一种多通路网路传输性能测试装置及测试方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910205946.4
(22)申请日 2019.03.19
(71)申请人 国网山东省电力公司东营供电公司
地址 257000 山东省东营市东营区南一路
357号
(72)发明人 崔荣喜　马传国　隋敬麒　陆一鸣　
陈雪华　孙宏君　张倩红　商梅敬　
武鹏飞　王同同　张华　管朔　
崔丽梅　
(74)专利代理机构 北京元本知识产权代理事务
所 11308
代理人 岳秀梅
(51)Int.Cl.
H04B 10/077(2013.01)
(54)发明名称
一种多通路网路传输性能测试装置及测试
方法
(57)摘要
一种多通路网路传输性能测试装置及测试
方法，包括光纤分光器、光纤调控器、光纤耦合
器、测试盒、接收放大器、校准器、去干扰发生器
和所述控制处理器，能够实时准确的测量网络光
纤的性能参数，成本低、精度高，并且能够提高网
络性能。

权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 109831250 A 2019.05.31
C N 109831250
A
1.一种多通路网路传输性能测试装置，包括光纤分光器、光纤调控器、光纤耦合器、测试盒、接收放大器、校准器、去干扰发生器和所述控制处理器，其特征在于：光纤调控器包括第一、二、三、四、五光纤调控器，光纤耦合器包括第一、二、三、四、五光纤耦合器，测试盒包括第一、二、三、四、五子测试盒，接收放大器包括第一、二、三、四、五接收放大器；光纤分光器分别连接第一、二、三、四、五光纤调控器，第一、二、三、四、五光纤调控器、以及第一、二、三、四、五光纤耦合器、以及第一、二、三、四、五子测试盒、以及第一、二、三、四、五接收放大器分别对应依次连接，第一、二、三、四、五接收放大器分别连接校准器和控制处理器，校准器分别连接控制处理器和去干扰发生器，去干扰发生器分别连接控制处理器和第一、二、三、四、五子测试盒；
每一个子测试盒都为一封闭的金属盒，延时线和波纹拉伸管设置于金属盒内部，其中盒体顶部中心位置设置干扰发生器，盒体顶部其中两个顶点处分别设置第一、二干扰测量装置，干扰发生器和第一、二干扰测量装置与控制处理器通讯连接；波纹拉伸管包括内部设置有内径依次增大的第一辊、第二辊和第三辊，波纹拉伸管能够沿着光轴方向进行压缩或拉伸，第一辊、第二辊和第三辊能够沿着垂直于光轴的方向进行运动。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于：第一、二、三、四、五子测试盒中的延时线具有不同的延时长度。

3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于：第一、二、三、四、五子测试盒中的延时线长度依次递增，并且相邻延时线之间差一倍的延时长度。

4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于：第一辊、第二辊和第三辊在光轴方向能够移动。

5.一种利用如上述权利要求1-4任一项所述的多通路网路传输性能测试装置的测试方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
(1)对第一、二、三、四、五子测试盒进行初始化设置，具体为：利用控制处理器分别控制对应子测试盒中的干扰发生器发射预设参数的干扰信号作用于待测光纤，对应的第一、二干扰测量装置同时分别测量预设参数的干扰信号，并将测量结果发送至控制处理器进行处理，处理结果和预存的标准干扰信号参数进行对比，如果对比结果合格则进入步骤二，否则进行校准后重复步骤(1)；
(2)利用控制处理器控制干扰发生器和第一、二干扰测量装置关闭，波纹拉伸管恢复至最长长度，使光传输信号进入光纤分束器后分为五路，分别进入第一、二、三、四、五光纤调控器进行调控后分别通过第一、二、三、四、五光纤耦合器对应耦合后，再分别对应进入第一、二、三、四、五子测试盒进行延时后，直接传输至第一、二、三、四、五接收放大器进行接收、放大后得到标准测试数据并传输至控制处理器处进行存储；
(3)利用控制处理器分别控制对应子测试盒中的干扰发生器发射预设测试参数的干扰信号作用于待测光纤，同时控制对应的波纹拉伸管在光轴方向上进行预设测试参数的压缩或延伸，波纹拉伸管内对应的第一辊、第二辊和第三辊按照预设的运行轨道运动；
(4)光传输信号进入光纤分束器后分为五路，分别进入第一、二、三、四、五光纤调控器进行调控后分别通过第一、二、三、四、五光纤耦合器对应耦合后，再分别对应进入第一、二、
三、四、五子测试盒进行延时处理；
(5)利用第一、二、三、四、五子测试盒分别对应的第一、二干扰测量装置分别测量预设
测试参数的干扰信号，并将测量结果发送至控制处理器进行处理，利用处理结果对应建立时间-幅值的干扰波形图，将该波形图和预存的预设测试参数的干扰信号对应的标准时间-幅值的干扰波形图进行对比，处理后得到校正误差干扰；同时将经过第一、二、三、四、五子测试盒的光传输信号传输至第一、二、三、四、五接收放大器进行接收、放大后分别传输至控制处理器和校准器；
(6)控制处理器发送基于步骤(5)得到的校正误差干扰的去干扰发生器控制信号，控制去干扰发生器产生去干扰信号，利用去干扰发射器发射后反作用待测光纤；同时，通过校准器基于校正误差干扰校正经过第一、二、三、四、五接收放大器进行接收、放大后的测量信号，并将测量信号同时发送至控制处理器进行存储，并发送反馈信号至去干扰发生器；
(7)控制处理器完成数据的处理、存储，并将测试结果实时发送至显示端进行显示。

6.如权利要求5所述的测试方法，其特征在于：所述步骤(1)中对应的第一、二干扰测量装置同时分别测量预设参数的干扰信号，并将测量结果发送至控制处理器进行处理的具体方式是将第一、二干扰测量装置分别测量的数据进行加权平均的处理方式完成。

7.如权利要求7所述的测试方法，其特征在于：所述步骤(3)中第一辊、第二辊和第三辊对应预设的运行轨道具有相同或不同的方向。

一种多通路网路传输性能测试装置及测试方法
技术领域
[0001]本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种多通路网路传输性能测试装置及测试方法。

背景技术
[0002]随着现代经济社会的发展，互联网时代的信息化革新遍布整个社会。

人们的信息交流从语言、文字、印刷、电报、电话一直到今日的多姿多彩的现代通信。

当今现代通信网络正向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化迈进。

现代通信网络构建已经成为了人类生活必备可少的一部分，并且为及其重要的一部分，没有现代通信网络人们的信息交流将瘫痪，因此研究通讯网络在现代社会及其重要。

[0003]随着网络技术的发展，光纤网路具有传输频带宽、传输损耗低、损耗均匀且不受温度的影响、抗干扰能力强、保真度高、信号保密度高、工作可靠度高等优点，光纤网络规模近年来迅速扩大，其光纤网络设备的优劣直接影响了网络性能。

[0004]在网络信号传输的过程中，光纤作为信号的传输媒介，其性能直接影响了网络信号的传输效果。

因此，如果能够使用性能优良的网络光纤，则可以提升网络性能，目前，对于网络光纤性能的测试都是在用户端，利用网络光纤的性能测量仪器，直接进行对接或其他方式在网络光纤的“终端”进行测量，虽然可以一定程度的测量出此网络通路的传输性能，但是不能准确的体现外部环境对于网络光纤的性能影响，测量数据不准确，并且测量数据具有短暂性，当环境或者参数发生改变的时候，网络光纤的性能也会发生变化，此时则需要重复测量，工作量大，成本高。

发明内容
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够实时准确的测量网络光纤的性能参数，成本低、精度高，并且能够提高网络性能的多通路网路传输性能测试装置及测试方法。

[0006]本发明提供了一种多通路网路传输性能测试装置，包括光纤分光器、光纤调控器、光纤耦合器、测试盒、接收放大器、校准器、去干扰发生器和所述控制处理器，光纤调控器包括第一、二、三、四、五光纤调控器，光纤耦合器包括第一、二、三、四、五光纤耦合器，测试盒包括第一、二、三、四、五子测试盒，接收放大器包括第一、二、三、四、五接收放大器；光纤分光器分别连接第一、二、三、四、五光纤调控器，第一、二、三、四、五光纤调控器、以及第一、二、三、四、五光纤耦合器、以及第一、二、三、四、五子测试盒、以及第一、二、三、四、五接收放大器分别对应依次连接，第一、二、三、四、五接收放大器分别连接校准器和控制处理器，校准器分别连接控制处理器和去干扰发生器，去干扰发生器分别连接控制处理器和第一、二、三、四、五子测试盒；
[0007]每一个子测试盒都为一封闭的金属盒，延时线和波纹拉伸管设置于金属盒内部，其中盒体顶部中心位置设置干扰发生器，盒体顶部其中两个顶点处分别设置第一、二干扰
测量装置，干扰发生器和第一、二干扰测量装置与控制处理器通讯连接；波纹拉伸管包括内部设置有内径依次增大的第一辊、第二辊和第三辊，波纹拉伸管能够沿着光轴方向进行压缩或拉伸，第一辊、第二辊和第三辊能够沿着垂直于光轴的方向进行运动。

[0008]进一步地，第一、二、三、四、五子测试盒中的延时线具有不同的延时长度。

[0009]进一步地，第一、二、三、四、五子测试盒中的延时线长度依次递增，并且相邻延时线之间差一倍的延时长度。

[0010]进一步地，第一辊、第二辊和第三辊在光轴方向能够移动。

[0011]本发明还提供了一种多通路网路传输性能测试方法，依次包括如下步骤：[0012](1)对第一、二、三、四、五子测试盒进行初始化设置，具体为：利用控制处理器分别控制对应子测试盒中的干扰发生器发射预设参数的干扰信号作用于待测光纤，对应的第一、二干扰测量装置同时分别测量预设参数的干扰信号，并将测量结果发送至控制处理器进行处理，处理结果和预存的标准干扰信号参数进行对比，如果对比结果合格则进入步骤二，否则进行校准后重复步骤(1)；
[0013](2)利用控制处理器控制干扰发生器和第一、二干扰测量装置关闭，波纹拉伸管恢复至最长长度，使光传输信号进入光纤分束器后分为五路，分别进入第一、二、三、四、五光纤调控器进行调控后分别通过第一、二、三、四、五光纤耦合器对应耦合后，再分别对应进入第一、二、三、四、五子测试盒进行延时后，直接传输至第一、二、三、四、五接收放大器进行接收、放大后得到标准测试数据并传输至控制处理器处进行存储；
[0014](3)利用控制处理器分别控制对应子测试盒中的干扰发生器发射预设测试参数的干扰信号作用于待测光纤，同时控制对应的波纹拉伸管在光轴方向上进行预设测试参数的压缩或延伸，波纹拉伸管内对应的第一辊、第二辊和第三辊按照预设的运行轨道运动；[0015](4)光传输信号进入光纤分束器后分为五路，分别进入第一、二、三、四、五光纤调控器进行调控后分别通过第一、二、三、四、五光纤耦合器对应耦合后，再分别对应进入第一、二、三、四、五子测试盒进行延时处理；
[0016](5)利用第一、二、三、四、五子测试盒分别对应的第一、二干扰测量装置分别测量预设测试参数的干扰信号，并将测量结果发送至控制处理器进行处理，利用处理结果对应建立时间-幅值的干扰波形图，将该波形图和预存的预设测试参数的干扰信号对应的标准时间-幅值的干扰波形图进行对比，处理后得到校正误差干扰；同时将经过第一、二、三、四、五子测试盒的光传输信号传输至第一、二、三、四、五接收放大器进行接收、放大后分别传输至控制处理器和校准器；
[0017](6)控制处理器发送基于步骤(5)得到的校正误差干扰的去干扰发生器控制信号，控制去干扰发生器产生去干扰信号，利用去干扰发射器发射后反作用待测光纤；同时，通过校准器基于校正误差干扰校正经过第一、二、三、四、五接收放大器进行接收、放大后的测量信号，并将测量信号同时发送至控制处理器进行存储，并发送反馈信号至去干扰发生器；[0018](7)控制处理器完成数据的处理、存储，并将测试结果实时发送至显示端进行显示。

[0019]进一步地，所述步骤(1)中对应的第一、二干扰测量装置同时分别测量预设参数的干扰信号，并将测量结果发送至控制处理器进行处理的具体方式是将第一、二干扰测量装置分别测量的数据进行加权平均的处理方式完成。

[0020]进一步地，所述步骤(3)中第一辊、第二辊和第三辊对应预设的运行轨道具有相同或不同的方向。

[0021]本发明的多通路网路传输性能测试装置及测试方法，可以实现：
[0022]1)光纤在使用前首先经过了自动化的性能测试，测试装置能够实时快速的自动进行网络光纤的应用前检测，从而降低了维修成本，并且可以发现网络光纤的局部缺陷，在使用前只需要截出缺陷部分即可正常使用，降低了成本，自动化的检测提高了测试效率，并且提高了精度。

[0023]2)多样化的模拟网络光纤的干扰环境，从干扰信号、曲率弯曲等多个方面对待测光纤进行作用，从而能够有效的进行测试；
[0024]3)采用反馈环路的方式，实时的调整测试流程，结果更加准确。

附图说明
[0025]图1为多通路网路传输性能测试装置结构示意图
[0026]图2为子测试盒的结构示意图
具体实施方式
[0027]下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。

[0028]本发明提供了一种多通路网路传输性能测试装置及测试方法，其中如附图1所示，多通路网路光纤传输性能测试装置包括光纤分光器、光纤调控器、光纤耦合器、测试盒、接收放大器、校准器、去干扰发生器和控制处理器，其中光纤调控器包括第一、二、三、四、五光纤调控器，光纤耦合器包括第一、二、三、四、五光纤耦合器，测试盒包括第一、二、三、四、五子测试盒，接收放大器包括第一、二、三、四、五接收放大器；光纤分光器分别连接第一、二、三、四、五光纤调控器，第一、二、三、四、五光纤调控器、以及第一、二、三、四、五光纤耦合器、以及第一、二、三、四、五子测试盒、以及第一、二、三、四、五接收放大器分别对应依次连接，第一、二、三、四、五接收放大器分别连接校准器和控制处理器，校准器分别连接控制处理器和去干扰发生器，去干扰发生器分别连接控制处理器和第一、二、三、四、五子测试盒。

[0029]测试盒的具体结构如图2所示，其中图2为子测试盒的结构示意图，第一、二、三、四、五子测试盒的结构类似。

如图2所示，子测试盒为一封闭的金属盒，延时线1和波纹拉伸管2设置于金属盒内部，其中盒体顶部中心位置设置干扰发生器3，盒体顶部其中两个顶点处分别设置第一、二干扰测量装置4。

在测试的过程中，控制处理器控制干扰发生器3发射预设参数的干扰信号作用于待测光纤，第一、二干扰测量装置同时分别测量预设参数的干扰信号，并将测量结果发送至控制处理器进行处理。

通过驱动装置控制步进电机，可以带动波纹拉伸管2沿着光轴方向进行压缩(图中未示出)，波纹拉伸管2内部设置有内径依次增大的第一辊5、第二辊6和第三辊7，其中第一辊5、第二辊6和第三辊7可以沿着垂直于光轴的方向进行运动，从而作用于待测光纤，使得待测光纤发生曲率变化，从而影响网络信号，此外为了能够对于波纹拉伸管2内部的待测光纤部分多点作用，并且避免波纹拉伸管2在压缩过程中受到第一辊5、第二辊6和第三辊7的光轴方向上的影响，第一辊5、第二辊6和第三辊7在光
轴方向也可以移动。

[0030]此外，子测试盒盒体底部还设有去干扰发射器(图中未示出)，去干扰发射器受去干扰发生器的控制，发射抵消部分或全部干扰信号的去干扰信号，从而使得优化作用于待测光纤上的干扰信号，从而使得待测光纤受到稳定的目标干扰。

[0031]如图1所示，第一、二、三、四、五子测试盒中的延时线具有不同的延时长度，这样的设置可以使得网络信号经过不同的延时线后，产生不同的时差，从而对于后续的测量而言减小网络信号之间的干扰，使得测试的参数更加准确，优选的方式中，第一、二、三、四、五子测试盒中的延时线长度依次递增，并且相邻延时线之间差一倍的延时长度。

[0032]在测试盒中，同时完整了对待测光纤进行了时延、干扰和曲率作用，从而从多个方面单独或者组合的方式对待测光纤进行作用，使得模拟测试的环境更加的多样化，提高了测试的精度，此外通过设置去干扰发射器使得反作用于干扰，通过测量干扰信号参数比对目标干扰信号参数，进行反作用优化干扰信号，使得作用于待测光纤的干扰可控性更强，处理更加快速准确，从而得到准确的测试结果，最终使得网络性能更加。

[0033]本发明还提供了一种多通路网路传输性能测试方法，具体包括如下步骤：[0034](1)对第一、二、三、四、五子测试盒进行初始化设置，具体为：利用控制处理器分别控制对应子测试盒中的干扰发生器发射预设参数的干扰信号作用于待测光纤，对应的第一、二干扰测量装置同时分别测量预设参数的干扰信号，并将测量结果发送至控制处理器进行处理，处理结果和预存的标准干扰信号参数进行对比，如果对比结果合格则进入步骤二，否则进行校准后重复步骤(1)；其中对应的第一、二干扰测量装置同时分别测量预设参数的干扰信号，并将测量结果发送至控制处理器进行处理的具体方式是将第一、二干扰测量装置分别测量的数据进行加权平均的处理方式完成；
[0035](2)利用控制处理器控制干扰发生器和第一、二干扰测量装置关闭，波纹拉伸管恢复至最长长度，使光传输信号进入光纤分束器后分为五路，分别进入第一、二、三、四、五光纤调控器进行调控后分别通过第一、二、三、四、五光纤耦合器对应耦合后，再分别对应进入第一、二、三、四、五子测试盒进行延时后，直接传输至第一、二、三、四、五接收放大器进行接收、放大后得到标准测试数据并传输至控制处理器处进行存储；
[0036](3)利用控制处理器分别控制对应子测试盒中的干扰发生器发射预设测试参数的干扰信号作用于待测光纤，同时控制对应的波纹拉伸管在光轴方向上进行预设测试参数的压缩或延伸，波纹拉伸管内对应的第一辊、第二辊和第三辊按照预设的运行轨道运动，其中第一辊、第二辊和第三辊对应预设的运行轨道具有相同或不同的方向；
[0037](4)光传输信号进入光纤分束器后分为五路，分别进入第一、二、三、四、五光纤调控器进行调控后分别通过第一、二、三、四、五光纤耦合器对应耦合后，再分别对应进入第一、二、三、四、五子测试盒进行延时处理；
[0038](5)利用第一、二、三、四、五子测试盒分别对应的第一、二干扰测量装置分别测量预设测试参数的干扰信号，并将测量结果发送至控制处理器进行处理，利用处理结果对应建立时间-幅值的干扰波形图，将该波形图和和预存的预设测试参数的干扰信号对应的标准时间-幅值的干扰波形图进行对比，处理后得到校正误差干扰；同时将经过第一、二、三、四、五子测试盒的光传输信号传输至第一、二、三、四、五接收放大器进行接收、放大后分别传输至控制处理器和校准器；
[0039](6)控制处理器发送基于步骤(5)得到的校正误差干扰的去干扰发生器控制信号，控制去干扰发生器产生去干扰信号，利用去干扰发射器发射后反作用待测光纤，从而可以抵消其他非目标的干扰信号，使得作用于待测光纤的实际的干扰信号是准确的；同时，通过校准器基于校正误差干扰校正经过第一、二、三、四、五接收放大器进行接收、放大后的测量信号，并将测量信号同时发送至控制处理器进行存储，并发送反馈信号至去干扰发生器；[0040](7)控制处理器完成数据的处理、存储，并将测试结果实时发送至显示端进行显示。

[0041]尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。

因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。

相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。

图1
图2。