汪 勇，楊 威

（國網(wǎng)浙江省電力公司衢州供電公司，浙江 衢州 324000）

0 引言

目前通信光信號輸出端口主要有3種類型：FC（光纖通道）、 SC（方形接頭）、 LC（朗訊接頭）。為應(yīng)對通信測試工作中可能出現(xiàn)的狀況，作業(yè)人員經(jīng)常需要攜帶不同的轉(zhuǎn)換適配器或3種不同類型的光纖測試線才能完成測試工作，增加了作業(yè)工作的復(fù)雜程度，也降低了工作效率。此外，光纖測試線目前沒有專用安全保護存儲、攜帶裝置，光纖測試連接線在攜帶、存放過程中易損傷，導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)不準確。通信測試所使用的都是固定光衰耗器，在進行收信靈敏度和動態(tài)范圍的性能測試工作時，需要對光信號可變衰耗調(diào)節(jié)，目前只能依賴昂貴的SDH（光同步數(shù)字傳輸）性能測試儀器才能完成，使測試工作受到限制。

利用光技術(shù)原理及應(yīng)用等知識，研制出可以將目前通信常用3種類型端口測試一體化的輔助測試盒，將波長選擇、衰耗調(diào)節(jié)等通信測試常用功能也融入其中。集多功能一體化的便攜式光纖輔助測試盒的應(yīng)用，不但可以提高測試工作的效率和測試數(shù)值的準確性，而且擴大了通信測試工作的范圍。

1 輔助測試盒的設(shè)計

1.1 設(shè)計方案

（1）制作1個分2層的長方體測試盒，一層作為核心區(qū)，用于安裝控制集成電路及其他元器件；另一層作為盤纖區(qū)，主要盤存測試連接線，盤纖區(qū)的測試連接線和核心區(qū)的光開關(guān)器用纖芯直熔的方式相連，另一端連接不同類型的連接頭和FC連接器，見圖1。

（2）在核心區(qū)通過面板輸入、輸出通道選擇按鍵及對應(yīng)通道顯示燈，實現(xiàn)通信常用3種類型測試線的切換選擇。通過對可變衰耗器功能面板操作實現(xiàn)波長選擇（1310/1490/1550/1625 nm）和可變衰耗調(diào)節(jié)（動態(tài)范圍達2.5～60 dB）等功能，相關(guān)數(shù)值可直觀地通過液晶顯示屏讀取。

（3）盤纖區(qū)主要用于存放3種類型鎧裝測試線，利用鎧裝測試線的強度和韌性實現(xiàn)測試線可拉伸和回收，并在輸入、輸出區(qū)配置具有可吸合的保護蓋，有效地隔離測試連接器，使測試連接器件在存儲和攜帶過程中免受損壞。

1.2 技術(shù)特點

利用光開關(guān)器對光傳輸線路或集成光路中光信號的物理切換或邏輯操作，以及CPU（中央處理器）的控制，通過外部功能按鍵進行人機對話，實現(xiàn)控制、管理不同類型測試通道的功能。

（1）設(shè)計出合理的控制集成電路，將光開關(guān)器件的切換選擇和CPU的控制功能有機地結(jié)合在一起，最終通過面板功能按鍵驅(qū)動光開關(guān)器來實現(xiàn)不同類型光纖測試線的切換選擇，以滿足通信測試需要。

（2）利用纖芯直熔將可變光衰耗器和光開關(guān)器結(jié)合在一起，降低了測試盒固有衰耗，并成功地將波長選擇和可變衰耗調(diào)節(jié)功能融入測試盒中，實現(xiàn)多功能一體化。

2 系統(tǒng)組成及工作原理

2.1 系統(tǒng)組成

利用CPU觸發(fā)控制功能，通過集成電路實現(xiàn)對光開關(guān)器的驅(qū)動。將不同類型光纖測試線和光開關(guān)器相連，最終實現(xiàn)對3種類型光纖端口的測試控制和管理，系統(tǒng)框架見圖2。

圖1 便攜式光纖輔助測試盒結(jié)構(gòu)

圖2 便攜式光纖輔助測試盒系統(tǒng)框架

在光開關(guān)器之間用纖芯直熔的方式將可變衰耗器串聯(lián)在光通道之中，實現(xiàn)對通過的光信號有波長選擇和可變衰耗調(diào)節(jié)功能，并可以通過功能面板的液晶顯示屏直接讀取數(shù)值。

2.2 工作原理

由CPU通過I/O（輸入/輸出）控制驅(qū)動各個元器件，選擇STM8S103K3TBC基礎(chǔ)型系列8位單片機（CPU）作為中心控制單元。這類單片機具有6個外部中斷向量，最多27個外部中斷管理，32腳封裝芯片上最多有28個I/O，包括21個高吸收電流輸出，可以利用其高速推挽輸出實現(xiàn)驅(qū)動光開關(guān)器工作，利用其外部中斷管理功能可以設(shè)計按鍵觸發(fā)其中斷程序，實現(xiàn)切換選擇。

圖3為便攜式光纖輔助測試盒的電路示意。單片機的管腳9與10均設(shè)置為檢測輸入，開機后單片機首先檢測按鍵所選擇的通道，管腳9與10會檢測到低電平，通過程序觸發(fā)LED和光開關(guān)的動作；管腳12，13，14，15，16設(shè)置為高速推挽輸出，用來控制LED燈的動作，輸出高電平時，LED燈點亮；管腳18與19控制1×2光開關(guān)動作，管腳20，21，22控制1×4光開關(guān)（測試盒改進為1×3光開關(guān)）動作，設(shè)置為高速推挽輸出，對應(yīng)管腳輸出1個高脈沖信號時，選通光開關(guān)對應(yīng)通道。

當通道按鍵動作后，觸發(fā)并進入中斷程序。中斷程序中先判斷當前的通道選擇狀況，然后再進行下一步的操作，比如按下1×2光開關(guān)，通道選擇了連接FC型光纖連接線的通道，當按下二通道選擇按鍵后，先判斷現(xiàn)在狀態(tài)是FC型光纖連接線通道，然后切換到連接FC連接器的通道程序。1×4光開關(guān)也是同理，當切換到相對應(yīng)通道的時候，與之相對的LED燈同時也會亮起，沒選中的通道LED燈會熄滅，由此實現(xiàn)對不同類型光纖測試線的切換選擇功能。

圖3 便攜式光纖輔助測試盒的電路

在供電方面，測試盒可由1～2個7.4 V/750 mAh的電池供電，單片機3.3 V的工作電壓從可變衰減器上引出。

3 系統(tǒng)測試及應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)測試

便攜式光纖輔助測試盒研制完成后，用發(fā)信光功率計OLS-6（袖珍型單模雙波長光源）和收信光功率計OLP-6（袖珍型光功率計）（+10 dB）進行測試，測試結(jié)果下：

（1）切換選擇功能測試。針對FC，SC，LC型光纖輸入測試和FC型光纖輸出測試及連接器輸出通道等連續(xù)測試20次，正確動作20次，切換正確率100%，功能符合設(shè)計要求，LED對應(yīng)顯示正確；

（2）可變衰耗功能測試。針對1550 nm/FC型光纖輸入（+0.75 dB）進行測試，測試絕對衰減值分別為 0，12，15，18 dB，收信功率對應(yīng)為-11.89，-24.10，-27.21和-30.23 dB，衰耗調(diào)節(jié)正確，具備可變衰耗調(diào)節(jié)功能。

3.2 應(yīng)用分析

（1）測試盒實現(xiàn)了3種光纖通信端口測試一體化，減少了測試器件的配置，在通信故障處理、隱患排查等檢修工作中，縮短了測試時間，提高了工作效率，實現(xiàn)了企業(yè)效益與社會效益的同步提升。

（2）測試盒在輸入和輸出端面配置可吸合的保護蓋，內(nèi)部設(shè)置有測試線纜的盤纖區(qū)，封閉的盒體使測試線在存儲、攜帶時不會被損傷，使測試數(shù)值更加準確。

（3）由于測試盒增加了波長選擇、可變衰耗調(diào)節(jié)功能，不但擴大了通信測試工作范圍，也節(jié)約了測試成本。

4 結(jié)語

基于單片機、光切換開關(guān)和帶液晶顯示可變衰耗器等組合成1個便攜、多功能的光纖輔助測試盒，有效解決了通信運行維護工作中存在的難題，不但提高了測試效率和測試數(shù)值的準確性，也擴大了測試范圍，實現(xiàn)了多功能一體化的預(yù)期目標。輔助測試盒的研制成功改變了傳統(tǒng)的通信測試模式，填補了通信測試技術(shù)上的一項空白，已獲國家實用新型和外觀設(shè)計2項專利授權(quán)，具有推廣應(yīng)用價值。

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