密集波分复用系统自动光功率减小进程时间的测试方法和装置 【技术领域】
本发明涉及光通信技术，尤其涉及一种光通信领域中的密集波分复用系统自动光功率减小进程时间的测试方法和装置。
背景技术
在光通信系统中，光缆切断、设备失效、或者光连接器拔出等事故均会导致光功率丢失，出于人眼安全的考虑，在主光通道的一个光传输段内光功率丢失的情况下，需要系统提供自动光功率减小APR或自动激光器关断ALS进程，为了在链路重新连好后系统可以容易的恢复，需要同时考虑实施自动或人工重启动进程。
当检测到所有主光通道的光信号都丢失时，密集波分复用系统DWDM才启动APR进程，关闭受影响的光传输段OTS内所有的放大器；当信号恢复时，又能恢复光放大器的工作。这样能够保证在关闭情况下，光纤中的光功率出于安全等级要求之内。
光通信系统的APR/ALS技术进程必须连续地运行，即不能被关闭，否则危险等级会太高。
传统的APR进程的一些时间常数测试方法采用示波器来作为辅助手段，测试APR进程的时间常数，这种方法的缺点会带来测试结果的随意性、测试过程复杂、不同的示波器带来测试结果的不同，也与操作者有关，另外这种方法需要一些辅助的电路进行光信号到电信号的转换和处理。
【发明内容】
本发明地目的是提供一种密集波分复用系统自动光功率减小进程时间的测试方法和装置，以克服现有技术中测试可靠性低、操作复杂的问题。
本发明所采用的技术方案为：这种密集波分复用系统自动光功率减小进程时间的测试方法，其特征在于：它采用如下步骤：
A、光功率减小进程时间的测试中，对于相关激活时间测试所涉及的起测光放大器和响应光放大器，当起测光放大器处于起测点时，设置中断信号通过CPU控制系统启动计数器进行计数；
B、当响应光放大器处于响应点时，设置中断信号通过CPU控制系统停止计数器计数，并根据计数器值反映相应的光功率减小进程时间的测试结果，测试结果分为超时、失败和成功。
所述的相关激活时间为自动光功率减小进程去激活时间，起测光放大器和响应光放大器分别为同一传输线路中的下一级光放大器和相应的上一级光放大器，所述的下一级光放大器接收到LOC-OTS时为起测点，所述的上一级光放大器的输出光功率减小到安全光功率值时为响应点；
所述的相关激活时间为设备去激活时间，起测光放大器和响应光放大器分别为传输线路站点中的接收光放大器和相应的反向传输光放大器，所述的接收光放大器接收到LOC-OTS时为起测点，所述的反向传输光放大器的输出光功率减小到安全光功率值时为响应点。
所述的相关激活时间为自动光功率减小进程激活时间，起测光放大器和响应光放大器分别为同一传输线路中的下一级光放大器和相应的上一级光放大器，所述的下一级光放大器接收到重起动脉冲时为起测点，所述的上一级光放大器正常发送信号时为响应点；
所述的相关激活时间为设备激活时间，起测光放大器和响应光放大器分别为传输线路站点中的接收光放大器和相应的反向传输光放大器，所述的接收光放大器接收到重起动脉冲时为起测点，所述的反向传输光放大器正常发送信号时为响应点。
所述的步骤B中，所述的响应光放大器不能完成自动光功率减小进程动作时，无法停止计数器的计数，计数器的值如果超过预设置的超时值，则显示告警提示。
这种实现上述自动光功率减小进程时间测试方法的密集波分复用系统自动光功率减小进程时间的测试装置，包括电源，其特征在于：还包括CPU小系统、控制处理模块、及至少两个与相关激活时间测试所涉及的起测光放大器和响应光放大器分别相连的通道信号检测处理模块；所述的两个通道信号检测处理模块分别检测起测点和响应点，并将相关中断信号输至CPU小系统，由CPU小系统向控制处理模块发出相应指令；
所述的通道信号检测处理模块包括输入端、光电变换信号放大电路、比较器中断产生电路和比较参考电平产生电路，并依次相连，所述比较参考电平产生电路由CPU小系统控制，并向比较器中断产生电路发出比较参考电平信息；
所述的通道信号检测处理模块通过光耦合器从相应的光传输段获取检测信号；
所述的通道信号检测处理模块连接可调光衰减器获取检测信号；
所述的测试装置还包括通讯接口电路，对外提供标准的通信接口。
本发明的原理和有益效果为：对于APR进程的基本原理，如图1所示，是一个双向的光传输系统，第一光放大器100、第二光放大器101、第三光放大器102和第四光放大器103构成一个包括两个站点的线路放大光传送段，因此对于该光传送段来说，第一光放大器100和第四光放大器103作为发送端，第二光放大器101和第三光放大器102作为接收端。当A点104光纤断裂后，第二光放大器101首先检测到光传送段信号连续性丢失LOC-OTS，这就会导致第四光放大器103输出功率减少；同样又引起第三光放大器102出现LOC-OTS，从而使得第一光放大器100功率减小。这样就保证在发送故障出的A点104这一段光纤上的光功率处于安全水平。当A点104光纤断裂故障恢复后，第一光放大器100和第四光放大器103都恢复正常功率电平，然后第二光放大器101和第三光放大器102也自动恢复正常功率电平，相关激活时间包括：
1、APR进程去激活时间：当A点104光纤断裂，从第二光放大器101接收到LOC-OTS到第一光放大器100输出光功率减小到安全光功率值，这段时间为APR进程去激活时间。
2、设备去激活时间：当A点104光纤断裂，从第二光放大器101接收到LOC-OTS到第四光放大器103输出光功率减小到安全光功率值，这段时间为设备去激活时间。
3、APR进程的激活时间：如果A点光纤恢复，从第二光放大器101接收到重起动脉冲到第一光放大器100正常发送信号，这段时间为APR进程激活时间。
4、设备激活时间：从第二光放大器101接收到重起动脉冲到第四光放大器103正常发送信号，这段时间为设备激活时间。
其中，对于APR降低后的安全功率，在图1所示的APR影响的OTS内，所有光输出端处的功率降至0dBm以下，但是不会导致下游产生其他告警，即只有受影响的OTS端知道；对于重起动脉冲功率电平，第一光放大器100和第四光放大器103发送的重起动脉冲电平应该小于10dBm，但是也不能太小。对于第二光放大器101和第三光放大器102来说，必须保证发送的重起动脉冲经过线路衰减后的光功率仍然大于LOC-OTS判决域值，并且重起动脉冲与正常工作信号不同。在重起动进程中，图1所示，当发生故障的OTS段连接修复后，可以采用手动或自动的重起动恢复该OTS段内的传输。
在本发明中，采用CPU控制系统对光功率减小进程时间的测试中的相关激活时间的起测点和响应点进行计时，可以方便快捷地测试DWDM传输系统APR进程的各个时间常数，其测试一致性和准确性大大提高，测试自动化程度也得到相应提高，节省了人力物力，从而提高工作效率，本发明使得APR进程相关时间常数测试简单易行、使用方便、造价低廉，为工程技术提供支持。
【附图说明】
图1是DWDM系统APR功能原理框图；
图2是本发明测试装置原理框图；
图3是本发明测试主控过程流程示意图；
图4是本发明测试过程中定时器中断服务流程示意图；
图5是本发明测试过程中通道1中断服务流程示意图；
图6是本发明测试过程中通道2中断服务流程示意图；
图7是本发明测试装置的电路结构示意图；
图8是本发明应用实施示意图；
图9是本发明应用实施示意图；
图10是本发明应用实施示意图；
图11是本发明应用实施示意图。
【具体实施方式】
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
本发明采用如下步骤测试光功率减小进程时间的相关激活时间：
A、光功率减小进程时间的测试中，对于相关激活时间测试所涉及的起测光放大器和响应光放大器，当起测光放大器处于起测点时，设置中断信号通过CPU控制系统启动计数器进行计数；相关激活时间包括自动光功率减小进程去激活时间、设备去激活时间、自动光功率减小进程激活时间和设备激活时间。
B、当响应光放大器处于响应点时，设置中断信号通过CPU控制系统停止计数器计数，并根据计数器值反映相应的光功率减小进程时间的测试结果。
在上述测试中，测试自动光功率减小进程去激活时间时，起测光放大器和响应光放大器分别为同一传输线路中的下一级光放大器和相应的上一级光放大器，所述的下一级光放大器接收到LOC-OTS时为起测点，所述的上一级光放大器的输出光功率减小到安全光功率值时为响应点。
测试设备去激活时间时，起测光放大器和响应光放大器分别为传输线路站点中的接收光放大器和相应的反向传输光放大器，所述的接收光放大器接收到LOC-OTS时为起测点，所述的反向传输光放大器的输出光功率减小到安全光功率值时为响应点。
测试自动光功率减小进程激活时间时，起测光放大器和响应光放大器分别为同一传输线路中的下一级光放大器和相应的上一级光放大器，所述的下一级光放大器接收到重起动脉冲时为起测点，所述的上一级光放大器正常发送信号时为响应点。
测试设备激活时间时，起测光放大器和响应光放大器分别为传输线路站点中的接收光放大器和相应的反向传输光放大器，所述的接收光放大器接收到重起动脉冲时为起测点，所述的反向传输光放大器正常发送信号时为响应点。
如图2所示，本发明可采用这种测试装置，它包括电源204、CPU小系统200、控制处理模块203、及至少两个与相关激活时间测试所涉及的起测光放大器和响应光放大器分别相连的通道信号检测处理模块，通道信号检测处理模块包括通道1信号检测处理模块201和通道2信号检测处理模块202，所述的通道2信号检测处理模块202和通道1信号检测处理模块201分别检测起测点和响应点，并将相关中断信号输至CPU小系统，由CPU小系统向控制处理模块发出相应指令。通道信号检测处理模块包括输入端、光电变换信号放大电路、比较器中断产生电路和比较参考电平产生电路，并依次相连，所述比较参考电平产生电路由CPU小系统控制，并向比较器中断产生电路发出比较参考电平信息，通过比较器电路与参考判决电平比较产生中断控制信号，如图7所示，通道1信号检测处理模块201包括输入端501、第一光电变换信号放大电路503、第一比较器中断产生电路505和比较参考电平产生电路507，通道2信号检测处理模块202包括输入端502、第二光电变换信号放大电路504、第二比较器中断产生电路506和比较参考电平产生电路507。
例如，测试一光传输段自动光功率减小进程去激活时间，如图8所示，对于接收端，主光信号经过一定长度的光纤传输后到第一50/50光耦合器602后，50％的光信号给第二光放大器101，另外50％的光信号给本发明测试装置的通道2。
对于发送端，将第一光放大器101的输出检测口601的光信号直接接到本发明测试装置的通道1，间接检测第一光放大器101的输出光功率。
起测光放大器为第二光放大器101，响应光放大器为第一光放大器100，第二光放大器101接收到LOC-OTS时为起测点，第一光放大器100的输出光功率减小到安全光功率值时为响应点。
这样，在本发明测试装置中，通道2信号检测处理模块202中的输入端502通过光耦合器602从相应的光传输段获取检测信号，检测第二光放大器101接收到的LOC-LOS信号；通道1信号检测处理模块201中的输入端501通过第一光放大器101的输出检测口601检测第一光放大器101的输出光功率。
其测试基本过程为：如图3、图4、图5和图6所示，首先CPU小系统的软件初始化，完成定时器、中断服务的初始化、全局重要参数的初始化。初始化结束后，如果需要设置控制参数这时也可以进行设置。然后进行对“本次测试状态”进行判断，这个参数是由定时中断服务程序控制的，它有四种取值，分别为：成功、失败、超时、初始状态。如图3所示，如果为前三种状态，就给出相应的测试结果，在成功状态下，本次测试的结果也就同时给出。然后重新初始化相关参数：“计数器值”、“计数器状态”、“本次测试状态”，最后主控回到对“本次测试状态”进行判断，重复执行主程序。如果为初始状态也回到主程序对“本次测试状态”进行判断重复执行主程序。
在“本次测试状态”为成功、超时、失败时，需要给出测试结果。这里的测试结果单位是秒。计算方法是：根据“计数器值”和定时中断的定时常数换算得到。如定时中断服务程序的定时常数为1ms，“计数器值”为N，则本发明给出的测试结果为N/1000秒。
中断服务流程对“本次测试状态”进行赋值，它是根据“计数标志”状态和计数器值来赋值的。如图4、图5和图6所示，“计数标志”的状态有三种取值，分别为：状态1、状态2、初始状态。如果当前为状态1，计数器做加1计数，然后判断计数器是否超过预设置的值。如果超过预设的值，“本次测试状态”赋值为超时，否则不改变“本次测试状态”的值，然后中断返回。如果当前为状态2，计数器停止计数，然后判断计数器值，根据计数器的值是否超过预设置的值、是否等于0、是否在0和过限值之间，分别设置“本次测试状态”赋值为超时、失败、成功，然后中断返回。计数器状态是受控与子程序中的通道1中断服务程序和通道2中断服务程序。当通道1中断服务程序被触发后，“计数标志”置为状态1；当通道2中断服务程序触发后，“计数标志”置为状态2。
在正常情况下测试去激活时间的过程如下：本发明测试装置启动，主控流程开始运行，如图4所示，定时中断服务流程每隔一定时间执行一次，并检查“计数标志”的值。如图8所示，当光纤断裂点603光纤断裂后，通道2信号检测处理模块202检测到LOC-LOS，即处于起测点时，开始执行图5中的通道1中断服务流程，启动计数器进行计数。“计数标志”置为状态1。当第一光放大器100进入APR状态时，其输出光功率降低至安全光功率值以下，即处于响应点时，通道1信号检测处理模块201检测到第一光放大器101的输出光功率低于设定的门限值，开始执行图6中的通道2中断服务流程，停止计数器计数，“计数标志”置为状态2。图4中的定时中断服务流程根据“计数标志”设置“本次测试状态”。如图3所示，在主控流程中，根据“本次测试状态”得到本次测试的情况，给出测试结果。
响应光放大器不能完成自动光功率减小进程动作时，无法停止计数器的计数，计数器的值如果超过预设置的超时值，即当第一光放大器100出现故障无法完成APR动作时，不能够进入APR状态，控制流程无法停止计数器的计数，应用程序判断计数器的值如果超过预设置的超时值，则显示告警提示，说明APR功能实现错误；另外，虽然第一光放大器100能够完成APR动作，但是如果读取的计数器值超过预设置的值时，也报相应的告警提示。
在本发明测试装置中，还可包括通讯接口电路508，对外提供标准的通信接口，如串口、USB口、以太网口、GPIB口等。
上述说明反映了测试自动光功率减小进程去激活时间的过程，对于测试设备去激活时间、自动光功率减小进程激活时间、设备激活时间的测试，其过程与上述类似，此处不再赘述。
如图9所示，当601线路放大器LA没有输出检测口时，直接采用第一光放大器100输出口，第一光放大器100的输出接第二50/50光耦合器701的输入，第二50/50光耦合器701的一路输出给本发明测试装置的通道1，另外一路给主光通路，接收端与图8类似，通道1信号检测处理模块201通过第二50/50光耦合器701检测第一光放大器101的输出光功率，测试APR去激活(或激活)时间，其测试原理和过程与上述相同，此处不再赘述。
如图10所示，当第一光放大器100所在的网元与第二光放大器101分别在有一定距离的两个城市时，通道信号检测处理模块连接可调光衰减器获取检测信号，可调光衰减器801与通道2信号检测处理模块相连，使得进入本发明测试装置通道2的光功率与进入第二光放大器101的光功率相同，至于其具体结构、测试原理和过程与前述相同，此处不再赘述。
如图11所示，第二光放大器101的输入光功率和第四光放大器103的输出光功率分别由本发明测试装置的通道1和通道2来监测，光纤断裂点603断裂后，通道2检测到LOC-OTS，第四光放大器103执行APR功能，通道1检测第四光放大器103输出光功率降低到安全光功率值以下，可以用于测试设备去激活时间，其测试方法与过程与前述相类似，此处不再赘述。
本发明的测试装置可以独立使用，也可以在PC机控制下使用或集成到光通信测试仪中使用。