一种全光交换矩阵自动调试系统及调试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种全光交换矩阵自动调试系统，包括基于高性能微处理器和负反馈光路自动调节平台，所述自动调节平台包括自动调试主机单元和与自动调试主机单元连接的自带高性能微处理器的智能主控计算机、超高精度可调谐光源和多通道高精度光功率计，其中，主控计算机外接网络，超高精度可调谐光源和多通道高精度光功率计与自动调试主机单元之间通过光纤连接，自动调试主机单元与被测全光交换矩阵通过光耦合通道、电连接通道连接。这种系统具有通用性好、成本低、可靠性高、智能化程度好、无需人工干预的特点。本发明专利技术同时还公开了一种全光交换矩阵自动调试方法。

An all optical switching matrix automatic debugging system and debugging method

【技术实现步骤摘要】
一种全光交换矩阵自动调试系统及调试方法
本专利技术属于光通信领域，尤其涉及全光交换矩阵技术，具体是一种全光交换矩阵自动调试系统及调试方法。
技术介绍
全光交换是光传输网络技术发展的趋势之一，使用全光交换取代传统的电信号交换可以有效解决通信容量的“瓶颈”问题，还可以大幅降低设备的体积和成本。然而，全光交换矩阵设备内部由成百上千个直径约2mm的微型精密镜片组成，在全光交换矩阵生产过程中，每个微型镜片、每个通道、每个波长、每个温点都有2个偏转电压参数需要调试。DWDM波段有43个波长，全温域有6个温点，每个微型镜片有至少16个通道，每个微型偏转镜片都有至少2×16×43×6=8256个偏转电压参数需要调试，一个16×16交换规模的全光交换矩阵需要调试的偏转电压参数就高达26万个，交换规模96×96的全光交换矩阵更有高达951万个偏转电压参数需要调试，在全光交换矩阵设备批量生产时，手动逐个调试其中的微型镜片偏转电压参数将是难以完成的任务，因此急需一种全光交换矩阵自动调试设备。全光交换矩阵自动调试系统，涉及基于负反馈原理的最优偏转电压参数调整、自动波长切换、全自动数据记录与处理、链路损耗自动补偿等多个核心关键技术，使全光交换矩阵自动调试系统具有较大的技术难度，也成为制约全光交换矩阵自动调试系统用户体验的关键因素。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，而提供一种全光交换矩阵自动调试系统及调试方法。这种系统具有通用性好、成本低、可靠性高、智能化程度好、无需人工干预的特点。这种方法操作简单、实用性好，应用在全光交换矩阵的批量生产中，能节约人力资源、缩短生产周期，降低生产成本。实现本专利技术目的的技术方案是：一种全光交换矩阵自动调试系统，包括基于高性能微处理器和负反馈光路自动调节平台，所述自动调节平台包括自动调试主机单元和与自动调试主机单元连接的自带高性能微处理器的智能主控计算机、超高精度可调谐光源和多通道高精度光功率计，其中，主控计算机外接网络，超高精度可调谐光源和多通道高精度光功率计与自动调试主机单元之间通过光纤连接，自动调试主机单元与被测全光交换矩阵通过光耦合通道、电连接通道连接，自动调试主机单元、超高精度可调谐光源、多通道高精度光功率计组成负反馈光路自动调节平台，自动调节平台在主控计算机的管控下基于负反馈最优参数调整技术实现全光交换矩阵的快速自动调试。所述自动调试主机单元包括高性能嵌入式微处理器和与高性能嵌入式微处理器连接的高压DA驱动控制阵列、电源管理单元、健康管理处理单元、CAN总线通信单元，其中，电源管理单元、健康管理处理单元还均与高压DA驱动控制阵列及CAN总线通信单元连接，高压DA驱动控制阵列与设在自动调试主机单元上的超高精度可调谐光源耦合端口和多通道高精度光功率计耦合端口连接，高压DA驱动控制阵列还通过设在自动调试主机单元上的全光交换矩阵夹具与全光交换矩阵连接，其中，超高精度可调谐光源耦合端口为设有4个MT接头的光信号耦合端口、多通道高精度光功率计耦合端口为设有4个MT接头的光信号耦合端口、全光交换矩阵夹具为标准ASAAC插盒夹具，自动调试主机单元支持双CAN冗余备份通信，超高精度可调谐光源耦合端口、全光交换矩阵夹具、多通道高精度光功率计耦合端口之间通过光信号连接，其余模块之间通过电信号连接，自动调试主机单元实现的功能有：同步输出不少于384路高压驱动信号、驱动全光交换矩阵内部微镜片发生偏转、为全光交换矩阵接入自动调试系统提供电信号连接通道和光路耦合通道、在主控计算机的统一控制下，不断调整输出的偏转电压，并把当前输出电压参数反馈给主控计算机。所述电源管理单元设有互连的HSR12S60S电源模块、APTS006A0X-SRZ电源芯片和电流检测芯片LTC4151IMS，其中，HSR12S60S电源模块和APTS006A0X-SRZ电源芯片输出端各自独立、输入端并联到一起，电流检测芯片LTC4151IMS和HSR12S60S电源模块为串联关系，电流检测芯片LTC4151IMS和APTS006A0X-SRZ电源芯片也为串联关系，主要功能是监控内部各模块工作电流、当电流异常过大则对相应模块断电保护、同时系统报警、进行电压变换、将12V总线电压转换成多组60V、3.3V工作电压，供各模块使用。所述高压DA驱动控制阵列为由96片AD5504芯片组成的功能阵列，96片AD5504芯片控制端按照每16片芯片共用一组SPI总线的方式连接到一起，96片AD5504芯片的输出端各自独立，高压DA驱动控制阵列5能同时提供384路驱动偏转电压、控制内部微型镜片发生精确偏转、输出的驱动偏转电压精度优于0.15V、摆幅0V～60V。所述健康管理处理单元设有互连的温度检测芯片HWD18B20-A、电流检测芯片LTC4151IMS、微处理器GD32F407VG76，温度检测芯片HWD18B20-A和电流检测芯片LTC4151IMS的寄存器读写端口分别连接到微处理器GD32F407VG76，主要功能是实时采集各功能单元中芯片工作温度、工作电压幅度、电流大小、风扇运转状态、看门狗工作状态健康信息，上报给主控计算机。所述CAN总线通信单元为设有2片CAN收发器芯片HHD65HVD230组成的功能单元，2片CAN收发器芯片HHD65HVD230各自独立，驱动器的输入/输出接口分别连接到嵌入式高性能微处理器单元HHD32F107VCH芯片的2个CAN总线输出/输入接口，主要功能是提供自动调试主机单元与主控计算机之间的CAN总线通信通道。所述嵌入式高性能微处理器为由HHD32F107VCH芯片组成的功能单元，主要功能是控制自动调试主机单元上所有功能单元协同工作：控制高压DA驱动控制阵列输出驱动偏转电压的幅度和路数、控制CAN总线通信单元与主控计算机的通信、控制健康管理处理单元对设备当前工作状态的采集、控制全光交换矩阵夹具切换到光路直通工作模式。所述超高精度可调谐光源为能输出DWDM波段ITU规定的所有43个波长的16通道可调谐光源，光源绝对波长精度优于20pm、光功率稳定度优于0.03dBm，超高精度可调谐光源所实现的功能有：输出16通道的高稳定光源、在主控计算机的统一控制下自动切换输出光信号波长、把当前输出的光信号波长、光功率数值实时上报给主控计算机。所述多通道高精度光功率计测量精度优于0.01dBm、支持16通道光功率同步测量、光功率测量波长范围：1250nm-1650nm、光功率测量线性度±0.04dB±5pW、可通过通信接口读取光功率信息的多通道光功率计.多通道高精度光功率计所实现的功能是测量接收到的光功率，实时把测量数值上报给主控计算机。主控计算机为多核计算机或其他具有多核处理器的PC计算机，外带CAN总线通信扩展模块。一种全光交换矩阵自动调试方法，包括上述的全光交换矩阵自动调试系统，所述方法包括如下步骤：1）系统自检：自动监测主控计算机、自动调试主机单元、超高精度可调谐光源、多通道高精度光功率计的工作状态是否正常，控制全光交换矩阵的所有微型镜片切换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全光交换矩阵自动调试系统，包括基于高性能微处理器和负反馈光路自动调节平台，其特征在于，所述自动调节平台包括自动调试主机单元和与自动调试主机单元连接的自带高性能微处理器的智能主控计算机、超高精度可调谐光源和多通道高精度光功率计，其中，主控计算机外接网络，超高精度可调谐光源和多通道高精度光功率计与自动调试主机单元之间通过光纤连接，自动调试主机单元与被测全光交换矩阵通过光耦合通道、电连接通道连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种全光交换矩阵自动调试系统，包括基于高性能微处理器和负反馈光路自动调节平台，其特征在于，所述自动调节平台包括自动调试主机单元和与自动调试主机单元连接的自带高性能微处理器的智能主控计算机、超高精度可调谐光源和多通道高精度光功率计，其中，主控计算机外接网络，超高精度可调谐光源和多通道高精度光功率计与自动调试主机单元之间通过光纤连接，自动调试主机单元与被测全光交换矩阵通过光耦合通道、电连接通道连接。


2.根据权利要求1所述的全光交换矩阵自动调试系统，其特征在于，所述自动调试主机单元包括嵌入式微处理器和与嵌入式微处理器连接的高压DA驱动控制阵列、电源管理单元、健康管理处理单元、CAN总线通信单元，其中，电源管理单元、健康管理处理单元还均与高压DA驱动控制阵列及CAN总线通信单元连接，高压DA驱动控制阵列与设在自动调试主机单元上的超高精度可调谐光源耦合端口和多通道高精度光功率计耦合端口连接，高压DA驱动控制阵列还通过设在自动调试主机单元上的全光交换矩阵夹具与全光交换矩阵连接，其中，超高精度可调谐光源耦合端口为设有4个MT接头的光信号耦合端口、多通道高精度光功率计耦合端口为设有4个MT接头的光信号耦合端口、全光交换矩阵夹具为标准ASAAC插盒夹具。


3.根据权利要求2所述的全光交换矩阵自动调试系统，其特征在于，所述电源管理单元设有互连的HSR12S60S电源模块、APTS006A0X-SRZ电源芯片和电流检测芯片LTC4151IMS，其中，HSR12S60S电源模块和APTS006A0X-SRZ电源芯片输出端各自独立，输入端并联，电流检测芯片LTC4151IMS和HSR12S60S电源模块为串联关系，电流检测芯片LTC4151IMS和APTS006A0X-SRZ电源芯片也为串联关系。


4.根据权利要求2所述的全光交换矩阵自动调试系统，其特征在于，所述高压DA驱动控制阵列为由96片AD5504芯片组成的功能阵列，96片AD5504芯片控制端按照每16片芯片共用一组SPI总线的方式连接到一起，96片AD5504芯片的输出端各自独立。


5.根据权利要求2所述的全光交换矩阵自动调试系统，其特征在于，所述健康管理处理单元设有互连的温度检测芯片HWD18B20-A、电流检测芯片LTC4151IMS、微处理器GD32F407VG76，温度检测芯片HWD18B20-A和电流检测芯片LTC4151IMS的寄存器读写端口分别连接到微处理器GD32F407VG76。


6.根据权利要求2所述的全光交换矩阵自动调试系统，其特征在于，所述CAN总线通信单元为设有2片CAN收发器芯片HHD65HVD230组成的功能单元，2片CAN收发器芯片HHD65HVD230各自独立，驱动器的输入/输出接口分别连接到嵌入式高性能微处理器单元HHD32F107VCH芯片的2个CAN总线输出/输入接口。


7.根据权利要求2所述的全光交换矩阵自动调试系统，其特征在于，所述嵌入式高性能微处理器为由HHD32F107VCH芯片组成的功能单元。


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【专利技术属性】
技术研发人员：杨艳锋，何翠平，向霖，吴广祥，李锐清，张小辉，段明玮，陈文俊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十四研究所，
类型：发明
国别省市：广西;45