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智能光模块监测系统的研究与设计

作　者: 肖颖
导　师: 杨福宝
学　校: 武汉理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 光模块 数字诊断(DDM) 自动测试 GPIB 虚拟仪器
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


近年来,光纤直放站以其光路信号衰减小,抗干扰性强,成本低和安装维护方便等特有的优势,成为高性能网络覆盖的重要手段。射频光传输模块(简称:光模块)是光纤直放站的重要组成部分。新一代的智能光模块已成为目前市场需求的主要发展趋势。与原来的普通光模块相比智能光模块实现了模块自身的数字诊断(DDM)功能,提供了一种低成本的性能监测手段,它将光功率检测、射频增益控制和射频功率检测等诸多功能高度集成,实现了一个模块集成多个模块的功能,提高了模块的集成度和智能化程度,并且实现了非接触的自动检测,方便了光模块的现场操作,降低了光纤直放站的复杂度。通过对这些参数的测量,管理单元能迅速找出光纤链路中发生错误的具体位置,简化维护工作,提高系统的可靠性。而应用测控领域先进的虚拟仪器技术开发的光模块自动测试子系统,则实现光模块各项关键参数的自动测试,可以达到缩短测试时间,提高测试效率,使原来复杂的测试过程自动化、简单化的目的,解决原有的手工测试中容易引入人为误差,操作过程烦琐等问题。本文深入介绍了带数字诊断功能的光模块各个功能部分的工作原理、用途以及具体实现方法。在综合分析了国内外同类技术的发展以及公司现有技术条件的基础上,给出了“智能光模块监测系统”的整体设计方案,包括硬件电路设计方案、ARM控制程序开发、通信接口设计以及上位机软件的开发。在分析现有实现方案优缺点的基础上构建了一种改进的自动测试方案——基于VC++.NET平台的自动测试子系统,并且给出了自动测试子系统的软硬件设计方案。此外,还分析了影响诊断数据精确性的误差来源以及提高诊断数据精确性的方法。采用本套检测系统对光模块的参数进行了小批量(≥20对)测试,并将测试结果进行了统计,结果验证了本监测系统设计的可行性、实用性、优越性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 课题研究的目的和意义  9-10
  1.2 课题研究的现状及动态  10-13
  1.3 本文的主要研究工作  13-15
第2章 系统的理论背景与设计分析  15-34
  2.1 光纤直放站系统介绍  15-18
    2.1.1 光纤直放站的优势及特点  15-16
    2.1.2 光纤直放站基本工作原理  16-17
    2.1.3 光纤直放站监控系统  17-18
  2.2 虚拟仪器系统模型  18-24
    2.2.1 虚拟仪器概念  18-19
    2.2.2 GPIB接口的虚拟仪器技术  19-23
    2.2.3 测试系统的开发平台  23-24
  2.3 监测系统的总体方案设计  24-34
    2.3.1 监测系统的总体结构设计  25-26
    2.3.2 监测系统功能的划分  26-27
    2.3.3 监测系统的误差分析  27-34
第3章 数字诊断子系统的设计  34-55
  3.1 智能光模块数字诊断的基础  34-40
    3.1.1 数字诊断功能的用途  34-35
    3.1.2 监控参数分析  35-36
    3.1.3 模块监控协议  36-40
  3.2 数字诊断子系统的硬件设计  40-43
    3.2.1 监控电路的设计  40-42
    3.2.2 串行接口电路设计方案  42-43
  3.3 数字诊断子系统的控制软件设计  43-55
    3.3.1 下位机数字诊断的软件设计  44-49
    3.3.2 上位机数字诊断功能界面的设计  49-55
第4章 自动测试子系统的设计  55-68
  4.1 系统工作原理  55
  4.2 系统硬件组成  55-56
  4.3 系统功能描述  56-59
    4.3.1 系统控制模块  56-57
    4.3.2 信源控制模块  57-58
    4.3.3 信号分析模块  58-59
    4.3.4 串口转换模块  59
  4.4 系统流程设计  59-60
  4.5 系统模块设计  60-64
    4.5.1 仪器校准测试  60-62
    4.5.2 增益调节(ATT衰减)测试  62
    4.5.3 三阶互调测试  62-63
    4.5.4 其它部分参数测试  63-64
  4.6 具体仪表控制实现  64-68
    4.6.1 2026Q控制实现  64-66
    4.6.2 E4406A控制实现  66-68
第5章 系统的上位机软件和实测结果分析  68-75
  5.1 智能光模块的监测系统界面  68-73
    5.1.1 数字诊断功能界面  68-72
    5.1.2 自动测试功能界面  72-73
  5.2 测试实例——测试结果比较  73-75
第6章 总结  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-79
攻读硕士学位期间所发表的论文  79-80
附录1 监测系统部分源程序代码  80-85

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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