光纤偏模色散常用测试方法地研究.pdfVIP

一广M≥名P，7 光纤偏振模色散常用测试方法的研究+ 薛梦驰 (邮电部第五研究所成都，610062) 【摘要】偏振模色散(PMD)在近年来成为光纤光缆的一十重要特性参数。本文着眼于PMD 测试的原理和方法，首先指出注重PMD的统计特性是进行PMD测试的一个重暮原则，继而按频 域和时域对测试PMD的方法进行分类，并分析了目前常用的几种PMD测试方法，例如JME、 最后对这些测试方法进行了有益的比较。 关键词：光纤偏振模色散测试顿域时域 1引言 偏振模色散是单模光纤中两个垂直的偏振模之间的差分群时延(DGD)。在极端情形下， PMD可能在数字通信系统中使脉冲展宽，产生误码．限制系统的传输带宽；在模拟通信系统中 产生高阶畸变效应和偏振依赖损失，导致非线性效应。近年来，随着波长色散补偿技术的J“泛 应用．进一步使PMD对高速通信系统的恶化影响变得更为突出。正是由于这些实际州题的出 现，目前工业界迫切需要有标准的偏振模色散的测量方法和相应的技术规范。早在80年代中 期，国外已开始对PMD进行理论上的实验上的研究13，研究的焦点集中在PMD对长距离极 5 高比特率系统的恶化，以及各种测量方法的比较和标准化研究上。国际电信联盟(ITU)第1 研究组已于1989年开始着手研究光纤偏振模色散的测试方法及其规范值，1996年初步提出 了622Mbit／s、2．5Gbit／s与10 Gblt／s的相应光缆中继段L的光纤偏振模色散的规范值草 案。国际电工委员会(1EC)经过四年多的讨论，也终于认可丁四种偏振模色散的测量方法。” 本文将论述偏振模色散测量的原则，全面介绍目前常用的偏振模色散测量方法，以及它们 各自的优缺点和适用范围，研究了PMD测试的准确率问题，并对各种测试方法进行有意义的 比较。 2偏振模色散的统计特性 一根任意光纤的偏振模群时延差可用△r来表示．而其f均值△r就代表着偏振模包 3 散PMD，△r满足如下的重要关系：1 Ar；一生D(擎一l—e。p[二警])… C1) “ ” √2 式中D为光纤中单位长度的偏振模群时延差，L为光纤长度．h为平均偏振模耦合长度。对于 ，国际电信联盟(ITU)对口研究项目和邮电部重点资助课题 标准偏差d一0。 而对于长光纤(Lh)，即强模耦合情况，得到血≈D瓶五。这时随机模式耦台增 多．由于模式耦合对温度、环境条件、光源波长的轻微波动等都很敏感，它会随时间而发生变 化，从而使偏振模色散变成一个统计量。图1给出了一个偏振模色散统计分布的例子。“3 正是由于PMD是一个统计量，并且 涉及高频，试图实肘测量PMD的瞬时值 是不可能的。所能测量的是PMD的统计 柏 分布，这种分布可能是同一单模光纤在不 同波长处的测量结果；也可能是同一单模 如 光纤在同一波长处不同时间的测量结果； 加 或者是一组相同的单棋光纤在同一波长处 测量的结果。这些统计方法将得到完全相 一享v分Bnb￡目 m 似的统计分布。所以根据PMD的上述特 性，光纤PMD的测试原则应包括： O ①必须考虑光纤PMD的统计学性 002n04006o．08o．Io0．12o，14n16 质，预计要处理统计变化的结果；②必须具 PMD(p蚋crnl，2) 备预计光纤全量程PMD的能力； 图1西康光纤的俯振模色散分布图 ③必须理解光纤PMD的性质，选择适当的光纤取样方案。 3偏振模色散测试的频域法和时域法