单模光纤偏振模色散测试的重要性
在各向同性的媒质内传输， 引起 的偏振不依赖于场的方向， 传播 的相位速率不依赖于偏振方向 ； 在各向异性的媒质内传输， 情况 就不是如此，例如，光波沿 ｚ 方向 传输，如其电场与 ｘ 方向平行，则 引起偏振的相速与 ｙ 方向引起偏 振的相速不同。 光纤中的“双折 射”，就是指相速依赖于电场偏振 方向的现象。由此可知，若光波在 ｚ＝０ 平面有线性偏振，沿 ｘ 和 ｙ 方 向有同等分量， 则沿ｚ方向传播 一定距离后， 因ｘ和ｙ两个分量 有相位差，光波变成椭圆偏振。单 模光纤的圆截面的各向异性越大， 两个相互垂直的偏振模的传播常 数差就越大。
Ｓ２２００Ｆ 和Ｓ２２００Ｇ 可提供Ｔｅｌｎｅｔ 、Ｗｅｂ、ＳＮＭＰ、 Ｃｏｎｓｏｌｅ 口等多种网管方式，具有形象直观、功能强大 的Ｅ ａ ｓ ｙ － ｄ ｏ 图形界面网管系统，支持集群网管，支持 ＳＮＭＰ 和ＨＴＴＰ ，可灵活方便地实现带内和带外网络管 理功能；支持Ｒ Ｍ Ｏ Ｎ 远程网络监控，管理应用程序可 在任一时间段内提取各种统计、分析数据，可提供多 种方式下的快速软件升级，可实现远程批量配置、远 程线路故障诊断定位、链路定时开启和关闭、流量分 析、本端口环回故障检测等功能。
限制光纤通信高比特率长距离传输 的因素有两个：一是光纤的衰减，另一个 是光纤的色散。 单模光纤的色散又可分
为两种：一是光纤的群速度色散（ＧＶＤ）， 另一种是光纤的偏振模色散。 为降低单 模光纤群光波传输速率的影响， 一般可 采用三种措施 ：①利用谱线宽度很窄的 ＤＦＢ 激光器；②使系统工作在单模光纤 群光波传输速率色散为零的波长附近 ； ③应用色散补偿的办法来抵消单模光纤 群光波传输速率色散的影响。 当采用上 述三种方法使光纤通信系统中的单模光 纤群光波传输速率色散变得很小或趋于 零时，单模光纤偏振模色散的影响就突 出了，成为限制高比特率系统长距离传 输的主要因素。
偏振模色散具有随机性， 这 与具有确定性的波长色散不同， 其值与光纤制作工艺、材料、传输 线路长度和应用环境等因素密切
相关。 由于受工艺水平的制约， 传
输链路上使用的每一段光纤在结 构上都存在差异， 即使同一段光 纤，也存在纵向不均匀性，因而偏 振模色散的值也会因光纤本身的 差异性而不同。 从工程安装和链 路环境看， 影响因素还具有不确 定性，比如环境温度，有些地方夏 冬温差为 ６０℃，昼夜温差为 ２０℃。 偏振模色散的大小， 是由这些因 素的综合影响决定的， 也具有不 确定性，是一个随机变量。通常所 说的偏振模色散是多少， 指的是 （统计）平均值。在光纤链路上，两 个正交的偏振模产生的时延差遵 守一定的概率密度分布原则。
当光波传输速率较低和距离 相对较短时， 偏振模色散对单模 光纤系统的影响微不足道。 但随 着对带宽需求的增长， 特别是在 １０ Ｇｂｉｔ／ｓ 及更高速率的系统中， 偏振模色散开始成为限制系统性 能的因素， 因为它会引起过大的 脉冲展宽或造成过低的信噪比 （ＳＮＲ）。
68 ＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ／ 2 0 0 6·1 0
单模光纤偏振模色散
测试的重要性
桑立宏 信息产业部电信研究院 北京 １０００８８
近几年来， 在我们对全国多个生产 企业的光纤光缆产品的进网或认证检测 中发现，绝大多数企业都没有偏振模色 散测试仪。而几何参数测试仪、传输特性 测试仪、ＯＴＤＲ 等设备倒是 ７０％ 的企业 都有，即使是占地面积比较大的机械物 理性能测试仪也随处可见。 偏振模色散 测试仪体积并不大、 价格也不是很昂贵， 可为什么这么多企业都没有配置呢？或 者说根本不去考虑要测试此项指标呢？ 为此，笔者曾询问过一些企业，他们的回 答令人吃惊：“这项指标不重要， 最初单 模光纤的标准中是没有这项指标的， 它 对光缆产品的质量不会有影响”。 那么， 这项指标到底是否会影响通信质量呢？ 下面，让我们从偏振模色散的原理、偏振 模色散在实际通信中对通信质量的影响 以及 ＩＴＵ－Ｔ 标准中的规定等几个方面阐 述一下。
www.ｔｔｍ ． 69
偏振模色散和色度色散对系 统性能具有相同的影响， 即引起 脉冲展宽，从而限制传输速率。然 而，偏振模色散比色度色散小几 个数量级， 而且它仅在数字系统 和具有高放大调频模拟系统中采 用一定的色散补偿时才成为重要 的考虑因素。 这一限制受传输方 式、环境和安装条件的影响。
与具有确定性的色度色散不 同，任意一段光纤的偏振模色散 是一个服从 Ｍａｘｗｌｌｉａｎ 分布的随 机变量。其瞬时偏振模色散值随 波长、时间、温度、移动和安装条 件的变化而变化；此外，长距离光 纤的偏振模色散 （ 真实情况） 具有 随长度平方根而变化的特性。
根据合同，上海贝尔阿尔卡特将为天津网通部署下 一代网络解决方案，包括ＨＳＳ 、５０２０ 软交换、７５１０ 媒 体网关以及多业务接入网关。此外，上海贝尔阿尔卡特 还将为其部署多业务边缘路由器—— ７７５０业务路由器， 以建造一个利用率高、功能多样的业务传输架构。
烽火网络新推出两款全光口二层交换机
近日，烽火网络最新自主研发的全光口二层交换机 Ｆ－ｅｎｇｉｎｅ Ｓ２２００Ｆ 系列和Ｆ－ｅｎｇｉｎｅ Ｓ２２００Ｇ 系列已正 式推向市场。这是烽火网络在完善以太网交换机产品 线策略的重要一步。至此，烽火网络二层交换机产品 线已经形成Ｓ２０００Ｖ 、Ｓ２０００Ｍ 、Ｓ２２００Ａ 、Ｓ２２００Ｆ 、 Ｓ２２００Ｇ 、Ｓ２２５０ 六大产品系列。
偏振与双折射是单模光纤特有的问 题。单模光纤实际上传输的是两个正交 的基模，它们的电场各沿 ｘ 和 ｙ 两个方向 偏振。理想光纤的几何尺寸是均匀的且 没有应力， 因而光波在这两个相互垂直 偏振态方向以完全相同的速率传播， 在 光纤的另一端没有任何延迟， 如图 １ 所 示。但实际光纤总存在某种程度的不完 善，如光纤纤芯的椭圆变形、光纤内部的
这样就能更好地模拟光缆实际应 用的环境， 得到更加准确有效的 数据，最大限度地降低这种误判 风险。
因此，希望各个光缆或光纤 生产企业通过本文的阐述与分析， 能够重新认识偏振模色散这项指 标，切实了解此项指标的重要性， 给此项指标以足够的重视。 各大 运营商在选型测试中， 也应充分 考虑此项指标的重要性， 并将此 项指标作为考核的指标之一。 这 样，我们才能保证敷设的光缆能 够满足通信的实际需要。
单模光纤在生产、 安装和使 用等过程中， 由于温度或机械因 素引起各种相移， 因此两个相互 垂直的偏振模的相对时延随时间 发生变化；由于光纤熔接没有对 准或光纤存在弯曲或微弯， 因此 总的输出光功率将有所起伏。 这 些都有可能引起噪声。 光纤传输 系统中使用的分光器在设计时应 该对偏振不敏感。 虽然由于光纤 中基模传播路径近似于光纤的轴 线而使光纤绕圈引起的弯曲损耗 以及由熔接或定向耦合器不正常 引起的损耗都不完全对偏振敏感， 但单模光纤在使用时应注意避免 各种可能的噪声源。
烽火网络此次推出的Ｆ－ｅｎｇｉｎｅ Ｓ２２００Ｆ 交换机为多 端口的１００／１０００ Ｍｂｉｔ／ｓ 网管型以太网交换机。该系列 交换机包括１００ Ｍｂｉｔ／ｓ 的ＳＦＰ 以太网光口和２ 个模块插 槽，插槽可以插入１０／１００／１０００ Ｍｂｉｔ／ｓ 自适应电接口卡 或１００／１０００ Ｍｂｉｔ／ｓ 自适应ＳＦＰ光接口卡，并提供带外 网管口。Ｆ－ｅｎｇｉｎｅ Ｓ２２００Ｇ 为１ Ｇｂｉｔ／ｓ 二层以太网交换 机，可提供固定 １ Ｇ ｂ ｉ ｔ ／ ｓ 的Ｓ Ｆ Ｐ 以太网光口和 ４ 个 １０／１００／１０００ Ｍｂｉｔ／ｓ 自适应电接口卡或１００／１０００ Ｍｂｉｔ／ｓ 自适应ＳＦＰ 可选接口、１ 个Ｃｏｎｓｏｌｅ 口和１个带外网管接 口。这些产品支持全线速转发，除具有 ＶＬＡＮ 划分、端 口聚合（Ｔ ｒ ｕ ｎ ｋ ）、端口地址绑定、组播（ Ｉ Ｇ Ｍ Ｐ Ｓｎｏｏｐｉｎｇ ）和硬件实现ＱｏＳ 等基本功能外，还支持端 口速率控制、优先级队列管理和端口接入主机数量限 制等增强功能；采用独有的ＥＳＲ 以太网环技术，可为业 务提供５０ ｍｓ 保护倒换；具有高数量组播地址，可以有 效支持ＩＰＴＶ 等流媒体业务；ＣＰＵ 防ＤＯＳ 攻击技术和支 持５００ 条的ＡＣＬ （Ｓ２２００Ｇ 系列产品），为设备安全提 供良好保障。www.ｔｔ Nhomakorabea ． 67
运营支撑
残余应力等， 从而使得两个模式 之间的兼并被破坏， 两个模式的 相位常数不相等，如图 ２ 所示。这 种现象称为模式双折射。 双折射 的存在将引起一系列复杂的效应， 例如，两模式的群速率不同，两个 相互垂直的偏振模以不同的速率 传播，使得到达光纤另一端的时 间也不同。 光波的基模含有两个 相互垂直的偏振态， 在实际的光 纤中，这两个相互垂直的偏振模 在单位长度中的时间差就是偏振 模色散，简称 Ｐ Ｍ Ｄ ，其单位为 ｐｓ／ √ ｋｍ。由于双折射偏振态沿光 纤轴向变化， 外界条件的变化将 引起光纤输出偏振态的不稳定， 因此对某些场合应用影响严重。
如对本文内容有任何观点或评论，请发Ｅ－ｍａｉｌ至 ｅｄｉｔｏｒ＠ｔｔｍ．ｃｏｍ．ｃｎ。
天津网通选择上海贝尔阿尔卡特解决方案 进行下一代 ＩＰ 网络转型
中国网通（ 集团） 有限公司天津市分公司选择上海贝 尔阿尔卡特解决方案来实施其现有网络的转型，以便 提供基于Ｉ Ｐ 的下一代网络（ＮＧＮ ）业务。在完成这一 新的以业务为导向的下一代网络转型之后，天津网通 的个人和企业用户将可以享受到从基本多媒体服务到 ＩＰ Ｃｅｎｔｒｅｘ 、预付费、彩铃、一号通等更多的先进服务。 此外，上海贝尔阿尔卡特的解决方案支持固定移动网 络的融合，能够在同一个平台上支持固定网络以及 ３ Ｇ 移动服务。
偏振模色散指标的好坏， 直 接关系到通信质量， 是评价光缆 质量好坏的一项很重要的指标。 无论是以往的进网认证， 还是现 在的泰尔认证， 此项指标都被定 为 Ｂ 类检验项目（有任意一项 Ｂ 类 不合格项， 则整缆就被判定为不 合格）。同时，由于通信链路本身 要求偏振模色散产生的时延差平 均值必须小于系统 １ ｂｉｔ 周期的 １／ １０ ，这样才能保证信号功率损失 在 １ ｄＢ 以下，考虑到所测得的数 据的正确性与准确性 （ 与光缆长短 有关） ，因此我们在测量此项指标 时，要求厂商提供尽可能长的光 缆或光纤，通常要求 １．１ ｋｍ 以上。
光纤中的色散和偏振模色散
频率的函数。一般地，输出偏振态会随频率发生
变化。我们所感兴趣的是一系列特殊的输入偏振 状态，在这些偏振状态下输出偏振状态不随频率 （对频率的一阶微分）的变化而变化。数学上， 可以写成
v i v
（7.5-21）
式中 是常数。物理上， 是由于传输导致的群时
延。根据这个公式，频率的变化仅仅导致相位因
各个分量的定义（第1章），利用泡利自旋矩阵和
琼斯矢量，他们可以方便地写成
s1 s 1 s , s2 s 2 s , s3 s 3 s
（7.5-3）
或者用符号表示
s s s
（7.5-4）
这两个方程是琼斯矢量和斯托克斯矢量之间的关 系式。
PSP(偏振主态)
至此，我们在琼斯空间和斯托克斯空间均描述
7.3 光纤中的偏振效应
前面已经阐述了色散可以导致光脉冲的展宽，这 一节中，我们可以看到光纤中的偏振效应也会导 致光脉冲的展宽。在第3章中，已经讨论了圆形介
质光纤中的传播模，具体地说，讨论了圆形介质
单模光纤中的线性偏振模。尽管被称为“单模”，
这些光纤实际上支持两种偏振状态不同的（ LP01 x
和LP01 y）传播模式，由于圆对称性，这些传播模式
这些矩阵元可以通过计算各个矩阵的乘积获得。
这些矩阵元（ a和 b）取决于光的频率和光纤中的
双折射分布。式（7.4-2）中的琼斯矩阵 U 是归一
的，因此
a b 1
2 2
(7.4-2)
7.5 偏振模色散的矢量分析
在这一节我们使用琼斯矢量表示法和斯托克斯 矢量表示法描述偏振模色散（PDM）。泡利自旋矩 阵提供了这两种表示方法之间便利的联系。斯托
（LP01 x和LP01 y）是简并的。换句话说，在任意给定的
偏振模色散原理和测试方法分析
偏振模色散的原理和测试方法分析摘要：偏振模色散将引起高速光脉冲畸变，制约传输距离，是40Gb/s高速光纤通信的主要技术难点之一。
本文研究了偏振模色散的产生原理、对传输光脉冲的影响等问题；分析了偏振模色散的三种主要测试方法的测量配置和各自优缺点；讨论了每种方法的最佳应用场合。
一、 引言光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和通信距离。
在光纤的损耗已大为降低的今天，色散对高速光纤通信的影响就显得更为突出。
40Gb/s系统和10Gb/s系统相比，在光纤传输上的色散效应对系统性能的影响有新的差异。
特别是偏振模色散（Polarization Mode Dispersion,简称PMD）的影响难以克服。
所以，在40Gb/s系统技术中，必须考虑和研究光纤的色散，PMD和非线性的影响等。
同时，由于偏振模色散的测试是比较复杂的问题，如何根据其特点，比较迅速和准确地测出偏振模色散值，从而进行色散补偿，将是本文讨论的重点。
本文作者主要从事高速光传输收发模块的研究开发，于2002年11月参加了在上海举行的Tektronix 2002亚太区大型巡回讲座和研讨会，针对偏振模色散的最新测试技术这一问题，作者与Tektronix公司的偏振模色散测试技术人员、工程师作了沟通和交流，并在本文中作了比较详细的分析和探讨。
二、 色散的原理和分类色散是光纤的一个重要参数。
降低光纤的色散，对增加通信容量，延长通信距离，发展高速40Gb/s光纤通信和其它新型光纤通信技术都是至关重要的。
光纤的色散主要由两方面引起：一是光源发出的并不是单色光；二是调制信号有一定的带宽。
实际光源发出的光不是单色的，而是有一定的波长范围。
这个范围就是光源的线宽。
在对光源进行调制时，可以认为信号是按照同样的方式对光源谱线中的每一分量进行调制的。
一般调制带宽比光源窄得多，因而可以认为光源的线宽就是已调信号带宽，但对高速和线宽极窄的光源，情况不一样。
单模光纤的色度色散
西安科技大学自动化091李斯远题目：单模光纤的色度色散一、前言一、课题的目的及意义在我国，随着经济的迅速发展，电信市场也得到了飞速的发展，住宅用户和商业用户数量都大幅增长，网络业务量也呈指数般上升。
巨大的用户群带来海量的通信流量，而如此大的流量需求，对现有光网络系统能力提出了严峻挑战，也推动了光网络建设，光纤通信系统向大容量、高速率、长距离方向发展，使得原本对低速系统而言可以忽略不计的非线性效应和偏振模色散（PMD）等光纤性能缺陷成为限制系统容量升级和传输距离的主要因素。
从技术角度上看，限制高速率长距离信号传输的因素主要是光纤衰减、非线性和色散。
光放大器的研究成功，使光纤衰减对系统的传输距离不再起主要限制作用。
而非线性效应和色散对系统传输的影响随着非色散零位位移光的引入也逐渐减少和消除。
随着单信道传输速率的提高和模拟信号传输带宽的增加，PMD效应对于系统性能的影响已经不可忽略且日益严重，它和色度色散对系统性能的影响相同：即引起脉冲展宽，从而限制传输速率，影响传输距离。
正是由于PMD对高速率大容量光纤通信系统有着不可忽略的影响，所以自20世纪90年代以来，已引起业界的关注，偏振模色散及其补偿技术已成为目前国际光纤通信领域中研究的热点。
二、国际国内的研究状况偏振模色散是由光纤不圆度、光纤内部残留应力、环境温度变化等因素引起相互正交的两个偏振基模因传输速度不同而导致的脉冲展宽。
在2,5Gb/S以下的光纤通信系统中几乎感觉不到偏振膜色散的存在。
到了20世纪90年代早期10Gbps系统出现，PMD的作用开始显现，而对于紧随其后的40Gbps系统，PMD就成为导致信号分裂畸变的重要因素，从而制约了光网络的进一步发展。
从那时起，人们真正开始了对PMD进行系统深入的研究。
从80年代中期到90年代初期建立期初步的PMD统计模型开始，到2002年期间，逐渐发展和完善了一阶和高阶PMD的统计理论，也有了多种适应不同环境和测量要求的测量方法，测量仪器精度已达飞秒量级。
偏振模色散的原理和测试方法分析
偏振模色散的原理和测试方法分析摘要：偏振模色散将引起高速光脉冲畸变，制约传输距离，是40Gb/s高速光纤通信的主要技术难点之一。
本文研究了偏振模色散的产生原理、对传输光脉冲的影响等问题；分析了偏振模色散的三种主要测试方法的测量配置和各自优缺点；讨论了每种方法的最佳应用场合。
一、引言光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和通信距离。
在光纤的损耗已大为降低的今天，色散对高速光纤通信的影响就显得更为突出。
40Gb/s系统和10Gb/s系统相比，在光纤传输上的色散效应对系统性能的影响有新的差异。
特别是偏振模色散（Polarization Mode Dispersion,简称PMD）的影响难以克服。
所以，在40Gb/s系统技术中，必须考虑和研究光纤的色散，PMD和非线性的影响等。
同时，由于偏振模色散的测试是比较复杂的问题，如何根据其特点，比较迅速和准确地测出偏振模色散值，从而进行色散补偿，将是本文讨论的重点。
本文作者主要从事高速光传输收发模块的研究开发，于2002年11月参加了在上海举行的Tektronix 2002亚太区大型巡回讲座和研讨会，针对偏振模色散的最新测试技术这一问题，作者与Tektronix公司的偏振模色散测试技术人员、工程师作了沟通和交流，并在本文中作了比较详细的分析和探讨。
二、色散的原理和分类色散是光纤的一个重要参数。
降低光纤的色散，对增加通信容量，延长通信距离，发展高速40Gb/s光纤通信和其它新型光纤通信技术都是至关重要的。
光纤的色散主要由两方面引起：一是光源发出的并不是单色光；二是调制信号有一定的带宽。
实际光源发出的光不是单色的，而是有一定的波长范围。
这个范围就是光源的线宽。
在对光源进行调制时，可以认为信号是按照同样的方式对光源谱线中的每一分量进行调制的。
一般调制带宽比光源窄得多，因而可以认为光源的线宽就是已调信号带宽，但对高速和线宽极窄的光源，情况不一样。
光纤的PMD参数及测试
光纤的PMD参数及测试摘要: 随着10Gb/s SDH传输系统的大规模使用,对光缆的指标提出了更高的要求,尤其是光缆的PMD指标。
本文介绍了光纤的PMD参数及其测试。
关键词: PMD 干涉法传输受限距离衰耗色散为了满足高速发展的数据业务等,光传输系统的传送速率越来越高。
光缆线路中的色散指标,特别是偏振模色散(PMD)指标就成为制约传输距离的主要因素之一。
本文将介绍PMD的相关知识。
一、PMD的概念：偏振模色散指光纤中偏振色散,简称PMD(Polarization Mode Dispersion),起因于实际的光纤中基模含有两个相互垂直的偏振模,沿光纤传播过程中,由于光纤难免受到外部的作用,如温度和压力等因素变化或扰动,使得两模式发生耦合,并且它们的传播速度也不尽相同,从而导致光脉冲展宽,展宽量也不确定,便相当于随机的色散,引起信号失真。
随着传输速率的提高,该色散对通信系统的影响愈来愈明,而且越来越不可低估。
PMD单位为ps／Km。
两个正交的主偏振态之间群时延的时间差DGD的单位为ps,Km为中继段的长度。
PMD的典型值为0.3～0.5ps/km1/2影响PMD的主要因素有两个1、双折射由于光纤在制造过程中存在着芯不圆度、应力分布不均匀、承受侧压、光纤的弯曲和钮转、光纤中的搀杂物浓度不对称等,这些因素将造成光纤的双折射。
光在单模光纤中传输,两个相互正交的线性偏振模式之间会形成传输群速度差,产生偏振模色散。
双折射差异越大,PMD值也将越大,它随光纤的长度变化。
2、模式耦合同时,由于光纤中的两个主偏振模之间要发生能量交换,即产生模式耦合。
模间耦合越紧密,PMD值越小。
在光纤较长时,由于偏振模式耦合对温度、环境条件、光源波长的轻微波动、施工中光纤的接续等都很敏感,故模式耦合具有一定随机性,这决定了PMD是个统计量。
但PMD的统计测量的分布表明,其均值与光纤的双折射有关,降低光纤的PMD极其对环境的敏感性,关键在于降低光纤的双折射。
光纤通信中的偏振模色散及其补偿的研究
光纡通信中的偏振模色散及其补偿的研究
ＯＴＤＭ涉及到光脉冲压缩和光时钟提取等复杂的技术，尤其是偏振模色散问题 始终困扰着ＯＴＤＭ以及对脉冲宽度有更高要求的光孤子通信这一研究领域及其 商业前景。 为使ＰＭＤ的功率代价小于ｌｄＢ，各标准化组织提出光路的ＰＭＤ弓Ｉ起的脉冲展 宽不能超过１／１０比特周期。Ｉ／ＩＯＬ：Ｌ特周期可转换为最大脉冲展宽为４０ｐｓ来支持 ２．５Ｇｂｉｔ／ｓ信道速率或转换成最大脉冲展宽为１０ｐｓ来支持１０Ｇｂｉｔ／ｓ信道速率。对 ４００ｋｍ长的光纤线路，１０ｐｓ置换成偏振模色散系数为： １０／４４００
ｔｈｅｎ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ
ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｃｅｉｖｅｒ’Ｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ＰＭＤ
ＲＦ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｔ ｔｈｅ ｒｅｃｅｉｖｅｒ．
ａｎｄ
ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ
ＰＭＤ ｏｎ
Ｔｈｅ
ｆｏｃｕｓ ｔｏｐｉｃ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ ｉｓ ｔｈｅ ＰＭＤ
ｔｏｎｅｓ
ｆｅｅｄｂａｋｅ
ａｓ
ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｓｍ
ａ
ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
ｏｒ
ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ
ｔｈｅ ＰＭＤ ｓｕｃｈ
ＤＯＰ，ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｉｎ
ｎａｎ＇ｏｗ・ｂａｎｄ
ｏｆ ｔｈｅ
ｒａｄｉｏ・矗ｅｑｕｅｎｃｙ（ＲＦ），ｔｈｅ
ｇｉｖｅ
ａ
ｅｙｅ－ｏｐｅｎｉｎｇ
ａｎｄ ＢＥＲ．Ｔｈｅｎ
光纤中偏振模的研究起源于对相干光通信中信号光的偏振态的研究。根据有 关资料记载，偏振模色散这一概念最早出现于１９７８年。１９８３年，Ｓｕｚｕｋｉ等人开始 将ＰＭＤ作为对长途光纤通信系统带宽的限制的因素进行研究。此时，光纤通信 系统中采用光电中继器对信号进行再生，中继距离短，传输速率低，ＰＭＤ还没 有引起人们的重视。掺饵光纤放大器（ＥＤＦＡ）的出现，极大地延伸了光纤通信的 中继距离：同时，色散补偿光纤（ＤＣＦ）和光纤光栅成功运用，使系统的色散等问 题得到很好的克服。于是系统传输速率迅速提高、传输容量进一步增大ｕ¨。当 系统的传输速率达到１０Ｇｂｉｔ，ｓ或更高时，ＰＭＤ成为系统性能和最高比特率的限制 因素，对ＰＭＤ研究也随之逐渐深入。 早期的研究工作主要针对于ＰＭＤ的理论及其统计特性方面，其有代表性的 是Ｃ．Ｄ。Ｐｏｏｌｅ等人使用“主态’＇（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｓｔａｔｅｓ）的概念描述了一阶ＰＭＤ这一现象， 为ＰＭＤ进一步的研究工作提供了方便的工具。随后又得出了光纤中偏振态演变 的动态方程，并建立了单模光纤ＰＭＤ统计特性的理论。同时，ＰＭＤ测量方法的 研究及其标准化的工作也取得进展ｎ２¨１３１。国际电信联盟（ⅡＵ）第十五组（传输系
单模光纤偏振模色散测试的重要性
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Ｓ２２００Ｆ 和Ｓ２２００Ｇ 可提供Ｔｅｌｎｅｔ 、Ｗｅｂ、ＳＮＭＰ、 Ｃｏｎｓｏｌｅ 口等多种网管方式，具有形象直观、功能强大 的Ｅ ａ ｓ ｙ － ｄ ｏ 图形界面网管系统，支持集群网管，支持 ＳＮＭＰ 和ＨＴＴＰ ，可灵活方便地实现带内和带外网络管 理功能；支持Ｒ Ｍ Ｏ Ｎ 远程网络监控，管理应用程序可 在任一时间段内提取各种统计、分析数据，可提供多 种方式下的快速软件升级，可实现远程批量配置、远 程线路故障诊断定位、链路定时开启和关闭、流量分 析、本端口环回故障检测等功能。
偏振模色散具有随机性， 这 与具有确定性的波长色散不同， 其值与光纤制作工艺、材料、传输 线路长度和应用环境等因素密切
相关。 由于受工艺水平的制约， 传
输链路上使用的每一段光纤在结 构上都存在差异， 即使同一段光 纤，也存在纵向不均匀性，因而偏 振模色散的值也会因光纤本身的 差异性而不同。 从工程安装和链 路环境看， 影响因素还具有不确 定性，比如环境温度，有些地方夏 冬温差为 ６０℃，昼夜温差为 ２０℃。 偏振模色散的大小， 是由这些因 素的综合影响决定的， 也具有不 确定性，是一个随机变量。通常所 说的偏振模色散是多少， 指的是 （统计）平均值。在光纤链路上，两 个正交的偏振模产生的时延差遵 守一定的概率密度分布原则。
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运营支撑
残余应力等， 从而使得两个模式 之间的兼并被破坏， 两个模式的 相位常数不相等，如图 ２ 所示。这 种现象称为模式双折射。 双折射 的存在将引起一系列复杂的效应， 例如，两模式的群速率不同，两个 相互垂直的偏振模以不同的速率 传播，使得到达光纤另一端的时 间也不同。 光波的基模含有两个 相互垂直的偏振态， 在实际的光 纤中，这两个相互垂直的偏振模 在单位长度中的时间差就是偏振 模色散，简称 Ｐ Ｍ Ｄ ，其单位为 ｐｓ／ √ ｋｍ。由于双折射偏振态沿光 纤轴向变化， 外界条件的变化将 引起光纤输出偏振态的不稳定， 因此对某些场合应用影响严重。
单模光纤与多模光纤的色散
一、概述色散是光纤的传输特性之一。
由于不同波长光脉冲在光纤中具有不同的传播速度，因此，色散反应了光脉冲沿光纤传播时的展宽。
光纤的色散现象对光纤通信极为不利。
光纤数字通信传输的是一系列脉冲码，光纤在传输中的脉冲展宽，导致了脉冲与脉冲相重叠现象，即产生了码间干扰，从而形成传输码的失误，造成差错。
为避免误码出现，就要拉长脉冲间距，导致传输速率降低，从而减少了通信容量。
另一方面，光纤脉冲的展宽程度随着传输距离的增长而越来越严重。
因此，为了避免误码，光纤的传输距离也要缩短。
光纤的色散可分为：1．模式色散又称模间色散光纤的模式色散只存在于多模光纤中。
每一种模式到达光纤终端的时间先后不同，造成了脉冲的展宽，从而出现色散现象。
2．材料色散含有不同波长的光脉冲通过光纤传输时，不同波长的电磁波会导致玻璃折射率不相同，传输速度不同就会引起脉冲展宽，导致色散。
3．波导色散又称结构色散它是由光纤的几何结构决定的色散，其中光纤的横截面积尺寸起主要作用。
光在光纤中通过芯与包层界面时，受全反射作用，被限制在纤芯中传播。
但是，如果横向尺寸沿光纤轴发生波动，除导致模式间的模式变换外，还有可能引起一少部分高频率的光线进入包层，在包层中传输，而包层的折射率低、传播速度大，这就会引起光脉冲展宽，从而导致色散。
4、偏振模色散（PMD）又称光的双折射单模光纤只能传输一种基模的光。
基模实际上是由两个偏振方向相互正交的模场HE11x和HE11y所组成。
若单模光纤存在着不圆度、微弯力、应力等，HE11x和HE11y存在相位差，则合成光场是一个方向和瞬时幅度随时间变化的非线性偏振，就会产生双折射现象，即x和y方向的折射率不同。
因传播速度不等，模场的偏振方向将沿光纤的传播方向随机变化，从而会在光纤的输出端产生偏振色散。
PCVD工艺生产出的单模光纤具有极低的偏振模色散（PMD）。
二、色散（带宽）的描述模内色散系数的定义是：单位光源光谱宽度、单位光纤长度所对应的光脉冲的展宽（延时差）[ps/（nm·km）]。
光纤光缆的偏振模色散系数研究
的卷 ． 测量时光纤卷被平放；３ 裸光纤：１０ １ ． ０ １光纤松绕 １
成直径 为 ２ ０ ８ ｍｍ 卷 浸 八 浓 硫 酸 完 垒 去 除 光 纤 涂 覆 层 ） 下 的 Ｇ．５ 光纤 和 色散 补 偿 光 纤 的 偏 振 模 色 散 系 数 。 ６５ 表 ｌ 列 了存 三种 状 态 下 测 得 的 两种 光 纤 偏 振 模 光 纤 系数
用 系统具 有 十 分 重 要 的意 义
户对通 信业 务 日益依赖， 运营商不断地 对其 网络进行提 速和扩 容。 提 速”使人与人的通信不 受时 间、地域上 的限制 ；“ 扩容 ”则使通信网络的带宽应满足人们进行 通信所需 要的 巨大业务量。 为此 ， 从事信息产业的科研 人 员持续 地进行 着提高系统速 率和扩大 系统容量 的研
散 管 理 技 术 又 解 决 了链路 色散 问题 。 由于偏 振 模 色散 是
通常， 人们对光纤 、 光缆偏振模研 究是指 强偏振模耦合 情况的偏振模色散系数… 。
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光纤折射率分布非理想圆称形 引起 的两个相互正交的偏 振 光传输速度的彼此离散 。 它与光纤制造工艺和所受９ １ 、 胡先志 ：高级工程 师 ．长期 从事光纤通信技 术工作 。
基准试验方法是斯托斯参数测定法 替代试验法是干涉
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维普资讯
工
法和偏振态法。 有关三种测量方法的原理 ， 请读者参阅 参考文献… 本研 究采用干涉法的理 由为其测量速度快 ， 。 设备体积小 ，适用于现场使用等 。试验选用的测量系
统 是 Ｓ ｎｅ ６ ０ Ｂ。 ａ ｔｃ ０ ０
２ ０ 年世界 光通信 会议 报道的法 国阿尔卡特 公司实现 ０１ １ ．４ ｂｔｓ ０２ Ｔ ｉ 系统（５ ４ Ｇ￣ｔｓ和 日本ＮＥ 公司实现 ／ ２６× ０ ／ｊ Ｃ
色散是光纤传输的一个重要参数
色散是光纤传输的一个重要参数，对通信容量、通信距离有至关重要的影响。
光纤的色散可以分为下列三类：模间色散、色度色散、偏振模色散。
CD的测试方法：目前单模光纤的CD(色度色散)的测试方法有OTDR法，脉冲时延法和相移法。
其中OTDR法是在工程中得到较多应用的一种方法，其原理是OTDR发出三种以上的测试波长，通过后向散射曲线来判断不同波长的光脉冲在到达中继段的时延差得到光纤的色散值。
这种方法同OTDR测试一样是单端测试，便于操作。
而且结合大动态范围的OTDR模块，可保证测试中继段光缆的距离超过120km以上。
安捷伦N3900A采用四波长（分别是1310/1480/1550/1625nm）的OTDR模块（N3916AL）进行色散测试，图4是仪表的测试结果界面，测试结果包括光纤类型，光纤的零色散点波长，光纤的色散值（ps/km）,光纤的色散系数（ps/nm*km）。
采用OTDR法测CD的好处除了操作简单，单端测试外，其最大好处是一表多用，还可作为四个波长的OTDR测试光纤的衰减，常规的1310/1550nm测试常用的通信波长在光纤上的衰减，1625nm测试DWDM的监控波长在光纤上的衰减，1480nm测试全波光纤在水吸收峰上的衰减。
PMD的测试方法从测试原理来看，有代表性的PMD测试方有琼斯矩阵法，干涉法和波长扫描法。
1） Jones Matrix Eigenanalysis (JME)琼斯矩阵法JME法是光器件PMD测试的首选方法，其测量技术是基于Jones偏振状态转移矩阵的特性而实现的。
Jones矩阵描述了被测设备的偏振状态转移特性，它完整地包含了PMD，DGD和PSP(基准偏振态) 的信息。
当采用JME测量PMD时，通过发送端的可调协激光源(TLS)设定一定数量的波长，然后测得每个波长的Jones矩阵，并利用这些矩阵精确计算出PSP和DGD。
是在某个波长范围内特定时间t0的算术平均DGD。
λ该测试方法可测得不同波长上的DGD 以及平均DGD，可适合于不同的测试应用场合，即可测试较小的DGD，也可测试较大的DGD，即能测试一般宽带设备（如光纤）的DGD，也可用来测量窄带设备的DGD，如DWDM网络中的分波器(DEMUX)。