YDT 1588.3-2009 光缆线路性能测量方法 第3部分链路偏振模色散

ICS33.180.10M33YD中华人民共和国通信行业标准YDrr1588.3-2009光缆线路性能测量方法第3部分:链路偏振模色散MeasurementMethodsforCharacteristicsofOpticalFibreCableLinePart3:PolarizationModeDispersionforOpticalCableLink2009-06-15发布2009-09-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布yorr1588.3-2009目次……11l范围…...2规范性引用文件.........3术语和定义…........…4缩略语….................………......................................................……·…........………………'35测量方法与概述…..6测量条件与要求…..7干涉法…………………………………………………………………………………………………………68固定分析法…..9斯托克斯参数测定法........附录A(资料性附录)偏振模色散测量方法在不同应用场合的适用性….......................….........…'14附录B(规范性附录)干涉法的数据分析与计算.......…..........................….......................……'15附录c(规范性附录)固定分析法的数据分析与计算................................…........................…'17附录D(规范性附录)斯托克斯参数测定法的数据分析与计算...................................................20附录E(资料性附录)干涉法测量偏振模色散的计算..........................…..................................23参考文献................................................................................................................………25YDrr1588.3-2009目。吕YD厅1588光缆线路性能测量方法》分为以下几个部分:一一第1部分:链路衰减:一一第2部分:光纤接头损耗;一一第3部分:链路偏振模色散:一一第4部分:链路波长色散:本部分为四厅1588的第3部分。本部分参考了IEC61280-4-4:2006光纤通信子系统测量规程第4部分:光缆生产与己安装链路偏振模色散测量》、IEC61282-9:2006光纤通信系统设计指南一第9部分:偏振模色散测量与理论指南》和πU-TG.650.2单模光纤光缆统计与非线性相关属性的定义和试验方法(2007)，并结合我国实际情况而制定。本部分的附录B、附录C、附录D为规范性附录，附录A、附录E为资料性附录。本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起草单位:武汉邮电科学研究院、北京通和实益电信科学技术研究所有限公司、江苏亨通光电股份有限公司、大唐电信科技产业集团、长飞光纤光缆有限公司、北京康宁光缆有限公司本部分主要起草人:雷非、陈永诗、宋志倍、吴重阳、薛梦驰、王翔、程淑玲、张莉II1范围光缆线路性能测量方法第3部分:链路偏振模色散YD!T1588.3-2009YD厅1588-2009的本部分规定了光缆传输链路中光纤偏振模色散的测量方法、测量系统、测量程序、计算方法和结果处理。本部分适用于二氧化硅系单模光纤光缆链路偏振模色散的测量，即由GBfT15972.10-2008中规定的B类光纤所组成的光传输链路。它们可以是已经铺设熔接互联的光缆线路，也可以是光通信收发设备之间的光通路，或者是其中的一部分。链路中可以包含其他光学元件，如光放大器、WDM器件、合波器等。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分。然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBfT15972.10-2008光纤试验方法规范第10部分:测量方法和试验程序总则CIEC60793-1-1:2002,MOD)3术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3.1平均偏振模色散差分群时延MeanPMDDifferentialGroupDelay平均偏振模色散差分群时延是在光频范围问-V2)内主偏振态差分群时延L11(v)的平均值用公式(1)表示:3.2I'L1领吟dvPMDAvC=L1t=丁V2-v1式中:←光频率;町、V2一分别为频率范围上、下限。均方根偏振模色散差分群时延r.m.s.PMDDifferentialGroupDelay(1)均方根偏振模色散差分群时延是在光频范围问-V2)内主偏振态差分群时延A饵的均方根值用公式(2)表示:YDrr1588.3-20093.3,PMDRMS=ßþ2巧=1t，2时d~1YzV2-Vl式中:1-'-光频率:竹、哈一分别为频率范围上、下限。偏振模色散系数PMDCoefficient(2)偏振模色散系数是对单位长度光传输链路的偏振模色散的度量，用PMDc表示。应区别两种情况，见公式。a)和C3b)。一一弱偏振模搞合(短光纤):PMDc=PMDAVa!L.PMDRMS/L(pslkm)一一强偏振模搞合(长光纤):PMDc=PMDAVa!.JL,PMDRMsi.JL(ps/&)式中L为光纤长度。C3a)C3b)注1:对大多数己敷设的长度大于2阳的光缆段，均会发生强偏振模模祸合。一般情况下，DGD是波长、时间的随机函数，随光纤不同而随机变化，因此，大多情况下，PMDc必须用式。b)计算。注2:对高双折射光纤或器件，几乎没有或仅有很弱的偏振模模稿合，DGD没有统计分布的特性，典型情况下是一常数，PMDc必须用式。a)计算。3.4偏振相关损耗PolarizationDependentLoss偏振相关损耗(PDL)是光器件或系统在所有偏振状态下的最大传输功率差值。它是光设备在所有偏振状态下最大传输功率和最小传输功率的比率，以dB为单位。PDL定义用公式(4)表示:庇log27(4)其中Tmax和Tmin分别表示测量器件(DUT)的最大传输功率和最小传输功率。3.5偏振度DegreeofPolarization偏振度(DOP)描述了偏振光在总光功率中所占的比重，数值定义为偏振光功率与总光功率(偏振光功率与非偏振光功率之和)之比用公式(5)所示:P偏振RDOP=一一一=一一一一一一(5)p且(~偏振+P~'F偏振)注:完全偏振光的DOP为1，完全非偏振光的DOP为0。而部分偏振光可唯一地分解为自然光(非偏振光〉和完全偏振光两部分之和，偏振度即为其中完全偏振光部分强度占总强度的比例。因此，对部分偏振光有ODOPl。2yorr1588.3-20094缩略i吾下列缩略语适用于本部分。ASEamplifiedspontaneousemission光放大白发辐射DGDdifferentialgroupdelay差分群时延UO\jdegreeofpolarization偏振度EL\fixedanalyser固定分析法Fffouriertransform傅立叶变换F巧'HMfullwidthofhalfmaximum半幅全宽:3Il、rTYgeneralinterferometryanalysis常规干涉分析nHYinterferometryanalysis干涉分析JMEjonesmatrixeigenanalysis琼斯矩阵本征分析LEDlightemittingdiode发光二极管PDLpolarizationdependentloss偏振相关损耗PMDpolarizationmodedispersion偏振模色散PSApoincarésphereanalysis邦加球分析PSPprincipalstateofpolarization主偏振态SOPstateofpolarization偏振态SPEstokesparameterevaluation斯托克斯参数测定丁E汀Ytraditionalinterferometryanalysis传统干涉分析;:;:~!!量方法概述本部分侧重于己安装的光缆传输链路偏振模色散测量，对于未成缆光纤以及出厂光缆的偏振模色散测量参见GBfT18900-2002单模光纤偏振模色散的试验方法》。实际工程传输链路可能因为传输距离较长或链路衰减太大等因素而使链路包含色散补偿器、光放大器、WDM元件以及其他光器件。对包含有光放大器的链路，由于光放大白发辐射(ASE)噪声会因测量波长信号附近的噪声影响而降低检测信号的偏振度，从而影响测量准确度，所以有必要在测量接收端增加光学滤波器或电滤波器的办法来适当缓解这一问题。只是由于光滤波器无法去除与信号谱重叠的ASE噪声，所以如果滤波器的谱宽与信号源的带宽相比不能足够小就难以提高信号的偏振度，从而限制测量能力或者因为噪声太大而使得测量结果无出正确识别。各种测量方法均无法测量PDLlOdB的链路偏振模色散，只有PDLldB的情况下才能保证PMD的测量准确度。在PDLldB时，则会对测量准确度造成影响。本部分推荐3种测量方法，每种测量方法都有相关的数据分析方式。川干涉法(INTY)一-一传统分析(T剧TY);一一常规分析(GINTY)。们固定分析法(FA)..-.→傅立叶变换分析(盯)。;:)斯托克斯参数测定法(SPE)3YD/T1588.3-2009一一琼斯矩阵本征分析(JME);一一邦加球分析(PSA)。干涉法由于具有较强的测试条件适应性而成为链路PMD的主要测量方法。其测量原理是以偏振宽带光源注入待测光传输链路，在输出端用干涉仪通过干涉图分析经过链路传输后的信号时延差的关系，从而确定PMD。此测量法分为两种测量与数据处理方法，一种采用简单的干涉仪，称为TINTY，另一种修正了TINTY中对一些测量条件的限制，称为GINTY。此方法的测试值代表了在测量波长范围内的均方根平均值。常规干涉分析法相对于传统干涉分析法主要的区别在于:一一不要求设定待测链路为理想的随机模藕合:一一不要求光源的光谱曲线为高斯分布:一一不要求假定链路PMD比光源自相关函数的宽度大。干涉法的主要优点是测试速度快，设备体积小，特别适合于现场使用。固定分析器法又称为波长扫描法，其测量原理是，当输入光偏振方向保持固定而波长变化时，输出光场PSP方向也会发生变化，通过一固定分析器(即验偏器)将偏振态随波长的变化转化为具有峰谷起伏的输出功率随波长的变化，根据输出功率谱与群时延差的关系就可确定PMDo此方法可以在测量波长范围内(典型儿百纳米)得到一个单次测量的平均值。它仅要求一个输入偏振态，并以固定分析斯托克斯矢量一个功率元素的轨迹变化关系。在以傅立叶变换处理这些数据时，其结果为虚拟半干涉法，其评估结果类似于干涉法的传统分析法。斯托克斯参数测定法可以测量窄带光谱区域的偏振模色散，它通过监测链路输出的偏振态(SOP)随波长的变化，利用琼斯矩阵本征分析。ME)或邦加球(PS)上偏振态矢量的旋转变化来计算链路的PMD。固定分析法与斯托克斯参数测定法在测试架空光缆时如果出现光缆振动，就会破坏测试数据，振动会导致DGD数据变动，而提高测试速度则可以减小这一影响。干涉法由于采用宽带光源，并用干涉法来推算时域的PMD，所以较为适用于这种测量情况。斯托克斯参数测定法在测量期间要求光源与接收机之间进行通信与协调，所以要求在测试链路的两端之间建立辅助的通信信道，此通信信道可以是此测试链路本身，也可以是其他通信通道。而固定分析法与干涉法的收发设备可以分离，由于它们在测试过程