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运用I-PMD进行无扰在线PMD丈量

宽带需求迫使服务提供商不断升级其网络,以为客户提供速度更快、质量更佳的应用和服务。光纤网络设施上过多的色散会限制这些高速传输系统的性能和运行可靠性。一项需要测试以确保这些系统达到最优性能的基本参数是偏

宽带需求迫使服务供给商不断晋级其网络,认为客户供给速度更快、质量更佳的运用和服务。光纤网络设施上过多的色闭会约束这些高速传输体系的功用和运转可靠性。一项需求测验以保证这些体系到达最优功用的根本参数是偏振模色散(PMD)。光纤链路中的PMD一直是服务供给商重视的焦点,原因在于经过它可以了解是否可以晋级传输体系以支撑更高比特率的信号。因而,要验证给定光纤链路是否可以支撑传输速率的提高,就需求丈量差分群时延(DGD)的均匀值,即咱们所说的PMD

PMD的随机性对在有限波长范围内经过一次丈量测定DGD均值的精度构成了根本约束。这些约束对数值很小的DGD均值影响尤为严峻,而这样小的DGD均值在将链路晋级为2.5、10或40Gb/s(即几个ps)时将得到更多的重视。不确定性可以经过在较长时刻内进行重复测验得以改进。因而,测验仪器须能进行长时刻的PMD监测,以完成DGD均值的时刻均匀。

JDSU公司研发了一种可在现场布置的测验仪器,其选用非搅扰的办法丈量一段光纤链路的PMD,一起,该链路可坚持正常的在线作业。该仪器剖析传输信号的偏振态,经过每个传输信号中的偏振变量的频率依赖性测定光纤链路的DGD均值。

这种测验仪器不只可用于光纤链路质量认证,还可用于扫除那些表现出过高误码率的波长通道的毛病。

传统的PMD丈量

光纤的PMD通常是经过将专用测验信号注入链路的一端,在另一端剖析所引起的以光频率为函数的偏振改变而丈量得到。然后经过对各个光频率上丈量到的瞬时DGD值进行均匀得到链路的DGD均值。最常用的现场PMD剖析仪在发射端运用一个宽谱光源,并在接纳端对其进行剖析(见图1)。可是,要进行这样的丈量,整个光纤链路有必要退出服务——数据传输要么被中止,要么被从头路由到一条备用链路上。这种传核算划仅适用于“暗”光纤链路或“无光”光纤链路。


图1:被测光纤网络有必要中止服务,以便剖析刺进的测验信号。

传统的测验办法难以在现代ROADM网络中运用,由于测验信号的光谱重量或许被路由到许多方向。因而有必要为在线链路中的PMD丈量供给非搅扰的测验技能,而且可以丈量独立的DWDM(密布波分复用)通道(见图2)。


图2:测验信号的光谱重量或许被路由到不同地址。

DGD与等效DGD

尽管光纤链路中的DGD均值一般是将各个光频率处测得的瞬时DGD取均匀值取得,但其也可由固定光频率的DGD改变的时刻均匀值得出,或许由时刻均匀值和频率均匀值的组合得到。此外,DGD乃至无需直接丈量,而是经过丈量等效DGD(DGDeff)得到。DGDeff界说为斯托克斯空间中PMD矢量重量的起伏,其与光信号的发射偏振态或偏振态(SOP)矢量正交(见图3)。


图3:各种状况的PMD与SOP矢量比照。上:当信号的发射偏振态正交于主偏振态(PSP)时,DGDeff等于瞬时DGD(Δτ);中:当发射偏振态与PMD矢量平行时,无偏振旋转,DGDeff直接消失;下:在其他情况下,若发射偏振态与PMD矢量构成角??,则DGDeff=Δτsin?。

DGDeff与DGD的联系表明为:


事实上,DGDeff表明PMD对信号损害的极准确的丈量。DGD均值与DGDeff,均值(时域和/或频域的均匀)相关。人们对DGDeff,的核算散布极为了解(瑞利概率密度函数(%&&&&&%)),且其均匀值与DGD均值成正比(见图4)。


图4: DGD Δτeff与DGD Δτ的核算散布。


因而,光纤链路中的DGD均值可由传输光信号中等效DGD的现场丈量进行预算。

与传统技能比较,这种办法的优势在于光信号的发射偏振态可所以恣意的,无需进行操控或扫描。

无扰的在线PMD丈量

JDSU的I-PMD立异测验计划用于丈量DWDM信号中的等效DGD并获取PMD值。其可以对在线体系中的新DWDM通道进行定性剖析(丈量C波段内通道的功率水平、OSNR及PMD;测验正在运转的在线网络;运用2.5/10/40Gb/s或更高速率通道中传输的在线实在信号);扫除那些具有高误码率(BER)的反常光通道的毛病(丈量信号所阅历的等效DGD;丈量传输信号的带内OSNR;与丈量的BER相关联);以及将DWDM体系晋级至更高的比特率(对信号所阅历的DGD进行长时刻丈量;制作每个DWDM信号的DGD随时刻改变的图)。

图5为仪器的原理示意图。光纤链路中分流的光信号首要经过一个扫描偏振改换器,然后由偏振分束器(PBS)别离为两个正交偏振重量(以下咱们称其为TE和TM)。


图5:JDSU无扰PMD剖析仪的功用框图。

这两个重量再别离与扫描本地振动激光器(LO)宣布的输出光混合,LO在整个C波段内以超越100GHz/ms的速度及小于GHz的精度进行调理。相干差拍信号经过一对平衡光电二极管进行检测,并在电气放大和低通滤波到几百MHz带宽后,注入两个RF功率检波器,由此发生两个信号PRF-TE和PRF-TM,它们在LO激光频率?大约为几百MHz的带宽内与两个正交偏振态的光功率成正比。这两个信号在本地振动器频率在被测信号的频谱范围内调整的进程中被记录下来。测验在偏振改换器的各种设置下重复进行。

为了丈量给定信号中的等效DGD,咱们挑选频率扫描时出于以下考虑:在信号频谱的中心,P(RF-TE)=P(RF-TM);δP(RF-TM)/δν(和δ(RF-TE)/δν)为最大值。在这些条件下可直接核算DGDeff。用PLO表明LO的功率,θ(ν)表明改换的输入偏振态与斯托克斯空间内TE态之间的夹角,P Signal (ν)表明频率为?时信号的功率,咱们得出


而且DGDeff在信号中心频率处与θ(ν)相对于θ(ν)的导数成正比,即

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