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

偏振模色散的原理和测试方法分析 40Gb/s 摘要：偏振模色散将引起高速光脉冲畸变，制约传输距离，是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/s10Gb/s 系统和系统相比，在光纤传输上的色散效应对系统性能的影响有新的差异。 PolarizationModeDispersionPMD ， 特别是偏振模色散（简称）的影响难以克服。所以，在 40Gb/sPMD 系统技术中，必须考虑和研究光纤的色散，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。 200211 本文作者主要从事高速光传输收发模块的研究开发，于年月参加了在上海举行的 Tektronix2002 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 Tektronix 者与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 40Gb/s 长通信距离，发展高速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。进入光纤中去的是一个调制了的光谱，如果是单模光纤，它将激发出基 模；如果是多模光纤，则激发出大量模式。由此可以看出，光纤中的信号能量是由不同的频 率成分和模式成分构成的，它们有不同的传播速度，从而引起比较复杂的色散现象。光纤 的色散可以分为下列三类：模间色散：在多模光纤中，即使是同一波长，不同模式的光由 于传播速度的不同而引起的色散称为模式色散。色度色散：是指光源光谱中不同波长在光 纤中的群延时差所引起的光脉冲展宽现象。偏振模色散：单模光纤中实际存在偏振方向相 互正交的两个基模。当光纤存在双折射时，这两个模式的传输速度不同而引起的色散称为偏 振模色散。 1 图是这三种色散的示意图：