YD/T 1065-2000
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YD/T 1065-2000.Test methods for polarization mode dispersion of single-mode optical fibres.
1范围
YD/T 1065规定了单模光纤偏振模色散(PMD)的基准试验方法(RTM)和替代试验方法(ATM),规定了对试验装置、注入条件、测量程序、计算方法、结果的统-要求。
YD/T 1065适用于对GB/T 15972.1中规定的B类未成缆和已成缆单模光纤PMD特性的检验。
2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列最新版本的可能性。
GB/T 15972.1-1998光纤总规范第1部分:总则
3定义
本标准使用下列定义。
3.1 偏振模色散( polarization mode dispersion )
偏振模色散是两个正交偏振模之间的差分群时延(DGD)，它在数字系统中引起脉冲展宽，在模拟系统中引起信号失真。
3.2 主偏振态( principal state of polarization )
对于在给定时间和光频上应用的单模光纤总存在着两个称之为主偏振态(PSP)的正交偏振态。如果当一准单色光仅激励一个PSP时，不会发生由于PMD引起的脉冲展宽;当一准单色光均匀激励这两个PSP时，将发生由于PMD引起的最大脉冲展宽。光纤输出的PSP是两个正交偏振态。当输入光波频率稍微变化时，输出偏振并不改变，相应的输入正交偏振态是输入主偏振态。
注：
1 由于本地双折射随光纤长度变化，所以PSP随光纤长度而定。
2 PSP是取决于时间和光频的随机复数矢量。然而按照定义，存在一个称之为PSP带宽的窄频范围，在这个范围内，PSP 实际上可认为是恒定的。
3.3差分群时延( differential group delay)
DGD是两个PSP之间群时延的时间差，一般用ps为单位。
1范围
YD/T 1065规定了单模光纤偏振模色散(PMD)的基准试验方法(RTM)和替代试验方法(ATM),规定了对试验装置、注入条件、测量程序、计算方法、结果的统-要求。
YD/T 1065适用于对GB/T 15972.1中规定的B类未成缆和已成缆单模光纤PMD特性的检验。
2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列最新版本的可能性。
GB/T 15972.1-1998光纤总规范第1部分:总则
3定义
本标准使用下列定义。
3.1 偏振模色散( polarization mode dispersion )
偏振模色散是两个正交偏振模之间的差分群时延(DGD)，它在数字系统中引起脉冲展宽，在模拟系统中引起信号失真。
3.2 主偏振态( principal state of polarization )
对于在给定时间和光频上应用的单模光纤总存在着两个称之为主偏振态(PSP)的正交偏振态。如果当一准单色光仅激励一个PSP时，不会发生由于PMD引起的脉冲展宽;当一准单色光均匀激励这两个PSP时，将发生由于PMD引起的最大脉冲展宽。光纤输出的PSP是两个正交偏振态。当输入光波频率稍微变化时，输出偏振并不改变，相应的输入正交偏振态是输入主偏振态。
注：
1 由于本地双折射随光纤长度变化，所以PSP随光纤长度而定。
2 PSP是取决于时间和光频的随机复数矢量。然而按照定义，存在一个称之为PSP带宽的窄频范围，在这个范围内，PSP 实际上可认为是恒定的。
3.3差分群时延( differential group delay)
DGD是两个PSP之间群时延的时间差，一般用ps为单位。
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标准内容
中华人民共和国通信行业标准
YD/T 1065—2000
单模光纤偏振模色散的试验方法Test methods for polarization mode dispersion ofsingle-mode optical fibres
2000-06-27发布
中华人民共和国信息产业部发布2000-09-01实施
YDIT10652000
1范围
2引用标准
3 定义
4 缩略语
5斯托克斯参数测定（SPE）法
6偏报态（SOP）法
7干涉法（IF)
8固定分析器（FA）法
附录A（提示的附录）琼斯矩阵本征分析法测量PMD的原理和过程附录B（提示的附录）从干涉图确定PMD时延的一种方法KANKca
YD/T 1065—2000
本标准是参考国际电信联盟建议rTU-TG.650（2000）单模光纤相关参数的定义和试验方法》修订文稿中2.7“偏振模色散的试验方法”和国际电工委员会标准草案IEC61941（1999）&单模光纤偏报模色散的测量方法》（86A/460/CDV）制定的，其主要技术内容实质上等效于这些国际标准的规定。本标准的附录A，附B都是提示的附录。本标准由信息产业部电信研究院提出并归口。本标准起草单位：信息产业部武汉邮电科学研究院。本标准起草人：陈永诗
中华人民共和国通信行业标准
单模光纤偏振模色散的试验方法Test methods for polarization iaode dispersion.of single-mode optical fibres1范围
YD/T 1065--2000
本标准规定了单模光纤偏振模色散（PMD）的基准试验方法(RTM)和替代试验方法（ATM)，规定了对试验装置、注入条件、测虽程序、计算方法、结果的统要求。本标准适用于对GB/T15972.1中规定的B类未成缆和已成缆单模光纤PMD特性的检验。2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列最新版本的可能性。GB/T15972.1—1998光纤总规范第1部分：总则3定义
本标准使用下列定义。
3.1偏振模色散（polarizationmode dispersian）偏振模色散是两个正交偏振模之间的差分群时延(DGD)，它在数字系统中引起脉冲展宽，在模拟系统中引起信号失真。
3.2 主偏振态（principal state of polarization）对丁在给定耐间和光频上应用的单模光纤，总存在着两个称之为主偏振态（PSP)的正交偏振态。如果当一准单色光仪激励个PSP时，不会发生由于PMD引起的脉冲展宽；当一准单色光均匀激励这两个PSP时，将发生由于PMD引起的最大脉冲展宽。光纤输出的PSP是两个正交偏振态。当输入光波频率稍微变化时，输出偏振并不改变，相应的输入止交偏振态是输入主偏振态。注
1由于本地双折射随光纤长度变化，所以PSP随光长度而定。2PSP是取决下时间和光频的随机复数久量。然而按照定义：存在个称之为PSP带宽的穿频范用。在这个范围内：PS实际上可认为是恒定的。3.3差分群时延（differcntialgroupdelay）DGD足两个PSP之间群时延的时间差，一般用ps为单位。3.4偏振模色散差分群时延（PMDdifferentialgroupdelay）下面3种偏振模色散差分群时延定义在所有实际情况下，被认为在所能达到的测量重复性之内是等效的。
a）一阶矩偏振模色散差分群时延P（secondmomentPMDdifferentialgroupdelayP）阶矩偏振模色散差分群时延定义为：当一准单色光窄脉冲注入到光纤经传输后，忽略波长色散的影响，在光纤输出端输出脉冲中光强分布)的均方差的2倍，即：中华人民共和国信息产业部2000-06-27批准FKAONTKa
2000-09-01 实施
YD/T 1065—2000
=2[1(dr f 1(-[(d 1
式中：1一光到达光纤输出端所需的时间，ps。b）平均偏振模色散差分群时延Pm（meanPMDdifferential groupdelayPm）平均偏振模色散差分群时延是在光频范围(v~2)内主偏振态差分群时延v)的平均值，即：&rudy
式中：v-光频率：
V、V—分别为频率范围上下限。c）均方根偏振模色散差分群时延P（r.m.sPMmDdifferentialgroupdelayP,）均方根偏振模色散差分群时延是在光频范围(V)内主偏振态差分群时延我v)的均方根值，即：式中：v—光濒率：
，V分别为频率范围上下限。
3.5偏振模色散系数（PMDcoeficient）偏振模色散系数用PMDc表示。应区别两种情况：弱偏振模耦合（短光纤)）：
PMD。= P, / L, P,IL, P,/ L(ps/km)-强偏振模耦合（长光纤）：
PMD。= P,/VL, P. /NL, P,/NE(ps/Vkm)式中：L一光纤长度。
1对大多数已敷设的长度≥2km的光缆段，均会发生强偏振模耦合。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，PMD,必须用式（4h）计算。2对高双折射光纤，几乎没有球仪有很弱的偏振模耦合，DGD没有统让分布的特性，典型情况下是常数。PMD必频用式（4a）计算。
4缩略语
替代试验方法（altcmativetestmethod）差分群时延（differentialgroupdelay）偏报度(degree of polarization)极值计数(extremacounting）
YD/T 10652000
固定分析器（fixedanalyser）
半幅全宽(full width of half maximum)干涉仪(interferometrie)
琼斯矩阵本征分析（JonesMatrixEigenanalysis)发光二极管(light emiting diode）偏振模色做（polarizationmodedespersion)偏扳模色散系数(PMDcoefficient)邦加球(PoincareSphere)
主偏振态(principal state of polarization）基准试验方法(referenice test method）偏振态(state of polarization)斯托克斯参数测定（Stokesparameterevaluation）5斯托克斯参数测定（SPE）法
5.1概述
斯托克斯参数测定法是测鼠单模光纤PMD的基准试验方法。它的测试原理是，在一波长范围内，以一定的波长间隔测量出输出偏振态（SOP）随波长的变化，该变化可采用琼斯矩阵本征分析（JME）或邦加球（PS）上SOP尖量的旋转来表征，通过分析和计算从而得到PMD的结果。JME的测量原理和过程见附录A。
本方法与偏振模耦合程度无关，适用于短的和长的光纤。但该方法仪限于波长大于或等于光纤有效单模工作的波长。
5.2试验装置
斯托克斯参数测定法测量PMD的试验装置图如图1所示。可调光源
偏振调节号
04s°90
线偏振器组
鼓测光纤
偏振计
图1斯托克斯参数测定法典型试验装置5.2.1光源
光源应是只单谱线（a single-line）激光器或牵带光源，在测量波长范围内波长应是可调的。光谱宽度应足够窄，使得从被测光纤出米的光在所有测量条件下都保持偏振状态。偏振度（DOP）饣不小于90%，虽然DDP低到25%时仍然可以进行测量，但精度降低。对于一给定的DGD值AT，要求的最低DOP（%）由下式给出:
DOP=100exp
(ncAtAaywHh/
TKAONIKAa
YD/T1065—2000
式中：A一高斯谱中心波长（假定光谱为高斯分布）c一真空中光速;
At一给定的DGD 值:
AA:wHM一光谱半幅全宽度（FWHM)。5.2.2偏振调节器
一个偏振调节器置丁可调光源之后，给线偏振器组提供近似圆偏振光，使得线偏振器的极化方向不会与输入光的偏振方向相交。5.2.3线偏振器组
应采用3个线偏搬器，将它们以相对角度约为45”依次罩于测量光路中，实际的村对角度应知道。5.2.4输入光学器件
可以采村单模尾纤或一个光学透镜系统米激励被测光纤。5.2.4.1单模尼纤
如果深用尾纤，应避免反射引起的于涉影响，要求使用折射率匹配液或成角度的切割面。5.2.4.2光学透镜系统
如果采用光学透镜系统，应使用些适尚的方法，例如用一真空吸盘米稳固地支撑光纤输入端。5.2.5包层模剥除器
为丁从被测光纤中剥除包层模，应采用包层模剥除器。大多情况下，光纤涂层折射率等于或大于光纤包层折射率，光纤涂层就叫起到包层模剥除器的作用：5.2.6输出光学器件
输出光学器件应将被测光红射出的企部功率耦合至偏振计中。例如可用个光学透镜系统、一个与单模尼纤对接的接头或使用折射率匹配液将个直接连到探测器的光纤与被测光纤耦合。5.2.7偏振计
采用一个偏振计测量3个线偏振器分别插入光路时所对应的3个输出偏振态。偏振计的波长范制应覆盖光源的波长范围。
5.3试样
试样应为长度已知的一段末成缆或已成缆单模光纤，在整个测量期间，被测试样和尾纤所处环境温度应保持稳定：应避免对光纤和光缆施加外部应力，它们的位置及其状态应保持固定，避免二者的运动。可以通过在邦加球工观察被测光纤输出SOP监视试验器械环境的温度稳定性，在相应于一对相邻琼斯矩阵测量的时间内，输出偏振的变化相对于波长增加产牛的变化应是很小。当减小附加模耦合为要时，术成缆光纤应当用适当的方法来固定（通常足卷绕在最小半径为150mm的光纤盘上），光纤所受张力基本为零（典型值≤0.15N）注：虽然试样一都是段冶，但也可以是某一器件，这时测得的只是PMD值。5.4测最少骤
a）调光源输出光的偏振方问。置叫调激光器波长于待测波长范围的中心波长，将3个线偏振器依次插入光路中，测量出它们相应的输出光功率，通过偏振调节器调整光源的偏振方向，使得3个功率相互差别在人约3dB范[之内。
b）将光源通过偏振调节器耦合至线偏振器组。心）将线偏振器组的输出耦合至被测光纤的输入端。）将被测光纤的输出耦合至偏振计：e选择进行测量的波长步长，最大允许值应满足下式：Atm-As
YD/T1065—2000
式中：Amas—测量波长范围内预计的最大DGD数值；—心波长：
C一真空中光速。
例如，最大DGD值4与4的乘积在1550nm波长应保持≤4psnm在130mm波长应保持≤2.8ps·nm。该要求保证了从一个测量波长到下一个测量波长时，输出SOP围绕邦加球上PSP轴的旋转角度<180°。
在不能大致预计4tm的情况下，可以在测量波长范雨内实现系列的试样测量，每次测量采用与光源谱宽和最小调谐步长相称的一对靠近的波长，将测得的最人DGD值乘以余最因子3作对4tmx代人式，让算册于际测的4俏，如果此波长步长太大，再用较小波长步长重复测量，算至DGD值与波长关系曲线形状和平均DGD值苯本保持不变时，波长步长就满意了。在测量波长范围内，用选定的波长步长，在选定的波长上，依次插入每一个线偏摄器，用偏握计记录相应的斯托克斯参数S,S,，S,和S,（Ss、Sj、S,和S,分别与总的光功率、-0°的线性SOP、=45°的线性SOP和在旋圆SOP有关），完成测量数据的收集。5.5计算与分析
5.5.1惊斯短阵本征分折法
5.5.1.1单次测量 DGD 的计算
a）由斯托克斯参数计算各波长响应的琼斯矩阵，对每一波长步长，计算出较高光题I-琼斯矩阵(+Aw）与较低光频上逆琼斯矩阵）（）的乘积。对：-特定波长步长，可从下式找到DGD值，即么为：AT=AI
式中：0一光波角频率;
40一光波角频间隔；
、z—（+A）（）的复数本征值。注：Ag为幅角数，即Aei=。
b)将计算得到的每一个DGD值作为相应波长步长中心波长上的DGD值，然后对这些值在整个波长范围内取平均得到单次测量DGD。图2a小出广单次测量得到的DGD与波长关系曲线，JDGD值的直方图及麦克斯书分布曲线。
5.5.1.2多次测量均 DGD 的计算单次测量得到的PMD值A仅仅是量波长范国内各波长步长上DGD测量值的平均值，如果为了增加样本数虽，在不同条件下进行多次测量，就应使用系综平均。图2b示出了多次测品得到的DGD与波长关系曲线，DGD值的直力图及支克斯韦分布曲线。0.071
TKAONIKAa
波长/ nm
5.5.1.3PMM 系数计算
YD/T1065—2000
DGD/ps
(a）一盘光纤24个波长间髓的单次测量曲线1462.083
波长nm
[XGD ps
(b)同一盘光纤在不同温度下24个波长间磁的4次测量逆线图2JME法计算得到的DGD结果图例弱偏搬模耦合时，PMD,用式(4a)计算：强偏振模耦合时，PMD.用式(4b)计算。注：如果在檐个测放波长范围内，△的标准偏差小于平均值的1/1，被测光纤就被认为呈现可恐略的偏报模耦合【确定器件】，PMD可用短段长度PMD系数4T/L表示。5.5.2邦圳球法
a从测得的斯托克斯参数（So，S，Ss，S,）重建在邦加球.上描述偏振态随波长演变的轨迹。图3给出了两个实测的例子，图上标记。和x代表由于PMD是波长A的函数而测得的SOP弧段，P是十偏振态。
b）考虑到波长间隔（它们可以包括两个波长步长以上），邦加球上描述SOP随波长演变的轨迹应分段地分折，以保证确定的PSP存在的假定成立。然后，用简单的儿何考虑确定邦加球上本地PSP轴和由波长变化引起的旋转角度中。“个可出的方法是通过考虑3个、3个的测最点分析邦加球上的轨YD/T 10652000
迹，找出由两对点确定的线段轴的交点，从这点开始，用三角关系可以计算出么。DGD或PMD时延由下式给出：
式中：4史一相位差（邦加球上斯托克斯失量弧的角宽度，即旋转角度4f—频率差；
41波长间隔;
真空中光速;
一4的起始和终止波长。
C）计算DGD（单位Ps）与波长的关系。也可以根据测得的DGD值作出直方图来表示数据。d）计算测量波长范函内DCD的平均值。为了增加样本空间，可进行多次测量。e）山<8>，根据模耦合的类型，分别由式（4a）和（4b）计算PMD。PMF（熊猫型）
110.735ps
(1.677pa/ m)
主偏搬态 PSP
(4/^375CHz)
antfny
Lae10km
tRs0.085pc
(0.027ps/km)
主偏操态SF
o:前面
(A-375GHz)
(a)偏探保持,光纤PMIF(弱模揭合）(b)非色微位移单模光纤SMF(强模摘合）图3邦加球法测量分析PM[>的两个示例5.6结果
a）测量结果报告应包括下列内容：1）试验名称；
2）试样识别号；
3）试样长度：wwW.bzxz.Net
4）FMD值（ps）利PMD,值（ps/km或pst/km）5）测量波长范围和波长步长：
6）偏振模耦合类型；
7）计算分析方法（JMF或PS)：
8）单次测量时得到DGD值的数目（即波长步长数日）：9）多次测量中重复测基次数（需要时)；[0）试验日期和操作人员：
11】环境温度和相对湿度。
HKANKa
b）报告中也可包括下列内案：
1）试验装置；
2）试样配置条件。
6偏振态（SOP）法
6.1概述
YD/T 1065--2000
偏振态法是测最单模光纤PMD的第1替代试验方法（ATM）它是基于这样一个原理，对于一做定的输入SOP，当注入光波长（频率）变化时，在斯托克斯参数空间里邦加球上被测光纤输出SOP也会发生演变，它们环绕与PSP方向重合的轴旋转，旋转速度取决丁PMD时延：时延越大，旋转越快。通过测量相应角额率变化4时，邦加球上代表SOP点的旋转角度△6，就可以按下式计算比PMD时延St:
这种方法占接给山了被测试样PSP间差分群时延（DGD）与波长或时间的函数关系，然后通过在时间波长范围内取平均值得到PMD本方法与偏振模耦合程度无关，适用下短的和长的光纤。但该方法仅限于波长人于或等于光纤有效模1.作的波长。
6.2试验装置
偏振态法测量PMD的试验装置如图4所示。偏摄控制器
6.2.1光源
连接器
被测光虾
偏振计
连接器
图4偏振态法的试验装置
需要一只稳定的单谱线激光器，在测量范用内波长可调。该激光器的谱线宽度必须足够窄，以保证在所有测量条件下不会因被测光纤偏振模色散导致信号消偏振：6.2.2偏振控制器
偏振控制器应置于光源和被测光纤之间。6.2.3偏振计
在被测光纤的输出端，应使用偏振计测量斯托克斯参数。该参数是输出波长的函数。6.3试样
试样应为段已知长度的术成缆或已成缆单模光纤。在整个测量期间，被测试样和尾纤所处坏境温度应保持稳定：应避免对光纤和光缆施加外部应力，它们的位置及其状态应保持固定，避免一省的运动。
当减小附加模耦合为重要时，末成缆光纤应当用适当的方法来固定（通常是卷绕在最小半径为150mm的光纤盘上），光纤所受张力基本为零（典型值<0.15N）。注：且然试样般都是·段光纤，但也可以是某一器件：这时测得的！虑PM1)值。6.4测量步骤
）通过偏振控制器将光源耦合至被测光纤输入端。如行必要，可调节偏振控制器米得到确定邦加球上输山SOP旋转角度的最伟条件。8
b）将被测光纤输出端耦合至偏振计。）选择进行测母的波长范围。
YD/T1065—2000
d）选择测量斯托克斯参数的波长步长4a（nm）。为避免从一个波长变换到下个波长时，输出SOP在球上环绕PSP轴旋转角度>180°，对1550nm波长区域，应当满足4zmax4a≤4ps·nm的要求，对1300nm波K区域，应当满足4Tmx，4a≤2.8ps·nm的要求。4tmax（ps）是预计的被测光纤最人DGD值。
e）在选定的各个波长上测最出斯托克斯参数值，并以适宜丁下面分析的方式进行记录：6.5计算与分析
用偏振计测出偏振波动后，可将它转换为SOP与波长关系的出线。a）根据测得的斯托克斯参数，用下式确定每--偏振态SOP的偏报椭圆度n = tan 05tan-(s./Ns + s2)
式it：S,S,和S,-斯托克斯参数。b)SOP用下式计算：
SOP_-n?
式中：一偏振椭圆度。
C）绘出SOP与波长关系曲线，确定SOP曲线上峰值（或极值）间隔的数日，档临蜂值间相位差为元，DGD 或 PMD 的时延影内下式给出：8.
2 4f2 c(a -m)
式中：NSOP曲线上波长下限2,和波长I限,之间峰值间隔的数；af—频率范围；
C一真空中光速。
d）由测得的DGI）平均值即&>，根据模耦合的类型，分别由公式（4a）和（4b）米计算FMD系数。图5给出了两个实测的例子。1.0m
0.29.873pe
0.0k1.543ps/m)
波长aun
(a)偏报保持光纤PM(弱模榈合）1560
Lei10km
15081524
(0.42g//km)
波长人inm
15731589
(b)非色散位移单模光纤 SMF(强模耦合)图5偏振态法测量PMD的两个示例6.6结果
a）测量结果报告应包括下列内容：1）试验名称；
TKAONIKAa
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单模光纤偏振模色散的试验方法Test methods for polarization mode dispersion ofsingle-mode optical fibres
2000-06-27发布
中华人民共和国信息产业部发布2000-09-01实施
YDIT10652000
1范围
2引用标准
3 定义
4 缩略语
5斯托克斯参数测定（SPE）法
6偏报态（SOP）法
7干涉法（IF)
8固定分析器（FA）法
附录A（提示的附录）琼斯矩阵本征分析法测量PMD的原理和过程附录B（提示的附录）从干涉图确定PMD时延的一种方法KANKca
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本标准是参考国际电信联盟建议rTU-TG.650（2000）单模光纤相关参数的定义和试验方法》修订文稿中2.7“偏振模色散的试验方法”和国际电工委员会标准草案IEC61941（1999）&单模光纤偏报模色散的测量方法》（86A/460/CDV）制定的，其主要技术内容实质上等效于这些国际标准的规定。本标准的附录A，附B都是提示的附录。本标准由信息产业部电信研究院提出并归口。本标准起草单位：信息产业部武汉邮电科学研究院。本标准起草人：陈永诗
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单模光纤偏振模色散的试验方法Test methods for polarization iaode dispersion.of single-mode optical fibres1范围
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本标准规定了单模光纤偏振模色散（PMD）的基准试验方法(RTM)和替代试验方法（ATM)，规定了对试验装置、注入条件、测虽程序、计算方法、结果的统要求。本标准适用于对GB/T15972.1中规定的B类未成缆和已成缆单模光纤PMD特性的检验。2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列最新版本的可能性。GB/T15972.1—1998光纤总规范第1部分：总则3定义
本标准使用下列定义。
3.1偏振模色散（polarizationmode dispersian）偏振模色散是两个正交偏振模之间的差分群时延(DGD)，它在数字系统中引起脉冲展宽，在模拟系统中引起信号失真。
3.2 主偏振态（principal state of polarization）对丁在给定耐间和光频上应用的单模光纤，总存在着两个称之为主偏振态（PSP)的正交偏振态。如果当一准单色光仪激励个PSP时，不会发生由于PMD引起的脉冲展宽；当一准单色光均匀激励这两个PSP时，将发生由于PMD引起的最大脉冲展宽。光纤输出的PSP是两个正交偏振态。当输入光波频率稍微变化时，输出偏振并不改变，相应的输入止交偏振态是输入主偏振态。注
1由于本地双折射随光纤长度变化，所以PSP随光长度而定。2PSP是取决下时间和光频的随机复数久量。然而按照定义：存在个称之为PSP带宽的穿频范用。在这个范围内：PS实际上可认为是恒定的。3.3差分群时延（differcntialgroupdelay）DGD足两个PSP之间群时延的时间差，一般用ps为单位。3.4偏振模色散差分群时延（PMDdifferentialgroupdelay）下面3种偏振模色散差分群时延定义在所有实际情况下，被认为在所能达到的测量重复性之内是等效的。
a）一阶矩偏振模色散差分群时延P（secondmomentPMDdifferentialgroupdelayP）阶矩偏振模色散差分群时延定义为：当一准单色光窄脉冲注入到光纤经传输后，忽略波长色散的影响，在光纤输出端输出脉冲中光强分布)的均方差的2倍，即：中华人民共和国信息产业部2000-06-27批准FKAONTKa
2000-09-01 实施
YD/T 1065—2000
=2[1(dr f 1(-[(d 1
式中：1一光到达光纤输出端所需的时间，ps。b）平均偏振模色散差分群时延Pm（meanPMDdifferential groupdelayPm）平均偏振模色散差分群时延是在光频范围(v~2)内主偏振态差分群时延v)的平均值，即：&rudy
式中：v-光频率：
V、V—分别为频率范围上下限。c）均方根偏振模色散差分群时延P（r.m.sPMmDdifferentialgroupdelayP,）均方根偏振模色散差分群时延是在光频范围(V)内主偏振态差分群时延我v)的均方根值，即：式中：v—光濒率：
，V分别为频率范围上下限。
3.5偏振模色散系数（PMDcoeficient）偏振模色散系数用PMDc表示。应区别两种情况：弱偏振模耦合（短光纤)）：
PMD。= P, / L, P,IL, P,/ L(ps/km)-强偏振模耦合（长光纤）：
PMD。= P,/VL, P. /NL, P,/NE(ps/Vkm)式中：L一光纤长度。
1对大多数已敷设的长度≥2km的光缆段，均会发生强偏振模耦合。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，PMD,必须用式（4h）计算。2对高双折射光纤，几乎没有球仪有很弱的偏振模耦合，DGD没有统让分布的特性，典型情况下是常数。PMD必频用式（4a）计算。
4缩略语
替代试验方法（altcmativetestmethod）差分群时延（differentialgroupdelay）偏报度(degree of polarization)极值计数(extremacounting）
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固定分析器（fixedanalyser）
半幅全宽(full width of half maximum)干涉仪(interferometrie)
琼斯矩阵本征分析（JonesMatrixEigenanalysis)发光二极管(light emiting diode）偏振模色做（polarizationmodedespersion)偏扳模色散系数(PMDcoefficient)邦加球(PoincareSphere)
主偏振态(principal state of polarization）基准试验方法(referenice test method）偏振态(state of polarization)斯托克斯参数测定（Stokesparameterevaluation）5斯托克斯参数测定（SPE）法
5.1概述
斯托克斯参数测定法是测鼠单模光纤PMD的基准试验方法。它的测试原理是，在一波长范围内，以一定的波长间隔测量出输出偏振态（SOP）随波长的变化，该变化可采用琼斯矩阵本征分析（JME）或邦加球（PS）上SOP尖量的旋转来表征，通过分析和计算从而得到PMD的结果。JME的测量原理和过程见附录A。
本方法与偏振模耦合程度无关，适用于短的和长的光纤。但该方法仪限于波长大于或等于光纤有效单模工作的波长。
5.2试验装置
斯托克斯参数测定法测量PMD的试验装置图如图1所示。可调光源
偏振调节号
04s°90
线偏振器组
鼓测光纤
偏振计
图1斯托克斯参数测定法典型试验装置5.2.1光源
光源应是只单谱线（a single-line）激光器或牵带光源，在测量波长范围内波长应是可调的。光谱宽度应足够窄，使得从被测光纤出米的光在所有测量条件下都保持偏振状态。偏振度（DOP）饣不小于90%，虽然DDP低到25%时仍然可以进行测量，但精度降低。对于一给定的DGD值AT，要求的最低DOP（%）由下式给出:
DOP=100exp
(ncAtAaywHh/
TKAONIKAa
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式中：A一高斯谱中心波长（假定光谱为高斯分布）c一真空中光速;
At一给定的DGD 值:
AA:wHM一光谱半幅全宽度（FWHM)。5.2.2偏振调节器
一个偏振调节器置丁可调光源之后，给线偏振器组提供近似圆偏振光，使得线偏振器的极化方向不会与输入光的偏振方向相交。5.2.3线偏振器组
应采用3个线偏搬器，将它们以相对角度约为45”依次罩于测量光路中，实际的村对角度应知道。5.2.4输入光学器件
可以采村单模尾纤或一个光学透镜系统米激励被测光纤。5.2.4.1单模尼纤
如果深用尾纤，应避免反射引起的于涉影响，要求使用折射率匹配液或成角度的切割面。5.2.4.2光学透镜系统
如果采用光学透镜系统，应使用些适尚的方法，例如用一真空吸盘米稳固地支撑光纤输入端。5.2.5包层模剥除器
为丁从被测光纤中剥除包层模，应采用包层模剥除器。大多情况下，光纤涂层折射率等于或大于光纤包层折射率，光纤涂层就叫起到包层模剥除器的作用：5.2.6输出光学器件
输出光学器件应将被测光红射出的企部功率耦合至偏振计中。例如可用个光学透镜系统、一个与单模尼纤对接的接头或使用折射率匹配液将个直接连到探测器的光纤与被测光纤耦合。5.2.7偏振计
采用一个偏振计测量3个线偏振器分别插入光路时所对应的3个输出偏振态。偏振计的波长范制应覆盖光源的波长范围。
5.3试样
试样应为长度已知的一段末成缆或已成缆单模光纤，在整个测量期间，被测试样和尾纤所处环境温度应保持稳定：应避免对光纤和光缆施加外部应力，它们的位置及其状态应保持固定，避免二者的运动。可以通过在邦加球工观察被测光纤输出SOP监视试验器械环境的温度稳定性，在相应于一对相邻琼斯矩阵测量的时间内，输出偏振的变化相对于波长增加产牛的变化应是很小。当减小附加模耦合为要时，术成缆光纤应当用适当的方法来固定（通常足卷绕在最小半径为150mm的光纤盘上），光纤所受张力基本为零（典型值≤0.15N）注：虽然试样一都是段冶，但也可以是某一器件，这时测得的只是PMD值。5.4测最少骤
a）调光源输出光的偏振方问。置叫调激光器波长于待测波长范围的中心波长，将3个线偏振器依次插入光路中，测量出它们相应的输出光功率，通过偏振调节器调整光源的偏振方向，使得3个功率相互差别在人约3dB范[之内。
b）将光源通过偏振调节器耦合至线偏振器组。心）将线偏振器组的输出耦合至被测光纤的输入端。）将被测光纤的输出耦合至偏振计：e选择进行测量的波长步长，最大允许值应满足下式：Atm-As
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式中：Amas—测量波长范围内预计的最大DGD数值；—心波长：
C一真空中光速。
例如，最大DGD值4与4的乘积在1550nm波长应保持≤4psnm在130mm波长应保持≤2.8ps·nm。该要求保证了从一个测量波长到下一个测量波长时，输出SOP围绕邦加球上PSP轴的旋转角度<180°。
在不能大致预计4tm的情况下，可以在测量波长范雨内实现系列的试样测量，每次测量采用与光源谱宽和最小调谐步长相称的一对靠近的波长，将测得的最人DGD值乘以余最因子3作对4tmx代人式，让算册于际测的4俏，如果此波长步长太大，再用较小波长步长重复测量，算至DGD值与波长关系曲线形状和平均DGD值苯本保持不变时，波长步长就满意了。在测量波长范围内，用选定的波长步长，在选定的波长上，依次插入每一个线偏摄器，用偏握计记录相应的斯托克斯参数S,S,，S,和S,（Ss、Sj、S,和S,分别与总的光功率、-0°的线性SOP、=45°的线性SOP和在旋圆SOP有关），完成测量数据的收集。5.5计算与分析
5.5.1惊斯短阵本征分折法
5.5.1.1单次测量 DGD 的计算
a）由斯托克斯参数计算各波长响应的琼斯矩阵，对每一波长步长，计算出较高光题I-琼斯矩阵(+Aw）与较低光频上逆琼斯矩阵）（）的乘积。对：-特定波长步长，可从下式找到DGD值，即么为：AT=AI
式中：0一光波角频率;
40一光波角频间隔；
、z—（+A）（）的复数本征值。注：Ag为幅角数，即Aei=。
b)将计算得到的每一个DGD值作为相应波长步长中心波长上的DGD值，然后对这些值在整个波长范围内取平均得到单次测量DGD。图2a小出广单次测量得到的DGD与波长关系曲线，JDGD值的直方图及麦克斯书分布曲线。
5.5.1.2多次测量均 DGD 的计算单次测量得到的PMD值A仅仅是量波长范国内各波长步长上DGD测量值的平均值，如果为了增加样本数虽，在不同条件下进行多次测量，就应使用系综平均。图2b示出了多次测品得到的DGD与波长关系曲线，DGD值的直力图及支克斯韦分布曲线。0.071
TKAONIKAa
波长/ nm
5.5.1.3PMM 系数计算
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DGD/ps
(a）一盘光纤24个波长间髓的单次测量曲线1462.083
波长nm
[XGD ps
(b)同一盘光纤在不同温度下24个波长间磁的4次测量逆线图2JME法计算得到的DGD结果图例弱偏搬模耦合时，PMD,用式(4a)计算：强偏振模耦合时，PMD.用式(4b)计算。注：如果在檐个测放波长范围内，△的标准偏差小于平均值的1/1，被测光纤就被认为呈现可恐略的偏报模耦合【确定器件】，PMD可用短段长度PMD系数4T/L表示。5.5.2邦圳球法
a从测得的斯托克斯参数（So，S，Ss，S,）重建在邦加球.上描述偏振态随波长演变的轨迹。图3给出了两个实测的例子，图上标记。和x代表由于PMD是波长A的函数而测得的SOP弧段，P是十偏振态。
b）考虑到波长间隔（它们可以包括两个波长步长以上），邦加球上描述SOP随波长演变的轨迹应分段地分折，以保证确定的PSP存在的假定成立。然后，用简单的儿何考虑确定邦加球上本地PSP轴和由波长变化引起的旋转角度中。“个可出的方法是通过考虑3个、3个的测最点分析邦加球上的轨YD/T 10652000
迹，找出由两对点确定的线段轴的交点，从这点开始，用三角关系可以计算出么。DGD或PMD时延由下式给出：
式中：4史一相位差（邦加球上斯托克斯失量弧的角宽度，即旋转角度4f—频率差；
41波长间隔;
真空中光速;
一4的起始和终止波长。
C）计算DGD（单位Ps）与波长的关系。也可以根据测得的DGD值作出直方图来表示数据。d）计算测量波长范函内DCD的平均值。为了增加样本空间，可进行多次测量。e）山<8>，根据模耦合的类型，分别由式（4a）和（4b）计算PMD。PMF（熊猫型）
110.735ps
(1.677pa/ m)
主偏搬态 PSP
(4/^375CHz)
antfny
Lae10km
tRs0.085pc
(0.027ps/km)
主偏操态SF
o:前面
(A-375GHz)
(a)偏探保持,光纤PMIF(弱模揭合）(b)非色微位移单模光纤SMF(强模摘合）图3邦加球法测量分析PM[>的两个示例5.6结果
a）测量结果报告应包括下列内容：1）试验名称；
2）试样识别号；
3）试样长度：wwW.bzxz.Net
4）FMD值（ps）利PMD,值（ps/km或pst/km）5）测量波长范围和波长步长：
6）偏振模耦合类型；
7）计算分析方法（JMF或PS)：
8）单次测量时得到DGD值的数目（即波长步长数日）：9）多次测量中重复测基次数（需要时)；[0）试验日期和操作人员：
11】环境温度和相对湿度。
HKANKa
b）报告中也可包括下列内案：
1）试验装置；
2）试样配置条件。
6偏振态（SOP）法
6.1概述
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偏振态法是测最单模光纤PMD的第1替代试验方法（ATM）它是基于这样一个原理，对于一做定的输入SOP，当注入光波长（频率）变化时，在斯托克斯参数空间里邦加球上被测光纤输出SOP也会发生演变，它们环绕与PSP方向重合的轴旋转，旋转速度取决丁PMD时延：时延越大，旋转越快。通过测量相应角额率变化4时，邦加球上代表SOP点的旋转角度△6，就可以按下式计算比PMD时延St:
这种方法占接给山了被测试样PSP间差分群时延（DGD）与波长或时间的函数关系，然后通过在时间波长范围内取平均值得到PMD本方法与偏振模耦合程度无关，适用下短的和长的光纤。但该方法仅限于波长人于或等于光纤有效模1.作的波长。
6.2试验装置
偏振态法测量PMD的试验装置如图4所示。偏摄控制器
6.2.1光源
连接器
被测光虾
偏振计
连接器
图4偏振态法的试验装置
需要一只稳定的单谱线激光器，在测量范用内波长可调。该激光器的谱线宽度必须足够窄，以保证在所有测量条件下不会因被测光纤偏振模色散导致信号消偏振：6.2.2偏振控制器
偏振控制器应置于光源和被测光纤之间。6.2.3偏振计
在被测光纤的输出端，应使用偏振计测量斯托克斯参数。该参数是输出波长的函数。6.3试样
试样应为段已知长度的术成缆或已成缆单模光纤。在整个测量期间，被测试样和尾纤所处坏境温度应保持稳定：应避免对光纤和光缆施加外部应力，它们的位置及其状态应保持固定，避免一省的运动。
当减小附加模耦合为重要时，末成缆光纤应当用适当的方法来固定（通常是卷绕在最小半径为150mm的光纤盘上），光纤所受张力基本为零（典型值<0.15N）。注：且然试样般都是·段光纤，但也可以是某一器件：这时测得的！虑PM1)值。6.4测量步骤
）通过偏振控制器将光源耦合至被测光纤输入端。如行必要，可调节偏振控制器米得到确定邦加球上输山SOP旋转角度的最伟条件。8
b）将被测光纤输出端耦合至偏振计。）选择进行测母的波长范围。
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d）选择测量斯托克斯参数的波长步长4a（nm）。为避免从一个波长变换到下个波长时，输出SOP在球上环绕PSP轴旋转角度>180°，对1550nm波长区域，应当满足4zmax4a≤4ps·nm的要求，对1300nm波K区域，应当满足4Tmx，4a≤2.8ps·nm的要求。4tmax（ps）是预计的被测光纤最人DGD值。
e）在选定的各个波长上测最出斯托克斯参数值，并以适宜丁下面分析的方式进行记录：6.5计算与分析
用偏振计测出偏振波动后，可将它转换为SOP与波长关系的出线。a）根据测得的斯托克斯参数，用下式确定每--偏振态SOP的偏报椭圆度n = tan 05tan-(s./Ns + s2)
式it：S,S,和S,-斯托克斯参数。b)SOP用下式计算：
SOP_-n?
式中：一偏振椭圆度。
C）绘出SOP与波长关系曲线，确定SOP曲线上峰值（或极值）间隔的数日，档临蜂值间相位差为元，DGD 或 PMD 的时延影内下式给出：8.
2 4f2 c(a -m)
式中：NSOP曲线上波长下限2,和波长I限,之间峰值间隔的数；af—频率范围；
C一真空中光速。
d）由测得的DGI）平均值即&>，根据模耦合的类型，分别由公式（4a）和（4b）米计算FMD系数。图5给出了两个实测的例子。1.0m
0.29.873pe
0.0k1.543ps/m)
波长aun
(a)偏报保持光纤PM(弱模榈合）1560
Lei10km
15081524
(0.42g//km)
波长人inm
15731589
(b)非色散位移单模光纤 SMF(强模耦合)图5偏振态法测量PMD的两个示例6.6结果
a）测量结果报告应包括下列内容：1）试验名称；
TKAONIKAa
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