单模光纤偏振模色散测试的重要性

www.ｔｔｍ ．com.cn 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。
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
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。
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。
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。
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。
光纤的固有偏振模色散是由 非圆形纤芯引起的双折射现象所 导致的色散， 它是由外部因素如 机械压力、热压力等导致的。光波
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。
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。
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。
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。
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.ｔｔｍ ．com.cn 69
Biblioteka Baidu
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
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。