评价多模光纤的EMB的方法和选择高EMB多模光纤的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于评价多模光纤的针对预定波长范围的实际有效模式带宽的方法，所述方法包括以下步骤：以单个波长执行(30)多模光纤的色散模式延迟(DMD)测量，以获得实际DMD图；根据实际DMD图生成(32)至少两个不同的修改DMD图，各修改DMD图是通过将绝对值随着径向偏移值r

Method for evaluating an effective mode bandwidth of a multimode fiber for a wide wavelength range based on a single wavelength DMD measurement and a method for selecting a high effective mode bandwidth multimode fiber from a plurality of multimode optical fibers

The invention relates to a method for the evaluation of multimode fiber in a predetermined wavelength range of real effective bandwidth mode, the method comprises the following steps: (30) to perform a single wavelength dispersion model of multimode fiber delay (DMD) measurement, to obtain the actual DMD; according to the actual DMD generation (32) at least two different modifications of the DMD map, the DMD map is modified by the absolute value of the radial offset value roffset increases the time delay of T applied to the recorded trajectory generated, the modified DMD map and the predetermined threshold value of the bandwidth (S1; S2) associated; for the modification of the DMD map, DMD map is calculated according to the modified (33) the effective mode of bandwidth, and the calculated model of effective bandwidth (EMBc1; EMBc2) with modified DMD diagram with bandwidth threshold comparison (34); according to the result of the comparison step (35) to evaluate the actual Effective mode bandwidth.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光纤传输领域，更具体地，涉及相对长距离和高比特率系统中所使用的多模光纤。更具体地，本专利技术涉及一种评价多模光纤的针对宽波长范围的有效模式带宽(effectivemodalbandwidth)的方法。本专利技术特别但不仅仅适用于宽带OM4多模光纤。宽带多模光纤被理解为具有相对可操作的波长范围的多模光纤，特别但不仅仅是具有850nm～950nm之间所包括的波长范围的多模光纤。
技术介绍
多模光纤与通常使用横向多模的垂直腔面发射激光器(更简单地称为VCSEL)的高速源一起成功地用在高速数据网络中。然而，由于如下事实，多模光纤受到模间色散的影响：对于特定波长，多个光学模式沿着光纤同时传播，其中这些模式携载相同的信息，但是以不同的传播速度行进。以差分模式延迟(DMD)的形式来表示模式色散，其中DMD是穿过多模光纤的最快模式和最慢模式之间的脉冲延迟差的度量。为了使模式色散最小化，数据通信中使用的多模光纤通常包括如下纤芯，其中该纤芯呈现从光纤的中心到与包层的结合处逐渐减小的折射率。通常，如下所述，通过已知为“α分布”的关系来给出折射率分布：其中r≤a其中：n0是光纤的光轴上的折射率；r是相对于所述光轴的距离；a是所述光纤的纤芯的半径；Δ是表示光纤的纤芯和包层之间的折射率差的无量纲参数；以及α是表示折射率分布的形状的无量纲参数。在光信号在具有渐变折射率的这种纤芯中传播的情况下，不同的模式经历不同的传播介质，从而对这些模式的传播速度产生不同的影响。通过调整参数α的值，由此可以从理论上获得对于所有模式而言实质相等的群速度，因而获得对于特定波长而言有所减小的模间色散。然而，参数α的最佳值仅针对特定波长有效。此外，在多模光纤的制造期间难以控制准确参数值α以及折射率分布的实际形状。通过VCSEL技术实现的高速多模光纤(诸如OM4光纤(该OM4光纤是由国际标准化组织在文献ISO/IEC11801中以及在TIA/EIA492AAAD标准中进行了标准化的激光优化的高带宽50μm多模光纤)等)已被证明是高数据速率通信的首选介质，该介质提供可靠且成本低廉的10至100Gbps的解决方案。宽带(WB)多模光纤与更长波长的VCSEL的组合用于粗波分复用(CWDM)是有待考虑的值得关注选项，以便满足将来增加的需求。然而，迄今为止仅针对窄的波长范围(通常为850nm+/-10nm)实现了OM4光纤的模式带宽。满足针对更宽的波长范围的OM4性能要求的宽带(WB)多模光纤的可行性是要克服下一代多模系统的挑战。OM4光纤性能通常由给定波长λ0处的有效模式带宽(EMB)评估来定义。例如，OM4光纤在850nm+/-1nm的波长处应该呈现高于4700MHZ-km的EMB。这种高EMB值的实现需要极其精确地控制多模光纤的折射率分布。到目前为止，传统的制造工艺不能保证如此高的EMB，并且特别是在预期高EMB(通常大于2000MHz-km)的情况下(这意味着光纤折射率分布接近最佳分布)，通常难以从芯杆或芯棒的折射率分布测量来精确地预测EMB值。实际上，EMB是直接针对光纤来评估的。通过由模式色散引起的延迟(已知为“差分模式延迟”的首字母缩写DMD)的测量来评估有效模式带宽(EMB)。该测量涉及记录多模光纤对于径向扫描纤芯的单模注入的脉冲响应。该测量提供DMD图，然后对该DMD图进行后处理，以评估光纤可以实现的最小EMB。DMD测量过程已经是标准化(IEC60793-1-49和FOTP-220)的主题并且也在电信行业协会文献第TIA-455-220-A号中进行了规定。DMD度量(也称为DMD值)以皮秒/米(ps/m)为单位表示。该测量考虑到通过光纤长度归一化的偏移注入的集合，来评估最快脉冲和最慢脉冲之间的延迟。该测量基本上评估模式色散。低DMD值，即如DMD所测量到的低模式色散通常得到更高的EMB。基本上，通过在光纤中心注入具有给定波长λ0的光脉冲、并且通过测量给定的光纤长度L之后的脉冲延迟，来获得DMD图形表示；具有给定波长λ0的光脉冲的引入发生径向偏移，从而覆盖多模光纤的纤芯整体。由此在不同的径向偏移值处重复个体测量，以提供被检查的多模光纤的模式色散的制图。然后，对这些DMD测量的结果进行后处理，以确定光纤的有效传递函数，根据该有效传递函数可以确定EMB的值。如今，所有多模光纤制造商在整个生产过程中仅在单个波长(对于OM4标准而言通常为850nm+/-1nm，对于OM3标准而言通常为+/-10nm)处进行DMD测量和EMB评估。随着新的多模光纤应用的出现，针对宽的操作窗口需要高的EMB，多模光纤制造商的主要关注之一是具有容易地评估针对宽波长范围的EMB的能力。使用上述经典测量过程(包括一系列DMD测量和EMB评估)来针对一定范围的波长(即在多个波长处)确定光纤的EMB，这将需要进行与关注波长范围内的波长数相等的次数的测量过程。在多个波长处进行不同的独立DMD和EMB测量以确定光纤的EMB，这很大程度上导致测量时间增加，从而导致测量并生产宽带多模光纤的成本增加。这种解决方案将非常需要实现各自发出不同波长的多个光源和多个相应的检测器，这代表着复杂和昂贵的操作。因此，仍然需要针对多个波长来评估宽带多模光纤的有效模式带宽方面的性能的简单且成本低廉的方法。专利技术目的在至少一个实施例中，本专利技术特别旨在克服现有技术的这些不同缺点。更特别地，本专利技术的至少一个实施例的目的在于提供用于评价多模光纤的针对宽波长范围的有效模式带宽的改善方法。本专利技术的至少一个实施例的另一目的在于提供容易实现并且降低宽带多模光纤的测量和制造成本的这种方法。本专利技术的至少一个实施例的又一目的在于提供不需要现场测量来估计多模光纤的针对宽波长范围的有效模式带宽的方法。
技术实现思路
本专利技术的特定实施例提出一种用于评价多模光纤的针对预定波长范围的有效模式带宽的方法，所述方法包括用于使用以单个波长对所述多模光纤所执行的色散模式延迟(DMD)的测量来获得实际DMD图的步骤，所述实际DMD图包括以从所述多模光纤的轴到径向偏移值roffset＝a的不同的径向偏移值roffset所记录的多个轨迹，其中，在所述多模光纤的轴处，roffset＝0，以及a是所述多模光纤的纤芯半径。这种评估方法还包括以下步骤：-从所述实际DMD图生成至少两个不同的修改DMD图，各修改DMD图是通过将绝对值随着所述径向偏移值roffset而增加的时间延迟Δt应用于记录轨迹来生成的，各修改DMD图与预定带宽阈值相关联；以及-对于各修改DMD图，*根据所述修改DMD图来计算所述多模光纤的第一有效模式带宽，以及*将所计算出的第一有效模式带宽与同所述修改DMD图相关联的预定带宽阈值进行比较。因此，根据比较步骤的结果，根据本专利技术的方法使得能够相对于给定的实际规格评价多模光纤的针对预定波长范围的实际有效模式带宽(“实际EMB”)。如果针对各修改DMD图所计算出的有效模式带宽高于与所述修改DMD图相关联的带宽阈值，则多模光纤被认为针对预定波长范围潜在地呈现令人满意的实际EMB。在这种情况下，可以预先选择多模光纤以进行现场EMB测量。在相反的情况下，多模光纤被认为没有针对预定波长范围呈现出令人满意的实际EMB，然后可以被拒绝该多模光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于评价多模光纤的针对预定波长范围的有效模式带宽即EMB的方法，所述方法包括用于使用以单个波长λ0对所述多模光纤所执行的色散模式延迟即DMD的测量来获得实际DMD图的步骤(30)，所述实际DMD图包括以从所述多模光纤的轴到径向偏移值roffset＝a的不同的径向偏移值roffset所记录的多个轨迹，其中，在所述多模光纤的轴处，径向偏移值roffset＝0，以及a是所述多模光纤的纤芯半径，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：‑从所述实际DMD图生成(32)至少两个不同的修改DMD图，各修改DMD图是通过将绝对值随着所述径向偏移值roffset而增加的时间延迟Δt应用于记录轨迹来生成的，各修改DMD图与预定带宽阈值(S1；S2)相关联；以及‑对于各修改DMD图，*根据所述修改DMD图来计算(33)所述多模光纤的第一有效模式带宽(EMBc1；EMBc2)，以及*将所计算出的第一有效模式带宽(EMBc1；EMBc2)与同所述修改DMD图相关联的预定带宽阈值(S1；S2)进行比较(34)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于评价多模光纤的针对预定波长范围的有效模式带宽即EMB的方法，所述方法包括用于使用以单个波长λ0对所述多模光纤所执行的色散模式延迟即DMD的测量来获得实际DMD图的步骤(30)，所述实际DMD图包括以从所述多模光纤的轴到径向偏移值roffset＝a的不同的径向偏移值roffset所记录的多个轨迹，其中，在所述多模光纤的轴处，径向偏移值roffset＝0，以及a是所述多模光纤的纤芯半径，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：-从所述实际DMD图生成(32)至少两个不同的修改DMD图，各修改DMD图是通过将绝对值随着所述径向偏移值roffset而增加的时间延迟Δt应用于记录轨迹来生成的，各修改DMD图与预定带宽阈值(S1；S2)相关联；以及-对于各修改DMD图，*根据所述修改DMD图来计算(33)所述多模光纤的第一有效模式带宽(EMBc1；EMBc2)，以及*将所计算出的第一有效模式带宽(EMBc1；EMBc2)与同所述修改DMD图相关联的预定带宽阈值(S1；S2)进行比较(34)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过应用满足以下等式的时间延迟Δt来生成各修改DMD图：Δt(roffset)=Φ·L·roffseta]]>其中：Φ是表示与所述预定带宽阈值相关联的波长偏移相对径向延迟的非零整数；L是所述多模光纤的长度；a是所述多模光纤的纤芯半径；roffset是从所述多模光纤的轴到roffset＝a的径向偏移值，其中，在所述多模光纤的轴处，roffset＝0，以及在DMD测量期间在roffset处入射所述单个波长的光脉冲。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，基于以下内容，根据所述实际DMD图分别生成第一修改DMD图和第二修改DMD图：-第一波长偏移相对径向延迟(Φ1)，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·莫林，P·斯拉德，M·比戈，
申请(专利权)人：德拉克通信科技公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL