呈现高偏振模色散之光纤的识别方法技术

提供了用于识别呈现高偏振模色散（ＰＭＤ）之光纤的方法。识别方法利用由光时域反射计（ＯＴＤＲ）测量获得的差分迹线。发现差分迹线中存在周期性图形，表示光纤具有高ＰＭＤ。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤，尤其涉及呈现高偏振模色散(PMD)之光纤的识别方法。
技术介绍
PMD是设计目前技术水平下光纤传输系统的重要因素。一个数字脉冲在网络中传播足够长的距离后，它会在时域中扩散，并且变得不能与附近的脉冲相区别，这时光纤系统中的PMD效应很明显的。PMD引起的脉冲扩散会将误差引入数据传播，从而有效地限制脉冲的传播速率，或者串接光纤媒体的最长距离。因此，光纤制造商感兴趣的是提供PMD较小的光纤，尤其是把高数据率、远距离传输系统定为目标的产品。不幸的是，直接测量PMD化费很大。因此，需要一种易于使用，对PMD较高的光纤进行间接识别的方法，由于这种方法可以为PMD较低的光纤降低测量(质量控制)成本，以致于降低总的造价，所以对工业很有价值。已使用光时域反射计(OTDR)测量光纤的各种性能。OTDR的工作方式是沿光纤发送短脉冲激光，并且观察向光源散射回来的小部分光。典型的脉宽范围是从0.5米(5纳秒)到2000米(20微秒)。实践中，测试光纤通过一根相对较短的光纤(例如，1公里长的光纤)与OTDR相连，在本领域中将所述相对较短的光纤称为“尾纤”。尾纤可以缩小光纤起点处的盲区(非线性区)，OTDR在盲区中不能提供可靠的信息。为了进一步改善性能，可以在尾纤和光纤之间的连接处使用折射率匹配油。附图说明图1示出了典型的OTDR迹线(trace)，图中y轴表示返回功率，以dB为单位，x轴表示沿光纤的距离。迹线上的各种特征是用标号1至9来识别的，其中标号1表示在OTDR和尾纤之间接点处发生的反射，标号2表示从尾纤获得的迹线，标号3表示尾纤的最后一点以及测试光纤的第一点，标号4表示由尾纤和测试光纤之间的接点产生的反射和相关的盲区，标号5表示靠近盲区末端之后的第一点，在该点(“光纤起点”)可以可靠地检查迹线信息，标号6表示光纤起点与光纤自然终点(光纤终点)之间的光纤迹线，标号7表示光纤终点，标号8表示在光纤终点处产生的反射，以及标号9表示OTDR迹线的固有噪声级。文献中已出现一些关于OTDR迹线中存在周期性图形的报告。因此，“光子动力学”的作者Casey Shaar在1995年1月24日举办的TIA6.6.5标准会议上提交了一份题为“光纤颠簸效应”的报告。该报告描述了OTDR迹线中存在波纹状的图形。波纹被认为是由偏振效应或OTDR光源光谱引起的。该报告所述的波纹与本专利技术的不同，因为其中波纹的周期比本专利技术周期性图形的周期小得多(例如，200-300米对2-3千米)；随波长的变化(例如，从1310纳米到1550纳米)，波纹有更大的可变性；并且当从光纤不同端观察时，波纹变化明显。另外，此参考文献中的波纹在原始OTDR迹线中有某一“特征”(循环周期、幅值、形状)，而在模场直径(MFD)迹线中有不同的特征(波纹可以相长地或相消地相加)。相反，本专利技术原始OTDR迹线中的循环在MFD迹线中同相合并，增加了循环的振幅，但循环周期和形状不变。授予Garnham的美国专利第5,518,516号描述了OTDR迹线中波纹，该波纹被认为是由预制棒安装过程中引入的螺旋脊造成的。该专利描述了一种据说可以消除这种波纹的预制棒制备过程。Garnham描述的波纹一般在整个毛坯上延伸，而作为本专利技术主题的波纹一般在毛坯的不同部分开始和结束。实际上，已发现Garnham描述的波纹类型与高PMD无关。关于本专利技术，重要的是注意“光子动力学”论文和Garnham专利都未建议可以用OTDR或MRD迹线中的波纹识别呈现高PMD的光纤。
技术实现思路
鉴于上述内容，本专利技术的目的是提供一种用于识别呈现高PMD之光纤的改进型方法。尤其是，本专利技术的目的是提供一种易于使用、对这类光纤的间接识别方法。为了达到这些和其它目的，本专利技术提供了一种用于检测光纤中高偏振模色散的方法，该方法包括以下步骤 a)用光时域反射计(OTDR)对光纤第一端施加光；b)检测从光纤反射回OTDR的光，并且产生第一组值，第一组值包括被检测反射光的振幅，它是沿光纤长度距光纤第一端之距离的函数；c)用OTDR对光纤第二端施加光(这里的OTDR可以与步骤(a)使用的OTDR相同或不同)；d)检测从光纤反射回OTDR的光，并且产生第二组值，第二组值包括被检测反射光的振幅，它是沿光纤长度距光纤第二端之距离的函数；e)由第一和第二组值形成第三组值，第三组值表示光纤模场直径沿其长度的变化；和f)检测至少具有一个预定特征的周期性图形，它是第三组值中沿光纤长度的距离的函数，出现周期性图形表示PMD程度较高。附图概述图1示出了由OTDR产生的典型的背向散射迹线。图2和3是差分迹线，分别表示具有低PMD和高PMD的光纤。图4示出了对具有高PMD之光纤的差分迹线的周期特性进行量化的过程。图4D和4E中的实线分别表示ytj值，图4D中的虚线表示ymj值，而图4E中的虚线表示prevj值，所有这些量在下文中定义。上述附图包含在说明书中，并构成说明书的一部分，它们显示了本专利技术的较佳实施例，并且与文字描述一起解释专利技术原理。当然应该理解，附图和文字描述对专利技术都只是说明性的，而非限制性的。较佳实施例的描述以下是应用于本专利技术较佳实施例的术语和一般过程(1)背向散射迹线背向功率对数曲线，其中背向功率是OTDR从光纤的一端测量得到的。这是一条通常可以观察到的曲线。可以将上述第一和第二组值画成背向散射迹线。(2)褐色端/绿色端(Brown end/Green end)进行OTDR单向测量的特定端。绿色端/褐色端对应于上述以及权利要求书中的第一端/第二端。(3)双向反转将从褐色端测量得到的观察进行位置和数值反转，以便与从绿色端得到的观察对准。位置反转要求识别现行光纤的起点和终点，消除尾纤和终点反射，并且对褐色端观察加一偏移值。用尾纤接合处以及光纤终点处的反射进行终点识别。用具有反射型不连续性的光纤校正OTDR迹线。在获得用来识别高PMD光纤的第三组值时，进行双向反转。(4)差分迹线在褐色端迹线已被双向反转后，褐色端迹线和绿色端迹线之间的差。如果只在方向上反转褐色端迹线，数值上不反转，那么仅仅通过增加褐色端迹线和绿色端迹线就可以获得差分迹线。差分迹线构成第三组值的较佳形式。(5)MFD变化曲线如果需要，可以用以下等式将差分迹线转换成MFD变化曲线MFD(x)＝MFD(0)·10(y(x)/20)其中x是沿光纤的距离，MFD(0)是模场直径在光纤终点(x＝0)处的测量值，而y(x)是差分迹线。如果需要，可以将MFD变化曲线用作第三组值。根据本专利技术，已发现具有高PMD的光纤在其差分迹线中呈现周期性图形。图2和3示出了该效果，其中图2示出了五根具有低PMD之光纤的差分迹线，而图3示出了五根具有高PMD的光纤。比较这些示图可以清楚地发现PMD较高的光纤具有周期性图形。最好根据图4所示的过程对周期性图形进行量化，具体地说，即确定周期性图形的周期。图4A示出了最初的原始数据，具体地说，它是由OTDR测量获得的差分迹线。该图中的原始数据包括1238个差分迹线值(0…最后)，沿光纤长度，数据点之间的间隔(δ)对应于0.0102千米。作为量化过程的第一步，例如最好用9抽头矩形波串滤波器对原始数据进行平滑，以便降低噪声。图4B示出了对图4A迹线应用这种滤波器后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测光纤中高偏振模色散的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：ａ）用光时域反射计（ＯＴＤＲ）对光纤第一端施加光；ｂ）检测从光纤反射回ＯＴＤＲ的光，并且产生第一组值，所述第一组值包括被检测反射光的振幅，它是沿光纤长度距光纤第 一端之距离的函数；ｃ）用ＯＴＤＲ对光纤第二端施加光；ｄ）检测从光纤反射回ＯＴＤＲ的光，并且产生第二组值，所述第二组值包括被检测反射光的振幅，它是沿光纤长度距光纤第二端之距离的函数；ｅ）由第一和第二组值形成第三组值，所述第三组值表 示光纤模场直径沿其长度的变化；和ｆ）检测至少具有一个预定特征的周期性图形，它是所述第三组值中沿光纤长度的距离的函数，出现所述周期性图形表示ＰＭＤ程度较高。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：LL哈斯金斯，AL范德沃特，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]