使用I-PMD进行无扰在线PMD测量

产生两个信号PRF-TE和PRF-TM，它们在LO激光频率?大约为几百MHz的带宽内与两个正交偏振态的光功率成正比。这两个信号在本地振荡器频率在被测信号的频谱范围内调整的过程中被记录下来。测试在偏振变换器的各种设置下重复进行。

为了测量给定信号中的等效DGD，我们选择频率扫描时出于以下考虑：在信号频谱的中心，P(RF-TE)=P(RF-TM)；δP(RF-TM)/δν(和δ(RF-TE)/δν)为最大值。在这些条件下可直接计算DGDeff。用PLO表示LO的功率，θ(ν)表示变换的输入偏振态与斯托克斯空间内TE态之间的夹角，P Signal (ν)表示频率为?时信号的功率，我们得出

并且DGDeff在信号中心频率处与θ(ν)相对于θ(ν)的导数成正比，即

比特率和调制格式的独立性分析

基于相干检测技术的在线PMD分析仪提供足够的频谱分辨率，以分析比特率为2.5~40Gb/s的任意调制信号的频率相关偏振变化(见图6)。

图6：对使用不同调制格式的不同比特率信号进行在线PMD测量的示例。

测量设置与程序

称为I-PMD的测试方案安装于T-BERD/MTS 8000V2主机上。

测试设置(见图7)与相关程序非常简单。需要技术人员定义(或在检测到的通道内选择)用于测试的DWDM波长，然后按开始键。步骤为：将仪器连接到光纤链路末端的宽带分光器(分析不会中断或影响在线的真实数据流量)；选择列入PMD测量的DWDM通道(可混合不同比特率和/或调制格式；若尚不清楚精确的频率，可使用自动通道检测)；开始短期或长期测量分析(该装置可在任何地点远程接入和控制)。

图7：T-BERD/MTS-8000V2的I-PMD模块连接到ROADM网络的分光处。

现场试验测试结果

我们对一段414km长、在C波段内不同频率上承载19个常规10-Gb/s NRZ-OOK信号的长途传输链路进行了现场试验(见表)。

表：DWDM通道规划和相关测量。

所有信号均穿过相同光纤段。在本研究中，PMD分析仪连接到链路末端的监测器分光器上(见图8)，其信号功率在-27.3与-24.6dBm之间。信号的光信噪比介于17~18dB。

在191个小时的测量时间内，仪器对19个WDM信号的DGDeff自动测量1680次，得到31920个样本，其DGDeff均值为14.8 ps。连续测量的时间间隔为5~30分钟。

图9所示为31920个DGDeff测量的统计分布，与=14.8ps时预计的瑞利概率密度函数极为相近。

图9：现场试验中测量到的31920个DGDeff值的统计分布。

因此，我们估计光纤链路中的DGD均值大约为18.84ps，与之前对同一链路进行的端到端PMD测量极为相符，分别为18.56和18.57ps.

图10所示为在测量时间内频域平均的Δτ eff值的变化，即ν(t)，其与各个频率的时域平均t(ν)的变化幅度大致相同，因此表明光纤链路中的PMD波动确实很大。左图所示为作为测量时间函数的频域平均值，右图为19个WDW通道内的时域平均数据。左图中的频域平均样本的标准偏差为平均值的10.4%，右图中的时域平均样本的标准偏差为13.8%。然而图9也说明在19个WDM信号内只测量DGDeff一次不足以以大于20%的精度估计。

图10：现场试验测量到的Δτeff(ν,t)数据的时域和频域平均值。

"非干扰的在线PMD测量技术是一项面向服务提供商、验证高速ROADM DWDM网络并排除故障的独特技术。在业务升级的规划过程中(例如10G升级到40G)，PMD是一项需要测试的关键参数。这项测试在ROADMS网络中更具挑战性。这时信号被路由到多个不同方向，因而将网络关断进行测试会遇到极大的困难。因此，所有测试均应在不关断网络或不重新路由的前提下来完成，从而确保网络设施的优化并准备好用于更高比特率的系统。"JDSU的Gregory Lietaert如此说到。

本文小结

JDSU开发出了独特的无干扰在线测试技术来监测调制信号的等效DGD。它与传统的断业务式技术相比，具备类似的DGD均值评估精度。I-PMD仪器基于相干检测，具备足够的灵敏度以测量由任何网络接入点的宽带监控端口分光所得的单个通道信号。该仪器设计用于便携式现场测试，并已证明符合现场在线PMD测量与监测要求。