JJF1428-2013光纤偏振模色散测试仪校准规范.pdf

ZTZZ 中华人民共和国国家计量技术规范JJF 1428-2013 光纤偏振模色散测试仪校准规范Calibration Specification of Fiber Polarization Mode Dispersion Testers 2013-09-02发布2013-12-02实施, 国家质量监督检验检瘟总局发布JJF 1428-2013 光纤偏振模色散测试仪校准规范Calibration Specification of Fiber Polarization Mode Dispersion Teslers 归口单位z全国光学计量技术委员会主要起草单位.国家通信计量站中国计量科学研究院fdo呵。一白白白。由、1 1 JJF M28-2013i k o o.e-o-o-o-o-o-o-o-o-o-J 参加起草单位z中国电子科技集团公司第四十一研究所本规范委托全国光学计量技术委员会负责解释JJF 1428-2013 本规范主要起草人=张颖艳(国家通信计量站)岳膏(国家通信计量站)徐楠(中国计量科学研究院)参加起草人.王恒飞(中国电子科技集团公司第四十一研究所)傅栋博(罔家通信计量站)JJF 1428-2013 目录引言u. . (n) 1 范围. (1) 2 引用文件 E . (1) 3 术语和定义. (1) 3. 1 偏振摸色散. -. . (1) 3.2 主偏振态-. (1) 3.3 差分群时延. . ( 3.4偏振模色散系数. . . (1) 4 概述 (1) 4.1 斯托克斯参数测定法。PE)原理.(1) 4.2 干涉法ONTY)原理 . (2) 4.3 固定分析法(FAl原理. . . (2) 5 计量特性- . . . . . .-. (3) 5. 1 偏振模色散示值误差u . (3) 5. 2 偏振模色散测量重复性. (3) 5. 3 动态范围 . .,. (3) 6 校准条件-. . . . (3) 6. 1 环绩条件. . . . (3) 6. 2 校准用设备. . . (3) 7 校准项目和校准方法 . (4) 7.1 校准前外观及工作正常性检查 . (川7.2校准项目 . . (4) 7.3 校准方法 . (川7.4 偏振摸色散示值和测量重复性. . (4) 7.5 动态范围. . (5) E 校准结果表达. . (盯9 校准结果的不确定度评定.(6) 10 复校时间间隔. . (6) 附录A校准原始记录格式 . (7) 附录B校准证书内页格式. . .什)附录C光纤偏振摸色散测试仪不确定度评定实例. (10) I JJF 1428-2013 51 言JJF 1071 国家计量校准规范编写规则、JJF1001 通用计量术语及定义上JJF 1059. 1 测量不确定度评定与表示共同构成本规范制定工作的基础性系列规范。本规范等同采用GB/T18900-2002 单模光纤偏振模色散的试验为法中的缩略语、术语和定义及斯托克斯参数测定法(SPE)原理、干涉法(lNTY)原理、固定分析法(FA)原理的描述。本规范为首次制定。E JJF 1428-2013 光纤偏振模色散测试仪校准规范1 范围本规范适用于光纤偏振模色散测试仪的校准。2 51用文件本规范引用了下列文件:GBjT 18900-2002 单摸光纤偏振模色散的试验方法凡是注日期的引用文件，仅注目期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单适用于本规范。3 术语和定义以下术语和定义适用于本规范。3. 1 偏振模色散polarzation mode dispersion (PMD) 在单模光纤传输中，光波的基模含有两个E交的偏振摸.两个正交偏振模在光纤中传输时，群速度不同而导致的光脉冲展宽。注PMD在盘字1在统中;，起脉冲展宜，在模拟革玩中引起信号失真.偏振模色散的大小可用差企群居才旦(DGD)来表缸，单位为p.在本规击中偏握模色散示值均以DGD表示。3. 2 主偏振态prncipal state of polarization (PSP) 对于在给定时间和光颜上应用的单模光纤中，总存在着两个的正交偏振态称为主偏振态。注z如果当一堆单色光但盘励一个PSP时，不告直生由于PMD引起的脉冲且直;当一准单色光均匀iII助这两个PSP时，将皮生PMD引起的最大脉冲且直.光纤输出的PSP是两个正史偏握.当输入光挂频率稍瞰变化时，输出偏振井不改变，相应的输入正主偏振是输入主偏握串.3. 3 差分群时延differential grop de!ay (DGD) 两个PSP之间群时延的时间差，一般用ps为单位.3.4 偏振模色散系数polarzation mode dispersion coefficier吭(PMD，)两个正交的偏振模在单位长度中传输的时间差，用PMD.表示，其单位为ps!/丽。4 概述光纤偏振模色散测试仪主要用于光纤、光缆、光器件生产、工程设计、系统验收和运营维护等的PMD测试.目前，商用偏振模色散测试仪的测量原理主要有斯托克斯参数测定法(SPE)、干涉法(lNTY)和固定分析法(FA)，可直接测量偏振模色散(PMD)。偏振模色散系数则通过仪表内部的计算公式直接得到.4.1 斯托克斯参数测定法(SPE)原理1 JJF 1428-2013 斯托克斯参数测定法(SPE)是测量单模光纤偏振模色散的基准试验方法。测试原理如图l所示。在某波长范围内，以定的波长间隔测量输出偏振态。OP)随波长的变化，该变化可以采用琼斯矩阵本征分析(JME)或邦加球(PS)上SOP矢量的旋转来表征，通过分析和计算从而得到偏振摸色散的测量结果.年己镜透AU黯节啤阿振偏被测光纤i! 0 4.2 干涉法干涉法光缆测试中现场光纤7曾在自80) nm。+ 十条纹P.(r) P，() 图2干草房分析法原理图4.3 固定分析法(FAl原理固定分析法卫称波长扫描法，是测量单模光纤PMD的第三替代试验方法.测试原理如图3所示.当输入光偏振方向保持固定而波长变化时，输出光场主偏振态(PSP)方向也会发生变化，通过固定分析器(即检偏器)将偏振态(SO的随波长的变化转化为具有峰谷起伏的输出功率随波长的变化，根据输出功率谱与群时延差的关系就可确定偏振模色散(PMD)。该方法可在测量波长范围内得到个单次测量的平均值。2 JJF 1428-2013 院FL卡!xQ x时写副| 豁口光纤触回黑暗阳光纤接头UI一一一-一一起睛黯植偏椿图3果用宽谱光源固定分!Ii偏振模色散测量装置5 计量特性5. 1 偏振模色散示值误差最大允许误差.土(0.04+2. O%XPMD测量值)ps. 5. 2 偏振模色散测量重复性测量重复性z运0.03ps. 5. 3 动态范围动态范围z注30dB. 在(;(上指标不是用于合格性判定，仅供参考.6 校准条件6. 1 环境条件6. l. 1 环境温度(23+2)C.6. l. 2校准期间内温度变化如果被校PMD测试仪是斯托克斯参数测定法实现的，校推期间温度变化应控制在+0.5c范围内。6. l. 3 相对湿度85%。6. l. 4 电源电压(220士11)V;频率(50:t10)Hz. 6. l. 5 工作平台平稳、抗振动。6. l. 6 实验室元剧烈振动和影响测量结果的电磁干扰。6.2 校准用设备校准用设备应经有效的量值溯源。6.2. 1 固定点PMD模拟器a)波长点1310 nm. 1 550 nm; b)参考值(1-10)ps; c)扩展不确定度性2);(0.012ps+PMD值X2%)ps; d)偏振相关损挺PMD)、被校仪表测量重复性CLl)、被校仪表测量分辨力(d)，测量模型改写为.PMD=PMD，+Ll十dc.z 不确定度来源根据测量模型，偏振模色散示值校准的不确定度有以下来源=a) PMD模拟器引人的不确定度Uj b)被校仪表显示分辨力引人的不确定度U2; )被校仪表测量重复性引人的不确定度问。巳3标准不确定度评定a) PMD模拟器引人的不确定度u，为B类评定.由PMD模拟器的校准证书可知，偏振模色散值的不确定度为向=O.21ps.置信概率为95%.包肯因于是=2.有二21PS u, =旦z旦二工= 0.11 p A是b)被校仪表显示分辨力引人的不确定度的，为E类评定。被校显示分辨力为x=O.OOlpSo az等于被测仪器分辨力一半，为均匀分布，是=/3，则10 Uz =az/=0.0003 ps )被校仪表测量重复性引人的不确定度u由n次测试获得，为A类评定。在1550 nm波长进行10次PMD测试，测试数据如表C.1所示。JJF 1428-2013 袋C.l测试融据测量次数偏振模色散/P1 10. 384 2 10.383 3 10. 382 4 10.382 5 10. 387 6 10.386 7 10. 382 8 10. 382 9 10.387 10 10.383 PMD 10.381 P D M DA 勺白川ln -m (PMD，一丽动2Us = n(n-l) =0.001 ps C.4 合成标准不确定度不确定度分量汇且见表C.2. 量C.2不确定度卦量汇且毫2 U, 不确定度来源a, 分布k, UA U, 1 PMD模拟器的偏振模色散值正态分布2 O. 11 ps u, 的不确定度a, 2 u, 显刀可分辨力a, 均匀J3 0.000 3 ps 3 u, 测量重量性a 0.001 ps 合成标准不确定度为Uc =品产平巧丰u=.11画+O. 000 3十0丽12ps句O.11 ps C.5 扩展不确定度由u=缸取95%置信度，是=2.则U=2 X U, =0. 22 ps 偏振模色散测量结果10.38冉的扩展不确定度为zU =0.22 ps(是=2)11 问FON-N可F问中华人民共和国国家计量技术规范光纤偏摄模色散测试仪校准规范J1F 1428-2013 国家质量监督检验检疫息局发布 中国质检出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号口00013)北京市回城区三旦河北街16号(10004日网址总