10.3.3. Поляризация режимінің дисперсиясын өлшеу

Жарық - көлденең электромагниттік толқындар. Вибрация бағыты Дәнекерліктегі талшықтағы электр өрісінің векторлары оптикалық осіне перпендикуляр жазықтықтағы кез келген болуы мүмкін. Сондықтан бір қалыпты талшықтағы іргелі режим екі ортогоналды поляризацияланған компоненттерден тұрады, яғни екі ортогоналды поляризацияланған режимді қамтиды. Оптикалық-идеалды симметриялы дөңгелек ядросы бар талшықтарда, сондай-ақ көлемді изотропты ортада қабықтың екі поляризациялау режимі бірдей жылдамдықта таралады.

Талшықты немесе раковинаның ядросының мінсіз айналмалы симметриядан шағын ауытқуы, сондай-ақ механикалық кернеулердің пайда болуы жұптықтың пайда болуына әкеледі. Мінсіз дөңгелек симметрияның бұзылуы әрдайым нақты талшықтарда кездеседі, сондықтан ортақ поляризацияланған жарық импульстарының компоненттері (поляризация режимдері) сәл өзгеше жылдамдықпен таралады. Егер кіріс импульсы поляризацияның екі компонентін де қозғаса, онда ол талшықты шығу кезінде кеңейтіледі, себебі ортогоналды поляризацияланған компоненттер бір-біріне ауысады. Бөлу режимдері, дәлірек (MS жылы) бір-біріне қатысты олардың кідіріс, талшықты шығыс поляризация режимі дисперсия (ФМБ) деп аталады. PMD хроматические дисперсия әсерін барынша азайту үшін ақпарат беру және компенсаторлар ауқымын арттыру үшін күшейткiштердi пайдалана отырып, әсіресе, жоғары жылдамдықтағы ойнату маңызды болып табылады. Импульстік кеңейту импульстік поляризация екі құрамдас арасындағы уақыт кідіріс бағалануы мүмкін. талшықты ұзындығы арақатынасымен анықталады кезде

, (10.3.14)

егер   и   - Ортогоналды полярлық режимдердің топтық таралу жылдамдығы.

Бұл мән PMD өлшем бірлігі (қысқа мультимоды талшықтағы интермоодтық дисперсияға ұқсас). Кәдімгі телекоммуникациялық талшықтардағы PMD мәнін бағалау үшін өрнекті (10.3.14) тікелей пайдалану мүмкін емес. Байланыс жүйелерінде пайдаланылатын талшықтағы анизотропияның кездейсоқ сипатына байланысты оларда оқшауланған поляризация күйлері жоқ. Шындығында, PMD бүкіл талшықтың бойындағы кездейсоқ наразылықтарды орташалаудан кейін алынған түбір-орташа-квадраттық мәнмен сипатталады. ОБ-дағы жарық импульстерінің орта-квадраттық кеңеюі үшін бұл орташа мәннің нәтижесінде біз формуланы

, (10.3.15)

егер   - это параметр ПМД с типичными значениями, находящимися в диапазоне  =(0,1÷1)пс/ .

Өндірістік оптикалық кабельдерде PMD коэффициенті жалпы алғанда 100 км-ге 40 ГГц шекарасын белгілейтін 0,5 ps / km1 / 2 аспайды. Бірнеше жыл бұрын орнатылған кабельдер, «жалпақ» қабықшамен жасалынған талшықтарды көбінесе жоғары бит жылдамдықтарына көшуді қиындататын PMD коэффициентіне ие. PMD параметрін анықтаудың екі әдісі бар: олар орташа дифференциалдық топ кешігуімен және уақыт интервалдарының стандартты ауытқуымен сәйкесінше PMD өлшеуден тұратын уақыт пен толқындық (жиілік) әдістер.

Бірінші әдіс поляризация өлшеу арқылы төтенше нүктелерін табу негізінде және Пуанкаре саласындағы негізгі мемлекет ось айналасында айналу жылдамдығы шығыс поляризация мемлекеттің толқын ұзындығы аралығы үшін толқын ұзындығы ретінде жіктелу өзгерістер, өз Джонс матрицалық талдау шығыс мемлекеттің эволюциясы талдау айқындайды.

Екінші әдіс кезінде интерферометрические өлшем Фурье түрлендіру негізделген және төмен когерентті интерферометр өлшеу құрылғысын орналастыру арқылы алынған интерферограммы негізделген кідіріс уақытын айқындайды.

Сондай-ақ, фазалық ығысу және импульс кідірісі арқылы PMD өлшеу әдістері белгілі, онда сәйкесінше қарқындылық модуляциясындағы сигналдың фазасының өлшеулеріне және поляризацияның екі іргелі күйлерінің импульстері арасындағы уақыт аралығына негізделген. Жиілік диапазонының қисық сызығын реттеу әдісі қисықты анықтау үшін талшықтың микротолқынды амплитудалық модуляциясына түзетілген математикалық модельді пайдалануға негізделген.

PMD толқындарын өлшеу әдістері. Олар толқын ұзындығын сканерлеу арқылы PMD өлшеу әдістерін және толқынды әдістерге жататын Jones матрицасын қамтиды, себебі олар жарық сәулесінің ену ұзындығы ретінде сыналатын құрылғының шығуындағы поляризация жағдайының өзгеруінен ақпаратты алуға мүмкіндік береді. Толқындардың сканерлеу әдісінде дифференциалдық топтық кідірістің орташа мәні талдағыш шығысындағы максималды және минималды қуат мәндерінің санына қарай статистикалық түрде анықталады, өйткені толқын ұзындығы сканерленеді.

Толқындардың санын сканерлеу барысында экстремалды мәндерді есептеу әдісімен талдау.

Сканерлеу кезіндегі диапазондағы толқын ұзындығының экстремалды мәндерін есептеу кезінде сыналатын құрылғының дифференциалдық топтық кешігуінің орташа мәні [14]

, (10.3.16)

Егер аралықтың бастапқы және соңғы толқын ұзындығы бірінші және соңғы экстремумдардың толқын ұзындығымен ауыстырылса, соңғы нүктелердің толқын ұзындығының өзгерісі бір-бірімен азаяды. Нәтижелерді алу үшін жеткілікті үлкен экстремалдыларға қарамастан, көптеген пайдаланушылар талдау кезінде толқын ұзындығын анықтауды қалайды, сондықтан бастапқы және соңғы толқын ұзындығын азайту немесе азайту бағыты өзгеру мүмкіндігін бағалауға болады. экстремум санының өзгеруі.

Егер сынақтағы құрылғы режимнің қосылымын көрсетпесе, біріктіру коэффициентіне () бірдей деп есептеледі және талдау бірінші және соңғы экстремумдарға негізделеді.

Мұнда оптикалық көздің қуатын толқын ұзындығына немесе сынақ талшығының енуінен жоғалтуына байланысты, әдетте анықтамалық өлшеуді қажет ететін жалған және ең аз мәндерді атап өту керек.

PMD өлшеулерін толқын ұзындығының сканерлеу әдісімен жасалатын толқын ұзындығының диапазоны экстремумның статистикалық маңызды саны үшін жеткілікті үлкен болуы керек. Режим байланыссыз оптикалық компоненттер үшін базалық өлшем бір амплитудалық вариациялық циклды немесе тіпті бір максималды және ең төменгі жұп жұпты қамтуы мүмкін.

Бір реттік талшықты өлшеу кезінде дәлдік цикл санымен көбейтіледі, бірақ 20-дан астам циклды пайдаланбайды және кіріс жарық толқынының поляризациясына байланысты PMD өлшеу нәтижелеріндегі кейбір өзгерістер болуы мүмкін. Бұған жол берілмейді, бірақ дәлірек мәнді өлшеуді кіріс және шығыс поляризаторларының әртүрлі бағыттарымен немесе өлшеу қондырғысының кіріс және шығыс пигменттерінің басқа орналасуымен қайталау арқылы алуға болады.

Оптикалық компоненттер болған жағдайда, экстремум саны әдетте поляризатордың бағдарына тұрақты, бірақ оны екі поляризация режимі арасында жақсы қарым-қатынас алу үшін реттеу қажет болуы мүмкін.