測量針對MMF或FMF的差分模式延遲的時間延遲的方法技術

本發明專利技術涉及一種用于針對至少兩個不同波長來測量針對多模光纖或少模光纖的差分模式延遲的時間延遲的方法，其中，針對各波長的時間延遲是在單模光纖平移至下一徑向偏移之前所測量的。

Method for measuring time delay of differential mode delay for MMF or FMF

The invention relates to a method for at least two different wavelength measurement for multimode fiber or few mode fiber differential mode delay time delay, time delay for each wavelength is measured before single-mode fiber translational radial to the next shift.

【技術實現步驟摘要】
測量針對MMF或FMF的差分模式延遲的時間延遲的方法
本專利技術涉及光纖傳輸領域，更具體地，涉及多模光纖(MMF)和/或少模光纖(FMF)的領域。更具體地，本專利技術涉及一種在測量配置中針對至少兩個不同波長測量針對多模光纖(MMF)或少模光纖(FMF)的差分模式延遲(DMD)的時間延遲的方法。本專利技術特別地但不僅僅適用于OM2、OM3和OM4多模光纖。如OM4多模光纖那樣的寬帶多模光纖被理解為具有相對可操作的波長范圍的多模光纖，特別地但不僅僅包括850nm～950nm之間的波長范圍。
技術介紹
多模光纖與通常使用橫向多模的垂直腔表面發射激光器(更簡單地稱為VCSEL)的高速源一起成功地用在高速數據網絡中。然而，由于如下事實，多模光纖受到模間色散的影響：對于特定波長，多個光學模式沿著光纖同時傳播，其中這些模式攜載相同的信息，但是以不同的傳播速度行進。以差分模式延遲(DMD)的形式來表示模式色散，其中DMD是穿過多模光纖的最快模式和最慢模式之間的脈沖延遲差的度量。為了使模式色散最小化，數據通信中使用的多模光纖通常包括如下纖芯，其中該纖芯呈現從光纖的中心到與包層的結合處逐漸減小的折射率。在光信號在具有漸變折射率的纖芯中傳播的情況下，不同的模式經歷不同的傳播介質，這些傳播介質對模式的傳播速度的影響不同。理論上可以獲得對于所有模式而言實質相等的群速度，因而獲得對于特定波長而言有所減小的模間色散。通過VCSEL技術實現的高速多模光纖(諸如OM4光纖(該OM4光纖是由國際標準化組織在發布于2015年11月19日的文獻IEC60793-2-10Ed.5中標準化的光纖類型A1a.3的激光優化的高帶寬50μm的多模光纖)等)已被證明是高數據速率通信所用的首選介質，該介質提供可靠且成本低廉的10至100Gbps的解決方案。寬帶(WB)多模光纖與更長波長的VCSEL的組合用于粗波分復用(CWDM)是值得考慮的選項，以滿足需求在將來的增加。然而，迄今為止僅針對窄的波長范圍(通常為850nm+/-10nm)實現了例如OM4光纖的模式帶寬。針對更寬的波長范圍滿足OM4性能要求的寬帶(WB)多模光纖的可行性是要克服下一代多模系統的挑戰。多模光纖性能通常由給定波長處的有效模式帶寬EMB評估來定義。例如，OM4光纖在850nm+/-1nm的波長處應該呈現高于4700MHZ-km的EMB。這種高EMB值的實現需要極其精確地控制多模光纖的折射率分布。到目前為止，傳統的制造工藝不能保證如此高的EMB，并且特別是在預期高EMB(通常大于2000MHz-km)的情況下(這意味著光纖折射率分布接近最佳分布)，通常難以從芯桿或芯棒的折射率分布測量來精確地預測EMB值。實際上，EMB是直接針對光纖來評估的。少模光纖通常由差分模式群延遲DMGD來定義。DMGD大多是在1550nm的波長處使用DMD技術所測量的。在少模光纖同樣用在寬帶應用中之后，將來還可能關注其它波長。通過由模式色散引起的延遲(已知為“差分模式延遲”的縮寫DMD)的測量來評估有效模式帶寬EMB。該測量涉及記錄多模光纖或少模光纖對于徑向掃描纖芯的單模發射的脈沖響應。該測量提供DMD圖，然后對該DMD圖進行后處理，以評估光纖可以實現的最小EMB。DMD測量過程已經是標準化的主題并且由國際標準化組織在發表于2006年6月26日的文獻IEC60793-1-49Ed2.0中進行了規定。DMD度量(也稱為DMD值)以皮秒/米(ps/m)為單位表示。該測量考慮到通過光纖長度歸一化的偏移發射的集合，來評估最快脈沖和最慢脈沖之間的延遲。該測量基本上評估模式色散。低DMD值，即如DMD所測量到的低模式色散通常得到更高的EMB。DMD測量過程涉及：測量在利用關注波長處為單模的光纖來發射脈沖或脈沖序列的情況下的光纖響應。多模光纖或少模光纖(即被測光纖FUT)中的激發模式依賴于單模光纖相對于FUT光軸的側向位置。基本上，中心發射激發最低階模式，而偏移發射激發最高階模式。因此，單模光纖掃描FUT的纖芯的情況下的光纖響應的記錄的集合給出該FUT的模式色散的良好概述。應注意，DMD測量通常需要對準過程以使得能夠進行正確的中心發射，即在單模探測器光纖軸與FUT光軸對準的情況下的發射。已知的測量配置包括激光器，該激光器被設置成以單個波長發出數皮秒至數百皮秒的激光脈沖的序列。激光脈沖經由例如包括反射鏡和/或光學器件的第一組件耦合到單模光纖。單模光纖經由第二組件耦合到FUT，其中第二組件包括使得單模光纖能夠相對于FUT光纖光軸側向平移的平移臺。FUT的輸出經由第三組件耦合到檢測器模塊，其中該檢測器模塊被設置成將光波形轉換為電波形。檢測器模塊還被設置成對接收到的電波形進行采樣并允許信號記錄。到目前為止，DMD測量是以單個波長來進行的。如今，波分復用WDM將要用在數據通信系統中，以擴展多模光纖容量。例如，在850-950nm范圍內間隔開的10Gbps或40Gbps的四個信道將被用于經由單個多模光纖傳送100Gbps或400Gbps。結果，有必要進行針對整個850-950nm范圍的DMD測量，以評估多模光纖的模式色散。另外，使用單模光纖的常規光通信將至少利用少模光纖來取代單模光纖，以經由空間模式復用來擴大光纖容量。少模光纖的模式色散也是相關的，因此針對以多個波長來進行精確DMD測量的需求快速增長。美國專利申請US2014/0368809公開了一種用于光纖的差分模式延遲測量系統。該系統包括具有多個模式的光學測試光纖、向調制器提供連續光波信號的單模光源、以及向調制器提供電脈沖序列信號并且向接收器提供觸發信號的脈沖發生器。該調制器被配置為至少部分地基于接收到的光波和脈沖序列信號產生經由光纖的調制光學測試信號，并且接收器被配置為接收經由光纖傳輸來的測試信號并且至少部分地基于觸發信號來評價該測試信號。歐洲專利申請EP1,705,471公開了一種用于測量多模光纖的差分模式延遲的設備。該設備包括可調諧激光源、干涉儀、數據收集裝置和計算機。可調諧激光源輸出頻率線性變化的光。干涉儀通過以下步驟來產生多模光和單模光：使從可調諧激光源輸出的光分路；將多模光和單模光傳輸到作為測量對象的多模光纖以及作為參考的單模路徑；以及通過使多模光和單模光彼此干涉來產生差拍信號(beatingsignal)。
技術實現思路
本專利技術的一方面是提供一種以精確的方式在測量配置中針對至少兩個不同波長來測量針對多模光纖(MMF)或少模光纖(FMF)的差分模式延遲(DMD)的時間延遲的方法。本專利技術的另一方面是提供一種用于存儲能夠支持根據本專利技術的方法的計算機程序產品的非瞬態性計算機可讀載體介質。本專利技術在其第一方面提供一種用于在測量配置中針對至少兩個不同波長來測量針對MMF或FMF的DMD的時間延遲的方法，其中所述MMF表示多模光纖，所述FMF表示少模光纖，所述DMD表示差分模式延遲，所述測量配置包括：激光裝置，其被設置成以所述至少兩個不同波長發出激光脈沖；單模光纖即SMF，其被設置成將所發出的激光脈沖耦合到所述MMF或所述FMF中；第一組件，其被設置成將所述激光裝置所發出的激光脈沖耦合到所述SMF；第二組件，其被設置成進行所述SMF與所述MMF或所述FMF的對準；檢測器模塊，其被設置成用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于在測量配置中針對至少兩個不同波長來測量針對MMF或FMF的DMD的時間延遲的方法，其中所述MMF表示多模光纖，所述FMF表示少模光纖，所述DMD表示差分模式延遲，所述測量配置包括：激光裝置，其被設置成以所述至少兩個不同波長發出激光脈沖；單模光纖即SMF，其被設置成將所發出的激光脈沖耦合到所述MMF或所述FMF；第一組件，其被設置成將所述激光裝置所發出的激光脈沖耦合到所述SMF；第二組件，其被設置成進行所述SMF與所述MMF或所述FMF的對準；檢測器模塊，其被設置成用于檢測所發出的離開所述MMF或所述FMF的激光脈沖；以及第三組件，其被設置成將所發出的離開所述MMF或所述FMF的激光脈沖耦合到所述檢測器模塊，所述方法包括以下步驟：a)將所述MMF或所述FMF提供至所述測量配置，并且利用所述第二組件進行所述SMF與所述MMF或所述FMF的對準；b)通過以下步驟進行與第一徑向偏移值有關的第一測量：利用所述第二組件，相對于所述MMF或所述FMF以所述第一徑向偏移值來定位所述SMF，利用所述激光裝置，以所述至少兩個不同波長發出激光脈沖，以及利用所述檢測器模塊，針對所述至少兩個不同波長中的各波長單獨地測量所發出的離開所述MMF或所述FMF的激光脈沖的時間延遲；以及c)通過以下步驟進行與另一徑向偏移值有關的第二測量：利用所述第二組件，相對于所述MMF或所述FMF以與先前的徑向偏移值不同的所述另一徑向偏移值來定位所述SMF，利用所述激光裝置，以所述至少兩個不同波長發出激光脈沖，以及利用所述檢測器模塊，針對所述至少兩個不同波長中的各波長單獨地測量所發出的離開所述MMF或所述FMF的激光脈沖的時間延遲。...

【技術特征摘要】
2016.01.18 NL 20161121.一種用于在測量配置中針對至少兩個不同波長來測量針對MMF或FMF的DMD的時間延遲的方法，其中所述MMF表示多模光纖，所述FMF表示少模光纖，所述DMD表示差分模式延遲，所述測量配置包括：激光裝置，其被設置成以所述至少兩個不同波長發出激光脈沖；單模光纖即SMF，其被設置成將所發出的激光脈沖耦合到所述MMF或所述FMF；第一組件，其被設置成將所述激光裝置所發出的激光脈沖耦合到所述SMF；第二組件，其被設置成進行所述SMF與所述MMF或所述FMF的對準；檢測器模塊，其被設置成用于檢測所發出的離開所述MMF或所述FMF的激光脈沖；以及第三組件，其被設置成將所發出的離開所述MMF或所述FMF的激光脈沖耦合到所述檢測器模塊，所述方法包括以下步驟：a)將所述MMF或所述FMF提供至所述測量配置，并且利用所述第二組件進行所述SMF與所述MMF或所述FMF的對準；b)通過以下步驟進行與第一徑向偏移值有關的第一測量：利用所述第二組件，相對于所述MMF或所述FMF以所述第一徑向偏移值來定位所述SMF，利用所述激光裝置，以所述至少兩個不同波長發出激光脈沖，以及利用所述檢測器模塊，針對所述至少兩個不同波長中的各波長單獨地測量所發出的離開所述MMF或所述FMF的激光脈沖的時間延遲；以及c)通過以下步驟進行與另一徑向偏移值有關的第二測量：利用所述第二組件，相對于所述MMF或所述FMF以與先前的徑向偏移值不同的所述另一徑向偏移值來定位所述SMF，利用所述激光裝置，以所述至少兩個不同波長發出激光脈沖，以及利用所述檢測器模塊，針對所述至少兩個不同波長中的各波長單獨地測量所發出的離開所述MMF或所述FMF的激光脈沖的時間延遲。2.根據權利要求1所述的測量時間延遲的方法，其中，發出激光脈沖的步驟包括：利用所述激光裝置單獨且接續地以所述至少兩個不同波長發出激光脈沖。3.根據權利要求1所述的測量時間延遲的方法，其中，發出激光脈沖的步驟包括：利用所述激光裝置同時以所述至少兩個不同波長發出激光脈沖。4.根據權利要求3所述的測量時間延遲的方法，其中，所述第三組件包括濾波部件，所述濾波部件被設置成選擇性地使所述至少兩個不同波長其中之一通過并過濾掉所述至少兩個不同波長的剩余部分；其中，測量時間延遲的步驟包括：利用所述檢測器模塊，通過使用所述濾波部件，針對所述至少兩個不同波長中的各波長單獨地測量所發出的離開所述MMF或所述FMF的激光脈沖的時間延遲。5.根據權利要求3所述的測量時間延遲的方法，其中，所述檢測器模塊包括多個檢測器，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F·J·阿赫滕，D·莫林，N·阮·唐，
申請(專利權)人：德拉克通信科技公司，
類型：發明
國別省市：荷蘭,NL