DIN EN 61290-11-2-2005 Optical amplifiers - Test methods - Part 11-2 Polarization mode dispersion parameter - Poincaré sphere analysis method (IEC 61290-11-2 2005) German version E.pdf

1、November 2005DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 10DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.I

2、CS 33.180.30G#Z 9652984www.din.deXDIN EN 61290-11-2Pr fverfahren f r LichtwellenleiterVerst rker Teil 112: Polarisationsmodendispersion Kugelanalyse nach Poincar (IEC 61290112:2005);Deutsche Fassung EN 61290112:2005Optical amplifiers Test methods Part 112: Polarization mode dispersion parameter Poin

3、car sphere analysis method (IEC 61290112:2005);German version EN 61290112:2005Amplificateurs optiques Mthodes d essai Partie 112: Paramtre de dispersion en mode de polarisation Mthode d analyse par la sphre de Poincar (CEI 61290112:2005);Version allemande EN 61290112:2005Alleinverkauf der Normen dur

4、ch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 14 SeitenDIN EN 61290-11-2:2005-11 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2005-04-01 angenommene EN 61290-11-2 gilt als Norm ab 2005-11-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 61290-11-2:2003-12. Fr die vorliegend

5、e Norm ist das nationale Arbeitsgremium UK 412.2 Komponenten fr Kommunikationska-belanlagen der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 86C Fibre optic systems and active devices erarbeitet. Das IEC-Ko

6、mitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch mit den Daten zu dieser Publikation angegebenen Datum (maintenance result date) unverndert bleiben soll. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publi-

7、kation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf di

8、e jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Be-zug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit e

9、in Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 61290-11-2 Mai 2005

10、 ICS 33.180.30 Deutsche Fassung Prfverfahren fr Lichtwellenleiter-Verstrker Teil 11-2: Polarisationsmodendispersion Kugelanalyse nach Poincar (IEC 61290-11-2:2005) Optical amplifiers Test methods Part 11-2: Polarization mode dispersion parameter Poincar sphere analysis method (IEC 61290-11-2:2005) A

11、mplificateurs optiques Mthodes dessai Partie 11-2: Paramtre de dispersion en mode de polarisation Mthode danalyse par la sphre de Poincar (CEI 61290-11-2:2005) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2005-04-01 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu e

12、rfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENEL

13、EC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mi

14、tgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlande

15、n, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen d

16、e Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2005 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61290-11-2:2005 DEN 61290-11-2:2005 2 Vorwort Der Text d

17、es Schriftstcks 86C/640/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 61290-11-2, ausgearbeitet von dem SC 86C Fibre optic systems and active devices des IEC/TC 86 Fibre optics, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2005-04-01 als EN 61290-11-2 ange-nommen. Nachstehende Dat

18、en wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2006-01-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2008-04

19、-01 Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 61290-11-2:2005 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literaturhinweise zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden An-merkungen einzutragen: IEC 60793-1-1 ANMERK

20、UNG Harmonisiert als EN 60793-1-1:2003 (nicht modifiziert). IEC 60825-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60825-1:1994 (nicht modifiziert). IEC 60825-2 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60825-2:2004 (nicht modifiziert). IEC 60874-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60874-1:1999 (nicht modifiziert). IEC 61291-1

21、ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61291-1:1998 (nicht modifiziert). IEC 61291-4 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61291-4:2003 (nicht modifiziert). EN 61290-11-2:2005 3 Inhalt Seite Vorwort .2 1 Anwendungsbereich.4 2 Normative Verweisungen .4 3 Abkrzungen 4 4 Prfaufbau5 4.1 Allgemeines5 4.2 Lichtquelle 6 4.

22、3 Generator fr den Polarisationszustand 6 4.4 Analysator 7 5 Verfahren8 6 Berechnungen9 6.1 Kugelanalyse nach Poincar9 6.2 Darstellung des Gruppenlaufzeitunterschiedes in Abhngigkeit von der Wellenlnge .10 6.3 Mittlerer Gruppenlaufzeitunterschied .10 6.4 Maximaler Gruppenlaufzeitunterschied .10 7 Pr

23、fergebnisse .10 Literaturhinweise 11 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen12 EN 61290-11-2:2005 4 1 Anwendungsbereich Dieser Teil der IEC 61290 gilt fr alle handelsblichen Lichtwellenleiter-Verstrker (OA) einsc

24、hlielich Licht-wellenleiter-Verstrkern auf Faserbasis (OFA) und optische Halbleiter-Verstrker (SOA) mit verstrkenden Halbleitermedien. Die Polarisationsmodendispersion (PMD) verursacht die Verbreiterung eines optischer Impulses im Zeitbe-reich. Diese Dispersion knnte das Betriebsverhalten eines Tele

25、kommunikationssystems verschlechtern. Der Effekt kann auf die differentielle Gruppengeschwindigkeit und entsprechende Ankunftszeiten unterschiedli-cher Polarisationskomponenten des Signals bezogen werden. Bei einer schmalbandigen Quelle kann der Effekt auf einen Gruppenlaufzeitunterschied (DGD) zwis

26、chen Paaren orthogonal polarisierter Hauptzustnde der Polarisation (PSP) bezogen werden. Es wird ein Prfverfahren zur Messung der PMD von Lichtwellenleiter-Verstrkern (OA) beschrieben. Die Messergebnisse werden aus der Messung der normierten Stokes-Parameter bei zwei dicht nebeneinander liegenden We

27、llenlngen gewonnen. Im Technischen Bericht IEC 61292-5 werden die mathematischen Grundlagen gemeinsam mit einem Berechnungsbeispiel fr die Kugelanalyse nach Poincar angegeben. Es hat sich gezeigt, dass das hier beschriebene Verfahren unempfindlich gegen die polarisationsabhngige Verstrkung (PDG) und

28、 polarisationsabhngige Dmpfung (PDL) bis zu etwa 1 dB ist. Obwohl die PSA in der Praxis fr nicht gepumpte (d. h. nicht stromversorgte) OA anwendbar ist, gilt das in dieser Norm angegebene PSA-Verfahren nur fr gepumpte (d. h. stromversorgte) OA. ANMERKUNG Alle Zahlenwerte, denen ein () folgt, sind vo

29、rgeschlagene Werte, deren Messung gesichert ist. Andere Werte knnen annehmbar sein, sollten jedoch berprft werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei u

30、ndatierten Verweisungen gilt die letzte Aus-gabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 61292-5, Optical fibre amplifiers Part 5: Polarization mode dispersion parameter General information. 3 Abkrzungen ASE verstrkte spontane Emission (amplified spontaneous emmission)

31、 DGD Gruppenlaufzeitunterschied (differential group delay) DOP Polarisationsgrad (degree of polarization) DUT Prfling (LWL-Verstrker) (device under test) FTSA Spektralanalysator mit Fourier-Transformation (Fourier transform spectrum analyser) JME Jones-Matrix-Eigenanalyse (Jones matrix eigenanalysis

32、 method) OA Lichtwellenleiter-Verstrker (optical amplifier) OFA Lichtwellenleiter-Verstrker auf Faserbasis (optical fibre amplifier) OSA optischer Spektralanalysator (optical spectrum analyser) PDG polarisationsabhngige Verstrkung (polarization-dependent gain) PDL polarisationsabhngige Dmpfung (pola

33、rization-dependent loss) PDV Polarisationsdispersionsvektor (polarization dispersion vector) PMD Polarisationsmodendispersion (polarization mode dispersion) POWA Planar-LWL-Verstrker (planar optical waveguide amplifier) PSA Kugelanalyse nach Poincar (Poincar sphere analysis) EN 61290-11-2:2005 5 PSP

34、 Hauptzustand der Polarisation (principal state of polarization) RBW Auflsungsbandbreite (resolution bandwidth) RMS Effektivwert (root mean spare) SOA optischer Halbleiterverstrker (semiconductor optical amplifier) SOP Polarisationszustand (state of polarization) 4 Prfaufbau 4.1 Allgemeines Das hier

35、 beschriebene Verfahren erfordert am Eingang des Polarimeters ein polarisiertes Signal. Obwohl die Prfquelle stark polarisiert ist, kann der Polarisationsgrad (DOP) am Ausgang des OA durch die verstrkte spontane Emission (ASE) deutlich verringert sein. Der Polarisationsgrad der Quelle sollte zu mind

36、estens 25 % innerhalb der optischen Bandbreite der Messung des Polarisationszustandes (SOP) liegen. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn eine abstimmbare schmalbandige Quelle ohne nachgefhrtes optisches Band-passfilter am Verstrkerausgang angewendet wird, weil die gesamte ASE-Ausgangsleistung des

37、 Verstrkers, d. h. das ber alle Wellenlngen integrierte ASE-Spektrum, je nach ausgewhlter Wellenlnge auf den Pho-toempfnger einwirkt. In diesem Fall mssen die korrekten Sttigungsbedingungen sichergestellt werden, damit der Polarisationsgrad fr die genaue Messung hoch genug ist (siehe IEC 61292-5). D

38、ie Anforderung an den DOP der Quelle ist von geringerer Bedeutung, wenn eine breitbandige Quelle und eine Spektralanalyse (die als ein Schmalbandfilter wirkt, das auf die ausgewhlte Wellenlnge zentriert ist) oder eine abstimmbare schmalbandige Quelle mit einem nachgefhrten schmalbandigen Bandpassfil

39、ter am Verstrker angewendet wird. In diesem Fall bleibt die ASE-Leistung innerhalb der Auflsungsbandbreite (RBW) der Spektralanalyse oder der Bandbreite des Ausgangsfilters bezglich der Signalleistung fr einen breiteren Bereich der Stti-gungsbedingungen klein. Die Hauptkomponenten einer typischen Me

40、ssanordnung sind schematisch in Bild 1 dargestellt. Bild 1 Schematische Darstellung der (typischen) Ausrstung EN 61290-11-2:2005 6 4.2 Lichtquelle In allen Fllen muss eine Lichtquelle mit polarisiertem Wellenlngenbereich verwendet werden. Der Wellen-lngenbereich muss mindestens das Verstrkungsspektr

41、um des OA umfassen. Hierbei knnen in Abhngigkeit vom Typ des Analysators zwei Lichtquellenarten zum Einsatz kommen. In Verbindung mit einem polarimetrischen Breitbandanalysator kann beispielsweise eine schmalbandige Quelle verwendet werden, whrend eine breitbandige Quelle in Verbindung mit einem Ana

42、lysator mit schmalbandi-gem Wellenlngenbandpass verwendet werden kann. 4.2.1 Schmalbandige Quelle Die schmalbandige Quelle muss ber den vorgesehenen Wellenlngenbereich der Messung abstimmbar sein. Damit das aus dem Prfling austretende Licht unter allen Messbedingungen polarisiert bleibt, muss die Sp

43、ektralverteilung der Quelle schmal genug sein. Hinsichtlich des Nyquist-Abtasttheorems mssen die Li-nienbreite und die Wellenlngenschritte in allen Fllen sorgfltig ausgewhlt werden. In Fllen, in denen Reflexionen durch Mehrwegeinterferenz nicht vermieden werden knnen, darf die Linien-breite der Quel

44、le nicht zu schmal sein, damit Kohrenz-Interferenz-Effekte vermieden werden. Anwendbar sind passive und aktive Kohrenz-Regelungsverfahren. Zu weiteren Einzelheiten hinsichtlich Mehrwegein-terferenzen und Kohrenz-Interferenz-Effekten siehe IEC 61292-5. 4.2.2 Breitbandige Quelle Die Quelle kann eine A

45、SE-Quelle sein, deren Spektralverteilung der des Prflings entspricht. Fr die Einhaltung des Nyquist-Abtasttheorem mssen in allen Fllen die effektive Linienbreite des Analysa-torfilters (RBW) und die Wellenlngenschritte sorgfltig ausgewhlt werden. Bild 2 zeigt ein Beispiel fr die experimentelle Reali

46、sierung mit einer breitbandigen Quelle, wie z. B. einer ASE-Quelle. Bild 2 Experimentelle Realisierung des PSA-Verfahrens mit einer ASE-Quelle 4.3 Generator fr den Polarisationszustand Fr die Erzeugung der Eingang-Stokes-Vektoren in()s wird ein Generator fr den Polarisationszustand (SOP-Generator) a

47、ngewendet. Dieser SOP-Generator besteht aus einem Polarisationsstellglied, einer Reihe linearer Polarisationsfilter und einer geeigneten Optik. In Bild 3 ist ein mglicher SOP-Generator dargestellt. EN 61290-11-2:2005 7 Bild 3 Beispiel fr einen SOP-Generator 4.3.1 Polarisationsstellglied und lineare

48、Polarisatoren Wenn die Quelle polarisiert ist, wird das Polarisationsstellglied hinter der Lichtquelle angeordnet und so ein-gestellt, dass auf die Polarisationsfilter ein etwa zirkular polarisiertes Licht trifft, damit die Polarisationsfilter nie die Polarisationsebene des Eingangslichts berlagern.

49、 Dies ist bei einer nicht polarisierten Quelle nicht erforderlich. Bei einer polarisierten Quelle sind die Polarisationsfilter wie folgt einzustellen. Es ist sicherzustellen, dass der Wellenlngenbereich der Lichtquelle auf die Mitte des zu messenden Bereichs eingestellt ist. Jedes der drei Polarisationsfilter ist in den Strahlengang zu bringen und am