JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1428—2013
光纤偏振模色散测试仪校准规范
Calibration Specification of Fiber Polarization Mode Dispersion Testers
2013-12-02实施
2013-09-02发布
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1428—2013
光纤偏振模色散测试仪校准规范 Calibration Specification of Fiber Polarization
JJF 1428—2013
Mode Dispersion Testers
归口单位：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
参加起草单位：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 JJF1428—2013
本规范主要起草人：
张颖艳 （国家通信计量站）岳蕾 (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（国家通信计量站） JJF1428—2013
目 录
引言
(IⅡ) (1 ) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (4) (4) (4) (4) (5) (5) (6) (6) (7) (9) (10)
范围· 2引用文件. 3术语和定义 3.1 偏振模色散 3.2主偏振态· 3.3差分群时延 3.4 偏振模色散系数.· 4 概述·· 4.1斯托克斯参数测定法（SPE）原理 4.2干涉法（INTY）原理 4.3 固定分析法（FA）原理 5计量特性 5.1 偏振模色散示值误差 5.2 偏振模色散测量重复性 5.3 动态范围· 6校准条件 6.1环境条件。 6.2 校准用设备
校准项目和校准方法 7. 1 校准前外观及工作正常性检查 7. 2 校准项目 7. 3 校准方法· 7. 4 偏振模色散示值和测量重复性 7.5动态范围·
7
校准结果表达校准结果的不确定度评定
8 9
10复校时间间隔附录A 校准原始记录格式附录 B 校准证书内页格式附录C光纤偏振模色散测试仪不确定度评定实例
I JJF1428—2013
引言
JJF1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001《通用计量术语及定义》、 JJF1059.1《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/T18900一2002《单模光纤偏振模色散的试验方法》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（INTY）原理、固定分析法（FA）原理的描述
本规范为首次制定。
Ⅱ JJF1428—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引用文件
本规范引用了下列文件： GB/T18900一2002单模光纤偏振模色散的试验方法凡是注日期的引用文件，仅注日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polarizationmodedispersion（PMD）
在单模光纤传输中，光波的基模含有两个正交的偏振模。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在数字系统中引起脉冲展宽，在模拟系统中引起信号失真。偏振模色散的大小可用差
分群时延（DGD）来表征，单位为PS。在本规范中偏振模色散示值均以DGD表示。
3.2主偏振态principal stateof polarization（PSP）
对于在给定时间和光频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：如果当一准单色光仅激励一个PSP时，不会发生由于PMD引起的脉冲展宽；当一准单色
光均匀激励这两个PSP时，将发生PMD引起的最大脉冲展宽。光纤输出的PSP是两个正交偏振态。当输入光波频率稍微变化时，输出偏振并不改变，相应的输入正交偏振态是输入主偏振态。
3.3差分群时延differentialgropdelay（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polarizationmodedispersioncoefficient（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//km。
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（INTY）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 JJF1428—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1所示。在某一波长范围内，以一定的波长间隔测量输出偏振态（SOP）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模色散的测量结果。
可调谐激光光源
偏振计
被测光纤
透镜
透镜
0 0
8 0 偏振调节器
4
00 0°45°90°
线信振器组
图1斯托克斯参数测定法（SPE）原理图
4.2干涉法（INTY）原理
于涉法（INTY）是测量单模光纤偏振模色散的第一替代试验方法。对于现场光纤
光缆测试中，干涉法可以作为基准试验方法。测试原理如图2所示。当光纤一端用宽谱光源照射时，在输出端测量电磁场的自相关函数或互相关函数，从而确定PMD。在自相关型干涉仪表中，干涉图具有一个对应于光源自相干中心的相干峰。测量值代表了在测量波长范围内的平均值。在1310nm或1550nm窗口，波长范围典型值是（60~ 80)nm。
测量链路
干涉仪
起偏器宽谱光源
验偏器 0
O)
1
偏振态扰动器
偏振束 4 分离器
偏振差异探测器
→
条纹 P(t) P,(t)
图2干涉分析法原理图
4.3固定分析法（FA）原理
固定分析法又称波长扫描法，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，通过一固定分析器（即检偏器）将偏振态（SOP）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一个单次测量的平均值。
2 JJF1428—2013
宽谱光源
光谱分析仪
测量链路
光纤接头
光纤接头
起偏器
检偏器
图3采用宽谱光源固定分析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：±（0.04十2.0%×PMD测量值）pS。 5.2偏振模色散测量重复性
测量重复性：≤0.03ps。 5.3动态范围
动态范围：≥30dB。 注：以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 6.1.1环境温度：（23土2）℃。 6.1.2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，校准期间温度变化应控制在士0.5℃范围内。 6.1.3相对湿度：≤85%。 6.1.4电源电压：（220±11）V；频率：（50±10）Hz。 6.1.5工作平台平稳、抗振动。 6.1.6实验室无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：1310nm，1550nm; b）参考值：（1～10）ps； c）扩展不确定度（k=2）：（0.012ps+PMD值×2%）ps； d）偏振相关损耗：<0.3dB。
6.2.2可变光衰减器
a）工作波长：（800～1700）nm； b）调节范围：（0～60）dB连续可调； c）插人损耗：≤3.5dB； d）衰减扩展不确定度（k=2）：2dB。
6.2.3光纤连接器
建议为FC型。
3 JJF
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光纤偏振模色散测试仪校准规范
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国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1428—2013
光纤偏振模色散测试仪校准规范 Calibration Specification of Fiber Polarization
JJF 1428—2013
Mode Dispersion Testers
归口单位：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
参加起草单位：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 JJF1428—2013
本规范主要起草人：
张颖艳 （国家通信计量站）岳蕾 (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（国家通信计量站） JJF1428—2013
目 录
引言
(IⅡ) (1 ) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (4) (4) (4) (4) (5) (5) (6) (6) (7) (9) (10)
范围· 2引用文件. 3术语和定义 3.1 偏振模色散 3.2主偏振态· 3.3差分群时延 3.4 偏振模色散系数.· 4 概述·· 4.1斯托克斯参数测定法（SPE）原理 4.2干涉法（INTY）原理 4.3 固定分析法（FA）原理 5计量特性 5.1 偏振模色散示值误差 5.2 偏振模色散测量重复性 5.3 动态范围· 6校准条件 6.1环境条件。 6.2 校准用设备
校准项目和校准方法 7. 1 校准前外观及工作正常性检查 7. 2 校准项目 7. 3 校准方法· 7. 4 偏振模色散示值和测量重复性 7.5动态范围·
7
校准结果表达校准结果的不确定度评定
8 9
10复校时间间隔附录A 校准原始记录格式附录 B 校准证书内页格式附录C光纤偏振模色散测试仪不确定度评定实例
I JJF1428—2013
引言
JJF1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001《通用计量术语及定义》、 JJF1059.1《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/T18900一2002《单模光纤偏振模色散的试验方法》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（INTY）原理、固定分析法（FA）原理的描述
本规范为首次制定。
Ⅱ JJF1428—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引用文件
本规范引用了下列文件： GB/T18900一2002单模光纤偏振模色散的试验方法凡是注日期的引用文件，仅注日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polarizationmodedispersion（PMD）
在单模光纤传输中，光波的基模含有两个正交的偏振模。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在数字系统中引起脉冲展宽，在模拟系统中引起信号失真。偏振模色散的大小可用差
分群时延（DGD）来表征，单位为PS。在本规范中偏振模色散示值均以DGD表示。
3.2主偏振态principal stateof polarization（PSP）
对于在给定时间和光频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：如果当一准单色光仅激励一个PSP时，不会发生由于PMD引起的脉冲展宽；当一准单色
光均匀激励这两个PSP时，将发生PMD引起的最大脉冲展宽。光纤输出的PSP是两个正交偏振态。当输入光波频率稍微变化时，输出偏振并不改变，相应的输入正交偏振态是输入主偏振态。
3.3差分群时延differentialgropdelay（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polarizationmodedispersioncoefficient（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//km。
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（INTY）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 JJF1428—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1所示。在某一波长范围内，以一定的波长间隔测量输出偏振态（SOP）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模色散的测量结果。
可调谐激光光源
偏振计
被测光纤
透镜
透镜
0 0
8 0 偏振调节器
4
00 0°45°90°
线信振器组
图1斯托克斯参数测定法（SPE）原理图
4.2干涉法（INTY）原理
于涉法（INTY）是测量单模光纤偏振模色散的第一替代试验方法。对于现场光纤
光缆测试中，干涉法可以作为基准试验方法。测试原理如图2所示。当光纤一端用宽谱光源照射时，在输出端测量电磁场的自相关函数或互相关函数，从而确定PMD。在自相关型干涉仪表中，干涉图具有一个对应于光源自相干中心的相干峰。测量值代表了在测量波长范围内的平均值。在1310nm或1550nm窗口，波长范围典型值是（60~ 80)nm。
测量链路
干涉仪
起偏器宽谱光源
验偏器 0
O)
1
偏振态扰动器
偏振束 4 分离器
偏振差异探测器
→
条纹 P(t) P,(t)
图2干涉分析法原理图
4.3固定分析法（FA）原理
固定分析法又称波长扫描法，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，通过一固定分析器（即检偏器）将偏振态（SOP）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一个单次测量的平均值。
2 JJF1428—2013
宽谱光源
光谱分析仪
测量链路
光纤接头
光纤接头
起偏器
检偏器
图3采用宽谱光源固定分析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：±（0.04十2.0%×PMD测量值）pS。 5.2偏振模色散测量重复性
测量重复性：≤0.03ps。 5.3动态范围
动态范围：≥30dB。 注：以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 6.1.1环境温度：（23土2）℃。 6.1.2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，校准期间温度变化应控制在士0.5℃范围内。 6.1.3相对湿度：≤85%。 6.1.4电源电压：（220±11）V；频率：（50±10）Hz。 6.1.5工作平台平稳、抗振动。 6.1.6实验室无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：1310nm，1550nm; b）参考值：（1～10）ps； c）扩展不确定度（k=2）：（0.012ps+PMD值×2%）ps； d）偏振相关损耗：<0.3dB。
6.2.2可变光衰减器
a）工作波长：（800～1700）nm； b）调节范围：（0～60）dB连续可调； c）插人损耗：≤3.5dB； d）衰减扩展不确定度（k=2）：2dB。
6.2.3光纤连接器
建议为FC型。
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