專利名稱：：用于確定差分群時(shí)延和偏振模色散的方法和設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于測(cè)量光路的偏振依賴特性的方法和設(shè)施，并且本發(fā)明尤其適用于測(cè)量一光路在特定波長(zhǎng)處的差分群時(shí)延(DGD)或指定波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的均方根DGD或平均DGD，所述光路主要包括光學(xué)波導(dǎo)，諸如光纖鏈路。當(dāng)指定波長(zhǎng)區(qū)間足夠?qū)挄r(shí)，均方根DGD或平均DGD測(cè)量結(jié)果極接近該光路的偏振模色散(PMD)值。
背景技術(shù)：
：在用于光學(xué)通信系統(tǒng)的光纖中的正交偏振模具有不同的群時(shí)延，即所知的差分群時(shí)延(DGD)。這差分群時(shí)延將導(dǎo)致偏振模色散(PMD)現(xiàn)象，即沿光纖傳播后的脈沖展寬。在涉及長(zhǎng)光纖鏈路的情況下，總體PMD可足以導(dǎo)致(二進(jìn)制)誤碼率的增大，這樣就限制了傳輸率或最大傳輸路徑長(zhǎng)度。這在更高的比特率下尤其成問(wèn)題。因此，理想的情況是能夠獲得光纖的PMD值。假如已知通信鏈路的實(shí)際PMD值就可以精確地估計(jì)(二進(jìn)制)誤碼率或中斷概率(即通信在每段給定時(shí)間內(nèi)失敗的概率)，或功率代價(jià)(為維持與沒(méi)有PMD時(shí)相同的誤碼率而再需多送入的功率量)。作為表征所述PMD現(xiàn)象的變量或量，器件的PMD值被定義為DGD的均方根(rms)值或平均值。一個(gè)給定器件的DGD是一個(gè)隨著波長(zhǎng)和時(shí)間隨機(jī)變化的變量。(出于簡(jiǎn)化的目的，在下文中，當(dāng)適用rmsDGD或平均DGD時(shí)，有時(shí)將使用"均DGD"。)根據(jù)應(yīng)用，常常也需要測(cè)量一個(gè)給定波長(zhǎng)處的DGD、窄波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的均DGD、以及寬波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的均DGD。然而，在許多情形下，不可能測(cè)量給定波長(zhǎng)處的DGD或?qū)挷ㄩL(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的均DGD，因而不可能通過(guò)給定時(shí)刻所進(jìn)行的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)PMD的可靠確定。以下情況就是如此，例如當(dāng)測(cè)量一條光纖鏈路的一個(gè)窄的帶通信道中的"PMD"時(shí)，諸如當(dāng)使用可用波長(zhǎng)寬度約70GHz(對(duì)應(yīng)于lOOGHzDWDM信道間距)或約35GHz(對(duì)應(yīng)于50GHz信道間距)的有用帶寬的DWDM信道來(lái)測(cè)量時(shí)。對(duì)信道內(nèi)給定小波長(zhǎng)區(qū)間的"帶內(nèi)"DGD測(cè)量或均DGD測(cè)量對(duì)使用DWDM網(wǎng)絡(luò)的電信網(wǎng)絡(luò)提供商而言尤為重要。例如可能需要將一個(gè)或多個(gè)極高比特率信道(例如40Gbps)添加到一個(gè)活動(dòng)的已經(jīng)運(yùn)載了多個(gè)較低比特率信道(例如10Gbps)的電信光纖鏈路上的一個(gè)"暗"信道上。鑒于較高比特率下的較苛刻的PMD容限，常常有必要表征光纖鏈路，或至少測(cè)量將要實(shí)際使用的暗信道，來(lái)判定在充分傳送這種高比特率通信方面的適宜性，并且此測(cè)量表征必須同時(shí)在不中斷那些活動(dòng)的較^f氐比特率信道。理想地，應(yīng)在一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)，對(duì)單個(gè)窄信道的表征進(jìn)行間歇地重復(fù)測(cè)量，因?yàn)閷?duì)單個(gè)窄信道來(lái)說(shuō)幾乎只有很少的或沒(méi)有可能對(duì)測(cè)得的DGD在波長(zhǎng)上求平均。假如目的是測(cè)量光纖鏈路自身的PMD,則盡管DWDM復(fù)用器/去復(fù)用器附接到該光纖鏈路，理想的是，在盡可能多的可以獲取的暗信道中執(zhí)行帶內(nèi)測(cè)量。在本領(lǐng)域已知數(shù)種用于測(cè)量"寬帶"光纖鏈路中的PMD方法(端到端)以及測(cè)量光纖上的窄帶信道中的DGD的方法。Jones(US4,750，833[4])中所講述的相移法，可以用于測(cè)量PMD。如Williams等人(ProceedingsS0FM，BoulderC0，1998，pp.23-26[5])所述，其也可以用于測(cè)量窄帶信道中的DGD。然而，所述方法測(cè)量本身很慢，因?yàn)槠浔仨毻ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)偏振控制器來(lái)^f吏所測(cè)相移差最大化，因此不適宜于其中光纖可能有相對(duì)快的移動(dòng)的外部線路設(shè)備應(yīng)用。PMD測(cè)量的"脈沖時(shí)延法"可以通過(guò)使短光脈沖進(jìn)入光纖的快偏振模和慢偏振模測(cè)量出它們相應(yīng)的輸出主態(tài)中的光脈沖到達(dá)時(shí)間差來(lái)測(cè)量給定波長(zhǎng)處的DGD,但該方法要求使用高速電子電路。使用偏振-干擾短光脈沖，基于針對(duì)該偏振-千擾短光脈沖的到達(dá)時(shí)間的檢測(cè)，諸如Noe等人(J.LightwaveTechnology,Vol.20(2)，2002，pp.229-235[6])所述的，可以測(cè)量或估計(jì)PMD。然而，此技術(shù)不僅要求高速電子檢測(cè)系統(tǒng)，而且要求快速調(diào)制的光用于該測(cè)量。如Yao(US2005/020175Al[7])或Boroditsky等人(US7256876)和Wang等人(J.LightwaveTechnology,Vol.24(11)，2006，pp.4120-4126[8])所述的、使用遠(yuǎn)程通信實(shí)時(shí)通信流量的帶內(nèi)監(jiān)測(cè)測(cè)量設(shè)施，允許直接確定PMD代價(jià)(即，對(duì)于特定現(xiàn)場(chǎng)通信，為補(bǔ)償PMD減損而需要的額外的系統(tǒng)盈余)。然而，它們不能確定該鏈路的帶內(nèi)DGD或"PMD"值。其實(shí)，這些帶內(nèi)監(jiān)測(cè)方法對(duì)于存在高比特率栽波信號(hào)情況下的DOP或SOP監(jiān)測(cè)具有優(yōu)勢(shì)。Waarts等人(US7.203，428，4月10，2007[9])描述了在可調(diào)諧激光源下使用外差檢測(cè)(heterodynedetection)來(lái)估計(jì)PMD的方法，其中來(lái)自局域振蕩器(即可調(diào)諧激光源)的信號(hào)與來(lái)自該鏈路的光學(xué)信號(hào)結(jié)合，繼而同時(shí)分析兩個(gè)正交偏振模狀態(tài)的拍頻振幅和相位，以獲得一個(gè)SOP。這樣，由多個(gè)SOP的平均，可以估計(jì)"PMD"。然而，同樣的是，此測(cè)量可能只給出DOP或SOP信息。此方法不僅需要附加的高相干光源用于該檢測(cè)，而且需要高速電子器件。通過(guò)使用Wielandy等人(J.LightwaveTechnology,Vol.22(3)，2004，pp.784-793[10])所述的非線性檢測(cè)技術(shù)，可以避免高速電子器件的使用，但非線性檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用將使該器械的設(shè)計(jì)復(fù)雜化。應(yīng)注意，上述DOP或SOP測(cè)量技術(shù)也可能受到放大自發(fā)輻射(ASE)、光纖非線性等得影響(N.Kikuchi，JournalofLightwaveTechnology,Vol.19(4)，2001，pp.480-486[11])。其對(duì)ASE等的敏感性是一個(gè)重要問(wèn)題，因?yàn)槎鄶?shù)長(zhǎng)光纖鏈路很可能使用光學(xué)放大器一一EDFA(摻鉺光纖放大器)或拉曼光學(xué)放大器。此外，使用SOP或DOP分析法可測(cè)量的DGD區(qū)間很有限。C.D.Poole等人(J.LightwaveTechnology,Vol.12(6)，1994，卯.917-929[1])所述的固定分析器(fixedanalyzer)(或等價(jià)地，波長(zhǎng)掃描)法，是首先應(yīng)用于PMD測(cè)量的方法之一，但使用相對(duì)大的波長(zhǎng)區(qū)間。在使用小波長(zhǎng)區(qū)間測(cè)量PMD時(shí)，該技術(shù)都提供有限的精確度。此外，該方法可能不提供依賴于波長(zhǎng)的DGD信息。因此，該方法也不適宜用于測(cè)量窄帶信道。CyrJ,LightwaveTechnology,Vol.22(3)，2004，pp.794-805和US7，227，645[2，3]所述的通用干涉法(后者與本發(fā)明被共同擁有)，提供了準(zhǔn)確的PMD測(cè)量(對(duì)應(yīng)于寬帶源的諉寬)，但該方法也不能夠提供隨波長(zhǎng)而變化的DGD，而且不是很適宜用于窄帶信道。這樣，當(dāng)前潛在地可獲取的、適于測(cè)量DWDM系統(tǒng)的窄帶個(gè)別信道中的DGD或PMD的DGD或PMD測(cè)量技術(shù)，要么本身很昂貴，要么不可靠，要么具有有限的動(dòng)態(tài)區(qū)間，要么可能引起快速增益均衡器中的不穩(wěn)定，所述均衡器常常出現(xiàn)在可重構(gòu)光分插復(fù)用器(ROADM)和光學(xué)放大器中。這樣，它們難以作為可行的商業(yè)儀器。據(jù)此，需要一種新的改進(jìn)的方法，以使得能夠?qū)?nèi)DGD值進(jìn)行可靠測(cè)量、成本適度、且具有高準(zhǔn)確性的測(cè)量及監(jiān)測(cè)。取決于應(yīng)用，此方法的實(shí)施方案應(yīng)能夠響應(yīng)"恰當(dāng)速度的"監(jiān)測(cè)(更新速度約1秒)或"高速的"監(jiān)測(cè)(更新速度約1毫秒)的需要。此外，由于便利性和操作費(fèi)用方面的緣故，在表征光纖時(shí)，有時(shí)理想的是能夠僅從一端測(cè)量光纖的總體PMD值。但當(dāng)前，多數(shù)已開(kāi)發(fā)的用于現(xiàn)場(chǎng)PMD測(cè)量的方法大都是"雙端的"，即必須在一端(近端)使用特定偏振源，在另一端(遠(yuǎn)端)使用分析裝備[1，3]。一種可靠且實(shí)用的"單端"測(cè)量法在技術(shù)員巡視和后勤料理方面將是有利的，因?yàn)椴恍枰獙⑻囟ü馄裨椿蚱渌b備放置在遠(yuǎn)端。也將/會(huì)是理想的是，能夠使用相同的技術(shù)或儀器來(lái)進(jìn)行單端或雙端測(cè)量。已知的是，使用所謂的單端PMD測(cè)量技術(shù)，通過(guò)僅接入FUT—端，來(lái)測(cè)量光纖的總PMD[12-14，17]。基本上，最簡(jiǎn)單的單端PMD測(cè)量裝置包括一個(gè)可調(diào)諧激CW光器[12，17]或可調(diào)諧脈沖激光器[14]一一在其輸出端和FUT之間具有一個(gè)偏振控制器(或偏振狀態(tài)發(fā)生器)或偏振起偏器；并且具有一個(gè)分析器，以分析對(duì)應(yīng)的回反射光。通常，來(lái)自該可調(diào)諧CW激光器的CW光，或來(lái)自該可調(diào)諧脈沖激光器的脈沖光被送入該FUT，并且來(lái)自該FUT遠(yuǎn)端的局域反射(諸如菲涅耳反射)的回反射光被分析，以獲得該FUT的總PMD值。雖然單端PMD測(cè)量概念和方法先前已經(jīng)有了進(jìn)展，但它們難以開(kāi)發(fā)為可行的用于單端PMD測(cè)量商業(yè)儀器。困難在于基于這種概念的測(cè)試和測(cè)量?jī)x器，要么不太可靠，要么非常昂貴，要么具有很長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間，要24么要求光纖在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)非常穩(wěn)定(即不具魯棒性)，或者只具有非常有限的動(dòng)態(tài)區(qū)間。例如，對(duì)于多數(shù)單端PMD測(cè)量技術(shù)[12-16],被測(cè)光纖(FUT)在測(cè)量期間不應(yīng)移動(dòng)。這對(duì)常規(guī)固定分析器法[13，15]也是如此，任何光纖移動(dòng)都將影響極值(即極大值和極小值)，致使錯(cuò)誤地估計(jì)PMD值。對(duì)于固定分析器法的單端方案，來(lái)自FUT回反射光的任何功率變化也可能導(dǎo)致對(duì)DGD(或PMD)的錯(cuò)誤估計(jì)。不幸的是在實(shí)際的測(cè)量中不能在測(cè)量所有數(shù)據(jù)的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)保證FUT的這種穩(wěn)定性，尤其是在測(cè)量已安裝的光纖的DGD/PMD的情況下。而且，參考文獻(xiàn)[13，15]中所述的固定分析器法不僅對(duì)光纖運(yùn)動(dòng)有嚴(yán)格要求，而且在測(cè)量可靠性方面也具有一個(gè)主要的潛在缺陷，因?yàn)樵摲椒▋H使用一個(gè)檢測(cè)器來(lái)測(cè)量光纖絕對(duì)損失(而不是標(biāo)準(zhǔn)化的光功率或傳輸)，而不考慮其他潛在因素，諸如光纖光諉衰減、用于一個(gè)儀器的相關(guān)構(gòu)件的光譜損失、或該檢測(cè)器的依賴于波長(zhǎng)的增益。例如，假如不考慮光纖的光鐠衰減，則將引起測(cè)量結(jié)果的誤差或不確定性，尤其對(duì)于具有顯著的光譜變化(相對(duì)于波長(zhǎng)而言)的光纖而言，正如在較陳舊的光纜中所觀察到的。另外，在那些使用CW光源一一不論是寬帶光源還是可調(diào)諧激光器[12,13,17]——的已知技術(shù)之中，測(cè)量結(jié)果都可能不可靠，因?yàn)榛胤瓷涔饪赡馨瑏?lái)自瑞利背向散射的顯著貢獻(xiàn)以及來(lái)自不位于該FUT遠(yuǎn)端的連接器等的任何虛假的局域反射。瑞利貢獻(xiàn)隨著光纖長(zhǎng)度的增長(zhǎng)而顯著增長(zhǎng)，而來(lái)自局域反射(諸如在FUT遠(yuǎn)端的菲涅耳反射)的反射光強(qiáng)度隨著光纖長(zhǎng)度而減小，因此使得該CW光源法對(duì)多數(shù)遠(yuǎn)程通信應(yīng)用中所用的好幾千米的FUT長(zhǎng)度不實(shí)用。因而，雖然目前已知的符合上述要求的技術(shù)可能允許對(duì)DGD/PMD進(jìn)行合理的成功測(cè)量，但目前它們的應(yīng)用范圍和性能上尚不足以用作商業(yè)上可行的獨(dú)立的測(cè)量?jī)x器。因此，所討論的，例如在參考文獻(xiàn)[12-17]中討論的，已知技術(shù)和儀器，不能輕易適于開(kāi)發(fā)魯棒的、可靠的、且低本高效的商用單端PMD測(cè)試和測(cè)量?jī)x器。為了從光纖鏈路的僅一端準(zhǔn)確地測(cè)量總或總體PMD值，報(bào)道于著作中的、當(dāng)前可得到的技術(shù)和概念具有如上所述的局限。724,469(Leblanc)[18]中所解釋的，在光通信系統(tǒng)中，對(duì)于特定的長(zhǎng)光纖，該光纖鏈路的一個(gè)或多個(gè)短光纖段可以導(dǎo)致不可接受的總體偏振模色散(PMD)水平。例如在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商希望提高已安裝的光纖鏈路上的比特率，如提高到40Gb/s的情況下，重要的是能夠獲得分布式的PMD測(cè)量，即獲得相對(duì)于光纖距離而變化的PMD信息，并定位一個(gè)或多個(gè)嚴(yán)重壞了的光纖段以使它/它們可以被更換，而不是更換整個(gè)光纖。據(jù)此，Leblanc公開(kāi)了一種測(cè)量PMD分布的方法，該方法使用偏振敏感0TDR，以識(shí)別高或低PMD光纖段，但不提供該FUT的真正定量的PMD值。因此，由于其自身的"定性"本性，Leblanc的技術(shù)整體上不適宜被開(kāi)發(fā)為可以測(cè)量整個(gè)光纖鏈路的總PMD值的商用單端總體PMD測(cè)試儀器。已知的是，使用所謂的偏振敏感光學(xué)時(shí)域反射計(jì)(P0TDR;—般也被稱為"偏振光學(xué)時(shí)域反射計(jì)")來(lái)試圖定位這樣的"壞"光纖段。基本上，POTDR是一種對(duì)回反射信號(hào)的偏振狀態(tài)(SOP)敏感的光學(xué)時(shí)域反射計(jì)(0TDR)。而常規(guī)的0TDR僅測(cè)量回反射光的強(qiáng)度，以確定沿著光路一一例如已安裝的光纖一一的長(zhǎng)度的衰減的變化，而為了監(jiān)測(cè)該傳輸路徑的偏振依賴特性，P0TDR利用回反射光也展現(xiàn)出偏振依賴性這一事實(shí)。這樣，最簡(jiǎn)單的POTDR包含一個(gè)0TDR，在其輸出端和該被測(cè)光纖(FUT)之間具有一個(gè)偏振器；并且在返回路徑上在其光檢測(cè)器和該FUT之間包含一個(gè)偏振分析器。(應(yīng)意識(shí)到，雖然典型的光學(xué)傳輸路徑主要包含光纖，但該路徑中常常有其他構(gòu)件，諸如耦合器、連接器等等。然而，為了描述方便，這樣的其他構(gòu)件將被省略，然而應(yīng)理解，用在本文中的術(shù)語(yǔ)"FUT"根據(jù)語(yǔ)境將涵蓋光纖和總體傳輸路徑二者。)通常，這種P0TDR可以被分為兩類或兩種。第一種P0TDR在文獻(xiàn)[19-24]中被公開(kāi)。第一種POTDR基本上測(cè)量隨該沿著光纖的距離z而變化的局域雙折射(1/拍長(zhǎng))，或換言之，分布式雙折射。參照一個(gè)簡(jiǎn)單和眾所周知的延遲波片實(shí)例，雙折射是"慢"軸和"快"軸之間的每單位長(zhǎng)度的相位延遲(相位差)。換言之，延遲是雙折射乘以波片厚度。盡管普遍這樣誤解，但這不是PMD測(cè)量，。首先，在簡(jiǎn)化的圖片中，DGD(z)是從O延伸至Z的光纖段的總體延遲的導(dǎo)出物，并隨著光學(xué)頻率(波長(zhǎng))而變化，其次，長(zhǎng)光纖表現(xiàn)為大量單元"波片"的級(jí)聯(lián)，對(duì)每個(gè)單元波片，快軸和慢軸的取向以及每單位長(zhǎng)度的延遲，隨著距離Z而隨機(jī)地變化。據(jù)此，DGD(z)是對(duì)所有落在上游的隨著z的變化而展現(xiàn)出隨機(jī)的雙折射和該雙折射軸的隨機(jī)取向的復(fù)雜積分的結(jié)果，而雙折射是在某些給定位置處每單位長(zhǎng)度的延遲。據(jù)此，如上所述，為了獲得所限定的DGD，必須應(yīng)用這種積分導(dǎo)出物一一其隨著光學(xué)頻率而變化。因此，此第一種技術(shù)的總體局限是，它們不提供在所有情形下都直接、可靠、有效的以及定量的在光纖沿線距離上的PMD測(cè)量。相反的是，它們測(cè)量局域雙折射(或拍長(zhǎng))和/或一個(gè)或多個(gè)相關(guān)參數(shù)，并從它們推出PMD—一主要基于對(duì)該雙折射的光纖特性以及具體模式的假定。例如，它們通常假定PMD與雙折射的局域值以及其與所謂的耦合長(zhǎng)度(或微擾長(zhǎng)度)之間的一種關(guān)系，該關(guān)系即使在平均意義上是有效的，但也未必在局域上就是有效的。一個(gè)實(shí)例是，這種技術(shù)假定光纖嚴(yán)格展現(xiàn)出"線性"雙折射。假如確實(shí)存在圓雙折射，那么因?yàn)榇┻^(guò)光纖的往返旅程屬性(0TDR技術(shù))，該圓雙折射也會(huì)被"錯(cuò)過(guò)"或不被看到。值得注意的是，對(duì)現(xiàn)代"旋轉(zhuǎn)光纖"的正確測(cè)量已經(jīng)要求對(duì)它們的性能做出假定，因此對(duì)商用儀器來(lái)說(shuō)是不能接受的。第二個(gè)實(shí)例是，雙折射和其他參數(shù)必須在整個(gè)長(zhǎng)度上都被準(zhǔn)確地測(cè)量一一即使在光纖局域特性不滿足所假定的模型和條件的那些段中；否則，所推導(dǎo)出的這些段的PMD—一其是在某些長(zhǎng)長(zhǎng)度上的積分一一即4更定性地說(shuō)，仍會(huì)在很大程度上被錯(cuò)誤地估計(jì)。在實(shí)際中，雖然它們可以定量地測(cè)量雙折射(見(jiàn)F.Corsa等人[19]，見(jiàn)上)，或統(tǒng)計(jì)地篩選高雙折射段(Chen等人[23],見(jiàn)上)，或獲得短段的PMD的定量及相對(duì)估計(jì)，前提是認(rèn)可了頻繁出現(xiàn)的意外(Leblanc[18],Huttner[22],見(jiàn)上)，所以這第一種POTDR技術(shù)不能可靠且定量地測(cè)量PMD，尤其是現(xiàn)場(chǎng)中未知的、混合安裝的光纖的PMD。此外，它們不能，即使是近似地，推導(dǎo)出長(zhǎng)長(zhǎng)度光纖一一諸如10千米長(zhǎng)的光纖一一的總體PMD。Fayolle等人[24](見(jiàn)上)要求保護(hù)一種公開(kāi)的技術(shù)，其是"真正定量的，至少在給定的偏振模色散區(qū)間內(nèi)"。然而，此技術(shù)也遇到與這一類型關(guān)聯(lián)的本質(zhì)局限，如上所述。事實(shí)上，通過(guò)利用帶有兩個(gè)軌跡變異的兩個(gè)S0P(45。分開(kāi))，可能產(chǎn)出超越類似的第一種POTDR(例如，Chen等人的[23]，該文獻(xiàn)的VOS基本上與Fayolle等人的[24]軌跡變異相同)的適度改善，或許改善為W倍，這不會(huì)導(dǎo)致該FUT沿線距離上的具有可接受的準(zhǔn)確度的真正定量的PMD測(cè)量。該技術(shù)測(cè)量一個(gè)眾所周知與拍長(zhǎng)(雙折射)有關(guān)或相關(guān)的但不代表PMD系數(shù)的參數(shù)。其實(shí)，即使是Fayolle等人所公開(kāi)的說(shuō)明書(shū)中的模擬結(jié)果也顯示了200%的不確定性余量。理想的是，能夠獲得直接的、定量的PMD測(cè)量，即測(cè)量在沿著光纖的離散位置處的實(shí)際累積的PMD，如同該光纖終結(jié)在沿著其長(zhǎng)度的一系列位置的每一個(gè)處以及如同進(jìn)行經(jīng)典的端到端PMD測(cè)量。這是因?yàn)榇_定脈沖展寬的參數(shù)是PMD，而不是雙折射。假如已知通信鏈路的實(shí)際PMD值，那么就可以準(zhǔn)確地確定二進(jìn)制誤碼率或中斷概率(通信在一段時(shí)間內(nèi)失敗的概率)，或功率代價(jià)(為維持與沒(méi)有PMD時(shí)相同的誤碼率，再需多送入的功率量)。(在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)"累積PMD"被用來(lái)區(qū)別于傳統(tǒng)上由端到端測(cè)量的總體PMD。因?yàn)镻MD不是局域量，PMD(z)是PMD從O至z的積分，其與累積概率相似，而不是與概率分布相似。當(dāng)然，當(dāng)距離z等于該FUT的總體長(zhǎng)度時(shí)，累積PMD等于總體PMD。)第二種已知的POTDR專用于PMD測(cè)量。這種類型沒(méi)有遇到上述第一種POTDR的本質(zhì)局限，因此表現(xiàn)出超越第一種POTDR的顯著改善，至少在PMD測(cè)量方面。為了直接測(cè)量特定距離z處的PMD，即累積PMD，第跡(OTDRtrace)之間的關(guān)系，同時(shí)不需要對(duì)該光纖的雙折射特性進(jìn)行任何假定，也不需要在長(zhǎng)度上的顯式或隱式積分，也沒(méi)有錯(cuò)過(guò)的段，也沒(méi)有旋轉(zhuǎn)光纖的問(wèn)題，諸如此類。即便是圓雙折射光纖或保偏光纖(PMF)的PMD也被正確地測(cè)量。與第一種類的實(shí)施不同，為定量地推導(dǎo)出PMD，第二種類的實(shí)施不需要引入假定和復(fù)雜模型。這樣，此第二種POTDR所能實(shí)現(xiàn)的對(duì)隨光纖上的距離z而變化的累積PMD及其相應(yīng)的斜率(PMD隨距離改變的速率)的測(cè)量，促進(jìn)了對(duì)上文所述的那些單獨(dú)的、相對(duì)短的"壞"段的可靠識(shí)別和定量表征。第二種類中，最廣為人知的POTDR技術(shù)依賴于在用少量特定輸入SOP獲得的0TDR軌跡和輸出偏振分析器軸之間存在確定性的關(guān)系，例如美國(guó)專利No.6，229，599(Galtarossa)[16]和H.Sunnerud等人[14，15〗的文章所公開(kāi)的。這要求FUT在測(cè)量所有軌跡的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)在空間上是穩(wěn)定的。不幸的是，這樣的穩(wěn)定性實(shí)際上不能被保證，尤其是測(cè)量已安裝的光纖的情況下。另外，第二種已知技術(shù)要求使用短脈沖；《短"的意思是脈沖長(zhǎng)度短于FUT的任何段的拍長(zhǎng)和耦合長(zhǎng)度。為了正確地測(cè)量光纖中的PMD，而不限于具有短拍長(zhǎng)的光纖，這些技術(shù)必須使用通常小于約10納秒的OTDR光脈沖寬度。不幸的是，實(shí)際的OTDR對(duì)如此短的脈沖不具有一個(gè)有用的動(dòng)態(tài)區(qū)間。另一方面，假如使用長(zhǎng)光脈沖，則僅可以測(cè)量具有長(zhǎng)拍長(zhǎng)的光纖，這總體上限制這些技術(shù)去測(cè)量短距離和/或進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間地測(cè)量，或測(cè)量具有長(zhǎng)拍長(zhǎng)(典型地小PMD系數(shù))的光纖。因而，雖然或許有可能使用已知技術(shù)且符合上述要求來(lái)進(jìn)行相對(duì)成功的PMD測(cè)量，但在目前，其應(yīng)用范圍和性能尚不足以用于商業(yè)上可行的獨(dú)立儀器。另外，短脈沖的使用加重了疊加在0TDR軌跡上的所謂的相干噪聲——當(dāng)使用短脈沖時(shí)相干噪聲將增大一一由此造成的信噪比(SNR)問(wèn)題。這是由于，回反射光的功率并不正好是從該光纖的每個(gè)單元(dz)發(fā)出的功率之和。對(duì)于相干光源，諸如POTDR應(yīng)用中所用的窄帶激光光源，在不同的背向散射源之間存在干涉。疊加在理想軌跡(功率之和)上的這種干涉或相干噪聲，與脈沖寬度(或持續(xù)時(shí)間)和激光線寬二者都成反比，它也可以通過(guò)如下方式降低通過(guò)增加等價(jià)激光線寬，即本征激光線寬等，或可通過(guò)使用"高頻顫動(dòng)"或在波長(zhǎng)上對(duì)軌跡求均值，但這降低了最大可測(cè)量PMD值，因而也可能限制了最大可測(cè)量長(zhǎng)度，因?yàn)镻MD隨著長(zhǎng)度的增大而增大。粗略地說(shuō)，條件是PMD線寬<1(其中線寬是光學(xué)頻率單位)；否則有用的POTDR信號(hào)就會(huì)被去偏振作用"沖刷掉"。因此，理想的是，有一種使用其長(zhǎng)度大于FUT拍長(zhǎng)的脈沖來(lái)定量地測(cè)量累積PMD(具有高動(dòng)態(tài)區(qū)間，同時(shí)保持令人滿意的空間分辨率)的技術(shù)，而同時(shí)對(duì)FUT的穩(wěn)定性沒(méi)有嚴(yán)格要求，也無(wú)需對(duì)光纖行為(例如強(qiáng)模耦合)進(jìn)行假定?？傊枰环N新的用于表征光路的這種偏振-依賴特性的方法，該方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件下出現(xiàn)的光纖運(yùn)動(dòng)和微擾本身魯棒并且不要求昂貴和麻煩的偏振光學(xué)器件。優(yōu)選地，此基礎(chǔ)方法應(yīng)奠定幾種不同的實(shí)施方案，這些實(shí)施方案尤其適合對(duì)窄DWDM信道內(nèi)的DGD、多個(gè)波長(zhǎng)下的DGD、PMD以及隨光纖鏈路上的距離而改變的累積PMD進(jìn)行單端和/或雙端測(cè)量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明尋求消除或至少減輕上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，或至少提供一種替代方案。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于測(cè)量光路(FUT)的至少一個(gè)與偏振-相關(guān)特性的方法，該方法使用被連接到該光路的近端或近端附近的光輸入裝置，以及被連接到該光路的近端或遠(yuǎn)端處，或近端或遠(yuǎn)端附近的光輸出裝置；該光輸入裝置包含用于供應(yīng)至少部分偏振的光的光源裝置，以及用于控制所述至少部分偏振的輸入光的偏振狀態(tài)(I-SOP)并將所述光送入該FUT的裝置；該光輸出裝置包含用于從該FUT中提取對(duì)應(yīng)的光的裝置，用于分析所提取的光的分析裝置，以及檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)于該分析器裝置的至少一個(gè)傳輸軸的分析光(A-SOP),以提供至少兩組波長(zhǎng)的每一組中的每一波長(zhǎng)下的傳輸?shù)南喔晒夤β?，其中每一組波長(zhǎng)中的低波長(zhǎng)(4)和高波長(zhǎng)Ut;)緊密相間，并且其中以下三個(gè)條件不是同時(shí)都被滿足a.(輸入)源和檢測(cè)裝置處于FUT的同一端；b.在分析和檢測(cè)裝置中僅使用一個(gè)檢測(cè)器；c.來(lái)自光源的光主要包含瞬時(shí)脈沖，該脈沖的空間展寬超過(guò)FUT拍長(zhǎng)的10倍；并且其中所述組包含一個(gè)波長(zhǎng)對(duì)，每一組中的所述波長(zhǎng)對(duì)都對(duì)應(yīng)一個(gè)小的光學(xué)頻率差，并在所述波長(zhǎng)對(duì)間限定了一個(gè)中點(diǎn)波長(zhǎng)，并且其中I-SOP和A-SOP對(duì)于每個(gè)所述組中的每個(gè)所述波長(zhǎng)基本恒定，并且其中，在各個(gè)所述組之間，中點(diǎn)波長(zhǎng)、I-SOP和A-SOP中的至少一個(gè)是不同的，該方法包括以下步驟i.為所述至少兩個(gè)組中的每一組計(jì)算至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述波長(zhǎng)對(duì)中的每個(gè)波長(zhǎng)的測(cè)得的功率參數(shù)的差，所述測(cè)得的功率參數(shù)與所述被分析的和隨后被檢測(cè)的光的功率成比例，由此限定了至少兩個(gè)測(cè)得的功率參數(shù)差的集合；ii.計(jì)算所述差的集合的均方值；并且iii.計(jì)算作為所述均方值的至少一個(gè)預(yù)定函數(shù)的至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性，所述預(yù)定函數(shù)取決于所述波長(zhǎng)之間的小的光學(xué)頻率差，所述波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于所述至少兩對(duì)緊密相間的波長(zhǎng)中的每一對(duì)的波長(zhǎng)；并且iv.輸出所述至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性的值。對(duì)于雙端測(cè)量，所述光輸出裝置可以連接到該FUT的遠(yuǎn)端處或遠(yuǎn)端附近。優(yōu)選地，對(duì)于特定波長(zhǎng)處的DGD測(cè)量，例如，對(duì)于窄DWDM信道測(cè)量，每個(gè)所述組都包含基本具有所規(guī)定的中點(diǎn)波長(zhǎng)的波長(zhǎng)對(duì)，所述至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性是所述中點(diǎn)波長(zhǎng)處的差分群時(shí)延(DGD)。所述所測(cè)得的功率參數(shù)可以是所計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化功率T(v)，所述預(yù)定函數(shù)對(duì)于小的光學(xué)頻率差(5v)可以根據(jù)以下微分公式來(lái)表達(dá)根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了用于測(cè)量光路(FUT)的至少一個(gè)偏振-相關(guān)特性的測(cè)量?jī)x器，包含光輸入裝置，其用于連接到該光路的近端或近端附近，以及光輸出裝置，其用于連接到該光路的近端或遠(yuǎn)端處，或近端或遠(yuǎn)端的附近，以提取、分析和檢測(cè)已穿過(guò)該FUT的至少一部分的光，并提供對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，以及處理裝置，其用于處理來(lái)自該光輸出裝置的電信號(hào)，以確定所述至少一個(gè)偏振-相關(guān)特性；該光輸入裝置包含光源裝置，其用于供應(yīng)在至少兩個(gè)波長(zhǎng)組中的每個(gè)波下的至少部分偏振的光，以及S0P控制器裝置，其用于控制所述至少部分偏振的輸入光的偏=、2，v是對(duì)應(yīng)于所述中點(diǎn)波長(zhǎng)的光學(xué)頻率。31振狀態(tài)(I-S0P),并將所述光送入該FUT,其中每個(gè)所述波長(zhǎng)組中的低所述波長(zhǎng)(U)和高所述波長(zhǎng)Uu)緊密相間，所述組包含一個(gè)波長(zhǎng)對(duì)，每個(gè)組中的所述波長(zhǎng)對(duì)對(duì)應(yīng)一個(gè)小的光學(xué)頻率差，并且在所述波長(zhǎng)對(duì)間限定一個(gè)中點(diǎn)波長(zhǎng)，以及所送入的光的SOP和A-SOP對(duì)于每個(gè)所述組中的每個(gè)所述波長(zhǎng)基本恒定，并且其中，在各個(gè)所述組之間，中點(diǎn)波長(zhǎng)、I-SOP和A-SOP中的至少一個(gè)是不同的，以及該光輸出裝置包含提取及分析裝置，其用于從該FUT中提取對(duì)應(yīng)的光，并分析所提取的光，以及檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)于該分析器裝置的至少一個(gè)傳輸軸的分析光(A-SOP)，以提供所述的至少兩組波長(zhǎng)的每一組中的分析光在每一波長(zhǎng)下的傳輸相干光功率，其中每個(gè)所述波長(zhǎng)組中的低所述波長(zhǎng)和高所述波長(zhǎng)Uc;)緊密相間，并且其中下面三個(gè)條件并不同時(shí)被滿足d.輸入源和檢測(cè)裝置處于FUT的同一端；e.在分析和檢測(cè)裝置中僅使用一個(gè)檢測(cè)器；f.來(lái)自光源的光主要包含瞬時(shí)脈沖，該脈沖的空間延伸超過(guò)FUT拍長(zhǎng)的10倍；該處理裝置被配置并可操作用于v.為所述至少兩個(gè)組中的每一組計(jì)算至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述波長(zhǎng)對(duì)中的每個(gè)波長(zhǎng)的測(cè)得的功率參數(shù)的差，所述測(cè)得的功率參數(shù)與所述被分析的和隨后被檢測(cè)的光的功率成比例，由此限定了至少兩個(gè)測(cè)得的功率參數(shù)差的集合；vi.計(jì)算所述差的集合的均方值；并且vii.計(jì)算作為所述均方值的至少一個(gè)預(yù)定函數(shù)的至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性，所述預(yù)定函數(shù)取決于所述波長(zhǎng)之間的小的光學(xué)頻率差，所述波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于所述至少兩對(duì)緊密相間的波長(zhǎng)中的每一對(duì)的波長(zhǎng)；并且viii.輸出所述至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性的值，以便顯示、傳輸或進(jìn)一步處理。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了用于連續(xù)且重復(fù)地產(chǎn)生兩個(gè)或更多個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)的相干光的光源設(shè)施，該設(shè)施包含光學(xué)增益介質(zhì)；至少兩個(gè)包括所述光學(xué)增益介質(zhì)的激光腔，每個(gè)腔共享它們的各個(gè)激光腔的一部分；至少一個(gè)輸出耦合器，其允許提取對(duì)應(yīng)于每個(gè)所述至少兩個(gè)激光腔的腔內(nèi)光的一部分；分束器，其用于將該光分成至少兩個(gè)空間上分離的部分，每個(gè)所述至少兩個(gè)激光腔對(duì)應(yīng)于所述至少兩個(gè)部分中的至少一個(gè)；多信道波長(zhǎng)可調(diào)諧帶通濾波器裝置，其包含對(duì)應(yīng)于不同的緊密相間的波長(zhǎng)的至少兩個(gè)信道，其可操作以將對(duì)應(yīng)于所述至少兩個(gè)空間上分離的部分中的每一個(gè)的光接收到各自的信道中，并可操作以同步方式對(duì)所述信道進(jìn)行波長(zhǎng)調(diào)諧；以及多信道光阻擋裝置，其可操作以使不超過(guò)一個(gè)空間上分離的入射到其上的所述光部分連續(xù)，并阻擋所有其他光部分，不被阻擋的光部分的選擇取決于所述多信道光阻擋裝置的參數(shù)。對(duì)于美國(guó)指定有效的是，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于測(cè)量光路(fut)的至少一個(gè)偏振-相關(guān)特性的方法，該方法使用被連接到該光路的近端或近端附近的光輸入裝置，以及被連接到該光路的近端或遠(yuǎn)端處，或近端或遠(yuǎn)端附近的光輸出裝置；該光輸入裝置包含用于供應(yīng)至少部分偏振的光的光源裝置，以及用于控制所述至少部分偏振的光的偏振狀態(tài)(i-s0p)并將所述光送入該fut的裝置；該光輸出裝置包含用于從該fut中提取對(duì)應(yīng)的光的裝置，用于分析所提取的光的分析裝置，以及檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)于該分析器裝置的至少一個(gè)傳輸軸的分析光(a-s0p)，以提供至少兩組波長(zhǎng)的每一組中的每一波長(zhǎng)下的傳輸?shù)南喔晒夤β?，其中每一組波長(zhǎng)中的低波長(zhǎng)UJ和高波長(zhǎng)緊密相間；并且其中所述組包含一個(gè)波長(zhǎng)對(duì)，每個(gè)組中的所述波長(zhǎng)對(duì)對(duì)應(yīng)一個(gè)小的光學(xué)頻率差，并在所述波長(zhǎng)對(duì)間限定一個(gè)中點(diǎn)波長(zhǎng)，并且其中i-sop和a-sop對(duì)于每個(gè)所述組中的每個(gè)所述波長(zhǎng)基本恒定，并且其中，在各個(gè)所述組之間，中點(diǎn)波長(zhǎng)、i-s0p和a-s0p中至少有一項(xiàng)是不同的，該方法包括以下步驟ix.為所述至少兩個(gè)組中的每一組計(jì)算至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述波長(zhǎng)對(duì)中的每個(gè)波長(zhǎng)的測(cè)得的功率參數(shù)的差，所述測(cè)得的功率參數(shù)與所述被分析的和隨后被檢測(cè)的光的功率成比例，由此限定了至少兩個(gè)測(cè)得的功率參數(shù)差的集合；x.計(jì)算所迷差的集合的均方值；并且xi.計(jì)算作為所述均方值的至少一個(gè)預(yù)定函數(shù)的至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性，所述預(yù)定函數(shù)取決于所述波長(zhǎng)之間的小的光學(xué)頻率差，所述波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于所述至少兩對(duì)緊密相間的波長(zhǎng)中的每一對(duì)的波長(zhǎng)；并且也對(duì)美國(guó)指定有效的是，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用于測(cè)量光路(FUT)的至少一個(gè)偏振-相關(guān)特性的測(cè)量?jī)x器，包含光輸入裝置，其用于連接到該光路的近端或近端附近，以及光輸出裝置，其用于連接到該光路的近端或遠(yuǎn)端處，或近端或遠(yuǎn)端的附近，以提取、分析和檢測(cè)已穿過(guò)該FUT的至少一部分的光，并提供對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，以及處理裝置，其用于處理來(lái)自該光輸出裝置的電信號(hào)，以確定所述至少一個(gè)偏振-相關(guān)特性；該光輸入裝置包含光源裝置，其用于提供在至少兩個(gè)波長(zhǎng)組中的每個(gè)波長(zhǎng)下的至少部分偏振的光，以及S0P控制器裝置，其用于控制所述至少部分偏振的光的偏振狀態(tài)(I-S0P)，并將所述光送入該FUT，其中每個(gè)所述波長(zhǎng)組中的低所述波長(zhǎng)(々)和高所述波長(zhǎng)Ut;)緊密相間，所述組包含一個(gè)波長(zhǎng)對(duì)，每個(gè)組中的所述波長(zhǎng)對(duì)對(duì)應(yīng)一個(gè)小的光學(xué)頻率差，并且在所述波長(zhǎng)對(duì)間限定一個(gè)中點(diǎn)波長(zhǎng)，以及所送入的光的S0P和A-SOP對(duì)于每個(gè)所述組中的每個(gè)所述波長(zhǎng)基本恒定，并且其中，在各個(gè)所述組之間，中點(diǎn)波長(zhǎng)、I-S0P和A-S0P中至少有一項(xiàng)是不同的，并且該光輸出裝置包含提取及分析裝置，其用于從該FUT中提取對(duì)應(yīng)的光，并分析所提取的光，以及g.檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)于該分析器裝置的至少一個(gè)傳輸軸的所述分析光(A-S0P)，以提供所述的至少兩組波長(zhǎng)的每一組中的分析光在每一波長(zhǎng)下的傳輸相千光功率，其中每個(gè)所述波長(zhǎng)組中的低所述波長(zhǎng)UJ和高所述波長(zhǎng)Uc;)緊密相間；該處理裝置被配置并可操作用于xii.為所述至少兩個(gè)組中的每一組計(jì)算至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述波長(zhǎng)對(duì)中的每個(gè)波長(zhǎng)的測(cè)得的功率參數(shù)的差，所述測(cè)得的功率參數(shù)與所述被分析的和隨后被檢測(cè)的光的功率成比例，由此限定了至少兩個(gè)測(cè)得的功率參數(shù)差的集合；xiii.計(jì)算所述差的集合的均方值；并且xiv.計(jì)算作為所述均方值的至少一個(gè)預(yù)定函數(shù)的至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性，所述預(yù)定函數(shù)取決于所述波長(zhǎng)之間的小的光學(xué)頻率差，所述波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于所述至少兩對(duì)緊密相間的波長(zhǎng)中的每一對(duì)的波長(zhǎng)；并且xv.輸出所述至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性，用于顯示、傳輸或進(jìn)一步處理。本發(fā)明的前述五個(gè)方面的優(yōu)選實(shí)施方案和類型在所附的從屬權(quán)利要求中被闡述。根據(jù)下文中對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案——其僅以實(shí)施例的方式被說(shuō)明一一與附圖結(jié)合的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的前述及其他目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將更顯而易見(jiàn)。雙端PMD測(cè)量圖1是連接到被測(cè)光纖(FUT)兩端的測(cè)量?jī)x器的幾個(gè)部分的簡(jiǎn)化的概括示意圖，該儀器用于對(duì)該FUT執(zhí)行雙端測(cè)量，以確定DGD和/或平均DGD和/或rmsDGD;圖1B是與圖l類似的簡(jiǎn)化示意圖，但圖1B所示儀器使用一個(gè)可調(diào)諧激光光源、一個(gè)輸入-SOP控制器(擾偏器)、一個(gè)輸出-SOP控制器(擾偏器)、一個(gè)偏振器/分析器、以及一個(gè)測(cè)量分析光的檢測(cè)器；圖1C是與圖1B所示儀器類似的儀器的簡(jiǎn)化示意圖，但圖1C所示儀器使用一個(gè)耦合器、一個(gè)偏振器以及兩個(gè)檢測(cè)器；其中一個(gè)檢測(cè)器用于測(cè)量經(jīng)過(guò)偏振器后的分析光，另一個(gè)檢測(cè)器用于測(cè)量與來(lái)自FUT的總輸出光功率成比例的光。圖1D是與圖1B所示儀器類似的儀器的簡(jiǎn)化示意圖，但圖1D所示儀器具有兩個(gè)連接到耦合器的檢測(cè)器，用以測(cè)量?jī)蓚€(gè)重復(fù)的功率，以便降低測(cè)量中的非相關(guān)噪聲；圖1E是與圖1C所示儀器類似的儀器的簡(jiǎn)化示意圖，但圖1E所示儀器具有單個(gè)檢測(cè)器和一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)，該光學(xué)開(kāi)關(guān)用于將檢測(cè)器選擇性地連接到用于測(cè)量來(lái)自偏振器的分析光，以及測(cè)量來(lái)自耦合器的、與來(lái)自FUT的總輸出光功率成比例的光；圖1F是與圖IE所示儀器類似的儀器的簡(jiǎn)化示意圖，但圖1F所示儀器的耦合器和偏振器被替換成偏振分束器(PBS)，光學(xué)開(kāi)關(guān)將單個(gè)檢測(cè)器選擇性地連接到該P(yáng)BS的多(兩)個(gè)輸出端口；圖IG是與圖IB所示儀器類似的儀器的簡(jiǎn)化示意圖，但圖IG所示儀器使用一個(gè)PBS和兩個(gè)檢測(cè)器；圖1H是與圖l所示儀器類似的儀器的簡(jiǎn)化示意圖，但圖IH所示儀器具有一個(gè)偏振計(jì)，其用于分析和檢測(cè)來(lái)自FUT的光；圖II是與圖IB所示儀器類似的基于寬帶光源的雙端PMD測(cè)量/測(cè)試儀器的簡(jiǎn)化示意圖，但圖1H所示儀器使用一個(gè)寬帶光源來(lái)提供光，并使用一個(gè)可調(diào)諧濾波器(在偏振器和檢測(cè)器之間)，以使得僅能檢測(cè)以該濾波器的通帶波長(zhǎng)為中心的小頻鐠寬度內(nèi)的光；圖1J是與圖II所示儀器類似的基于寬帶光源的雙端PMD測(cè)量/測(cè)試儀器的簡(jiǎn)化示意圖，但圖1J所示儀器使用一個(gè)色散元件(多信道濾波器)和一個(gè)多信道檢測(cè)器陣列，該多信道檢測(cè)器陣列同時(shí)或在一短時(shí)間內(nèi)測(cè)量經(jīng)過(guò)偏振器后的分析光。單端總體PMD測(cè)量圖2與圖l對(duì)應(yīng)，但圖2是用于單端總體PMD測(cè)量的測(cè)量測(cè)試儀器的簡(jiǎn)化示意圖2B至2G分別與圖1B至1G對(duì)應(yīng)，示出了對(duì)應(yīng)的單端測(cè)量?jī)x器，其中該測(cè)量?jī)x器的兩部分同處于FUT的近端。單端累積PMD測(cè)量圖3是體現(xiàn)了本發(fā)明的一個(gè)方面的偏振敏感光學(xué)時(shí)域反射計(jì)(P0TDR)的簡(jiǎn)化示意圖3A是體現(xiàn)了本發(fā)明的一個(gè)方面的偏振敏感光學(xué)時(shí)域反射計(jì)的簡(jiǎn)化示意圖3B是體現(xiàn)了本發(fā)明的一個(gè)方面的偏振敏感光學(xué)時(shí)域反射計(jì)；圖3C是體現(xiàn)了本發(fā)明的一個(gè)方面的偏振敏感光學(xué)時(shí)域反射計(jì)；圖4A是流程圖，其圖顯示了圖1C和1G的雙端PMD測(cè)量?jī)x器的光源和輸入S0P控制器的操作；圖4B是流程圖，其圖顯示了圖1C和1G的雙端PMD測(cè)量?jī)x器的分析器及檢測(cè)單元的操作；圖4C是流程圖，其圖顯示了圖4B的流程圖的一組功率(數(shù)據(jù))獲取步驟；圖4D是流程圖，其圖顯示了圖4C的流程圖的一功率(數(shù)據(jù))獲取步驟；圖5A顯示出了圖示圖2C和2G的單端PMD測(cè)量的流程圖的幾個(gè)部分；圖5B是流程圖顯示了圖5A的流程圖的一組功率(數(shù)據(jù))獲取步驟；圖5C是流程圖顯示了圖5B的流程圖的一個(gè)功率(數(shù)據(jù))獲取步驟；圖6A是流程圖，其顯示了圖3的P0TDR的操作；圖6B是流程圖，其顯示了圖6A的流程圖的一個(gè)軌跡的獲取步驟；圖7是圖顯示了一個(gè)可調(diào)諧調(diào)制光學(xué)光源示意圖；圖7A顯示了一個(gè)基于S0A的可調(diào)諧調(diào)制光學(xué)光源的示意圖的一個(gè)實(shí)施例；圖8A顯示了一個(gè)可以被用于單端總體PMD測(cè)量和單端累積PMD測(cè)量的帶有時(shí)延的可調(diào)諧脈沖光源的示意圖8B顯示了另一個(gè)可以被用于單端總體PMD測(cè)量的不帶時(shí)延的替代性可調(diào)諧脈沖光源的示意圖8C顯示了另一個(gè)可以被用于單端總體PMD測(cè)量和單端累積PMD測(cè)量的替代的可調(diào)諧脈沖光源；圖9A是一個(gè)激光源的簡(jiǎn)化示意圖，該激光源已經(jīng)被調(diào)整為確保所發(fā)出的光具有高偏振度(D0P);圖10A和10B是可以被用于單端總體PMD測(cè)量和單端累積PMD測(cè)量的替代性可調(diào)諧脈沖光源的示意性表示。具體實(shí)施例方式在附圖中，相同或類似的構(gòu)件在不同的圖中具有相同的參考數(shù)字，適當(dāng)?shù)那闆r下帶有一個(gè)指示差異的符號(hào)。本發(fā)明的各種方面，以及它們各自的實(shí)施，都基于相同的基礎(chǔ)理論。這些方面的實(shí)施方案可以有利地用于針對(duì)窄光學(xué)信道或在指定的寬波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的、對(duì)PMD或依賴于波長(zhǎng)的DGD的雙端測(cè)量、單端總體PMD測(cè)量、單端累積PMD測(cè)量以及其他相關(guān)變體。在下文描述的本發(fā)明的每個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，將通常有三個(gè)主要部分，即(i)輸入光控制器、(ii)分析器或檢測(cè)單元、以及(iii)模擬及數(shù)字處理單元，連同一個(gè)或多個(gè)控制單元。在所謂的雙端案例中，輸入光控制器將位于FUT的近端，而分析器及檢測(cè)單元以及方便的是還包括模擬及數(shù)字處理單元在內(nèi)，將位于FUT的遠(yuǎn)端。處于FUT近端的第一控制單元控制輸入光控制器，處于FUT遠(yuǎn)端的第二控制單元控制分析器及檢測(cè)單元和模擬及數(shù)字信號(hào)處理單元。在所指的單端案例中，在該測(cè)量?jī)x器的所有構(gòu)件都處于FUT近端的情況下，這兩個(gè)控制單元可以被組合成單個(gè)控制單元。雖然體現(xiàn)本發(fā)明的每個(gè)儀器都將具有上述三個(gè)部分或段，但根據(jù)這三種不同的PMD測(cè)量類型，即(i)雙端總體PMD測(cè)量、(ii)單端總體PMD測(cè)量、以及(iii)單端累計(jì)PMD測(cè)量，在配置方面將有許多細(xì)節(jié)上差異。這樣，輸入光控制器將包含一個(gè)至少部分地偏振的光源一一例如可調(diào)諧激光器或?qū)拵Ч庠?，以及一個(gè)輸入S0P控制器一一其用于在來(lái)自該光源的光被送入FUT之前控制該光的S0P。除了一個(gè)輸出S0P控制器以外，分析器及檢測(cè)單元還可以包含一個(gè)偏振器和一個(gè)檢測(cè)器，或一個(gè)PBS和兩個(gè)檢測(cè)器，或一個(gè)耦合器、一個(gè)偏振器連同兩個(gè)檢測(cè)器，諸如此類。在輸入光源是寬帶源的情況下，分析器及檢測(cè)單元也可以包含一個(gè)可調(diào)38諧濾波器，用于選擇光學(xué)頻率(替代性地，但稍有遜色，輸入光源可以包含的一個(gè)如此的可調(diào)諧濾波器)。模擬及數(shù)字處理單元可以包含一個(gè)數(shù)字獲取單元、一個(gè)采樣及求平均單元以及一個(gè)數(shù)據(jù)處理器單元，在該采樣及求平均單元中執(zhí)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換。使用單端測(cè)量法，通過(guò)分析來(lái)自FUT遠(yuǎn)端處的強(qiáng)局域反射(例如菲涅耳反射、布喇格反射器等等)的回反射光，可獲得總體PMD值，因此可以有利地使用一個(gè)長(zhǎng)脈沖，因?yàn)閷?shí)質(zhì)上所有回反射光都源自局域反射，而不是來(lái)自沿著脈沖長(zhǎng)度分布的瑞利背向散射。也可以優(yōu)選地使用兩個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。然而，為了^t用單端測(cè)量法來(lái)測(cè)量累積PMD，必須分析隨著光纖長(zhǎng)度而變化的0TDR軌跡，因此可以優(yōu)選的是使用一個(gè)短光脈沖，以便獲得清晰的P0TDR軌跡，該P(yáng)OTDR軌跡不遭受因PMD所致的脈沖"前沿"相對(duì)于"后沿"的SOP演化而造成的不適當(dāng)?shù)目臻g去偏振。另外，典型地，對(duì)于一次獲取，隨著要求測(cè)量的光纖長(zhǎng)度而變化的累積PMD"曲線"會(huì)有一個(gè)近似"連續(xù)的"增加。因?yàn)?，?duì)于一個(gè)給定的緊密相間的波長(zhǎng)間隙，有一個(gè)最大PMD值(歸因于飽和)和一個(gè)最小PMD值(歸因于檢測(cè)靈敏度)可以被測(cè)量，因而也優(yōu)選的是，送入具有兩個(gè)或更多個(gè)(例如三個(gè)或四個(gè))緊密相間的波長(zhǎng)的光脈沖。以此方式，在不同的緊密相間的波長(zhǎng)間隔下所進(jìn)行的測(cè)量的PMD值可以在處理中被"縫合"到一起，因而可測(cè)量的最小和最大PMD值可以被顯著地加強(qiáng)。對(duì)于雙端PMD測(cè)量，激光器必須能夠設(shè)置或調(diào)制其光學(xué)頻率，以在不同時(shí)間產(chǎn)生兩個(gè)或更多個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D1至3C用于本發(fā)明的雙端PMD測(cè)量、單端總體PMD測(cè)量和單端累積PMD測(cè)量的三種主要的PMD測(cè)量法的優(yōu)選實(shí)施方案和儀器配置，以及其修改、變更和替換，進(jìn)行描述。雙端PMD測(cè)量在下文的針對(duì)雙端PMD測(cè)量的描述中，術(shù)語(yǔ)"調(diào)制光脈沖"指的是這樣的傳播光其在限定的時(shí)間間隔內(nèi)，與至少一些其他脈沖在以下的一個(gè)或多個(gè)方面區(qū)分開(kāi)特征波長(zhǎng)、特征平均功率、特征脈沖持續(xù)時(shí)間、特征疊加振幅或在比脈沖持續(xù)時(shí)間的倒數(shù)要高很多的頻率下的相位調(diào)制、其持續(xù)期間的特征消光比、在獲取處理中所述光的采樣的特征持續(xù)時(shí)間、或任何其他可測(cè)量的區(qū)別性屬性。在圖1所示的本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方案中，用于雙端DGD/PMD測(cè)量的測(cè)試/測(cè)量設(shè)施包含輸入光控制器裝置42，其位于FUT18的近端處或近端附近，并通過(guò)連接器16A連接到FUT18的近端處或近端附近；以及分析器及檢測(cè)裝置44，其位于FUT18的遠(yuǎn)端處或遠(yuǎn)端附近，并通過(guò)連接器16B連接到FUT18的遠(yuǎn)端處或遠(yuǎn)端附近。輸入光控制器裝置42包含光源12和輸入SOP控制器裝置14A(方便地被稱為I-S0P控制器或擾偏裝置)，其在將來(lái)自光源12的光經(jīng)由連接器16A送入FUT18之前控制該光的S0P。在光源12的偏振度(D0P)不高的情況下，通過(guò)將偏振元件19(例如偏振器、偏振分束器等等)插入光源12下游的光路中，可以提高D0P。然而，假如光源12和偏振元件19之間沒(méi)有使用保偏光纖(PMF)，那么可能有必要添加附加的偏振調(diào)節(jié)器13(通常是"在廠家里被設(shè)置好"的偏振控制器)，如圖9A所示，以便使傳輸經(jīng)過(guò)偏振元件19的功率近似最大化。應(yīng)注意，偏振元件19可以與用于單側(cè)測(cè)量的特定實(shí)施方案的偏振元件(20、20A、20C)相同，如圖2B-G和3A和3B所例示。第一(輸入)控制單元30A控制可調(diào)諧激光源12A的波長(zhǎng)，以及輸入I-SOP控制器14A的設(shè)置，具體來(lái)說(shuō)是用于，在來(lái)自光源12的光被送入FUT18之前對(duì)該光的SOP進(jìn)行擾偏控制.分析器及檢測(cè)裝置44包含輸出SOP控制器(A-SOP)14B(方便地被稱為A-SOP控制器或擾偏裝置)，隨之是偏振鑒別器20,以及檢測(cè)裝置22。假如檢測(cè)裝置22不能夠正確地測(cè)量高的光功率，那么功率控制裝置(未示出)一一例如光學(xué)衰減器一一可以被插入，以在從FUT18中提取的光被施加到檢測(cè)裝置22之前對(duì)該光進(jìn)行衰減。該光學(xué)衰減器的目的是確保遠(yuǎn)端的光水平不會(huì)高至潛在地使檢測(cè)裝置22"飽和"或呈現(xiàn)非線性效應(yīng)。假如，例如在短光纖鏈路上執(zhí)行測(cè)量一一其中被光纖引入的總體衰減小，就可能是這樣的情形。對(duì)于長(zhǎng)鏈路，光學(xué)衰減器通常將被設(shè)置為最小衰減。模擬及數(shù)字處理單元40包含采樣及求平均單元32和數(shù)據(jù)處理器裝置34，可選地帶有用于顯示結(jié)果的顯示器裝置36。分析器及檢測(cè)裝置44的構(gòu)件(除了偏振鑒別器)以及模擬及數(shù)字處理單元40被第二輸出控制單元30B控制。在控制單元30B的協(xié)同下，采樣和/或平均電路32以已知方式使用內(nèi)部模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器對(duì)來(lái)自檢測(cè)器22B和22C的隨著時(shí)間而變化的對(duì)應(yīng)的電信號(hào)進(jìn)行采樣，所采樣的信號(hào)是在其一部分持續(xù)時(shí)間內(nèi)經(jīng)時(shí)間平均的，以提供對(duì)應(yīng)的數(shù)字電平。這部分被選擇，以避免在所檢測(cè)的功率、偏振和/或波長(zhǎng)中的瞬態(tài)效應(yīng)和/或帶寬限制效應(yīng)，所述的這些效應(yīng)由光源裝置12、I-S0P控制器14A、包含A-SOP控制器裝置14B和偏振鑒別器裝置20的分析裝置、和/或任何由模擬電子器件帶寬限制所導(dǎo)致的(脈沖)信號(hào)畸變所引起。所得平均功率被數(shù)據(jù)處理器34用來(lái)得出FUT18在特定波長(zhǎng)下的DGD值或在規(guī)定波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的PMD值，如將在下文中根據(jù)本發(fā)明的特定方面更詳細(xì)地描述的那樣.圖1的雙端儀器的各種不同配置在圖1B至1J中示出，現(xiàn)在將簡(jiǎn)要地描述。圖1至1H描繪的儀器配置的共同之處是它們都使用可調(diào)諧激光源，而圖II和IJ描繪的儀器配置使用寬帶光源和可調(diào)諧濾波器。這樣，在圖1至1H所示的每個(gè)"雙端"儀器中，光源12A包含可調(diào)諧光學(xué)調(diào)制激光源12A，它的輸出，視情況而定，被耦合到保偏光纖(PMF)或單模光纖(SMF)，以便將調(diào)制光脈沖經(jīng)由(輸入)偏振狀態(tài)(I-SOP)控制器裝置14A和輸入連接器16A送入被測(cè)光纖(FUT)18。從FUT18中提取的輸出光被偏振鑒別器20分析，所述被分析的光在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)被測(cè)量一一在該時(shí)間段內(nèi)，來(lái)自光源裝置12的兩個(gè)不同波長(zhǎng)，即A和義"下的光被接連檢測(cè)，所述兩個(gè)不同波長(zhǎng)彼此緊密相間。這些不同配置之間的主要區(qū)別在于分析器及檢測(cè)裝置44。對(duì)此，在圖1B所示的儀器的分析器及檢測(cè)裝置44中，偏振鑒別器包含線性偏振器20A，檢測(cè)裝置包含單個(gè)檢測(cè)器22A。圖1C示出了與圖1B所示儀器類似的儀器，但區(qū)別在于圖1C所示儀器具有兩個(gè)檢測(cè)器22B和22C以及一個(gè)被插在A-SOP控制器14B和偏振鑒別器(偏振器)20A之間的耦合器21。檢測(cè)器22B連接到偏振器20A，并測(cè)量來(lái)自偏振器20A的所述被分析的光；檢測(cè)器22C直接連接到耦合器21，并測(cè)量與從FUT18中所提取的光的總功率成比例的光。所提取的光的SOP被A-S0P控制器或擾偏器14B轉(zhuǎn)換，隨之該光被耦合器21分成兩部分。連接到耦合器21的兩個(gè)輸出端之一的偏振器再連接到第一檢測(cè)器22B來(lái)測(cè)量來(lái)自偏振器的所述被分析的光；連接到耦合器21的另一個(gè)輸出端的第二檢測(cè)器22C，測(cè)量與來(lái)自FUT的總輸出光功率成比例的功率。該光可以近似同時(shí)被檢測(cè)器22B和22C檢測(cè)。然而，應(yīng)注意，并不總是有必要真正同時(shí)地用兩個(gè)檢測(cè)器22B和22C檢測(cè)所分析的光，而是可以在稍許不同的時(shí)間檢測(cè)所分析的光。圖1D所示儀器與圖1C所示儀器類似，區(qū)別在于偏振器20A和耦合器21互換位置，兩個(gè)檢測(cè)器22B和22C分別連接到輸出耦合器21的各(兩)個(gè)輸出端，以測(cè)量?jī)蓚€(gè)重復(fù)的功率。圖1E所示儀器與圖1C所示儀器類似，它們都包含耦合器21和偏振器20A，但區(qū)別在于圖1E所示儀器僅具有一個(gè)檢測(cè)器22A。被控制單元30B控制的光學(xué)開(kāi)關(guān)23將檢測(cè)器22A的輸入端選擇性地連接到耦合器21的輸出端和偏振器20A的輸出端，以分別測(cè)量所分析的光和與來(lái)自FUT18的總輸出光功率成比例的光功率。圖1F所示儀器與圖1E所示儀器類似，區(qū)別在于圖1F所示儀器使用單個(gè)檢測(cè)器22A和一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)23,但帶有PBS20C而不是線性偏振器?？刂茊卧?0B使得開(kāi)關(guān)23將檢測(cè)器22A選擇性地連接到PBS20C的各(兩)個(gè)輸出端口，以測(cè)量來(lái)自每個(gè)端口的所分析的光。因?yàn)楣鈱W(xué)開(kāi)關(guān)23被用來(lái)將來(lái)自耦合器21和偏振器20A(圖1E)或來(lái)自PBS20C(圖1F)的兩個(gè)光路的輸出光導(dǎo)入同一個(gè)檢測(cè)器，所以來(lái)自這兩個(gè)不同光路的光可以在不同的時(shí)間被檢測(cè)。這將允許使用僅一個(gè)檢測(cè)器(以及關(guān)聯(lián)的電子器件)，同時(shí)保持許多與使用兩個(gè)檢測(cè)器關(guān)聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，與使用僅一個(gè)檢測(cè)器關(guān)聯(lián)的成本的降低在很大程度上將被引入光學(xué)開(kāi)關(guān)所增加的成本抵消，而且也會(huì)有測(cè)量時(shí)間上的代價(jià)。圖1G所示儀器與圖1F所示儀器類似，但區(qū)別在于圖1G所示儀器省略了開(kāi)關(guān)，并且兩個(gè)檢測(cè)器22B和22C分別連接到PBS20C的各(兩)個(gè)輸出端口，以測(cè)量來(lái)自該各個(gè)端口的所分析的光。來(lái)自FUT18的遠(yuǎn)端的光的SOP被A-SOP控制器或擾偏器14B轉(zhuǎn)換，隨之該光被PBS20C分解為兩個(gè)分量，其具有正交的S0P，典型地為0度和90度相對(duì)取向的線性S0P。第一檢測(cè)器22B連接到PBS20C的兩個(gè)輸出端之一，以接收這些正交分量之一；PBS20C的另一個(gè)輸出端(相對(duì)于來(lái)自FUT18的光)連接到第二檢測(cè)器B22C，以接收另一個(gè)正交分量。一旦經(jīng)過(guò)適當(dāng)校準(zhǔn)，以將相對(duì)的檢測(cè)器效率、波長(zhǎng)依賴性等考慮在內(nèi)，如下文將要描述的，分別來(lái)自檢測(cè)器22B和22C的所檢測(cè)的功率的總和與總?cè)肷?即未分析的)功率(常常被稱為Stokes參數(shù)&)成比例。該光可以被檢測(cè)器22B和22C近似同時(shí)地檢測(cè)。應(yīng)意識(shí)到，在偏振鑒別器20包含偏振器21A和耦合器21(圖1C)的情況下，連接到耦合器21的檢測(cè)器22C接收非偏振相關(guān)的光。圖1H所示儀器與圖1B所示儀器類似，但區(qū)別在于圖1H所示儀器的分析器及檢測(cè)裝置44包含偏振計(jì)45，偏振計(jì)45的輸入端經(jīng)由連接器16B連接到FUT18，輸出端連接到采樣及求平均單元32。偏振計(jì)45被控制單元30B控制，以對(duì)從FUT18接收的光進(jìn)行分析和檢測(cè)?，F(xiàn)在將參照?qǐng)DII和IJ描述本發(fā)明的使用寬帶光源12B而不是可調(diào)諧激光源12A的優(yōu)選實(shí)施方案。圖II所示測(cè)量/測(cè)試設(shè)施與圖1B所示以及參照?qǐng)D1B所述的測(cè)量設(shè)施類似，但區(qū)別在于圖ll所示測(cè)量設(shè)施的輸入光控制器裝置42包含偏振寬帶光源12B而不是可調(diào)諧激光源，并且圖II所示的分析器及檢測(cè)裝置44與圖1B所示的分析器及檢測(cè)裝置44不同，因?yàn)榍罢呔哂胁逶谄衿?0A和檢測(cè)器22A之間的可調(diào)諧濾波器27?？烧{(diào)諧濾波器27被控制單元30B控制。應(yīng)意識(shí)到，可調(diào)諧濾波器27可以選擇性地被置于FUT16B的輸出端和檢測(cè)器22A之間的光路中的任何位置，同時(shí)保持緊鄰控制單元30B,而不限于如圖II所示被置于偏振器20A和檢測(cè)器22B之間。其實(shí)，更通常的是，可調(diào)諧濾波器27可以被置于寬帶源12B和檢測(cè)器22A之間的任何位置。然而，將該濾波器置于FUT18近端處的輸入光控制器42中會(huì)導(dǎo)致控制及同步的困難，因?yàn)镕UT近端處的可調(diào)諧濾波器27和遠(yuǎn)端處的控制單元30B之間的通信將困難。在圖II的實(shí)施方案中，假如該寬帶光源的固有DOP不太高，那么，通過(guò)在將來(lái)自寬帶光源12B的光送入FUT18之前使該光經(jīng)過(guò)偏振器，并調(diào)節(jié)該入射光的S0P，可以獲得"良好地偏振的"寬帶光(見(jiàn)圖9A)。在此情形下，一個(gè)附加的偏振調(diào)節(jié)器(即偏振控制器)和一個(gè)偏振器(見(jiàn)圖IOA、10B和2D)將被插在寬帶光源12B和I-SOP控制器14A之間。該偏振控制器將調(diào)節(jié)光的輸入SOP,以從該偏振器獲得近似最大的輸出光功率。圖1J所示儀器與圖II所示儀器類似，但區(qū)別在于可調(diào)諧濾波器27被替換為分光計(jì)裝置或多信道濾波器裝置，具體地是色散元件27A，例如基于光柵的波長(zhǎng)分離器，用于隨角度的變化分離這些不同的光波長(zhǎng)。單個(gè)檢測(cè)器被替換為用于近似同時(shí)地檢測(cè)這些波長(zhǎng)下的光的功率的檢測(cè)裝置，例如多信道檢測(cè)器陣列22D或類似裝置。替代性地，檢測(cè)器陣列可以被替換為幾個(gè)光纖尾纖式光電探測(cè)器一一其可以被連接到光纖陣列以檢測(cè)處于不同空間位置的光，或簡(jiǎn)單地將處于不同空間位置的具有不同光學(xué)波長(zhǎng)的光送入不同的光感探測(cè)器。雖然此設(shè)計(jì)具有較高的成本，但它可以快速地測(cè)量DGD或PMD。優(yōu)選地，在圖1至1J所示的"雙端"測(cè)量?jī)x器中，在FUT18遠(yuǎn)端處的控制單元40B和近端處的控制單元40A之間沒(méi)有"上行"通信?？刂茊卧?0B包含軟件或固件，這些軟件或固件允許控制單元30B從以下信息確定從FUT18中提取的特定的被檢測(cè)的調(diào)制光脈沖是否對(duì)應(yīng)于最高、最低、或在適當(dāng)時(shí)，是中等的緊密相間的波長(zhǎng)，所述信息是輸入光控制器42——適宜地，在控制單元30A的控制下一一編碼到光學(xué)信號(hào)上的信息。上文描述的優(yōu)選實(shí)施方案在本發(fā)明的那些原理方面是共通用的。然而，對(duì)應(yīng)于這些原理方面之每一個(gè)的優(yōu)選實(shí)施方案的細(xì)節(jié)，包括它們的操作細(xì)節(jié)，將在下一個(gè)子章節(jié)中被更詳細(xì)地描述。在下文的描述中，術(shù)語(yǔ)"調(diào)制光脈沖"指的是這樣的傳播光其在限定的時(shí)間間隔內(nèi)，與至少一些其他脈沖在以下的一個(gè)或多個(gè)方面區(qū)分開(kāi)特征波長(zhǎng)、特征平均功率、特征脈沖持續(xù)時(shí)間、特征疊加振幅或在比脈沖持續(xù)時(shí)間的倒數(shù)要高很多的頻率下的相位調(diào)制、其持續(xù)期間的特征消光比、在獲取處理中所述光的采樣的特征持續(xù)時(shí)間、或任何其他可測(cè)量的區(qū)別性屬性。在下文更詳細(xì)的描迷的語(yǔ)境中，"調(diào)制光脈沖"的含義將更清晰。特定波長(zhǎng)處的DGD測(cè)量在一個(gè)窄DWDM信道中，測(cè)量信道內(nèi)一個(gè)以上波長(zhǎng)(/UJ處的DGD往往并不切實(shí)際，因?yàn)檫@些緊密相間的波長(zhǎng)的光學(xué)頻率間隔可能占了可44用的光學(xué)通帶的一大部分，因此在另一個(gè)中點(diǎn)波長(zhǎng)處的測(cè)量可能導(dǎo)致這兩個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)經(jīng)歷過(guò)量的衰減、偏振-依賴損失以及其他可能致使測(cè)量不可靠或不可行的有害效應(yīng)。(如將要在下文更詳細(xì)地描述的那樣，非常小的光學(xué)頻率間隔可能不足以允許小DGD值的測(cè)量。)然而，大體上，當(dāng)FUT的PMD相對(duì)小——例如小于0.2-0.5ps——時(shí)，一個(gè)小的帶內(nèi)波長(zhǎng)區(qū)間(諸如30GHz)內(nèi)的DGD可展現(xiàn)出小的變化，盡管常常仍期望獲得每個(gè)波長(zhǎng)處的DGD從而獲得這個(gè)小的信道波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的平均DGD或rmsDGD。也應(yīng)注意，特定波長(zhǎng)處的DGD測(cè)量不限于"帶內(nèi)"應(yīng)用，諸如對(duì)整個(gè)DWDM信道中的光學(xué)鏈路作測(cè)試。注意，對(duì)于"專用"DWDM信道中的DGD測(cè)量，即總是在近似相同的特定波長(zhǎng)處進(jìn)行的測(cè)量，光源裝置12不是必須得大幅可調(diào)諧的或帶寬光源非常寬，僅要求其能夠發(fā)射以前述"特定波長(zhǎng)"為中心的兩個(gè)不同的緊密相間的波長(zhǎng)下的相干光。然而，對(duì)于多數(shù)測(cè)量應(yīng)用，期望光源裝置12可調(diào)諧或光源帶寬非常寬，以便對(duì)數(shù)個(gè)其他DWDM信道波長(zhǎng)中的任何一個(gè)進(jìn)行測(cè)量一一例如在通信C和/或L帶中。此可調(diào)諧光源或?qū)拵Ч庠囱b置的優(yōu)選實(shí)施方案的操作的更詳細(xì)描述，將在稍后的子章節(jié)中給出。如在上文"
背景技術(shù)：
"章節(jié)中描述的，DGD可以隨著時(shí)間和/或環(huán)境條件變化而改變。對(duì)于許多測(cè)量應(yīng)用，該測(cè)量的速度("更新速率")不是關(guān)鍵的。因此，出于成本考慮，有利的是，為輸入-SOP控制器14A和分析裝置選擇便宜的偏振擾偏器。適宜用于I-SOP和A-SOP控制器14A和14B二者的低成本SOP擾偏器的一個(gè)實(shí)例是，在共同擁有的、2007年11月26日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/996，578中被描述。從輸入I-S0P控制器14A出來(lái)的光的實(shí)際SOP—般是未知的，但經(jīng)歷"連續(xù)掃描"，即在好幾組緊密相間的波長(zhǎng)之間輕微地變動(dòng)，以使在足夠長(zhǎng)的時(shí)段，通常對(duì)應(yīng)于為獲取可靠的DGD測(cè)量的最短時(shí)段內(nèi)，該SOP將近似均勻地覆蓋龐加萊球。位于FUT18的遠(yuǎn)端的輸出A-SOP控制器14B也以類似于輸入I-SOP控制器14A的方式使從FUT18出來(lái)的光的SOP緩慢地變動(dòng)，盡管整體上各自的變動(dòng)速率并不相同，并且從I-SOP控制器14A和A-SOP控制器14B出來(lái)的光是不相關(guān)的。更具體地，對(duì)于特定的測(cè)量序列k，控制單元30B使光信號(hào)一一其被介入的偏振鑒別器(諸如偏振分束器(PBS)或偏振器)分析一一在一部分時(shí)間內(nèi)被測(cè)量一一在該一部分時(shí)間內(nèi)，來(lái)自光源裝置12/12A的兩個(gè)不同波長(zhǎng)，即乂"和;t^下的光被接連檢測(cè)，所述兩個(gè)不同波長(zhǎng)彼此緊密相間，在所述的一部分時(shí)間內(nèi)，分別從I-SOP控制器14A和A-SOP控制器14B出來(lái)的S0P近似恒定，并形成第k個(gè)S0P對(duì)(7-5^戶，(9-S(9尸^)(優(yōu)選地，前述部分小于"物理"脈沖長(zhǎng)度的50%,原因?qū)⒃谙挛慕忉尅?。即;0(;ir+;ir)/2。(為了方便和便于理解，標(biāo)注L和u指的是相對(duì)于中點(diǎn)波長(zhǎng)c:的波長(zhǎng)"低"和"高"值。)所測(cè)量的分析光信號(hào)在被施加到數(shù)據(jù)處理器34以進(jìn)行隨后的處理之前，被采樣及求平均裝置32轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并接著被數(shù)字化。在從一個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換到其他的過(guò)程中，來(lái)自光源裝置12A的光被暫時(shí)地熄滅例如大約40ms,這段時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于許多光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中的DWDM信道均衡器的典型的反應(yīng)時(shí)段。此熄滅的精確時(shí)段被控制單元30B用來(lái)識(shí)別隨后的脈沖是對(duì)應(yīng)于高波長(zhǎng)還是對(duì)應(yīng)于低波長(zhǎng)。上述測(cè)量序列針對(duì)K個(gè)不同的組被重復(fù)，每個(gè)組對(duì)應(yīng)于一個(gè)稍許不同的I-S0P和A-S0P。在實(shí)際中，對(duì)于連續(xù)S0P掃描方式，K應(yīng)大于1000，理想地大于10，000，以獲得令人滿意的結(jié)果。對(duì)應(yīng)于每個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)處的光發(fā)射的時(shí)間段不是特別關(guān)鍵，但很明顯，較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間將導(dǎo)致此方法的較長(zhǎng)的總體測(cè)量時(shí)間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在測(cè)量時(shí)間和光源波長(zhǎng)切換速度限制之間的良好折衷是大約lms的時(shí)段。假如不能大致知曉所要測(cè)量的DGD值，那么緊密相間的波長(zhǎng)對(duì)的光學(xué)頻率差就有可能太大從而不允許精確地測(cè)量高DGD值，或者太小從而不允許精確地測(cè)量低DGD值。在這樣的情形下，理想的情況是僅使用有限數(shù)目的K值執(zhí)行初步粗略的DGD估計(jì)。(應(yīng)注意，用連續(xù)SOP方式，對(duì)于粗略測(cè)量，K必須仍相對(duì)大，例如大于500，然而假如使用替代性的"宏觀步幅(macroscopic-st印)S0P選擇"方式，如下文所述，K可以是一個(gè)小得多的值，例如近似等于10。)繼后，取決于結(jié)果，緊密相間的波長(zhǎng)的間隔可以被調(diào)節(jié)，同時(shí)保持中點(diǎn)波長(zhǎng)處于相同的值。然而，如上所述，在窄DWDM信道——其可以例如僅具有近似等于35GHz的可用通帶寬度一一中，增大波長(zhǎng)間隔并不總是可行的。用于"適配"緊密相間的波長(zhǎng)之間的光學(xué)頻率差的另一個(gè)途徑是，在每個(gè)組中使用兩個(gè)以上的緊密相間的波長(zhǎng)，波長(zhǎng)對(duì)之間的間隔是不等的。如上所述，如果初步的DGD估計(jì)指示波長(zhǎng)間隔應(yīng)不同，那么僅需要將對(duì)應(yīng)于"最優(yōu)"緊密相間的波長(zhǎng)對(duì)的中點(diǎn)波長(zhǎng)偏移到對(duì)應(yīng)于初始緊密相間的波長(zhǎng)對(duì)的中點(diǎn)波長(zhǎng)。這樣的途徑適于優(yōu)選的光源裝置12,其實(shí)施方案將在下文中更詳細(xì)地描述。有利地，為了估計(jì)并部分地補(bǔ)償測(cè)量中的噪聲的影響，針對(duì)每一組，在相同的兩個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)處進(jìn)行"重復(fù)測(cè)量"，當(dāng)沒(méi)有噪聲時(shí)，這些重復(fù)測(cè)量原則上基本等同于"原始"測(cè)量。在實(shí)際中，這樣的噪聲可能源自以下各項(xiàng)的任何組合ASE噪聲(來(lái)自光纖鏈路中介入的光學(xué)放大器)、偏振噪聲、光源功率波動(dòng)等等。利用該技術(shù)來(lái)提高測(cè)量靈敏度將在下文加以詳細(xì)描述。然而，應(yīng)注意，方便的是，在該優(yōu)選實(shí)施方案中，并不實(shí)際傳輸截然不同的"物理"重復(fù)脈沖，而是在獲取過(guò)程中通過(guò)在不同于進(jìn)行"初始"測(cè)量的那部分時(shí)間的時(shí)間部分內(nèi)對(duì)"物理脈沖"(對(duì)應(yīng)于激光發(fā)射特定波長(zhǎng)的時(shí)段)進(jìn)行采樣，來(lái)執(zhí)行等價(jià)的功能。因此，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，每個(gè)"物理脈沖"包含兩個(gè)"光學(xué)調(diào)制脈沖"將在下文中更詳細(xì)地描述以下計(jì)算方法通過(guò)該計(jì)算方法，這樣獲取的數(shù)據(jù)可以被轉(zhuǎn)換成可靠的DGD測(cè)量，包括對(duì)存在顯著的ASE噪聲的情況下。^使用重復(fù)的DGD(入)測(cè)量的RMS或均DGD測(cè)量通過(guò)在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)重復(fù)地應(yīng)用本發(fā)明的上述測(cè)量特定波長(zhǎng)處的DGD的方法，可以通過(guò)隨波長(zhǎng)變化的DGD來(lái)估計(jì)光纖鏈路的偏振模色散(PMD)(根據(jù)"rms"或"平均"PMD定義之任一或二者)。優(yōu)選地，這些波長(zhǎng)應(yīng)近似均勻地分布在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)?？紤]到總體測(cè)量時(shí)間，有利的是，將在上文"
發(fā)明內(nèi)容"中描述的連續(xù)SOP掃描替換為"宏觀步幅SOP選擇"，即其中I-S0P控制器14A47和A-S0P控制器14B以偽隨機(jī)方式設(shè)置不同的輸入和輸出S0P，以使那些被用以使SOP常規(guī)地被表示在龐加萊球上的點(diǎn)均勻地分布在所述球的表面上，不論該分布是隨機(jī)的還是均勻的點(diǎn)格。用于這樣應(yīng)用的適宜的可買到的控制器的一個(gè)實(shí)例是GeneralPhotonicsModelPolaMightTM(多功能偏振控制器)。如在上文關(guān)于特定波長(zhǎng)處的DGD測(cè)量中所提及的，情形常常是，緊密相間的波長(zhǎng)對(duì)的光學(xué)頻率差是，例如，太大從而不允許準(zhǔn)確地測(cè)量高DGD值，或太低從而不允許測(cè)量低DGD值。在這樣的情形下，可能理想的是，使用此方法，但用有限的K值(例如10)來(lái)執(zhí)行初步粗略的DGD估計(jì)，繼而，取決于結(jié)果，改變?cè)摼o密相間的波長(zhǎng)的間隔。注意，在此情形下~在rms或平均DGD是在規(guī)定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)被計(jì)算的情況下，對(duì)于這個(gè)具有不同光學(xué)頻率差的測(cè)量往往不必保持嚴(yán)格相同的中點(diǎn)波長(zhǎng)。最終的在波長(zhǎng)上的DGD平均可以考慮到這個(gè)稍許不同的波長(zhǎng)?，F(xiàn)在將描述用光源裝置12的優(yōu)選實(shí)施方案實(shí)施此方法的一個(gè)優(yōu)選方法。(為了先前描述的簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們假定沒(méi)有利用上面特定波長(zhǎng)處的DGD測(cè)量中所描述的"重復(fù)脈沖"法。這里描述的"中間波長(zhǎng)"法可以被輕易地概括為包括"重復(fù)脈沖"法。)首先，輸入光控制裝置42，對(duì)于每一個(gè)有兩個(gè)光脈沖的組，將具有波長(zhǎng)U/z)——其處在該組的高和低波長(zhǎng)Uw,;i;J中間且與二者間隔不等——的第三附加光脈沖送入FUT18。輸入S0P14A和輸出SOP14B對(duì)于所有這三個(gè)光脈沖分別近似恒定。所有這三個(gè)所分析的脈沖被檢測(cè)系統(tǒng)裝置22檢測(cè)，并通過(guò)它們各自的"熄滅期"被識(shí)別，如上文在特定波長(zhǎng)處的DGD測(cè)量中所述，這三個(gè)前述光脈沖對(duì)應(yīng)于三個(gè)不同的光學(xué)頻率差組合(與之形成對(duì)比的是，兩個(gè)不同的緊密相間的波長(zhǎng)當(dāng)然對(duì)應(yīng)于僅一個(gè)可能的光學(xué)頻率差)，因而總體測(cè)量時(shí)間僅增加了大約50%。使用下文更詳細(xì)描述的計(jì)算方法，可以在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)，在不同的近似均勻地相間的(中點(diǎn))波長(zhǎng)處進(jìn)行噪聲和/或靈敏度優(yōu)化的DGD測(cè)量。應(yīng)注意，假如使用相同的DGD(入)數(shù)量的顯著不對(duì)稱的分布，那么，通過(guò)對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的方式直接修改該方法，PMD值仍可以被計(jì)算，但此PMD值一般將不如用近似均勻地分布的波長(zhǎng)獲得的PMD值可靠。為了避免在輸入光控制器裝置42和分析器及檢測(cè)裝置44之間必須使用復(fù)雜的通信，理想的是，對(duì)于規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間(例如C帶，從1530至1565nm)，對(duì)可調(diào)諧激光源12A(圖1(B-H))或可調(diào)諧濾波器27(圖II)生成的緊密相間的波長(zhǎng)所限定的中點(diǎn)波長(zhǎng)的選擇可以是預(yù)定的。以此方式，不需要明確地通信告知所送入波長(zhǎng)的數(shù)字值，因?yàn)檫@些值可以由控制單元30B從熄滅時(shí)間內(nèi)的簡(jiǎn)單的編碼信息中得出，如上文所述。然而，理想的是，初始"準(zhǔn)備好的"信號(hào)被從輸入光控制器裝置42發(fā)送，以開(kāi)始測(cè)量序列。同樣，該信號(hào)可以經(jīng)由熄滅期被編碼到送入FUT的光中，或通過(guò)其他簡(jiǎn)單的脈沖頻率調(diào)制。一旦一組DGD(入)值已經(jīng)被如上所述地獲得，那么就很容易使用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)定義從規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)所獲取的不同的DGD值來(lái)計(jì)算rmsDGD和平均DGD之任一或二者。注意，這樣的測(cè)量特別有用，因?yàn)槎鄶?shù)當(dāng)前商業(yè)途徑不允許使用rms和平均定義二者來(lái)直接地測(cè)量PMD。RMSDGD測(cè)量(不帶個(gè)體DGD(入)測(cè)量)下面的測(cè)量方式可以被應(yīng)用于對(duì)一規(guī)定波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的rmsDGD(即根據(jù)nns定義的PMD)的直接測(cè)量。假如不需要測(cè)量DGD隨波長(zhǎng)變化的信息，那么本發(fā)明的此方面實(shí)現(xiàn)了比前述使用重復(fù)的DGD(入)測(cè)量的RMS測(cè)量法要快得多的PMD測(cè)量方法(對(duì)于相同的總體精確水平而言)。另外，由于分析及檢測(cè)光控制器裝置44不需要"知曉"正在被傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)的實(shí)際值(僅需要知曉該波長(zhǎng)是否對(duì)應(yīng)于"高"，"低"或者一個(gè)或多個(gè)"中間"波長(zhǎng))，所以不需要使用預(yù)定波長(zhǎng)或該測(cè)量的確切的"開(kāi)始"信號(hào)，由此簡(jiǎn)化測(cè)量過(guò)程。用以將這樣獲取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可靠的DGD測(cè)量(包括在存在顯著的ASE噪聲的情況下)的計(jì)算方法，除了在近似均勻地分布在所規(guī)定的區(qū)間內(nèi)的"中心波長(zhǎng)"上(中心波長(zhǎng)的定義稍后見(jiàn))，在不同的輸入SOP和輸出SOP上，以及對(duì)每一個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)組所做的個(gè)體測(cè)量求平均之外，與上述在特定波長(zhǎng)處的DGD測(cè)量大致相同。理想地，但不是必要地，中點(diǎn)波長(zhǎng)的選擇是準(zhǔn)隨機(jī)的，或至少不是按波長(zhǎng)遞增或遞減排列的。計(jì)算細(xì)節(jié)將在下文中描述。對(duì)于上述使用重復(fù)的DGD(入)測(cè)量的rms或平均DGD測(cè)量，有利的49是，在每個(gè)波長(zhǎng)組中送入兩個(gè)以上的不同的緊密相間的波長(zhǎng)，以使在計(jì)算處理中可以使用最優(yōu)光學(xué)頻率間隔。在更詳細(xì)地描述以上這些方面的測(cè)量過(guò)程之前，為了促進(jìn)和理解這樣的操作，將解釋理論基礎(chǔ)，應(yīng)注意這樣的理論不是限制性的。使用快速波長(zhǎng)掃描的RMSDGD測(cè)量測(cè)量規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的rmsDGD的一個(gè)替代性方式是，使用快速掃描可調(diào)諧激光器(或偏振寬帶源/可調(diào)諧窄通濾波器的組合)，其中I-SOP和A-SOP之任一或二者在掃描過(guò)程中幾乎保持不變化或完全不變化。假如檢測(cè)電子器件足夠快速，那么這個(gè)"光譜獲取步驟"將提供隨著光學(xué)頻率而變化的準(zhǔn)連續(xù)的檢測(cè)的偏振-分析的傳輸相干光功率數(shù)據(jù)。在隨后的數(shù)據(jù)分析中，可以選擇任何所需的緊密相間的波長(zhǎng)步幅，并以與上文所述類似的方式選擇從不同的波長(zhǎng)對(duì)確定的平均DGD值。當(dāng)然，假如I-SOP和A-SOP在掃描過(guò)程中變化，那么這將進(jìn)一步提高該測(cè)量的精確度，只要在該掃描中，在任何兩個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)之間，I-SOP和A-SOP都保持不顯著變化。此外，用多個(gè)掃描重復(fù)此過(guò)程當(dāng)然會(huì)進(jìn)一步提高精確度。#贈(zèng)，縣并做本發(fā)明嚢括了對(duì)圖I-IH所示的雙端PMD測(cè)量實(shí)施方案的各種修改。例如，假如來(lái)自光源裝置12的光不是良好地偏振的，即不同的波長(zhǎng)有不同的S0P,那么使該光經(jīng)過(guò)一個(gè)偏振調(diào)節(jié)器(即偏振控制器)13(見(jiàn)圖9A),以通過(guò)調(diào)節(jié)光的入射SOP而從偏振器產(chǎn)生最大輸出光，從而使最大光功率經(jīng)過(guò)I-S0P控制器14A，所述偏振調(diào)節(jié)器通過(guò)非保偏光纖分別連接到可調(diào)諧脈沖激光源12和偏振器19。雖然這些修改可以被分立地應(yīng)用，但本發(fā)明的特定實(shí)施方案可以包括幾個(gè)這樣的修改。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員無(wú)需過(guò)度的實(shí)驗(yàn)技能就能夠?qū)⒃撨^(guò)程用于校準(zhǔn)兩個(gè)檢測(cè)器22B和22C的相對(duì)敏感度，包括由上文所述的介入的耦合器等等引起的損失，其中可參考圖1G的實(shí)施方案所用的基于偏振光源的雙端PMD測(cè)量。即是說(shuō)，應(yīng)意識(shí)到，在圖1C的實(shí)施方案中，不要求校準(zhǔn)平均相對(duì)增益；測(cè)得的總功率獨(dú)立于S0P，并且不需要"絕對(duì)"校準(zhǔn)來(lái)直接測(cè)量絕對(duì)傳輸值；它們可以被獲取為帶有一未知常數(shù)因子。隨后的對(duì)在SOP上求平均的平均功率的標(biāo)準(zhǔn)化，如上文所述，消除了未知因子。在檢測(cè)裝置22包含單個(gè)檢測(cè)器22A的情況下(例如圖1B)，通過(guò)計(jì)算第一和第二功率組中的所有功率的平均值，并將每個(gè)功率除以所述平均功率，以獲得第一和第二組標(biāo)準(zhǔn)化功率，如下文所詳述。圖1B示出了一種適合借助于以此方式獲得的標(biāo)準(zhǔn)化功率來(lái)獲得DGD或PMD的PMD測(cè)量?jī)x器。圖1B所示PMD測(cè)量?jī)x器與圖1C所示測(cè)量?jī)x器類似，但圖1B所示測(cè)量?jī)x器省略了耦合器21和檢測(cè)器B22C。數(shù)據(jù)處理器34將筒單地使用不同的標(biāo)準(zhǔn)化等式。在使用了偏振計(jì)45的情況下(見(jiàn)圖1H),從FUT18出來(lái)的光的幾個(gè)(通常是三個(gè))不同的偏振分量可以根據(jù)偏振計(jì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)或不同時(shí)地被測(cè)量到。應(yīng)注意，圖2的單端測(cè)量?jī)x器可以被適配為，在它的分析器及檢測(cè)裝置44中使用偏振計(jì)45。在圖II所示的基于偏振寬帶光源的雙端PMD測(cè)量中，可調(diào)諧濾波器27被用來(lái)選擇光波長(zhǎng)。該可調(diào)諧濾波器可以被置于偏振器20A(圖ll)之后或之前。應(yīng)注意，該可調(diào)諧濾波器必須是對(duì)偏振不敏感的濾波器，且該可調(diào)諧濾波器可以在不同的時(shí)間選擇不同的波長(zhǎng)。在上述實(shí)施方案之任一中，輸入S0P控制器14A和輸出S0P控制器14B以這樣的方式運(yùn)作對(duì)于在它的輸入端接收到的光的給定S0P(其可以是龐加萊球上的任何SOP)，萬(wàn)開(kāi)它的輸出端(無(wú)論對(duì)輸入SOP14A或輸出SOP14B)的光的SOP將是龐加萊球上多個(gè)基本均勻分布的SOP中的任何一個(gè)其他SOP，不論該分布是隨機(jī)還是確定的。典型地，輸入和輸出偏振狀態(tài)的數(shù)量是大約100至100，000，但該數(shù)量可以是任何能夠合理地覆蓋龐加萊球的可行的數(shù)量。然而，對(duì)于輸入和輸出SOP兩者，也可以使用一個(gè)。應(yīng)注意，這些SOP的分布不需要是并且通常不會(huì)是真正地隨機(jī)的。因此在為了方便而確實(shí)使用隨機(jī)分布時(shí)，"偽隨機(jī)"可能是更適當(dāng)?shù)男g(shù)語(yǔ)一一因?yàn)樗染鶆騍OP點(diǎn)格實(shí)施起來(lái)更容易也更便宜(在測(cè)量過(guò)程中，后者不管怎樣總是易于受到FUT18的移動(dòng)的影響)。檢測(cè)系統(tǒng)裝置22,不論是單個(gè)檢測(cè)器、一對(duì)檢測(cè)器、一個(gè)濾波器加檢測(cè)器、或一個(gè)檢測(cè)器陣列，以及采樣或采樣及求平均電路單元32，一如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)功率計(jì)中所用的。有利地，控制單元30B可以是分立的計(jì)算機(jī)。然而，應(yīng)注意，單個(gè)計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行數(shù)據(jù)處理器34和控制單元30B的功能。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以做出對(duì)上述實(shí)施方案的各種其他修改。例如，可調(diào)諧調(diào)制光源12、輸入SOP控制器14A以及分析及檢測(cè)裝置14B、20和22可以用其他能夠使進(jìn)入FUT18的調(diào)制光源具有不同偏振狀態(tài)，并能分析離開(kāi)FUT18的遠(yuǎn)端的最終信號(hào)或功率的裝置。圖1H所示儀器中使用的偏振計(jì)(典型地是一些分束器，其帶有并行的三個(gè)或四個(gè)分析器以及光感測(cè)器)近似同時(shí)測(cè)量該信號(hào)或功率的一個(gè)以上的偏振分量，但其他類似的配置也是可行的。替代性地，I-SOP控制器14A可以送入三個(gè)或更多個(gè)預(yù)定的輸入光S0P，例如具有本領(lǐng)域公知的Mueller設(shè)置(Muellerset)的，并且偏振計(jì)可以被用作分析器及檢測(cè)裝置，如圖1G所示。應(yīng)注意，每個(gè)組不限于一對(duì)調(diào)制光脈沖或一對(duì)調(diào)制光脈沖系列。其實(shí)，可以每一組功率使用三個(gè)或更多個(gè)不同的緊密相間的波長(zhǎng)，而不是最低限度的兩個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)&和4。然而，也應(yīng)注意，對(duì)于雙端總體PMD測(cè)量，假如可以知曉該FUT的粗略PMD值，往往不要求一對(duì)以上的調(diào)制光脈沖和一對(duì)以上的光脈沖。否則，如上文針對(duì)自動(dòng)預(yù)掃描所述，一對(duì)以上的調(diào)制光脈沖或一對(duì)以上的光脈沖系列可以被用于該獲取過(guò)程。也應(yīng)注意，給定中點(diǎn)波長(zhǎng)處的單個(gè)DGD可以通過(guò)在給定的恒定中點(diǎn)波長(zhǎng)的大量隨機(jī)輸入和輸出SOP上求平均來(lái)獲取，所述給定的恒定中點(diǎn)波長(zhǎng)具有兩個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)。因此，通過(guò)測(cè)量給定波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的不同中點(diǎn)波長(zhǎng)處的許多單個(gè)DGD，也可以給出在給定波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的隨波長(zhǎng)變化的DGD，由此，通過(guò)在該給定波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的不同波長(zhǎng)處的所有或大多數(shù)DGD上進(jìn)行平均，可以進(jìn)一步計(jì)算平均DGD和RMSDGD。或者，也可以由均方差一一其通過(guò)在波長(zhǎng)和/或SOP上進(jìn)行平均而獲得一一來(lái)計(jì)算RMSDGD。也應(yīng)意識(shí)到，中點(diǎn)波長(zhǎng)被定義為兩個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)的平均值，并且尤其有用于幫助描述基本的一個(gè)波長(zhǎng)對(duì)下的實(shí)施方案。并不是在該計(jì)算的每一處都確切地需要中點(diǎn)波長(zhǎng)，而且實(shí)際激光波長(zhǎng)也并不"設(shè)置"在中點(diǎn)波長(zhǎng)處，僅需要知曉步幅一一即用在累積PMD計(jì)算中的任一對(duì)波長(zhǎng)之差，不論中點(diǎn)波長(zhǎng)如何，即使中點(diǎn)波長(zhǎng)是隨機(jī)的和未知的。(當(dāng)每個(gè)組使用一個(gè)以上的波長(zhǎng)對(duì)時(shí)，如上所述，引入"中心波長(zhǎng)"的概念作為對(duì)應(yīng)于特定組的波長(zhǎng)"標(biāo)簽"是有用的。這將在下文中進(jìn)一步討論。)雖然上述操作方法針對(duì)每個(gè)S0P改變其中點(diǎn)波長(zhǎng)，但這不是本發(fā)明的必要特征。盡管通過(guò)覆蓋大波長(zhǎng)區(qū)間一一為了獲得DGD的最佳可能平均值(按照PMD的定義)一一可以獲得優(yōu)良測(cè)量結(jié)果，用恒定的中心波長(zhǎng)，或甚至是，既用恒定的輸入和輸出SOP又用一個(gè)帶預(yù)定的波長(zhǎng)步幅(或頻率差)的恒定的中心波長(zhǎng)，本發(fā)明的PMD測(cè)量仍將不偏置地工作，并且可以提供可接受的PMD測(cè)量。單端總體PMD測(cè)量如上文所述，假如要從FUT18的一端測(cè)量DGD/PMD,那么分析器及檢測(cè)單元44和模擬及數(shù)字信號(hào)處理單元40可以與輸入光控制器42，以及與雙端實(shí)施方案中用于執(zhí)行控制單元30A和30B的控制功能的單個(gè)控制單元30，一起位于FUT18的近端。而且，因?yàn)檫@些部件位于一處，所以特定部件可以被組合，它們的構(gòu)件可以在適當(dāng)時(shí)被修改。現(xiàn)在將參照對(duì)應(yīng)于圖1至1G(雙端測(cè)量?jī)x器配置)的圖2至2G來(lái)描述單端測(cè)量?jī)x器配置。這樣，圖2示出了一種可調(diào)諧的基于OTDR的單端總體PMD測(cè)量設(shè)施，該設(shè)施與圖l的雙端測(cè)量?jī)x器類似，但在該設(shè)施中，輸入光控制器裝置42和分析及檢測(cè)裝置44共同位于FUT18的近端并共享回反射提取器52,回反射提取器52經(jīng)由連接器16將輸入I-SOP控制器14A和輸出A-SOP控制器14B連接到FUT18?；胤瓷涮崛∑?2是雙向的，因?yàn)?，其將光從I-SOP控制器14A運(yùn)送到FUT18，并將回反射光從FUT18運(yùn)送到A-SOP控制器14B。正如圖1中可調(diào)諧脈沖光源12通過(guò)PMF29A連接到I-SOP控制器14A那樣。帶有PC(FC/PC或FC/UPC)連接器或光纖尾纖式鏡50的光纖接插線被連接到FUT18的遠(yuǎn)端，以在FUT18的遠(yuǎn)端形成一個(gè)局域反射器。事實(shí)上，可以使用任何類型的反射器，如果其可以將光從FUT18的遠(yuǎn)端反射回到測(cè)量?jī)x器中。與圖l相比的另一個(gè)改變是，圖2所示儀器具有單個(gè)控制單元30,其控制可調(diào)諧脈沖光源12、兩個(gè)S0P控制器14A和14B、采樣及求平均單元32和數(shù)據(jù)處理器34。除此以外，圖2所示測(cè)量單元的構(gòu)件與圖1所示測(cè)量?jī)x器的構(gòu)件類似或相同，并以類似的方式運(yùn)作。然而，信號(hào)處理器必須被適于應(yīng)對(duì)以下事實(shí)當(dāng)所提取的光包含來(lái)自光源12的經(jīng)過(guò)了FUT18的至少一部分長(zhǎng)度并接著被回反射并經(jīng)過(guò)相同的路徑回到回反射提取器的光。應(yīng)注意，上文在單端總體PMD測(cè)量的語(yǔ)境中提及的術(shù)語(yǔ)"可調(diào)諧OTDR"不限于全功能性的商業(yè)型0TDR，而是指這樣一種設(shè)施其可以提供用于送入光纖的光學(xué)脈沖，并且隨后可以僅對(duì)以下的那些脈沖進(jìn)行探測(cè)和執(zhí)行時(shí)間門(time-gate)平均與對(duì)應(yīng)于特定時(shí)延(即對(duì)應(yīng)于光纖端部的距離)的反射相對(duì)應(yīng)的脈沖。盡管如此，OTDR的使用允許FUT端部被識(shí)別，并允許FUT長(zhǎng)度被測(cè)量，由此使得時(shí)間門窗口被正確地選擇。應(yīng)注意，參照?qǐng)D1至1H的雙端測(cè)量?jī)x器而描述的各種修改和替代大部分可以應(yīng)用于圖2所示的單端測(cè)量?jī)x器中?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D2B至2G簡(jiǎn)要地描述如此修改后的單端測(cè)量?jī)x器配置。在圖2B所示儀器中，輸入光控制器42和分析器及檢測(cè)單元44共用同樣的偏振鑒別器(偏振器)20A和1/0-S0P控制器14,偏振筌別器20A和1/0-S0P控制器14都是雙向的，它們經(jīng)由連接器16朝著FUT18運(yùn)送輸入光，并沿反方向回反射從FUT18返回的光。因而，I/0-S0P控制器14組合了分立的I-SOP14A和A-S0P14B的功能，但其中，對(duì)于沿兩個(gè)方向之一穿過(guò)I/O-SOP控制器14的光，擾偏必定高度相關(guān)?；胤瓷涮崛∑靼h(huán)器(circulator)/耦合器52A，其通過(guò)PMF29A連接到光源12，并通過(guò)第二PMF29B連接到偏振鑒別器(偏振器)20A的輸入端。循環(huán)器/耦合器52A將回反射光運(yùn)送到檢測(cè)系統(tǒng)，該檢測(cè)系統(tǒng)在圖2B中被示為單個(gè)檢測(cè)器22A。偏振鑒別器(偏振器)20A的輸出端通過(guò)常規(guī)光纖連接到雙向1/0-S0P控制器的輸入端。其他構(gòu)件與圖2中相同。PMF29A和29B的對(duì)準(zhǔn)在工廠中以這樣的方式被確定基本所有來(lái)自可調(diào)諧脈沖激光源12的光功率都被保持在光纖29A和29B的兩個(gè)軸的其中一個(gè)軸上(常規(guī)地在"慢"軸上)。由于循環(huán)器/耦合器52A是偏振保持的，所以此對(duì)準(zhǔn)持續(xù)至其與PBS或偏振器的附接點(diǎn)。在PMF29A和29B的每一端附接到有關(guān)構(gòu)件的過(guò)程中，調(diào)節(jié)該P(yáng)MF的方位定向，以確保光脈沖最大量地傳輸至FUT18。在使用中，在圖2G所示儀器中，來(lái)自光控制器42的輸入光經(jīng)由光纖連接器16被送入FUT18，并且由任何局域反射(諸如來(lái)自FUT18的遠(yuǎn)端50的菲涅耳反射)導(dǎo)致的回反射光經(jīng)由光纖連接器16返回分析器及檢測(cè)裝置44，在反方向上進(jìn)入I/0-S0P控制器14。該光的S0P被SOP控制器(或擾偏器)14轉(zhuǎn)換，隨之該光被偏振鑒別器20—一具體是PBS—一分解成具有正交的SOP的兩個(gè)分量，典型地是0度和90度相對(duì)取向的線性S0P。第一檢測(cè)器22B連接到PBS20的兩個(gè)輸出之一，以接收這些正交分量之一，回反射提取器52(例如循環(huán)器/耦合器)連接到另一個(gè)輸出端(相對(duì)于來(lái)自FUT18的回反射光)。第二檢測(cè)器22C進(jìn)而連接到回反射提取器52中傳輸來(lái)自PBS20的光的輸出端，以接收另一個(gè)正交分量。一旦經(jīng)過(guò)適當(dāng)校準(zhǔn)，以將相對(duì)的檢測(cè)器效率、波長(zhǎng)依賴性、循環(huán)器損失等等考慮在內(nèi)，如下文將要描述的，來(lái)自檢測(cè)器22B和22C的所檢測(cè)的功率之和與總的回反射功率(&)成比例?；胤瓷涔饪梢越仆瑫r(shí)地被檢測(cè)器22B和22C檢測(cè)到。在圖2C所示儀器中，輸入光控制器裝置42包含可調(diào)諧脈沖光源12，并與分析器及檢測(cè)裝置44共用回反射提取器、偏振器20A和1/0S0P控制器裝置14?；胤瓷涮崛∑鞅皇緸檠h(huán)器/耦合器52A。與前面一樣，來(lái)自光控制器裝置42的輸入光經(jīng)由光纖連接器16被送入FUT18，通過(guò)FUT18的遠(yuǎn)端50的任何局域反射(諸如菲涅耳反射)而反射的回反射光返回分析及檢測(cè)光控制器裝置44，并沿反方向進(jìn)入I/0-S0P控制器14，隨之該光返回偏振器20A。檢測(cè)器22A連接到循環(huán)器/耦合器52的輸出端。在圖2D所示儀器中，通過(guò)FUT18的遠(yuǎn)端50的任何局域反射而反射的回反射光沿反方向返回I/0-S0P控制器14，隨之該光返回偏振器20A，繼而被耦合器21劃分為兩部分。檢測(cè)器22B和22C連接到耦合器5521的兩個(gè)輸出端，以產(chǎn)生兩個(gè)被重復(fù)測(cè)量的功率。應(yīng)注意，并不總是有必要用兩個(gè)檢測(cè)器22B和22C同時(shí)檢測(cè)回反射光。也可以在稍許不同的時(shí)間檢測(cè)回反射光。也應(yīng)注意，也可以使用一個(gè)具有一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)23的檢測(cè)器。在此情形下，兩個(gè)檢測(cè)器22B和22C可以被替換為一個(gè)檢測(cè)器22A加上一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)23(圖2E和2F)。該光學(xué)開(kāi)關(guān)被用來(lái)將來(lái)自不同的光路的回反射光一一其來(lái)自循環(huán)器(或耦合器)52A或PBS20C(圖2F)或者耦合器21(圖2E)——轉(zhuǎn)換到同一個(gè)檢測(cè)器，由此來(lái)自不同光路的回反射光在不同時(shí)間被檢測(cè)。也應(yīng)注意，在這些配置中一一諸如圖2(B、C和D)中的基于偏振器20A的設(shè)計(jì)以及圖2G中的基于PBS20C的設(shè)計(jì)中——也可以在來(lái)自可調(diào)諧光源的光穿過(guò)偏振器或PBS之前，通過(guò)對(duì)該來(lái)自可調(diào)諧光源光的入射S0P進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)獲得偏振光。即是說(shuō)，假如可調(diào)諧(脈沖)光源沒(méi)有良好地偏振，或不同波長(zhǎng)下有不同的光SOP,不要求任何附加的偏振器，但仍要求在可調(diào)諧(脈沖)光源12和循環(huán)器/耦合器52A之間插入附加的偏振控制器。對(duì)于此情形，29A和29B優(yōu)選地被SMF替換。在控制單元30——其也控制可調(diào)諧激光源20—一的控制下，采樣及求平均電路32以已知方式使用內(nèi)部模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器來(lái)對(duì)來(lái)自檢測(cè)器22的隨著時(shí)間而變化的相應(yīng)電信號(hào)進(jìn)行采樣，以獲得對(duì)應(yīng)的電響應(yīng)信號(hào)，對(duì)應(yīng)的電響應(yīng)脈沖信號(hào)繼而可以被采樣及求平均，以為特定光脈沖系列提供平均響應(yīng)脈沖，以及為該系列提供回反射光功率，通過(guò)對(duì)所述平均響應(yīng)脈沖在其持續(xù)時(shí)間的大部分時(shí)間上求平均來(lái)提供所述系列的回反射光功率，最后得到多個(gè)光回反射功率。這個(gè)平均"時(shí)間"窗口(或"時(shí)間門")可以取決于采樣及求平均電子器件的預(yù)濾波。所得的平均功率被數(shù)據(jù)處理器34用來(lái)得出DGD或PMD值，即來(lái)自FUT18的遠(yuǎn)端或任何其他連接器的差分群時(shí)延(DGD)或偏振模色散(PMD)。應(yīng)意識(shí)到，應(yīng)用慣常的轉(zhuǎn)換，根據(jù)光纖的折射率將時(shí)延轉(zhuǎn)換成距離，以獲得光纖的長(zhǎng)度。除了控制采樣及求平均電路32，控制單元30還控制可調(diào)諧脈沖激光源12的波長(zhǎng)以及被1/0-S0P控制器14選擇的1/0-S0P。更具體地，對(duì)于1/0-S0P控制器14的每個(gè)設(shè)定k,控制單元30使得分別在至少一對(duì)彼此緊密相間的波長(zhǎng);t，和;^"處測(cè)量回反射光功率。這對(duì)光脈沖系列的中點(diǎn)波長(zhǎng)被定義為該光脈沖系列的實(shí)際波長(zhǎng)的平均值，即/L=(;ir+;ir)/2。(為了方便和便于理解，標(biāo)注L和u指的是相對(duì)于中點(diǎn)波長(zhǎng);u的"低"和"高"波長(zhǎng))。應(yīng)意識(shí)到，在該組包含一對(duì)或一對(duì)以上光脈沖系列時(shí)，如上定義的中點(diǎn)波長(zhǎng)實(shí)際上對(duì)于該組中的每一對(duì)都是不同的。一個(gè)組中的一對(duì)或一對(duì)以上波長(zhǎng)也可以被用來(lái)測(cè)量來(lái)自FUT遠(yuǎn)端處的局域反射的回反射的功率，繼而為FUT18提取PMD值。然而，對(duì)于單端PMD測(cè)量可以不必使用一對(duì)以上波長(zhǎng)，除非為了自動(dòng)的預(yù)掃描獲取PMD大約值(詳見(jiàn)下文關(guān)于自動(dòng)預(yù)掃描的討論)。一優(yōu)化的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)可以滿足？勵(lì)肌~^(7^)-1，其中^"—^、&，并且^"和v^在v^c/義下對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)對(duì)tX"，其中c是真空中的光速。也應(yīng)意識(shí)到，中心波長(zhǎng)僅是概念性的定義，僅是為了當(dāng)一個(gè)組包含兩個(gè)以上波長(zhǎng)時(shí)便于描述而定義的。在一個(gè)組僅包含兩個(gè)波長(zhǎng)的情況下，中心波長(zhǎng)當(dāng)然等價(jià)于上文定義的"中點(diǎn)波長(zhǎng)"。并不是在計(jì)算的任何地方都需要中心波長(zhǎng)，并且也不需要精確地使組集中圍繞于某個(gè)目標(biāo)中心波長(zhǎng)，因?yàn)樵撃繕?biāo)中心波長(zhǎng)被定義為中點(diǎn)波長(zhǎng)，并且不需要將激光波長(zhǎng)設(shè)置在中心波長(zhǎng)處。僅需要有關(guān)的波長(zhǎng)步幅一一即在累積PMD計(jì)算中使用的任何波長(zhǎng)對(duì)之間的差一一的信息，而不管中心波長(zhǎng)如何。1/0-S0P控制器14以偽隨機(jī)方式設(shè)置不同的I-SOP和A-SOP,以使那些通常表示的龐加萊球上的SOP的點(diǎn)能均勻地分布在所述球的表面上，不論該分布是隨機(jī)的還是均勻的點(diǎn)格。在更詳細(xì)地描述基于可調(diào)諧0TDR的單端總體PMD測(cè)量過(guò)程之前，為了促進(jìn)對(duì)這種操作的理解，將解釋理論基礎(chǔ)，應(yīng)注意這樣的理論不是限制性的。卓端/M本發(fā)明嚢括了對(duì)圖2所示的單端總體PMD測(cè)量?jī)x器的各種調(diào)整。例如，在可調(diào)諧脈沖光源裝置12中，PMF29A可以被替換為偏振調(diào)節(jié)器14(見(jiàn)圖10A)，其通過(guò)非保偏光纖分別連接到可調(diào)諧脈沖激光源12并連接到回反射提取器52的輸入端。假如可調(diào)諧脈沖光源裝置12的輸出端和偏振鑒別器20(例如圖257中的PBS)的輸入端之間的光路是偏振保持的，那么偏振保持循環(huán)器52，例如在圖2中，可以被替換為偏振保持耦合器(例如50/50耦合器)。然而，循環(huán)器具有優(yōu)越性，因?yàn)樗?0/50耦合器多給出了大約3dB的動(dòng)態(tài)區(qū)間。也可想到，偏振鑒別器20可以是偏振器和耦合器，如圖2B所示。在此情形下，檢測(cè)器B22C將被連接到耦合器21,以接收非偏振相關(guān)的回反射光。假如可調(diào)諧脈沖激光源12的輸出端和偏振鑒別器20的輸入端之間的光路不是偏振保持的，那么回反射提取器一一即耦合器或循環(huán)器52—一就不需要是偏振保持的。帶有FC/PC(或FC/UPC)連接器或光纖尾纖式鏡的接插線可以被用來(lái)連接在FUT遠(yuǎn)端，以制造用于測(cè)量來(lái)自該FUT的總體PMD的局域反射。來(lái)自可調(diào)諧OTDR的光脈沖長(zhǎng)度或持續(xù)時(shí)間優(yōu)選地是長(zhǎng)的，例如1至20(xs以上，但也可以應(yīng)用短的脈沖長(zhǎng)度或持續(xù)時(shí)間。雖然這些修改可以分立地實(shí)施，但圖2、2(B-G)所示的本發(fā)明的實(shí)施方案包括了幾個(gè)這樣的修改。具體地，可調(diào)諧脈沖激光源12和I/0-SOP控制器14之間的光珞不是偏振保持的，即圖2的PMF29A和29B被替換為偏振狀態(tài)調(diào)節(jié)器，該偏振狀態(tài)調(diào)節(jié)器通過(guò)基于單模光纖(例如，Corning,Inc.營(yíng)銷的名為SMF-28的非PMF光纖)的構(gòu)件(諸如循環(huán)器和偏振分束器20)連接，繼而偏振狀態(tài)調(diào)節(jié)器使得經(jīng)過(guò)I/O-SOP控制器14的脈沖激光光功率最大化。取代圖2G中的PBS20，偏振鑒別器20包含偏振器20A和耦合器21組合(圖2C)，對(duì)于50/50耦合器情形，以丟失近似3dB的動(dòng)態(tài)區(qū)間為代價(jià)。第二檢測(cè)器B22C(圖2G)連接到耦合器21的其中一個(gè)臂上，以檢測(cè)一部分回反射光用于處理，從而推導(dǎo)出這些脈沖的總回反射功率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員無(wú)需過(guò)度的實(shí)驗(yàn)就能夠使上文描述的過(guò)程適于用來(lái)校準(zhǔn)這兩個(gè)檢測(cè)器A和B(22B和22C)的相對(duì)靈敏度，包括由于介入循環(huán)器或耦合器等等而引起的損失，以便應(yīng)用于圖2G的單端總體PMD測(cè)量?jī)x器。應(yīng)意識(shí)到，在圖2C的實(shí)施方案中，不要求校準(zhǔn)平均相對(duì)增益；測(cè)得的總功率獨(dú)立于SOP，并且不需要"絕對(duì)"校準(zhǔn)來(lái)直接測(cè)量絕對(duì)傳輸值；絕對(duì)傳輸值可以被獲取為帶有未知常數(shù)因子。隨后的對(duì)在SOP上求平均的平均功率的標(biāo)準(zhǔn)化，如上文所述，消除了未知因子。可設(shè)想，在檢測(cè)裝置22包含單個(gè)檢測(cè)器22A的情況下(圖2B)，通過(guò)計(jì)算第一和第二功率組中的所有功率的平均值，并將每個(gè)功率除以所述平均功率，以獲得第一和第二組標(biāo)準(zhǔn)化功率，如下文所詳述的。圖2B顯示出了一種適合借助于以此方式獲得的標(biāo)準(zhǔn)化功率來(lái)獲得PMD的單端PMD測(cè)量。圖2B所示的單端總體PMD測(cè)量與圖2C所示相類似，但省略了耦合器21和檢測(cè)器B22C數(shù)據(jù)處理器34將簡(jiǎn)單地使用不同的標(biāo)準(zhǔn)化等式。在上述任一實(shí)施方案中，1/0-S0P控制器14以以下方式運(yùn)作對(duì)于在它的輸入端接收到的光的給定SOP(其可以是龐加萊球上的任何SOP)，離開(kāi)它的輸出端的光的SOP將是龐加萊球上多個(gè)基本均勻分布的SOP中的任一個(gè)，不論該分布是隨機(jī)還是確定的。典型地，輸出偏振狀態(tài)的數(shù)量是大約IOO至500，但該數(shù)量可以是任何可行的數(shù)量。然而，也可以使用一個(gè)1/0-S0P控制器(而不是圖1所示的雙端PMD測(cè)量所用的兩個(gè)S0P控制器)。應(yīng)注意，這些S0P的分布不需要是并且通常不會(huì)是真正地隨機(jī)的；因此在為了方便而確實(shí)使用隨機(jī)分布時(shí)，"偽隨機(jī)"可能是更適當(dāng)?shù)男g(shù)語(yǔ)一一因?yàn)樗染鶆騍OP點(diǎn)格實(shí)施起來(lái)更容易也更便宜。檢測(cè)器裝置22—一不論是單個(gè)檢測(cè)器還是一對(duì)檢測(cè)器，以及采樣及求平均電路單元32，一如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)功率計(jì)中所用的。在偏振鑒別器20包含PBS20C或者包含偏振器20A與耦合器21的組合的情況下，對(duì)于50/50耦合器的情形，將有丟失大約3dB動(dòng)態(tài)區(qū)間的代價(jià)，其中第二檢測(cè)器22C連接到耦合器21的其中一個(gè)臂上，以檢測(cè)一部分光，用于處理，從而推導(dǎo)出總光功率，然而，如此減少的功率對(duì)該測(cè)量可能不是關(guān)鍵的。有利地，控制單元30可以是分立的計(jì)算機(jī)。然而，應(yīng)注意，單個(gè)計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行數(shù)據(jù)處理器34和控制單元30的功能。單端累積PMD測(cè)量圖3所示的偏振敏感光學(xué)時(shí)域反射計(jì)(P0TDR)包含都由控制單元30控制的可調(diào)諧脈沖光源裝置12、雙向偏振控制器裝置14(方便地被稱為I/OSOP控制器裝置)、采樣及求平均單元32和數(shù)據(jù)處理器裝置34，以及包含檢測(cè)裝置22，該檢測(cè)裝置包含第一檢測(cè)器A22B和第二檢測(cè)器B22C的?？烧{(diào)諧脈沖光源裝置12耦合到保偏光纖(PMF)29A,用于產(chǎn)生一些經(jīng)由I/O偏振狀態(tài)(I/O-SOP)控制器裝置14從連接器16送入到被測(cè)光纖(FUT)18中的光脈沖，而1/0偏振狀態(tài)(I/O-SOP)控制器裝置也如下所解釋的，將經(jīng)由連接器16從FUT18接收對(duì)應(yīng)的回反射光。輸入光控制器裝置42和分析器及檢測(cè)裝置44包含回反射光提取器一一具體是圖3中的偏振保持循環(huán)器52;偏振鑒別器(PD)裝置20一一具體是圖3中的偏振分束器(PBS);以及輸入及輸出SOP控制器(或擾偏器)14,循環(huán)器52通過(guò)第二PMF29B耦合到PBS20的輸入端，以使從可調(diào)諧激光源12到PBS20的光路保持偏振。優(yōu)選地，利用單模光纖將PBS20耦合到I/0-S0P控制器(或擾偏器)14。PMF29A和29B的對(duì)準(zhǔn)在工廠中以這樣的方式被確定基本所有來(lái)自可調(diào)諧脈沖激光源12的光功率都被保持在光纖29A和29B的兩個(gè)軸之一上(常規(guī)地被保持在"慢"軸上)。由于循環(huán)器52是偏振保持的，所以此對(duì)準(zhǔn)被保持，直到PMF29B的遠(yuǎn)端，其附接到PBS20的那點(diǎn)為止。在PMF29A和29B的每一端附接到有關(guān)構(gòu)件的過(guò)程中，該P(yáng)MF29A/B的方位定向被調(diào)節(jié)，以確保光脈沖最大量地傳輸至FUT18。由來(lái)自FUT18的瑞利散射光和在某些情形下的離散(菲涅耳)反射所導(dǎo)致的回反射光，沿反方向進(jìn)入I/0-S0P控制器14。該光的SOP被SOP擾偏器14轉(zhuǎn)化，隨之該光被PBS20分解成具有正交的SOP的兩個(gè)分量，典型地是0度和90度相對(duì)取向的線性S0P。第一檢測(cè)器22C連接到PBS20的兩個(gè)輸出端之一，以接收這些正交分量中的一個(gè)，循環(huán)器52連接到另一個(gè)輸出端(相對(duì)于來(lái)自FUT18的回反射光的)。接下來(lái)，第二檢測(cè)器22B進(jìn)而連接到循環(huán)器52中傳輸來(lái)自PBS20的光的輸出端，以接收另一個(gè)正交分量。一旦經(jīng)過(guò)適當(dāng)校準(zhǔn)，以將相對(duì)的檢測(cè)器效率、波長(zhǎng)依賴性、循環(huán)器損失等等考慮在內(nèi)，如下文將要描述的，來(lái)自檢測(cè)器22B和22C的所檢測(cè)的功率之和與總的回反射功率(&)成比例。在控制單元30—一其也控制可調(diào)諧激光源12—一的控制下，采樣及求平均電路32以已知方式使用內(nèi)部模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器對(duì)來(lái)自檢測(cè)器22B和22C探測(cè)信號(hào)的隨著時(shí)間而變化的對(duì)應(yīng)的電信號(hào)進(jìn)行采樣，以獲得對(duì)應(yīng)的電沖擊響應(yīng)信號(hào)，繼而對(duì)對(duì)應(yīng)于特定光脈沖系列的沖擊響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行采樣及求平均，以產(chǎn)生針對(duì)該系列的0TDR軌跡。所得的OTDR軌跡被數(shù)據(jù)處理器34用來(lái)得出累積PMD曲線PMD(z)，即，隨著FUT18沿線上離開(kāi)FUT18近端的距離z而變化的偏派漠色^t(PMD)。所述FUT18的近端為耦合到分析器及檢測(cè)裝置44的那端。應(yīng)意識(shí)到，將應(yīng)用慣常的轉(zhuǎn)換，根據(jù)光纖折射率將時(shí)延轉(zhuǎn)換成距離。除了控制采樣及求平均電路32，控制單元30還控制可調(diào)諧脈沖激光源12的波長(zhǎng)以及I/0-SOP控制器14來(lái)選擇I-SOP及A-SOP對(duì)。更具體地，對(duì)于1/0-S0P控制器14的每個(gè)設(shè)定的k，控制單元30使得分別在至少一對(duì)彼此緊密相間的波長(zhǎng)A，和義〖"處測(cè)量回反射光功率。這對(duì)光脈沖系列的中點(diǎn)波長(zhǎng)被定義為該光脈沖系列的實(shí)際波長(zhǎng)的平均值，即;L=U:"+^/")/2。(為了方便和便于理解，標(biāo)注L和U指的是相對(duì)于中點(diǎn)波長(zhǎng)/U的"低"和"高"波長(zhǎng))。應(yīng)意識(shí)到，在該組包含一對(duì)以上光脈沖系列時(shí)，如上定義的中點(diǎn)波長(zhǎng)實(shí)際上對(duì)于該組中的每一對(duì)都是不同的。也必須意識(shí)到，中心波長(zhǎng)僅是概念性的定義，僅為了便于描述基本的一對(duì)波長(zhǎng)下的實(shí)施而定義的。并不是在計(jì)算的任何地方都需要中心波長(zhǎng)，并且也不需要精確地使該對(duì)波長(zhǎng)集中圍繞于某個(gè)目標(biāo)中心波長(zhǎng)上，因?yàn)樵撃繕?biāo)中心波長(zhǎng)被定義為實(shí)際波長(zhǎng)對(duì)的平均值。也不需要將激光波長(zhǎng)設(shè)置在中心波長(zhǎng)處。僅需要關(guān)于波長(zhǎng)步幅一一即在累積PMD計(jì)算中使用的任何波長(zhǎng)對(duì)之間的差一一的信息，不論中心波長(zhǎng)如何，也即便其是隨機(jī)的或是未知的。I/0-S0P控制器14以偽隨機(jī)方式設(shè)置不同的(I-SOP及A-SOP)對(duì)，以使那些通常表示與該對(duì)的每一成分對(duì)應(yīng)的SOP的點(diǎn)均勻地分布在所述龐加萊球的表面上，不論該分布是隨機(jī)的還是均勻的點(diǎn)格。在更詳細(xì)地描述POTDR的運(yùn)作之前，為了促進(jìn)對(duì)這種操作的理解，將解釋理論基礎(chǔ)，應(yīng)注意這樣的理論不是限制性的。卓媒屏初本發(fā)明囊括了對(duì)圖3所示的實(shí)施方案的各種修改。例如，在可調(diào)諧脈沖光源裝置12中，PMF29A可以被替換為偏振調(diào)節(jié)器14(見(jiàn)圖IOA)，該偏振調(diào)節(jié)器通過(guò)非保偏光纖分別連接到可調(diào)諧脈沖激光源12以及連接到回反射提取器52的輸入端。假如可調(diào)諧脈沖光源裝置12的輸出端和偏振鑒別器20(例如圖2中的PBS)的輸入端之間的光路是偏振保持的，那么圖3中的偏振保持循環(huán)器18可以被替換為偏振保持耦合器(例如50/50耦合器)。然而，優(yōu)選應(yīng)是循環(huán)器，因?yàn)樗o予了比50/50耦合器更多的大約3dB的動(dòng)態(tài)區(qū)間。假如可調(diào)諧脈沖光源裝置12的輸出端和偏振鑒別器20(例如圖2中的PBS)的輸入端之間的光路不是偏振保持的，那么回反射提取器一一即耦合器或循環(huán)器52不需要是偏振保持的。雖然這些修改可以分立地實(shí)施，但圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施方案包括了幾個(gè)這樣的修改。具體地，可調(diào)諧脈沖激光源12和1/0-S0P控制器14之間的光路不是偏振保持的，即，圖3的PMF29A和29B被替換為偏振狀態(tài)調(diào)節(jié)器14，該偏振狀態(tài)調(diào)節(jié)器通過(guò)基于單模光纖(例如，Corning,Inc.營(yíng)銷的名為SMF-28的非PMF光纖)的構(gòu)件(諸如循環(huán)器52和偏振分束器20)連接，該偏振狀態(tài)調(diào)節(jié)器使得經(jīng)過(guò)I/0-S0P控制器14并進(jìn)入FUT18的脈沖激光光功率最大化。取代PBS20，偏振筌別器20可以包含偏振器20A和耦合器21的組合，如圖3B所示，對(duì)于50/50耦合器的情形，以損失近似3dB的動(dòng)態(tài)區(qū)間為代價(jià)。第一檢測(cè)器26A連接到耦合器20A的其中一個(gè)臂上，以檢測(cè)一部分回反射光，通過(guò)處理，從而推導(dǎo)出這些脈沖的總回反射功率。在圖3的POTDR中，繼而可以執(zhí)行與上迷針對(duì)圖3所描迷的實(shí)施方案類似的過(guò)程，盡管不要求如上所述的對(duì)兩個(gè)檢測(cè)器22B和22C的相對(duì)靈敏度，包括由介入的循環(huán)器或耦合器等等引起的損失進(jìn)行校準(zhǔn)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員無(wú)需過(guò)度的實(shí)驗(yàn)就能夠使上文參考圖3的POTDR所描述的校準(zhǔn)過(guò)程適于用到圖3的實(shí)施方案中。應(yīng)意識(shí)到，在圖3B的實(shí)施方案中，不要求校準(zhǔn)平均相對(duì)增益；測(cè)得的總功率獨(dú)立于S0P，并且不需要"絕對(duì)"校準(zhǔn)來(lái)直接測(cè)量絕對(duì)傳輸值；絕對(duì)傳輸值可以被獲取為帶有未知常數(shù)因子。隨后的對(duì)在SOP上求平均的平均功率的標(biāo)準(zhǔn)化，62如上文所述，未知因子將被消除?？稍O(shè)想，檢測(cè)裝置22可以包含單個(gè)檢測(cè)器，通過(guò)計(jì)算第一和第二組0TDR軌跡中的所有0TDR軌跡的平均值，并將每個(gè)0TDR軌跡除以所迷平均功率，以獲得第一和第二組標(biāo)準(zhǔn)化OTDR軌跡，如上文所詳述。圖3A示出了一種適合借助于以此方式獲得的標(biāo)準(zhǔn)化0TDR軌跡來(lái)獲得PMD的POTDR。圖3A所示的POTDR與圖3B所示類似，但省略了耦合器21和檢測(cè)器B22C。數(shù)據(jù)處理器34將簡(jiǎn)單地使用上文所提供的操作方法中給出的不同的標(biāo)準(zhǔn)化等式。在上述任一實(shí)施方案中，1/0-S0P控制器14以以下方式運(yùn)作對(duì)于在其輸入端接收到的光的給定的SOP(其可以是龐加萊球上的任何SOP)，離開(kāi)其輸出端的光的SOP將是龐加萊球上多個(gè)基本均勻分布的SOP中的任一個(gè)，不論該分布是隨機(jī)還是確定的。典型地，為獲取高品質(zhì)結(jié)果，I-S0P和A-S0P各自的數(shù)量是大約100至200，但可以是任何可行的數(shù)量。應(yīng)注意，I-S0P和A-S0P每一個(gè)的分布不需要，也通常不會(huì)，是真正地隨機(jī)的；因此在為了方便而確實(shí)使用隨機(jī)分布時(shí)，"偽隨機(jī)"可能是更適當(dāng)?shù)男g(shù)語(yǔ)一一因?yàn)樗染鶆虻腎-SOP和A-S0P點(diǎn)格實(shí)施起來(lái)更容易也更便宜。盡管優(yōu)選地是使用兩個(gè)檢測(cè)器來(lái)同時(shí)地獲得兩個(gè)正交偏振光的分量，但也可想到，圖3和3B的實(shí)施方案的這兩個(gè)檢測(cè)器可以被替換為一個(gè)檢測(cè)器加一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)。該光學(xué)開(kāi)關(guān)被用來(lái)引導(dǎo)回反射光的兩個(gè)正交偏振分量(圖3),或者(例如選擇性地)引導(dǎo)一個(gè)來(lái)自偏振器的輸出以及另一個(gè)直接來(lái)自耦合器的輸出(圖3B),進(jìn)入同一個(gè)檢測(cè)器，從而使回反射光的兩個(gè)正交偏振分量，或者一個(gè)來(lái)自偏振器的輸出和另一個(gè)直接來(lái)自耦合器的輸出，可以被同一個(gè)檢測(cè)器依次檢測(cè)。通過(guò)將對(duì)應(yīng)于該系列的兩個(gè)被檢測(cè)的不同的偏振分量的OTDR軌跡中的至少一個(gè)除以對(duì)應(yīng)于該系列的兩個(gè)被檢測(cè)的不同的偏振分量的0TDR軌跡之和，可以獲得針對(duì)該光脈沖系列的標(biāo)準(zhǔn)化OTDR軌跡。這個(gè)替代性的方案可以被使用，不論分析器及檢測(cè)器單元包含PBS還是耦合器?？梢灶A(yù)計(jì)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化和處理的任何修改都是微小的，且在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常識(shí)范圍內(nèi)。替代性地，利用這種一個(gè)檢測(cè)器加上一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)的配置，可以通過(guò)同一檢測(cè)器來(lái)依次檢測(cè)一個(gè)偏振分量和總光功率。和此前一樣，該光學(xué)開(kāi)關(guān)被用來(lái)將一個(gè)偏振分量和總的參考光功率導(dǎo)入同一檢測(cè)器，并且，通過(guò)將該系列的OTDR軌跡除以該系列的對(duì)應(yīng)于總功率的0TDR軌跡，將獲得對(duì)應(yīng)于該特定光脈沖系列的標(biāo)準(zhǔn)化0TDR軌跡。也值得注意的是，不利的是，比起使用兩個(gè)檢測(cè)器的實(shí)施方案，使用帶有一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)連同一個(gè)檢測(cè)器來(lái)取代兩個(gè)檢測(cè)器，至少使總的測(cè)量時(shí)間加倍。也可想到，旋轉(zhuǎn)偏振鑒別器(PD)——不論是偏振器還是PBS—一可以被用來(lái)依次獲取兩個(gè)正交分量，例如經(jīng)由將偏振鑒別器旋轉(zhuǎn)90°以從檢測(cè)Z^切換到檢測(cè)A，或從檢測(cè)i^切換到檢測(cè)A。檢測(cè)器裝置22一一不論是單個(gè)檢測(cè)器還是一對(duì)檢測(cè)器一一以及采樣及求平均電路單元232,—如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)OTDR中所用的。有利地，控制單元30可以是一個(gè)分立的計(jì)算機(jī)。然而，應(yīng)注意，單個(gè)計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行數(shù)據(jù)處理器34和控制單元30的功能。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施方案做出各種修改。例如，可調(diào)諧脈沖激光源12和1/0-S0P控制器14可以被替換為其它某些能夠提供進(jìn)入FUT18的脈沖的不同偏振狀態(tài)，并能夠分析最終的離開(kāi)FUT18的由瑞利散射和/或離散反射所引起的回反射光信號(hào)。這樣，可以使用偏振計(jì)(一些分光計(jì)，其帶有并行的三個(gè)或四個(gè)分析器以及光感測(cè)器)一一其同時(shí)測(cè)量回反射信號(hào)的一個(gè)以上的偏振分量一一或某些其他配置，以使到達(dá)光感測(cè)器的功率取決于回反射光的偏振狀態(tài)(S0P)。應(yīng)注意，每個(gè)組不限于一對(duì)光脈沖系列。其實(shí)，有利的是，對(duì)于在共同的S0P下獲得的每一組軌跡，使用三個(gè)或更多個(gè)不同的緊密相間的波長(zhǎng)，而不是最低限度的兩個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)々和Aw(于是每一組包含》M個(gè)0TDR軌跡，而不是四個(gè)，在具有兩個(gè)光感測(cè)器的實(shí)施方案中，為兩組2M個(gè)軌跡，其中M是一組光脈沖系列中的波長(zhǎng)的數(shù)量)。例如，在使用了三個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)的情形下，可以選擇在最低和中間波長(zhǎng)處的光脈沖系列作為一對(duì)，選擇在中間和最高波長(zhǎng)處的光脈沖系列作為第二對(duì)，從而使一對(duì)光脈沖之間的波長(zhǎng)步幅大于另一對(duì)光脈沖之間的波長(zhǎng)步幅，或許大出幾倍。由于對(duì)應(yīng)于三個(gè)波長(zhǎng)有三個(gè)波長(zhǎng)組合(即iVA(7Vr/>2)，所以可以20在以下時(shí)間內(nèi)同時(shí)獲得對(duì)應(yīng)于兩個(gè)顯著不同的波長(zhǎng)步幅的數(shù)據(jù)所述時(shí)間僅為執(zhí)行一步幅式測(cè)量所要求的時(shí)間的1.5倍。因此，利用每一組三個(gè)波長(zhǎng)(或更多個(gè))來(lái)進(jìn)行操作，被證明是高度有利的，因?yàn)槔鄯ePMD值沿著FUT16的長(zhǎng)度可以顯著地增大(從O至該FUT的總體PMD),因而，使用兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)不同的波長(zhǎng)步幅使得可以在該光纖的所有位置上都保持令人滿意的相對(duì)測(cè)量精度(例如以百分比表示)。應(yīng)意識(shí)到，也可以選擇在最低和最高波長(zhǎng)處的光系列作為第三對(duì)，其具有比第一對(duì)和第二對(duì)都大的波長(zhǎng)步幅。使用僅一個(gè)步幅，給出了一個(gè)給定的絕對(duì)不確定度，例如士0.1ps，其在PMD的值增長(zhǎng)到10ps的距離處表示了一個(gè)較小的百分比不確定度，但在PMD例如僅O.2ps的短距離處，在測(cè)量精度的百分比方面并不好。為了對(duì)于較小的PMD值得到較小的測(cè)量不確定度，必須選擇較大的波長(zhǎng)步幅。因而，明顯有利的是，實(shí)施其中每一組使用兩個(gè)以上波長(zhǎng)的替代性實(shí)施方案。它不改變?nèi)缟纤龅谋景l(fā)明的設(shè)置和原理，卻節(jié)省了整體測(cè)量和處理的時(shí)間。雖然上述實(shí)施方案改變了每個(gè)S0P的中心波長(zhǎng)，但這不是本發(fā)明的必要特征。盡管通過(guò)覆蓋大的波長(zhǎng)區(qū)間一一為了獲得DGD的最佳可能平均值(按照PMD的定義)一一可以獲得優(yōu)良測(cè)量結(jié)果，但用恒定的中心波長(zhǎng)，本發(fā)明的POTDR仍將不偏倚地工作，并且可以提供可接受的PMD測(cè)量?；A(chǔ)理論、數(shù)據(jù)處理以及計(jì)算方法雖然申請(qǐng)人不希望被理論約束，但提供了下述基礎(chǔ)理論，以促進(jìn)對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的理解。對(duì)DGD或rmsDGD(即PMD)的計(jì)算一一其基于隨機(jī)輸入和輸出偏振狀態(tài)擾偏分析(SSA)法的PMD測(cè)量原理——利用現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)PMD的測(cè)量理論，包括龐加萊球分析(PSA)和擴(kuò)展干涉法(GINTY)，經(jīng)適當(dāng)調(diào)整，得出下面給出的等式。應(yīng)用于本發(fā)明的各種方面的具體理論與國(guó)際專利申請(qǐng)No.PTC/CA2006/001610和上述美國(guó)部分繼續(xù)申請(qǐng)No.11/727,759中描述的理論緊密相關(guān)，這兩個(gè)文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用納入本說(shuō)明書(shū)。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，使用了波長(zhǎng)入一_其中入是光在真空中的波長(zhǎng)一-和光學(xué)頻率v，但它們當(dāng)然具有公知的關(guān)系入-c/v。雖然光學(xué)頻率的使用在本理論中是更"自然"的，但在實(shí)際中，對(duì)于緊密相間的波長(zhǎng),波長(zhǎng)可以被使用，應(yīng)理解，適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換因子被應(yīng)用于本說(shuō)明書(shū)中的等式。應(yīng)回想起，PMD是差分群時(shí)延DGD(入)的統(tǒng)計(jì)RMS值，其通過(guò)以下方式來(lái)估計(jì)，即在大波長(zhǎng)區(qū)間上或在一段時(shí)間內(nèi)一一理想地是二者上一—進(jìn)行平均來(lái)評(píng)估，以使盡可能多的DGD隨機(jī)情況被觀察到，以獲得它的RMS值?；A(chǔ)理論f/m*#^經(jīng)歡餘入/翁^w戶挽'濕為Vf在本章節(jié)，我們將描述"用于偏振模色散測(cè)量的隨機(jī)輸入和輸出偏振狀態(tài)擾偏分析(SSA)法"的基礎(chǔ)理論，以及其在通過(guò)接入FUT的兩端或一端而進(jìn)行的PMD測(cè)量上的應(yīng)用。這三個(gè)主要應(yīng)用是(1)"用于確定光學(xué)鏈路的DGD和PMD的雙端PMD測(cè)量方法和設(shè)施"(簡(jiǎn)稱為"雙端PMD測(cè)量")；(2)"使用可調(diào)諧0TDR的單端總體PMD測(cè)量以及其確定PMD的方法"(簡(jiǎn)稱為"單端總體PMD測(cè)量")；和(3)"偏振敏感光學(xué)時(shí)域反射計(jì)(P0TDR)以及其檢測(cè)隨著光纖長(zhǎng)度而變化的累積PMD的方法"(簡(jiǎn)稱為"單端累積PMD測(cè)量")。這些應(yīng)用中的操作方法、數(shù)據(jù)處理和計(jì)算方法將在以下章節(jié)詳細(xì)描述。假如可調(diào)諧激光器和偏振控制器被用來(lái)發(fā)送和控制在FUT的一端入射的輸入光，并且偏振狀態(tài)分析器和功率計(jì)被用來(lái)測(cè)量來(lái)自該FUT(來(lái)自該FUT的同一端或另一端)的兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率vc/和^下的K個(gè)大量輸入/輸出偏振態(tài)的功率，所述光學(xué)頻率w和Vi圍繞著給定中點(diǎn)頻率vwW，所述K個(gè)大量輸入/輸出偏振態(tài)的功率，即包含大量的"SOP對(duì)"(7-SC^，J-SO/V，每個(gè)SOP對(duì)既涉及輸入SOP又涉及被所接收到的光"看到"的偏振分析器軸。I-S0P和A-SOP值都應(yīng)以隨機(jī)方式被選擇，以使常規(guī)地在表示龐加萊球上的S0P的點(diǎn)均勻地分布在所述球的表面上，不論該分布是隨機(jī)的還是均勻的點(diǎn)格。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在所述"S0P對(duì)"的足夠大的均勻分布數(shù)K上進(jìn)行平均，在w和^處觀察到的標(biāo)準(zhǔn)化功率之間的均方差與中點(diǎn)頻率vwW(Vw,(V[/+Vi)/2)處的DGD之間具有簡(jiǎn)單的關(guān)系，該關(guān)系在所有情形下對(duì)于任何類型的實(shí)際FUT都有效，66不論它的隨機(jī)程度或它的偏振耦合率如何，其中包括PMF光纖這一極端情形，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage67</formula>(1)其中《》微代表在K個(gè)SOP上的平均值，Sv叫vu-vj是"頻率步幅"，^是理論常量，其取決于測(cè)量安排上的配置，即兩個(gè)或一個(gè)端測(cè)量配置。AT(v)是在^和^處分別觀察到的所分析的標(biāo)準(zhǔn)化功率(即傳輸)的差，其均方差是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage67</formula>其中，對(duì)于如圖1B、2C和3A所示的基于偏振器的一個(gè)檢測(cè)器的情況下的實(shí)施方案，標(biāo)準(zhǔn)化功率是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage67</formula>其中參考均值w是理論常量，其取決于測(cè)量安排上的配置，即雙端(圖IB)或單端(圖2C和3A)測(cè)量配置，并且平均功率被定義為此外，對(duì)于規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，公式(i)所示的平均值優(yōu)選地既在許多"S0P對(duì)"上又在許多中點(diǎn)波長(zhǎng)上求得，更優(yōu)選的一組緊密相間的兩個(gè)波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的S0P和其中點(diǎn)波長(zhǎng)將不斷從一個(gè)變化到下一個(gè)，以此求得了規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的rmsDGD(也即PMD)，表示為_(kāi)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage67</formula>(2)其中〈〉幼/";義是既在SOP上又在波長(zhǎng)上求平均，或是在規(guī)定波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的波長(zhǎng)上進(jìn)行平均。在緊密相間的波長(zhǎng)之間的足夠小的光學(xué)頻率差("頻率步幅")的限制下，等式(1)和(2)被簡(jiǎn)化為更筒單的微分公式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage67</formula>(2a)從上述等式(1)和(2)得出的DGD和PMD對(duì)于雙端和單端測(cè)量配置都是有效的，并且它們代表輸出端口和輸出端口之間的所測(cè)得的值。對(duì)于雙端測(cè)量配置，理論常量CCA是",5(3)而對(duì)于單端測(cè)量配置，假如使用共同的(相同的)偏振狀態(tài)控制器(擾偏器)作為輸入和輸出光SOP的控制，諸如對(duì)于圖2、2C-G,理論常量a^是(4)對(duì)于不同的測(cè)量配置，參考均值M。也是不同的。對(duì)于雙端測(cè)量配置，參考均值"0是"。=全(5)而，對(duì)于單端測(cè)量配置，假如光的入射偏振狀態(tài)(I-S0P)平行于分析器軸，例如在圖2C中，參考均值"。是(6)注意，等式(l)中的關(guān)系對(duì)于雙端測(cè)量配置是在DGD'Sv<^條件下成立，對(duì)于單端測(cè)量配置是在DGD'Sv〈^條件下成立，這樣就澄清了"緊密相間的波長(zhǎng)"的含義。應(yīng)注意，分別從等式(1)和(2)算出的DGD(v)和PMD，是在FUT的輸入連接器(16A)和輸出連接器(16B)之間確切測(cè)量的DGD和PMD值，并且它們可以不代表該FUT的單向(向前)DGD或PMD，例如，對(duì)于單端測(cè)量配置，測(cè)得的DGD和PMD值是FUT的往返值，但是，對(duì)于雙端測(cè)量配置，從等式(1)和(2)得出的測(cè)得的DGD或PMD是該FUT的單向(向前)DGD或PMD。對(duì)于單端PMD測(cè)量配置，要求在等式(2)得出的測(cè)得的往返PMD上乘以一個(gè)往返因子(art=g)，以得到FUT的單向(向前)PMD值。在各個(gè)實(shí)施方案中，標(biāo)準(zhǔn)化功率的獲取事實(shí)上是不同的，即通過(guò)數(shù)據(jù)處理器34的適宜編程。該理論的解釋是為圖1B、2C和3A的基本的一個(gè)光感測(cè)器實(shí)施方案所提供的，在這些實(shí)施方案中，在平均功率上的標(biāo)準(zhǔn)化既是必要的又是充分的，假定總功率在(I-SOP，A-S0P)對(duì)和隨著時(shí)間改變時(shí)是穩(wěn)定的。應(yīng)注意，針對(duì)雙端測(cè)量配置(圖1B)和單端測(cè)量配置(圖2C和3A)的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程是非常類似的，但參考均值(w。)(見(jiàn)等式(5)和(6))是不同的。也應(yīng)注意，對(duì)于單端累積PMD測(cè)量，隨著距離z而變化的標(biāo)準(zhǔn)化功率軌跡(T(z))被算出。此標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程的詳細(xì)描述在下文中提供。應(yīng)注意，等式(1)產(chǎn)生了在給定中點(diǎn)波長(zhǎng)一一其被定義為用在該測(cè)量中的特定的緊密相間的波長(zhǎng)的平均波長(zhǎng)一一處的DGD值，并且給出了隨著光學(xué)波長(zhǎng)/頻率而變化的DGD。等式(2)產(chǎn)生了針對(duì)規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間的PMD值。該P(yáng)MD被定義為在波長(zhǎng)上進(jìn)行平均的DGD均方根(rms)值。歡端源#本領(lǐng)域中所用的多數(shù)可得到的PMD測(cè)量技術(shù)通常是雙端PMD測(cè)量。上述隨機(jī)輸入和輸出SSA法的基礎(chǔ)理論可以被應(yīng)用于雙端PMD測(cè)量，其中測(cè)試鏈路可以包括或不包括光學(xué)放大器。當(dāng)光學(xué)放大器被用在測(cè)試鏈路中時(shí)，來(lái)自放大器的ASE光將被混合到所送入的偏振相干光中，因此，ASE和所送入的光都將被光感測(cè)器22A(圖1B)測(cè)量。下面我們描述如何通過(guò)接入FUT的兩端，將我們的SSA基礎(chǔ)理論應(yīng)用于對(duì)測(cè)試鏈路中帶有和不帶有光學(xué)放大器這兩種情形都適用的雙端PMD測(cè)量方法。^^試鏈潛哞不夢(mèng)^"龍放乂器#假如可調(diào)諧激光源——其可以通過(guò)階躍式調(diào)諧(steptuning)、或頻率掃描、或頻率調(diào)制、或類似方式選擇其光學(xué)頻率_一或者假如使用偏振寬帶光源，那么可用可調(diào)諧濾波器來(lái)選擇光學(xué)頻率(波長(zhǎng))，并且輸入偏振控制器被置于FUT的近端，而且偏振狀態(tài)分析器一一通常是輸出偏振控制器、偏振器(或PBS)和功率計(jì)(與可調(diào)諧濾波器結(jié)合一一假如所用的是偏振寬帶光源，而非可調(diào)諧激光源)一一被置于FUT的另一端，用于測(cè)量來(lái)自該被測(cè)光纖的兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率Vf/和^下的K個(gè)輸入/輸出偏振態(tài)的光功率，所述光學(xué)頻率Vt/和^圍繞著給定中點(diǎn)頻率v^，所述K個(gè)大量輸入/輸出偏振態(tài)的光功率，即包含大量的"S0P對(duì)"(7-SO/^J-SO/V,每個(gè)SOP對(duì)既涉及輸入SOP又涉及被所接收到的光"看到"的分析器軸。I-S0P和A-SOP都應(yīng)以偽隨機(jī)方式被選擇，以使常規(guī)地表示在龐加萊球上的SOP的點(diǎn)基本均勻地分布在所述球的表面上，不論該分布是隨機(jī)的還是近乎均勻的點(diǎn)格分布。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在所述"SOP對(duì)"的足夠大的均勻分布數(shù)K上進(jìn)行平均，在中點(diǎn)頻率vwW(vwW=(^+Vi)/2)處的向前DGD可以通過(guò)等式(1)算出，為膽(1/)=i園H^a/—〉J(7)應(yīng)注意，等式(7)產(chǎn)生了該FUT在給定的中點(diǎn)頻率(波長(zhǎng))處的單向(向前)DGD值(即DGD)。如已提及的，PMD被定義為在波長(zhǎng)上求平均的DGD均方根(rms)值(應(yīng)注意，在時(shí)間上求平均的DGD可以給出r邁sDGD(而不是平均DGD))。在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的rmsDGD(即PMD)現(xiàn)在可通過(guò)等式(2)算出，為尸M)-丄arcsinfa、/(A772〉)(8)需要再次注意的是，在等式(7)和(8)中，對(duì)于雙端PMD測(cè)量配置，必須使用a^jl。在"頻率步幅"滿足關(guān)系DGD'Sv^W的條件下，這樣就澄清了"緊密相間的波長(zhǎng)"的含義。在緊密相間的波長(zhǎng)之間的足夠小的光學(xué)頻率差("頻率步幅")的限制下，等式(7)和(8)被簡(jiǎn)化為更簡(jiǎn)單的微分公式如下歸(1/)=^〈一〉-(7a)PM￡)=L、/(A772》~(8a)應(yīng)注意，等式(7)和(8)能直接適應(yīng)式(1)和(2)中的基礎(chǔ)理論，以計(jì)算FUT的向前DGD和PMD。^鮮試遂潛^夢(mèng)^^放義器^"c/wy量在許多現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，光學(xué)放大器(典型地是摻鉺光學(xué)放大器)已被插入該鏈路。即FUT18可以在FUT18中以各種間隔(例如60km)包含至少一個(gè)，也可以是好幾個(gè)，光學(xué)放大器。當(dāng)存在光學(xué)放大器時(shí)，位于FUT18的遠(yuǎn)端的功率計(jì)除了檢測(cè)到光學(xué)發(fā)生器裝置發(fā)射的信號(hào)以外，還將可能檢測(cè)到(基本非偏振的)放大自發(fā)輻射(ASE)光。自發(fā)輻射光相當(dāng)于通過(guò)用一個(gè)因子去"縮小"均方差《AT(vf)soP的值，而將檢測(cè)信號(hào)中ase的存在考慮在內(nèi)，所述因子可以用同一原始數(shù)據(jù)而算出。此因子《W是標(biāo)準(zhǔn)化功率的相對(duì)方差，定義為其中參考方差是^。-1/12。〈T(V)2'準(zhǔn)化功率的平均(應(yīng)注意，對(duì)于在充分?jǐn)?shù)量的隨機(jī)擾偏sop上取平均的標(biāo)準(zhǔn)化功率T(v)，外^^^i),繼而，通過(guò)將均方差除以等式(9)中的相對(duì)方差，可以獲得在給定的中點(diǎn)波長(zhǎng)處的向前DGD(單向)，為廣i/一，、—、(9)艦和〈r("〉柳指的是^和v〖處的標(biāo)DGD(v)=^~arcsinor辟)'so尸、(10)此外，指定的波長(zhǎng)區(qū)間的向前r邁sDGD(單向)可以被表達(dá)為厶r2尸M)=1-arcs邊or其中，等式(io)中的在sop上的平均現(xiàn)在表現(xiàn)在對(duì)sop和波長(zhǎng)二者上的平均，而標(biāo)準(zhǔn)化功率的相對(duì)方差現(xiàn)在被表達(dá)為、乂在小步幅的限制下，等式(10)和(11)被簡(jiǎn)化為微分公式，為(12)ZX￡>(v)=—《一(。(10a)卿=i\(11a)應(yīng)注意，假如"緊密相間的波長(zhǎng)"的兩個(gè)發(fā)送功率是相等的以及，對(duì)于這些"緊密相間的波長(zhǎng)"，來(lái)自FUT的光諉衰減是可忽略的，那么測(cè)得的針對(duì)"緊密相間的波長(zhǎng)"的功率可以直接應(yīng)用于等式(10)和(11)，即對(duì)于所測(cè)得的功率不需要任何標(biāo)準(zhǔn)化(應(yīng)注意，在此情形下，f(?！盗赡懿辉俚扔?/4)。這是因?yàn)?，在此狀況下，上述標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程可僅產(chǎn)生一個(gè)被乘在測(cè)得的功率上用以獲得標(biāo)準(zhǔn)化功率(在0和l之間)的"常量因子"，但是通過(guò)使用等式(10)和(11)來(lái)計(jì)算DGD和PMD時(shí)，該常量"因子"最終被消去，因?yàn)榫讲詈拖鄬?duì)方差二者上都乘有確切相同的"因子"一一它們都直接從測(cè)得的功率算出。換言之，假如使用等式(10)和(ll)，僅僅要求獲得與標(biāo)準(zhǔn)化功率成比例的相對(duì)功率以計(jì)算DGD和PMD。應(yīng)注意，等式(10)和(11)可以應(yīng)用于測(cè)試鏈路中帶有或不帶有放大器"噪聲"的情形。在本發(fā)明的一個(gè)替代性方法中，可以通過(guò)在一個(gè)光學(xué)頻率區(qū)間上對(duì)等式(7)或(10)所指示的不同的中點(diǎn)波長(zhǎng)處的所有單個(gè)DGD(v)值求均方根或求平均，獲得對(duì)PMD(即在一個(gè)光學(xué)頻率區(qū)間上的rms或平均DGD值)的估計(jì)。卓端浙f單端PMD測(cè)量對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用是非常重要的測(cè)量技術(shù)。上述SSA基礎(chǔ)理論也可以應(yīng)用于單端PMD測(cè)量。這里描述的單端PMD測(cè)量被劃分為兩種情形第一種情形是，通過(guò)分析來(lái)自FUT的一個(gè)遠(yuǎn)端的回反射光，測(cè)量該FUT的所有總體PMD;第二種情形是，測(cè)量隨著FUT長(zhǎng)度而變化的累積PMD。這兩種情形都僅需接入FUT的一端。卓端^沐/M群量對(duì)于使用來(lái)自光纖遠(yuǎn)端的回反射光的單端PMD測(cè)量，可能常常涉及不帶光學(xué)放大器的測(cè)試光纖。下面我們描述應(yīng)用的我們的基礎(chǔ)SSA理論來(lái)對(duì)通過(guò)僅接入FUT的一端來(lái)進(jìn)行單端總體PMD測(cè)量。假如一反射鏡(諸如光纖尾纖鏡)被連接在該FUT的遠(yuǎn)端，并且假如可以忽略瑞利背向散射，和任何沿著該FUT的偽離散反射(例如，來(lái)自任何連接器或接頭的處)，可調(diào)諧OTDR可以被替換為可調(diào)諧CW激光器(無(wú)脈沖)和功率計(jì)，該功率計(jì)用于測(cè)量FUT遠(yuǎn)端的反射鏡子所反射的兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率vt/和w下的K個(gè)大量(7-SO尸A，J-SO/V對(duì)的光功率，所述光學(xué)頻率Vf;和^圍繞著給定中點(diǎn)頻率w，所述(/AO尸fc(SO/V對(duì)即為與輸入S0P以及被回反射光"看到"的偏振分析器軸有關(guān)的設(shè)置(注意，入-c/v，其中入是光在真空中的波長(zhǎng)。雖然在此理論中，使用光學(xué)頻率更"自然"，但在實(shí)際中，對(duì)于緊密相間的波長(zhǎng)，可以使用波長(zhǎng)，應(yīng)理解，適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換因子被應(yīng)用于此處呈現(xiàn)的這些等式。)。從上述基礎(chǔ)PMD測(cè)量理論已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在足夠大的均勻分布的K個(gè)所述(I-S0P，A-SOP)對(duì)上進(jìn)行平均時(shí)，在勿和Vi處觀察到的標(biāo)準(zhǔn)化功率(即傳輸)之間的均方差，與其中點(diǎn)頻率vc(Vc=(V[/+Vi)/2)處的往返DGD(v)存在著如等式(1)所示的簡(jiǎn)單關(guān)系，該關(guān)系對(duì)于任何類型的實(shí)際FUT都有效，不論該FUT的隨機(jī)程度或其偏振耦合率如何，其中也包括PMF光纖這一極端情形，該關(guān)系如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage73</formula>其中，對(duì)于單端往返dgd測(cè)量，理論常量值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage73</formula>代表在k個(gè)(I-S0P，A-SOP)對(duì)上的平均值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage73</formula>是"頻率步幅"，AT是在Vf/和Vi處分別觀察到的標(biāo)準(zhǔn)化功率的差。該關(guān)系對(duì)于DGDR。undTri。'Sv〈1/2的條件下成立，這樣就澄清了《緊密相間的波長(zhǎng)"的含義。由等式(12)得出的往返DGD(v)不是向前DGD(v)的加倍。從一個(gè)波長(zhǎng)區(qū)間上的rmsDGD(v)提取的往返DGDrms也不是加倍。然而，對(duì)于后一種情形，當(dāng)在波長(zhǎng)或時(shí)間上進(jìn)行平均時(shí)，PMD值(統(tǒng)計(jì)平均)(即rmsdgd)通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單因子與往返pmd(即加sDCH3fawmfWp)相關(guān)，該往返因子ait=力/8，即DGDrmS=Ort'DGDRoundTripRMS或應(yīng)注意，假如使用了PMD的替代性定義——即DGD的平均值，而不是RMS-DGD這一定義，那么會(huì)有不同的往返因子。典型地，為了可靠地測(cè)量總體PMD，應(yīng)使用可調(diào)諧0TDR。可調(diào)諧0TDR將相對(duì)長(zhǎng)的脈沖發(fā)送到FUT中，繼而，該0TDR中的至少一個(gè)的光感測(cè)器檢測(cè)FUT遠(yuǎn)端處的局域反射的回反射光功率。被包含在該儀器的輸出端和選定的反射之間的FUT部分的往返DGD如前所述從等式(12)獲得，其中針對(duì)給定的(I-SOP，A-SOP)對(duì)觀察到的功率，現(xiàn)在，例如是從選定的反射處回反射的脈沖的功率在該脈沖持續(xù)時(shí)間的一預(yù)定部分上求平均而獲得的。值得注意的是，通過(guò)對(duì)每個(gè)響應(yīng)脈沖在其持續(xù)時(shí)間的相當(dāng)一部分上RoundTrip，其中PMD被定義為DGD的均方根(rms)值。進(jìn)行平均，可以獲得上面定義的回反射功率，因此優(yōu)選的是，對(duì)于此單端PMD測(cè)量技術(shù)，可施加長(zhǎng)的0TDR脈沖(例如1至20ns)。此外，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，假如期望測(cè)量總體的總PMD，那么優(yōu)選地是所對(duì)應(yīng)的I-S0P，A-S0P和中點(diǎn)波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的的波長(zhǎng)對(duì)的組應(yīng)不斷從一個(gè)改變到下一個(gè)，等式(12)是將在這三者上進(jìn)行所示的平均，從而獲得往返PMD，而不是一個(gè)特定波長(zhǎng)處獲取一個(gè)特定DGD。在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的往返rmsDGD(即往返PMD)被表達(dá)為1("W〈辟)2〉，)(13)簡(jiǎn)一,訓(xùn)、此外，通過(guò)對(duì)等式(13)乘以上述往返因子art-^，可以獲得向前PMD值，/WZ)-or,簡(jiǎn)勘一(14)在緊密相間的波長(zhǎng)之間的足夠小的光學(xué)頻率差("頻率步幅")的限制下，等式(12)和(13)被簡(jiǎn)化為更簡(jiǎn)單的微分公式，如下，腳w帥("=i.V〈辟"〉穿(12a)基于等式(13)測(cè)得的PMD具有測(cè)量時(shí)間短這一優(yōu)勢(shì)。然而，也可以從測(cè)得的很多不同的中點(diǎn)波長(zhǎng)處的恥DR""^rip(v)，通過(guò)等式(12)或(12a)在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的均方根或平均，來(lái)獲取tmsDGDitoturiTOp或平均DGDlto^tfTrip，例如u""j。h^t^-"^"w"jj。^r〃和平均DGD*"^=(^GZ)勘^沖〃。繼而，通過(guò)簡(jiǎn)單地分別對(duì)rmsDGDRoundWp和平均DCH)!to^乘以往返因子^和2/;r，獲得向前rmsDGD和平均DGD。卓端晨積？M^量通過(guò)對(duì)FUT長(zhǎng)度上的每個(gè)距離(z)分析瑞利背向散射光，上面針對(duì)單端總體PMD測(cè)量而描述的等式(12)和(13)可以用于測(cè)量隨著距離z而變化的單端累積PMD。這樣，就有必要使用短的光脈沖，例如來(lái)自可調(diào)諧OTDR的光脈沖。注意，使用太短的光脈沖可能會(huì)限制可測(cè)FUT長(zhǎng)度，74但太長(zhǎng)的脈沖可能不能夠處理光纖的拍長(zhǎng)。其實(shí)，假如使用了非常短的光脈沖，那么，0TDR"軌跡"，或隨著距離z而變化的回反射功率是相同的，一如上述單端總體PMD測(cè)量被重復(fù)了無(wú)限次數(shù)，而端部反射器在各次測(cè)量之間移動(dòng)距離增量dz。倘若脈沖非常短，并且忽略"相干噪聲"總是添加到OTDR軌跡這個(gè)事實(shí)，就能獲得與等式(12)相同的結(jié)果，除了該結(jié)果是在一個(gè)步驟中獲取為隨距離z而變化外。用不同的(I-S0P，A-SOP)對(duì)獲得的不同的AT(v力值現(xiàn)在在整個(gè)0TDR中隨著z的變化而有所不同，而不是僅僅一個(gè)數(shù)不同，并給出DGDfc^tmip(v，z)。注意T《v,z)是隨著光纖長(zhǎng)度z而變化的標(biāo)準(zhǔn)化軌跡。然而，在本領(lǐng)域，使用非常短的脈沖通常是不切實(shí)際的，因?yàn)榈氐降赜杏玫膭?dòng)態(tài)區(qū)間要求極長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間。而且，由于使用短脈沖而引起的高水平的相干噪聲的減小可能要求一個(gè)大到不可接受的等效激光線寬，其導(dǎo)致小的最大可測(cè)量PMD量。本發(fā)明考慮到如下的發(fā)現(xiàn)用大的長(zhǎng)脈沖，均方差《AT(v力^)soP被簡(jiǎn)單地"縮小"一個(gè)因子，該因子可以從獨(dú)立于相同的原始數(shù)據(jù)中計(jì)算出。(注意，在這里，下標(biāo)S0P表示在(I-S0P，A-S0P)對(duì)上的平均。)因子W(^v)是這些軌跡的相對(duì)方差，其是z的函數(shù)一一取決于該光纖的局域特性，定義為，(14)《(z，vO=f+〗[〈r(z，"〉柳-〈r(z，v)〉；其中，參考方差是^a354745。繼而，通過(guò)將等式(12)中的均方差除以等式(14)中的相對(duì)方差，獲得在給定中點(diǎn)波長(zhǎng)處的往返DGD，即(z，v)=~^~*arcsin<formula>formulaseeoriginaldocumentpage75</formula>此外，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，優(yōu)選地，在a-sop，A-sop)對(duì)和中心波長(zhǎng)所所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)組應(yīng)不斷的改變，然后對(duì)等式(14)和(15)進(jìn)行所指示的平均，由此獲得往返PMD，而不是一個(gè)特定波長(zhǎng)處僅獲得的一個(gè)特定DGD。尸MD<formula>formulaseeoriginaldocumentpage75</formula>(16)此外，由于一般用戶更傾向于將向前PMD值而不是往返值顯示出來(lái)，所以該結(jié)杲被乘以上述往返因子^-^。這樣，向前PMD為，腳②-.層《—(Z)(17)其中等式(14)中在(I-S0P，A-SOP)對(duì)上的求平均也被替代為在(I-S0P，A-SOP)對(duì)和波長(zhǎng)二者上的求平均，即咖=(爿k一)2〉麵長(zhǎng)《J(18)應(yīng)注意，通過(guò)對(duì)給定中點(diǎn)波長(zhǎng)處的往返DGD在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上求均方才艮或平均，也可以獲得往返rmsDGD或往返平均DGD(mean加!WfMp)(即往返PMD)，為以及m柳膽m沖(力=〈腳w"z)》繼而，通過(guò)分別對(duì)，°°°"^和平均D^DtoourfWp筒單地乘以一個(gè)往返因子>/17和2/貧，可以獲得向前rmsDGD(z)和平均DGD(z)。在緊密相間的波長(zhǎng)之間的足夠小的光學(xué)頻率差("頻率步幅")的限制下，等式(15)和(16)簡(jiǎn)單地被簡(jiǎn)化為下列微分公式，Ar(z,v)2〉\7/柳",〈A朝2〉靡(15a)(16a)應(yīng)注意，另一種可能性是(雖然不是非常理想的替代方案)，還可以想到，在上述等式(8)、(11)、(13)和(16)中，在(I-SOP，A-SOP)對(duì)和波長(zhǎng)上的求平均可以被替代為僅在大區(qū)間的光學(xué)頻率上(即波長(zhǎng))的求平均，其中(I-SOP，A-SOP)對(duì)保持恒定。然而，在這個(gè)"恒定SOP"情形下，該方法失去了其對(duì)所有FUT類型的適用性，即，假如僅中點(diǎn)波長(zhǎng)被掃描，而不對(duì)所用的(I-SOP，A-SOP)對(duì)進(jìn)行擾偏，那么這些關(guān)系就不再普遍有效，測(cè)量的可靠度和/或精確度明顯較低一一即使仍粗略地有效。通常，假如不執(zhí)行擾偏，則該方法只有當(dāng)FUT是"理想"或"近乎理想"，以及當(dāng)選擇了大的PMD'Av值(典型地大于10)——其中Av是光學(xué)頻率區(qū)間的寬度一一時(shí)才有效，所述"理想"或"近乎理想"即為光纖展現(xiàn)出卓越的隨機(jī)耦合，并具有有限的或"近乎有限的"偏振耦合率。因此，實(shí)際上，不能在一個(gè)合理的不確定度下測(cè)得小的PMD值。另外，人們常常希望對(duì)較早期安裝的光纖進(jìn)行測(cè)量，這些光纖與大約2001年以來(lái)的光纖相比通常較不"理想"。應(yīng)注意，對(duì)于緊密相間的波長(zhǎng)之間的足夠小的光學(xué)頻率差("頻率步幅")這一限制，上述以及下述用于計(jì)算的DGD或PMD的等式——如簡(jiǎn)單微分公式一一是基礎(chǔ)等式，并且，為了獲取該儀器的最佳表現(xiàn)，從簡(jiǎn)單微分公式獲得大"頻率步幅"反正弦公式。也應(yīng)注意，上述以及下述使用相對(duì)方差來(lái)計(jì)算DGD或PMD的等式，可適用于標(biāo)準(zhǔn)化功率(包括標(biāo)準(zhǔn)化OTDR軌跡)和相對(duì)功率(包括相對(duì)OTDR軌跡)。也應(yīng)注意，相對(duì)功率(或相對(duì)OTDR軌跡)與標(biāo)準(zhǔn)化功率(或標(biāo)準(zhǔn)化OTDR軌跡)成比例。操作方法、數(shù)據(jù)處理和計(jì)算雙端PMD測(cè)量、單端總體PMD測(cè)量和單端累積PMD測(cè)量的共同基礎(chǔ)是"用于PMD測(cè)量的隨機(jī)輸入和輸出偏振狀態(tài)擾偏分析(SSA)"，但它們對(duì)所設(shè)計(jì)的那些儀器的詳細(xì)操作是不同的。例如，雙端測(cè)量必須將輸入光控制器裝置放置在FUT的一端，而把分析器及檢測(cè)裝置放置在FUT的另一端。所應(yīng)用的光源也可能不同，例如，雙端PMD測(cè)量既可以使用連續(xù)波光源又可以使用脈沖光源一一如果可以選擇，或調(diào)制光的光學(xué)頻率，以便為該測(cè)量產(chǎn)生兩個(gè)或三個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)；但對(duì)于單端PMD測(cè)量，則有必要用脈沖光源(通常是可調(diào)諧OTDR)，以解決來(lái)自FUT遠(yuǎn)端的反射。即使對(duì)于總體PMD和累積PMD的單端PMD測(cè)量，它們?cè)诿}沖長(zhǎng)度、緊密相間的波長(zhǎng)的數(shù)量、所獲取的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)處理方面仍具有稍許不同的操作。因此，下面我們將在三個(gè)不同章節(jié)中針對(duì)雙端PMD測(cè)量、單端總體PMD測(cè)量和單端累積PMD測(cè)量描述操作方法、數(shù)據(jù)處理和計(jì)算。操作方法7W"^量W凍斧才法現(xiàn)在將參照?qǐng)D4A、4B、4C和4D所示的流程圖，更詳細(xì)地描述圖1所示的雙端PMD測(cè)量?jī)x器的在測(cè)量DGD和/或PMD上的操作方法。在步驟4.1和4.2中，用戶首先安裝應(yīng)用軟件，并將測(cè)試模塊插入平臺(tái)，繼而啟動(dòng)測(cè)試軟件以使得該系統(tǒng)初始化測(cè)試模塊，具體來(lái)說(shuō)，是初始化波長(zhǎng)偏振光源12(可調(diào)諧激光源12A或?qū)拵Ч庠?2B)、輸入S0P控制器14A、分析裝置14B和20、以及檢測(cè)器22和處理部件34。繼而，被測(cè)光纖(FUT)18的一端將被連接到相干源模塊，在輸入SOP控制器14A之后，并且FUT18的遠(yuǎn)端將被連接到分析器模塊，并且具有PC或APC連接器(諸如FC/PC或FC/APC)的接插線被用來(lái)使這些模塊與該FUT連接。大多數(shù)儀器參數(shù)通常根據(jù)顧客要求在工廠里被設(shè)置，但用戶可以分別通過(guò)步驟4.lc和4.3，手動(dòng)地為光源和分析器選擇參數(shù)。假定用戶選擇了手動(dòng)參數(shù)設(shè)置，那么該程序前進(jìn)到手動(dòng)參數(shù)設(shè)置步驟4.lc和4.4，并提示用戶如下(a)為可調(diào)諧激光源12A或可調(diào)諧濾波器27設(shè)置中心波長(zhǎng)。(b)為那組中心波長(zhǎng)設(shè)置一個(gè)被涵蓋在光源12內(nèi)的區(qū)間[義^，/U』，條件是該區(qū)間對(duì)應(yīng)于FUT18的可接入波長(zhǎng)區(qū)間。(c)設(shè)置成對(duì)的緊密相間的光學(xué)頻率^和^(或波長(zhǎng))之間的步幅或差(5v(或(U),如果可以的話(即未在工廠固定)。替代性地，用戶可以輸入該FUT的預(yù)期PMD值，留待處理器計(jì)算，繼而選擇波長(zhǎng)(即光學(xué)頻率)步幅。舉例說(shuō)，該步幅可以被方便地設(shè)置為Svscx&'PNflr1，其中a知約等于0.15至0.2,這樣就可以從狄紹(c/v),Sv得出SX，其中Ve-(vu+VL)/2。(注意對(duì)于給定PMD值，存在最佳步幅，其應(yīng)盡可能大以使信噪比最大化，但足夠小以滿足上述條件，即PMD'Sv小于0.15至0.2。也應(yīng)注意，緊密相間的光學(xué)頻率(或波長(zhǎng))也可以多于兩個(gè)，這對(duì)其中FUT的DGD或PMD可能隨時(shí)間而變化的測(cè)試和監(jiān)測(cè)尤其有意義。)(d)設(shè)置中心波長(zhǎng)和/或通過(guò)I-SOP擾偏器14A和A-SOP擾偏器14B選擇的偏振狀態(tài)的數(shù)量K，即待獲取的數(shù)據(jù)組的數(shù)量(K)。例如，K可以被設(shè)置為1000至100,000。或，可選地，對(duì)于連續(xù)掃描輸入和輸出SOP模式，僅需要設(shè)置中心波長(zhǎng)的個(gè)數(shù)K，以及接著為輸入SOP控制器和分析裝置14B和20設(shè)置掃描時(shí)間。或者，可選地，如果只選擇了一個(gè)中心波長(zhǎng)，僅需設(shè)置被I-S0P擾偏器14A和A-SOP擾偏器14B選擇的偏78振狀態(tài)的數(shù)量K，或I-S0P擾偏器14A和A-S0P擾偏器14B二者連續(xù)掃描的掃描時(shí)間。(f)可選地，假如在FUT中設(shè)置了一系列調(diào)制光脈沖，設(shè)置要被平均的持續(xù)脈沖的個(gè)數(shù)，以獲得每個(gè)個(gè)體功率(例如2或大于100)。假如僅有一個(gè)調(diào)制光脈沖被發(fā)射到該FUT中，則不要求任何設(shè)置。(g)為每個(gè)個(gè)體PMD測(cè)量設(shè)置總體的總獲取時(shí)間和PMD測(cè)量次數(shù)，以及其在任何兩個(gè)測(cè)量之間的等待時(shí)間。(h)選擇調(diào)制的光脈沖的持續(xù)時(shí)間Tp。典型地，為測(cè)量選擇長(zhǎng)的脈沖長(zhǎng)度，因?yàn)樗鼘?dǎo)致高的動(dòng)態(tài)區(qū)間和高信噪比，盡管短脈沖仍可以使用。(典型地，調(diào)制光脈沖被選擇在100jus至ls之間，盡管這個(gè)區(qū)間以外的脈沖長(zhǎng)度也可行。)(i)可選地，設(shè)置可調(diào)諧光源裝置的輸入功率。(j)可選地，通過(guò)該光路上的一一例如就在分析器模塊的輸入端之后的一個(gè)位置處的一一光學(xué)衰減器來(lái)調(diào)節(jié)從FUT進(jìn)入分析器模塊的功率。但這通常被該儀器自動(dòng)地設(shè)置。00可選地，輸入光纜或光纖的名稱和/或相關(guān)信息。(1)將所有測(cè)量參數(shù)保存到數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件將被數(shù)據(jù)處理器34取得以用于數(shù)據(jù)處理。假如，在判定步驟4.3，用戶選擇自動(dòng)參數(shù)設(shè)置，那么該程序啟動(dòng)步驟4.5的自動(dòng)參數(shù)設(shè)置過(guò)程，并執(zhí)行以下步驟(a)選擇預(yù)先確定的特定的默認(rèn)測(cè)量參數(shù)，即(1)被光源12覆蓋的中心波長(zhǎng)區(qū)間[4,，/UJ，(2)對(duì)于一PMD數(shù)據(jù)獲取，I-SOP擾偏器14A和A-SOP擾偏器14B所致的SOP和/或中心波長(zhǎng)的數(shù)量K,或替代性地，I-S0P擾偏器14A和A-S0P擾偏器14B的掃描時(shí)間，(3)用于每次個(gè)體獲取(測(cè)量)的時(shí)間、任何兩次個(gè)體獲取之間的等待時(shí)間、以及重復(fù)獲取的次數(shù)，(4)可調(diào)諧相干源的頻率脈沖持續(xù)時(shí)間Tp(或長(zhǎng)度)，以及(5)所送的光功率和所接收的功率。(b)測(cè)試模塊也可以被設(shè)計(jì)為具有預(yù)掃描過(guò)程——使用較少的組數(shù)，諸如K=50至100，以獲得對(duì)兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率w和vz(或波長(zhǎng)^和4)之間的最佳波長(zhǎng)步幅頻率差如(或似)的估計(jì)。從執(zhí)行預(yù)掃描獲取的數(shù)據(jù)，以找到兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率w和w(或波長(zhǎng);u/和々)之間的適宜步幅或差(5v(頻率)或M(波長(zhǎng))。例如，這種數(shù)據(jù)獲取可以通過(guò)以下方式來(lái)執(zhí)行對(duì)每一組，通過(guò)使用四個(gè)不同的激光波長(zhǎng)，來(lái)獲取總共6個(gè)不同的頻率或波長(zhǎng)步幅組合。在此情形下，可能要求該FUT兩端之間有適當(dāng)?shù)耐ㄐ拧?c)也可以設(shè)計(jì)自動(dòng)模式，來(lái)自動(dòng)地產(chǎn)生光纜或光纖名稱和/或相關(guān)信息；一旦測(cè)量參數(shù)已經(jīng)被輸入，不論是手動(dòng)地還是自動(dòng)地，該程序前進(jìn)到步驟4.6，并計(jì)算波長(zhǎng)步幅M(或頻率差如)一一假如該FUT的預(yù)期的總PMD已經(jīng)被指定或通過(guò)上述自動(dòng)設(shè)置過(guò)程被估計(jì)，并基于該參數(shù)設(shè)置計(jì)算適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)次序；u優(yōu)選地是4吏用三個(gè)或四個(gè)(甚至更多)不同的激光波長(zhǎng)來(lái)產(chǎn)生三個(gè)或六個(gè)(甚至更多)不同的波長(zhǎng)步幅，以覆蓋寬的可測(cè)量PMD區(qū)間。最終，所有這些測(cè)量參數(shù)，不論是直接指定的還是如上所述算得的，被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件的報(bào)頭中或儀器中(步驟4.7)。應(yīng)注意，可調(diào)諧相干源的線寬通常在工廠中或通過(guò)設(shè)計(jì)設(shè)置在相對(duì)小的水平(例如小于1到2GHz)，以確保測(cè)量來(lái)自FUT的高PMD(例如大于50ps)的能力。應(yīng)注意，常規(guī)上，在每個(gè)S0P和/或中心波長(zhǎng)處，兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率Vf/和v￡(波長(zhǎng)4和々)之間的頻率差Jv(或波長(zhǎng)步幅&)可以保持相同或相近。每個(gè)S0P和/或波長(zhǎng)可以僅被設(shè)置在一個(gè)短的時(shí)間段內(nèi)。圖4(C)更詳細(xì)地示出了用于獲取第k組功率的數(shù)據(jù)獲取步驟4.10。預(yù)先確定的波長(zhǎng)步幅&可以被用來(lái)計(jì)算波長(zhǎng)次序1，如在步驟4.6已經(jīng)討論的。頻率vi^和vi^被算出，滿足^^-v^)-Sv，其中如是頻率差(或者當(dāng)波長(zhǎng)差M被使用時(shí)，滿足^/"°-^^=說(shuō))。對(duì)應(yīng)于給定步幅(5v的最大可測(cè)量PMD，即PMtU^，可以被估計(jì)為PMD她~ctfl(Jt8vr，，而如可以從^-《^/c)*&v得出，其中、-(^nin+X鵬V2。控制單元30控制測(cè)試模塊，以獲得第k組功率如下*通過(guò)I-SOP擾偏器14A和A-SOP擾偏器14B設(shè)置51(97、(圖4(C)的步驟4.3.1)假如宏觀SOP步幅選擇被應(yīng)用于擾偏器14A、14B之一或二者；或者假如連續(xù)SOP掃描被應(yīng)用于擾偏器14A、14B之一或二者，則為輸入和輸出擾偏器14A、14B設(shè)置掃描時(shí)間，其中輸入和輸出SOP可以被緩慢地連續(xù)地隨機(jī)地掃描，以均勻地覆蓋龐加萊球。*控制光源12或可調(diào)諧濾波器27，以將低波長(zhǎng)設(shè)置為&，(圖4C的步驟4.3.2)。檢測(cè)和處理單元34將獲取功率數(shù)據(jù)如尸^和尸W(圖4C的步驟4.3.3)。圖4D所示的該數(shù)據(jù)獲取過(guò)程的更多細(xì)節(jié)將在下面描述。相同的數(shù)據(jù)獲取過(guò)程被重復(fù)，以獲得第二份或重復(fù)的功率P""和/V〃(圖4C的步驟4.3.4)*針對(duì)高波長(zhǎng)Xu(10(其中M/^也通過(guò)光源12或可調(diào)諧濾波器27設(shè)置)重復(fù)相同的數(shù)據(jù)獲取過(guò)程，同時(shí)為I-S0P擾偏器14A和A-S0P擾偏器14B二者控制保持近似相同的輸入和輸出S0P。繼而，檢測(cè)和處理單元36獲取功率數(shù)據(jù)尸^和以及重復(fù)的尸W和尸盧"(圖4C的步驟4.3.5、4.3.6和4.3.7)，或替代性地，可以從一個(gè)短的時(shí)間段獲取該數(shù)據(jù)，但將該數(shù)據(jù)分割為出現(xiàn)于不同時(shí)間段的兩個(gè)數(shù)據(jù)。圖4D給出了圖4C所示的用于獲取第k組功率中的i^和i^的步驟4.3.3的數(shù)據(jù)獲取過(guò)程的更多細(xì)節(jié)。來(lái)自光源12的所發(fā)送的調(diào)制光脈沖被送入FUT18，輸出調(diào)制光脈沖從FUT18的遠(yuǎn)端出來(lái)。繼而，出來(lái)的調(diào)制光脈沖被送入儀器的測(cè)試分析器模塊，以被PBS20或20C或耦合器21，例如3dB耦合器一一其兩個(gè)輸出臂之一與線性偏振器20A連接——分割為兩路，y和x。進(jìn)入路y和路x的分割光脈沖被兩個(gè)光感測(cè)器——例如兩個(gè)APD,諸如22B和22C(或20)——檢測(cè)(圖4D的步驟4.4.1和4.4.2)。替代性地，入射到測(cè)試分析器模塊的所述出來(lái)的調(diào)制光脈沖被直接發(fā)送到線性偏振器。該光脈沖直接被一個(gè)光感測(cè)器一一例如一個(gè)APD，諸如22A——檢測(cè)(圖1B)，或者被耦合器21——例如3dB耦合器——分割為兩路，y和x,該光脈沖進(jìn)入路y和路x，被兩個(gè)光感測(cè)器——例如兩個(gè)APD諸如22B和22C——檢測(cè)(圖1H)。來(lái)自FUT遠(yuǎn)端的調(diào)制光脈沖的"持續(xù)"響應(yīng)信號(hào)被采樣或采樣并平均，以獲得"響應(yīng)脈沖信號(hào)"，諸如尸/"和/V(j(圖4D的步驟4.4.3和4.4.4)。繼而，通過(guò)對(duì)所述先前獲取的響應(yīng)脈沖信號(hào)進(jìn)行平均一一在其持續(xù)時(shí)間的圍繞脈沖響應(yīng)信號(hào)的脈沖中心的一大部分時(shí)間上求平均——獲得最終采樣或采樣并平均功率i^和尸,(圖4D的步驟4.4.5和4.4.6)。待平均的脈沖持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)度通常取決于電子器件的預(yù)濾波。一旦第k組功率已經(jīng)在步驟4.10中(見(jiàn)圖4B)如上所述地被獲取，則在步驟4.11中，第k組的數(shù)據(jù)被保存到數(shù)據(jù)文件中。繼而，步驟4.12使組數(shù)寄存器增值。根據(jù)手動(dòng)參數(shù)設(shè)置步驟4.4或通過(guò)自動(dòng)參數(shù)設(shè)置步驟4.5或默認(rèn)參數(shù)設(shè)置，對(duì)不同的中心波長(zhǎng)和/或I-SOP擾偏器14A和A-SOP擾偏器14B所選擇的輸入和輸出S0P，重復(fù)數(shù)據(jù)獲取步驟4.10和組存儲(chǔ)步驟4.11,直到K個(gè)功率組都已經(jīng)被獲取并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中。步驟4.9將決定這次個(gè)體獲取是否已完成。假如判定步驟4.9給出了肯定結(jié)果，則該程序在步驟4.11存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。假如未完成，則該獲取過(guò)程將再次執(zhí)行步驟4.10和4.11。步驟4.8將決定是否啟動(dòng)一次新的個(gè)體測(cè)量獲取。假如整個(gè)測(cè)量獲取已結(jié)束，則步驟4.15將保存所有個(gè)體數(shù)據(jù)，用于總體的完整獲取。假如未結(jié)束，則處理器將重置k-0，以啟動(dòng)一次新的個(gè)體獲取，用于步驟4.9、4.10、4.11和4.12。步驟4.16將決定是否啟動(dòng)另一次獲取。在這個(gè)階段，測(cè)量參數(shù)和所有功率組已經(jīng)被保存在適當(dāng)?shù)奈募?。判定步驟4.17可以起動(dòng)數(shù)據(jù)處理器；步驟4.18可以從數(shù)據(jù)文件加載當(dāng)前可得到的所獲取的數(shù)據(jù)；步驟4.19可以處理這些數(shù)據(jù)，以估計(jì)該FUT在給定中心波長(zhǎng)處的DGD值，或在一個(gè)波長(zhǎng)區(qū)間上的平均DGD或rmsDGD;步驟4.21可以將它顯示?？蛇x地，步驟20可以允許用戶保存所處理的結(jié)果，諸如DGD或平均DGD或rmsDGD值與時(shí)間的關(guān)系。繼而，從步驟4.16開(kāi)始的可選判定可以給予用戶一個(gè)機(jī)會(huì)來(lái)發(fā)起對(duì)同一FUT的另一次獲取處理。假如用戶決定這樣做，那么該程序返回到參數(shù)設(shè)置步驟4.3。如果不決定這樣做，判定步驟4.17允許用戶選擇退出獲取過(guò)程，在這情況下，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)將被保持以用于稍后的處理，或判定步驟4.17允許用戶發(fā)起對(duì)已經(jīng)被獲取并被存儲(chǔ)的功率數(shù)據(jù)的處理。假如處理被發(fā)起，則步驟4.18允許用戶在常規(guī)的"打開(kāi)文件"對(duì)話框中選擇待處理的數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)處理器34通過(guò)該數(shù)據(jù)文件訪問(wèn)先前保存的獲取數(shù)據(jù)(其包含所檢測(cè)的功率以及關(guān)聯(lián)的測(cè)量參數(shù))，并且使用該數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算該FUT的DGD或平均DGD或rmsDGD。應(yīng)注意，上述步驟可以獲得rmsDGD(即PMD)以及獲得在給定終點(diǎn)波長(zhǎng)處的DGD或隨著波長(zhǎng)而變化的DGD,并且可以以下面的章節(jié)要描迷的方法計(jì)算rmsDGD或均DGD，該方法也可以被包括在數(shù)據(jù)處理步驟4.19中。注意，對(duì)于〖=1的情形，即，對(duì)于僅僅一個(gè)具有相同的輸入和輸出S0P以及相同的中心波長(zhǎng)的組，光的功率可以以類似的方式被獲得，對(duì)于此情形也可粗略地估計(jì)PMD，盡管這個(gè)簡(jiǎn)單的情形可能不能夠提供足夠精確和有意義的結(jié)果，因?yàn)闇y(cè)得的結(jié)果可能存在顯著的不確定度。/M7浙,^凝斧才法現(xiàn)在將參照?qǐng)D5A、5B和5C所示的流程圖，描述圖2G和2C所示的基于可調(diào)諧0TDR的單端PMD測(cè)量的操作方法。在步驟5.1中，用戶首先安裝應(yīng)用軟件，并將測(cè)試模塊插入平臺(tái)，繼而啟動(dòng)測(cè)試軟件以使得該系統(tǒng)初始化測(cè)試模塊，具體來(lái)說(shuō)，是初始化可調(diào)諧脈沖光源12、I/0-S0P控制器14、以及0TDR檢測(cè)及處理部件34。繼而，被測(cè)光纖(FUT)18將被連接到測(cè)試模塊(即儀器)，并且具有PC連接器(諸如FC/PC或FC/UPC)的接插線或者光纖尾纖鏡50被連接到該FUT的遠(yuǎn)端。這將在FUT的端部造成局域反射，該反射用于進(jìn)行PMD測(cè)量。判定步驟5.2提示用戶選擇手動(dòng)參數(shù)設(shè)置或自動(dòng)參數(shù)設(shè)置。假定用戶選擇手動(dòng)參數(shù)設(shè)置，則該程序前進(jìn)到手動(dòng)參數(shù)設(shè)置步驟5.3，并提示用戶如下(a)對(duì)組中心波長(zhǎng)設(shè)置將被可調(diào)諧脈沖激光源12覆蓋的波長(zhǎng)區(qū)間(b)設(shè)置兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率Vf;和Vi(或波長(zhǎng))之間的頻率步幅或頻率差如(或M)。替代性地，用戶可以輸入針對(duì)該FUT的預(yù)期PMD值，并留待處理器34選擇波長(zhǎng)步幅。舉例說(shuō)，該步幅可以方便地被設(shè)置為恥=0^'1*論—1，其中<%約等于0.1至0.15，這樣，M可以從說(shuō)賴《c/v)'Sv得出，其中v^(vu+vlX2。(注意對(duì)于一個(gè)給定PMD值存在最佳步幅，其盡可能大以使信噪比最大化，但足夠小以滿足上述條件即PMHv小于O.l至O.15。)(c)設(shè)置中心波長(zhǎng)的和/或通過(guò)1/0-S0P擾偏器14選擇的偏振狀態(tài)的數(shù)量K，即待獲取的數(shù)據(jù)組的數(shù)量(K)。例如，K可以被i殳置為200。(d)設(shè)置每個(gè)個(gè)體功率的平均時(shí)間At(例如，At等于0.05或0.10秒)，或設(shè)置從該FUT遠(yuǎn)端反射的持續(xù)脈沖數(shù)量(例如50或100)。注意，在設(shè)置中心波長(zhǎng)的的平均時(shí)間At和數(shù)量K和/或偏振狀態(tài)之后，也可以獲得PMD測(cè)量的總獲取時(shí)間。(e)選擇OTDR的脈沖持續(xù)時(shí)間Tp(諸如等于275、1000、2500、5000、10000、20000納秒)或脈沖長(zhǎng)度。為了使反射自選定反射的脈沖在時(shí)間上不與反射自另一個(gè)反射的脈沖的某些部分重疊，該脈沖長(zhǎng)度;應(yīng)被選擇為L(zhǎng)^&，其中&是沿著該FUT、在選定反射和最近的任一個(gè)反射或全部其他反射之間的距離。典型地，為單端PMD測(cè)量選擇長(zhǎng)的脈沖長(zhǎng)度，因?yàn)樗哂惺箘?dòng)態(tài)區(qū)間高和/或使信噪比高和/或使求平均的時(shí)間短(由此使總體獲取時(shí)間短)的優(yōu)點(diǎn)，盡管短脈沖仍可以被4吏用。(f)設(shè)置FUT長(zhǎng)度，通常是該FUT的完全有效光學(xué)長(zhǎng)度。(g)可選地，根據(jù)光纖長(zhǎng)度選擇高動(dòng)態(tài)區(qū)間或低動(dòng)態(tài)區(qū)間。典型地，在通常操作中，測(cè)試模塊提示用戶選擇高動(dòng)態(tài)區(qū)間，但也可以允許用戶通過(guò)選擇用于獲取的低動(dòng)態(tài)區(qū)間以測(cè)試非常短的光纖。使用低動(dòng)態(tài)區(qū)間模式，所起動(dòng)的OTDR脈沖的輸出峰值功率被減小，或者通過(guò)在光路中插入光學(xué)衰減器，例如，剛好在測(cè)試模塊的輸出端之前的位置，或者電學(xué)地，例如，通過(guò)減小該可調(diào)諧脈沖激光器的增益介質(zhì)的偏置電流。(h)可選地，輸入光纜或光纖的名稱和/或相關(guān)信息。(i)將所有測(cè)量參數(shù)保存到數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件將被數(shù)據(jù)處理器34取得以用于數(shù)據(jù)處理。假如，在判定步驟5.2，用戶選擇自動(dòng)參數(shù)設(shè)置，則該程序在步驟5.4中啟動(dòng)自動(dòng)參數(shù)設(shè)置過(guò)程，并執(zhí)行以下步驟(a)選擇預(yù)先確定的特定默認(rèn)測(cè)量參數(shù)，即84(6)將被可調(diào)諧脈沖激光源12覆蓋的中心波長(zhǎng)區(qū)間[義牆，；』，(7)有待被1/0-S0P控制器14設(shè)置的用于實(shí)際的單端PMD數(shù)據(jù)獲取過(guò)程的(I-SOP，A-SOP)對(duì)和/或中心波長(zhǎng)的數(shù)量K(例如200)，(8)每個(gè)個(gè)體功率的求平均的時(shí)間At(例如，At等于0.05或0.1秒)或從該FUT遠(yuǎn)端反射的持續(xù)脈沖的數(shù)量(例如50或100),以及(9)OTDR的脈沖持續(xù)時(shí)間7>(或長(zhǎng)度)。注意，在(l)、(3)和(4)中設(shè)置的這些默認(rèn)參數(shù)也將被用于預(yù)掃描獲取。(b)測(cè)試模塊將使用減小的組數(shù)，諸如K-50，來(lái)進(jìn)行預(yù)掃描獲取，以估計(jì)出FUT長(zhǎng)度、來(lái)自FUT的總損失、以及兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率vc/和vz(或波長(zhǎng)At/和^)之間的最佳波長(zhǎng)步幅頻率差如(或")。OTDR將發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)OTDR脈沖(例如1或10微秒)，以檢測(cè)該光纖的端部(或用戶限定的局域反射)，以使可以獲得FUT長(zhǎng)度，還可以通過(guò)經(jīng)過(guò)該光纖長(zhǎng)度的往返時(shí)間推導(dǎo)出脈沖重復(fù)周期(7;)。從這個(gè)OTDR獲取，也可以估計(jì)出FUT的損失，否則可以觀察到光感測(cè)器上的飽和狀態(tài)——如果存在的話。繼而，可以自動(dòng)地決定是否減小該OTDR光源的輸出峰值功率。預(yù)掃描數(shù)據(jù)獲取被執(zhí)行，可以找到兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率Vt;和W(或波長(zhǎng)4和4)之間的適當(dāng)?shù)念l率步幅如(頻率差)或M(波長(zhǎng)差)。例如，這種數(shù)據(jù)獲取可以通過(guò)以下方式來(lái)執(zhí)行對(duì)每一組，通過(guò)使用四個(gè)不同的激光波長(zhǎng)，來(lái)獲取總共6個(gè)不同的頻率或波長(zhǎng)步幅組合。通過(guò)處理這些預(yù)掃描獲取功率數(shù)據(jù)，可以找到待用在實(shí)際單端PMD測(cè)量數(shù)據(jù)獲取中的最佳適宜波長(zhǎng)步幅。將全部自動(dòng)選定的測(cè)量參數(shù)保存到數(shù)據(jù)文件的報(bào)頭，該數(shù)據(jù)文件將被取得以供數(shù)據(jù)處理器34進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。(c)也可以設(shè)計(jì)自動(dòng)模式，來(lái)自動(dòng)地產(chǎn)生光纜或光纖名稱和/或相關(guān)信息；一旦測(cè)量參數(shù)已經(jīng)被輸入，不論是手動(dòng)地還是自動(dòng)地，該程序前進(jìn)到步驟5.5，并計(jì)算波長(zhǎng)步幅&(或頻率差如)一一假如該FUT的預(yù)期的總PMD已經(jīng)被指定或通過(guò)上述自動(dòng)設(shè)置過(guò)程被估計(jì)；并根據(jù)經(jīng)過(guò)該光纖長(zhǎng)度的往返時(shí)間的計(jì)算重復(fù)周期Tr;以及基于該參數(shù)設(shè)置計(jì)算適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)次序/U最終，所有這些測(cè)量參數(shù)，不論是直接指定的還是如上所述算得的，被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件的報(bào)頭中(步驟5.6)。應(yīng)注意，可調(diào)諧脈沖光源的線寬通常在工廠中設(shè)置，設(shè)置在相對(duì)小的水平(例如l-2GHz或更小)，以確保測(cè)量來(lái)自FUT的高PMD的能力。在組數(shù)寄存器被初始化為k-0時(shí)，判定步驟5.7確定總的功率組數(shù)是否已經(jīng)被獲取。假如沒(méi)有，則該程序前進(jìn)到步驟5.8，以獲取第k組功率。應(yīng)注意，常規(guī)上，在每個(gè)S0P和/或中心波長(zhǎng)處，兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率Vf/和^(波長(zhǎng)4和々)之間的頻率差如(或波長(zhǎng)步幅&)可以保持相同或相近。每個(gè)S0P和/或波長(zhǎng)可以僅被設(shè)置在一個(gè)短時(shí)間段內(nèi)。圖5B更詳細(xì)地示出了用于獲取第k組功率的數(shù)據(jù)獲取步驟5.8。預(yù)先確定的波長(zhǎng)步幅M可以被用來(lái)計(jì)算波長(zhǎng)次序A，如在步驟4.5已經(jīng)討論的。頻率vi^和vu恥被算出，滿足vi^-窗Sv,其中如是頻率差(或者當(dāng)波長(zhǎng)差&被使用時(shí)，滿足入1^-^(10=1說(shuō))。對(duì)應(yīng)于給定步幅Jv的最大可測(cè)量PMD，即PMD鵬，可以被估計(jì)為PMD鵬~aa(K8v廠1，而^可以從說(shuō)-(砧/c)'Sv得出，其中、-(^^+5i鵬V2?？刂茊卧?0控制測(cè)試模塊，以獲得第k組功率如下*通過(guò)I-S0P控制器設(shè)置(圖5B的步驟5.3.1)。*控制可調(diào)諧脈沖激光12，以將低波長(zhǎng)設(shè)置為&^(圖5B的步驟5.3.2)。檢測(cè)和處理單元36將獲取功率數(shù)據(jù)如戶d和圖5B的步驟5.3.3)。圖4C所示的該數(shù)據(jù)獲取過(guò)程的更多細(xì)節(jié)將在下面描述。相同的數(shù)據(jù)獲取過(guò)程將被重復(fù)，以獲得第二份或重復(fù)的功率尸,i"和尸,"(圖5B的步驟5.3.4)*針對(duì)高波長(zhǎng)&^(其中Au^也通過(guò)可調(diào)諧激光12設(shè)置)重復(fù)相同的數(shù)據(jù)獲取過(guò)程，同時(shí)保持相同的(I-S0P，A-S0P)對(duì)。繼而，檢測(cè)和處理單元36獲取功率數(shù)據(jù)尸w和/V;,以及重復(fù)的和/V'(圖5B的步驟5.3.5、5.3.6和5.3.7)。圖5C給出了圖5B所示的用于獲取第k組功率中的/V和/V的步驟5.3.3的數(shù)據(jù)獲取過(guò)程的更多細(xì)節(jié)。來(lái)自0TDR的所發(fā)送的調(diào)制光脈沖被送入FUT18，一小部分(或多數(shù))脈沖光從局域反射器反射一一例如，通過(guò)使用接插線的PC連接器或連接在FUT端處的光纖尾纖鏡。繼而，反射光脈沖被返回到測(cè)試模塊或儀器中，以被PBS或耦合器，例如3dB耦合器一一其兩個(gè)輸出臂之一與線性偏振器連接一一分割為兩路，y和x。進(jìn)入路y和路x的分割光脈沖被兩個(gè)光感測(cè)器——例如兩個(gè)APD，諸如22'B和22'C檢測(cè)(圖5C的步驟5.4.1和5.4.2)。來(lái)自FUT遠(yuǎn)端的或來(lái)自光纖上任何其他位置的反射光脈沖的"持續(xù)"響應(yīng)信號(hào)被采樣并平均，以獲得"經(jīng)過(guò)平均"的平均響應(yīng)脈沖信號(hào)，諸如尸/"和尸/0(圖5C的步驟5.4.3和5.3.4)。繼而，通過(guò)對(duì)所述先前采樣并經(jīng)平均的響應(yīng)脈沖信號(hào)進(jìn)行平均一一在其持續(xù)時(shí)間的圍繞脈沖響應(yīng)信號(hào)的脈沖中心的一大部分時(shí)間上求平均一一獲得最終平均功率i^和iV(圖5C的步驟5.4.5和5.4.6)。待平均的脈沖持續(xù)長(zhǎng)度通常取決于電子器件的預(yù)濾波。一旦第k組功率已經(jīng)在步驟5.9中(見(jiàn)圖5A)如上所述地被獲取，則第k組的數(shù)據(jù)被保存到數(shù)據(jù)文件中。繼而，步驟5.10使組數(shù)寄存器增值。根據(jù)手動(dòng)參數(shù)設(shè)置步驟5.3或通過(guò)自動(dòng)參數(shù)設(shè)置步驟5.4，對(duì)不同的中心波長(zhǎng)和/或I/O-S0P控制器選擇的(1-S0P，A-S0P)對(duì)，重復(fù)數(shù)據(jù)獲取步驟5.8和組存儲(chǔ)步驟5.9，直到K個(gè)功率組都已經(jīng)被獲取并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中。在這個(gè)階段，測(cè)量參數(shù)和所有功率組都已經(jīng)被保存在相同的數(shù)據(jù)文件中，該文件與測(cè)量參數(shù)的報(bào)頭信息關(guān)聯(lián)。在數(shù)據(jù)獲取步驟5.20(可選)中，可以加栽當(dāng)前可用的已從數(shù)據(jù)文件獲取的數(shù)據(jù)，并處理它們，以估計(jì)FUT18的rmsDGD(即PMD)值，步驟5.21可以顯示它以及該獲取耗去的時(shí)間、該FUT的長(zhǎng)度和損失。注意，所估計(jì)的PMD值可以頻繁改變，直到數(shù)據(jù)獲取結(jié)束?？蛇x地，步驟5.22可以允許用戶保存處理結(jié)果。也是在這個(gè)階段，判定步驟5.7給出了肯定結(jié)果，并且在步驟5.11中，該程序保存并關(guān)閉數(shù)據(jù)文件。繼而，從步驟5.12開(kāi)始的可選判定可以給予用戶一個(gè)機(jī)會(huì)來(lái)發(fā)起對(duì)同一FUT的另一功率組K的獲取的機(jī)會(huì)。假如用戶決定發(fā)起，則該程序返回到參數(shù)設(shè)置步驟5.2。如果不決定這樣做，判定步驟5.13允許用戶選擇退出獲取過(guò)程，在這情況下，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)將被保持以用于稍后的處理，或判定步驟5.13允許用戶發(fā)起對(duì)已經(jīng)被獲取并被存儲(chǔ)的功率數(shù)據(jù)的處理。假如處理被發(fā)起，步驟5.14允許用戶在常規(guī)的"打開(kāi)文件"框中選擇待處理的數(shù)據(jù)文件，于是，在步驟5.16中，數(shù)據(jù)處理器34從該數(shù)據(jù)文件訪問(wèn)先前保存的獲取功率數(shù)據(jù)以及關(guān)聯(lián)的測(cè)量參數(shù)，并使用該數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算該FUT的總r邁sDGD(即PMD)。另一方面，方框5.15——其不是類似的"步驟"一一指示，用戶可以在任何時(shí)間獨(dú)立地起動(dòng)數(shù)據(jù)處理軟件，以處理任何先前獲取的數(shù)據(jù)文件。在步驟5.17中，數(shù)據(jù)處理器34將算得的PMD值結(jié)果和測(cè)量參數(shù)保存在文件中，在步猓5.18中，顯示或輸出測(cè)得的PMD值，還可以有其他結(jié)果諸如該FUT的長(zhǎng)度和損失。注意，對(duì)于K-1的情形，即，對(duì)于僅僅一個(gè)具有相同的(I-SOP，A-S0P)對(duì)以及相同的中心波長(zhǎng)的組，光反射功率可以以類似的方式被獲得，也可粗略地估計(jì)PMD，盡管這個(gè)簡(jiǎn)單的情形可能不能夠提供足夠精確和有意義的結(jié)果，因?yàn)闇y(cè)得的結(jié)果可能存在顯著的不確定度。數(shù)據(jù)處理步驟5.16處理所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的方式將在下面的章節(jié)描述。應(yīng)注意，上述步驟可以獲得rmsDGD(即PMD)，但也可以獲得隨著波長(zhǎng)而變化的DGD,繼而可以以下面的章節(jié)描述的方法計(jì)算rmsDGD或平均DGD，該方法也可以被包括在數(shù)據(jù)處理步騍5.16中。/W"游#^橫#才法現(xiàn)在將參照?qǐng)D6A和6B所示的流程圖，描述圖3所示的用于測(cè)量隨FUT的長(zhǎng)度而變化的累積PMD的POTDR操作方法。在步驟6.l中，用戶4吏該系統(tǒng)初始化P0TDR，具體來(lái)說(shuō)，是初始化可調(diào)諧脈沖光源12、1/0-S0P控制器14和0TDR檢測(cè)及處理部件。判定步驟6.2提示用戶選擇手動(dòng)參數(shù)設(shè)置或自動(dòng)參數(shù)設(shè)置。假定用戶選擇了手動(dòng)參數(shù)設(shè)置，則該程序前進(jìn)到手動(dòng)參數(shù)設(shè)置步驟6.3，并提示用戶如下88(a)對(duì)組中心波長(zhǎng)設(shè)置將被可調(diào)諧脈沖激光源12覆蓋的波長(zhǎng)區(qū)間(b)設(shè)置成對(duì)的緊密相間的光學(xué)頻率w和Vi(或波長(zhǎng))之間的頻率步幅或差(5v(或波長(zhǎng)差M).替代性地，用戶可以輸入該FUT的預(yù)期PMD值，并留待處理器34選擇波長(zhǎng)步幅。舉例說(shuō)，該步幅可以方便地被設(shè)置為Sv-asv'PMD—\其中asv約等于o.l至0.15。應(yīng)注意，該P(yáng)0TDR可以被配置為允許用戶選擇大于1個(gè)的步幅數(shù)目M;繼而，該控制程序?qū)⒒谠揊UT的預(yù)期的總PMD選擇M個(gè)步幅，這些步幅之間有適當(dāng)?shù)谋嚷?注意對(duì)于給定PMD值存在最佳步幅，其盡可能大以使信噪比最大化，但足夠小以滿足上述條件，即PMD'Sv小于0.1至0.15。但這里所述的設(shè)施必須執(zhí)行挑戰(zhàn)性的任務(wù)，即同時(shí)測(cè)量大區(qū)間的隨著z而變化的累積PMD值，從z=0時(shí)的PMD-0，到z-FUT長(zhǎng)度時(shí)的FUT的PMD-總PMD。這就是為何需要很多在不同步幅下的測(cè)量，以便以得到相似的相對(duì)測(cè)量精確度(例如以百分比來(lái)表示)來(lái)測(cè)量FUT的所有不同的"段"，或者如這里或上文所述，每組使用多于兩個(gè)的緊密相間的波長(zhǎng)，每組艮個(gè)波長(zhǎng)導(dǎo)致了每次掃描中理論上有M=Nx-D/2對(duì)不同步幅，從而節(jié)省時(shí)間。)(c)設(shè)置中心波長(zhǎng)的和/或通過(guò)1/0-S0P控制器14選擇的偏振狀態(tài)的數(shù)量K，即待獲取的軌跡組的數(shù)量U)。(d)設(shè)置每個(gè)個(gè)體軌跡的求平均的時(shí)間At(例如，At等于l或2秒)，或設(shè)置待平均的電脈沖響應(yīng)信號(hào)的數(shù)量(例如1250或2500)，以獲得每個(gè)個(gè)體軌跡。(e)設(shè)置脈沖持續(xù)時(shí)間(如；-50、100、200、300納秒)，或長(zhǎng)度。(f)指定FUT長(zhǎng)度，通常是該FUT的完全有效光學(xué)長(zhǎng)度。假如，在步驟6.2中，用戶選擇了自動(dòng)參數(shù)設(shè)置，則該程序前進(jìn)到步驟6.4，并執(zhí)行以下步驟*選擇特定的默認(rèn)測(cè)量參數(shù)，即(i)將被可調(diào)諧脈沖激光源12覆蓋的中心波長(zhǎng)區(qū)間[;u"，Awax],典型地是實(shí)際可調(diào)諧激光可以獲取的整個(gè)波長(zhǎng)區(qū)間，(2)由1/0-S0P控制器14設(shè)置的用于最終P0TDR數(shù)據(jù)獲取的中心波長(zhǎng)的和/或(I-SOP，A-SOP)對(duì)的數(shù)量K,例如100或200，(3)每個(gè)個(gè)體POTDR軌跡的求平均時(shí)間紐(例如，加等于1或2秒)，或待平均的電脈沖響應(yīng)信號(hào)的數(shù)量(例如1250或2500)，(4)脈沖持續(xù)時(shí)間(例如7;=50、100、200、300納秒)或脈沖長(zhǎng)度，以及(5)可調(diào)諧脈沖激光的線寬(可選)。注意，在(l)、(3)、(4)和(5)中設(shè)置的這些默認(rèn)參數(shù)也將被用于預(yù)掃描獲取。該P(yáng)OTDR使用減小的組數(shù)——諸如K-20——進(jìn)^f亍預(yù)掃描，以粗略地估計(jì)出FUT長(zhǎng)度、兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率Vt/和V^(或4和&)之間的優(yōu)化的波長(zhǎng)步幅似(或頻率差(5v)。這樣，該OTDR將起動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)OTDR脈沖(例如1ns)以檢測(cè)光纖端部，以使可以根據(jù)經(jīng)過(guò)光纖長(zhǎng)度的往返時(shí)間獲得FUT長(zhǎng)度以及推導(dǎo)出脈沖重復(fù)周期。繼而，OTDR軌跡的獲取將被執(zhí)行，以經(jīng)由對(duì)該FUT的總體PMD的快速估計(jì)，找到兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率v^/和Vi(或；it/和;u)之間的最佳適宜步幅或差如(或M)。例如，這種數(shù)據(jù)獲取可以通過(guò)以下方式來(lái)執(zhí)行對(duì)每一組，通過(guò)使用四個(gè)不同的激光波長(zhǎng)，來(lái)獲取總共6個(gè)(M-6)不同的波長(zhǎng)步幅組合。通過(guò)處理這些預(yù)掃描數(shù)據(jù)，可以找到待用在實(shí)際POTDR數(shù)據(jù)獲取中的最佳適宜波長(zhǎng)步幅。一旦測(cè)量參數(shù)已經(jīng)被輸入，不論是手動(dòng)地還是自動(dòng)地，該程序前進(jìn)到步驟6.5，并計(jì)算波長(zhǎng)步幅&(或頻率差如)一一假如該FUT的預(yù)期的總PMD已經(jīng)被指定或通過(guò)上述自動(dòng)設(shè)置過(guò)程被估計(jì)；并根據(jù)經(jīng)過(guò)該光纖長(zhǎng)度的往返時(shí)間的計(jì)算重復(fù)周期t;;以及基于該參數(shù)設(shè)置計(jì)算適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)次序/1"最終，所有這些測(cè)量參數(shù)，不論是直接指定的還是如上所述算得的，都被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件的報(bào)頭中(步驟6.6)。圖6A示出了一可選的用于根據(jù)先前輸入的參數(shù)來(lái)設(shè)置激光線寬一一假如激光源12允許的話一一的步驟(跟隨步驟6.5)。例如，小的(大的)線寬可以被選擇用以測(cè)量大的(小的)總PMD。在沒(méi)有指定總PMD且沒(méi)有執(zhí)行自動(dòng)設(shè)置過(guò)程的情況下，所指定的波長(zhǎng)步幅((W)可以被用來(lái)估計(jì)總PMD，繼而也可以據(jù)此選擇激光線寬。在組數(shù)寄存器被初始化到k=0時(shí)，判定步驟6.7確定軌跡組的總數(shù)是否已經(jīng)被獲??；假如沒(méi)有，則該程序前進(jìn)到步驟6.8,以獲取k組OTDR軌跡。圖6B更詳細(xì)地示出了用于獲取第k組OTDR軌跡的軌跡獲取步驟6.8。如前文所述，在兩個(gè)緊密相間的光學(xué)頻率n/和w(或波長(zhǎng))之間存在至少一個(gè)預(yù)先確定的頻率差如(或波長(zhǎng)步幅，因此所選擇的激光波長(zhǎng)的總數(shù)必須至少是兩個(gè)。假如使用多個(gè)不同的波長(zhǎng)步幅M，則這些波長(zhǎng)步幅可以被選擇，以最佳地測(cè)量PMD值的不同區(qū)間。例如，可以選擇使用兩個(gè)波長(zhǎng)步幅，^L,和(5;i2，這要求每個(gè)組有iVA=3個(gè)不同的波長(zhǎng)。此外，所述兩個(gè)步幅的比例的明智選擇可以是，例如，M//(5;i2=5。對(duì)應(yīng)于給定步幅如的最大可測(cè)量PMD，即PMEW，可以被估計(jì)為PMDmaxart(冗Sv)—1，并且&可以從5入-(^)/c)'Sv得出，其中入0-(Xmin+人max)/2?？刂茊卧?0控制P0TDR，以獲得第k組軌跡如下*通過(guò)I/O-SOP控制器14來(lái)設(shè)置設(shè)置對(duì)(/JOA，^-SO尸A)(圖6B的步驟6.8.1)。*控制可調(diào)諧脈沖激光器12，以將波長(zhǎng)設(shè)置到k00(圖6B的步驟6，8.2),繼而發(fā)送0TDR光脈沖。檢測(cè)及處理單元36獲取0TDR軌跡尸w和尸,(圖6B的步驟6.8.3)。相同的獲取步驟被重復(fù)，以獲得第二份或重復(fù)的軌跡i^"和尸,"(圖6B的步驟6.8.4)。*針對(duì)高波長(zhǎng)^^重復(fù)相同的數(shù)據(jù)獲取過(guò)程，同時(shí)保持相同的(I-S0P，A-S0P)。繼而，檢測(cè)和處理單元36獲取0TDR軌跡尸^和尸盧以及重復(fù)的尸W和尸盧"(圖6B的步驟6.8.9和6.8.10)。*在該組包含多于一對(duì)光脈沖系列的情況下，將波長(zhǎng)設(shè)置到低波長(zhǎng)和高波長(zhǎng)之間的至少一個(gè)附加的波長(zhǎng)人嚴(yán))(圖6B的步驟6.8.5)下。檢測(cè)及處理單元36獲取0TDR軌跡i^和(圖6B的步驟6.8.6)。相同的數(shù)據(jù)獲取過(guò)程將被重復(fù)，以獲得重復(fù)軌跡/V'和尸/'(圖6B的步驟6.8.7)。一旦第k組0TDR軌跡已經(jīng)被如上所述地獲取，則在步驟6.9中(見(jiàn)圖6A)，該組被保存到數(shù)據(jù)文件中。繼而，步驟6.IO使組數(shù)寄存器增91值。根據(jù)參數(shù)設(shè)置步驟6.2或6.3，對(duì)通過(guò)1/0-S0P控制器14選擇的不同的中心波長(zhǎng)和/或a-SO尸fc^-SO/V對(duì)，重復(fù)數(shù)據(jù)獲取步驟6.8和組存儲(chǔ)步驟6.9,直到K組軌跡都已經(jīng)被獲取并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中。在這個(gè)階段，測(cè)量參數(shù)和所有0TDR軌跡組都已經(jīng)被保存在相同的數(shù)據(jù)文件中。也是在這個(gè)階段，判定步驟6.7給出了肯定結(jié)果，并且在步驟6.11，該程序關(guān)閉該數(shù)據(jù)文件。繼而，可選的判定步驟6.12給予用戶一個(gè)機(jī)會(huì)來(lái)發(fā)起對(duì)同一FUT的另一軌跡組K的獲取的機(jī)會(huì)。假如用戶決定發(fā)起新獲取過(guò)程，則該程序返回到參數(shù)設(shè)置步驟6.2。如杲不決定這樣做，判定步驟6.13允許用戶選擇退出獲取過(guò)程，在這情況下，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)將被保持以用于稍后的處理，或判定步驟6.13允許用戶發(fā)起對(duì)已經(jīng)被獲取并被存儲(chǔ)的功率數(shù)據(jù)的處理。假如數(shù)據(jù)處理被發(fā)起，步驟6.14允許用戶在常規(guī)的"打開(kāi)文件"對(duì)話框中選擇待處理的數(shù)據(jù)文件，于是，在步驟6.16中，數(shù)據(jù)處理器34從該數(shù)據(jù)文件訪問(wèn)先前保存的獲取數(shù)據(jù)以及關(guān)聯(lián)的測(cè)量參數(shù)，并使用該數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算隨FUT上的距離(z)而變的累計(jì)PMD。另一方面，方框6.15——其不是類似的"步驟"——指示，用戶可以在任何時(shí)間(即使還沒(méi)有完成任何獲取)獨(dú)立地起動(dòng)數(shù)據(jù)處理軟件，以處理任何先前獲取的數(shù)據(jù)文件。在步驟6.17中，數(shù)據(jù)處理器32將結(jié)果(例如隨著z而變化的累積PMD曲線和測(cè)量參數(shù))保存在電子數(shù)據(jù)表可取得的文件中，并且在步驟6.18中，以有形的形式顯示或輸出所得的累積PMD曲線。數(shù)據(jù)處理步驟6.16處理所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的方式將在下面的章節(jié)描述。應(yīng)注意，上述步驟可以獲得rmsDGD(即PMD)，但也可以獲取隨著波長(zhǎng)而變化的DGD，繼而可以以下面的章節(jié)中描述的方法計(jì)算rmsDGD或平均DGD，該方法也可以被包括在數(shù)據(jù)處理步驟6.16中。數(shù)據(jù)處理和計(jì)算/M^量的數(shù)措老理^^/"岸現(xiàn)在將描述數(shù)據(jù)處理步驟6.19處理所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的方式。927.炎^潛游來(lái)自FUT的每個(gè)光功率——其是在雙端PMD測(cè)量的操作方法所述的波長(zhǎng)以及輸入和輸出SOP的一個(gè)給定設(shè)置下獲得的一—構(gòu)成了一個(gè)基本數(shù)據(jù)單元，即，一個(gè)數(shù)據(jù)由一個(gè)功率值構(gòu)成。下一個(gè)數(shù)據(jù)單位是一個(gè)四功率組(即四個(gè)數(shù)據(jù)單元)，對(duì)于圖1C和圖1G的實(shí)施方案，是兩套四功率組，其中兩功率同時(shí)從光感測(cè)器22B和22C獲得，所有都在I-S0P擾偏器14A和A-S0P擾偏器14B設(shè)置的給定輸入和輸出S0P下獲得。形成第k組的這兩套四功率組優(yōu)選地以下述序列獲得(時(shí)間從左流向右)，或其他類似方式獲得一一諸如在相同的時(shí)間但用不同的檢測(cè)器測(cè)量?jī)蓚€(gè)重復(fù)的功率(諸如通過(guò)兩個(gè)檢測(cè)器和一個(gè)耦合器同時(shí)測(cè)量相同的功率)，如<formula>formulaseeoriginaldocumentpage93</formula>其中標(biāo)注x和y指代同時(shí)或在稍許不同的時(shí)間分別從光感測(cè)器22B和22C獲得的功率，化)等于波長(zhǎng)步幅M，中點(diǎn)波長(zhǎng)被定義為、=^5)+^)/2，雙撇符指示重復(fù)功率。最終，在獲取之后被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中的總體數(shù)據(jù)被繪制成以下等式(18)中的矩陣，隨后將參考該矩陣。該矩陣包含K個(gè)組，每個(gè)組有四個(gè)光功率(當(dāng)使用兩個(gè)光感測(cè)器時(shí)，有兩套四光功率組)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage94</formula><table>tableseeoriginaldocumentpage94</column></row><table>的兩個(gè)臂中的總體損失是相等的，而且兩個(gè)光感測(cè)器以及關(guān)聯(lián)的電子器件的增益也是相等的，那么功率尸y和/^在所有J次上求平均之后的比率將是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage95</formula>但在實(shí)踐中，從測(cè)得的功率的平均而獲得的比率不等于1，因?yàn)镻BS的兩個(gè)臂中的損失不同，而且兩個(gè)光感測(cè)器的"有效"增益不同；所述"有效"增益包括光電二極管響應(yīng)率以及下述電子器件一一放大器和采樣電路一一的總體增益。(注意，不必分別確定這些個(gè)體增益。)因此，在繼續(xù)進(jìn)行其余計(jì)算之前，從光感測(cè)器22C獲得的所有J個(gè)功率，即所有Pyj，都作乘法如下其中</>JC>+乂力>5>乂這個(gè)校準(zhǔn)可能需要在每個(gè)波長(zhǎng)處執(zhí)行，但在實(shí)踐中，對(duì)于那些相對(duì)緊密相間(例如小于20nm)的中心波長(zhǎng)，構(gòu)件、檢測(cè)器等等的相對(duì)的波長(zhǎng)依賴性可能是可忽略的，這個(gè)校準(zhǔn)處理對(duì)每個(gè)PMD測(cè)量序列僅需要執(zhí)行一次。該校準(zhǔn)的結(jié)果是，即在所有A功率(數(shù)據(jù))都已經(jīng)被如上所述地乘以測(cè)得的相對(duì)增益之后，數(shù)據(jù)處理器34可以計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化光功率。更精確地，在圖1D的實(shí)施方案的情形下，標(biāo)準(zhǔn)化功率被以如下方式獲得將所采樣并平均的來(lái)自檢測(cè)器22B的信號(hào)A，或來(lái)自檢測(cè)器22C的信號(hào)尸y，或(并且是優(yōu)選地)乘以權(quán)重系數(shù)后的差(Px-Py)o或(Py-Px)/2(將在下一個(gè)章節(jié)詳細(xì)描述)，或任何乘以權(quán)重系數(shù)后的差(l+w)"(Px-w'Py)(其中w是加權(quán)因子)，除以來(lái)自檢測(cè)器22B和22C二者的所采樣并平均的信號(hào)之和(Px+Py)，該和表示射到該P(yáng)BS上的總功率，即沒(méi)有選擇特定偏振分量的總功率。應(yīng)注意，其他校準(zhǔn)也是可行的.例如，一種潛在的替代性校準(zhǔn)技術(shù)是使用光纖耦合器(分束器)或內(nèi)部反射器的內(nèi)部參考，以將來(lái)自所發(fā)射的0TDR光的預(yù)先確定的量(百分比)的光功率發(fā)送到兩個(gè)不同的檢測(cè)器。下面將詳細(xì)描述對(duì)所有優(yōu)選實(shí)施方案的標(biāo)準(zhǔn)化功率的計(jì)算方法。義^#對(duì)功率處理以獲得現(xiàn)在就要描述的PMD值。應(yīng)注意，在所有下文中，那些符號(hào)指向等式(17)中的矩陣"數(shù)據(jù)"。標(biāo)注x和y分別指代從光感測(cè)器22B和22C獲得的回反射光功率。義J^尹雀化^卓標(biāo)準(zhǔn)化功率，此后被標(biāo)注為T，其計(jì)算根據(jù)各實(shí)施方案的不同而不同。(i)對(duì)于圖1D的實(shí)施方案(兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)PBS)，透過(guò)率(標(biāo)準(zhǔn)化功率)被用下列兩種方式之任一計(jì)算(*)t("一"一(*)尸《或")一i《-/>,l5《+《ivy(18a)(*)T("=丄尸d2《""二i《)力""=丄《-/yy(18b)其中應(yīng)意識(shí)到，在被用在等式(18a)和(18b)之前，不同的功率&已經(jīng)被預(yù)先乘以測(cè)得的相對(duì)增益g/r。^。W，如在自動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)程的描述中指示的。(ii)對(duì)于圖1C的實(shí)施方案(兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)耦合器)，軌跡尸,對(duì)軌跡&的比率首先被計(jì)算為，96<formula>formulaseeoriginaldocumentpage97</formula>繼而，上述比率被標(biāo)準(zhǔn)化——相對(duì)于其在K個(gè)組上的平均而加以標(biāo)準(zhǔn)化，如下幼尸其中參考均值是Uo-l/2,從而平均比率R被定義為，或者，當(dāng)耦合器比率隨波長(zhǎng)的變化在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)可忽略時(shí)，〈A〉咖和〈^/〉w可以被替換為w鵬=士^:(《"+《))(i8f)在此，不要求自動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)程，即，可以省略上述將功率i^預(yù)先乘以測(cè)得的相對(duì)增益這一個(gè)過(guò)程。(iii)對(duì)于圖1B的實(shí)施方案(單個(gè)光感測(cè)器)，可用的功率僅有尸，(從光感測(cè)器22A獲得)。該標(biāo)準(zhǔn)化功率如(19d)中所獲得的，但不首先計(jì)算功率x對(duì)功率y的比率，即(18d)(18e)尸,)0(尸,，加/>其中平均功率被定義為，(L=^5(《〈《尸=^S(《+《>)"8i)在此，假定發(fā)射功率在功率測(cè)量過(guò)程中是穩(wěn)定的。97(iv)對(duì)于圖1H的實(shí)施方案一一其帶有兩個(gè)光感測(cè)器，并結(jié)合了一個(gè)位于分析器之后的耦合器，分別從光感測(cè)器22B和22C獲得兩個(gè)功率A功率和/V'功率。標(biāo)準(zhǔn)化功率(透過(guò)率)現(xiàn)在被獲得為，-"。t^~r'y-"。/ff"(i8j)其中平均功率被定義為，〈&〉柳4《〈A〉鄉(xiāng)4I尸《〈L,=i《)〈尸"L=(18k)在此，也不要自動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)程。注意，這個(gè)實(shí)施方案具有這樣的優(yōu)點(diǎn)比起其他實(shí)施方案，僅要求一半的獲取(既數(shù)據(jù)采樣)時(shí)間。注意，對(duì)于上述(iii)和(iv)標(biāo)準(zhǔn)化，測(cè)量期間的功率必須是穩(wěn)定的。而且，假如對(duì)于在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的所有波長(zhǎng)，功率是恒定的，那么可以在SOP上、或波長(zhǎng)上、或S0P和波長(zhǎng)二者上對(duì)〈〉艦進(jìn)行平均。基本上，所有這些關(guān)系對(duì)于所有情形都有效一一假如施加了足夠的隨機(jī)輸入和輸出SOP擾偏，給出了在一個(gè)特定中點(diǎn)波長(zhǎng)處的正確的DGD值，繼而有可能獲得DGD與中點(diǎn)波長(zhǎng)的關(guān)系。因此，也可以針對(duì)給定的波長(zhǎng)區(qū)間計(jì)算平均DGD或rmsDGD值。在其他情形下，掃描中點(diǎn)波長(zhǎng)是出于在波長(zhǎng)上對(duì)DGD進(jìn)行平均一一根據(jù)PMD的定義——而考慮得，以獲得rmsDGD值(不是平均DGD)。相反地，如上所述，僅在波長(zhǎng)上進(jìn)行平均并同時(shí)保持輸入和輸出SOP不變，要求滿足所述的關(guān)于該FUT的假定，而且要求大的PMD'Av乘積值。相同的注釋適用于此后呈現(xiàn)的等式。采樣重復(fù)軌跡數(shù)據(jù)的第二個(gè)動(dòng)機(jī)在于，從光偏振和/或激光學(xué)頻率和/或功率(強(qiáng)度)的變化中獲得方差噪聲的準(zhǔn)確估計(jì)的能力，所述的采樣重復(fù)軌跡在無(wú)噪聲的情況下對(duì)于SOP和中點(diǎn)波長(zhǎng)4w的每種設(shè)置基本上是相同的。假如這個(gè)噪聲方差是已知的，則它可以被減去。由于這些重復(fù)軌跡，來(lái)自偏振噪聲和/或激光學(xué)頻率和/或功率噪聲和/或任何其他噪聲等等的方差就可以獨(dú)立地被估計(jì)如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage99</formula>其中應(yīng)注意，這個(gè)"噪聲"方差可以來(lái)自隨機(jī)變化的輸入和輸出S0P,和/或激光學(xué)頻率和強(qiáng)度的不穩(wěn)定性，或任何其他噪聲源。為了獲得可靠的測(cè)量結(jié)果，該方差噪聲一一例如來(lái)自偏振變化和類似的其他效應(yīng)，諸如激光學(xué)頻率和強(qiáng)度的不穩(wěn)定一一應(yīng)比均方差(見(jiàn)下面的子章節(jié)3.4)小幾個(gè)百分點(diǎn)(例如小于2%)。應(yīng)注意，上述平均可以在S0P上或在SOP和波長(zhǎng)二者上進(jìn)行平均。義Jy樹(shù)才j相對(duì)方差，例如主要由來(lái)自測(cè)試鏈路(或任何其他去偏振效應(yīng))中的光學(xué)放大器的非偏振ASE光的引起的，如用在等式(10)和(11)中的，在此被計(jì)算為四個(gè)可得到的估計(jì)的平均，即，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage99</formula>其中<^=1/12，而函數(shù)被定義為，順)-[〈^L,一〈"腦]瓶)=[〈^L;,一〈《〉2廳一替代性地，也可以經(jīng)由偏振分量&來(lái)計(jì)算相對(duì)方差，例如<formula>formulaseeoriginaldocumentpage99</formula>其中《=1/3,而^為-2r"-i^-2r;-i但注意，從等式(20b)算出的相對(duì)方差不能被應(yīng)用于任何上述或下述與用于提取DGD或PMD的"相對(duì)功率"相關(guān)的計(jì)算，即，測(cè)得的功率必須被適當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)化。應(yīng)注意，上述等式在來(lái)自輸入和輸出偏振控制器之一或二者的I-S0P和A-S0P均勻分布在龐加萊球的情況下有效?？梢詢H在S0P上進(jìn)行平均，或在SOP和波長(zhǎng)二者上進(jìn)行平均。繼而，噪聲方差(等式19)在計(jì)算中被從相對(duì)方差(等式20a)的第一估計(jì)中減去，從而聶終相對(duì)方差如下，(21)義4游才j這里的計(jì)算不同于等式(10)和(11)中的簡(jiǎn)單均方，等式(10)和a1)中的均方是為了更清晰起見(jiàn)而沒(méi)有考慮噪聲。相反，在^和/lc;處的標(biāo)準(zhǔn)化功率之間的重復(fù)差的乘積被平均如下，〈a"〉,=〈^-。.("'『7^)〉,=士^(rn").(n"-rr)(22)在常規(guī)的數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)中，等式(22)可以被稱為這些重復(fù)差的二階節(jié)點(diǎn)矩。這樣，噪聲平均到零，而不需被"糾正"，因?yàn)榀B加在給定軌跡上的噪聲與疊加在對(duì)應(yīng)的重復(fù)功率上的噪聲并不相關(guān)。這就是用于獲取重復(fù)數(shù)據(jù)的第一動(dòng)機(jī)。注意，在上述等式中，〈〉sop^可以指在sop上、或在中點(diǎn)波長(zhǎng)上、或在二者上的求平均，即，從一組功率到另一組功率，改變S0P或波長(zhǎng)或兩者。繼而，根據(jù)反正弦公式來(lái)計(jì)算DGD或rmsDGD(即PMD)如下，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage100</formula>(23)其中<〉sop僅指代在S0P上的平均。-arcsin幼尸y'&，(24)其中〈〉sopa指代在sop和波長(zhǎng)二者上的平均，理論常量應(yīng)意識(shí)到，等式(23)和(24)中的反正弦公式不是僅有的可行^^式。使用這個(gè)公式的目的是為了獲得非偏置的結(jié)果，即使在使用相對(duì)大的步幅，諸如使PMD'Sv~a2，的情況下，也能獲得非偏置的結(jié)果，而不引入顯著的誤差；這是為了使信噪比最大化，從而使該儀器的動(dòng)態(tài)區(qū)間最大化。雖然可應(yīng)用于任何大小的步幅，但假如不考慮使動(dòng)態(tài)區(qū)間最大化，則可以選擇小的步幅，在此情形下下列更簡(jiǎn)單的微分公式是有效的尸媚=i△r2(23a)(24a)這里不是暗示這些公式更好或特別有利，而只不過(guò)是因?yàn)椋绻椒〉枚?，即滿足條件PMD'Sv〈0.01，它們也可以被方便地使用。應(yīng)注意，在理想條件下一一其中沒(méi)有來(lái)自光學(xué)放大器的ASE以及偏振、頻率和強(qiáng)度等等的"去偏振"效應(yīng)和其他"噪聲"，^=、上述等式(23)和(24)被化簡(jiǎn)為，"⑨(v)-^jarcs+J〈Ar(。2)——)(25)1so尸它們的更簡(jiǎn)單的微分公式是，so尸(26)(25a)診"/(26a)應(yīng)注意，在上述等式中，W卿;A可以指代在波長(zhǎng)上、或在S0P和波101長(zhǎng)二者上進(jìn)行平均，即，從一組功率到另一組功率，改變SOP和波長(zhǎng)兩者。注意，可以通過(guò)對(duì)來(lái)自很多不同的中點(diǎn)波長(zhǎng)的DGD(v)，在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上求平均，來(lái)計(jì)算平均DGD或rmsDGD,諸如/2MSZ)ot=V〈ZX/)2〉a(27)麵wD⑨=〈D⑨〉義(28)如等式(23)和(24)所示，假如DGD(v)和PMD計(jì)算涉及使用標(biāo)準(zhǔn)化功率(T)的相對(duì)方差一(。，那么該標(biāo)準(zhǔn)化功率可以不必被標(biāo)準(zhǔn)化到0和1之間。換言之，上述用于獲得標(biāo)準(zhǔn)化功率的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程的某些步驟可以被跳過(guò)。例如，對(duì)于圖1C的實(shí)施方案(兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)耦合器)，相對(duì)功率(尸w)可以簡(jiǎn)單地從軌跡^對(duì)軌跡/V的比率獲得，為，限一^P"RL_^p"對(duì)于圖1D中的實(shí)施方案(兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)PBS)和圖1C中的實(shí)施方案(兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)耦合器)，任何參考常量和為了獲得標(biāo)準(zhǔn)化功率而在S0P和/或波長(zhǎng)上的求平均的過(guò)程，對(duì)于獲得相對(duì)功率(尸w)的過(guò)程而言，都可以被省略(跳過(guò))。繼而，可以使用下述反正弦公式計(jì)算DGD和PMD，為，ZXD("=丄arcsin"」、7柳*1咖)乂其中〈〉sop僅指代在sop上的平均。(30)戶節(jié)丄arcsina必、J、"'，,(31)其中〈〉SOP;X指代在S0P和波長(zhǎng)二者上的平均。在此，均方〈^"sc^可以被得到如下，102K〉，=〈(PRu-&)'(,RU-,rl)〉,=會(huì);(尸"？-0.(嚴(yán)(fS-《)(32a)相對(duì)方差^在此被計(jì)算為四個(gè)可用估計(jì)的平均，即，=,1、2D+w)+d+wRU)"j(32b)其中。=1/12，而函數(shù)"5"被定義為，,=-〈《J-[〈《,2La-〈《〉注意，〈〉sopA可以指代在SOP上的平均、或在波長(zhǎng)上的平均、或在其二者上的平均，即，從一組功率到另一組功率，改變SOP和波長(zhǎng)兩者。假如選擇小的步幅，則等式(30)和(31)中的反正弦公式可以被寫(xiě)為更簡(jiǎn)單的微分公式，為，Z)⑨(v)=i.、\2"。戶(30a)尸節(jié)="\"卿(31a)對(duì)于可調(diào)諧光源具有相對(duì)大的線寬、且測(cè)試的是高PMD光纖的情況，在公式中可以進(jìn)一步應(yīng)用線寬"修正因子"，以更準(zhǔn)確地得出FUT的DGD或PMD值.應(yīng)注意，上述算得的雙端PMD測(cè)量的向前DGD或PMD，是FUT的DGD或PMD值。^^/"卓端^傳/M鄭#^凝蕃老_^斧^#丄^茲潛種來(lái)自在FUT遠(yuǎn)端處的局域反射(諸如菲涅耳反射)的每個(gè)回反射光功率一一其是在單端總體PMD測(cè)量的操作方法所述的波長(zhǎng)以及(I-SOP，A-S0P)對(duì)的一個(gè)給定設(shè)置下獲得的一一構(gòu)成了一個(gè)基本數(shù)據(jù)單元，即，一個(gè)數(shù)據(jù)由一個(gè)功率值構(gòu)成.下一個(gè)數(shù)據(jù)單位是一個(gè)四功率組(即四個(gè)數(shù)據(jù)單元)，對(duì)于圖2C和圖2G的實(shí)施方案，是兩套四個(gè)回反射功率，其中兩個(gè)回反射功率同時(shí)從光感測(cè)器"B和"C獲得，所有都牟I/0-S0P控制器14設(shè)置的給定的(I-S0P，A-SOP)對(duì)下獲得。形成k組的這兩套四功率組優(yōu)選地以下述序列獲得(時(shí)間從左流向右)<table>tableseeoriginaldocumentpage104</column></row><table>其中標(biāo)注x和y指代同時(shí)(或在稍許不同的時(shí)間)分別從光感測(cè)器22B和22C獲得的測(cè)量功率，々-4"等于步幅&，中點(diǎn)波長(zhǎng)被定義為、-^J)"^/2，雙撇符指示重復(fù)功率。最終，在獲取所有測(cè)量功率之后，它們將被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中其總體數(shù)據(jù)被繪制成以下等式(31)中的矩陣，在隨后的章節(jié)中將參考該矩陣。該矩陣包含K個(gè)組，每個(gè)組有四個(gè)回反射光功率組成(當(dāng)使用兩個(gè)光感測(cè)器時(shí)，有兩套四光功率組)<table>tableseeoriginaldocumentpage104</column></row><table>么^^/"，^^々動(dòng)戎^對(duì)于圖2的使用偏振分束器(PBS)的優(yōu)選實(shí)施方案，在繼續(xù)進(jìn)行任何進(jìn)一步計(jì)算之前，有必要執(zhí)行兩個(gè)檢測(cè)器22B和22C的相對(duì)增益的校準(zhǔn)過(guò)程。其校準(zhǔn)過(guò)程將描述如下。對(duì)于其他實(shí)施方案，則不執(zhí)行該過(guò)程。該校準(zhǔn)原理基于以下事實(shí)當(dāng)1/0-S0P擾偏器"被用來(lái)生成足夠大數(shù)量的SOP以基本上均勻覆蓋龐加萊球時(shí)，來(lái)自FUT18的遠(yuǎn)端(或其他位置)的回反射光的平均功率將是2:1的比率從PBS的兩個(gè)端口出來(lái)，該較高的功率對(duì)應(yīng)于檢測(cè)器22B所連接的端口，該較低的功率對(duì)應(yīng)于檢測(cè)器22C所連接的端口。因此，對(duì)于所觀察到的檢測(cè)器功率，任何所觀察到的與該2:1比率的偏離將都可以被檢測(cè)到并納入如下考慮。在數(shù)據(jù)獲取完成后，從兩個(gè)光感測(cè)器獲得的K個(gè)四回反射光功率已經(jīng)被存儲(chǔ)，即，來(lái)自檢測(cè)器22B的總共J=4K個(gè)的功率(數(shù)據(jù))，來(lái)自檢測(cè)器22C的也是J-4K個(gè)的軌跡，如矩陣(31)所描繪。來(lái)自22B和22C的第j個(gè)功率(j=0，1...(J-l))是下面分別被稱的p巧和1^。假如PBS的兩個(gè)臂中的總體損失是相等的，而且兩個(gè)光感測(cè)器以及關(guān)聯(lián)的電子器件的增益也是相等的，那么功率&和A在所有J次上求平均之后的比率將是<尸">，力>在實(shí)踐中，從測(cè)得的功率的平均而獲得的比率可能不等于2，因?yàn)镻BS的兩個(gè)臂中的損失可能是不同的，而且兩個(gè)光感測(cè)器的"有效"增益可能是不同的；所述"有效"增益包括光電二極管響應(yīng)率以及下述電子器件一一放大器和采樣電路一一的總體增益。(注意，不必分別確定這些個(gè)體增益。)因此，在繼續(xù)進(jìn)行其余計(jì)算之前，從光感測(cè)器22C獲得的所有j個(gè)功率，即所有pyj，都作乘法如下其中105在實(shí)踐中，對(duì)于那些相對(duì)緊密相間(例如小于20nm)的中心波長(zhǎng)，構(gòu)件、檢測(cè)器等等的相對(duì)的波長(zhǎng)依賴性可能是可忽略的，這個(gè)校準(zhǔn)處理對(duì)每個(gè)單端PMD測(cè)量序列僅需要執(zhí)行一次既可。否則，可能需要在每個(gè)中心波長(zhǎng)處執(zhí)行這樣的校準(zhǔn)，由此延長(zhǎng)了該測(cè)量序列的總體測(cè)量時(shí)間。該校準(zhǔn)的結(jié)果是，即在所有A功率(數(shù)據(jù))都已經(jīng)被如上所述地乘以測(cè)得的相對(duì)增益之后，數(shù)據(jù)處理器34可以計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化回反射光功率。更精確地，在圖2的使用PBS的實(shí)施方案的情形下，標(biāo)準(zhǔn)化功率被以如下方式獲得將所采樣并平均的來(lái)自檢測(cè)器22B的信號(hào)A，或來(lái)自檢測(cè)器22C的信號(hào)尸"或(并且是優(yōu)選地)乘以權(quán)重系數(shù)后的差(Px-Py)/2或(Py-Px)/2(將在下一個(gè)章節(jié)詳細(xì)描述)，或任何乘以權(quán)重系數(shù)后的差(l+w)"(Px-w'Py)(其中w是加權(quán)因子)，除以來(lái)自檢測(cè)器22B和22C二者的所采樣并平均的信號(hào)之和(Px+Py)，該和表示射到該P(yáng)BS上的總功率，即沒(méi)有選擇特定偏振分量的總功率。應(yīng)注意，其他校準(zhǔn)方法也是可行的。例如，一種潛在的替代性校準(zhǔn)技術(shù)是使用光纖耦合器(分束器)或內(nèi)部反射器的作為內(nèi)部參考，以將來(lái)自所發(fā)射的OTDR光的預(yù)先確定的量(百分比)的光功率發(fā)送到兩個(gè)不同的檢測(cè)器。下面將詳細(xì)描迷對(duì)所有優(yōu)選實(shí)施方案的標(biāo)準(zhǔn)化功率的計(jì)算方法。義功率被處理，以獲得如現(xiàn)在就要描述的PMD值。應(yīng)注意，在所有的下文中，該符號(hào)指向等式(33)中的矩陣"數(shù)據(jù)"，標(biāo)注x和y分別指代從光感測(cè)器22B和22C獲得的回反射光功率。義/^尹，^^舉標(biāo)準(zhǔn)化功率(即透射率)，此后被標(biāo)注為T，其計(jì)算根據(jù)各實(shí)施方案的不同而不同。(i)對(duì)于圖2的實(shí)施方案(具有兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)PBS)，標(biāo)準(zhǔn)化功率的計(jì)算與先前相關(guān)章節(jié)中描述的、用于圖1D的針對(duì)雙端PMD106測(cè)量的實(shí)施方案(有兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)PBS)的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程完全相同。但注意，在被用在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程之前，不同的/^功率必須已經(jīng)被預(yù)先乘以從單端測(cè)量測(cè)得的相對(duì)增益如在自動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)程的描述中所指示的。(ii)對(duì)于圖2D的實(shí)施方案(有兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)耦合器)，標(biāo)準(zhǔn)化功率的計(jì)算也與先前相關(guān)章節(jié)中描述的、用于圖1C的針對(duì)雙端PMD測(cè)量的實(shí)施方案(有兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)耦合器)的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程完全相同。但注意，在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中對(duì)單端測(cè)量使用了不同的參考均值Uo-2/3。在此，不要求自動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)程，即可以省略上述將功率&預(yù)先乘以測(cè)得的相對(duì)增益這一個(gè)過(guò)程。(iii)對(duì)于圖2C的實(shí)施方案(單個(gè)光感測(cè)器)，同樣，標(biāo)準(zhǔn)化功率的計(jì)算與先前相關(guān)章節(jié)中描述的、用于圖1B的針對(duì)雙端PMD測(cè)量的實(shí)施方案(兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)耦合器)的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程相同，并且在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中對(duì)單端測(cè)量也必須用參考均值"o-2/3。在此，假定發(fā)射到FUT中的4"和^處的功率是近似相同的。應(yīng)注意，在上述等式中，〈〉sopa可以指代在i一sop上、或在A-S0P上、或在中點(diǎn)波長(zhǎng)上、理想地在全部三者上的平均，即從一組功率到另一組功率，相應(yīng)地改變(I-SOP，A-SOP)對(duì)和中點(diǎn)波長(zhǎng)。所有這些關(guān)系對(duì)于所有情形基本上都有效一_即使僅施加偏振擾偏，給出了一個(gè)特定中點(diǎn)波長(zhǎng)處的正確DGD值。這樣，掃描中點(diǎn)波長(zhǎng)是出于在波長(zhǎng)上對(duì)DGD進(jìn)行平均一一根據(jù)靜態(tài)PMD值的定義一一而考慮得到。相反地，如上所述，僅在波長(zhǎng)上進(jìn)行平均并同時(shí)保持(I-SOP，A-S0P)對(duì)不變，要求滿足所述的關(guān)于該FUT的假定，而且要求大的乘積值PMD'Av。相同的注釋適用于此后呈現(xiàn)的等式。義2^^"i這里的計(jì)算不同于等式(l)、(2)、(12)和(13)中的簡(jiǎn)單均方，等式(1)、(2)、(12)和(13)中的簡(jiǎn)單均方是為了更清晰起見(jiàn)而沒(méi)有考慮噪聲。相反，在;ii和義t/處的標(biāo)準(zhǔn)化軌跡之間的重復(fù)差的乘積被平均如下，〈a"Lw=rL).(rVr，L)〉《^=+;(ru("-rL")).(r(u"-7T)(22，)注意，等式(22')與等式(22)相同。在常規(guī)的數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)中，等式(22')可以被稱為重復(fù)差的二階節(jié)點(diǎn)矩。這樣，噪聲可以被平均到零，而不是被"糾正"，因?yàn)榀B加在給定軌跡上的噪聲與疊加在對(duì)應(yīng)的重復(fù)軌跡上的噪聲不相關(guān)。這是獲取重復(fù)軌跡的第一動(dòng)機(jī)。J.J繼而，根據(jù)下面的反正弦公式，PMD被直接計(jì)算為，/WZ)=art~i~arcsinfa,/(厶r(v)")(34)其中，往返因子""=<^。理論常量=/^對(duì)于其中相同的偏振狀態(tài)控制器(擾偏器)被用來(lái)控制輸入和輸出光的S0P的情形，如圖2、2C-G的情形，有效。應(yīng)意識(shí)到，等式(34)中的反正弦公式不是僅有的可行公式。使用這個(gè)公式的目的是獲得非偏置的結(jié)果，即使是在使用相對(duì)大的頻率步幅，諸如PMD'Sv0."的情況下，也能獲得非偏置的結(jié)果，而不引入顯著的誤差；這是為了使信噪比最大化，從而使該儀器的動(dòng)態(tài)區(qū)間最大化。假如不考慮使動(dòng)態(tài)區(qū)間最大化，或保持總體測(cè)量時(shí)間合理，則可以選擇小得多的頻率步幅，并使用下面的更簡(jiǎn)單的微分公式尸膨-a,i、/(厶r(1/)2〉(34a)這不是暗示這些公式更好或特別有利，而只不過(guò)是因?yàn)?，如果頻率步幅小得多，即滿足條件PMD'Sv〈0.01，它們也可以被方便地使用。應(yīng)注意，從等式(34)和(34a)算得的向前PMD是FUT的PMD或rmsDGD。也應(yīng)注意，對(duì)于一個(gè)給定的波長(zhǎng)區(qū)間，可以通過(guò)對(duì)4艮多不同的波長(zhǎng)下的DGDg^O/)進(jìn)行均方根或平均來(lái)求得往返rmsDGD或平均DGD,并且在每個(gè)給定波長(zhǎng)處的DG"^^^"可以從反正弦公式算得，為，嗎，(v)="柳)(35)或使用更簡(jiǎn)單的微分公式如下，腳—(。=.J〈辟)2〉卿(35a)其中標(biāo)準(zhǔn)化功率(T)是針對(duì)每個(gè)給定波長(zhǎng)獲得的。也可以通過(guò)簡(jiǎn)單地對(duì)rmsZ)GA。^t^分別乘以往返因子和來(lái)獲得rmsDGD和平均DGD(向前)，其中，可以從許多不同的中點(diǎn)波長(zhǎng)測(cè)得的DGD屮w(v)來(lái)獲得rmsZ)GZ^卿^^或均DG"。^嶺一一通過(guò)對(duì)來(lái)自等式(35)或(35a)的DG￡>w7Hp("在一規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上進(jìn)行均方根或平均，例如，D(Z)toMm^=a/〈dg￡>m"A和平均厲Awr嗜=〈PGZ^^沖〉、也應(yīng)注意，上述用于使用標(biāo)準(zhǔn)化功率(通常是0到l之間的標(biāo)準(zhǔn)化功率)得出的DGD和PMD的計(jì)算等式可以被替換為其他方法。例如，從測(cè)得的功率僅計(jì)算相對(duì)功率，繼而用在等式(34)和(35)的"標(biāo)準(zhǔn)化因子"可以被消去當(dāng)均方差被除時(shí)因?yàn)橥灰蜃右脖怀嗽诰讲钌?，從而獲得正確的DGD或PMD值。應(yīng)注意，上述用于計(jì)算DGD或PMD的等式具有理論常量"617。這個(gè)理論常量值對(duì)于其中具有相同的普通偏振狀態(tài)控制器(擾偏器)被用作輸入和輸出光SOP控制的情形一一諸如圖2、2C-G的情形一一有效。然而，當(dāng)兩個(gè)分立的獨(dú)立輸入和輸出偏振狀態(tài)控制器(擾偏器)與剛好放在檢測(cè)器之前的偏振器或PBS共同使用時(shí)，例如圖2G所示，必須使用不同的理論常量、—"^。(注意，這個(gè)理論常量與上述相關(guān)章節(jié)所述的、用于雙端PMD測(cè)量等式的理論常量相同。)對(duì)于可調(diào)諧脈沖光源具有相對(duì)大的線寬且測(cè)試高PMD光纖的情形時(shí)，在等式(8-ll)中可能需要應(yīng)用線寬"修正因子"，從而得到該FUT準(zhǔn)確的PMD值。好^/"卓端賓農(nóng)/W/浙#的數(shù)措^理和##每個(gè)0TDR軌跡——其是在單端累積PMD測(cè)量(也被稱為基于單端POTDR的累積PMD測(cè)量)的操作方法中所述的波長(zhǎng)和(I-SOP，A-S0P)對(duì)的一個(gè)給定設(shè)置下獲得的一一構(gòu)成了基本數(shù)據(jù)單元。一個(gè)軌跡由N個(gè)功率值構(gòu)成，這N個(gè)功率值對(duì)應(yīng)于距離z的N個(gè)值^，其中n-O...(N-l)。下一個(gè)更大的數(shù)據(jù)單位是一個(gè)四個(gè)軌跡組，對(duì)于圖3和圖3B的實(shí)施方案是兩套四軌跡組，其中兩軌跡同時(shí)從光感測(cè)器22B和22C獲得(或者，在應(yīng)用光學(xué)開(kāi)關(guān)和一個(gè)檢測(cè)器的情形下，相繼地獲得兩軌跡)，所有都在I/O-SOP控制器14設(shè)置的給定(I-S0P，A-SOP)對(duì)下獲得。形成第k組的這兩套四軌跡組優(yōu)選地以下述序列獲得(時(shí)間從左流向右)，其中標(biāo)注x和y指代分別同時(shí)從光感測(cè)器22B和22C獲得的軌跡，一4"等于波長(zhǎng)步幅(U，中點(diǎn)波長(zhǎng)被定義為、-M)+M！^2，雙撇符指示重復(fù)功率)》一》(MA*—一U(I-SOPk，A-SOPk，Xk)p4k)Px'f)《)《Py[k)py"(k)最終，在數(shù)據(jù)獲取之后，被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中的總體數(shù)據(jù)被繪制成以下等式(36)中的矩陣。以后將參考該矩陣。該矩陣包含K個(gè)組，每個(gè)組有四個(gè)OTDR軌跡(當(dāng)使用兩個(gè)光感測(cè)器時(shí)，為兩套四軌跡組)，每個(gè)軌跡由N個(gè)點(diǎn)構(gòu)成，這N個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于距離z的N個(gè)值其中n=0...(N-l):110<table>tableseeoriginaldocumentpage111</column></row><table>等式(36)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與等式(33)的相似，但等式(36)中的數(shù)據(jù)是隨著距離z而變化的0TDR軌跡，而不是等式(33)中的從FUT遠(yuǎn)端反射的功率。么咖^智^^々動(dòng)戎涼對(duì)于圖3的優(yōu)選實(shí)施方案，在繼續(xù)進(jìn)行任何進(jìn)一步計(jì)算之前，有必要執(zhí)行兩個(gè)檢測(cè)器22B和22C的相對(duì)增益的下述校準(zhǔn)過(guò)程。對(duì)于其他實(shí)施方案，則不執(zhí)行該過(guò)程。該校準(zhǔn)原則是基于以下事實(shí)設(shè)定的當(dāng)I/O-S0P擾偏器14被用來(lái)生成足夠大數(shù)量的SOP并基本上均勻覆蓋龐加萊球時(shí)，在沿著FUT16的任何片段上的回反射光的平均功率將以2:1的比率從PBS的兩個(gè)端口輸出，該較高的功率對(duì)應(yīng)于檢測(cè)器22B所連接的端口，該較低的功率對(duì)應(yīng)于檢測(cè)器22C所連接的端口。因此，對(duì)于所觀察到的檢測(cè)器功率，任何所觀察到的與該2:1比率的偏離都可以被量化并納入考慮，如下。在數(shù)據(jù)獲取完成后，從兩個(gè)光感測(cè)器獲得的K個(gè)四0TDR軌跡組已經(jīng)被存儲(chǔ)，即，來(lái)自檢測(cè)器26A的總共J-4K個(gè)的軌跡，來(lái)自檢測(cè)器22B的也是J-4'K個(gè)的軌跡，如矩陣(36)所描繪。來(lái)自22C和22B的第j個(gè)軌跡(j=0，l…(J-1))下面分別被稱為Px(z)J和Py(z)J。假如PBS的兩個(gè)臂中的總體損失是相等的，而且兩個(gè)光感測(cè)器以及關(guān)聯(lián)的電子器件的增益也是相等的，那么軌跡&和A在所有J次上以及在所有z的N值上求平均之后的比率將是乂w在實(shí)踐中，從測(cè)得的軌跡平均而獲得的比率可能不等于2，因?yàn)镻BS的兩個(gè)臂中的損失不同，而且兩個(gè)光感測(cè)器的"有效"增益也可能不同；所述"有效"增益包括光電二極管響應(yīng)率以及下述電子器件一一放大器和采樣電路一一的總體增益。(注意，不必分別確定這些個(gè)體增益。)因此，在繼續(xù)進(jìn)行其余計(jì)算之前，從光感測(cè)器22C獲得的所有J個(gè)軌跡，即所有P^z)J，都作乘法如下*)乂sg—W柳")/其巾_/在實(shí)踐中，對(duì)于那些相對(duì)緊密相間(例如小于20nm)的中點(diǎn)波長(zhǎng)，構(gòu)件、檢測(cè)器等等的相對(duì)的波長(zhǎng)依賴性可能是可以忽略的，這個(gè)校準(zhǔn)處理對(duì)每個(gè)POTDR測(cè)量序列僅需要執(zhí)行一次。否則，可能需要在每個(gè)中心波長(zhǎng)處執(zhí)行這個(gè)校準(zhǔn)，由此延長(zhǎng)了該測(cè)量序列的總體測(cè)量時(shí)間。該校準(zhǔn)的結(jié)果是，即在所有J^軌跡都已經(jīng)被如上所述地乘以測(cè)得的相對(duì)增益之后，數(shù)據(jù)處理器34可以計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化0TDR軌跡。更精確地是，在圖l的實(shí)施方案的情形下，標(biāo)準(zhǔn)化軌跡被以如下方式獲得將所采樣并平均的來(lái)自檢測(cè)器22B的信號(hào)A，或來(lái)自檢測(cè)器22C的信號(hào)/^，優(yōu)選地是來(lái)自檢測(cè)器22B和22C的采樣信號(hào)之間的差，(Px-Py)G或(Py-Px)/2(將在下一個(gè)章節(jié)詳細(xì)描述)，或任何乘以權(quán)重系數(shù)后的差(1+w)"(Px-w'Py)，除以來(lái)自檢測(cè)器22B和22C二者的所采樣并平均的信號(hào)之和(Px+Py),該和表示入射到該P(yáng)BS上的總回反射功率，即沒(méi)有選擇特定偏振分量的總功率。下面將詳細(xì)描述對(duì)所有優(yōu)選實(shí)施方案的標(biāo)準(zhǔn)化0TDR軌跡的計(jì)算方法。義現(xiàn)在就要描述OTDR軌跡的處理以獲得累積的PMD值。應(yīng)注意，在沿著FUT18的每個(gè)點(diǎn)z"處的尸MA^的計(jì)算是獨(dú)立于任何其他點(diǎn)n的。每個(gè)都得自那些在(I-S0P，A-SOP)對(duì)上和/或?qū)ΣㄩL(zhǎng)上求平均而來(lái)的平均數(shù)。這樣，在下述計(jì)算中，使用下標(biāo)n是不合適的；必須簡(jiǎn)單地理解，該計(jì)算對(duì)于每個(gè)點(diǎn)n以相同的方式被重復(fù)，或換言之，在每個(gè)距離z處都是有效的。在所有下文中，這些符號(hào)指向與等式(36)中的矩陣"數(shù)據(jù)"符號(hào)相對(duì)應(yīng)。也應(yīng)強(qiáng)調(diào)，標(biāo)注x和y分別指代從光感測(cè)器22B和22C獲得的軌跡。義7^;^涼化教遂標(biāo)準(zhǔn)化軌跡，此后被標(biāo)注為7Ya，其計(jì)算根據(jù)各實(shí)施方案的不同而有所不同。(i)對(duì)于圖3的實(shí)施方案(具有兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)PBS),標(biāo)準(zhǔn)化OTDR軌跡被計(jì)算如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage113</formula>其中應(yīng)意識(shí)到，在被用于等式(37)之前，不同的尸y軌跡已經(jīng)被預(yù)先乘以測(cè)得的相對(duì)增益gwwwpc:,如同在自動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)程中描述的所指示的那樣。(37a)(ii)對(duì)于圖3B的實(shí)施方案(兩個(gè)光感測(cè)器連同一個(gè)耦合器)，軌跡A對(duì)i^的比率首先被計(jì)算為，pY(k)pv"(k)pY<k)pw(k)B(k)—tt，，(k)_"Ln(k)—"XUR"(k)_￡i_y_nMRl_Py(Lk)Rl_Py'f)Ru-Py[f)RU-Py"ff),繼而，上述比率被標(biāo)準(zhǔn)化——相對(duì)于其在K個(gè)組上的平均而加以標(biāo)準(zhǔn)化，如下，礦="?！?="。(37c)其中參考均值Uo-2/3—一假定通過(guò)對(duì)一個(gè)平行于分析器軸的光偏振狀態(tài)的功率測(cè)量，從其平均比率R被定義為，〈R〉SOPA=^Z(R<Lk)+Rf)+R(Uk)+R"ff))，(37d)在此，不要求自動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)程，即可以省略上述將軌跡&預(yù)先乘以測(cè)得的相對(duì)增益這一過(guò)程。(in)對(duì)于圖3A的實(shí)施方案(單個(gè)光感探測(cè)器)，僅有的可用軌跡是尸,軌跡(其從光感探測(cè)器22獲得)。該標(biāo)準(zhǔn)化軌跡的獲取如(5c)，但不用首先計(jì)算軌跡x對(duì)軌跡y的比率，即，="or，="o(尸》(尸)r，="°r'S)="。7^(37e)其中平均軌跡被定義為，<PW=^(px(lk)+Pxf)+Px『+Pxf)(37f)兮k應(yīng)注意，在上述等式中，〈〉so^可以指代在/A6^上、或在J-SC^上、或在中點(diǎn)波長(zhǎng)上、理想地在全部三者上的平均，即，從一組軌跡到另一組軌跡，相應(yīng)地改變/AO尸、J-SO尸和波長(zhǎng)。所有這些關(guān)系對(duì)于所有情形基本都有效一一即使僅施加1/0-S0P擾偏，給出了一個(gè)特定中點(diǎn)波長(zhǎng)處的正確dgd值。這樣，掃描中點(diǎn)波長(zhǎng)僅是出于在波長(zhǎng)上對(duì)dgd進(jìn)行平均——根據(jù)統(tǒng)計(jì)pmd的定義——而考慮得。相反地，如上所述，僅在波長(zhǎng)上進(jìn)行平均并同時(shí)保持i/0-s0p不變，要求滿足關(guān)于對(duì)該fut的假定，而且還要求大的乘積值PMD'Av。相同的注釋適用于此后呈現(xiàn)的等式。義2一樹(shù)才j相對(duì)方差，如同等式(37b)，在此被計(jì)算為四個(gè)可得到的估計(jì)的透射率變化的平均，即，。、2、"10乂Lvar(rL)+var(ry)+var^)+var(r、)(38)其中參考方差W。=4/45，而透射率變化的函數(shù)"var"被定義為，《)=[(&2〉一W一7;var(r"L)=[〈r"L2var(r'u)，'u2義J財(cái)i這里的計(jì)算不同于等式(3a)中的簡(jiǎn)單均方，等式(3a)中的筒單均方是為了更清晰起見(jiàn)而沒(méi)有考慮噪聲。相反，在義t;和/li處的標(biāo)準(zhǔn)化軌跡之間的重復(fù)差的乘積被平均如下，〈Ar"卿,〈(ru-rL).(r'u-r'L)〉so尸;^^S(7ii"-:rL(").(r'[f)-r，)(39)在常規(guī)的數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)中，等式(39)可以被稱為這些重復(fù)差的二階節(jié)點(diǎn)矩。這樣，噪聲被平均到零，而不是被"糾正"，因?yàn)榀B加在給定軌跡上的噪聲與疊加在對(duì)應(yīng)的重復(fù)軌跡上的噪聲不相關(guān)。這是獲取重復(fù)軌跡的第一動(dòng)機(jī)。義4鏡,才j采樣重復(fù)軌跡的第二動(dòng)機(jī)是在于獲得方差噪聲的準(zhǔn)確估計(jì)的能力，所述的采樣重復(fù)軌跡在無(wú)噪聲的情況下對(duì)于中心波長(zhǎng);i和sop的每種設(shè)置基本上是相同的。這是因?yàn)椋绲仁?38)中算得的相對(duì)方差包括假設(shè)無(wú)噪下的軌跡的方差和噪聲方差二者。然而，假如噪聲方差是已知的，則它可以被減去，因?yàn)閮蓚€(gè)獨(dú)立隨機(jī)變量之和的方差等于這些方差之和。但有了重復(fù)軌跡，噪聲就可以獨(dú)立地被估算如下繼而，在最終相對(duì)方差的計(jì)算中，噪聲方差(等式40)可以被從相對(duì)方差的第一估計(jì)(等式38)中減去，如下，O=W-4(41)繼而，根據(jù)下面的反正弦公式，累積PMD被計(jì)算為，層(z)=+arCSinaJ^~~2/，(42)一=2其中，往返因子為""一Vs。理論常量17是對(duì)其中用共同的(相同的)普通偏振狀態(tài)控制器(擾偏器)被用作輸入和輸出光SOP控制的情形，諸如圖3、3A和3B的情形，有效。應(yīng)意識(shí)到，等式(42)中的反正弦公式不是僅有的可行公式。使用這個(gè)公式的目的是為了獲得非偏置的PMD計(jì)算結(jié)果，即使是在使用相對(duì)大的頻率(波長(zhǎng))步幅，如使PMD'Sv(U，的情況下，也能獲得非偏置的結(jié)果，而不引入顯著的誤差；這是為了使信噪比最大化，從而使該儀器的動(dòng)態(tài)區(qū)間最大化。假如不考慮使動(dòng)態(tài)區(qū)間最大化，或保持總體測(cè)量時(shí)間合理，則可以選擇小得多的頻率步幅，并使用下面的更簡(jiǎn)單的微分公式這不是暗示這些公式更好或特別有利，而只不過(guò)是因?yàn)?，如果步幅小得多，即滿足條件PMD'Sv〈0川，它們也可以被方便地使用。通過(guò)在對(duì)應(yīng)于距離^的每個(gè)點(diǎn)n處重復(fù)上述從等式(37)到等式(42)的計(jì)算，獲得隨著z而變化的累積PMD曲線。應(yīng)注意，上述用于計(jì)算PMD的等式具有理論常量*=V7。這個(gè)理論常量值對(duì)應(yīng)于其中相同的公用(普通)偏振狀態(tài)控制器(擾偏器)被用作輸入和輸出光SOP控制的情形一一諸如對(duì)圖3,3A和3B的情形一一有效。然而，當(dāng)兩個(gè)分立的獨(dú)立輸入和輸出偏振狀態(tài)控制器(擾偏器)與剛好放在檢測(cè)器之前的偏振器或PBS共同使用時(shí)，如圖3C所示，必須使用不同的理論常量氣—"。(注意，這個(gè)理論常量與上述相關(guān)章節(jié)所述的、用于雙端PMD測(cè)量等式的理論常量相同。)也應(yīng)注意，上述使用標(biāo)準(zhǔn)化0TDR軌跡的得出累積PMD的計(jì)算等式跡。應(yīng)注意，從等式(42)和(43)算得的向前PMD是FUT的PMD或rmsDGD。義《y遽^^^^宏夢(mèng)丑^"f假如脈沖激光源的有效光譜線寬較大，則可能期望執(zhí)行附加的一一盡管是可選的一一數(shù)據(jù)"后處理"步驟，以考慮測(cè)得的累積PMD對(duì)該激光線寬的依賴性。這樣，可以對(duì)N個(gè)上述在^處測(cè)得的累積PMD值，即尸MD"，乘以一個(gè)適當(dāng)?shù)木€寬依賴修正因子來(lái)得到精確的PMD值。當(dāng)該激光線寬形式是近似高斯形式的時(shí)候，一種合適的修正因子表達(dá)即為如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage117</formula>.(43)其中尸MA。,是飽和累積PMD值，即，假如沒(méi)有應(yīng)用線寬修正因子，隨著實(shí)際累積PMD趨向測(cè)得的累積PMD時(shí)，飽和累積PMD值趨向無(wú)窮。它被給出為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage117</formula>(44)其中""是激光光譜的rms線寬度。(注意對(duì)于高斯線形，在最大值一半處的全寬與rms寬度的關(guān)系是Avt-V8.1n(2)crvL。)最后的可選步驟包含根據(jù)等式(44)的修正因子，計(jì)算N個(gè)PMD值，繼而，獲得修正后的PMD值尸MD'"，即通過(guò)將修正之前的所測(cè)PMD值乘以修訂因子來(lái)獲得，PMD'n=ctLWn.PMDn(45)例如，假如沒(méi)有應(yīng)用修正因子，從等式(44)和(45)指示，對(duì)應(yīng)于比如說(shuō)-10%的偏置的最大累積PMD值是尸MA^^0.0817Avl'1。此情形的一個(gè)數(shù)據(jù)例子是，在最大值一半處的全寬avl-2GHz給出了PMD紐~93.7ps和PMD,~4O.Sps。假如測(cè)得的值恰好等于這個(gè)預(yù)定的對(duì)應(yīng)于10%的偏置的最大值40.8ps,那么實(shí)際PMD事實(shí)上是45.4ps，即，測(cè)得的值受到10%的偏置，如所宣稱的那樣。這樣的殘余偏置水平在許多現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中可能是可接受的。然而，在這些相同的物理?xiàng)l件下，假如修正因子被應(yīng)用到等式(45)，則獲得實(shí)際累積PMD'為45.4ps。在實(shí)踐中，假如修正因子變得非常大，即，當(dāng)直接測(cè)得的(即未修^正的)累積PMD太接近尸MAa,，則修正因子自身的不確定性將增加，因?yàn)?，如從等?44)可以注意到的，直接測(cè)得的PMD值中或激光線寬中的任何小誤差(或有效激光線形的不確定性)可以導(dǎo)致修正因子非常不可靠，。然而，假如修正因子的最大可允許值以一個(gè)預(yù)定值為限一一這繼而確定了當(dāng)修正因子被應(yīng)用時(shí)可以被測(cè)量的最大PMD,則該不確定性保持較小。這樣，不僅尸MA^大于沒(méi)有修正時(shí)的情況，而且更重要的是，在沒(méi)有應(yīng)用修正的情況下，當(dāng)實(shí)際PMD等于尸MA^時(shí)沒(méi)有系統(tǒng)偏置，而是僅有小的附加的平均為零的不確定性。使用前述實(shí)例，將修正因子設(shè)置到合理的最大值1.25,即仍接近單位值，則可以被測(cè)量的沒(méi)有偏置的實(shí)際PMD的最大值，是尸MA^76l戸，與沒(méi)有使用線寬修正因子時(shí)帶有-10%的偏置的40.8ps形成對(duì)比。注意，每當(dāng)乘積pmd'avl遠(yuǎn)小于單位值時(shí)，在后處理中應(yīng)用這樣的修正因子沒(méi)有意義，因?yàn)樵撘蜃訜o(wú)論如何非常接近單位值。應(yīng)用修正因子是為了提高，在給定激光的真實(shí)線寬的情形下，可以被無(wú)偏置地測(cè)量的最大PMD值。應(yīng)意識(shí)到，等式(44)應(yīng)用于近似高斯形激光光諳的情形，如以舉例的方式加以給出的。對(duì)于任何基本上偏離高斯線形的特定激光線形，可以分析性地或者數(shù)據(jù)性地計(jì)算得到其他公式或關(guān)系。高斯線形是其中可以得到地簡(jiǎn)單的相關(guān)因子分析公式的特殊情形，也是與實(shí)踐情況相關(guān)。而這種簡(jiǎn)單的分析公式并不適合用于任意的激光線形。用于雙端PMD測(cè)量的可調(diào)諧激光源如前文所述，理想的是具有一個(gè)可調(diào)諧相干源，其可以被調(diào)到很多中點(diǎn)波長(zhǎng)上，該波長(zhǎng)同時(shí)結(jié)合了很多輸入和輸出的S0P，其目的是為了測(cè)量C或L帶中的任何DWDM信道中(如具有大約35GHz或70GHz的頻率間隙的備用DWDM信道中)的DGD，或準(zhǔn)確地獲得rms或均DGD值(即PMD值)，此時(shí)應(yīng)有足夠的波長(zhǎng)區(qū)間可用于該測(cè)量。因此，理想的是，可調(diào)諧相干源是在大的波長(zhǎng)區(qū)間上可調(diào)諧。在幾百納米的區(qū)間上可調(diào)諧的合適的可調(diào)諧相干源對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的，因此在此不詳細(xì)描述o圖7的可調(diào)諧光源包含一個(gè)基于光纖光學(xué)放大器諸如SOA——的光纖環(huán)激光器設(shè)計(jì)，其中共用的增益介質(zhì)102用于對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)不同波長(zhǎng)(1，2，...，N)的至少兩個(gè)不同腔的每一個(gè)(1，2，...，N)。纖104中選擇。在圖7中，至少兩個(gè)偏振調(diào)節(jié)器(1，2，...，N)用于調(diào)節(jié)腔的光的SOP——假如腔基于SMF光纖腔。分束器106A被用來(lái)將N個(gè)腔結(jié)合在一起，耦合器107從激光腔提供光輸出。控制單元30'被用來(lái)調(diào)節(jié)可調(diào)諧光纖104的中心波長(zhǎng)，控制光學(xué)開(kāi)關(guān)"打開(kāi)"不同的激光腔以發(fā)出不同的波長(zhǎng)，而且控制增益介質(zhì)，例如為SOA供應(yīng)電流——假如SOA被用作增益介質(zhì)。圖7A示意性地示出了這樣的可調(diào)諧調(diào)制光源(用在圖1(B-H)中的12A中)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)例，其被設(shè)計(jì)為以快速的序列發(fā)出三個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)，其中光學(xué)斷路器(chopper)130用作光學(xué)開(kāi)關(guān)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，TBF104的功能可以用單塊衍射光柵實(shí)現(xiàn)，其中這三個(gè)激光腔的每一個(gè)的光路以衍射平面中的稍許不同的角度入射到所述光柵上，這些稍許不同的角度已經(jīng)被選擇為對(duì)應(yīng)于圍繞該激光的標(biāo)稱的"中心波長(zhǎng)"的緊密相間的波長(zhǎng)。該TBF可以在S、C和L或O和E等帶中的一個(gè)或多個(gè)帶中調(diào)諧"中心波長(zhǎng)"(如前文定義)，具體的可接入波長(zhǎng)區(qū)域取決于SOA102'的選擇以及可調(diào)諧光纖104的過(guò)量損失和波長(zhǎng)-依賴損失。優(yōu)選地，SOA102'是"偏振依賴的"，也就是i兌，它最佳地放大了特定的入射線性偏振的輸入光，并且不顯著地放大對(duì)應(yīng)的正交偏振量。這樣的SOA的一個(gè)實(shí)例是CovegaCorporation生產(chǎn)的ModelBOA1004'這樣，圖7A的可調(diào)諧調(diào)制光源12A包含S0A102?？烧{(diào)諧光帶通濾波器(TBF)104;分束耦合器106A、106B和106C;光學(xué)斷路器130;以及三端口循環(huán)器108A和108B，其通過(guò)保偏光纖(PMF)以三個(gè)環(huán)腔拓樸連接。耦合器106D結(jié)合了來(lái)自耦合器106B和106C的光輸出?？刂茊卧?0分別通過(guò)線120、122和124耦合到S0A102'、斷路器122和TBF104，它由此供應(yīng)控制信號(hào)來(lái)選擇性地在不同時(shí)間將不同腔內(nèi)的光調(diào)開(kāi)或關(guān)閉(如下文將要詳細(xì)描述的)并通過(guò)TBF調(diào)節(jié)波長(zhǎng)。連續(xù)可調(diào)諧TBF典型地是具有20至40pm線帶寬(FWHM)的基于光柵的帶通濾波器，其被用來(lái)準(zhǔn)確地調(diào)諧激光波長(zhǎng)，并將光(光子)限制在這個(gè)小的TBF帶寬內(nèi)，以給出準(zhǔn)確的具有窄線寬的激光波長(zhǎng)。假如使用PMF腔，則不需要任何附加構(gòu)件。但假如該腔基于例如SMF-28光纖，則仍需要一個(gè)或兩個(gè)偏振控制器來(lái)調(diào)節(jié)該激光腔內(nèi)的偏振狀態(tài)(SOP)。上述各種實(shí)施方案中的可調(diào)諧調(diào)制光學(xué)相干源的光譜線寬可以從小于lGHz到大約4GHz。至少近似地知曉這個(gè)線寬是有利的，以便于利用前文描述的線寬修正因子。應(yīng)意識(shí)到，其他種類的可調(diào)諧調(diào)制光源可以被用來(lái)替代前文描述的可調(diào)諧調(diào)制光源。例如，可以想到，可以利用外部相位調(diào)制器在外腔激光器(ECL)、分布式布喇格反射激光器(DBR)或分布式反饋激光器(DFB)的輸出端生成光學(xué)邊帶。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到這種可調(diào)諧調(diào)制相千源的其他替代品。用于單端PMD測(cè)量的可調(diào)諧OTDR如前文所述，理想的是使用許多中點(diǎn)波長(zhǎng)；u,rf以及許多i-sop和A-S0P。因此，期望可調(diào)諧OTDR在大的波長(zhǎng)區(qū)間上可調(diào)諧。在幾百納米的區(qū)間上可調(diào)諧的合適的可調(diào)諧OTDR，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的，因此在此不描述。圖8A示意性地示出了這樣的可調(diào)諧脈沖激光源12的一個(gè)實(shí)例，其被公開(kāi)在2006年7月18日提交的序列號(hào)為60/831,448的共有美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)中，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)引用納入本說(shuō)明書(shū)?？烧{(diào)諧OTDR基于環(huán)形光纖激光器設(shè)計(jì)，其中半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)既用作(i)激光增益介質(zhì)，又用作(ii)外部調(diào)制器一一其在"打開(kāi)"時(shí)也放大光脈沖。(該SOA可以將輸入光脈沖從3至6dBm(輸入)放大至17至20dBm(輸出))。這樣，圖8A的可調(diào)諧脈沖激光源12包含SOA202、可調(diào)諧光學(xué)帶通濾波器(TBF)204、分束耦合器206和四端口循環(huán)器208，它們通過(guò)保偏光纖(PMF)以環(huán)形拓樸連接。耦合器206具有第一端口，其經(jīng)由TBF104連接到SOA202;第二端口，其經(jīng)由TMF環(huán)路214連接到循環(huán)器208;以及第三端口，其連接到時(shí)延線210的一端，該端與以反射器212為終止的那端相反。這樣，該環(huán)包含第一路徑，其是放大路徑，延伸在循環(huán)器208和耦合器206之間，并含有SOA202;以及第二路徑，其是反饋路徑，延伸在耦合器206和循環(huán)器208之間，由PMF214提供。耦合器206提取腔內(nèi)的光的一部分，典型地是25至50%，并將其送入時(shí)延線210。在被反射器212反射之后，這部分光返回到耦合器206，并在等于時(shí)延線210的環(huán)行傳播時(shí)間的時(shí)延At之后重新進(jìn)入該腔。因此，時(shí)延線210包含保偏光纖的一個(gè)光纖尾纖，而反射器212在該光纖尾纖的端部包含一個(gè)具有大約95%的反射率的鏡。當(dāng)然，可以使用其他適宜的已知形式的時(shí)延線和反射器?？刂茊卧?0分別通過(guò)線220和222耦合到SOA202和TBF204，借此供應(yīng)控制信號(hào)來(lái)選擇性地打開(kāi)和關(guān)閉SOA202(如稍后將更詳細(xì)地描述)并調(diào)節(jié)TBF204的波長(zhǎng)。應(yīng)注意，除了從圖5(A)中的設(shè)計(jì)來(lái)產(chǎn)生短的且高功率的光脈沖，也時(shí)間來(lái)生成長(zhǎng)脈沖。這樣的可調(diào)諧脈沖激光源12'可以以低成本提供高輸出功率。關(guān)于這種可調(diào)諧脈沖激光源12的進(jìn)一步細(xì)節(jié)和它的操作，讀者可參看美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/831，448。應(yīng)意識(shí)到，其他種類的可調(diào)諧脈沖光源也可以被用來(lái)替代前文所述的可調(diào)諧脈沖光源。例如，圖8B是圖8A的一個(gè)替代性設(shè)計(jì)，其中沒(méi)有使用時(shí)延線。圖8B中的設(shè)計(jì)可以以低成本有效地生成從275ns至20j^s的長(zhǎng)脈沖，然而，它可能不適宜產(chǎn)生小于275ns的0TDR脈沖。圖8B的可調(diào)諧脈沖激光源12包含SOA202、TBF204和分束耦合器207，它們通過(guò)PMF以環(huán)形拓樸連接，以形成一個(gè)光纖環(huán)激光腔。耦合器207從該腔提取光的一部分，典型地是25至50%，作為輸出?？刂茊卧?0分別通過(guò)線220和222耦合到SOA202和TBF204，它還可以供應(yīng)和控制SOA202上的偏置電流，并且調(diào)節(jié)TBF104的波長(zhǎng)?？刂茊卧?0通過(guò)線220來(lái)控制SOA202，打開(kāi)和關(guān)閉它的偏置電流以使它生成光脈沖。還例如，Rossaro等人(J.Select.TopicsQuantumElectronics,Vol.7，pp475-483(2001)),尤其在其圖3中，公開(kāi)了合適的可調(diào)諧脈沖光源一一其中利用聲-光調(diào)制器從連續(xù)波可調(diào)諧激光器中泵浦光。圖8C示意性地示出了另一個(gè)合適的替代性的可調(diào)諧脈沖光源，其包含一個(gè)可以在很寬范圍內(nèi)調(diào)諧的線寬可控的連續(xù)波(CW)光源212"，并結(jié)合了一個(gè)獨(dú)立的SOA230"，其僅充當(dāng)放大調(diào)制器。該CW光源包含寬帶半導(dǎo)體光學(xué)增益介質(zhì)232"，典型地是光學(xué)半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA);以及可調(diào)諧帶通濾波器(TBF)234",其被控制單元30(圖2)控制。大于3-5dB的最小的小光學(xué)信號(hào)增益可以接近200nm(例如，從1250至1440nm，或1440至1640咖)。需要這個(gè)最小的小信號(hào)增益來(lái)補(bǔ)償腔損失，從而形成激光振蕩。連續(xù)可調(diào)諧TBF典型地是具有30至80pm的帶寬(F冊(cè)M)、基于光柵的帶通濾波器，其被用來(lái)準(zhǔn)確地調(diào)諧激光波長(zhǎng)，并將光(光子)限制在這個(gè)小的TBF帶寬中，以準(zhǔn)確地給出具有窄線寬的激光波長(zhǎng)。在圖8C中通過(guò)參考標(biāo)號(hào)136"定義的"其他構(gòu)件"將包括一個(gè)輸出耦合器(典型地是25/75耦合器，25%是輸出端口；但也可以是50/50耦合器，以得到更多輸出功率)和一個(gè)光學(xué)隔離器(可以被集成到光學(xué)增益介質(zhì)中，諸如在SOA的輸入端中)。假如使用PMF腔，則不需要任何其他構(gòu)件。但假如該腔是基于例如SMF-28光纖的，則仍需要一個(gè)或兩個(gè)偏振控制器，以調(diào)節(jié)該激光腔中的偏振狀態(tài)(SOP)。SOA230"用作外部調(diào)制器產(chǎn)生了幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)一個(gè)是，大約50至60dB122是，使輸入光從相對(duì)低的輸入功率(0至6dBm)放大至10至20dBm(注意，輸出功率強(qiáng)度取決于操作波長(zhǎng))。也值得注意的是，圖8C的設(shè)備將不產(chǎn)生線寬非常窄的激光。該激光線寬強(qiáng)烈地取決于TBF帶通寬度。典型地，圖6的可調(diào)諧脈沖光源可以被設(shè)計(jì)為具有可獲取的接近200nm的波長(zhǎng)區(qū)間(例如，從1250至1440mn或1440至1640nm)——通過(guò)選擇合適的SOA(諸如以1350nm和1530nm為中心的SOA，分別具有3dB增益，帶寬延伸大于70nm，最大增益大于22dB)。也應(yīng)注意，圖8C的設(shè)備將不產(chǎn)生線寬非常窄的激光。該激光線寬強(qiáng)烈依賴于TBF帶通寬度。典型地，激光線寬是大約4至15GHz(對(duì)于TBF帶寬是30至80pm)。然而，寬的激光線寬(帶寬)對(duì)于任何OTDR的應(yīng)用(包括POTDR)都是有利的，因?yàn)樗梢越档蚈TDR軌跡上的相干噪聲。上述各種實(shí)施方案中的可調(diào)諧脈沖激光源的光鐠線寬可以從小于lGHz到大于15GHz。在實(shí)踐中，該光鐠線寬的下端通常由使瑞利背向散射的相干噪聲最小化這一需要來(lái)確定，該線寬的上端，通過(guò)測(cè)量適度高的PMD值的能力來(lái)確定。至少近似地知曉這個(gè)線寬是有利的，以便于應(yīng)用前文所述的線寬修正因子。另外該激光線寬至少在某區(qū)間內(nèi)可以以已知的受控方式調(diào)節(jié)也是非常有利的，以便克服或顯著減輕上述關(guān)于最大可測(cè)量PMD的限制。假如這樣的調(diào)節(jié)激光線寬的能力是可得到的，那么可以選擇較大的線寬一一在要測(cè)量小的PMD值的情況下；并選擇較小的線寬一一在要測(cè)量大的PMD值的情況下。最好是，激光線寬總是被設(shè)置為近似等于選定頻率步幅如的一半。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將意識(shí)到這些可調(diào)諧光源的其他替代實(shí)施。要強(qiáng)調(diào)的是使用在這里的術(shù)語(yǔ)"偽隨機(jī)擾偏"是并不需要或假定一個(gè)SOP和下一個(gè)SOP之間存在決定性的關(guān)系。然而，這不是說(shuō)，物理的SOP控制器24必須真正地隨機(jī)。也可以遵循，例如，這些SOP在龐加萊球上限定了均勻的點(diǎn)格，在斯托克斯向量(Stokesvector)之間具有相等的角度。123坊々為、有"偽隨機(jī)"SOP意味著，表示龐加萊球上的SOP的斯托克斯向量的三個(gè)分量(sl,s2，s3)中的每一個(gè)都是均勻分布在-l和l之間的隨機(jī)變量，并且這三個(gè)分量中的任一個(gè)都與另兩個(gè)不相關(guān)，乘積的平均值等于0。盡管如此，不論這些S0P處于均勻的點(diǎn)格上還是形成隨機(jī)設(shè)置，該球上的點(diǎn)必須均勻分布。然而，假如使用點(diǎn)格來(lái)代替隨機(jī)設(shè)置，那么該計(jì)算或處理必須不假定一個(gè)S0P和另一個(gè)S0P之間存在決定性的關(guān)系。否則，假如FUT16移動(dòng)，如在真實(shí)電信鏈路中可能出現(xiàn)的那樣，那么由決定性的點(diǎn)格獲得的軌跡之間的這種決定性關(guān)系將失去。本發(fā)銀W其^才黃^說(shuō)'^(1)雙端PMD測(cè)量a.通過(guò)偽隨機(jī)擾偏途徑放*>了FUT18的穩(wěn)定性要求，因?yàn)椴槐丶俣ㄓ貌煌腟0P和/或波長(zhǎng)獲得的功率之間存在決定性的關(guān)系。這個(gè)放松的FUT穩(wěn)定性要求可以小至10ms甚至更小，這取決于具體實(shí)施方案。測(cè)量結(jié)果對(duì)于任何類型的光纖都是可靠的；b.允許測(cè)量一個(gè)給定波長(zhǎng)處的DGD，并且，當(dāng)在不同波長(zhǎng)處重復(fù)時(shí)，允許確定隨波長(zhǎng)而變的DGD,繼而進(jìn)一步獲得平均DGD或rmsDGD;c.特定實(shí)施方案在非常短的時(shí)間(約lms)內(nèi)估計(jì)一個(gè)給定波長(zhǎng)處的DGD;d.假如使用線寬相對(duì)窄的(例如1至2GHz或更窄)可調(diào)諧相干光源，允許測(cè)量FUT的非常高的DGD或總體PMD值(例如，大約50至100ps)，同時(shí)也能夠因隨機(jī)擾偏而以高的準(zhǔn)確度測(cè)量小的PMD(例如小于O.lps);e.對(duì)于從小于數(shù)十分鐘至數(shù)分鐘的總體獲取時(shí)間，動(dòng)態(tài)區(qū)間可以從30dB到超過(guò)60dB。還可以用小于1秒或百分之一秒的測(cè)量時(shí)間獲得DGD值的估計(jì)；f.允許測(cè)量包含在線內(nèi)的光學(xué)放大器一一如鉺摻雜光纖放大器(EDFA)或拉曼光線放大器一一的FUT，并且，甚至在存在來(lái)自該光學(xué)放大器的顯著的ASE光的情況下，也可以獲得可靠的測(cè)量；并且g.可以設(shè)計(jì)成在FUT兩端之間沒(méi)有雙向通信的測(cè)量。(2)單端總體PMD測(cè)量a.通過(guò)偽隨機(jī)擾偏途徑放松了FUT18穩(wěn)定性要求，因?yàn)椴槐丶俣ㄔ诓煌腟OP和/或波長(zhǎng)下獲得的功率之間存在決定性的關(guān)系。這個(gè)方法可以在非常短的時(shí)段內(nèi)——例如0.2至0.4s——放松對(duì)FUT穩(wěn)定性的要求。測(cè)量結(jié)果對(duì)于任何類型的光纖都是可靠的；b.允許所有測(cè)量設(shè)備都僅位于FUT的一端；c.允許使用非常長(zhǎng)的脈沖，例如大約l至20jis或更長(zhǎng)一一只要OTDR可以區(qū)分在遠(yuǎn)端處的局域反射與其他反射，從而使獲得非常高的動(dòng)態(tài)區(qū)間、短的總體獲取時(shí)間、以及降低干涉或相千噪聲。例如，對(duì)于從小于2分鐘至超過(guò)5分鐘的總體獲取時(shí)間，可以獲得非常高的動(dòng)態(tài)區(qū)間，從25dB至超過(guò)35dB;d.假如使用相對(duì)窄的線寬(例如1至2GHz或更窄)的可調(diào)諧脈沖激光器，允許從該FUT測(cè)量非常高的總體PMD值(例如，大約50ps或更高)，但仍可以因隨機(jī)擾偏而以高的準(zhǔn)確度測(cè)量小的PMD(例如小于0.lps);以及e.與可以使用CW激光器的情形不同，用在這個(gè)單端總體PMD測(cè)量法中的OTDR技術(shù)可以區(qū)分瑞利背向散射和在光纖遠(yuǎn)端處的局域反射，以使不再需要考慮瑞利背向散射或其他反射諸如來(lái)自光纖片段之間的連接器的反射，即可以提供非?？煽康腜MD測(cè)量結(jié)果。也應(yīng)注意，這里公開(kāi)的單端PMD測(cè)量法可以測(cè)量從測(cè)試儀器到沿著光纖的任何局域反射的PMD(例如從FUT上的任何連接器或接合器)，假如其回反射光功率可以高到足以能夠被適當(dāng)?shù)販y(cè)量。(3)單端累積PMD測(cè)量a.通過(guò)偽隨機(jī)擾偏途徑放松了FUT18穩(wěn)定性要求，因?yàn)椴槐丶俣ㄔ诓煌腟OP和/或波長(zhǎng)下獲得的軌跡之間存在決定性的關(guān)系。此外，不論實(shí)際上通過(guò)I/0-SOP擾偏(優(yōu)選方法)執(zhí)行，還是在"理想"FUT(如先前所述)的情形下通過(guò)僅依賴FUT的PSP(主偏振狀態(tài))的"自然"擾偏一一其根據(jù)波長(zhǎng)和光纖長(zhǎng)度的變化隨機(jī)且均勻地發(fā)生，都獲得了放松FUT18穩(wěn)定性要求這個(gè)優(yōu)點(diǎn)；b.允許使用長(zhǎng)脈沖，與第二類型的其他POTDR不同，導(dǎo)致(i)顯著增大的動(dòng)態(tài)區(qū)間，例如，對(duì)于100或200ns的典型脈沖長(zhǎng)度下的從少于10分鐘至超過(guò)30分鐘的總體獲取時(shí)間，動(dòng)態(tài)區(qū)間從10dB至超過(guò)20dB;(ii)降低了疊加在這些軌跡上的OTDR相干噪聲；(iii)對(duì)于給定激光光譜線寬，增大了最大可測(cè)量PMD;c.它們直接測(cè)量累積PMD，這與這里描述的第一類型先前已知POTDR不同，因此不需要假定的特定雙折射模，特別地，它們尤其適于測(cè)量旋轉(zhuǎn)光纖的累積PMD;d.產(chǎn)生真正定量的結(jié)果；以及e.來(lái)自本發(fā)明的測(cè)量結(jié)果是隨機(jī)擾偏途徑的結(jié)果，其顯著地導(dǎo)致簡(jiǎn)單的等式(42)，該等式理論上對(duì)于任何FUT18和任何脈沖長(zhǎng)度都有效，和對(duì)關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理有效。本發(fā)明的實(shí)施方案可以測(cè)量從幾百皮秒延伸至超過(guò)50皮秒的區(qū)間上PMD值，具有卓越的空間分辨率并且可以定位高PMD光纖片段。與^^"^專^f請(qǐng)時(shí)聯(lián)系和足身2006年9月29日提交的申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/CA2006/001610的共有國(guó)際專利一_該文件的內(nèi)容通過(guò)引用納入本說(shuō)明書(shū)——公開(kāi)了一種方法和設(shè)施，其借助于基于OTDR的儀器對(duì)FUT進(jìn)行單端累積PMD測(cè)量——通過(guò)發(fā)送很多組脈沖系列對(duì)，其中每對(duì)中的脈沖系列具有緊密相間的波長(zhǎng)；并處理對(duì)應(yīng)的OTDR軌跡，以獲得在沿著該光纖的任何距離z處的PMD。體現(xiàn)本發(fā)明的雙端PMD測(cè)量方法和設(shè)施促進(jìn)了雙端測(cè)量，其中需要測(cè)量光學(xué)鏈路一一其可以包括(單向的)光學(xué)放大器一一中一個(gè)或多個(gè)特定波長(zhǎng)處的總體PMD和/或DGD。據(jù)此，在本發(fā)明的實(shí)施方案中a)該測(cè)量是沒(méi)有反射的"直通"測(cè)量，并且脈沖長(zhǎng)度非常長(zhǎng)，佳_信噪比優(yōu)秀；b)在特定波長(zhǎng)下測(cè)量該("直通"或向前)DGD，其他應(yīng)用則不是這樣；c)該測(cè)量是單向的，因此，假如單向元件諸如光學(xué)放大器(包含光學(xué)隔離器)被放置在該鏈路中，則可以使用該方法；d)本發(fā)明允許在以下情況下進(jìn)行測(cè)量當(dāng)存在由介入的光學(xué)放大器所生成的顯著的ASE時(shí)；e)本發(fā)明允許協(xié)同確定PMD和DGD(入)；f)本發(fā)明使得協(xié)同確定根據(jù)rms和平均方式定義的PMD，而無(wú)需對(duì)FUT表現(xiàn)進(jìn)行假定；g)本發(fā)明可以被適配為允許在DWDM信道中進(jìn)行迅速監(jiān)測(cè)，以檢測(cè)DGD的突然改變，由此允許與可能觀察到的系統(tǒng)損耗關(guān)聯(lián)上。體現(xiàn)本發(fā)明的單端總體PMD測(cè)量解決了僅需要測(cè)量總體PMD的情形——通過(guò)接入FUT的一端。據(jù)此，在本發(fā)明的這樣的實(shí)施方案中a)該FUT在其遠(yuǎn)端處具有一個(gè)具有顯著反射率的局域反射，這大體上不是上面引證的共有申請(qǐng)的情形；b)使用兩檢測(cè)器，用于高準(zhǔn)確度且可靠的測(cè)量，其不是上面引證的共有申請(qǐng)的情形一一其中僅使用了單個(gè)檢測(cè)器；c)針對(duì)單個(gè)檢測(cè)器設(shè)計(jì)使用長(zhǎng)光脈沖，用于獲得長(zhǎng)測(cè)量距離或高動(dòng)態(tài)，這不是上面引證的共有申請(qǐng)的情形一一其中僅施加了小于大約5至10倍拍長(zhǎng)的短光脈沖長(zhǎng)度；d)所檢測(cè)的回反射脈沖("響應(yīng)脈沖")具有與被送入該FUT的脈沖非常接近相同的持續(xù)時(shí)間，這不同于上面引證的共有申請(qǐng)一一其中回反射信號(hào)是，對(duì)應(yīng)于由瑞利背向散射引起的分布式回反射以及沿著該FUT長(zhǎng)度的可能的虛假局域反射的沖擊響應(yīng)。本發(fā)明的單端累積PMD測(cè)量解決了其中使用兩個(gè)檢測(cè)器或兩個(gè)不同127的輸入和輸出偏振控制器的另一情形。相應(yīng)地，在本發(fā)明的實(shí)施方案中a)使用兩個(gè)檢測(cè)器，用于高準(zhǔn)確度且可靠的測(cè)量，這不是上面引證的共有申請(qǐng)的情形一一其中僅使用了單個(gè)檢測(cè)器；b)更準(zhǔn)確地測(cè)量，以得出標(biāo)準(zhǔn)化功率，從而從FUT得出可靠的PMD測(cè)量結(jié)果；c)對(duì)于基于PBS的實(shí)施方案，自動(dòng)校準(zhǔn)兩個(gè)檢測(cè)器的電子器件增益；d)使用僅一組緊密相間的波長(zhǎng)就可以獲得粗略的、隨著光纖長(zhǎng)度而變化的累積PMD,然而在上面引證的共有申請(qǐng)中需要至少兩組。工業(yè)適用性前文引用的各種專利、專利申請(qǐng)和其他文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用納人本i兌明書(shū)。雖然本發(fā)明的實(shí)施方案已經(jīng)被描述并詳細(xì)說(shuō)明，但應(yīng)清楚地理解，這僅是說(shuō)明性和示例性的，而并不是限制性的，本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求限定。不同于已知的PMD測(cè)量——已知的PMD測(cè)量，其大多數(shù)技術(shù)采用雙端測(cè)量法、用于當(dāng)前大多數(shù)可買到的用于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的PMD測(cè)試和測(cè)量?jī)x器，需要寬的波長(zhǎng)區(qū)間一一本發(fā)明的雙端PMD測(cè)量實(shí)施方案可以被應(yīng)用于DGD或PMD測(cè)量的小波長(zhǎng)區(qū)間和大波長(zhǎng)區(qū)間二者。假如有任何備用信道可用，本發(fā)明的實(shí)施方案可以允許測(cè)量和監(jiān)測(cè)窄DWDM信道中的DGD或PMD。本發(fā)明的實(shí)施方案也可以允許迅速檢測(cè)來(lái)自DWDM信道或任何光路的DGD的突然變化，由此允許與可能觀察到的系統(tǒng)損耗關(guān)聯(lián)上。本發(fā)明的實(shí)施方案允許在以下情況下測(cè)量DGD或PMD:當(dāng)存在由介入的光學(xué)放大器所生成的顯著的ASE時(shí)；而且，不同于已知技術(shù)一_其依賴于FUT18在相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間段(典型地?cái)?shù)十秒至幾分鐘)上保持穩(wěn)定一一本發(fā)明的實(shí)施方案不需要這樣長(zhǎng)的穩(wěn)定性，例如僅需要在大約數(shù)十或數(shù)百ns或ms平均時(shí)間上保持穩(wěn)定。這是因?yàn)?，所獲取的、對(duì)應(yīng)于不同SOP和/或波長(zhǎng)(在大約數(shù)十或數(shù)百ps或ms平均時(shí)間上)的功率，被當(dāng)作統(tǒng)計(jì)學(xué)上是獨(dú)立(偽隨機(jī)擾偏的)的，而無(wú)需假定它們之間存在任何決定性的關(guān)系。而且，小的等價(jià)激光線寬可以被用來(lái)獲得高的可測(cè)量PMD動(dòng)態(tài)區(qū)間(例如，具有大約超過(guò)50至100ps的最大可測(cè)量PMD)。因此，這些優(yōu)點(diǎn)的結(jié)果是，體現(xiàn)本發(fā)明的這種雙端PMD測(cè)量可以在非常短的測(cè)量時(shí)間內(nèi)在高距離動(dòng)態(tài)區(qū)間內(nèi)針對(duì)該FUT測(cè)量從非常小的值(例如，小于0.lps)至非常大的值(例如大于50至大約100ps)的PMD。而且，體現(xiàn)本發(fā)明的這種雙端PMD測(cè)量可以測(cè)量帶有光學(xué)放大器的FUT的PMD。對(duì)于單端總體PMD測(cè)量，不同于已知PMD測(cè)量——已知PMD測(cè)量的大多數(shù)技術(shù)依賴于雙端測(cè)量法、用于當(dāng)前大多數(shù)可買到的PMD測(cè)試和測(cè)量?jī)x器_—本發(fā)明的單端總體PMD測(cè)量實(shí)施方案僅需要接入一端，即，是單端總體或總PMD測(cè)量方案。而且，不同于已知技術(shù)——已知技術(shù)依賴FUT18在相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間段(典型地幾分鐘至幾十分鐘)上保持穩(wěn)定一一本發(fā)明的單端總體PMD測(cè)量實(shí)施方案不需要這樣長(zhǎng)的穩(wěn)定性。這是因?yàn)?，所獲取的、對(duì)應(yīng)于不同SOP和/或波長(zhǎng)(在大約數(shù)百ms平均時(shí)間上)的功率，被當(dāng)作統(tǒng)計(jì)學(xué)上是獨(dú)立(偽隨機(jī)擾偏的)的，而無(wú)需假定它們之間存在任何決定性的關(guān)系。使用非常長(zhǎng)的脈沖允許了大得多的SNR，而且該OTDR技術(shù)(與CW激光相比)消除了并非來(lái)自測(cè)試位置(例如光纖端部)的任何其他光反射。而且，小的等價(jià)激光線寬可以被用來(lái)獲得高的可測(cè)量PMD動(dòng)態(tài)區(qū)間(例如具有大約超過(guò)50至100ps的最大可測(cè)量PMD)。因此，這些優(yōu)點(diǎn)的結(jié)果是，使用OTDR和長(zhǎng)脈沖，體現(xiàn)本發(fā)明的單端PMD測(cè)量可以在合理的短的測(cè)量時(shí)間內(nèi)在高距離動(dòng)態(tài)區(qū)間內(nèi)針對(duì)該FUT測(cè)量從非常小的值(例如，小于0.lps)至非常大的值(例如大于50至大約100ps)的PMD。對(duì)于單端累積PMD測(cè)量，不同于已知技術(shù)——已知技術(shù)使用短脈沖且/或依賴于FUT18在相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間段(典型地幾分鐘至幾十分鐘)上保持穩(wěn)定一一本發(fā)明的單端累積PMD測(cè)量實(shí)施方案不需要這樣長(zhǎng)的穩(wěn)定性。這是因?yàn)?，?duì)應(yīng)于不同SOP和/或波長(zhǎng)(幾秒鐘平均時(shí)間)的OTDR軌跡，被當(dāng)作統(tǒng)計(jì)學(xué)上是獨(dú)立(偽隨機(jī)擾偏的)的，而無(wú)需假定它們之間存在任何決定性的關(guān)系。對(duì)于給定的平均時(shí)間，使用相對(duì)長(zhǎng)的脈沖允許了比原本可以實(shí)現(xiàn)的SNR大得多的SNR。這是因?yàn)?i)回反射光的光能與脈沖長(zhǎng)度成比例；以及(ii)檢測(cè)器電帶寬可以更小，從而允許降低噪聲。因此，較長(zhǎng)脈沖長(zhǎng)度對(duì)SNR的作用是三重的和成倍增的。用長(zhǎng)光脈沖，最大可測(cè)量PMD值也可以因下列的直接原因而更大用短脈沖，疊加在OTDR軌跡上的"相千噪聲"較大。為了在使用短脈沖時(shí)降低相干噪聲，"標(biāo)準(zhǔn)"方案是增大等效激光線寬(激光固有線寬，或使用抖動(dòng)或其他等效手段)。這限制了最大可測(cè)量PMD。因此，使用長(zhǎng)脈沖的這些不同優(yōu)點(diǎn)的結(jié)果是，體現(xiàn)本發(fā)明的POTDR，可以在合理的測(cè)量時(shí)間內(nèi)測(cè)量更大的累積PMD值一一其典型地出現(xiàn)在更遠(yuǎn)的z處PMD值。在所有OTDR應(yīng)用中，被FUT18回反射的光的功率隨著離開(kāi)局域背向散射發(fā)生出的距離的增大而減小，因?yàn)槿魏蜦UT18都具有非零損失(典型地在入-1550nm處為0.2至0.25dB/km)。OTDR的動(dòng)態(tài)區(qū)間可以被定義為，仍可以在一合理的由噪聲導(dǎo)致的不確定性以內(nèi)獲得良好測(cè)量的最大損失。對(duì)于由噪聲導(dǎo)致的不確定性小于10至15%的情況，當(dāng)使用單個(gè)軌跡的100ns脈沖和ls平均時(shí)間時(shí)，初始測(cè)試結(jié)果顯示出約15dB的動(dòng)態(tài)區(qū)間。根據(jù)圖3A的原型的測(cè)試已經(jīng)顯示出，用典型的光纖損失(0.2至0.25dB/Km)，體現(xiàn)本發(fā)明的POTDR用200ns脈沖和2s平均時(shí)間可以夠及70km。預(yù)期，從圖3、3B和3C的實(shí)施方案，能得到相近或更高的性能。上述優(yōu)點(diǎn)，即顯著放松的穩(wěn)定性要求、因應(yīng)用較長(zhǎng)的脈沖長(zhǎng)度而實(shí)現(xiàn)的大得多的SNR(因此大得多的測(cè)量區(qū)間)、以及現(xiàn)實(shí)的最大可測(cè)量PMD(諸如30至40ps)等優(yōu)點(diǎn)的結(jié)合，使得體現(xiàn)本發(fā)明的POTDR特別適于長(zhǎng)的、已安裝的光纖，甚至有可能是包括那些空中光纖的"現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量"。[1C.D.Poole,D丄.Favin,'Polarization-modedispersionmeasurementsbasedontransmissionspectrathroughapolarizer',JournalofLightwaveTechnology,Vol.12(6),pp.917-929(1994).'Method姐da卯a(chǎn)ratusformeasuiii^polarizationmode615{)€]^011,,UnitedStatesPatent7,227,645B2,Jim.5,2007.N.Cyr,'Polarization-modedispersionmeasurement:generalizationoftheinterferometiicme也odto旭yco邵lingregime',JournalofLightwaveTechnology,Vol.22(3)，pp.794-805(2004).'Fiberopticaldispersionmethodandapparatus',UnitedStatesPatent4,750，833,Jun.14,1988.P.A_Williams，A丄Barlow,C.Mackechnie，J.B.Schkger,'Narrowbandmeasurementsofpolarization-modedispersionusingthemodulationphaseshifttechnique',ProceedingsSOFM，BoulderCO，1998，pp.23-26.R.Noe，etal，'Polarizationmodedispersiondetectedbyarrivaltimemeasurementofpoiarization-scrambledIi幽'，JournalofLightwaveTechnology,Vol.20(2),pp.229-235(2002).S.X.Wang,A.M.Weiner,S.H.Foo,D.Bownass，M.Moyer,M.O'Sulliv旭，M.Birk,M.Boroditsky,'PMDToleranceTestingofaCommercialCommuuicatioiiSystemUsingaSpectralPolariineter，，JournalofLightwaveTechnology,Vol.24(11),pp.4120-4126(2006).'Methodandapparatusforpolarizationmodedispersionmonitoiiiiginamultiplewavelengthopticalsystem',UnitedStatesPatent7,203,428，April10,2007.S.Wielandy，M.Fishteyu，B.Zhu，'Opticalperformancemonitoringusingnonlineardetection',JournalofLightwaveTechnology,Vol.22(3),pp.784-793(2004).N.Kikuchi,'Analysisofsignaldegreeofpolarizationdegradationusedascontrolsignalforopticalpolarizationmodedispersioncompensation，，JournalofLightwaveTechnology,Vol.19(4)，pp.480-486(2001).131〖12〗F.Corsi，A.Galtarossa,LPalmieri,M.Schiano,T.T咖bosso，"Continuous-WaveBackreflectionMeasurementofPolarizationModeDispersionCharacterization",正EEPhotonicsTechnologyLetters,Vol.11No.4，Aprill卿,pp.451-453.A.Galtarossa,L.Palmieri,M,Schiano，T.Tambosso,"Single-EndPolarizationModeDispersionMeasurementUsingBackreflectedSpDtraThrou^iaLinearPolarizer",正EE/OSAJ.LightwaveTechnology,VoL17No.10,Octoberl卿，pp.1835-1842.14]H.Sunnerad，B.-e.OIssoaM.Karlsson,P.a.Andrekson,J.Brentel"Polarization-ModeDispersionMeasurementsAlongInstalledOpticalFibersUsingGatedBackscatteredLightandaPolarimeter",正EE/OSAJ.LightwaveTechnology,Vol.18No.7，July2000,pp.柳-亂H.Suraierud,B.隱E.OIssoaM.Karlsson,P.A.Andrekson，"MeasurementofPolarizationModeDispersionAccumulationAlongInstalledOpticalFibers",正EEPhotonicsTechnologyLetters,Vol.11No.7，Julyl卿，pp.860-862.間USpatentNo.6,229,599(A.Galtarossa).H.Dong,P.Sh腦，J.G.Zhou,Y.D.Gong,"Single~eiidSpectralResolvedMeasurementofPolarizationModeDispersioninOpticalFibers",PaperJThA20,OpticalFiberCommunicationsConferoice,March25-29,2007,Anahein^CA,USA.[18]USpatentNo.6,724,469(M.Leblanc).〖19]F.Corsi,A.Galtarossa,L.Palmieri,"BeatLengthCliaracterizatioiiBs^edonBackscatteringAnalysisinRandomlyPerturbedSingle-ModeFibers,"JournalofLightwaveTechnology,Vol.17,No.7，July1999.A-Galtarossa,L.Palmioi，A.Pizzinat，M.Schiano,T.Tambosso,"MeasureinentofLocalBeatLengthandDifferentialGroupDelayinInstalledSingle-ModeFibers",JournalofLightwaveTechnology,Vol.18,No.10,October2000.A.Galtarossa，L.Palroieri，M.Schi旭o，T.Tambosso,"MeasurementofBeatLengthandPerturbationLengthinLongSingle-ModeFibers,"OpticsLetters,Vol.25,No.6，March15,2000.B.Huttner,B.Gisin,N.Gisiiu"DistributedPMDmeasurementwithapolarization-OTDRinopticalfibers",JournalofLightwaveTechnology,VoL17，pp.1843-1948,Oct.1999.[23〗USpatentnumber6,946,646(Chenwo/.)USpublishedpatentapplicationnumber2004/0046955,Fayolle對(duì)g/.權(quán)利要求1.一種測(cè)量光路(FUT)的至少一個(gè)偏振相關(guān)特性的方法，該方法使用被連接到該光路的近端或近端附近的光輸入裝置，以及被連接到該光路的近端或遠(yuǎn)端處，或近端或遠(yuǎn)端附近的光輸出裝置；該光輸入裝置包含用于供應(yīng)至少部分偏振的光的光源裝置，以及用于控制所述至少部分偏振的光的偏振狀態(tài)(I-SOP)并將所述光送入該FUT的裝置；該光輸出裝置包含用于從該FUT中提取對(duì)應(yīng)的光的裝置，用于分析所提取的光的分析裝置，以及檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)于該分析器裝置的至少一個(gè)傳輸軸的分析光(A-SOP)，以提供至少兩組波長(zhǎng)的每一組中的每一波長(zhǎng)下的傳輸?shù)南喔晒夤β剩渲忻恳唤M波長(zhǎng)中的低波長(zhǎng)(λL)和高波長(zhǎng)(λU)緊密相間，并且其中以下三個(gè)條件不是同時(shí)都被滿足h.源和檢測(cè)裝置處于FUT的同一端；i.在分析和檢測(cè)裝置中僅使用一個(gè)檢測(cè)器；j.來(lái)自光源的光主要包含瞬時(shí)脈沖，該脈沖的空間展寬超過(guò)FUT拍長(zhǎng)的10倍；并且其中所述組中包含一個(gè)波長(zhǎng)對(duì)，每一組中的所述波長(zhǎng)對(duì)都對(duì)應(yīng)一個(gè)小的光學(xué)頻率差，并在所述波長(zhǎng)對(duì)間限定了一個(gè)中點(diǎn)波長(zhǎng)，并且其中I-SOP和A-SOP對(duì)于每個(gè)所述組中的每個(gè)所述波長(zhǎng)基本恒定，并且其中在各個(gè)所述組之間，中點(diǎn)波長(zhǎng)、I-SOP和A-SOP中的至少一個(gè)是不同的，該方法包括以下步驟xvi.為所述至少兩個(gè)組中的每一組計(jì)算至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述波長(zhǎng)對(duì)中的每個(gè)波長(zhǎng)的測(cè)得的功率參數(shù)中的差，所述測(cè)得的功率參數(shù)與所述被分析的和隨后被檢測(cè)的光的功率成比例，由此限定了至少兩個(gè)測(cè)得的功率參數(shù)差的集合；xvii.計(jì)算所述差的集合的均方值；并且xviii.計(jì)算作為所述均方值的至少一個(gè)預(yù)定函數(shù)的至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性，所述預(yù)定函數(shù)取決于所述波長(zhǎng)之間的小的光學(xué)頻率差，所述波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于所述至少兩對(duì)緊密相間的波長(zhǎng)中的每一對(duì)的波長(zhǎng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述光輸出裝置連接到該光路的遠(yuǎn)端或遠(yuǎn)端附近。3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中a.每個(gè)所述組包含波長(zhǎng)對(duì)，該波長(zhǎng)對(duì)大體上具有所述規(guī)定的中點(diǎn)波長(zhǎng)，并且b.所述至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性是所述中點(diǎn)波長(zhǎng)處的差分群時(shí)延(DGD)。4.根據(jù)權(quán)利要求3或62的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是計(jì)算得的標(biāo)準(zhǔn)化功率7Tv入并且，所述預(yù)定函數(shù)對(duì)于小的光學(xué)頻率差(5v)可以根據(jù)以下微分公式來(lái)表達(dá)■sop其中常量az^f，v是對(duì)應(yīng)于所述中點(diǎn)波長(zhǎng)的光學(xué)頻率。5.根據(jù)權(quán)利要求3或62的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的標(biāo)準(zhǔn)化功率均方值計(jì)算步驟(ii)進(jìn)一步包含根據(jù)下式計(jì)算該標(biāo)準(zhǔn)化功率的相對(duì)方差():<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中參考變量0^。=1/12，繼而，對(duì)于小的光學(xué)頻率差^，所述預(yù)定函數(shù)根據(jù)下面的微分公式被確定其中常量a^g，v是對(duì)應(yīng)于所述中點(diǎn)波長(zhǎng)的光學(xué)頻率。6.根據(jù)權(quán)利要求3或63的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的相對(duì)功率iVW，并且均方值計(jì)算步驟(H)包含以下步驟a.計(jì)算相對(duì)功率(相對(duì)傳輸信號(hào))的相對(duì)方差(c^(");以及b.計(jì)算來(lái)自相對(duì)功率的所述均方差在所述相對(duì)方差上的比率；c.所述DGD被所述比率的函數(shù)計(jì)算，所述函數(shù)為所述的對(duì)于小光學(xué)頻率差如可以被表達(dá)為一個(gè)微分公式的預(yù)定函數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述光源裝置在兩個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)處發(fā)出相干光，這兩個(gè)波長(zhǎng)被所述小的光學(xué)頻率差間隔開(kāi)，圍繞一規(guī)定的中點(diǎn)波長(zhǎng)。8.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中a)所述光輸入裝置發(fā)出偏振的寬帶光，所述寬帶光的光譜寬度嚢括了對(duì)應(yīng)于以所述規(guī)定的中點(diǎn)波長(zhǎng)為中心的波長(zhǎng)對(duì)的所述小的光學(xué)頻率差；b)所述低和高波長(zhǎng)被所述小的光學(xué)頻率差間隔開(kāi)，圍繞規(guī)定的中點(diǎn)波長(zhǎng)；c)所述分析及檢測(cè)裝置包括光譜濾波器裝置，其包含窄帶光學(xué)濾波器，該濾波器寬度遠(yuǎn)小于所述小光學(xué)頻率差，由此使得從中選擇的光是相干的；d)所述光譜濾波器裝置可操作，以使可以選擇并隨后檢測(cè)對(duì)應(yīng)于包含所述波長(zhǎng)對(duì)的所述組的每個(gè)波長(zhǎng)。9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述光譜濾波器裝置可操作，以允許同時(shí)選擇并隨后檢測(cè)對(duì)應(yīng)于包含所述波長(zhǎng)對(duì)的所述組的每個(gè)波長(zhǎng)，所選擇的經(jīng)濾波的光對(duì)應(yīng)于隨后分別被兩個(gè)或更多檢測(cè)器檢測(cè)的兩個(gè)或更多波長(zhǎng)。10.根據(jù)權(quán)利要求3或5的方法，其中針對(duì)落入規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的至少兩個(gè)所述中點(diǎn)波長(zhǎng)中的每一個(gè)，重復(fù)所述方法的步驟(i)、(ii)和(iii)，由此提供至少兩個(gè)算得的DGD值的集合，每個(gè)值對(duì)應(yīng)于該至少兩個(gè)所述中點(diǎn)波長(zhǎng)中的相應(yīng)一個(gè)波長(zhǎng)；在每組中的波長(zhǎng)之間的所述光學(xué)頻率差在所述方法應(yīng)用在不同的所述中點(diǎn)波長(zhǎng)時(shí)不必相同的，所述至少一個(gè)預(yù)定函數(shù)包含在不同波長(zhǎng)處的DGD值的r邁sDGD值和平均DGD值中的至少之一。11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中落入規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的所述至少兩個(gè)所述中點(diǎn)波長(zhǎng)包括大量的中點(diǎn)波長(zhǎng)，這些中點(diǎn)波長(zhǎng)近似均勻地分布在所述規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上。12.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中a)所述至少兩組緊密相間的波長(zhǎng)的每一組分別由一個(gè)中點(diǎn)波長(zhǎng)限定，并且所述至少兩組中的至少兩組具有不同的中點(diǎn)波長(zhǎng)；b)所述至少一個(gè)偏振相關(guān)的FUT特性是規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的rmsDGD(即PMD)。13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的標(biāo)準(zhǔn)化功率T，其中，對(duì)于小的光學(xué)頻率差(5v，所述預(yù)定函數(shù)可以被表達(dá)為以下z^式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>14.根據(jù)權(quán)利要求12或62的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的標(biāo)準(zhǔn)化功率7yV力并且其中均方值計(jì)算步驟(ii)包括根據(jù)下式計(jì)算該標(biāo)準(zhǔn)化功率的相對(duì)方差(cr":<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>繼而，對(duì)于小的光學(xué)頻率差如，所述預(yù)定函數(shù)根據(jù)下面的微分公式被確定_<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中常量",Jf15.根據(jù)權(quán)利要求14或63的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的相對(duì)功率&，并且均方值計(jì)算步驟(ii)包含以下步驟a)計(jì)算相對(duì)傳輸信號(hào)的相對(duì)方差(c^(");以及b)計(jì)算所述均方差對(duì)所述相對(duì)方差的比率，所述rmsDGD被計(jì)算為所述比率的函數(shù)，如所述預(yù)定函數(shù)，所述預(yù)定函數(shù)對(duì)于小的光學(xué)頻率差如根據(jù)以下微分公式確定Aft2腳=i、"歸;r5vV(T及其中標(biāo)準(zhǔn)化功率的相對(duì)方差(a:)被定義為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>16.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中在至少一個(gè)光譜獲取步驟的每一個(gè)步驟中，至少一個(gè)準(zhǔn)連續(xù)的隨著光學(xué)頻率而變化的傳輸相干光功率被檢測(cè)和存儲(chǔ)，用于所述步驟(i)進(jìn)一步分析，所述光學(xué)頻率跨越一個(gè)規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間，a)從所述的傳輸相干光功率，計(jì)算所述測(cè)得的功率參數(shù)；b)I-S0P和A-S0P都不、之一或二者因光學(xué)頻率而異，并且這種各個(gè)變化一一假如存在一一是緩慢的，以使對(duì)于每個(gè)所述緊密相間的波長(zhǎng)組，I-S0P和A-SOP分別基本相同。17.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中a)所述至少一個(gè)光諳獲取是一個(gè)光譜獲取；并且b)所述至少一個(gè)偏振相關(guān)FUT特性是在所述規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的rmsDGD(即PMD)。18.根據(jù)權(quán)利要求16或62的方法，其中步驟b)測(cè)得的功率參數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)化功率，其與所分析的和隨后所檢測(cè)的光功率成比例。19.根據(jù)權(quán)利要求18或63的方法，其中步驟b)測(cè)得的功率參數(shù)是相對(duì)功率，其與所分析的和隨后所檢測(cè)的光功率成比例。20.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述至少一個(gè)光譜獲取是至少兩個(gè)光譜獲取，其中對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)光譜獲取中的至少某些所存儲(chǔ)的光學(xué)頻率的I-S0P和A-S0P之一或二者分別不同于在至少一個(gè)第二次掃掠中所存儲(chǔ)的相應(yīng)光學(xué)頻率的I-S0P和A-SOP之一或二者，所述至少一個(gè)預(yù)定函數(shù)包含以下至少一個(gè)a.在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的rmsDGD值；以及b.當(dāng)所述至少某些所存儲(chǔ)的光學(xué)頻率對(duì)應(yīng)于所述中點(diǎn)波長(zhǎng)時(shí)，至少一個(gè)所述中點(diǎn)波長(zhǎng)處的DGD。21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中a)b)中的所述至少一個(gè)所述中點(diǎn)波長(zhǎng)是一個(gè)中點(diǎn)波長(zhǎng)；并且b)所述光譜獲取嚢括了對(duì)應(yīng)于以所述中點(diǎn)波長(zhǎng)為中心的波長(zhǎng)對(duì)的所述小光學(xué)頻率差。22.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中a)所述都不、之一或二者，是都不；并且b)所述至少一個(gè)偏振相關(guān)FUT特性是在所述規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的rmsDGD(即PMD)。23.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述光源裝置可操作，以使基本連續(xù)地掃掠所述相干光的光學(xué)頻率，所述掃掠使得能夠進(jìn)行所述光譜獲取，并嚢括了規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間。24.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中a)所述光源裝置發(fā)出偏振的寬帶光，所述寬帶光的光譜寬度囊括了規(guī)定的光譜區(qū)間；b)所述分析及檢測(cè)裝置包括光譜濾波器裝置，其包含窄帶光學(xué)濾波器，該濾波器寬度遠(yuǎn)小于所述小光學(xué)頻率差，以使從中選出的光是相干的；并且c)所述光諳濾波器裝置是可操作，以基本連續(xù)地掃掠(掃描)，以相繼選擇并隨后檢測(cè)對(duì)應(yīng)于包含所述波長(zhǎng)對(duì)的所述組的每個(gè)波長(zhǎng)，所述掃掠使得能夠進(jìn)行所述光譜獲取。25.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中a)所述光源裝置發(fā)出偏振的寬帶光，所述寬帶光的光鐠寬度嚢括了規(guī)定的光譜區(qū)間；并且b)所述光鐠濾波器裝置，包括分光計(jì)，在空間上分隔入射光的光譜，以允許檢測(cè)裝置同時(shí)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于所述至少兩個(gè)組中的所述波長(zhǎng)對(duì)的波長(zhǎng)，不同的波長(zhǎng)分別被兩個(gè)或更多檢測(cè)器選擇性地檢測(cè)。26.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述光提取及處理裝置連接到該FUT近端或近端附近的光路，并且在該FUT遠(yuǎn)端處或附近提供了局域反射。27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中a)所述至少兩組緊密相間的波長(zhǎng)中的每一組由各自的中點(diǎn)波長(zhǎng)限定，并且所述至少兩組中的至少兩組具有不同的中點(diǎn)波長(zhǎng)；并且b)所述至少一個(gè)偏振相關(guān)FUT特性是在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的rms向前DGD(即PMD)。28.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中每個(gè)組包含一系列的光脈沖，每個(gè)系列中的每個(gè)光脈沖具有小于該FUT長(zhǎng)度的空間延伸，并與位于同一所述每個(gè)系列中的其他脈沖具有基本相同的波長(zhǎng)，并且其中，從每個(gè)系列中的至少某些光脈沖的平均，確定所述測(cè)得的功率參數(shù)。29.根據(jù)權(quán)利要求27或62的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的標(biāo)準(zhǔn)化功率T,并且，對(duì)于小光學(xué)頻率差如，所述預(yù)定函數(shù)根據(jù)下面的微分公式來(lái)確定光或來(lái)自光源的回反射光(往返光)所經(jīng)過(guò)的光路。30.根據(jù)權(quán)利要求27或62的方法，其中所述測(cè)得的功率是算得的標(biāo)準(zhǔn)化功率T，并且均方值計(jì)算步驟(ii)通過(guò)以下步驟補(bǔ)償所檢測(cè)的信號(hào)中可能存在的非偏振噪聲一_諸如自發(fā)輻射(SE)光a)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化傳輸信號(hào)的相對(duì)方差(cr";并且b)計(jì)算所述均方差對(duì)所述相對(duì)方差的比率，所述rmsDGD被計(jì)算為所述比率的函數(shù)，該函數(shù)如所述預(yù)定函數(shù)，其對(duì)于小光學(xué)頻率差如根據(jù)以下微分公式確定其中(^。=壬，往返因子"r、番，常量c^取決于所檢測(cè)的來(lái)自光源的向前傳播的光或來(lái)自光源的回反射光(往返光)所經(jīng)過(guò)的光路。31.根據(jù)權(quán)利要求27或63的方法，其中所述測(cè)得的功率是算得的相對(duì)功率&，并且均方值計(jì)算步驟(ii)包含其中往返因子^，常量c^取決于所檢測(cè)的來(lái)自光源的向前傳播的a)計(jì)算相對(duì)傳輸信號(hào)的相對(duì)方差(d);以及b)計(jì)算所述均方差對(duì)所述相對(duì)方差的比率，所述rmsDGD被計(jì)算為所述比率的函數(shù)，該函數(shù)如所述預(yù)定函數(shù)，其對(duì)于小光學(xué)頻率差(5v可以被表達(dá)為一個(gè)微分公式。32.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中a.每個(gè)所述組包含波長(zhǎng)對(duì)，該波長(zhǎng)對(duì)基本具有所規(guī)定的中點(diǎn)波長(zhǎng)，并且b.所述至少一個(gè)偏振相關(guān)FUT特性是在所述中點(diǎn)波長(zhǎng)處的差分群時(shí)延(DGD)。33.根據(jù)權(quán)利要求32或62的方法，其中所迷測(cè)得的功率參數(shù)是算得的標(biāo)準(zhǔn)化光功率7yv,并且，對(duì)于小光學(xué)頻率差如，所述預(yù)定函數(shù)根據(jù)下面的微分公式其中常量a^取決于所檢測(cè)的來(lái)自光源的向前傳播的光或來(lái)自光源的回反射光(往返光)所經(jīng)過(guò)的光路。34.根據(jù)權(quán)利要求32或62的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的標(biāo)準(zhǔn)化光功率7TW，并且均方值計(jì)算步驟(ii)通過(guò)以下步驟補(bǔ)償所檢測(cè)的信號(hào)中可能存在的非偏振噪聲一一諸如自發(fā)輻射光a)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化傳輸信號(hào)的相對(duì)方差(cr;(");并且b)計(jì)算所述均方差對(duì)所述相對(duì)方差的比率，所述rmsDGD被計(jì)算為所述比率的函數(shù)，該函數(shù)如所述預(yù)定函數(shù)，其對(duì)于小光學(xué)頻率差^根據(jù)下面的微分公式確定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中標(biāo)準(zhǔn)化功率的相對(duì)方差被定義為,<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中常量(T〉^，并且其中常量c^取決于所檢測(cè)的來(lái)自光源的向前傳播的光或來(lái)自光源的的回反射光(往返光)所經(jīng)過(guò)的光路。35.根據(jù)權(quán)利要求32或63的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的相對(duì)功率P^vj，均方值計(jì)算步驟(ii)包含以下步驟a)計(jì)算相對(duì)傳輸信號(hào)的相對(duì)方差(cr:);以及b)計(jì)算所述均方差對(duì)所述相對(duì)方差的比率，所述DGD被計(jì)算為所述比率的函數(shù)，該函數(shù)如所述預(yù)定函數(shù)，其對(duì)于小光學(xué)頻率差如T被表達(dá)為一個(gè)微分公式。36.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中a.針對(duì)落在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的至少兩個(gè)所述中點(diǎn)波長(zhǎng)中的每一個(gè)波長(zhǎng)，重復(fù)所述方法，由此提供至少兩個(gè)在相應(yīng)的至少兩個(gè)所述中點(diǎn)波長(zhǎng)處的算得的往返總DGD值；在每組中的波長(zhǎng)之間的所述光學(xué)頻率差在所述方法應(yīng)用在不同的所述中點(diǎn)波長(zhǎng)時(shí)不必相同；并且b.所述偏振相關(guān)FUT特性還包含以下至少之一i.在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的平均往返總體DGD值，其中該平均值是從個(gè)別地測(cè)得的往返總體DGDW算得的均方根(r邁s)和平均值之任一或二者，以及ii.對(duì)應(yīng)于規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間的平均(向前)總體DGD值一一其中該平均是均方根(rms)和平均之任一或二者一一是通過(guò)將適當(dāng)?shù)耐狄蜃影ㄟM(jìn)來(lái)，從個(gè)別地測(cè)得的往返總體Z)GD力算得的。37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中落在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的所述至少兩個(gè)所述中點(diǎn)波長(zhǎng)包括大量中點(diǎn)波長(zhǎng)，這些中點(diǎn)波長(zhǎng)近似均勻地分布在所述規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上。38.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中a.所述光輸出裝置連接到該FUT光路的近端或近端附近；b.每一組包含一系列光脈沖的至少一個(gè)波長(zhǎng)對(duì)，每一系列具有相同的I-S0P;c.在波長(zhǎng)對(duì)的每一系列中的光脈沖具有基本相同的波長(zhǎng)；d.所述測(cè)得的功率參數(shù)是所檢測(cè)的隨著該FUT上的距離而變化的回反射功率，所述測(cè)得的功率參數(shù)通過(guò)以下被確定i.對(duì)于每個(gè)所述組中的每一系列光脈沖中的至少某些光脈沖中的每一個(gè)，分析并隨后檢測(cè)光一—其包含由沿著該FUT的瑞利散射和/或離散反射導(dǎo)致的結(jié)果回反射信號(hào)的至少一個(gè)偏振分量一一以提供對(duì)應(yīng)的沖擊響應(yīng)，所述至少一個(gè)偏振分量對(duì)于所述組中的每個(gè)所述系列是相同的，并將每個(gè)沖擊響應(yīng)轉(zhuǎn)換成一個(gè)對(duì)應(yīng)的電學(xué)沖擊響應(yīng)信號(hào)；H.對(duì)于每個(gè)所述組中的每個(gè)所述光脈沖系列，采樣并平均所述至少某些光脈沖的電學(xué)沖擊響應(yīng)信號(hào)，以提供隨著時(shí)延而變化的OTDR軌跡；iii.將隨著時(shí)延而變化的所述OTDR軌跡轉(zhuǎn)換為表示隨著距離而變化的所檢測(cè)回反射功率的OTDR軌跡。39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中a.所述至少兩組緊密相間的波長(zhǎng)中的每一組分別由一個(gè)各自的中心波長(zhǎng)限定，假如該組僅包含兩個(gè)對(duì)應(yīng)于各個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)的系列，則所述中心波長(zhǎng)是中點(diǎn)波長(zhǎng)，并且所述至少兩組中的至少兩組具有不同的中心波長(zhǎng)，并且b.所述至少一個(gè)偏振相關(guān)FUT特性是在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的對(duì)應(yīng)于該FUT上的距離z的累積PMD值，所述累積PMD值是從針對(duì)相同的所述規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間的累積rms往返DGD估計(jì)出的。40.根據(jù)權(quán)利要求39或62的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的沿該FUT的距離z而變化的標(biāo)準(zhǔn)化功率所述預(yù)定函數(shù)對(duì)于小光學(xué)頻率差如是根據(jù)下面的微分公式確定的闊^W〈A"")〉其中往返因子ajg，并且其中常量^^取決于所檢測(cè)的光來(lái)自光源的向前傳播的光還是所檢測(cè)的光來(lái)自光源的回反射光(往返光)所經(jīng)過(guò)的光路。41.根據(jù)權(quán)利要求39或62的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的標(biāo)準(zhǔn)化功率7Tz入并且均方值計(jì)算步驟(ii)通過(guò)以下步驟補(bǔ)償由光脈沖的空間延伸引起的對(duì)回反射信號(hào)的局部消偏振a)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化傳輸信號(hào)的相對(duì)方差(cr:(");以及b)計(jì)算所述均方差對(duì)所述相對(duì)方差的比率，所述累積PMD被計(jì)算為所述比率的函數(shù)，該函數(shù)如所述的預(yù)定函數(shù)，其對(duì)于小光學(xué)頻率差如可以表示成以下微分公式其中常量取決于所檢測(cè)的光來(lái)自光源的向前傳播的光還是所檢測(cè)的光來(lái)自光源的回反射光(往返光)所經(jīng)過(guò)的光路，往返因子"=、厚，42.根據(jù)權(quán)利要求39或63的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的相對(duì)功率尸Z力，并且均方值計(jì)算步驟(ii)包含以下步驟c)計(jì)算相對(duì)傳輸信號(hào)的相對(duì)方差(cr:(z));以及d)計(jì)算相對(duì)功率的均方差對(duì)所述相對(duì)方差的比率，所述DGD被計(jì)算為所述比率的函數(shù)，該函數(shù)如所述的預(yù)定函數(shù)，其對(duì)于小光學(xué)頻率差^根據(jù)微分公式來(lái)確定。43.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中a)每個(gè)所述組包含基本具有所述規(guī)定的中點(diǎn)波長(zhǎng)的波長(zhǎng)對(duì)；并且b)所述至少一個(gè)偏振相關(guān)FUT特性是在所述中點(diǎn)波長(zhǎng)處的差分群時(shí)延(DGD)。44.根據(jù)權(quán)利要求43或62的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的標(biāo)準(zhǔn)化回反射功率r力，并且均方值計(jì)算步驟(ii)通過(guò)以下步驟補(bǔ)償由光脈沖的空間延伸引起對(duì)回反射信號(hào)的局部消偏振a.計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化傳輸信號(hào)的相對(duì)方差(cr:(z,v));以及b.計(jì)算所述均方差對(duì)所述相對(duì)方差的比率，所述DGD被計(jì)算為所述比率的函數(shù)，該函數(shù)如所述的預(yù)定函數(shù)，其對(duì)于小光學(xué)頻率差如根據(jù)以下微分公式來(lái)確定其中常量ads取決于所檢測(cè)的光來(lái)自光源的向前傳播的光還是所檢測(cè)的光來(lái)自光源的回反射光(往返光)所經(jīng)過(guò)的光路，該標(biāo)準(zhǔn)化功率的相對(duì)方差被定義為，該標(biāo)準(zhǔn)化功率的相對(duì)方差被定義為，其中常量(7;。=<Tr2(2,V)畫(huà)其中常量^。=^。45.根據(jù)權(quán)利要求43或63的方法，其中所述測(cè)得的功率參數(shù)是算得的相對(duì)功率/V^，v入在所檢測(cè)的信號(hào)中(ii)中還可以包括一個(gè)附加的計(jì)算步驟，該步驟包含a)計(jì)算相對(duì)傳輸信號(hào)的相對(duì)方差(^j:(z,v));以及b)計(jì)算所述均方差對(duì)所述相對(duì)方差的比率，所述DGD被計(jì)算為所述比率的函數(shù)，該函數(shù)如所述的預(yù)定函數(shù)，其對(duì)于小光學(xué)頻率差如被表示為一個(gè)微分公式。46.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中a)針對(duì)落在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)至少兩個(gè)所述中點(diǎn)波長(zhǎng)中的每一個(gè)，重復(fù)所述方法，由此提供至少兩個(gè)在相應(yīng)的至少兩個(gè)所述中點(diǎn)波長(zhǎng)處的算得的往返DGD值；在每組中的波長(zhǎng)之間的所述光學(xué)頻率差在所述方法應(yīng)用在不同的所述中點(diǎn)波長(zhǎng)時(shí)不必相同；并且所述偏振相關(guān)FUT特性還包含以下至少一個(gè)iii.在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上的平均往返ZXZ)(^值，其中該平均值是從往返ZX7D力算得的均方根(rms)和平均值之任一或二者；以及iv.對(duì)應(yīng)于規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間的平均(向前)DGD值一一其中該平均是均方根(rms)和平均之任一或二者一一是通過(guò)將適當(dāng)?shù)耐狄蜃影ㄟM(jìn)來(lái)從而算得往返ZX7ZYv力值。47.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中落在規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的所述至少兩個(gè)所述中點(diǎn)波長(zhǎng)包含大量的中點(diǎn)波長(zhǎng)，這些中點(diǎn)波長(zhǎng)近似均勻地分布在所述規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)間上。48.根據(jù)權(quán)利要求3、10、12、27、32、39和43之任一的方法，其中每個(gè)I-S0P和A-S0P之任一或二者——每一個(gè)對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)所述波長(zhǎng)組一一可以分別顯著不同于其各自的前驅(qū)者或后繼者，并且是在龐加萊球上隨機(jī)地或偽隨機(jī)地選擇的，這個(gè)不同使得對(duì)于所述組的足夠大的數(shù)量K,每個(gè)I-S0P和A-SOP之任一或二者分別基本均勻地分布在各自的龐加萊球上。49.根據(jù)權(quán)利要求3、10、12、16、27、32、39和43之任一的方法，其中每個(gè)I-S0P和A-S0P之任一或二者——每一個(gè)對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)所述波長(zhǎng)組一一分別僅稍許不同于其各自的先驅(qū)者和后繼者，這個(gè)不同使得對(duì)于所述組的足夠大的數(shù)量K,每個(gè)I-SOP和A-S0P之任一或二者分別基本均勻地分布在各自的龐加萊球上。50.根據(jù)權(quán)利要求3、10、12、27、32、39和43之任一的方法，其中每個(gè)I-S0P和A-SOP之任一或二者分別包含四個(gè)截然不同的I-SOP和A-S0P，所述四個(gè)截然不同的I-SOP和A-SOP分別表示龐加萊球上基本等距分布的點(diǎn)。51.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，其中所述數(shù)量K大于IO。52.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述數(shù)量K大于500。53.才艮據(jù)權(quán)利要求4、5、13、14、15、29、30、33、34、40、41和44之任一的方法，其中對(duì)于小光學(xué)頻率差如，所述預(yù)定函數(shù)可以被表達(dá)為任何這樣的公式其提供的數(shù)值結(jié)果與所述以下微分公式的差異落入可接受的范圍內(nèi)。54.根據(jù)權(quán)利要求3、10、13、27、32、39或43之任一的方法，其中所述至少兩組波長(zhǎng)包含K數(shù)量的所述波長(zhǎng)組，每個(gè)波長(zhǎng)組包含至少一個(gè)波長(zhǎng)對(duì)，其中第k個(gè)組由S0P對(duì)(7-5^尸A,J-S(9iV表征，其中f7-5^iV指送入該FUT的偏振狀態(tài)，^-5^/V指分析裝置的所述至少一個(gè)傳輸軸，以^使對(duì)于對(duì)應(yīng)于K個(gè)所述組的K個(gè)對(duì)，所述S0P對(duì)中的至少兩個(gè)與所述SOP對(duì)中的其他基本不同。55.根據(jù)權(quán)利要求54的方法，其中送入附加的K個(gè)所述波長(zhǎng)組，所述SOP對(duì)中的至少兩個(gè)是K個(gè)所述SOP對(duì)中的一大部分。56.才艮據(jù)權(quán)利要求3、10、12、27、32、39或43之任一的方法，其中每個(gè)所述緊密相間的波長(zhǎng)組包含，檢測(cè)至少一個(gè)附加的重復(fù)的所述波長(zhǎng)對(duì)中的每個(gè)波長(zhǎng)一一其對(duì)應(yīng)于初始第一波長(zhǎng)對(duì)，其中這些附加的重復(fù)的波長(zhǎng)對(duì)中的每一個(gè)的I-SOP和A-S0P在每個(gè)所述組內(nèi)基本相同，該至少一個(gè)所述偏振相關(guān)FUT特性的計(jì)算包括，針對(duì)這些附加的重復(fù)的波長(zhǎng)對(duì)的檢測(cè)信號(hào)。57.根據(jù)權(quán)利要求56的方法，在檢測(cè)裝置中提供對(duì)所述附加的重復(fù)的波長(zhǎng)對(duì)中的每個(gè)所述波長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的初始波長(zhǎng)對(duì)，檢測(cè)裝置分離所述所分析的傳輸光，以使包含兩部分相同的所分析的傳輸光，所述兩部分(分析光)分別被兩個(gè)檢測(cè)器檢測(cè)。58.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中，在檢測(cè)裝置中，來(lái)自光源裝置的所述附加的重復(fù)的波長(zhǎng)對(duì)中的所述每個(gè)波長(zhǎng)，相對(duì)于所述對(duì)應(yīng)的初始波長(zhǎng)對(duì)中的每個(gè)波長(zhǎng)，在時(shí)間上相繼地被檢測(cè)。59.根據(jù)權(quán)利要求56的方法，其中，在檢測(cè)裝置中，來(lái)自光源裝置的所述附加的重復(fù)的波長(zhǎng)對(duì)中的所述每個(gè)波長(zhǎng)，相對(duì)于所述對(duì)應(yīng)的初始波長(zhǎng)對(duì)中的稍許不同的波長(zhǎng)，在時(shí)間上相繼地被檢測(cè)。60.根據(jù)權(quán)利要求3、10、12、27、32、39或43之任一的方法，其中提供了手段，使所檢測(cè)的傳輸光功率與所迷組中的最高波長(zhǎng)、最低波長(zhǎng)和中間波長(zhǎng)一一當(dāng)所述組包含多于兩個(gè)波長(zhǎng)時(shí)一一中相應(yīng)的一個(gè)相關(guān)。61.根據(jù)權(quán)利要求60的方法，其中所述相關(guān)裝置包括其編碼通過(guò)使用振幅或脈沖頻率之任一或二者來(lái)對(duì)光脈沖進(jìn)行的編碼。62.根據(jù)權(quán)利要求4、5、13、14、15、29、30、33、34、40、41或42之任一的方法，其中步驟(i)測(cè)得的功率參數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)化功率T，其與所分析的且隨后所檢測(cè)的光功率成比例，通過(guò)下列方法之一確定a)方便地使用一個(gè)檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)該光功率的一個(gè)偏振分量，繼而，針對(duì)在具有至少兩個(gè)波長(zhǎng)的每個(gè)所述波長(zhǎng)組中的相干光的每個(gè)波長(zhǎng)，分別通過(guò)將該相干光的功率除以不同組中的相干光的至少一些一一優(yōu)選地是全部一一功率的平均，獲得標(biāo)準(zhǔn)化功率；b)方便地使用兩個(gè)檢測(cè)器來(lái)同時(shí)檢測(cè)該光功率的兩個(gè)正交偏振分量，繼而，針對(duì)相干光的每個(gè)波長(zhǎng)，通過(guò)將對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率中的至少一個(gè)除以對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率之和，或者通過(guò)將對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率的乘以權(quán)重系數(shù)以后的差除以對(duì)應(yīng)于該相千光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率之和，獲得相干光的每個(gè)波長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化功率；c)方便地使用兩個(gè)檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)一個(gè)偏振分量和一個(gè)與從該FUT輸出的光直接成正比的光功率，繼而，通過(guò)首先將對(duì)應(yīng)于從光的一個(gè)偏振分量檢測(cè)到的光功率的相干光的波長(zhǎng)的功率除以對(duì)應(yīng)于與輸出的光直接成正比的光功率的相干光的功率，以獲得表示該相干光的相對(duì)功率的比率，并將該相干光的所述相對(duì)功率除以不同組中的至少一些——優(yōu)選地是全部——相對(duì)功率的平均，獲得對(duì)應(yīng)于相干光的每個(gè)波長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化功率；d)使用一個(gè)檢測(cè)器加上一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)，通過(guò)同一檢測(cè)器在不同時(shí)間檢測(cè)該光的兩個(gè)正交偏振分量，其中該光學(xué)開(kāi)關(guān)被用來(lái)將光的這兩個(gè)正交偏振分量路由到相同的檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，繼而，通過(guò)將對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同正交分量的功率中的至少一個(gè)除以對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同正交分量的功率之和，或者通過(guò)將對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率的乘以權(quán)重系數(shù)以后的差除以對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率之和，獲得針對(duì)相干光的每個(gè)波長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化功率；e)使用一個(gè)檢測(cè)器加上一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)，通過(guò)同一檢測(cè)器在不同時(shí)間檢測(cè)該光的一個(gè)偏振分量以及一個(gè)直接和總光強(qiáng)成正比的光學(xué)功率，其中該光學(xué)開(kāi)關(guān)被用來(lái)將一個(gè)偏振分量和與從該FUT輸出的光直接成比例的光功率路由到同一檢測(cè)器，繼而，通過(guò)首先將對(duì)應(yīng)于從光的一個(gè)偏振分量檢測(cè)到的光功率的相干光的波長(zhǎng)的功率除以對(duì)應(yīng)于與輸出的總光強(qiáng)直接成正比的光功率的相干光的功率，以獲得表示該相干光的相對(duì)功率的比率，并將該相干光的所述相對(duì)功率除以不同組中的至少一些一—優(yōu)選地是全部一一相對(duì)功率的平均，獲得對(duì)應(yīng)于相干光的每個(gè)波長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化功率。63.根據(jù)權(quán)利要求6、15、19、31、35、42和45之任一的方法，其中步驟(i)測(cè)得的功率參數(shù)是相對(duì)功率iV其與所分析且隨后所檢測(cè)的光功率成比例，通過(guò)下列方法之一確定a)方便地使用獨(dú)個(gè)檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)該光功率的一個(gè)偏振分量，繼而，針對(duì)在具有至少兩個(gè)波長(zhǎng)的每個(gè)所述波長(zhǎng)組中的相干光的每個(gè)波長(zhǎng)，通過(guò)將該相干光的功率除以不同組中的相干光的至少一些一一優(yōu)選地是全部—一功率的平均，獲得標(biāo)準(zhǔn)化功率；b)方便地使用兩個(gè)檢測(cè)器來(lái)同時(shí)檢測(cè)該光的兩個(gè)正交偏振分量，繼而，針對(duì)相干光的每個(gè)波長(zhǎng)，通過(guò)將對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率中的至少一個(gè)除以對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率之和，或者通過(guò)將對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率的乘以權(quán)重系數(shù)以后的差除以對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率之和，獲得相干光的每個(gè)波長(zhǎng)的相對(duì)功率；c)使用兩個(gè)檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)一個(gè)偏振分量和與從該FUT輸出的光直接成正比的一個(gè)光功率，繼而，通過(guò)將對(duì)應(yīng)于從光的一個(gè)偏振分量檢測(cè)到的相干光的功率除以對(duì)應(yīng)于與輸出的總光強(qiáng)直接成正比例的光功率的相干光的功率以獲得對(duì)應(yīng)于該相干光的每個(gè)波長(zhǎng)的相對(duì)功率，來(lái)獲得表示該相干光的相對(duì)功率的比率；d)使用一個(gè)檢測(cè)器加上一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)，通過(guò)同一檢測(cè)器在不同時(shí)間檢測(cè)該光的兩個(gè)正交偏振分量，其中該光學(xué)開(kāi)關(guān)被用來(lái)將光的這兩個(gè)正交偏振分量路由到所述的一個(gè)檢測(cè)器，繼而，通過(guò)將對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同正交分量所對(duì)應(yīng)的功率中的至少一個(gè)除以對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同正交分量的功率之和，或者通過(guò)將對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率的乘以權(quán)重系數(shù)以后的差除以對(duì)應(yīng)于該相干光的這兩個(gè)所檢測(cè)的不同偏振分量的功率之和，獲得針對(duì)相干光的每個(gè)波長(zhǎng)的相對(duì)功率；e)使用一個(gè)檢測(cè)器加上一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān)，通過(guò)所述一個(gè)檢測(cè)器在不同時(shí)間檢測(cè)該光的兩個(gè)正交偏振分量，其中該光學(xué)開(kāi)關(guān)被用來(lái)將一個(gè)偏振分量和與從該FUT輸出的光直接成正比的光功率路由到所述的一個(gè)檢測(cè)器，繼而，通過(guò)將對(duì)應(yīng)于從光的一個(gè)偏振分量檢測(cè)到的光功率的相干光的每一波長(zhǎng)的功率除以對(duì)應(yīng)于與輸出的總光強(qiáng)直接成正比的光功率的相干光的功率以獲得對(duì)應(yīng)于該相干光的每個(gè)波長(zhǎng)的相對(duì)功率，來(lái)獲得表示該相干光的相對(duì)功率的比率。64.根據(jù)權(quán)利要求3、10、12或16之任一的方法，其中a)分析器裝置的至少一個(gè)傳輸軸包含兩個(gè)或更多的獨(dú)立線性的傳輸軸；并且b)來(lái)自多個(gè)所述傳輸軸的所傳輸?shù)南喔晒夤β时凰鰴z測(cè)器裝置中的對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器基本同時(shí)地檢測(cè)。65.根據(jù)權(quán)利要求29、30、33、34、40、41或44之任一的方法，其中，假如來(lái)自光源且送入該FUT的向前傳播的光以及所檢測(cè)的回反射光二者經(jīng)過(guò)一個(gè)公用偏振擾偏器，則常量a,、/^;假如所述向前傳播66.用于測(cè)量光路(FUT)的至少一個(gè)偏振相關(guān)特性的測(cè)量?jī)x器，光輸入裝置，其用于連接到該光路的近端或近端附近，以及光輸出裝置，其用于連接到該光路的近端或遠(yuǎn)端處，或近端或遠(yuǎn)端的附近，以提取、分析和檢測(cè)已穿過(guò)該FUT的至少一部分的光，并提供對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，以及處理裝置，其用于處理來(lái)自該光輸出裝置的電信號(hào)，以確定所述至少一個(gè)偏振-相關(guān)特性；該光輸入裝置包含光源裝置，其用于供應(yīng)在至少兩個(gè)波長(zhǎng)組中的每個(gè)波下的至少部分偏振的光，以及S0P控制器裝置，其用于控制所述至少部分偏振的光的偏振狀態(tài)(I-S0P)，并將所述光送入該FUT，其中每個(gè)所述波長(zhǎng)組中的低所述波長(zhǎng)UJ和高所述波長(zhǎng)(4)緊密相間，所述組包含一個(gè)波長(zhǎng)對(duì)，每個(gè)組中的所述波長(zhǎng)對(duì)對(duì)應(yīng)一個(gè)小的光學(xué)頻率差，并且在所述波長(zhǎng)對(duì)間限定一個(gè)中點(diǎn)波長(zhǎng)，以及所送入光的S0P和A-S0P對(duì)于每個(gè)所述組中的每個(gè)所述波長(zhǎng)基本恒定，并且其中，在各個(gè)所述組之間，中點(diǎn)波長(zhǎng)、I-S0P和A-S0P中的至少一個(gè)是不同的，以及該光輸出裝置包含的光和所述所檢測(cè)的回反射光經(jīng)過(guò)獨(dú)立的偏振擾偏器，則包含:提取及分析裝置，其用于從該FUT中提取對(duì)應(yīng)的光，并分析所提取的光，以及檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)于該分析器裝置的至少一個(gè)傳輸軸的分析光(A-S0P)，以提供所述的至少兩組波長(zhǎng)的每一組中的分析光在每一波長(zhǎng)下的傳輸相干光功率，其中每個(gè)所述波長(zhǎng)組中的低所述波長(zhǎng)UJ和高所述波長(zhǎng)(4)緊密相間，并且其中下面三個(gè)條件并不同時(shí)被滿足k.源和檢測(cè)裝置處于FUT的同一端；1.在分析和檢測(cè)裝置中僅使用一個(gè)檢測(cè)器；m.來(lái)自光源的光主要包含瞬時(shí)脈沖，該脈沖的空間延伸超過(guò)FUT拍長(zhǎng)的10倍；該處理裝置被配置并可操作用于xix.為所述至少兩個(gè)組中的每一組計(jì)算至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述波長(zhǎng)對(duì)中的每個(gè)波長(zhǎng)的測(cè)得的功率參數(shù)的差，所述測(cè)得的功率參數(shù)與所述被分析的和隨后被檢測(cè)的光的功率成比例，由此限定了至少兩個(gè)測(cè)得的功率參數(shù)差的集合；xx.計(jì)算所述差的集合的均方值；并且xxi.計(jì)算作為所述均方值的至少一個(gè)預(yù)定函數(shù)的至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性，所述預(yù)定函數(shù)取決于所述波長(zhǎng)之間的小的光學(xué)頻率差，所述波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于所述至少兩對(duì)緊密相間的波長(zhǎng)中的每一對(duì)的波長(zhǎng)；并且xxii.輸出所述至少一個(gè)偏振-相關(guān)FUT特性的值，以便顯示、傳輸或進(jìn)一步處理。67.用于連續(xù)地且重復(fù)地在兩個(gè)或更多緊密相間的波長(zhǎng)處產(chǎn)生相干光的光源設(shè)備，該設(shè)備包含光學(xué)增益介質(zhì)；至少兩個(gè)激光腔，每個(gè)腔共享它們的各個(gè)激光腔的一部分，包括所述光學(xué)增益介質(zhì)；至少一個(gè)輸出耦合器，其允許提取對(duì)應(yīng)于每個(gè)所述至少兩個(gè)激光腔的腔內(nèi)光的一部分；分束器，其用于將該光分成至少兩個(gè)空間上分離的部分，每個(gè)所述至少兩個(gè)激光腔對(duì)應(yīng)于所述至少兩個(gè)部分中的至少一個(gè)；多信道波長(zhǎng)可調(diào)諧帶通濾波器裝置，其包含對(duì)應(yīng)于不同的緊密相間的波長(zhǎng)的至少兩個(gè)信道，其可操作以將對(duì)應(yīng)于所述至少兩個(gè)空間上分離的部分中的每一個(gè)的光接收到各自的信道中，并可操作以以同步方式對(duì)所述信道進(jìn)行波長(zhǎng)調(diào)諧；以及多信道光阻擋裝置，其可操作以使不超過(guò)一個(gè)空間上分離的入射到其上的所述光部分連續(xù)，并阻擋所有其他光部分，不被阻擋的光部分的選擇取決于所述多信道光阻擋裝置的參數(shù)。68.根據(jù)權(quán)利要求67的設(shè)備，其中假如所述至少一個(gè)輸出耦合器是兩個(gè)或更多輸出耦合器，則從所述兩個(gè)或更多輸出耦合器中的每一個(gè)提取的光被相繼地結(jié)合到一個(gè)公共光路中，以從所述光源設(shè)備提供單個(gè)輸出。69.根據(jù)權(quán)利要求67或68的設(shè)備，其中該多信道光阻擋裝置是光學(xué)斷路器盤和用于驅(qū)動(dòng)該盤繞著穿過(guò)該盤中心并垂直于該盤的平面的軸而轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)，所述盤包含一些以預(yù)定方式安排的孔洞；所述空間上分離的光部分在空間上分布開(kāi)，以允許每個(gè)部分中的一個(gè)隨著該盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角的變化而基本不受妨礙地穿過(guò)所述盤；每個(gè)光部分基本不受妨礙地穿過(guò)該盤，繼而完成其各個(gè)腔的穿越；并且該盤以近似恒定的速度旋轉(zhuǎn)，以相繼地且重復(fù)地允許對(duì)應(yīng)于每個(gè)所述激光腔的光部分穿過(guò)，并提供規(guī)律的和重復(fù)的時(shí)間間隔，在所述時(shí)間間隔內(nèi)，沒(méi)有光穿過(guò)所述盤；繼而，該設(shè)備可操作以相繼地且重復(fù)地產(chǎn)生至少兩個(gè)緊密相間的波長(zhǎng)。全文摘要提供了一種用于測(cè)量光路(FUT)的至少一個(gè)偏振-相關(guān)特性的方法，該方法使用被連接到該光路的近端或近端附近的光輸入單元，以及被連接到該光路的近端或遠(yuǎn)端處，或近端或遠(yuǎn)端附近的光輸出單元。該光輸入單元將具有受控的偏振狀態(tài)(I-SOP)的至少部分地偏振的光注入該FUT。該輸出光單元從該FUT提取對(duì)應(yīng)的光，分析并檢測(cè)對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)傳輸軸(A-SOP)的所提取的光，并處理對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，以獲得至少兩組波長(zhǎng)之每一組中的光的每個(gè)波長(zhǎng)下的傳輸相干光功率，其中每個(gè)所述波長(zhǎng)組中的低所述波長(zhǎng)(λ_L)和高所述波長(zhǎng)(λ_U)緊密相間。繼而為所述至少兩個(gè)組中的每一組計(jì)算至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述波長(zhǎng)對(duì)中的每個(gè)波長(zhǎng)的測(cè)得的功率參數(shù)中的差，該測(cè)得的功率參數(shù)與所述分析出和隨后檢測(cè)出的光的功率成比例，由此限定了至少兩個(gè)測(cè)得的功率參數(shù)差的集合；計(jì)算所述差的集合的均方值；并且計(jì)算作為所述均方值的至少一個(gè)預(yù)定函數(shù)的至少一個(gè)與偏振-相關(guān)的FUT特性，所述預(yù)定函數(shù)取決于所述波長(zhǎng)之間的小的光學(xué)頻率差，所述波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于所述至少兩對(duì)緊密相間的波長(zhǎng)中的每一對(duì)的波長(zhǎng)。文檔編號(hào)H01S3/082GK101688819SQ200880018323公開(kāi)日2010年3月31日申請(qǐng)日期2008年3月28日優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日發(fā)明者N·西爾,陳洪新申請(qǐng)人:愛(ài)斯福光電工程公司