EXFO FTB-5500B PMD Analyzer ユーザーガイド

用户手册

适用于 FTB-500 的偏振膜色散分析仪

FTB-5500B

ii FTB-5500B

EXFO Electro-Optical Engineering Inc. (EXFO) 的事先书面许可，禁止以任何

形式（电子的或机械的）或任何手段（包括影印、录制等）对本出版物的

任何部分进行复制、传播或将其存储于检索系统。

EXFO 提供的信息是准确可靠的。但是， EXFO 不承担因使用此类信息或由

使用此类信息而可能引起的任何侵犯第三方专利以及其他权益的责任。

EXFO 不暗示或以其他方式授予对其任何专利权的许可。

EXFO 在北大西洋公约组织 (NATO) 的商业和政府实体 (CAGE) 代码为

0L8C3。

本手册中包含的信息如有更改，恕不另行通知。

商标

EXFO 的商标已经认定。但是，无论此类标识出现与否均不影响任何商标的

合法地位。

测量单位

本手册中所使用的测量单位符合 SI 标准与惯例。

专利

本偏振模色散分析仪已向国际专利权合作条约申请，公开号为 WO

2004/070341。 EXFO 的通用接口受美国专利 6,612,750 保护。

版本号：4.0.1

偏振模色散分析仪 iii

合格证书信息 .............................................................................................................................vi

1 FTB-5500B 的偏振膜色散分析仪简介 ......................................................... 1

主要功能 ..................................................................................................................................... 1

典型应用 ..................................................................................................................................... 2

偏振膜色散基本理论 .................................................................................................................. 3

惯例 ............................................................................................................................................ 6

2 安全信息 .................................................................................................. 7

3 的偏振膜色散分析仪入门 ........................................................................... 9

插入和取出测试模块 .................................................................................................................. 9

启动的偏振膜色散分析仪应用程序 .......................................................................................... 14

退出应用程序 ........................................................................................................................... 17

4 设置的偏振膜色散分析仪 ......................................................................... 19

定义光纤自动命名格式 ............................................................................................................. 19

自定义 PMD 值和系数阈值 ....................................................................................................... 20

设置取样参数 ........................................................................................................................... 24

准备同一光纤上多次取样 ......................................................................................................... 28

平均测量 ................................................................................................................................... 31

5 操作的偏振膜色散分析仪 ......................................................................... 33

清洁和连接光纤 ........................................................................................................................ 33

安装 EXFO 通用接口 (EUI) ...................................................................................................... 34

设置测量硬件 ........................................................................................................................... 35

获取曲线 ................................................................................................................................... 38

执行归零测试 ........................................................................................................................... 40

查看输入功率水平 .................................................................................................................... 40

iv FTB-5500B

6 管理结果 ............................................................................................... 43

自定义图形显示 ........................................................................................................................43

查看取样结果和信息 ................................................................................................................. 44

删除不必要的结果 ..................................................................................................................... 49

查看统计数据 ............................................................................................................................51

将不同光纤链接为单根光纤 ...................................................................................................... 54

用选定光纤创建结果文件 ..........................................................................................................55

归档结果 ................................................................................................................................... 57

定义测试信息模板 ..................................................................................................................... 61

保存结果文件 ............................................................................................................................62

导出结果和图形 ........................................................................................................................63

自定义报告 ...............................................................................................................................66

打印数据 ................................................................................................................................... 68

关闭结果文件 ............................................................................................................................71

7 用文件转换器导出 PMD 文件 .................................................................... 73

启动和退出文件转换器 .............................................................................................................74

设置导出参数 ............................................................................................................................76

导出 PMD 文件 ......................................................................................................................... 78

8 维护 ..................................................................................................... 81

清洁固定连接器 ........................................................................................................................82

清洁 EUI 连接器 ....................................................................................................................... 84

重新校准设备 ............................................................................................................................86

产品的回收和处理（仅适用于欧盟） ........................................................................................ 87

9 故障排除 ............................................................................................... 89

解决常见问题 ............................................................................................................................89

查看联机文档 ............................................................................................................................91

联系技术支持部 ........................................................................................................................92

运输 ..........................................................................................................................................93

10 保修 ..................................................................................................... 95

一般信息 ................................................................................................................................... 95

责任 ..........................................................................................................................................96

免责 ..........................................................................................................................................97

合格证书 ................................................................................................................................... 97

服务和维修 ...............................................................................................................................98

EXFO 全球服务中心 .................................................................................................................99

A 技术规格 ............................................................................................. 101

偏振模色散分析仪 v

B 使用第三方宽带光源 .............................................................................. 103

符合标准 ................................................................................................................................. 103

不确定性公式 ......................................................................................................................... 105

索引 ........................................................................................................ 107

合格证书信息

vi FTB-5500B

合格证书信息

F.C.C. 信息

本电子测试设备在美国豁免第 15 部分符合性 (FCC) 的认证。但是，大多数

EXFO 设备都系统地执行了符合性验证测试。

 信息

本电子测试设备服从欧盟 EMC 指令。 EN61326 标准规定了实验室、测量和

控制设备的发射和抗干扰性要求。本设备按照欧盟指令和标准进行了全面的

测试。

合格证书信息

的偏振膜色散分析仪 vii

Application of Council Directive(s): 2006/95/EC - The Low Voltage Directive

2004/108/EC - The EMC Directive

And their amendments

Manufacturer’s Name: EXFO Electro-Optical Engineering Inc.

Manufacturer’s Address: 400 Godin Avenue

Quebec, Quebec

Canada, G1M 2K2

(418) 683-0211

Equipment Type/Environment: Test & Measurement / Industrial

Trade Name/Model No.: FTB-5500B

PMD Analyzer

Standard(s) to which Conformity is Declared:

EN 61010-1:2001 Safety Requirements for Electrical Equipment for Measurement,

Control, and Laboratory Use, Part 1: General Requirements.

EN 61326-1:2006 Electrical Equipment for Measurement, Control and Laboratory

Use - EMC Requirements – Part 1: General requirements

EN 60825-1:1994 +A2:2001

+A1:2002

Safety of laser products – Part 1: Equipment classification,

requirements, and user’s guide

EN 55022: 1998 +A2: 2003 Information technology equipment - Radio disturbance

characteristics - Limits and methods of measurement

I, the undersigned, hereby declare that the equipment specified above conforms to the above Directive and Standards.

Manufacturer

Signature:

Full Name: Stephen Bull, E. Eng

Position: Vice-President Research and

Development

Address: 400 Godin Avenue, Quebec (Quebec),

Canada, G1M 2K2

Date: January 09, 2009

DECLARATION OF CONFORMITY

的偏振膜色散分析仪 1

1 FTB-5500B

的偏振膜色散分析

仪

简介

主要功能

偏振模色散 (PMD) 是由材料的双折射性质而引起的沿着光纤或通过设备传播

的光的色散。此色散会造成两个主偏振态间的延迟。

FTB-5500B 的偏振膜色散分析仪充分利用 IEC 和 TIA 认可的干涉测量法，提

供了几乎可处理各种情形的快速现场验证设备。本设备配合 FLS-5800

CD/PMD 分析仪光源使用，在测量超过 200 千米的链路方面，具有市面上最

佳的动态范围。本的偏振膜色散分析仪覆盖 O+C+L 带宽。

FTB-5500B 的偏振膜色散分析仪提供高于 50 dB 的动态范围用于远距离应

用，多重测量能力用于长期监测以及估计的二阶 PMD 用于 DWDM 系统光纤

验证。

FTB-5500B 的偏振膜色散分析仪简介

2 FTB-5500B

典型应用

FTB-5500B 的偏振膜色散分析仪是完整的 PMD 分析仪系统。它采用国际公

认的干涉测量法测量 PMD。的偏振膜色散分析仪对所有光源功率进行 PMD

测量，取完整光源波长范围上的 PMD 平均值，而不进行任何滤波。完整的

动态范围测试长光纤时仍然可用。由于所需测量时间很短，它可承受较小的

振动且不需要任何特别的环境设置就能完成可靠的测量。

典型应用

本的偏振膜色散分析仪还能分析通过掺铒光纤放大器 (EDFA) 传输的信号，

提供整条链路上的总 PMD 值。

端口

手柄

FTB-5,500B

PMD

FTB-5500B 的偏振膜色散分析仪简介

的偏振膜色散分析仪 3

偏振膜色散基本理论

色散是指多次发生的非强度依赖性物理现象，其直接导致信号损耗（数字系

统中的脉冲展宽或时间抖动；模拟系统中的失真）。 PMD 是重要的信号色散

类型。随着非重复链路距离的增大及传输速率的提升，PMD 会大大降低系统

性能。

为了更好地了解 PMD 的影响，让我们看看脉冲通过波片的示例。脉冲在进

入波片时，会分解成偏振分量，这些分量与波片的双折射轴（称为快轴和慢

轴）相对齐。这些分量以不同群速率通过波片独立地进行传播，将在波片端

部作为时间上分隔的两个脉冲相重叠而重新结合。

这些脉冲之间的延迟称为差分群延迟 (DGD)，用 δτ 表示。对于 Gaussian 脉

冲（均方根宽度为 σ0 的无啁啾效应输入脉冲）的输出均方根宽度由下式给

出：

σ

2

= σ

0

2

+ r

0

(1 − r

0

)•δτ

2

其中 r0 是注入其中一个双折射轴的输入脉冲能量的一部分。

当信号完美对分时 (r0 =1/2) 时，会出现最差情况的展宽，当注入信号的输入

偏振态 (SOP) 与双折射轴之一对齐时，则不会出现展宽。

为了对此示例进行归纳，不妨将较长的微弱双折射电信光纤视为许多随意定

向的双折射波片的级联。两个波片之间的每个界面均沿着后续波片的双轴重

新分布光学能量。这种能量传输称为模式耦合。

FTB-5500B 的偏振膜色散分析仪简介

4 FTB-5500B

偏振膜色散基本理论

在较长的光纤中，沿着光纤会出现无数的模式耦合事件，因此，从输出端发

出的光是多个具备不同延迟的脉冲的重叠。然而，最终结果是：对于任何特

定的光学频率，

ω，我们始终可看到两种正交输入主偏振态 (PSP)，因此，

输入 SOP 与输入 PSP 相同的光脉冲，不会出现任何展宽。对于单个波片，

PSP 就是两个双折射轴，而对波片级联，输入或输出 PSP 均不与任何位置的

双折射轴定位相对应。

与波片的案例相反，长光纤的 DGD 和 PSP 取决于波长，并随着诸如温度和

外部机械限制之类的环境变化而在时域发生的波动。其行为是随机的，同时

作为特定时间的波长及特定波长的时间的函数。庆幸的是，可以统计方式表

示此行为的特征。可证明 δτ 的概率密度函数是 Maxwellian，在定义上，

PMD 是其均方根值，即：

PMD =

√<DGD

2

>

注意： PMD 有时定义为 DGD 的平均值，对于 Maxwellian 分布，则会得出低于均方

根定义 17% 的值。

如果平均值是通过

ω 计算的，则 PMD 在时间上是稳定的，如果平均窗口应

足够大 (

Δωδτ >> 1)。

FTB-5500B 的偏振膜色散分析仪简介

的偏振膜色散分析仪 5

偏振膜色散基本理论

有必要记住的是，DGD 会随时间出现波动，并可能大于或小于其均方根值或

PMD。这会导致这样的统计概率：脉冲（信息位）拓宽，并最终会削弱接收

器有效解码信息的能力。此负面 PMD 影响使其成为限制高位速率信息传输

的重要现象。

对于较长光纤中的 PMD，有一种特定的状态称为输入 PSP。在此状态中，当

信号的输入 SOP 与其任一个轴相对齐时，其将通过光纤传播，而不会出现信

号展宽或失真。将此现象定义为此特定输入 SOP，以便使输出 SOP 不依赖于

光学频率。而且，当信号在两个输入 PSP 之间均匀分流时，则会发生最差情

况。

对于带有模式间随机能量耦合的长电信光纤（即 L >> h，其中 h 是耦合长

度）， PMD 与距离的平方根成比例增长，其中强 HiBi 光纤的 PMD （可忽略

的模式耦合）则与距离成正比。因此，可忽略模式耦合的 PMD 系数用 ps/km

表示，而随机模式耦合的 PMD 系数则定义为 ps/km

1/2

。

FTB-5500B 的偏振膜色散分析仪简介

6 FTB-5500B

惯例

在使用本手册中所述的产品之前，应了解以下惯例：

警告

指示潜在的危险状况，如果不加以避免，可能会导致死亡或严重的人身伤

害。必须在了解并且符合操作条件的情况下，才能进行操作。

注意

指示潜在的危险状况，如果不加以避免，可能会导致轻微或中度的损害。

必须在了解并且符合操作条件的情况下，才能进行操作。

注意

指示潜在的危险状况，如果不加以避免，可能会导致器件损坏。必须在了

解并且符合操作条件的情况下，才能进行操作。

重要提示

涉及不可忽视的有关此产品的各种信息。

的偏振膜色散分析仪 7

2 安全信息

您的仪器属于 1 级激光或 LED 产品，符合 IEC60825-1 标准：2001、 2007、

21CFR1040.10。输出端口可能会发生激光辐射。

以下标签指示产品包含 1 级光源：

注意：显示的标签仅作信息提供之用。它不附贴在产品上。

警告

请勿在光源处于活动状态时安装或终止光纤。切勿直视负载信号光纤，并

确保您的眼睛始终得到保护。

警告

如果不按照以下指定的操作规程进行控制、调整和执行操作和维护过程，

可能导致危险的辐射暴露，或削弱本设备提供的保护。

1 级

激光产品

的偏振膜色散分析仪 9

3 的偏振膜色散分析仪入门

插入和取出测试模块

若要将模块插入 FTB-500：

1. 退出 ToolBox 并关闭设备。

2. 放置 FTB-500，使其右面板朝向您。

注意

FTB-500 工作时，请勿插入或取出模块。否则会立即对模块和设备造成不

可挽回的损害。

警告

当激光安全 LED （，位于 FTB-500 上）闪烁时，表明至少有一个模

块正在发射光信号。它可能不是当前正在使用的模块，因此请检查所有模

块。

的偏振膜色散分析仪入门

10 FTB-5500B

插入和取出测试模块

3. 拿住模块进行放置，使连接器管脚位于后部，详见下文和下图。

识别标签必须面朝上，连接器管脚必须位于固定螺丝孔右侧。

4. 将模块的凸边插入设备模块插槽的凹槽中。

5. 将模块一直推入插槽的底部，直到固定螺丝与插孔壳接触。

6. 放置 FTB-500，使其左面板朝向您。

凸边在顶部识别标签面朝上

连接器管脚

位于后部

固定螺丝孔位于

后部

FTB-500 右面板

的偏振膜色散分析仪入门

的偏振膜色散分析仪 11

插入和取出测试模块

7. 对模块轻微施力，同时顺时针旋转固定螺丝，直到拧紧为止。

这会使模块保持在其 “ 固定” 位置。

开启设备时，启动程序会自动检测模块。

顺时针旋转固定螺丝帽

FTB-500 左面板

的偏振膜色散分析仪入门

12 FTB-5500B

插入和取出测试模块

若要将模块从 FTB-500 上取下：

1. 退出 ToolBox 并关闭设备。

2. 放置 FTB-500，使其左面板朝向您。

3. 逆时针旋转固定螺丝，直到转不动为止。

模块会从插槽上慢慢松脱。

4. 放置 FTB-500，使其左面板朝向您。

逆时针旋转固定螺丝帽

FTB-500 左面板

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