DE20204391U1 - Emulator for polarization mode dispersion - Google Patents
Emulator for polarization mode dispersionInfo
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Description
OITK 0439DEG Deutsche Telekom, PatentOITK 0439DEG Deutsche Telekom, Patent
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft einen Emulator für Polarisationsmodendispersion (PMD), insbesondere einen Emulator für Polarisationsmodendispersion mit mehreren doppelbrechenden Elementen.
• &iacgr;&ogr;.'. . · ;.The invention relates to a polarization mode dispersion (PMD) emulator, in particular to a polarization mode dispersion emulator with multiple birefringent elements.
•&iacgr;&ogr;.'. . · ;.
Die Polarisationsmodendispersion (PMD) ist für optische Übertragungssysteme einer.Datenrate >10 Gbit/s einer der wesentlichen Effekte, der die optisch transparent " überbrückbare Reichweite begrenzt. Die Sensitivität von Übertragungssystemen gegenüber PMD im Sinne einer Verschlechterung der Systemeigenschaften ist eine.zu spezifizierende Kenngröße eines Übertragungssystems. Diese wird in der Regel als eine Verschlechterung der Empfindlichkeit des Systems unter dem Einfluss der PMD angegeben und als PMD-induzierte "Leistungs-Penalty" quantifiziert. Um diese systemspezifizierende Größe zu messen, ist ein PMD-Emulator, der möglichst realitätsnah die Eigenschaften einer Singlemodefaser nachbildet, sehr hilfreich. Als Alternative zu einem PMD Emulator müsste man Fasern unterschiedlicher PMD vorhalten,, was logistisch sehr, aufwendig ist. Dies gilt insbesondere deswegen, weil Glasfasern nicht mit vorgebbaren PMD-Werten angeboten werden können. ■.;·.■■ .Polarization mode dispersion (PMD) is one of the main effects for optical transmission systems with a data rate >10 Gbit/s, which limits the range that can be bridged optically transparently. The sensitivity of transmission systems to PMD in the sense of a deterioration in the system properties is a characteristic of a transmission system that must be specified. This is usually given as a deterioration in the sensitivity of the system under the influence of PMD and quantified as a PMD-induced "performance penalty". In order to measure this system-specifying parameter, a PMD emulator that simulates the properties of a single-mode fiber as realistically as possible is very helpful. As an alternative to a PMD emulator, fibers with different PMDs would have to be kept on hand, which is very complex logistically. This is especially true because glass fibers cannot be offered with predefined PMD values. ■.;·.■■ .
Ein idealer PMD-Emulator,sollte eine Maxwell-Verteilung von DGD-Werten (DGD="Differential Group Delay") sowohl als Funktion der Zeit als auch der Wellenlänge liefern. EinAn ideal PMD emulator should provide a Maxwell distribution of DGD values (DGD = Differential Group Delay) as a function of both time and wavelength.
derartiger Emulator kann beispielsweise aus einer großen Anzahl aneinandergereihter doppelbrechender Elemente bestehen, zwischen die Polarisations-Steuerungselemente eingefügt sind. Die Einstellungen der Polarisations-Steuerelemente werden dann zufällig gewählt. Bei einem solchen Aufbau kann jedoch der Mittelwert der DGD nicht vorherbestimmt und eingestellt werden. Für Tests optischer Übertragungssysteme ist es jedoch wichtig, die "Leistungs-Penalty" für eine Vielzahl von mittleren DGD-Werten zu überprüfen, um die Systeme optimieren zu können.Such an emulator can, for example, consist of a large number of birefringent elements arranged in a row, between which polarization control elements are inserted. The settings of the polarization control elements are then randomly selected. However, with such a setup, the mean value of the DGD cannot be predetermined and set. However, for testing optical transmission systems, it is important to check the "performance penalty" for a large number of mean DGD values in order to be able to optimize the systems.
Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, einen PMD-Emulator bereitzustellen, welcher die von optischen Übertragungsstrecken verursachte PMD nahezu realistisch nachzubilden und der darüber hinaus einstellbare mittlere DGD-Werte liefern kann. Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise bereits durch einen PMD-Emulator gemäß Schutzanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention therefore has the task of providing a PMD emulator which simulates the PMD caused by optical transmission links almost realistically and which can also provide adjustable average DGD values. This task is already solved in a surprisingly simple manner by a PMD emulator according to claim 1. Advantageous further developments are specified in the subclaims.
. . .. . .
Dementsprechend umfasst ein erfindungsgemäßer Emulator für Polarisationsmodendispersion zumindest zwei doppelbrechende Elemente, sowie Mittel zum Bereitstellen von Parametern für die Einstellungen der doppelbrechenden Elemente um eine vorgegebene Polarisationsmodendispersion des Emulators zu. erzeugen, und Mittel zum Einstellen der doppelbrechenden Elemente in Abhängigkeit von den Parametern. Dabei sind die Laufzeitverzögerungen, beziehungsweise genauer die differentiellen GruppenlaufZeitverzögerungen der einzelnen doppelbrechenden Elemente bekannt.Accordingly, an emulator for polarization mode dispersion according to the invention comprises at least two birefringent elements, as well as means for providing parameters for the settings of the birefringent elements in order to generate a predetermined polarization mode dispersion of the emulator, and means for setting the birefringent elements depending on the parameters. The propagation delays, or more precisely the differential group propagation delays of the individual birefringent elements, are known.
Auf diese Weise können zu einer gewünschten vorgegebenen PMD die für die Erzeugung dieser PMD erforderlichen Einstellungen der doppelbrechenden Elemente ermittelt werden. Auf diese Weise wird also unter Verwendung des erfindungsgemäßen PMD-Emulators ein Test optischer Übertragungssysteme unter kontrollierten, yorgebbaren Werten der PMD ermöglicht.In this way, the settings of the birefringent elements required to generate a desired, predetermined PMD can be determined. In this way, using the PMD emulator according to the invention, it is possible to test optical transmission systems under controlled, definable PMD values.
Die Einstellungsparameter, welche eine vorgegebene PMD erzeugen, können beispielsweise durch Mittel zum Berechnen der Parameter zu dem vorgegebenen Wert bestimmt werden. Ebenso ist auch denkbar, die Parameter in einer Liste den PMD-Werten gegenüberzustellen und abzurufen.The setting parameters that generate a given PMD can be determined, for example, by means for calculating the parameters to the given value. It is also conceivable to compare the parameters in a list with the PMD values and to retrieve them.
Beides kann vorzugsweise von einem Rechner durchgeführt werden. Insbesondere ist es von Vorteil, die Parameter über eine Rekursionsbeziehung zu berechnen.Both can preferably be carried out by a computer. It is particularly advantageous to calculate the parameters using a recursion relationship.
Im folgenden wird eine solche Berechnung von Parametern über eine beispielhafte Rekursionsbeziehung erläutert.In the following, such a calculation of parameters is explained using an example recursion relationship.
Die PMD wird in einfacher Weise durch einen dreikomponentigen Dispersionsvektor &OHgr;(&ohgr;) charakterisiert. Der Betrag des Dispersionsvektors gibt dabei die Größe der DGD an. Die Richtung des Vektors zeigt die Orientierung des langsamen prinzipalen Polarisationszustandes des ausgehenden Lichtes.The PMD is characterized in a simple way by a three-component dispersion vector Ω(ω). The magnitude of the dispersion vector indicates the size of the DGD. The direction of the vector shows the orientation of the slow principal polarization state of the outgoing light.
. ; ... . · ■ ■ ./.■·. Jedem der N doppelbrechenden Elemente läßt sich ein Dispersionsvektor &OHgr;&eegr;(&ohgr;), n=l, 2,..., N zuordnen. Die . ; ... . · ■ ■ ./.■·. Each of the N birefringent elements can be assigned a dispersion vector Ω η (ω), n=l, 2,..., N. The
Dispersionsvektoren &OHgr;&pgr;(&ohgr;) der vom &eegr;-ten Element verursachten PMD lassen sich dabei mit folgender Rekursionsbeziehung berechnen:Dispersion vectors Ω π (ω) of the PMD caused by the η-th element can be calculated using the following recursion relation:
(1) &OHgr;&eegr;=&Tgr;-1(2&agr;&eegr;)&Rgr;(Φ&eegr;)&Tgr;(2&agr;&eegr;).&OHgr;&eegr;_1+&dgr;&eegr; . (1) &OHgr;&eegr;=&Tgr;- 1 (2α eegr; )&Rgr;(Φ&eegr;)&Tgr;(2&agr;&eegr;).&OHgr;&eegr; _ 1 +δ &eegr; .
Dabei bezeichnet On den Vektor:
. ■.■:... Here O n denotes the vector:
. ■.■:...
(2) o„=(T„-cos(2a„)T„.sm(2an)lÖ)..(2) o"=(T"-cos(2a")T".sm(2a n )lÖ)..
Die Tn bezeichnen dabei den DGD-Wert des n-ten doppelbrechenden Elements und OCn den Winkel zwischen denThe T n denotes the DGD value of the n-th birefringent element and OC n the angle between the
lokalen Achsen des rz-ten doppelbrechenden Elements und dem . Labor-Koordinatensystem. .local axes of the rz-th birefringent element and the . laboratory coordinate system. .
Mit &Rgr;(Φ&eegr;) werden 3x3 Matrizen . ■*With &Rgr;(Φ&eegr; ) 3x3 matrices are created. ■*
■ '■'■■;.■ '■'■■;.
bezeichnet/wobei für die 2 &khgr; 2 Matrix R(On) gilt:where the 2 × 2 matrix R(O n ) is:
fcos(2cO sin(2ajlfcos(2cO sin(2ajl
(4) R(2a) = \ K n . n) L(4) R(2a) = \ K n . n) L
nJ l-sin(2an) cos(2ajj nJ l-sin(2a n ) cos(2ajj
(5) &phgr; &eegr; =<&Rgr;&pgr;+^·(&ohgr;-&ohgr;0).(5) ? &eegr; =<&Rgr;&pgr; +^·(ω-ω 0 ).
.. . ■ ' . . ■ ■ · ■.. . ■ ' . . ■ ■ · ■
Dabei stellt &phgr;&eegr; die Phase zwischen den PolarisationsmodenHere , φ η represents the phase between the polarization modes
dar. CO0 ist die Mittenfrequenz des optischen Spektrums, mit weichen die Signale übertragen werden. CO 0 is the center frequency of the optical spectrum at which the signals are transmitted.
T(2an) stellt eine 3 &khgr; 3-Matrix . T(2a n ) represents a 3 × 3 matrix .
, &lgr; \R(2an) 0], &lgr; \R(2a n ) 0]
(6) T{2an)=\ V"A I(6) T{2a n )=\ V" A I
dar. ..·.'■■■■ ■ ■ :..·.'■■■■ ■ ■ :
Ausgehend von der Rekursionbeziehung (1) lassen sich für eine vorgegebene PMD die Winkel CLn der einzelnen Elemente mit einer Optimierungsmethode bestimmen.Based on the recursion relation (1), the angles CL n of the individual elements can be determined for a given PMD using an optimization method.
Die Mittel, die Parameter für Einstellungen der doppelbrechenden Elemente bereitstellen, können außerdem Speicher aufweisen. In diesem kann beispielsweise eine Liste von Parametern gespeichert sein, welche mit einer geeigneten Rechnungsmethode unter Verwendung einer Rekursionsbeziehung ermittelt wurden. Soll dann eine bestimmte PMD eingestellt werden, so können die PMD-Werte mit der Liste verglichen und damit die Parameter zum Einstellen der doppelbrechendenThe means that provide parameters for setting the birefringent elements can also have a memory. This can, for example, store a list of parameters that have been determined using a suitable calculation method using a recursion relationship. If a specific PMD is to be set, the PMD values can be compared with the list and the parameters for setting the birefringent elements can be determined.
Elemente bestimmt werden.elements can be determined.
'Für die Automatisierung von PMD-Tests sind die Mittel zum Einstellen der doppelbrechenden Elemente vorteilhaft, welche die doppelbrechenden Elemente in Abhängigkeit von den Parametern einstellen.'For the automation of PMD tests, the means for adjusting the birefringent elements are advantageous, which adjust the birefringent elements depending on the parameters.
In einfacher Weise können zur Erzeugung vorgegebener PMD-Werte die Einstellungen die vertikal zur Lichtausbreitungsrichtung azimuthalen Orientierungen der doppelbrechenden Elemente umfassen. Dazu können die doppe!brechenden Elemente drehbar um eine in Lichtausbreitungsrichtung liegende Achse gelagert werden.In order to generate predetermined PMD values, the settings can easily include the azimuthal orientations of the birefringent elements vertically to the direction of light propagation. For this purpose, the birefringent elements can be mounted so that they can rotate around an axis lying in the direction of light propagation.
Dies kann in einfacher Weise, dadurch erreicht werden, daß die Mittel zum Einstellen Schrittmotoren und eine Schrittmotorsteuerung umfassen.This can be achieved in a simple manner by the means for adjusting comprising stepper motors and a stepper motor controller.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen.die Mittel, welche die Parameter für Einstellungen der doppelbrechenden Elemente bereitstellen, einen Rechner. Vorteilhaft kann insbesondere ein Arbeitsplatzrechner verwendet werden.According to a preferred embodiment, the means which provide the parameters for setting the birefringent elements comprise a computer. A workstation computer can advantageously be used in particular.
Als doppelbrechende Elemente sind unter anderem Kalkspatkristalle geeignet, da diese stark doppelbrechend sind und die Elemente entsprechend dünn gehalten werden können. Beispielsweise können diese Kristalle drehbar gelagert sein, wobei die Drehachse in Richtung der Lichtausbreitungsrichtung zeigt.Calcite crystals are suitable as birefringent elements, as they are highly birefringent and the elements can be kept correspondingly thin. For example, these crystals can be mounted so that they can rotate, with the axis of rotation pointing in the direction of light propagation.
' : ■ .,■·■. '' : ■ .,■·■. '
Die doppelbrechenden Elemente können außerdem mit einer Antireflexionsbeschichtung, etwa an· beiden Stirnflächen versehen sein. Damit werden Reflexionen innerhalb des Emulators und damit der Aufbau eines parasitären Filters vermieden. . -The birefringent elements can also be provided with an anti-reflection coating, for example on both end faces. This prevents reflections within the emulator and thus the creation of a parasitic filter. . -
Der Anschluß an die Glasfasern des optischenThe connection to the glass fibers of the optical
Übertragungssystems kann beispielsweise an den Übergangsstellen durch eine geeignete Kolliinationsoptik hergestellt werden. .Transmission system can be achieved, for example, at the transition points using suitable colliation optics.
Die Erfindung wird im folgenden genauer anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using a preferred embodiment and with reference to the accompanying drawings. They show:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einerFig. 1 is a schematic view of a
. Ausführungsform eines erfindungsgemäßen PMD-. Embodiment of a PMD according to the invention
Emulators,
Fig. 2A bis 2C. gemessene DGD-Histogramme optischer Signale nach Durchlaufen eines erfindungsgemäßen PMD-Emulators, undEmulators,
Fig. 2A to 2C. measured DGD histograms of optical signals after passing through a PMD emulator according to the invention, and
Fig. 2D bis 2F berechnete DGD-Histogramme optischer SignaleFig. 2D to 2F calculated DGD histograms of optical signals
nach Durchlaufen eines erfindungsgemäßen PMD-Emulators. . ■ ·'after running through a PMD emulator according to the invention. . ■ ·'
In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen PMD-Emulators gezeigt, der als ganzes mit 1 bezeichnet ist. Der PMD-Emulator 1 umfaßt in dieser Ausführungsform zehn kaskadierte Kalkspatkristalle 20, 21,..., 29. Die scheibenförmigen Kalkspatkristalle wirken als doppelbrechende Elemente und sind drehbar senkrecht zur Richtung gelagert, entlang welcher optische Signale den PMD-Emulator durchlaufen. Die optischen Signale aus dem Sender werden zunächst in einer optischen Fiber 4 geführt. Mittels einer Kollimationsoptik 6 werden die am Fiberende austretenden Lichtstrahlen gesammelt und als möglichst paralleles Strahlenbündel durch die Kalkspatkristalle geleitet. Nachdem die optischen Signale den PMD-Emulator durchlaufen haben, werden sie von einer zweiten Kollimationsoptik 10 gebündelt und in eine weitere Fiber, zur Signalweiterleitung eingekoppelt.Fig. 1 shows a schematic view of an embodiment of a PMD emulator according to the invention, which is designated as a whole by 1. In this embodiment, the PMD emulator 1 comprises ten cascaded calcite crystals 20, 21,..., 29. The disk-shaped calcite crystals act as birefringent elements and are rotatably mounted perpendicular to the direction along which optical signals pass through the PMD emulator. The optical signals from the transmitter are initially guided in an optical fiber 4. The light rays emerging at the end of the fiber are collected by means of a collimating optic 6 and guided through the calcite crystals as a beam of rays that is as parallel as possible. After the optical signals have passed through the PMD emulator, they are bundled by a second collimating optic 10 and coupled into another fiber for signal transmission.
Die drehbar gelagerten Kalkspatkristalle sind jeweils einzelnThe rotatably mounted calcite crystals are each individually
an Schrittmotoren 30, 31,...,39 gekoppelt. Die Schrittmotoren sind ihrerseits an eine Schrittmotorsteuerung 9 angeschlossen, welche für jeden der Schrittmotoren einen eigenen Kanal aufweist. Auf diese Weise können die Vorzugsachsen der Kristalle 21,..., 29 individuell ausgerichtet werden.coupled to stepper motors 30, 31,...,39. The stepper motors are in turn connected to a stepper motor controller 9, which has a separate channel for each of the stepper motors. In this way, the preferred axes of the crystals 21,..., 29 can be individually aligned.
Zur Steuerung der Schrittmotorsteuerung ist ein Rechner vorgesehen. Dieser dient als Mittel, um Parameter für Einstellungen der doppelbrechenden Elemente, beziehungsweise der Kalkspatkristalle bereitzustellen, welche eine vorgegebene Polarisationsmodendispersion des Emulators : erzeugen.A computer is provided to control the stepper motor control. This serves as a means of providing parameters for settings of the birefringent elements or the calcite crystals, which generate a predetermined polarization mode dispersion of the emulator.
Dazu können die Parameter in einer Liste abgespeichert sein. Insbesondere kann auf dem Rechner auch ein Programm ausgeführt werden, welches die Berechnung der Parameter auf der Grundlage einer rekursiven Beziehung, wie sie beispielsweise in der Formel (1) angegeben ist, durchführt.For this purpose, the parameters can be stored in a list. In particular, a program can be executed on the computer which calculates the parameters on the basis of a recursive relationship, such as that given in formula (1).
Dazu kann beispielsweise ein Benutzer über die Tastatur PMD-Werte eingeben, wobei das Programm dann die Winkel der Kalkspatkristalle so berechnet, daß deren Einstellung mittels der Schrittmotoren 20, 21,..., 29 eine PMD des Emulators verursacht, welche den eingegebenen Werten entspricht.For example, a user can enter PMD values via the keyboard, whereby the program then calculates the angles of the calcite crystals in such a way that their adjustment by means of the stepper motors 20, 21,..., 29 causes a PMD of the emulator which corresponds to the entered values.
Die Parameter können dann vom Programm in Schritte umgerechnet werden. Über eine geeignete Schnittstelle 7, mit welcher der Rechner 5 und die Schrittmotorsteuerung verbunden sind, können dann diese Parameter an die Steuerung übergeben werden, welche daraufhin die Schrittmotoren steuert und die Kristalle in die berechneten Positionen dreht.The parameters can then be converted into steps by the program. These parameters can then be transferred to the controller via a suitable interface 7, to which the computer 5 and the stepper motor controller are connected. The controller then controls the stepper motors and rotates the crystals into the calculated positions.
Für die drehbar gelagerten Kalkspatelemente ist die Laufzeitverzögerung zwischen schneller und langsamer Hauptachse bekannt. Die Größenordnung der Laufzeitdifferenz (zwischen schneller und langsamer Achse) einesFor the rotatably mounted calcite elements, the propagation delay between the fast and slow main axis is known. The magnitude of the propagation delay difference (between the fast and slow axis) of a
Kalkspatkristalls ist um einen Faktor ViV kleiner als der gewünschte PMD Wert des Emulators und liegt somit für derzeit relevante Übertragunsraten von lOGbit/s bzw. 40 Gbit/s im Bereich von wenigen Picosekunden.
. ■ ■ . ' . ■ · ' ' The wavelength of the calcite crystal is smaller by a factor of ViV than the desired PMD value of the emulator and is therefore in the range of a few picoseconds for currently relevant transmission rates of lOGbit/s or 40 Gbit/s.
. ■ ■ . ' . ■ · ''
Ein Kalkspatelement mit einer Doppelbrechung von etwa einer Picosekunde zeigt bei den verwendeten optischen Frequenzen eine sehr große Phasendrehung von circa.400&pgr; auf. Aus diesem Grund ist die Phasenverschiebung zwischen langsamer und schneller Achse, die durch das jeweilige Kalkspatelement verursacht wird, sehr stark von der Temperatur und dem mechanischen Aufbau abhängig. Die Phasen &phgr;&eegr; können daher als .stochastische. Größen angenommen werden, die im zeitlichen Mittel oder im Frequenzmittel gleichverteilt sind. Dementsprechend sind auch die Komponenten der .A calcite element with a birefringence of about one picosecond shows a very large phase shift of about 400π at the optical frequencies used. For this reason, the phase shift between the slow and fast axis caused by the respective calcite element is very dependent on the temperature and the mechanical structure. The phases φ η can therefore be assumed to be "stochastic" quantities that are evenly distributed in the time average or in the frequency average. The components of the .
Dispersionsvektoren Qn statistische Größen. Über eine Rekursionsbeziehung wie sie beispielsweise in (1) angegeben ist, werden also beispielsweise die Winkel für die Einstellung einer mittleren DGD, Atrms , als PMD-Wert berechnet. Die einzelnen DGD-Werte eines Ensembles optischer Signale genügen dann wie unter realen, nicht emulierten Bedingungen einer Maxwell-Verteilung.Dispersion vectors Q n statistical quantities. Using a recursion relationship such as that given in (1), the angles for setting a mean DGD, At rms , are calculated as a PMD value. The individual DGD values of an ensemble of optical signals then satisfy a Maxwell distribution as under real, non-emulated conditions.
In den Figuren 2A bis 2C sind DGD-Histogramme gemessener Daten (3 00 Werte) für verschiedene DGD-Mittelwerte Arms von 10 ps, 20 ps und 30 ps dargestellt. Über die Rekursionsbeziehung wurden die Winkel für die DGD-Mittelwerte berechnet und eingestellt. In den Figuren 2D bis 2F sind entsprechende Histogramme dargestellt, welche mit Computer-Simulationen berechnet wurden. Die durchgezogenen Kurven in den Figuren 2A bis 2F sind theoretische Maxwell-Verteilungen für diese Ensembles.Figures 2A to 2C show DGD histograms of measured data (3 00 values) for different DGD mean values Ar ms of 10 ps, 20 ps and 30 ps. The angles for the DGD mean values were calculated and set using the recursion relationship. Figures 2D to 2F show corresponding histograms which were calculated using computer simulations. The solid curves in Figures 2A to 2F are theoretical Maxwell distributions for these ensembles.
Die DGD-Mittelwerte wurden nach der Berechnung und Einstellung der Winkel durch Messung verifiziert. Es ergabenThe DGD mean values were verified by measurement after calculation and setting of the angles. The results were
sich bei vorgegebenem Wert AfSAfS=10 ps gemessene DGD-Mittelwerte von 9,6 ps, 9,7 ps und 9,6 ps. Bei vorgegebenem DGD-Mittelwert von 20.ps konnten DGD-Mittelwerte von 19,0 ps, 18,9 ps und 19,4 ps gemessen werden. Bei einer Einstellung, die zu einem DGD-Mittelwert von 30 ps führen sollte, konnten Mittelwerte von 2 8,9 ps, 2 8,9 ps und 30,2 ps gemessen werden. Dies zeigt, daß alle a priori eingestellten DGD-Mittelwerte des PMD-Emulators bei den eingestellte Winkellagen der Kalkspatkristalle in guter Übereinstimmung mit den tatsächlichen DGD-Mittelwerten des Emulators ist.With a given value Af SAfS =10 ps, measured DGD mean values of 9.6 ps, 9.7 ps and 9.6 ps were obtained. With a given DGD mean value of 20 ps, DGD mean values of 19.0 ps, 18.9 ps and 19.4 ps were measured. With a setting that should lead to a DGD mean value of 30 ps, mean values of 2 8.9 ps, 2 8.9 ps and 30.2 ps were measured. This shows that all a priori set DGD mean values of the PMD emulator are in good agreement with the actual DGD mean values of the emulator for the set angular positions of the calcite crystals.
Die über die Rekursionsbeziehung ermittelten Winkel der zehn Kalkspatelemente sind in nachstehender Tabelle aufgeführt. Zu den Kalkspatelementen sind außerdem deren einzelne, gemessene DGD-Werte aufgeführt.The angles of the ten calcite elements determined using the recursion relationship are listed in the table below. The individual measured DGD values of the calcite elements are also listed.
=30 ps=30 hp
Anhand eines Vergleichs der Figuren 2&Aacgr; bis 2C mit den korrespondierenden Simulationen in den Figuren 2D bis 2F ist ersichtlich, daß der Emulator bis zu einem mittleren DGD-Wert von 20 ps die realen Bedingungen, welche durch die Maxwell-Verteilungen charakterisiert sind, sehr gut nachbilden kann.By comparing Figures 2A to 2C with the corresponding simulations in Figures 2D to 2F, it is evident that the emulator can reproduce the real conditions, which are characterized by the Maxwell distributions, very well up to an average DGD value of 20 ps.
Für &Dgr;&tgr;&Agr;&Mgr;5=30 ps sind jedoch die Elemente bereits so auszurichten, daß sich ein Wert von 60% des Maximalwerts von 52,3 ps für diese Ausführungsform ergibt. Aufgrund dessen ergibt sich bei hohen mittleren DGD-Werten eine Abweichung der Verteilungsfunktion von der unter realen Bedingungen zu erwartenden Maxwell-Verteilung.However, for Δτ �Aμ5 =30 ps, the elements must be aligned in such a way that a value of 60% of the maximum value of 52.3 ps is obtained for this embodiment. As a result, with high average DGD values, the distribution function deviates from the Maxwell distribution expected under real conditions.
Der Emulator kann jedoch in einfacher Weise auch zur realistischen Emulation größerer PMD verwendet werden, beispielsweise etwa durch Verwendung stärker doppelbrechender Materialien, durch Hintereinanderschaltung von noch mehr doppelbrechenden Elementen, oder durch Verwendung dickerer Elemente.However, the emulator can also be used in a simple way to realistically emulate larger PMDs, for example by using more birefringent materials, by connecting even more birefringent elements in series, or by using thicker elements.
·■■··■'·■■··■'
Claims (15)
Mittel (5) zum Bereitstellen von Parametern für die Einstellungen der doppelbrechenden Elemente um eine vorgegebene Polarisationsmodendispersion des Emulators zu erzeugen und
Mittel (9, 30-39) zum Einstellen der doppelbrechenden Elemente in Abhängigkeit von den Parametern. 1. Emulator for polarization mode dispersion, comprising at least two birefringent elements ( 20-29 ), characterized by
Means ( 5 ) for providing parameters for the settings of the birefringent elements to produce a predetermined polarization mode dispersion of the emulator and
Means ( 9 , 30-39 ) for adjusting the birefringent elements depending on the parameters.
≙n = T-1(2αn)P(Φn)T(2αn). ≙n-1 + ≙n, mit
≙n = (τn.cos(2αn)τn.sin(2αn),0),
Φn = φn + τn.(ω - ω0)
und
erfolgt, wobei
≙n den dreikomponentigen Dispersionsvektor des n-ten doppelbrechenden Elements,
φn die Phase zwischen den Polarisationsmoden,
ω0 die Mittenfrequenz des optischen Spektrums,
ω die Kreisfrequenz eines optischen Signals,
τn den Wert der differentiellen Gruppenlaufzeitverzögerung des n-ten doppelbrechenden Elements und
αn den Winkel zwischen den lokalen Achsen des n-ten doppelbrechenden Elements und dem Labor-Koordinatensystem bezeichnen. 6. Emulator according to one of claims 2 to 5, wherein the calculation of the parameters via the recursion relationship
≙ n = T -1 (2α n )P(Φ n )T(2α n ). ≙ n-1 + ≙ n , with
≙ n = (τ n .cos(2α n ) τ n .sin(2α n ),0),
? n = ? n + ? n .(ω - ω 0 )
and
takes place, whereby
≙ n is the three-component dispersion vector of the n-th birefringent element,
φ n is the phase between the polarization modes,
ω 0 is the center frequency of the optical spectrum,
ω is the angular frequency of an optical signal,
τ n is the value of the differential group delay of the n-th birefringent element and
α n denotes the angle between the local axes of the n-th birefringent element and the laboratory coordinate system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20204391U DE20204391U1 (en) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | Emulator for polarization mode dispersion |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE20204391U DE20204391U1 (en) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | Emulator for polarization mode dispersion |
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|---|---|
| DE20204391U1 true DE20204391U1 (en) | 2002-05-29 |
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ID=7969149
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|---|---|---|---|
| DE20204391U Expired - Lifetime DE20204391U1 (en) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | Emulator for polarization mode dispersion |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE20204391U1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2002-03-20 DE DE20204391U patent/DE20204391U1/en not_active Expired - Lifetime
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