◈ pmd measurement of single mode fiber by the wavelength scanning method
DESCRIPTION
◈ PMD Measurement of Single Mode Fiber by the Wavelength Scanning Method. Outline. 장 유 민. 실험의 목표와 과정 Setup & Measurement Data Analysis Further work. Object. Wavelength Scanning Method 를 이용한 PMD 측정 시스템 구현 여러 단일 모드 광섬유의 PMD 를 다양한 방법으로 측정 / 비교 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
◈ PMD Measurement of Single Mode Fiber by the Wavelength Scanning
Method
1. 실험의 목표와 과정2. Setup & Measurement
Data3. Analysis4. Further work
Outline
장 유 민
Object
1. Wavelength Scanning Method 를 이용한 PMD 측정 시스템 구현
2. 여러 단일 모드 광섬유의 PMD 를 다양한 방법으로 측정 / 비교
3. PMD Mechanism 에 대한 Theoretical Model 제시
1. 기초 자료 수집1. 기초 자료 수집
Process
2. 실험 방법 구상 3. 장비 및 소자 특성 측정
2. 실험 방법 구상 3. 장비 및 소자 특성 측정
4.SETUP 5. MEASUREMENT
4.SETUP 5. MEASUREMENT
6. 분석 7. 모델링6. 분석 7. 모델링
1. Collecting the fundamental Data
1. Polarization, Dispersion in a Single Mode Optical Fiber
Research latter / Book / Data
2. Device Manuals,
Remote Control & Measurement Sequence
3. Books
Mathematical jobs / Understanding the Standard
2.1.Thinking about Measurement Method
1. FOTP-113 을 기초로 한 Wavelength Scanning Method- Fixed Analyzer Method- Poincare Sphere Method
2. Jones Matrix Eigen Analysis
3. Time Domain PMD Measurement Method- Interferometric Method- Modulation Phase-Shift Method- Pulsed-Delay Method
2.2. Diagram of the Wavelength Scanning Method
Polarization Controller
3. Setup
Space
Fiber End Lens Polarizer Object Lens Fiber SC to DUT DUT End Polarizer PDA400 Input
4. Measurement
1480 1500 1520 1540 1560 1580-0.02
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
Ph
oto
Dio
de
Ou
tpu
t(V
)
Wavelength(nm)
Vertical Horizantal No Analyzer
Fixed Analyzer Method 에 의해 측정
2 x 25km SMF Spool
Vertical :
Peak Points
1490/1502/1515/1523/1531/1556
Mean DGD : 0.241 ps
PMD => 0.034 ps/√km
Horizontal :
Peak Points
1493/1508/1519/1528/1539/1561
Mean DGD : 0.235 ps
PMD => 0.033 ps/√km
4.1 Fitting
1480 1500 1520 1540 1560 15800.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Ou
tput
(ra
tio)
Wavelength(nm)
Horizontal Vertical Using the Lorentz Multi
Peak Fitting in Origin7
P(h)/{P(h)+P(v)} : Horizontal
P(v)/{P(h)+P(v)} : Vertical
PMD Coefficient
=> 0.032 ps/√km
Calculated by<Δτ> = kEλfirstλlast/2(λlast-λfirst)c
4.3 100km Spool by Fixed Analyzer Method
100km 광섬유 스풀을 한 시간 간격으로 측정
Mean DGD : 0.28 ps
PMD : 0.028 ps/√km
-Mean DGD 값은 거의 변화 없음
-특정 파장에서의 DGD 값이 변화 됨을 예상 할 수 있음
1480 1500 1520 1540 1560 15800.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
R(
Wavelength(nm)
0 hr 1 hr 2 hr 3 hr 4 hr 5 hr
4.4 Polarization Controller & Polarimeter
1480 1500 1520 1540 1560 1580 1600
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
s1
Wavelength(nm)
100km 50km 100km : 8 개의 극점
1488/1501/1513/1525/1535/1557/1576/1585
Mean DGD : 0.23 ps
PMD : 0.023 ps/√km
50km : 6 개의 극점
1492/1513/1528/1542/1558/1576
Mean DGD : 0.19 ps
PMD : 0.027 ps/√km
4.5. 광 Power 에 따른 DOP 변화
1460 1480 1500 1520 1540 1560 1580 16000
20
40
60
80
100
DO
P(%
)
Wavelength(nm)
-10dBm -15dBm -20dBm
Fiber spool about 20 km
1570 nm 부근에서 DOP 가 심하게 감소
DOP 가 감소하는 경우 DGD 측정에 영향
1460 1480 1500 1520 1540 1560 1580 1600-54
-52
-50
-48
-46
-44
-42
-40
-38
-36
-34
-32
-30
-28
-26
Inte
nsi
ty(d
Bm
)
Wavelength(nm)
TLS Output -10dBm -15dBm -20dBm
측정 프로그램의 불완전성
5. 분석 : Measured data -> Calculation PMD
1. Fixed Analyzer Method (FOTP-113)
Calculation Formula
Mean DGD : <Δτ> = kEλfirstλlast/2(λlast-λfirst)c
PMD : Mean DGD / Sqrt Fiber Length
2. Poincare Sphere Method is equal to Fixed Analyzer Method
S0 = <Ex2> + <Ey
2>
S1 = <Ex2> - <Ey
2>
s1 = S1/S0 이므로 ,
1 + s1 = 2 x <Ex2> / {<Ex
2> + <Ey2> } = 2 x P(h)/{P(h)
+P(v)}
3. Stokes Parameter Evolution (Jones Matrix Eigenvalue Analysis)
FOTP - 122 { TIA/EIA - 455- 122 –A}
5.0.1. Stokes Parameter Evolution
Output PSP+
Output PSP-
Input SOP
Output SOP
Output PSP+
Output PSP-
Input SOP
Output SOP
2
)(2
)2()1()0(
1st order PMD Higher order PMDPMD 를 계산 하기 위해서는 1 차 PMD 로 근사 할 최소 3 개의 지점을 결정해야 한다 .
6. Conclusio & Further Jobs
1. 100km : 8 개의 극점
Mean DGD : 0.23 ps PMD : 0.023 ps/√km
50km : 6 개의 극점
Mean DGD : 0.19 ps PMD : 0.027 ps/√km
2. Stokes Parameter 를 이용하여 고차 PMD 값의 계산
3. DGD 의 통계적 특성 이해
4. PMD 모델링 , 컴퓨터 시뮬레이션
5. PMD Emulator / Compensator 제작 및 특성 측정
5.1. 100km Fiber Spool
2 x 25km SMF Spool
Vertical :
Peak Points
1490/1502/1515/1523/1531/1556
Mean DGD : 0.241 ps
PMD => 0.034 ps/√km
Horizontal :
Peak Points
1493/1508/1519/1528/1539/1561
Mean DGD : 0.235 ps
PMD => 0.033 ps/√km
100km 광섬유 스풀을 한 시간 간격으로 측정
Mean DGD : 0.28 ps
PMD : 0.028 ps/√km
100km : 8 개의 극점
1488/1501/1513/1525/1535/1557/1576/1585
Mean DGD : 0.23 ps
PMD : 0.023 ps/√km
50km : 6 개의 극점
1492/1513/1528/1542/1558/1576
Mean DGD : 0.19 ps
PMD : 0.027 ps/√km
모델링 및 시뮬레이션SMF
t
t(PMD)
fsf
ssf
f
ss
f
Random Polarization Mode Coupling mean sq. dev.