DE10033819A1

DE10033819A1 - PMD-Monitor-Verfahren und Anordnung zur Ermittlung der Polarisations-Moden-Dispersion eines Transmissionssystems und insbesondere einer Transmissionsfaser

Info

Publication number: DE10033819A1
Application number: DE10033819A
Authority: DE
Inventors: Egbert Krause; Adalbert Bandemer
Original assignee: Individual
Current assignee: Thorlabs GmbH
Priority date: 2000-03-04
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2001-09-27

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Polarisations-Moden-Dispersion eines Transmissionssystems und insbesondere einer Transmissionsfaser. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß in einem optoelektronischen Heterodynempfänger eine Überlagerung eines zu analysierenden optischen Datensignals mit der Strahlung eines bezüglich seiner Wellenlänge durchstimmbaren optischen Elements und insbesondere eines Lasers erfolgt. Erfindungsgemäß kann damit der Polarisationszustand des zu analysierenden Signals als Funktion der Wellenlänge gemessen werden.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine An ordnung zur Ermittlung der Polarisations-Moden-Dispersion (PMD) eines Transmissionssystems und insbesondere einer (D-WDM)-Transmissionsfaser.

Da jede Glasfaser ungewollt in geringem Umfange doppel brechend ist, laufen Lichtsignale unterschiedlicher Pola risation mit verschiedenen Gruppengeschwindigkeiten durch die Glasfaser. Beim Empfänger kommen die Lichtanteile un terschiedlicher Polarisation daher zeitlich gegeneinander verzögert an; dieser Laufzeiteffekt führt zu einer Ver breiterung des empfangenen Signals und damit zu einer Be einträchtigung der Übertragungsqualität. Dies kann insbe sondere zu einer Erhöhung der Bitfehlerrate führen.

Die Polarisations-Moden-Dispersion umfaßt alle polarisa tionsabhängigen Laufzeiteffekte, bei denen sich die Signalausbreitung vollständig durch das Ausbreitungsver halten zweier voneinander unabhängiger und zueinander or thogonaler Polarisationsmoden beschreiben läßt. Da sich die Doppelbrechung durch äußere Einflüsse, wie Temperatur und mechanische Belastung - z. B. durch Winddruck bei Freileitungen - ständig ändert, und zudem von der Wellen länge abhängt, verändert sich permanent sowohl die Lage der "principial states of polarisation" (PSP) als auch die Laufzeitdifferenz zwischen den PSP's. Dies bezeichnet man auch als Polarisations-Moden-Dispersion.

Aus den genannten Effekten resultiert beispielsweise ein zeitlich flukturierendes wellenlängenabhängiges PMD- Verhalten von Transmissionsfasern mit Zeitkonstanten im Millisekunden- bis Minutenbereich.

Stand der Technik

Aus einer Reihe von Gründen - beispielsweise um die re sultierende wellenlängenabhängige PMD zu kompensieren - ist es erforderlich, die tatsächliche momentane PMD eines Transmissionssystems zu messen.

Bekannt sind PMD-Meßgeräte, die entweder nach der inter ferometrischen Methode oder nach dem Jones-Matrix-Ver fahren arbeiten. Diese bekannten PMD-Meßgeräte benötigen pro Messung zwischen einigen zehn Sekunden und einigen Minuten, sind sehr voluminös und arbeiten darüber hinaus mit während der Messung zu bewegenden Bauteilen. Damit sind sie nicht für PMD-Kompensationseinrichtungen geeig net, die an Übertragungsstrecken stehen.

Deshalb behilft man sich derzeit zur (indirekten) Messung der PMD mit der Ermittlung der durch Polarisations-Moden- Dispersions (PMD) hervorgerufenen Verzerrungen bzw. deren Auswirkungen auf die Übertragungsqualität, wie beispiels weise Messungen der Bitfehlerrate. Diese Vorgehensweise liefert jedoch keine direkte Aussagen über die PMD bei spielsweise einer Transmissionsfaser.

Ein weiteres bekanntes Verfahren benutzt nach der opto elektronischen Detektion des Nutzsignals einen Satz von Hochfrequenzfiltern, um die Phasenverschiebungen ausge wählter Seitenfrequenzen zu bestimmen. Dabei hängt der Aufwand von der Modulationsbandbreite des Nutzsignales ab. Unterschiedliche Bitraten in der digitaler Übertra gung erfordern unterschiedliche Filterkombinationen. Es sind üblicherweise jedoch nur ca. 3-4 Filter praktikabel. Die Ermittlung der PMD ist damit an eine Signaldemodula tion gebunden und somit nur für jeweils ein Nutzsignal möglich.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Ermittlung der Polarisations- Moden-Dispersion eines Transmissionssystems und insbeson dere einer Transmissionsfaser anzugeben, die in kurzer Meßzeit einen Rückschluß auf die Veränderungen der PMD erlaubt, so daß sie beispielsweise in einer PMD-Kompen sationseinrichtung als PMD-Monitor eingesetzt werden kann.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Weiterbildung in der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, in einem optoelektronischen Heterodynempfänger das zu analysieren de optische Datensignal mit der Strahlung eines bezüglich seiner Wellenlänge durchstimmbaren optischen Elements und insbesondere eines Lasers zu überlagern. Erfindungsgemäß kann damit der Polarisationszustand des zu analysierenden Signals als Funktion der Wellenlänge gemessen werden.

Das Spektrum eines digitalen, optischen Datensignals hat eine definierte spektrale Breite, die von der Bitrate ab hängt. Je höher die Bitrate ist, desto breiter ist das zugehörige Spektrum.

Die unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten der verschiedenen spektralen Anteile in unterschiedlichen Po larisationszuständen innerhalb der Lichtleitfaser der Übertragungsstrecke verursachen nach hinreichender Über tragungslänge Signalverzerrungen, die eine Wiederherstel lung der digitalen Information unmöglich machen oder zu mindest die Signalqualität negativ beeinflussen.

Mit Hilfe eines optoelektronischen Heterodynempfängers, dessen Bandbreite ein Bruchteil des Signalspektrums be trägt, wird dieses Spektrum spektral aufgelöst gemessen. Man erhält dann Meßwerte, die das Leistungsdichtespektrum des Empfangssignals - je nach Durchstimm-Bandbreite über einen Teil des Spektrums oder über das gesamte Spektrum - wiederspiegeln.

Bei dieser optischen Überlagerung hängt die Nutzamplitude des elektrischen Überlagerungssignals von den beiden Si gnalleistungen, aber auch direkt von den Polarisations richtungen des einlaufenden Signals und des lokalen Über lagerungslasers ab.

Um die polarisationsunabhängige Leistungsdichte des Ein gangsspektrums zu bestimmen, werden zwei orthogonale Po larisationszustände (SOP = state of polarization) z. B. des lokalen Lasers für eine optoelektronische Überlagerung benutzt. Diese können z. B. die horizontale und die verti kale Polarisation sein mit den Vektoren (S₁, S₂, S₃):

SOP_H = (1, 0, 0) horizontal
SOP_V = (-1, 0, 0) vertikal

Die spektrale Verteilung der Gesamtsignalleistung wird unter Benutzung dieser zwei orthogonalen Polarisationszu stände ermittelt.

P_Üges (λ) = (P_ÜH (λ) + P_ÜV (λ))/2

Um die unterschiedlichen Polarisationszustände innerhalb des Empfangsspektrums spektral aufgelöst messen zu kön nen, werden weitere Polarisationsrichtungen benötigt; da bei ist es vorteilhaft eine unter 45 Grad stehende und eine rechts- oder links-zirkulare Polarisation zu benut zen, z. B.

SOP₄₅ = (0, 1, 0) linear, +45° schräg
SOP_R = (0, 0, 1) rechts-zirkular

Das Eingangsspektrum wird nun beispielsweise mit folgen den Polarisationszuständen des lokalen Lasers überlagert:

Die Leistung jeden Mischproduktes ist proportional zu dem Produkt aus Eingangsleistung und Lokallaserleistung und einem Faktor k, der die Übereinstimmung beider Polarisa tionen beschreibt.

P_Ü = k.P_E.P_L.a(ΔSOP)

Mit
k Konstante
P_E Eingangsleistung
P_L Lokallaserleistung
a(ΔSOP) Polarisations-Übereinstimmungsfaktor

Dabei ist der Polarisations-Übereinstimmungsfaktor a(ΔSOP) vom relativen Abstand der SOP auf der Poincaré- Kugel abhängig:

α = cos²(α/2)
α Winkel zwischen SOP_E und SOP_L auf der Poin caré-Kugel

Der Amplitudenfaktor a(ΔSOP) ist maximal 1 bei identi schen Polarisationen (α = 0°) und 0 für orthogonale Polari sationen (α = 180°).

Mit Hilfe der drei Polarisationen (S1, S2, S3) = (1, 0, 0); (0, 1, 0); (0, 0, 1), die die Stokes-Vektoren S₁, S₂, S₃ re präsentieren, werden daraus die wellenlängenabhängigen normierten Stokes-Parameter s₁(λ), s₂(λ) und s₃(λ) des Emp fangssignals ermittelt.

s₁ (λ) = P_ÜH(λ)/P_Üges(λ)
s₂ (λ) = P_Ü-45(λ)/P_Üges(λ)
s₃ (λ) = P_ÜV(λ)/P_Üges(λ)

Bei jeder Wellenlänge des Eingangsspektrums ist somit die Polarisationsrichtung des ausgefilterten Spektralanteils bestimmt.

SOP_E(λ) = [s₁(λ), s₂(λ), s₃(λ)]

Die PMD zeigt nun ihre Auswirkungen darin, daß die Strah lung der Datenquelle in zwei Leistungsanteile aufgespal ten wird, die den Principal States of Polarization (PSP_n) am Eingang der Übertragungsstrecke entsprechen. Zwischen beiden, in der Regel verschieden großen Leistungsanteilen tritt eine relative Zeitverzögerung - Differential Group Delay (DGD) genannt - auf. Die beiden Leistungsanteile erreichen den PMD-Monitor mit Polarisationsrichtungen, die den PSP_out entsprechen.

Das Datensignal erleidet durch PMD keine Verzerrungen, wenn die DGD gleich 0 ist, oder die Polarisation der Ein gangsstrahlung identisch zu einem PSP_in der Übertragungs strecke ist. In beiden Fällen bleibt die Ausgangspolari sation am Ende der Übertragungsstrecke konstant, selbst wenn die Wellenlänge geringfügig variiert:

SOP_E(λ) = konst.

Die verschiedenen Spektralanteile des Signals haben die gleiche Polarisation, ihre akkumulierte Polarisationsän derung über das Spektrum ist gleich 0.

Das Eingangssignal wird jedoch um so stärker verzerrt, je größer die DGD ist und je näher das Leistungsaufteilungs verhältnis auf die beiden PSP_in an den Wert 1 : 1 kommt:

SOP_E(λ) = variabel

Die Meßdaten SOP_E(λ) liegen für den relevanten Wellenlän genbereich durch die vorangegangenen Berechnungen vor. Diese Daten sind ausreichend, um die Bestimmung der PMD nach der Poincaré (Arc-Angle) Methode durchzuführen. Da bei wird in jedem Punkt der Kurve der Differenzenquotient aus

SOP_E(λ) - SOP_E(λ + δλ)

auf der Poincaré-Kugel und dem dazugehörigen Wellenlän genabschnitt δλ gebildet. Aus rechentechnischen Gründen kann hier der Übergang zu diskreten Schritten vorteilhaft sein.

Δτ(λ₁) = (ΔΩ.λ₀ ²)/(2π.c.Δλ)

mit

DΩ_i = arc(SOP_E(λ_i), SOP_E(λ_i+1)
λ = (λ_i + λ_i+1)/2
Δλ = λ_i+1 - λ_i
Δτ DGD in ps
ΔΩ Kreisbogen auf der Poincaré-Kugel

Die nun vorliegenden Einzelwerte Δτ(λ₁) werden sinnvoll zu einem quadratischen Mittelwert zusammengefaßt, der ein zuverlässiges Maß für die PMD-Verzerrung darstellt:

Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, in Quasi- Echtzeit die Veränderungen der PMD z. B. von Faserstrecken zu detektieren. Die vorgeschlagene Anordnung und das vor geschlagene Verfahren ermöglichen ebenso die Berechnung der wellenlängenabhängigen Stokes-Parameter. Durch die Verwendung des schnell und wahlfrei abstimmbaren lokalen Lasers und der Verwendung schnell reagierender Polarisa tions-Stellelemente ist der Aufbau eines PMD-Monitors möglich, der z. B. in wahlfrei selektierbaren Teilberei chen innerhalb des gesamten Wellenlängenbereichs mit un terschiedlichen Auflösungen arbeiten kann. Darüberhinaus handelt es sich um eine Lösung geringer Baugröße sowie um eine Lösung ohne bewegte Bauelemente, so daß Echtzeit- PMD-Überwachungssysteme mit besonders langer Lebensdauer realisiert werden können.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla risch beschrieben, auf die im übrigen hinsichtlich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,.

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5 die Größen P_Eges(λ) und SOP_E(λ) als Funktion der Wellenlänge λ für verschiedene Fälle,

Fig. 6 schematisch den Aufbau des Polarisationsstellers innerhalb des PMD-Monitors,

Fig. 7 und 8 Ausführungsformen des vierten Ausführungsbeispiels, und

Fig. 9 die Anwendung des PMD-Monitors als zentrales Bauelement eines PMD-Kompensators.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

In den Figuren sind gleiche Elemente immer mit den selben Bezugszeichen bezeichnet, so daß nach der ersten Beschreibung dieser Elemente auf eine weitere Vorstellung bei folgenden Figuren verzichtet wird.

Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer Anordnung zur Ermittlung der Polarisations-Moden-Dispersion (PMD) einer Transmissionsfaser 1, d. h. eines PMD-Monitors. Das Signal der Transmis sionsfaser 1, die insbesondere eine Transmissionsfaser in einem D-WDM-System sein kann, ist an den einen Eingangs anschluß eines optischen Kopplers (5) angelegt, der bei diesem Ausführungsbeispiel ein 3dB-Koppler ist. An den anderen Eingangsanschluß des Kopplers (5) ist in der im folgenden beschriebenen Weise das Licht eines lokalen, abstimmbaren Lasers (2) angelegt, der vorteilhafter Weise ein in seiner Wellenlänge durchstimmbarer Laser, wie ein elektronisch abstimmbarer Distributed-Bragg-Reflector- Laser (DBR-Laser) oder ein elektronisch abstimmbarer Di stributed-Feedback-Laser (DFB-Laser) ist.

Der Laser (2) wird von einer Auswerte- und Steuer- bzw. Regeleinheit (3) so abgestimmt, daß der Wellenlängenbe reich der Abstimmung das Spektrum des zu analysierenden Signals der Faser (1) überstreicht. Die Polarisation des Lokallasers (2) wird mit Hilfe eines Polarisationsstel lers (4) auf die zur Bestimmung der PMD notwendigen vier verschiedenen Polarisationszustände eingestellt.

Der optische Koppler (5) summiert das zu analysierende Signal der Faser (1) mit der Strahlung des lokalen Lasers (2). Das summierte Signal ist an einen optoelektronischen Empfänger (6) angelegt, der bei dem ersten Ausführungs beispiel aus einer Photodiode besteht. Das elektrische Ausgangsignal des Empfängers (6) entspricht dem optischen Überlagerungssignal. Eine HF-Filter- und Bewertungsein heit (7) begrenzt die Bandbreite des Überlagerungssignals und filtert unerwünschte Basisbandsignale aus. Das Aus gangssignal der Einheit (7) ist an die Auswerte- und Steuereinheit (3) angelegt. Diese analysiert den Verlauf der Meßgröße bei den verschiedenen Polarisationen und Wellenlängen des Lokallasers (2). Als Ergebnis dieser Be rechnungen generiert die Auswerte- und Steuereinheit (3) zum einen ein Stellsignal (8), das proportional zur PMD- Verzerrung des zu analysierenden Eingangssignals (1) ist und das zur Steuerung einer PMD-Kompensatoreinheit geeig net ist. Zum anderen steuert die Auswerte- und Steuerein heit (3) den Laser (2) und den nachfolgend noch näher be schriebenen Polarisationssteller (4).

Der Vorteil einer solchen Anordnung mit einem elektro nisch durchstimmbaren Halbleiterlaser (2) besteht darin, daß die Abstimmung auf die unterschiedlichen Frequenzen erstens sehr schnell und zweitens mit wählbarer Abstimm steilheit erfolgen kann und somit Bereiche erhöhter In formationsdichte mit erhöhter Auflösung behandelt werden können. Dies ist im Sinne eines Smart-Monitors wünschens wert.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin dung, daß sich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß der lediglich eine Pho todiode aufweisende Empfänger (6) durch einen optoelek tronischen Balanceempfänger (9) ersetzt, in dem die Ba sisbandanteile der optischen Signale weitgehend unter drückt werden. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch einen höheren Dynamikbereich als bei der Anordnung gemäß Fig. 1 aus. Die übrigen Einheiten bzw. Elemente entsprechen den i. V. m. Fig. 1 erläuterten Einheiten bzw. Elementen, so daß auf eine erneute Vorstellung ver zichtet wird.

Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfin dung, daß sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel da durch unterscheidet, daß die Bereitstellung der notwendi gen unterschiedlichen Polarisationszustände für die opto elektronische Überlagerung dadurch erhalten wird, daß der Polarisationssteller (4) nicht im Zweig des lokalen La sers (2) angeordnet ist, sondern im Zweig des Eingangs signales (1).

Fig. 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfin dung, bei dem die Umschaltung der Polarisationszustände dadurch umgangen wird das anstelle der Empfänger (6) bzw. (9) ein Polarisationsdiversity-Empfänger (12) verwendet wird, dem Strahlteiler (10, 11) mit Polarisationsfilter eigenschaften vorgeschaltet sind. Ausführungsformen des vierten Ausführungsbeispiels werden nachstehend noch nä her erläutert.

Fig. 5a zeigt schematisch das Spektrum P_Eges(λ) als Funk tion der Wellenlänge λ des Eingangssignals.

Fig. 5b zeigt, daß SOP_E(λ) über den Wellenlängenbereich im Falle fehlender PMD bzw. bei vollständig kompensierter PMD konstant ist.

Fig. 5c ist dagegen zu entnehmen, daß SOP_E(λ) im Falle un terschiedlicher Polarisationen der Spektralanteile beim Auftreten von starker, nicht-kompensierter PMD stark va riiert.

Fig. 6 zeigt schematisch den Aufbau des Polarisations stellers (4) innerhalb des PMD-Monitors: Bei dem darge stellten Ausführungsbeispiel weist der Polarisationsstel ler Faserquetscher mit Piezo-Elementen auf. Das Licht des lokalen Lasers (2) kann mittels zweier, gegeneinander um 45° gedreht angeordneten Piezo-Faserquetscher (13) und (14) in jede beliebige Ausgangspolarisation gebracht wer den. Ein Faserkoppler (15) stellt den Hauptteil der Ge samtleistung am Ausgang (19') zur Verfügung und zweigt ei nen kleinen Teil für die Polarisationskontrolle ab. Ein weiterer Piezo-Faserquetscher (16) wird von einem Signal generator (17) moduliert. Der Polarisator (18) ist gegen über dem Piezo-Faserquetscher (16) um 45° gedreht ange bracht. Das in seiner Polarisationsrichtung modulierte Licht erlangt durch den Polarisator (18) eine Amplituden modulation, die von dem optischen Empfänger (19) analy siert wird. Das Meßsignal, welches die Modulationsampli tude wiederspiegelt, liegt an einer Auswerte- und Steuer einheit (20) an.

Die beiden Piezo-Faserquetscher (13) und (14) werden so angesteuert, daß die Modulationsamplitude am Empfänger (19) 0 wird. Dies ist der Fall, wenn die Polarisation am Piezo-Faserquetscher (16) genau horizontal oder vertikal (Eigenmoden des doppelbrechenden Faserelementes) einge stellt ist. Am Ausgang (21) der Anordnung entstehen, be dingt durch die intrinsische Doppelbrechung von Verbin dungsfasern und Koppler (15) zwei veränderte Polarisatio nen, die jedoch in ihrer Orthogonalität zueinander unver ändert sind.

Für das Erreichen der horizontalen (1, 0, 0) bzw. vertika len (-1, 0, 0) Polarisation am Piezo-Faserquetscher (16) sind für die Piezo-Faserquetscher (13) und (14) je zwei definierte Steuerspannungen notwendig. Sind diese Span nungen bekannt, können durch mathematische Ableitungen die erforderlichen Steuerspannungen für die Polarisatio nen 45° (schräg) (0, 1, 0) und zirkular rechts (0, 0, 1) be rechnet werden.

Die Auswerte- und Steuereinheit (20) fährt für das Aus führungsbeispiel des PMD-Monitors nach Fig. 1 nacheinan der die je 4 Steuerspannungen für die Piezo-Faserquet scher (13) und (14) an und erzeugt somit die vier erfor derlichen Polarisationen für die Bestimmung der Stokes- Parameter nach dem beschriebenen Verfahren.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Ausführungsformen für das i. V. m. Fig. 4 erläuterte vierte Ausführungsbeispiel.

Fig. 7 zeigt eine erste Ausführungsform, bei der Balance- Empfänger verwendet werden. Das Signal der Transmissions faser 1 beaufschlagt einen ersten Strahlteiler (Beam splitter BS) 51; der Strahl des durchstimmbaren Lasers 2 beaufschlagt einen zweiten Strahlteiler 52.

In dem einen Zweig der beiden Strahlteiler 51 bzw. 52 ist ein weiterer Strahlteiler 53 angeordnet, dem im Zweig des Lasers 2 ein Element 55 vorgeschaltet ist, das eine λ/4- Platte ist. An den Ausgangsanschlüssen des Strahlteilers 53 sind Photodioden 91, 92, 93 und 94 angeordnet, von denen jeweils zwei Photodioden als Balanceempfänger beschaltet sind. Den Photodioden 91 und 92 sind Plättchen 56 und 57 vorgeschaltet, die unter 45° polarisieren.

Damit empfängt der von den Photodioden 91 und 92 gebilde te Balanceempfänger das unter +45° polarisierte Signale, während der von den Photodioden 93 und 94 gebildete Ba lanceempfänger das zirkulare (rechtsdrehend) polarisierte Signal empfängt.

In dem anderen Zweig der beiden Strahlteiler 51 bzw. 52 ist ein Element 54 angeordnet, das nachstehend näher be schrieben wird:

Das Element 54 ist ein Würfel, der einen ersten Eingangs anschluß-Bereich, der von dem anderen Zweig des Strahl teilers 51 beaufschlagt wird, und einen zweiten Eingangs anschluß-Bereich aufweist, der von dem anderen Zweig des Strahlteilers 52 beaufschlagt wird. Die eine Diagonalebe ne des Würfels ist als Polarisationsstrahlteiler PBS aus gebildet, während die andere Diagonalebene ein einfacher Strahlteiler BS ist. Der Polarisationsstrahlteiler ist dabei angrenzend an die Eingangsanschluß-Bereiche ange ordnet. Photodioden 95 bis 98 sind angrenzend an die vier Bereiche des Würfels angeordnet, durch die das durch den ersten und den zweiten Eingangsanschluß-Bereich eintre tende Licht wieder austritt. Der von den Photodioden 95 und 96 gebildete Balanceempfänger empfängt das vertikal polarisierte Licht, während der von den Photodioden 97 und 98 gebildete Balanceempfänger das horizontal polari sierte Licht empfängt. Diese Anordnung erlaubt es, bei Verwendung von Balanceempfängern auf polarisationsändern de Elemente zu verzichten. Darüber hinaus hat der Würfel 54 die gleichen optischen Eigenschaften wie vier zueinan der ausgerichtete Würfel, von denen zwei Polarisations strahlteiler und zwei "einfache" Strahlteiler sind.

Der Würfel 54 kann insbesondere aus vier 90°-Prismen auf gebaut sein, die an den Flächen, an denen sie zusammenge fügt sind, derart beschichtet sind, daß die entsprechen den Flächen als Strahlteiler-Flächen oder als Polarisa tions-Strahlteiler-Flächen wirken.

Fig. 8 zeigt eine Vereinfachung der i. V. m. Fig. 7 be schriebenen Ausführungsform, bei der anstelle von Balan ceempfängern einfache Photodioden 91, 93, 95 und 97 verwen det werden. Ansonsten entsprechen die Elemente im wesent lichen den i. V. m. Fig. 7 beschriebenen Elementen.

Fig. 9 zeigt beispielhaft die Anwendung des PMD-Monitors als zentrales Bauelement eines PMD-Kompensators in einem optischen Übertragungssystem für hohe Datenraten. Das von der Datenquelle (22) modulierte Signal des Sendelasers (23) gelangt über die Übertragungsstrecke (24) in diesem Beispiel zu dem Ort, an dem die Stokes-Parameter ermit telt werden sollen, in diesem Beispiel soll das ohne Be schränkung der allgemeinen Ausbildung am Empfangsort sein. Eine dort vor dem Demodulator angeordnete PMD- Kompensationseinheit (25) wird bei Ansteuerung von der Regelungseinheit (29) die PMD der Übertragungsfaser (24) kompensieren. Dazu wird, bevor das Signal den Demodulator (27) erreicht, mittels eines Kopplers (26), ein geringer Teil des Nutzsignals abgezweigt, welcher im PMD-Monitor (28) analysiert wird. Der PMD-Monitor ist entsprechend einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet. Das Ausgangssignal des PMD-Monitors (28) steuert über die Regelungseinheit (29) den PMD-Kompensa tor.

Vorstehend ist die Erfindung exemplarisch ohne Beschrän kung der allgemeinen Anwendbarkeit beschrieben worden.

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung der Polarisations-Moden- Dispersion eines Transmissionssystems und insbe sondere einer Transmissionsfaser, dadurch gekennzeichnet, daß in einem optoelektro nischen Heterodynempfänger eine Überlagerung eines zu analysierenden optischen Datensignals mit der Strahlung eines bezüglich seiner Wellenlänge durchstimmbaren optischen Elementes und insbeson dere eines Lasers erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als durchstimmbares optisches Element ein schmalbandig durchstimmbarer Laser verwendet wird, dessen Durchstimmbereich zu mindest so groß ist, daß er die Messung der PMD bedingten Verzerrungen eines optischen Übertra gungskanals erlaubt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als durchstimmbares optisches Element ein breitbandig durchstimmbarer Laser verwendet wird, dessen Durchstimmbereich so groß ist, daß er die Messung der PMD-bedingten Verzerrungen mehrerer optischer Übertragungskanäle erlaubt.

4. Anordnung zur Ermittlung der Polarisations-Moden- Dispersion eines Transmissionssystems und insbe sondere einer Transmissionsfaser, dadurch gekennzeichnet, daß ein bezüglich seiner Wellenlänge durchstimmbares optisches Element und insbesondere ein Laser vorgesehen ist, dessen Strahlung mit dem zu analysierenden optischen Da tensignal des Transmissionssystems überlagert wird, und daß ein Empfänger das überlagerte Lichtsignal emp fängt, dessen Ausgangsignal an eine Auswerteein heit angelegt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Element zur Erzeugung der für die PMD-Messung notwendigen Polarisationszustände entweder im Lichtweg des Eingangs-Lichtsignals oder im Lichtweg des durch stimmbaren optischen Elements angeordnet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Lichtweg des durch stimmbaren optischen Elements wenigstens ein Pola risationssteller angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Elemente piezo-elektrische Polarisationssteller sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß veränderte Polarisati onsstellelemente die notwendigen Polarisationszu stände zeitlich hintereinander erzeugen.

9. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der optoelektronische Detektor ein Polarisationsdiversity-Empfänger ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Strahlteiler, Prismen und/oder Wellenplatten vorgesehen sind.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Polari sationssanteile des überlagerten Signals auf zwei Empfänger und insbesondere Balance-Empfänger der art geleitet wird, daß das Nutzsignal jeweils auf zwei Empfänger geleitet wird, und daß durch Subtraktion der Ausgangssignale der Emp fänger das Nutzsignal erhalten bleibt, Störsignale jedoch unterdrückt werden.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, gekennzeichnet durch

- einen ersten Eingangsanschluß, an den ein Lichteingangssignal angelegt ist,
- einen zweiten Eingangsanschluß, an den das Licht des durchstimmbaren Lasers angelegt ist, und
- aus jeweils zwei Photodioden bestehenden Balan ce-Empfängern, die mit Signalen unterschiedli cher Polarisation beaufschlagt werden.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Strahlteiler und zwei Polarisationsstrahlteiler vorgesehen sind, daß das PMD-behaftete Signal und der Laserstrahl entweder an jeweils einem Strahlteiler oder an je weils einem Polarisationsstrahlteiler anliegt, und daß die beiden Balance-Empfänger jeweils an einem der beiden anderen Strahlteiler angeordnet sind.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Würfel, der aus vier 90°-Prismen zusammengesetzt ist, die Funktion von vier strahlteilenden Elementen und insbesonde re von zwei Strahlteiler und zwei Polarisations strahlteiler bereitstellt, und daß die aneinander angrenzenden Flächen der vier 90°-Prismen derart beschichtet sind, daß sie als Polarisationsstrahlteiler bzw. als Strahlteiler wirken.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Würfel Bereiche für den ersten und zweiten Eingangsanschluß auf weist, und daß die Photodioden angrenzend an die vier Berei che des Würfels angeordnet sind, durch die das durch den ersten und den zweiten Eingangsanschluß- Bereich eintretende Licht wieder austritt.

16. Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsanschluß- Bereiche angrenzend an die als Polarisations strahlteiler ausgebildete Diagonalebene angeordnet sind.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein elektro nisch durchstimmbarer DBR-Laser oder ein durch stimmbarer DFB-Laser ist.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswerteeinheit aus dem Verlauf der detektierten Intensität der Mischprodukte für unterschiedliche Polarisationen der Strahlungen zueinander in Abhängigkeit von der Wellenlänge ein Maß für die Polarisations-Moden- Dispersion (PMD) errechnet.

19. Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprü che 4 bis 18 in einer Anordnung zur Polarisations- Moden-Dispersions-Kompensation.