CN115483968A - 一种时延测量方法、装置及设备 - Google Patents

一种时延测量方法、装置及设备 Download PDF

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CN115483968A CN202110661474.0A CN202110661474A CN115483968A CN 115483968 A CN115483968 A CN 115483968A CN 202110661474 A CN202110661474 A CN 202110661474A CN 115483968 A CN115483968 A CN 115483968A
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张德朝
李晗
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China Mobile Communications Group Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种时延测量方法、装置及设备，其中，时延测量设备包括：依次相连的光源、IQ调制器和模式转换器；以及，能够与待测少模光纤的输出端相连的模式控制器；以及，信号测量子装置；信号测量子装置包括：与模式控制器相连的光探测器，和通过信号采集器与光探测器相连的计算单元；其中，模式转换器能够与待测少模光纤的输入端相连；IQ调制器还与信号发生器相连；IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；计算单元能够根据信号采集器采集的信号确定待测少模光纤的简并模式内差分模式时延信息。本方案解决了现有技术中无法准确测量简并模式内差分模式时延的问题。

Description

一种时延测量方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及信息测量技术领域，尤其涉及一种时延测量方法、装置及设备。
背景技术
随着网络用户的持续增加、网络数据新型业务的不断涌现，对于网络容量的需求不断增长。由于常见的光的复用维度(时间、波长、偏振、多进制调制等)都已经面临潜力开发的瓶颈，当前基于普通单模光纤的光通信系统已经无法应对蓬勃的网络容量需求。而少模光纤(Few-mode fiber,FMF)中的模式作为一种新型的光的复用维度受到了广泛关注。在理想情况下，各个模式之间是相互正交，可以作为独立信道使用的，通过与传统的时间、波长、偏振和多进制调制格式进行多维复用，进而大大增加系统的传输容量，在未来可以广泛应用在切片分组传送网(Slicing Packet Network,SPN)、光传送网(Optical TransportNetwork,OTN)、光无源接入网(Passive Optical Network,PON)、5G前传(5G Front-haul)和数据中心光互连(Data Center Interconnection,DCI)等关键场景。因此，研究和测试少模光纤中的模式相关参数对于监控系统性能具有重要的意义。
具体的，对于少模光纤，由于弱导条件，其所支持的各本征矢量模式会发生简并，即具有相近有效折射率的本征矢量模式简并成为一个简并模式。在模分复用光纤传输系统中，一般将简并模式作为信道单元使用，即组成同一个简并模式的各本征矢量模式在光纤传输中承载相同的信号。
然而，同一简并模式内的各本征矢量模式仍然存在微小的有效折射率差和传播速度差，从而会在传输过程当中累积时延，进而造成信号发生展宽，引起符号间串扰(Intersymbol interference,ISI)，造成信号质量下降，影响网络传输性能。这种现象称之为“简并模式内差分模式时延(Intra-degenerate-mode Differential Mode Delay,IDM-DMD)”。简并模式内差分模式时延是影响系统性能及稳定性的重要参数。
但是，现有技术中并不存在针对简并模式内差分模式时延的测量方案，无法准确测量简并模式内差分模式时延。
发明内容
本发明的目的在于提供一种时延测量方法、装置及设备，以解决现有技术中无法准确测量简并模式内差分模式时延的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种时延测量设备，包括：
依次相连的光源、IQ调制器和模式转换器；
以及，能够与待测少模光纤的输出端相连的模式控制器；
以及，信号测量子装置；所述信号测量子装置包括：与所述模式控制器相连的光探测器，和通过信号采集器与所述光探测器相连的计算单元；
其中，所述模式转换器能够与所述待测少模光纤的输入端相连；所述IQ调制器还与信号发生器相连；所述IQ调制器将所述信号发生器产生的信号调制到所述光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
所述计算单元能够根据所述信号采集器采集的信号确定所述待测少模光纤的简并模式内差分模式时延信息。
可选的，所述信号发生器为正弦波发生器，所述装置还包括：设于所述模式控制器与所述光探测器之间的光功率分路器，以及与所述模式控制器、光功率分路器和信号采集器分别相连的模式成分鉴别器；
或者，所述信号发生器为线性调频波发生器，所述信号采集器为频域电信号采集器。
本发明实施例还提供了一种时延测量方法，应用于上述的时延测量设备，所述方法包括：
利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；
利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；
利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息。
可选的，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
可选的，所述信号发生器为正弦波发生器；
所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：
利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，传输给光功率分路器；
利用所述光功率分路器将所述调整后的光信号进行划分，并将功率较大的光信号发送给光探测器，将功率较小的光信号发送给模式成分鉴别器；
利用所述模式成分鉴别器确定所述本征模式组合比例是否处于均等状态，并在所述本征模式组合比例不处于均等状态的情况下，将鉴定结果发送给所述模式控制器，返回执行所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，直至所述本征模式组合比例处于均等状态；在所述本征模式组合比例处于均等状态的情况下将所述鉴定结果发送给所述模式控制器和信号采集器；
所述利用所述光探测器和信号采集器，将部分所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：
利用所述光探测器将所述功率较大的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；
利用所述信号采集器根据所述鉴定结果采集所述光探测器传输的电信号所对应的时域电信号，并转化为数字信号。
可选的，所述数字信号包括光功率信号值P；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述光功率信号值P，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式一为：
Figure BDA0003115544190000041
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；所述f1表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率；所述P0表示光源的输出功率；所述IL表示所述IQ调制器到所述光功率分路器的光功率损耗。
可选的，所述信号发生器为线性调频波发生器；
所述利用所述光探测器和信号采集器，将全部所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：
利用所述光探测器将全部所述调整后的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；
利用所述信号采集器采集所述光探测器传输的电信号所对应的频域电信号，并转化为数字信号；
所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：
执行至少一次所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；直至所述频域电信号达到峰值。
可选的，所述数字信号包括所述峰值对应的频率f2；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述频率f2，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式二为：
Figure BDA0003115544190000042
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述γ表示所述线性调频波发生器的扫频速度。
可选的，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，还包括：
利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；
其中，所述公式三为：
Figure BDA0003115544190000051
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
本发明实施例还提供了一种时延测量装置，应用于上述的时延测量设备，所述装置包括：
第一调制模块，用于利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
转换发送模块，用于利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；
调整传输模块，用于利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；
转化传输模块，用于利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
第一处理模块，用于利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息。
可选的，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
可选的，所述信号发生器为正弦波发生器；
所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：
利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，传输给光功率分路器；
利用所述光功率分路器将所述调整后的光信号进行划分，并将功率较大的光信号发送给光探测器，将功率较小的光信号发送给模式成分鉴别器；
利用所述模式成分鉴别器确定所述本征模式组合比例是否处于均等状态，并在所述本征模式组合比例不处于均等状态的情况下，将鉴定结果发送给所述模式控制器，返回执行所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，直至所述本征模式组合比例处于均等状态；在所述本征模式组合比例处于均等状态的情况下将所述鉴定结果发送给所述模式控制器和信号采集器；
所述利用所述光探测器和信号采集器，将部分所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：
利用所述光探测器将所述功率较大的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；
利用所述信号采集器根据所述鉴定结果采集所述光探测器传输的电信号所对应的时域电信号，并转化为数字信号。
可选的，所述数字信号包括光功率信号值P；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述光功率信号值P，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式一为：
Figure BDA0003115544190000061
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；所述f1表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率；所述P0表示光源的输出功率；所述IL表示所述IQ调制器到所述光功率分路器的光功率损耗。
可选的，所述信号发生器为线性调频波发生器；
所述利用所述光探测器和信号采集器，将全部所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：
利用所述光探测器将全部所述调整后的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；
利用所述信号采集器采集所述光探测器传输的电信号所对应的频域电信号，并转化为数字信号；
所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：
执行至少一次所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；直至所述频域电信号达到峰值。
可选的，所述数字信号包括所述峰值对应的频率f2；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述频率f2，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式二为：
Figure BDA0003115544190000071
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述γ表示所述线性调频波发生器的扫频速度。
可选的，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，还包括：
利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；
其中，所述公式三为：
Figure BDA0003115544190000072
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
本发明实施例还提供了一种时延测量设备，包括上述的时延测量设备所包含的部件，所述时延测量设备还包括：处理器和收发机；
所述处理器，用于利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；
利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；
利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息。
可选的，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
可选的，所述信号发生器为正弦波发生器；
所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：
利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，传输给光功率分路器；
利用所述光功率分路器将所述调整后的光信号进行划分，并将功率较大的光信号发送给光探测器，将功率较小的光信号发送给模式成分鉴别器；
利用所述模式成分鉴别器确定所述本征模式组合比例是否处于均等状态，并在所述本征模式组合比例不处于均等状态的情况下，将鉴定结果发送给所述模式控制器，返回执行所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，直至所述本征模式组合比例处于均等状态；在所述本征模式组合比例处于均等状态的情况下将所述鉴定结果发送给所述模式控制器和信号采集器；
所述利用所述光探测器和信号采集器，将部分所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：
利用所述光探测器将所述功率较大的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；
利用所述信号采集器根据所述鉴定结果采集所述光探测器传输的电信号所对应的时域电信号，并转化为数字信号。
可选的，所述数字信号包括光功率信号值P；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述光功率信号值P，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式一为：
Figure BDA0003115544190000091
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；所述f1表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率；所述P0表示光源的输出功率；所述IL表示所述IQ调制器到所述光功率分路器的光功率损耗。
可选的，所述信号发生器为线性调频波发生器；
所述利用所述光探测器和信号采集器，将全部所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：
利用所述光探测器将全部所述调整后的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；
利用所述信号采集器采集所述光探测器传输的电信号所对应的频域电信号，并转化为数字信号；
所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：
执行至少一次所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；直至所述频域电信号达到峰值。
可选的，所述数字信号包括所述峰值对应的频率f2；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述频率f2，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式二为：
Figure BDA0003115544190000092
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述γ表示所述线性调频波发生器的扫频速度。
可选的，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，还包括：
利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；
其中，所述公式三为：
Figure BDA0003115544190000101
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
本发明实施例还提供了一种时延测量设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器执行所述程序时实现上述的时延测量方法。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述的时延测量方法中的步骤。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，所述时延测量设备通过设置依次相连的光源、IQ调制器和模式转换器；以及，能够与待测少模光纤的输出端相连的模式控制器；以及，信号测量子装置；所述信号测量子装置包括：与所述模式控制器相连的光探测器，和通过信号采集器与所述光探测器相连的计算单元；其中，所述模式转换器能够与所述待测少模光纤的输入端相连；所述IQ调制器还与信号发生器相连；所述IQ调制器将所述信号发生器产生的信号调制到所述光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；所述计算单元能够根据所述信号采集器采集的信号确定所述待测少模光纤的简并模式内差分模式时延信息；能够实现将简并模式内差分模式时延和色度色散分离开，并快速、准确地测定简并模式内差分模式时延信息，从而实现对简并模式内差分模式时延信息进行简单、快速、准确的测量；此外，本方案能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延信息，大幅降低了工作量，自动化程度高；很好的解决了现有技术中无法准确测量简并模式内差分模式时延的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的时延测量设备结构示意图一；
图2为本发明实施例的时延测量方法流程示意图；
图3为本发明实施例的时延测量设备具体实现结构示意图一；
图4为本发明实施例的时延测量设备具体实现结构示意图二；
图5为本发明实施例的时延测量设备具体实现结构示意图三；
图6为本发明实施例的时延测量设备具体实现结构示意图四；
图7为本发明实施例的时延测量装置结构示意图；
图8为本发明实施例的时延测量设备结构示意图二。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的技术中无法准确测量简并模式内差分模式时延的问题，提供一种时延测量设备，如图1所示，包括：
依次相连的光源1、IQ调制器2和模式转换器3；
以及，能够与待测少模光纤4的输出端相连的模式控制器5；
以及，信号测量子装置；所述信号测量子装置包括：与所述模式控制器5相连的光探测器6，和通过信号采集器7与所述光探测器6相连的计算单元8；
其中，所述模式转换器3能够与所述待测少模光纤4的输入端相连；所述IQ调制器2还与信号发生器9相连；所述IQ调制器2将所述信号发生器9产生的信号调制到所述光源1发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
所述计算单元8能够根据所述信号采集器7采集的信号确定所述待测少模光纤4的简并模式内差分模式时延信息。
其中，待测少模光纤也可称为被测少模光纤，在此不作限定；IQ调制器通过单边带调制的方式能够抑制向所述待测少模光纤发送的信号在传输过程中发生色散。本设备在不测量时延的情况下，可以不连接少模光纤；具体比如模式控制器和模式转换器均不与少模光纤连接。IQ调制器，是指同相正交相调制器。
本发明实施例提供的所述时延测量设备通过设置依次相连的光源、IQ调制器和模式转换器；以及，能够与待测少模光纤的输出端相连的模式控制器；以及，信号测量子装置；所述信号测量子装置包括：与所述模式控制器相连的光探测器，和通过信号采集器与所述光探测器相连的计算单元；其中，所述模式转换器能够与所述待测少模光纤的输入端相连；所述IQ调制器还与信号发生器相连；所述IQ调制器将所述信号发生器产生的信号调制到所述光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；所述计算单元能够根据所述信号采集器采集的信号确定所述待测少模光纤的简并模式内差分模式时延信息；能够实现将简并模式内差分模式时延和色度色散分离开，并快速、准确地测定简并模式内差分模式时延信息，从而实现对简并模式内差分模式时延信息进行简单、快速、准确的测量；此外，本方案能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延信息，大幅降低了工作量，自动化程度高；很好的解决了现有技术中无法准确测量简并模式内差分模式时延的问题。
其中，所述信号发生器为正弦波发生器，所述装置还包括：设于所述模式控制器与所述光探测器之间的光功率分路器，以及与所述模式控制器、光功率分路器和信号采集器分别相连的模式成分鉴别器；或者，所述信号发生器为线性调频波发生器，所述信号采集器为频域电信号采集器。具体可参见图3至图6。
具体的，所述光功率分路器可为90:10光功率分路器。
本发明实施例还提供了一种时延测量方法，应用于上述的时延测量设备，如图2所示，所述方法包括：
步骤21：利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
步骤22：利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；
步骤23：利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；
步骤24：利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
步骤25：利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息。
步骤24中的“利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号”具体可包括：利用所述光探测器将部分或全部的所述调整后的光信号转为电信号，利用所述信号采集器将所述光探测器得到的所述电信号转化为数字信号。
本发明实施例提供的所述时延测量方法通过利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息；能够实现将简并模式内差分模式时延和色度色散分离开，并快速、准确地测定简并模式内差分模式时延信息，从而实现对简并模式内差分模式时延信息进行简单、快速、准确的测量；此外，本方案能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延信息，大幅降低了工作量，自动化程度高；很好的解决了现有技术中无法准确测量简并模式内差分模式时延的问题。
其中，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
本发明实施例中，可以是，所述信号发生器为正弦波发生器；所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，传输给光功率分路器；利用所述光功率分路器将所述调整后的光信号进行划分，并将功率较大的光信号发送给光探测器，将功率较小的光信号发送给模式成分鉴别器；利用所述模式成分鉴别器确定所述本征模式组合比例是否处于均等状态，并在所述本征模式组合比例不处于均等状态的情况下，将鉴定结果发送给所述模式控制器，返回执行所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，直至所述本征模式组合比例处于均等状态；在所述本征模式组合比例处于均等状态的情况下将所述鉴定结果发送给所述模式控制器和信号采集器；所述利用所述光探测器和信号采集器，将部分所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：利用所述光探测器将所述功率较大的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；利用所述信号采集器根据所述鉴定结果采集所述光探测器传输的电信号所对应的时域电信号，并转化为数字信号。
关于“利用所述光功率分路器将所述调整后的光信号进行划分”，具体可以包括：利用所述光功率分路器将所述调整后的光信号按照第一功率比例进行划分。具体的，所述第一功率比例可以为90:10。
其中，所述数字信号包括光功率信号值P；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：利用所述计算单元，根据所述光功率信号值P，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；其中，所述公式一为：
Figure BDA0003115544190000141
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；所述f1表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率；所述P0表示光源的输出功率；所述IL表示所述IQ调制器到所述光功率分路器的光功率损耗。
本发明实施例中，还可以是，所述信号发生器为线性调频波发生器；所述利用所述光探测器和信号采集器，将全部所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：利用所述光探测器将全部所述调整后的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；利用所述信号采集器采集所述光探测器传输的电信号所对应的频域电信号，并转化为数字信号；所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：执行至少一次所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；直至所述频域电信号达到峰值。
关于“峰值”，具体可以是指所述光探测器发出的电信号所对应的频域电信号中的最大值。
其中，所述数字信号包括所述峰值对应的频率f2；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：利用所述计算单元，根据所述频率f2，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；其中，所述公式二为：
Figure BDA0003115544190000151
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述γ表示所述线性调频波发生器的扫频速度。
本发明实施例中，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，还包括：利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；其中，所述公式三为：
Figure BDA0003115544190000152
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
下面对本发明实施例提供的时延测量设备和方法进行举例说明，时延测量设备也可以称为时延测量装置，以下以时延测量装置进行说明。
针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种时延测量装置和方法，具体的，考虑到：少模光纤中的各个简并模式与普通单模光纤中的基模一样，也会因为光纤波导的材料色散和波导色散产生色度色散(Chromatic Dispersion，CD)，一样在传输过程中会累积时延，进而造成信号发生展宽；其中，简并模式内差分模式时延与色度色散是造成的损伤相同但本源不一样的两种参数；本方案通过技术手段将简并模式内差分模式时延和色度色散分离开，并准确测定简并模式内差分模式时延的参数特性，对评估模分传输系统性能具有重要意义。
也可理解为，本方案涉及少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置及测量方法，能够对简并模式内差分模式时延(对应于上述简并模式内差分模式时延值)及其系数(对应于上述简并模式内差分模式时延系数)进行简单、准确的测量，以达到将简并模式内差分模式时延和色度色散分离开，并准确测定简并模式内差分模式时延的目的，具有简单易行、测量速度快、测量准确等优点。
具体的，本发明实施例针对测量少模光纤中简并模式内差分模式时延的问题，提供了两种少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置及测量方法，，如下两部分内容：
部分一，本发明为解决上述提出的问题所采用的方案1为：
(1)提供一种基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置，包括光源、IQ调制器、正弦波发生器(信号发生器的一种具体实现示例)、模式转换器、模式控制器、90:10光功率分路器(光功率分路器的一种具体实现示例)、光探测器、信号采集器及计算单元；具体结构可参见图3；在此说明，本方案中通过单边带调制的方式可以实现抑制色度色散，所以从IQ调制器出来之后就不存在色度色散的影响了，以下方案同理。
(2)提供一种应用上述基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置的、基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量方法。
如图3所示，所述基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置：其所述光源、IQ调制器、模式转换器、模式控制器、90:10光功率分路器和光探测器依次设置于光路上；所述模式成分鉴别器与90:10光功率分路器光连接；所述正弦波发生器与IQ调制器电连接；所述信号采集器与所述光探测器电连接；所述计算单元与所述信号采集器数字信号相连；所述光源，用于产生线偏振激光；所述正弦波发生器，用于产生特定频率的正弦波射频信号；所述IQ调制器，用于将正弦波发生器所产生的正弦波射频信号调制到光源所发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；所述模式转换器，用于将单模光纤中的基模转换成被测的少模光纤中的特定简并模式(对应于上述待测简并模式)；所述模式控制器，用于控制改变简并模式的本征模式组合比例；所述90:10光功率分路器，用于将光信号分成功率比为90:10的两路；所述模式成分鉴别器，用于鉴别光信号的本征模式组合比例，并可将鉴别结果通知给模式控制器和信号采集器；所述光探测器，用于将光信号转化为电信号；所述信号采集器，用于将电信号采集为数字信号；所述计算单元，用于获得信号采集器采集的数字信号，并计算被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延。在此说明，关于“90:10光功率分路器”也可以是别的比例，在此不作限定；以下方案同理。本方案中采用模式转换器可以纯净激发出少模光纤中的特定待测简并模式，实现对其模内差分模式时延的测量；以下方案同理。
可选的，所述基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置，其光源工作波长、光谱宽度、激光功率可调，用于提供窄谱连续激光。光源工作波长范围在400-1700nm之间连续可调，激光线宽小于5MHz，激光功率在0-1W之间连续可调；其IQ调制器可为铌酸锂调制器、硅基调制器、磷化铟调制器或其他种类IQ调制器；其正弦波发生器可为射频源、任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator，AWG)、基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)的波形发生器或基于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)的波形发生器，其频率和幅度可调；其模式转换器可为熔融拉锥法制作的光纤型模式选择耦合器、侧边抛磨法制作的光纤型模式选择耦合器、3D激光直写法制作的基于硅酸盐玻璃基片的模式选择耦合器、平面光波导型模式选择耦合器、长周期光纤光栅型模式转换器、机械式相位片型模式转换器、基于空间光调制器的模式转换器、多平面光转换器以及光子灯笼中的一种或多种；其模式控制器可为机械式模式控制器、手动式模式控制器或其他任意一种可以实现简并模式的本征模组合比例改变的装置；所述90:10光功率分路器，可为熔融拉锥法制作的光纤型耦合器、侧边抛磨法制作的光纤型耦合器、3D激光直写法制作的基于硅酸盐玻璃基片的耦合器、平面光波导型耦合器、基于空间光调制器的功率分路器；所述光探测器，可为基于PIN光电二极管的光探测器或基于雪崩光电二极管的光探测器；所述信号采集器，可为实时示波器、基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)的实时电信号采集器或基于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)的实时电信号采集器；其所述计算单元，可获取被测光信号的数字信号，并据此计算其简并模式内差分模式时延、及简并模式内差分模式时延系数。
所述应用上述基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置的简并模式内差分模式时延测量方法，具体可包括以下步骤：
1)选取长度为L的被测少模光纤(对应于上述待测少模光纤)，将其置于上述基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置的模式转换器和模式控制器之间，将对应被测模式的模式转换器置于所述基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置中，并调通光路，所述IQ调制器到所述90:10光功率分路器的光功率损耗为IL；具体的，光功率损耗可以通过功率计预先测得，测的流程为：先测进入IQ调制器的光功率，然后测从90:10光功率分路器的90端口出来的光功率，将这两个值相减，即为光功率损耗。
2)调节所述光源输出工作波长和输出功率为预设工作波长和预设输出功率P0(对应于上述光源的输出功率)，设定正弦波的频率为f1(对应于上述所述正弦波发生器产生的正弦波的频率)，调节所述IQ调制器使得光源发出激光被调制为单边带光信号；
3)调节所述模式控制器，通过模式成分鉴别器判断被测特定简并模式(对应于上述待测简并模式)的本征模成分比例是否达到均等，使得被测特定简并模式的本征模成分比例保持在均等状态，所述信号采集器采集测得光功率信号P；
4)获取计算单元计算的预设工作波长下被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延、简并模式内差分模式时延系数，在该工作波长λ下，被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延ΔτIDM-DMD的计算公式(对应于上述公式一)为：
Figure BDA0003115544190000181
其中arccos为反余弦函数。被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延系数CIDM-DMD计算公式(对应于上述公式三)为：
Figure BDA0003115544190000191
所述基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量方法，其被测少模光纤的长度L可在0～100km之间。
下面对该方案1进行具体举例。
本发明的基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置具体可如图4所示，包括依次沿光路设置的光源、IQ调制器、模式转换器、模式控制器、90:10光功率分路器和光探测器，以及与90:10光功率分路器光相连的模式成分鉴别器，与IQ调制器电连接的正弦波发生器，与光探测器电连接的信号采集器，与信号采集器数字信号连接的计算单元。其中：
所述光源工作波长可调，如图4所示，包括窄线宽连续激光光源以及保偏单模光纤(保偏单模光纤会直接作为连线接到IQ调制器上，属于光源内部结构，光源包括窄线宽连续激光光源以及保偏单模光纤可理解为光源为保偏输出的窄线宽连续激光光源)；所述窄线宽连续激光光源，用于提供线偏振窄线宽连续激光，工作波长范围可在400-1700nm之间，连续可调激光线宽小于5MHz，激光功率在0-1W之间连续可调；所述保偏单模光纤传导窄线宽连续激光光源输出的线偏振光，并形成基模，其输出端用于输出光至IQ调制器，可选的输出端带连接头；所述保偏单模光纤为裸光纤或跳线。
所述正弦波发生器，用于发生正弦波射频信号，可选的为可调射频源，其输出端用于输出电信号至IQ调制器，可选的输出端为射频连接器。
所述IQ调制器，用于将正弦波发生器所产生的正弦波射频信号调制到光源所发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号，可选的为铌酸锂型调制器；其光输入端用于光输入，可选的与光源相连；其光输出端用于输出光至模式转换器，可选的光输入输出端带连接头，其电输入端用于电信号输入，可选的与正弦波发生器相连。
所述模式转换器，用于将单模光纤中的基模转换成被测的少模光纤中的特定简并模式，可选的其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
所述模式控制器，用于控制改变简并模式的本征模式组合比例，可选的其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
所述90:10光功率分路器，用于将光信号分成功率比为90:10的两路，可选的为熔融拉锥法制作的光纤型耦合器，其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
所述模式成分鉴别器，用于鉴别光信号的本征模式组合比例，并可将鉴别结果通知给模式控制器和信号采集器，可选的其光输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头；
所述光探测器，用于将光信号转化为电信号，其光输入端具有基于跳线的光纤连接头，其电输出端可选的与时域电信号采集单元相连，可选的电输出端为射频连接器。
所述信号采集器，用于将电信号采集为数字信号，可选的为实时示波器。
所述计算单元，用于获得信号采集器采集的数字信号，并计算被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延及其系数。
应用以上装置的基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量方法，具体可包括以下步骤：
1)选取长度为L的被测少模光纤(对应于上述待测少模光纤)，将其置于上述基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置的模式转换器和模式控制器之间，将对应被测模式的模式转换器置于所述基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置中，并调通光路，所述IQ调制器到所述90:10光功率分路器的光功率损耗为IL；
所述被测少模光纤，以环形六模光纤为例：支持LP01、LP11、LP21、LP02、LP31、LP12共六个简并模式，其中LP01和LP02模为圆对称简并模式，LP11、LP21、LP31、LP12为非圆对称简并模式；所述被测光纤长度L为100km，其输入输出端带有接头。
2)调节所述光源输出工作波长λ为1550nm，输出功率为13dBm，设定正弦波的频率f1为10GHz，调节所述IQ调制器使得光源发出激光被调制为单边带光信号；
3)调节所述模式控制器，通过模式成分鉴别器判断被测特定简并模式的本征模成分比例是否达到均等，使得被测特定简并模式的本征模成分比例保持在均等状态，所述信号采集器采集测得光功率信号P；
4)获取计算单元计算的预设工作波长下被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延、简并模式内差分模式时延系数，在该工作波长λ下，被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延ΔτIDM-DMD计算公式为：
Figure BDA0003115544190000211
其中arccos为反余弦函数。被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延系数CIDM-DMD计算公式为：
Figure BDA0003115544190000212
所述基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量方法，其被测少模光纤的长度L可在0～100km之间。
测试结果，如表1所示，LP01模在传输100km环形六模光纤后的圆对称简并模式内差分模式时延为1.2ps，圆对称简并模式内差分模式时延系数为0.12ps/km1/2；LP11模在传输100km环形六模光纤后的非圆对称简并模式内差分模式时延为32.3ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为3.23ps/km1/2；LP21模在传输100km环形六模光纤后的圆对称简并模式内差分模式时延为37.4ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为3.74ps/km1/2；LP02模在传输100km环形六模光纤后的圆对称简并模式内差分模式时延为1.4ps，圆对称简并模式内差分模式时延系数为0.14ps/km1/2；LP31模在传输100km环形六模光纤后的非圆对称简并模式内差分模式时延为41.4ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为4.14ps/km1/2；LP12模在传输100km环形六模光纤后的非圆对称简并模式内差分模式时延为55.3ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为5.53ps/km1/2。
表1测得的简并模式内差分模式时延及其系数
Figure BDA0003115544190000213
部分二，本发明为解决上述提出的问题所采用的方案2为：
(1)提供一种基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置，包括光源、IQ调制器、线性调频波发生器(信号发生器的一种具体实现示例)、模式转换器、模式控制器、光探测器、频域电信号采集器(信号采集器的一种具体实现示例)及计算单元；
(2)提供一种应用上述基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置的、基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量方法。
如图5所示，所述基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置：其所述光源、IQ调制器、模式转换器、模式控制器和光探测器依次设置于光路上；所述线性调频波发生器与IQ调制器电连接；所述频域电信号采集器与所述光探测器电连接；所述计算单元与所述频域电信号采集器数字信号相连；所述光源，用于产生线偏振激光；所述线性调频波发生器，用于产生线性调频电信号；所述IQ调制器，用于将线性调频波发生器所产生的线性调频电信号调制到光源所发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；所述模式转换器，用于将单模光纤中的基模转换成被测的少模光纤中的特定简并模式(对应于上述待测简并模式)；所述模式控制器，用于控制改变简并模式的本征模式组合比例；所述光探测器，用于将光信号转化为电信号；所述频域电信号采集器，用于采集频域电信号，转化为数字信号(即将电信号采集为数字信号)；所述计算单元，用于获得频域电信号采集器采集的数字信号，并计算被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延及其系数。
可选的，所述基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置，其光源工作波长、光谱宽度、激光功率可调，用于提供窄谱连续激光。光源工作波长范围在400-1700nm之间连续可调，激光线宽小于5MHz，激光功率在0-1W之间连续可调；其IQ调制器可为铌酸锂调制器、硅基调制器、磷化铟调制器或其他种类IQ调制器；其线性调频波发生器可为射频源、任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator，AWG)、基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)的波形发生器或基于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)的波形发生器，其扫频范围(即扫描的频率范围(非幅度))和扫频速率可调；其模式转换器可为熔融拉锥法制作的光纤型模式选择耦合器、侧边抛磨法制作的光纤型模式选择耦合器、3D激光直写法制作的基于硅酸盐玻璃基片的模式选择耦合器、平面光波导型模式选择耦合器、长周期光纤光栅型模式转换器、机械式相位片型模式转换器、基于空间光调制器的模式转换器、多平面光转换器以及光子灯笼中的一种或多种；其模式控制器可为机械式模式控制器、手动式模式控制器或其他任意一种可以实现简并模式的本征模组合比例改变的装置；所述光探测器，可为基于PIN光电二极管的光探测器或基于雪崩光电二极管的光探测器；所述频域电信号采集器，可为实时电频域电信号采集器、基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)的实时频域电信号采集器或基于专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)的实时频域电信号采集器；其所述计算单元，可获取被测光信号的数字信号，并据此计算其简并模式内差分模式时延、及简并模式内差分模式时延系数。关于扫频速率，假设扫频起始点频率f3，终止点频率f4，从f3到f4花了时间t，则其扫频速率为(f4-f3)/t。
所述应用上述基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置的简并模式内差分模式时延测量方法，具体可包括以下步骤：
1)选取长度为L的被测少模光纤(对应于上述待测少模光纤)，将其置于上述基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置的模式转换器和模式控制器之间，将对应被测模式的模式转换器置于所述基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置中，并调通光路；
2)调节所述光源输出工作波长和输出功率为预设工作波长和预设输出功率，配置所述线性调频波产生单元的扫频范围和扫频速度(即扫频速率)为预设扫频范围和扫频速度γ(对应于上述线性调频波发生器的扫频速度)，调节所述IQ调制器使得光源单元发出激光被调制为单边带线性调频光信号；
3)调节所述模式控制器，观察频域电信号采集器所显示的频域信息，使得其频域峰达到最大值，记录此频域峰的频率f2(对应于上述峰值对应的频率)；
4)获取计算单元计算的预设工作波长下被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延、简并模式内差分模式时延系数，在工作波长下，被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延ΔτIDM-DMD计算公式(对应于上述公式二)为：
Figure BDA0003115544190000241
被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延系数CIDM-DMD计算公式(对应于上述公式三)为：
Figure BDA0003115544190000242
所述基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量方法，其被测少模光纤的长度L可在0～100km之间。
在此说明，方案1中IQ调制器上方是正弦波发生器，方案2这里是线性调频波发生器，用于测量所发生的信号的波形是有差异的。方案1采用正弦波发生，属于时域测量方案，方案2采用线性调频发生，属于频域测量方案。同时方案2不需要模式成本鉴别，结构上会更简单一些。
下面对该方案2进行具体举例。
本发明的基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置具体可如图6所示，包括依次沿光路设置的光源、IQ调制器、模式转换器、模式控制器和光探测器，以及与IQ调制器电连接的线性调频波发生器，与光探测器电连接的频域电信号采集器，与频域电信号采集器数字信号连接的计算单元。
所述光源工作波长可调，如图6所示，包括窄线宽连续激光光源以及保偏单模光纤(保偏单模光纤会直接作为连线接到IQ调制器上，属于光源内部结构，光源包括窄线宽连续激光光源以及保偏单模光纤可理解为光源为保偏输出的窄线宽连续激光光源)；所述窄线宽连续激光光源，用于提供线偏振窄线宽连续激光，工作波长范围可在400-1700nm之间，连续可调激光线宽小于5MHz，激光功率在0-1W之间连续可调；所述保偏单模光纤传导窄线宽连续激光光源输出的线偏振光，并形成基模，其输出端用于输出光至IQ调制器，可选的输出端带连接头；所述保偏单模光纤为裸光纤或跳线。
所述线性调频波发生器，用于发生线性调频波信号，可选的为可调射频源，其输出端用于输出电信号至IQ调制器，可选的输出端为射频连接器。
所述IQ调制器，用于将线性调频波发生器所产生的线性调频波信号调制到光源所发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号，可选的为铌酸锂型调制器；其光输入端用于光输入，可选的与光源相连；其光输出端用于输出光至模式转换器，可选的光输入输出端带连接头，其电输入端用于电信号输入，可选的与线性调频波发生器相连。
所述模式转换器，用于将单模光纤中的基模转换成被测的少模光纤中的特定简并模式，可选的其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
所述模式控制器，用于控制改变简并模式的本征模式组合比例，可选的其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
所述光探测器，用于将光信号转化为电信号，其光输入端具有基于跳线的光纤连接头，其电输出端可选的与频域电信号采集单元相连，可选的电输出端为射频连接器。
所述频域电信号采集器，用于采集频域电信号，转化为数字信号，可选的为实时电频谱仪。
所述计算单元，用于获得频域电信号采集器的数字信号，并计算被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延及其系数。
应用以上装置基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量方法，具体可包括以下步骤：
1)选取长度为L的被测少模光纤(对应于上述待测少模光纤)，将其置于上述基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置的模式转换器和模式控制器之间，将对应被测模式的模式转换器置于所述基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置中，并调通光路；
所述被测少模光纤，以环形六模光纤为例：支持LP01、LP11、LP21、LP02、LP31、LP12共六个简并模式，其中LP01和LP02模为圆对称简并模式，LP11、LP21、LP31、LP12为非圆对称简并模式；所述被测光纤长度L为100km，其输入输出端带有接头。
2)调节所述光源输出工作波长λ为1550nm，输出功率为13dBm，配置所述线性调频波产生单元的扫频范围为0-1GHz和扫频速度γ为1014Hz/s，调节所述IQ调制器使得光源单元发出激光被调制为单边带线性调频光信号；
3)调节所述模式控制器，观察频域电信号采集器所显示的频域信息，使得其频域峰达到最大值，记录此频域峰的频率f2；
4)获取计算单元计算的预设工作波长下被测少模光纤中的被测简并模式的简并模式内差分模式时延、简并模式内差分模式时延系数，在该工作波长λ下，被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延ΔτIDM-DMD计算公式为：
Figure BDA0003115544190000261
被测少模光纤中的被测简并模式内差分模式时延系数CIDM-DMD计算公式为：
Figure BDA0003115544190000262
所述基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量方法，其被测少模光纤的长度L可在0～100km之间。
测试结果，如表2所示，LP01模在传输100km环形六模光纤后的圆对称简并模式内差分模式时延为1.2ps，圆对称简并模式内差分模式时延系数为0.12ps/km1/2；LP11模在传输100km环形六模光纤后的非圆对称简并模式内差分模式时延为32.3ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为3.23ps/km1/2；LP21模在传输100km环形六模光纤后的圆对称简并模式内差分模式时延为37.4ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为3.74ps/km1/2；LP02模在传输100km环形六模光纤后的圆对称简并模式内差分模式时延为1.4ps，圆对称简并模式内差分模式时延系数为0.14ps/km1/2；LP31模在传输100km环形六模光纤后的非圆对称简并模式内差分模式时延为41.4ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为4.14ps/km1/2；LP12模在传输100km环形六模光纤后的非圆对称简并模式内差分模式时延为55.3ps，非圆对称简并模式内差分模式时延系数为5.53ps/km1/2。
表2测得的简并模式内差分模式时延及其系数
Figure BDA0003115544190000263
Figure BDA0003115544190000271
由上可知，本发明实施例提供的方案主要涉及：通过正弦波发生器产生时域信号，或通过线性调频波发生器产生频域信号，之后准确测量其输出信号，进而分析各参数值。具体的，涉及：
方案1，一种基于单边带正弦调制的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置，其包括光源、IQ调制器、正弦波发生器、模式转换器、模式控制器、90:10光功率分路器、光探测器、信号采集器及计算单元。
其中，是通过正弦波发生器产生时域信号，并通过90:10光功率分路器、模式控制器、光探测器等采集信号。
方案2，一种基于单边带线性调频的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置，其包括光源、IQ调制器、线性调频波发生器、模式转换器、模式控制器、光探测器、频域电信号采集器及计算单元。
其中，是通过线性调频波发生器产生频域信号，并通过光探测器等采集、分析信号。
方案1和方案2的区别是一个是产生时域信号，一个是产生频域信号。相同点均是通过信号产生并测量、分析，之后推导出待测光纤简并模式内差分模式时延。
综上，本方案的有益效果在于：
1)本方案提供的两种少模光纤中简并模式内差分模式时延的测量装置及测量方法，通过对结构和元件选择和设计，实现了对简并模式的检测，简单可靠，集成度高，能够方便地对简并模式内差分模式时延进行简单、准确的测量，实现将简并模式内差分模式时延和色度色散分离开、并准确测定简并模式内差分模式时延的目的。
2)本方案提供的两种少模光纤中简并模式内差分模式时延测量装置及基于所述装置的少模光纤中简并模式内差分模式时延测量方法，具有测量速度快、测量准确的优点。
3)本方案提供的两种少模光纤中简并模式内差分模式时延测量方法，能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延及其系数，大幅降低了工作量，自动化程度高。
在此说明，上述涉及的少模光纤：是指支持多个导波模式的光纤；简并模式：是指由各个有效折射率相近的本征矢量模式组成的模式；简并模式内差分模式时延：是指同一简并模式内的各本征矢量模式因存在微小的有效折射率差和传播速度差，在传输过程当中累积的时延。
本发明实施例还提供了一种时延测量装置，应用于上述的时延测量设备，如图7所示，所述装置包括：
第一调制模块71，用于利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
转换发送模块72，用于利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；
调整传输模块73，用于利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；
转化传输模块74，用于利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
第一处理模块75，用于利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息。
本发明实施例提供的所述时延测量装置通过利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息；能够实现将简并模式内差分模式时延和色度色散分离开，并快速、准确地测定简并模式内差分模式时延信息，从而实现对简并模式内差分模式时延信息进行简单、快速、准确的测量；此外，本方案能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延信息，大幅降低了工作量，自动化程度高；很好的解决了现有技术中无法准确测量简并模式内差分模式时延的问题。
其中，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
本发明实施例中，可以是，所述信号发生器为正弦波发生器；所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，传输给光功率分路器；利用所述光功率分路器将所述调整后的光信号进行划分，并将功率较大的光信号发送给光探测器，将功率较小的光信号发送给模式成分鉴别器；利用所述模式成分鉴别器确定所述本征模式组合比例是否处于均等状态，并在所述本征模式组合比例不处于均等状态的情况下，将鉴定结果发送给所述模式控制器，返回执行所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，直至所述本征模式组合比例处于均等状态；在所述本征模式组合比例处于均等状态的情况下将所述鉴定结果发送给所述模式控制器和信号采集器；所述利用所述光探测器和信号采集器，将部分所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：利用所述光探测器将所述功率较大的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；利用所述信号采集器根据所述鉴定结果采集所述光探测器传输的电信号所对应的时域电信号，并转化为数字信号。
其中，所述数字信号包括光功率信号值P；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：利用所述计算单元，根据所述光功率信号值P，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；其中，所述公式一为：
Figure BDA0003115544190000291
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；所述f1表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率；所述P0表示光源的输出功率；所述IL表示所述IQ调制器到所述光功率分路器的光功率损耗。
本发明实施例中，还可以是，所述信号发生器为线性调频波发生器；所述利用所述光探测器和信号采集器，将全部所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：利用所述光探测器将全部所述调整后的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；利用所述信号采集器采集所述光探测器传输的电信号所对应的频域电信号，并转化为数字信号；所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：执行至少一次所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；直至所述频域电信号达到峰值。
其中，所述数字信号包括所述峰值对应的频率f2；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：利用所述计算单元，根据所述频率f2，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；其中，所述公式二为：
Figure BDA0003115544190000301
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述γ表示所述线性调频波发生器的扫频速度。
进一步的，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，还包括：利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；其中，所述公式三为：
Figure BDA0003115544190000302
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
其中，上述时延测量方法的所述实现实施例均适用于该时延测量装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种时延测量设备，包括上述的时延测量设备所包含的部件，如图8所示，所述时延测量设备还包括：处理器81和收发机82；
所述处理器81，用于利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；
利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；
利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息。
本发明实施例提供的所述时延测量设备通过利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息；能够实现将简并模式内差分模式时延和色度色散分离开，并快速、准确地测定简并模式内差分模式时延信息，从而实现对简并模式内差分模式时延信息进行简单、快速、准确的测量；此外，本方案能减少少模光纤的拆装次数，调试简单，一次调试即可得到被测简并模式内差分模式时延信息，大幅降低了工作量，自动化程度高；很好的解决了现有技术中无法准确测量简并模式内差分模式时延的问题。
其中，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
本发明实施例中，可以是，所述信号发生器为正弦波发生器；所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，传输给光功率分路器；利用所述光功率分路器将所述调整后的光信号进行划分，并将功率较大的光信号发送给光探测器，将功率较小的光信号发送给模式成分鉴别器；利用所述模式成分鉴别器确定所述本征模式组合比例是否处于均等状态，并在所述本征模式组合比例不处于均等状态的情况下，将鉴定结果发送给所述模式控制器，返回执行所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，直至所述本征模式组合比例处于均等状态；在所述本征模式组合比例处于均等状态的情况下将所述鉴定结果发送给所述模式控制器和信号采集器；所述利用所述光探测器和信号采集器，将部分所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：利用所述光探测器将所述功率较大的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；利用所述信号采集器根据所述鉴定结果采集所述光探测器传输的电信号所对应的时域电信号，并转化为数字信号。
其中，所述数字信号包括光功率信号值P；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：利用所述计算单元，根据所述光功率信号值P，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；其中，所述公式一为：
Figure BDA0003115544190000321
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；所述f1表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率；所述P0表示光源的输出功率；所述IL表示所述IQ调制器到所述光功率分路器的光功率损耗。
本发明实施例中，还可以是，所述信号发生器为线性调频波发生器；所述利用所述光探测器和信号采集器，将全部所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：利用所述光探测器将全部所述调整后的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；利用所述信号采集器采集所述光探测器传输的电信号所对应的频域电信号，并转化为数字信号；所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：执行至少一次所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；直至所述频域电信号达到峰值。
其中，所述数字信号包括所述峰值对应的频率f2；所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：利用所述计算单元，根据所述频率f2，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；其中，所述公式二为：
Figure BDA0003115544190000331
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述γ表示所述线性调频波发生器的扫频速度。
进一步的，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，还包括：利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；其中，所述公式三为：
Figure BDA0003115544190000332
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
其中，上述时延测量方法的所述实现实施例均适用于该时延测量设备的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种时延测量设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器执行所述程序时实现上述的时延测量方法。
其中，上述时延测量方法的所述实现实施例均适用于该时延测量设备的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述的时延测量方法中的步骤。
其中，上述时延测量方法的所述实现实施例均适用于该可读存储介质的实施例中，也能达到相同的技术效果。
需要说明的是，此说明书中所描述的许多功能部件都被称为模块，以便更加特别地强调其实现方式的独立性。
本发明实施例中，模块可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成模块并且实现该模块的规定目的。
实际上，可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同程序当中，以及跨越多个存储器设备分布。同样地，操作数据可以在模块内被识别，并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括在不同存储设备上)，并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。
在模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成(VLSI)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种时延测量设备，其特征在于，包括：
依次相连的光源、IQ调制器和模式转换器；
以及，能够与待测少模光纤的输出端相连的模式控制器；
以及，信号测量子装置；所述信号测量子装置包括：与所述模式控制器相连的光探测器，和通过信号采集器与所述光探测器相连的计算单元；
其中，所述模式转换器能够与所述待测少模光纤的输入端相连；所述IQ调制器还与信号发生器相连；所述IQ调制器将所述信号发生器产生的信号调制到所述光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
所述计算单元能够根据所述信号采集器采集的信号确定所述待测少模光纤的简并模式内差分模式时延信息。
2.根据权利要求1所述的时延测量设备，其特征在于，所述信号发生器为正弦波发生器，所述装置还包括：设于所述模式控制器与所述光探测器之间的光功率分路器，以及与所述模式控制器、光功率分路器和信号采集器分别相连的模式成分鉴别器；
或者，所述信号发生器为线性调频波发生器，所述信号采集器为频域电信号采集器。
3.一种时延测量方法，应用于如权利要求1至2任一项所述的时延测量设备，其特征在于，所述方法包括：
利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；
利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；
利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息。
4.根据权利要求3所述的时延测量方法，其特征在于，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
5.根据权利要求3所述的时延测量方法，其特征在于，所述信号发生器为正弦波发生器；
所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：
利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，传输给光功率分路器；
利用所述光功率分路器将所述调整后的光信号进行划分，并将功率较大的光信号发送给光探测器，将功率较小的光信号发送给模式成分鉴别器；
利用所述模式成分鉴别器确定所述本征模式组合比例是否处于均等状态，并在所述本征模式组合比例不处于均等状态的情况下，将鉴定结果发送给所述模式控制器，返回执行所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，直至所述本征模式组合比例处于均等状态；在所述本征模式组合比例处于均等状态的情况下将所述鉴定结果发送给所述模式控制器和信号采集器；
所述利用所述光探测器和信号采集器，将部分所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：
利用所述光探测器将所述功率较大的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；
利用所述信号采集器根据所述鉴定结果采集所述光探测器传输的电信号所对应的时域电信号，并转化为数字信号。
6.根据权利要求5所述的时延测量方法，其特征在于，所述数字信号包括光功率信号值P；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述光功率信号值P，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式一为：
Figure FDA0003115544180000031
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；所述f1表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率；所述P0表示光源的输出功率；所述IL表示所述IQ调制器到所述光功率分路器的光功率损耗。
7.根据权利要求3所述的时延测量方法，其特征在于，所述信号发生器为线性调频波发生器；
所述利用所述光探测器和信号采集器，将全部所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：
利用所述光探测器将全部所述调整后的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；
利用所述信号采集器采集所述光探测器传输的电信号所对应的频域电信号，并转化为数字信号；
所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：
执行至少一次所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；直至所述频域电信号达到峰值。
8.根据权利要求7所述的时延测量方法，其特征在于，所述数字信号包括所述峰值对应的频率f2；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述频率f2，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式二为：
Figure FDA0003115544180000032
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述γ表示所述线性调频波发生器的扫频速度。
9.根据权利要求6或8所述的时延测量方法，其特征在于，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，还包括：
利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；
其中，所述公式三为：
Figure FDA0003115544180000041
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
10.一种时延测量装置，应用于如权利要求1至2任一项所述的时延测量设备，其特征在于，所述装置包括：
第一调制模块，用于利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
转换发送模块，用于利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；
调整传输模块，用于利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；
转化传输模块，用于利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
第一处理模块，用于利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息。
11.根据权利要求10所述的时延测量装置，其特征在于，所述简并模式内差分模式时延信息包括：简并模式内差分模式时延值和简并模式内差分模式时延系数中的至少一项。
12.根据权利要求10所述的时延测量装置，其特征在于，所述信号发生器为正弦波发生器；
所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：
利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，传输给光功率分路器；
利用所述光功率分路器将所述调整后的光信号进行划分，并将功率较大的光信号发送给光探测器，将功率较小的光信号发送给模式成分鉴别器；
利用所述模式成分鉴别器确定所述本征模式组合比例是否处于均等状态，并在所述本征模式组合比例不处于均等状态的情况下，将鉴定结果发送给所述模式控制器，返回执行所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，直至所述本征模式组合比例处于均等状态；在所述本征模式组合比例处于均等状态的情况下将所述鉴定结果发送给所述模式控制器和信号采集器；
所述利用所述光探测器和信号采集器，将部分所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：
利用所述光探测器将所述功率较大的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；
利用所述信号采集器根据所述鉴定结果采集所述光探测器传输的电信号所对应的时域电信号，并转化为数字信号。
13.根据权利要求12所述的时延测量装置，其特征在于，所述数字信号包括光功率信号值P；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述光功率信号值P，采用公式一，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式一为：
Figure FDA0003115544180000051
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述π表示圆周率；所述f1表示所述正弦波发生器产生的正弦波的频率；所述P0表示光源的输出功率；所述IL表示所述IQ调制器到所述光功率分路器的光功率损耗。
14.根据权利要求10所述的时延测量装置，其特征在于，所述信号发生器为线性调频波发生器；
所述利用所述光探测器和信号采集器，将全部所述调整后的光信号转化为数字信号，包括：
利用所述光探测器将全部所述调整后的光信号转化为电信号，并发送给信号采集器；
利用所述信号采集器采集所述光探测器传输的电信号所对应的频域电信号，并转化为数字信号；
所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器，包括：
执行至少一次所述利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；直至所述频域电信号达到峰值。
15.根据权利要求14所述的时延测量装置，其特征在于，所述数字信号包括所述峰值对应的频率f2；
所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，包括：
利用所述计算单元，根据所述频率f2，采用公式二，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延值；
其中，所述公式二为：
Figure FDA0003115544180000061
所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述γ表示所述线性调频波发生器的扫频速度。
16.根据权利要求13或15所述的时延测量装置，其特征在于，所述利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息，还包括：
利用所述计算单元，根据所述简并模式内差分模式时延值，采用公式三，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延系数；
其中，所述公式三为：
Figure FDA0003115544180000062
所述CIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延系数；所述ΔτIDM-DMD表示简并模式内差分模式时延值；所述L表示所述待测少模光纤的长度。
17.一种时延测量设备，包括如权利要求1至2任一项所述的时延测量设备所包含的部件，其特征在于，所述时延测量设备还包括：处理器和收发机；
所述处理器，用于利用IQ调制器将信号发生器产生的信号调制到光源发出的线偏振激光上形成调制后的单边带光信号；
利用模式转换器将待测少模光纤中的基模转换成待测简并模式，并将所述单边带光信号发送给所述待测少模光纤；
利用模式控制器调整所述待测少模光纤输出的光信号的本征模式组合比例，得到调整后的光信号，并传输给光探测器；
利用所述光探测器和信号采集器，将部分或全部的所述调整后的光信号转化为数字信号，并传输给计算单元；
利用所述计算单元，根据所述数字信号，得到所述待测少模光纤在所述待测简并模式下的简并模式内差分模式时延信息。
18.一种时延测量设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求3至9中任一项所述的时延测量方法。
19.一种可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求3至9中任一项所述的时延测量方法中的步骤。
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