光纤放大器总规范

光纤放大器总规范

国家标准 GB/T16849一2008 代替GB/T168491997 光纤放大器总规范 Generiespeeifieationofoptiealfiheramplifier 2008-10-07发布 2009-04-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/16849一2008 前 言 本标准参考IEC61291-l:2006(《光放大器第1部分:总规范》,IEC60825-1《激光产品的安全第 1部分:设备分类和要求》IUT-TG.66l:1998《光放大器及子系统相关参数的定义和试验方法》和 TeleordiaGR-1312-CORE:1999(《光纤放大器和专有密集波分复用系统总规范》对GB/T16849一1997 《光纤放大器总规范》进行修订 本标准在修订过程中考虑了与GB/T18898.1一2002(《掺饵光纤放大器第1部分:C波段掺饵光 纤放大器》,GB/T20148一2006《喇曼光纤放大器技术条件》的协调一致 本标准代替GB/T16849一1997《光纤放大器总规范》. 本标准与GB/T16849一1997相比,主要变化如下 -对原概述中的4.1.1、4.1.2内容进行修改;对4.2.47定义进行了修改 -增加了部分通用参数定义反向增益、最大增益、最大增益波长、最大小信号增益波长、小信号 增益波长变化,波长带,有用信号波长带,可湖波长范围,最大增益随温度变化、增益稳定度、偏 振相关增益、偏振模色散、主偏振态、最大输人反射,最小输人反射、载噪比单波长应用增益斜 率,把复合三阶畸变、复合二阶畸变(待研究)定义后变成载波复合三次差拍比、载波复合二次 差拍比; 增加了适用于数字多波道传输应用光纤放大器参数定义 增加了适用于喇曼光纤放大器及其参数定义; 对带光放大器的子系统参数定义部分,增加了“工作波长信号范围”参数定义;把！.3.2.2 “AsE功率电平”改为“输出AsE功率电平”,4.3.2.2“AsE功率电平”改为“输人AsE功率电 ”;删去与通用参数定义相同的参数定义;供电和制控要求,最大功耗、工作温度,最大工作相 平” 对湿度、最大工作振动水平,贮存温度,最大贮存相对湿度、最大运输振动/冲击水平、可靠性、 安全、,远端本地告警控制,光连接、输出光回波损耗、泄漏到输出端泵浦功率、输人光回波损耗、 泄漏到输人端梨浦功率 -对第3章分类重新编写并编为第5章; 对第6章试验方法内容进行补充和完善; -增加第7章电磁兼容要求和第9章可靠性试验 对附录A,缩写词一览表进行补充增加并编在第3章 本标准由工业和信息化部提出 本标准由通信标准化协会归口 本标准起草单位;武汉邮电科学研究院 本标准主要起草人;梁臣桓、陈永诗、付成鹏 本标准于1997年首次发布 本次为第一次修订
GB/T16849一2008 光纤放大器总规范 范围 本标准规定了光纤放大器(OFA)的术语和定义,分类和要求;确定了试验方法和可靠性试验 本标准适用于稀土元素掺杂的有源光纤OFA器件,带光纤放大器子系统,以及喇曼光纤放大器 RFA)器件 规范性引用文件 下列文件的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后的所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版本均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研 究是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适合于本标准 GB/T9771.1一9771.5通信用单模光纤系列 GB/T16850.11997光纤放大器试验方法基本规范第1部分;增益参数的试验方法 光纤放大器试验方法基本规范第2部分;功率参数的试验方法 GB/T16850.2一1999 光纤放大器试验方法基本规范第3部分噪声参数的试验方法 GB/T16850.31999 GB/T16850.4一2006光纤放大器试验方法基本规范第4部分;模拟参数 -增益斜率的试验 方法 GB/T16850.52001光纤放大器试验方法基本规范第5部分;反射参数的试验方法 GB/T16850.62001光纤放大器试验方法基本规范第6部分:泵浦泄漏参数的试验方法 GB/T16850.7一2001光纤放大器试验方法基本规范第7部分;带外插人损耗的试验方法 GB/T17626 电磁兼容试验和测量技术 YD/T12002002MU型单模光纤活动连接器技术条件 YD/T1272.1 2003光纤活动连接器第1部分;LC型 YD/T1272.3一2005光纤活动连接器第3部分:sC型 YD/T1272.4一2007光纤活动连接器第4部分;FC型 IEC60825-1:2007激光产品的安全第1部分;设备分类和要求 IEC60825-2;2007激光产品的安全第2部分;光纤通信系统的安全(OFCS) IEC61290-7-1:2007光纤放大器试验方法第7-1部分;频带外介人损耗滤波光功率表法 IEC61290-10-l:2003光学放大器试验方法第10-1部分:多道参数使用光学开关和光谱分 析仪的脉冲法 IEC61290-10-2;2007光纤放大器试验方法第10-2部分;多通道参数使用选通光频谱分析 仪的脉冲法 ECc61290-10-3.2003光学放大器试验方法第10-3部分多道参数探测法 IEc61290-11-1;2008光学放大器 试验方法第11-1部分;偏振模式分散参数琼斯矩阵特征 分析法(JME Poincare球面 Ec612900112.;2005光学放大器试验方法第112部分;偏振模式分散参数 分析方法 ITU-TG,662;1998光纤放大器件和子系统的通用特性 TelcordiaGR-1312-CORE:1999光纤放大器和专有密集波分复用系统总规范
GB/T16849一2008 术语和定义、缩胳语 术语和定义 下述术语和定义适合于本标准 3.1.1光纤放大器(oFA)通用参数定义 3.1.1.1 增益gain 从OFA输出端口输出的信号光功率与输人端口输人的信号功率的比值,以分贝dB)为单位 注1;增益包括输人光纤跳线和oFA输人端口之间的连接损耗 注2;要求跳线与用作oFA输人端口和输出端口的光纤是同样类型 注3，要注意从信号光功率中排除AsE嗓声功率 3.1.1.2 小信号增益smallsigmalgain 放大器工作在线性范围区时的增益,这时,在给定的信号波长和泵浦光功率电平下它基本上与输 人信号光功率无关 注，这种性能可在离散波长上或作为波长的丽数加以描述 3.1.1.3 反向增益reversegainm 用OFA的输人端作为输出端,输出端作为输人端测得的增益 3.1.1.4 反向小信号增益reversesmallsignalgain 用OFA的输人端作为输出端,输出端作为输人端测得的小信号增益 3.1.1.5 最大增益nmaximumgain OFA工作在标称工作条件下,所能达到的最高增益 3.1.1.6 最大小信号增益maximumsmmalsignalgain OFA在标称的工作条件下,所能达到的最高的小信号增益 3.1.1.7 最大增益波长maximumgainwavelength 发生最大增益处的波长 3.1.1.8 最大小信号增益波长nmaximumsmallsignalgainwaveength 发生最大小信号增益处的波长 3.1.1.9 波长变化 wavelengthVvariationm 在给定的波长范围上,增益峰-峰值变化 3.1.1.10 小信号增益波长变化smallsignalgainwavelengthvariatom 在给定的波长范围上,小信号增益峰-峰值变化 3.1.1.11 波长带wavelenthband 在规定的输出功率范围内,当相应的输人信号功率处于规定的输人功率范围时,能保持OFA输出
GB/T16849一2008 信号功率的波长范围 3 .1.1.12 有用信号波长带(仅对带光滤波器的预放大器而言 availalesignalwavelengthbandforpre amplifierswithopticalfilteronly) 包括有用光滤波器在内的预放大器波长带 3.1.1.13 可调波长范国(对带可调光滤波器的预放大器或oARs umablewavelengthrange(forpreampli fiersorOARswithtunable tiealtlerly) 包括预放大器内部(或OAR子系统内部)可调滤波器波长在内的可调谐波长带范围 3.1.1.14 小信号增益波长带small-signalgainwavelengthband 小信号增益比最大小信号增益低3dB时的波长范围 3.1.1.15 最大增益随温度变化maximumgainvariationwithtemperature 温度在规定范围内变化时引起的最大增益变化,以分贝(dB)为单位 3.1.1.16 maximumsmall-s 最大小信号增益随温度的变化 signalgainvariationwithtemperature 温度在规定范围内变化时引起的最大小信号增益的变化,以分贝(dB)为单位 3.1.1.17 增益稳定度gaistabilty 在标称工作条件下,对于某个规定的试验周期,用最大和最小增益之差,以分贝(dB)为单位表示的 增益波动程度 3.1.1.18 小信号增益稳定性small-signalgainstability 在标称工作条件下,对于某个规定的试验周期,用最大和最小的小信号增益之差,以分贝(dB)为单 位表示的小信号增益波动的程度 3.1.1.19 大信号输出稳定性large-signaloutputstabity 在标称的工作条件和规定的大输人信号光功率情况下,对于某个规定的试验周期,用最大和最小的 输出信号光功率之比表示输出光功率波动的程度,以分贝(dB)为单位 3.1.1.20 偏振相关增益polarization-dependentgain(PDG 在标称工作条件下,由于输人信号光偏振态变化引起的OFA增益的最大变化 注:OFA中PDG光源与所用无源器件损耗偏振有关 3.1.1.21 饱和输出功率saturationoutputpower(gaincompressionpower 在信号波长上,其增益相对于小信号增益减小3dB时输出信号光功率 注:应说明规定该参数的波长 3.1.1.22 标称输出信号功率nominaloutputsignalpower 在标称工作条件下一个规定的输人信号光功率所对应的最小输出信号光功率 注:应说明规定该参数的波长
GB/T16849一2008 3.1.1.23 最大输入信号功率 maximmuminputsignalpower 在正常工作时允许输人信号的最大光功率 3.1.1.24 最大输出信号功率maximumoutputsignalpower 在标称工作条件下,从OFA能够得到的最高输出信号光功率 3.1.1.25 输入功率范围imputpowerrange 当OFA的输出光功率在规定的输出功率范围之内,并使其性能得以保障时,OFA的输人信号光功 率所在的光功率电平范围 3.1.1.26 输出功率范围outputpowerrange 当OFA输人信号光功率在规定的输人功率范围内,并使其性能得以保障时,OFA的输出信号光功 率所在的光功率电平范围 3.1.1.27 噪声系数noisefigure NF 受限于散弹噪嗓声信号通过oFA传输引起的具有单一量子效率和无附加噪声光检测器输出端信嗓 比(SNR)的降低,即输人端SNR与输出端SNR之比,以分贝(dB)为单位 注1，应指出规定噪声系数的工作条件 注2，该特性可在离散波长下或作为波长的函数加以描述 注3OFA的噪声来自不同的方面,例如;信号-AsE差拍噪声,AsE-AsE差拍噪声,内部反射噪声,信号散弹噪声 AsE散弹噪声,每一种来源的大小都与不同的条件有关,为了正确估算噪声系数必须规定这些条件 注4;习惯上把噪声系数取正值 注5在模拟传输应用oFA情况下,噪声系数也可以用输人和输出之间载噪比来表示 3.1.1.28' 噪声因子noisefactor 用线性形式表示的噪声系数 3.1.1.29 信号-自发辐射噪声系数signalspontaneousnoisefigure NF你 噪声系数中信号-自发差拍噪声的部分,以分贝(dB)为单位 3.1.1.30 等效)自发辐射-自发辐射光谱带宽equivalentspontaneous-spontaneosoptiealbandwidth B p" 等效自发辐射-自发辐射光谱带宽就是ASE谱功率密度的平方在ASE谱宽内的积分与在信号光 频率处ASE谱功率密度的平方p,'()倒数的乘积,公式(1)表示 p.=()d B即 =p() 注1;在oFA输出端使用一个光滤波器,可减小等效自发辐射自发辐射光谱带宽 注2;该参数与自发辐射-自发辐射差拍噪声有关,因此,它要求应用AsE谐功率密度的平方
GB/T16849一2008 3.1.1.31 rsion;PMID 偏模色散polarizationmode tedlpesm 当光信号通过光纤、器件或子系统如光纤放大器)传播时,由于两个主偏振态(PSP)之间的平均传 插的时延差,即群时延差(DGD)的影响,使得脉冲形变和均方根展宽,而且使每个主偏振态的波形畸 变,称做偏振模色散(PMD) 偏振模色散和偏振相关损耗(PDL)及偏振相关增益(PDG)一起可引起波 形畸变而导致不能容忍的比特误差率的增加 PMD可能与温度和工作条件有关 注: 3.1.1.32 主偏振态principalstatesofpolarization;PSP 在给定的频率或波长上,对应的输出偏振态(sOPs)的两个正交输人偏振态对于一阶光频率无关 注l:光纤、器件或子系统是典型的两个主偏振态特征,该特征是材料固有双折射导致其自身外部和内部的应力 注2;两个主偏振态(PsPs)之间的群时延差(IGD)可随时间及被长而变化 注3，与主偏振态之一相一致的那些偏振态信号将不受偏振模色散量的影响,至少对一阶光频信号是这样 3.1.1.33 前向ASE功率电平forwardASEpowerlevel 在标称工作条件下,从输出端输出的与ASE有关的规定波长范围内的ASE噪声光功率 注l;该参数对于PA或LA特别重要,它主要取决于所用的滤波器 迷2，应该说明规定AsE电平的工作条作(例如增益和输人信号光功半. 注3，对于分布式RFA的前向AsE是指与信号光传播方向相同的ASE光功率,分立式的参考面为信号输出端口 的ASE光功率 3.1.1.34 反向ASE功率电平reerseAsEpwwerleel 在标称工作条件下,从输人端输出的与ASE有关的规定波长范围内的ASE噪声光功率 注:对于RFA,应说明分布式的反向AsE是指与信号光传播方向相反的AsE光功率,分立式的参考面为信号输人 端口的ASE光功率 3.1.1.35 ASE谱宽ASsEbandwidth 从输出的ASE功率谱的峰值下降30dB40dB时两个波长之间的波长范围 注，由于测量的功率谱的可能畸变,例如由泵浦泄漏引起,可能需要进行适当的外推 3.1.1.36 输入光反射inputoptiealreleectanee 在标称工作条件和工作波长上,从输人端口被OFA反射的人射光功率与总人射光功率之比,以分 贝(dB)为单位 注用给定的输人信号光功率进行测量 3.1.1.37 输出光反射outputopticealreleectanee 在标称工作条件和工作波长上,从输出端口被OFA反射的人射光功率与总人射光功率之比以分 贝(dB)为单位 注:用给定的输人信号光功率进行测量 3.1.1.38 最大输入反射maximumimputreleetance 在标称规定的条件下和工作波长的所有输人光偏振态上,从输人端被OFA反射的人射光功率与 总人射光功率之比的最大值,以分贝(dB)为单位 注:用给定的输人信号光功率进行测量
GB/T16849一2008 3.1.1.39 refleetance 最小输入反射 mminimmuminputre 在标称规定的条件下和工作波长的所有输人光偏振态上,从输人端被OFA反射的人射光功率与 总人射光功率之比的最小值,以分贝(dB)为单位 注，用给定的输人信号光功率进行测量 3.1.1.40 输入端最大光反射容限maximumoptiealreIectaneetolerableatinput 在器件仍然满足其规范时,从OFA的输人端口看到的最大反射 注1:用给定的输人信号光功率进行测量 注2:噪声系数是对反射率最敏感的参数 3.1.1.41 输出端最大光反射容限maximumoptiealreleetaneetolerableatoutput 在器件仍然满足其规范时,从OFA的输出端口看到的最大反射 注1:用给定的输人信号光功率进行测量 注2:噪声系数是对反射率最敏感的参数 3.1.1.42 输入端和输出端最大容许反射 maximumreflectaneetolerableatinputandoutput 在器件仍然满足其规范时,同时放在一个OFA输人端和输出端的两个一样的反射器的最大反射 注1，用给定的输人信号光功率进行测量 注2，噪声系数是对反射率最敏感的参数 3.1.1.43 输出端泵浦泄漏功率pumpleakagetooutput 在标称工作条件下,从OFA或OAT,RFA输出端口泄漏的泵浦光功率 注l:用给定的输人信号光功率进行测量 注2:最大泄漏到输出端的系浦功率发生在没有输人信号时 3.1.1.44 输入端泵浦泄漏功率pumpleakage etimpt 在标称工作条件下,从OFA或oAR,RFA输人端口泄漏的泵浦光功率 注1:用给定的输人信号光功率进行测量 注2输人端的泵浦最大泄漏功率发生在没有输人信号时 注3，对RFA,应说明分布式的参考面为传输光纤的输人端口,分立式的参考面为信号输人端口 3.1.1.45 带外插入损耗out-of-bandinsertionloss 在规定的带外波长上,信号光的OFA插人损耗 3.1.1.46 带外反向插入损耗out-of-bandreverseinsertionloss 在规定的带外波长上,将规定的OFA输人端口和输出端口对换,所测得的信号光的OFA插人 损耗 3.1.1.47 带内插入损耗in-bandinsertionloss 在无电功率的条件下,OFA在给定输人光信号波长和给定信号光功率电平下的插人损耗 注1:这种特性可在离散波长下或作为波长的函数加以描述 注2:在测量该参数时,要注意排除输出的ASE的噪声 注3带内插人损耗是输人信号功率电平的函数
GB/T16849一2008 3.1.1.48 供电和控制要求poweringandcontrolrequirements 电流和/或电压和对于OFA工作在标出的最大额定值内所需要的电信号一样,应该包括电光源需 要的容差和开关程序 3.1.1.49 最大功耗 maximump0werconsumption OFA工作在绝对最大额定值时需要的电功率 3.1.1.50 外形尺寸和重量extermaldimensionsandweight OFA最大的高度、长度、宽度和重量 3.1.1.51 环境条件enviromentalcnditioms 在OFA仍然能够满足所规定参数值的情况下,OFA允许贮存、工作或运输的环境要求,包括温度 范围、湿度和振动水平 3.1.1.52 工作温度operatingtemperatwre OFA能够运行且仍满足其所有规定参数值的温度范围 3.1.1.53 最大工作相对湿度maximumoperatingrelativehumidity OFA能够运行且仍满足其所有规定参数值的最大相对湿度 3.1.1.54 最大工作振动水平maximumoperatingvibrationlevel OFA能够运行且仍满足其所有规定参数值的最大振动水平 3.1.1.55 贮存温度storagetemperature OFA能够贮存且仍满足其所有规定参数值的温度范围 3.1.1.56 最大贮存相对湿度maximumstoragerelativehumidity OFA能够贮存且仍满足其所有规定参数值的最大相对湿度 3.1.1.57 最大运输振动/冲击水平maximumtransportvibration/shoeklevel OFA仍能满足其所有规定参数值时,OFA所能承受的运输时的最大振动/冲击水平 3.1.1.58' 可靠性reliabiltty 即为器件工作寿命的估算 OFA的可靠性由下面两个参数之一来表示;平均无故障时间(MTBF 或失效率(FIT) MTBF是在规定的工作和环境条件下,OFA没有任何故障而连续工作的平均周期 FIT是器件在10'h内,在规定的工作和环境条件下的失效次数 注:可靠性试验请查看TelcordiaGR-1312-co尽E:1999中的第10章 3 1.1.59 安全safety 为了OFA的安全运行,安装人员、操作人员和制造人员应共同遵循的预防措施或通过的安全 标准 注 除非另有规定,本标准应采用Ec608251.307和Bco8252.20o7
GB/T16849一2008 3.1.1.60 最大总输出功率maximumtotaloutputpower OFA工作在绝对最大额定值时,在输出端口的最高光功率电平 3.1.1.61 远端和本地告警控制remoteamdlo 0calalarmcontrol 能够检查OFA的运行、探测和发送可能产生故障的信号的功能 3.1.1.62 光连接optiealeonneetions 用作OFA输人和输出端口的连接器类型和/或光纤类型 注:光连接器和连接光纤的光学,机械和环境特性及性能应分别符合YD/T12002002、YD/T1272.1一2003、 YD/'T1272.3一2005,YD/T1272.4一2007,GBy/T9771.1~9771.5中的有关规定 3.1.1.63 载嗓比(对于模拟传输》 carriertonoiseratio 载波电平与系统噪声电平均方根值之比,以分贝(dB)为单位 3.1.1.64 载波复合三次差拍比(对于模拟传输earriertocompusitethird-orderdistortionratio 在系统指定点,载波电平与围绕在载波中心附近群集的复合三次差拍产物电平的峰值之比,以分贝 dB)为单位 3.1.1.65 载波复合二次差拍比(对于模拟传输carriertocop0sitesecond-orderdistortionratio 在系统指定点,载波电平与围绕在载波中心附近群集的复合二次差拍产物电平的峰值之比,以分贝 dB)为单位 3.1.1.66 单波长应用增益斜率(对于模拟传输anrslopeudersimglewavelengthuperatmn 给定波长信号和输人功率的情况下,探测波长处的小信号增益对波长的导数 注:探测信号的总平均功率电平必须至少低于输人信号功率电平20dB.使其对增益谱曲线影响最小 3.1.2适用于多波道oFA参数定义 多波长信号人射到oFA时,产生了多波道的OFA,在多波道应用中,大多数单波道应用的参数定 义可适用,但某些参数的定义需要调整 当这些定义被延长使用时,“波道”这个词将加到相关参数上， 特别是噪声系数和信号自发辐射噪声系数 3.1.2.1 输入参考面inputrefereneeplane 如图1所示,输人参考面在OFA的输人端定义 来自发送机T、TT,的n个信号,每个分 别具有单一波长入、入e入.,由光复用器(OM)进行合波,每个信号分别具有单一功率P、PP 输送到OFA的输人端 3.1.2.2 输出参考面outputrefereneeplane 如图1所示,输出参考在OFA的输出蹦定义 N个输人信号被OFA放大后,每个分别具有单一 功率P、PaPn,从OFA输出端输出,经光解复用器(OD)分离出入、A入 的n个信号,由接收 机R、,ReR接收 在输出参考面上还应考虑被放大了的自发辐射ASE具有噪声光功率谱密度 PAsE(入
GB/16849一2008 oFA输入参考面 oFA输出参考面 R oM 中 OD OFA Pa Pa Pa: 和 P" Psr(a 图1多波道应用中的oFA 3.1.2.3 波道增益ehannegainm 在规定的多波道配置中,每一波道(在波长入，上)的增益,由公式(2)表示 G=P一P 式中: n为总波道数; 表示第j波道的增益,单位为分贝(dB) G =l、2n， 表示第j波道的输出功率(dlm))=1,2n，"为总波道数; P 表示第波道的输人功率(dBm),j=1、2n，n为总波道数 P 注:由于OFA饱和功率是由所有波长输人信号复合效应确定,所以波道增益与所有信号输人功率相关 3.1.2.4 多波道增益变化multiehannelgainvariation 相互波道间增益差inter-ehannelgaindifrerence 在规定的多波道配置中,任意两波道之间的波道增益差,定义为多波道增益变化,由公式(3)表示 G=G G 式中 表示第波道和第i波道间的增益变化,单位为分贝(dB),j、i=1、2n，但大i,n为总 G 波道数; 表示第j波道的波道增益,单位为分贝(dB),j=1,2n，但i,n为总波道数 G 表示第波道的波道增益,单位为分贝(dB),i1、2n，但大i,为总波道数 G 注:通常情况下.考虑到波道对复合的所有可能这一参数被规定为波道增益变化最大值.表示为多波道增益变化 最大绝对值,输人功率通常将取规定的最大值和最小值,也可以是规定达到中心增益值或总输出功率时的输 人功率 最大多波道增益变化(又称增益平坦度)由公式(4)表示 4G.=MAX,.(l4GI 式中: G 表示第j波道和第i波道之间的最大波道增益变化,单位为分贝(dB) 3.1.2.5 增益交叉饱和gaincrosssaturatiom 在规定的多波道配置中,当所有其他波道输人功率保持恒定时,某一给定波道的输人功率的变化 AP对于另外波道的增益变化AG的比率 增益交叉饱和由公式(5)表示
GB/T16849一2008 GXs，=G,/AP 式中: 表示第j波道j=1、3n但关in为总波道数 表示第i波道,i=1、2n,但ji,n为总波道数 注，通常,这一参数被指定为当每个波道处于最小允许功率时的多波道中的一种初始输人功率分配,其他分配可在 相应的产品规范中表示 3.1.2.6 相互波道干扰interchanelcersstalk 在研究中 3.1.2.7 mmultichannelgain-ehangedifference 多波道增益变化差 相互波道间增益变化差inter-chamnelgain-changedirrerence 对于某一规定的波道配置,在两个规定的波道输人功率设定值中,某一波道增益变化值与相关的另 -波道增益变化值之间的差,定义为多波道增益变化差,由公式(6)表示 GD =[G》一G2们 [G G3] ++++++ .(6 式中: GD -第波道和第i波道的增益变化差,单位为分贝(dB); G',G; -表示第波道在两个规定的波道输人功率设定值之一上的波道增益，j=1,2n,"为 总波道数 G,G) 表示第i波道在两个规定的波道输人功率设定值之一上的波道增益，i=1,2n,n为总 波道数 注1;通常,两个规定的被道输人功率设定值中;(1)为所有输人功率调至最小值.(2)为所有输人功率调至最大值 注2;通常应规定的多波道最大增益变化差,不同输人设定值的情况应在相应的产品规范中加以定义 注3:前向ASE功率与相应使用的预放大器或线路放大器有关,因此波道输人功率将包含前向ASE成分 注4:当不能使用增益斜率定义时,该参数可用作替代多波道增益斜率 3.1.2.8 多波道增益斜率multichamnelgaintilt 相互波道间增益变化率inter-channelgain-changeratio 在第j波道中,由第(1)输人多波道功率设定值变到第(2)输人波道功率设定值时,每一波道增益变 化相对于参考波道增益变化的比率 多波道增益斜率由公式(7)表示 GT=[G一G)]/[G,一-G,] 式中 G1.G3 是参考波道r在两个规定的波道输人功率设定值之一上的波道增益 注1:多波道增益斜率通常用作预计基于参考波道变化的各种输人波道功率设定值的每一波道的增益 注2:通常,把输人波道功率设定值调到:(1)为所有功率中等于最大允许值,(2)为所有功率中等于最小允许值 注3:参考波道可在适合产品规范中规定.参考波道的多波道增益斜率用dB/aB来定义 注4;在混合多级放大的情况下,应减少使用多波道斜率对不同情况下波道增益的预测,在不均匀增益段和特殊的 情况下应使用具有自动增益控制的放大器 3.1.2.9 波道增/减(稳态)增益响应channeladdition/removal(steady-state)gainresponse 对于某一规定的多波道配置,由于增/减一个或多个别的波道而引起任一波道所产生的波道增益的 稳态变化,以分贝dB)为单位 注1，通常,当每一输人波道的最终和最初功率等于最小允许值时,最大波道增/减增益响应为规定的参数 因此 不同的最终或最初功率可在适合的产品规范里标出 10
GB/T16849一2008 注2当加上所有波道或在所有波道中减到仅剩下一个波道时,通常会预期发生最坏情况的波道增/减增益响应 3.1.2.10 波道增/减瞬时增益响应ehanneadaition/remvaltransientgainresponse 对于规定的多波道配置,在波道增/减后瞬时期间,由于增/减一个或多个别的波道而引起任一波道 的最大波道增益的变化,以分贝(dB)为单位 注1，通常,当每一输人波道的最终和最初功率等于最小允许值时,最大波道增/减增益响应为规定的参数 因此 不同的最终或最初功率可在适合的产品规范里标出 注2;当加上所有波道或在所有波道中减到仅剩下一个波道时,通常会预期发生最坏情况的波道增/减增益响应 注3正向最大波道增益变化率通常是相对于超调节的,而负向最大波道增益变化率通常是相对于未达调节的 3.1.2.11 波道增/减瞬时响应时间channeladdition/remmoaltransientresponsetime 从波道增/减到该波道或别的波道的输出功率达到并维持在稳态值十NdB-NdB的时间间隔 注1;N值应在相应的产品规范中规定 注2该定义适用于波道数的瞬时变化,意思是,每增/减波道持续时间与响应时间可忽略不计 3.1.2.12 波道噪声系数ehamnelnoiserigure 对于规定的多波道配置中,在规定的光带宽中每波道的噪声系数称为波道噪声系数,以分贝(dB) 为单位 3.1.2.13 波道信号自发辐射噪声系数 chamnelsignalspontaneousnoisefigure 在规定的多波道配置中,每波道的信号自发辐射噪声系数称为波道信号自发辐射噪声系数,以分贝 dB)为单位 3.1.2.14 波道配置chamnelalloeation 波道配置由给定波道数、标称中心频率(标称中心波道波长)和它们的中心频率(波长)偏差组成 3.1.2.15 多径干扰(MPI)品质因数mwltipathinterference(PIfigureofmerit 由所有基带频率积累的多径干扰引起的噪声因子的贡献 注例如,多径干扰可以由光路中逐次元件反射引起 3.1.2.16 频率无关噪声因子贡献frequeney-independenteontributiontonoisefaector 除了多径干涉噪声之外的噪声因子 3.1.3带光放大器子系统参数定义 本条中包括的定义涉及基于OFA子系统,即带光放大器的发射机(OAT)和带光放大器的接收机 OAR)的参数 3.1.3.1带光放大器的发射机子系统(oAT)参数定义 .1.3.1.t 信号波长signalwaveengtl 传送信号光的波长 3.1.3.1.2 ewidth 信号线宽sgnalim 信号光谱的半高全宽FMHM 1l
GB/T16849一2008 3.1.3.1.3 输出连接器后的信号功率signalpowerafteroutputeomneetor 从OAT光输出端口发射的信号光功率 3.1.3.1.4 工作信号波长范围operatng" signalwavelengthrang OAT输出信号功率能够保持在规定的输出功率范围内的波长范围 3.1.3.1.5 输出AsE功率电平optAsE werlevel p 在标称工作条件下,从OAT光输出端口输出的ASE光功率 3.1.3.1.6 最大返回光功率 optieal maXimumreturn p0Ver 在OAT仍然满足它的指标时,允许返回OAT输出端口的最大光功率 3.1.3.2带光放大器的接收机子系统(oAR)参数定义 3.1.3.2.1 灵敏度sensitivity 为达到固定的误码率BER值《如10-"),紧靠在输人连接器前的光纤点所需的输人信号最小光 功率 3.1.3.2.2 工作信号波长范围operatingsignalwavelengthrange 在规定的BER(如10-")和规定的比特率上;oAR具有规定的灵敏度和过载输人功率的波长 范围 3.1.3.2.3 AsE滤波器谱宽ASEfilterbandwidth AsE滤波器的FwHM宽度 注:ASE滤波器的谱宽确定了输人信号的最大线宽 3.1.3.2.4 最大输入光功率maximuminputopticealpower 在OAR仍能满足其规范时,能够进人OAR输人端口的最大光功率 3.1.3.2.5 输入ASE功率电平inputASEpowerlevel 在标称工作条件下,从OAR光输人端口输出的ASE光功率 3.1.4喇曼光纤放大器及其参数定义 3.1.4.1 分布式喇曼光纤放大器D)istribu FiberAmplifier u Raman 基于传输光纤中的受激喇曼散射效应,以传输光纤本身作为增益介质,在喇曼泵浦单元(Raman PumpUnit,以下简称RPU)的作用下,使信号在整个传输线路上都得到放大的一种光纤放大器 在实 际参数测量过程中,把喇曼系浦模块与传输光纤一起作为一整体来测量,DRFA符号如图2a),图2b、 图2e)所示 .1.4.2 3. 分立式喇曼光纤放大器DisereteRamanFiberAmplifierDRFA) 基于光纤中的受激喇曼散射效应,以色散补偿光纤或高非线性光纤作为增益介质,在喇曼泵浦模块 的作用下,使信号得到放大的一种光纤放大器 分立式喇曼光纤放大器被想象成一个“黑盒子”,如图3 所示,至少具有两个光端口和供电的电连接口(图中未给出). 12
GB/T16849一2008 -传输光纤 信号输入 信号输出 RPU 系浦输出 DREA 后向DRRFA 传输光纤 信号输入 信号输出 RPU 泵浦输出 DREA 前向DRFA 传输光纤 信号输入 信号输出 RP RPU 系浦输出 泵浦输出 DRFA 双向DRRFA 图2分布式喇曼光纤放大器示意图 信号输出 信号输入 图3分立式喇曼光纤放大器示意图 3.1.4.3 混合喇曼光纤放大器hybridRamanFiberAmplifier 基于分布式喇曼光纤放大器与掺饵光纤放大器(或分立式喇曼光纤放大器)混合应用的一种放大 器,根据应用情况不同,可分为下面三种混合放大器 带后向DRFA和EDFA(或分立式RFA)的混合结构喇曼光纤放大器 带前向DRFA和EDFA(或分立式RFA)的混合结构喇曼光纤放大器 -带双间DRFA八租EDFA(或分立式RFA)的混合结构嘲曼光纤放大器 3.1.4.4 泵浦光反射pumpoptealrenetamee 在标称工作条件下,从泵浦输出端口被传输光纤端面反射的泵浦光功率与总输出泵浦光功率之比 以分贝dB)为单位 注用给定的输出系浦光功率进行测量 3.1.4.5 开-关增益(仅对分布式光纤放大器而言o-ofrgain(onlyapplieabletod山istributedamplifier 分布式放大器的放大光纤输出端在泵浦打开时的信号光功率相对于关闭时信号光功率的增加值， 13
GB/T16849一2008 以分贝dB)为单位 有时称为“有效增益” 注;开-关增益不同于通常意义上的增益,它不是输出端功率与输人端功率的比值,因为通常意义上的增益包括了 光纤的衰减,而且光纤衰减被看成系统而不是放大器的一部分 开关增益的值高于通常意义上的增益 3.1.4.6 净开-关增益(仅对分布式光纤放大器而言netom-ofrain(onlyapplicabletodistributedatmplifier) 分布式放大器的放大光纤输出端在泵浦打开时的信号光功率相对于没有安装为获得分布放大效果 的附加光纤装置时光纤输出端的信号功率的增加值,以分贝(dB)为单位 3.1.4.7 净增益平坦度netgainflatness -定波长范围内,在DRFA正常工作状态下,以光纤的起始端作为参考输人蹦,在一定的输人信号 功率范围内,光纤放大器信号增益随波长的最大变化量 3.1.4.8 功率波长带宽wavelengthbandwidthofpower -个波长范围,在此波长范围内,当信号光在输人光功率范围内变化时,输出信号光功率在规定范 围内 3.1.4.g 泵浦输出总功率totaloutputpowerofpump DRFA泵浦输出总功率定义为喇曼泵浦模块总的泵浦输出功率 3.1.4.10 等效噪声指数effeetivenoisefig igure NFm RFA的等效噪声指数定义为在喇曼泵浦关与开的两种状态下,信噪比之比.以分贝(dB)为单位 3.1.4.11 1uivalenttotalnoisefigure 等效总噪声系数eq 受限于瑞利散射噪声的信号通过提供给分布式放大器光纤的传播,在泵浦打开与关闭状态下引起 的具有单一量子效率和零附加噪声光探测器的输出端信噪比(SNR)的降低程度,以分贝(dB)为单位 注l:有效噪声系数不同于通常意义上的噪声系数,通常意义上的噪声系数是指放大器输人端的噪声系数与输出 噪声系数之比,与信噪比变化相关的信号功率增加的是有效增益而不是增益,特别是,能够从不同的AsE嗓 声功率与增益之间的计算出 来的信号-自发牺射噪声指" 数对有效嗓声指数中贡献被输人端与输出端的大量 无源损耗衰减了,因此对于分布式喇曼放大来说,有效噪声指数是负值,以分贝dB)为单位 注2;有效嗓声指数可以理解为 力放在光纤未端的能够产生 生分布式放大器相同的有效增益与AsE输出功率的分立 式光纤放大器的噪声指数,由于产生的ASE噪声在分布式光纤放大器的内部,产生的ASE噪声会随传输光 纤而部分的衰减,因此分布式放大器产生的ASE噪声功率会小于同样的分立式放大器产生的ASE噪声 功率 3.1.4.12 等效信号-自发辐射噪声系数equivalentsignalspontaneousnoisefigure 信号-自发辐射差拍噪声对等效总噪声系数的贡献 3.1.4.13 偏振度degreeofpolarization DOP 该偏振度适用于喇曼光纤放大器泵浦器件,对于每种光泵浦源的发射波长,该值由公式(8)表示 DOP=P 一P/P十Pn 8 14
GB/T16849一2008 式中: 是在发射规定的带宽的测量波长上泵浦源在全偏振态上的最大输出功率; 是在发射规定的带宽的测量波长上泵浦源在全偏振态上的最小输出功率 P 注l:由于喇曼放大器利用的喇曼效应与偏振相关,因此偏振度可能受放大器偏振相关增益的影响 注2:由于喇曼放大器通常由具有多波长和多模激光器来进行系浦,因此需要分别确定在每个发射波长上的偏振 度,而不刚好是总的光输出偏振度 3.1.4.14 泵浦光的偏振度degreeofpolarizationofpmp 描述喇曼泵浦偏振程度的物理量,采用通过Jones矩阵计算出输出光的斯托克斯参量(S,s,S S.),s=1,-I,,I.为沿X轴偏振光强度分量,I,为沿Y轴偏振光强度分量,S,=I4-1-,I.为沿 十开/4方向的线偏振光强度分量,l为沿一x/4方向的线偏振光强度分M,s,=1-l.为左旋圆似 振光强度分量,I,为右旋圆偏振光强度分量同时S,=1十1,=1,+1=1+l,,为了计算方便一般把 上述公式化为公式(9)表达 2I、一S S. 2I《-S, 2！ S 然后由斯托克斯参量计算输出光的偏振度(DOP),见公式(10) /SSS DoP l0) 3.1.4.15 双瑞利散射品质因数 doulerayleighscatteringigureofmerit 由于在所有基带频率上积累的瑞利散射通过多径干扰引起的噪声因子的贡献 注:双瑞利散射专门对于分布式喇曼光纤放大器而言,因为长的放大光纤长度提供大量的散射和增益 其他带高 增益和长光纤的放大器也可以表示该效应 在较高增益电平上,贡献较大 3.1.4.16 信号光插入损耗insertionlossofsignal 在标称波长范围内,在关闭泵浦状态下,信号光经喇曼泵浦模块的输人输出端口后功率的变化,以 分贝(dB)为单位 3.2缩略语 下面缩略语适用于本标准 ASE 放大自发辐射 amplifiedspontaneousemissiom 功率放大器 BA boosterpoweramplifier BER biterrorratio 比特误差率(误码率) DXGD delay differentialgroup 群时延差(差分群时延) D degreeofpolarization 偏振度 DE% 分布式喇曼光纤放大器 distributedramanfiberamplifier EDF% fiber amplifter 掺饵光纤放大器 erbium-doped EMe eleetromagneticcompatibiity 电磁兼容 ESD 静电放电 electrostaticdischarge FrT 失效率 failureintime full-widthhalf-maximum FwHM 半高全宽 lineamplifier 线路放大器 " 噪声系数 noisefigure MP 多径干涉 multipathinterference MTBF meantimebetweenfailures 平均无故障时间 15
GB/T16849一2008 OA opticalamplifier 光放大器 ptiealamplfedreeiver 0AR 带光放大的接收机 带光放大的发送机 oAT opticallyamplifiedtransmitter 0D 光解复用器 opticalldemultiplexer pticeslfleramplifier 光纤放大器 " ptieal multiplexer 光复用器 Os 光谱分析仪 opticalspectrumanalyzer 预放大器 一ampli pre ifier " 偏振相关增益 dependent polarization gain pD. olaria ationdependentloss 偏振相关损耗 pMD 偏振模色散 polarizationmodedispersion ow planaropticalwaveguideamplifier 平面光波导放大器 psp prineipalstateof 主偏振态 polarization R 光接收机 Opt1calreceIver” F 喇曼光纤放大器 ramanfiberamplifier sR 信噪比 signa-to-noiseratio opteslamplfter semiconductor 半导体光放大器 " stateof 偏振态 polar1zation 丁 opticaltransmitter 光发送机 概述 4.1光纤放大器(OFA)是一种在适合有源介质中,借助泵浦激励把光信号直接放大的器件,目前主要 有掺饵光纤放大器(EDFA)和喇曼光纤放大器(RFA) 光纤放大器被想像为一个“黑盒子”,它至少具 有两个光端口和供电的电连接口(图中未给出电接口),如图4a)所示 4.2OAT被想像为一个OA和发射机组合在一起的子系统,对于OAT仅能定义其光输出端口参数， 如图4b). 4了oAR被想像为一个oA和接收机组合在一起的子系统，,如图4e)所示,对于oAR仅能定义其输 人端口参数 光输入 光输出 输出 输入 R 口 端口 端口 端口 OFA OAT OAR OFA示意图 b OAT示意图 oAR示意图 a c 图4光纤放大器及子系统示意图 注;光端口一般分为输人端口和输出端口,可由无端接光纤或光连接器组成 某一连接的典型损耗和相应的误差 将包括在OFA的增益、噪声系数和oFA其他参数值之内 某一给定特定器件的某一参数值,必须规定某些合适的工作条件 两种不同的工作条件通常是指 标称工作条件和极限工作条件 标称工作条件是由制造者对oFA的正常运行而提出的条件,极限工 作条件是由用户按照制造者规定的绝对最大额定值将所有的可调参数(例如;温度、增益,泵浦激光器注 人电流等)调到最大时的运行条件 4.5OFA放大了在标称工作波长区域的信号,工作波长带外的其他信号在某些应用中也能通过该器 件,这些带外信号的作用和它们的波长或波长区域可在详细规范中规定 对于A,C类OFA,工作波长 在1550nml 1区域 16
GB/T16849一2008 所有增益的测量都是以尾纤输出信号光功率与输人信号光功率之比,以分贝dB)为单位 如果使 用连接器,信号是在连接到OFA光端口的连接器的尾纤中测量,测得的输人和输出光功率电平仅是指 信号光功率,而不包括泵浦光和自发辐射光 分类 5.1分类原则 不同OFA应用等级(类别)可以按照使用技术和放大器本身应用进行分类 5.2类型及代号 这些分类由大写英文字母、一位数字和小写英文字母三部分组成,如下面所示 大写字母 数字 小写字母 5.2.1英文大写字母表示不同有源介质的OA: 用饵离子掺杂的硅基光纤作为有源光纤的OFA,称为掺饵光纤放大器(EDFA) 用其他掺杂有源光纤的OFA; B 喇曼光纤放大器(RFA); 半导体放大器(sOA); D 平面光波导放大器(POwA. 5.2.2数字1,2,3、4、5,6、7、,8分别表示: -功率放大器(BA);是直接用在光发射端机后面以提高其信号功率电平的高饱和功率的OA 器件; 预放大器(PA);是直接用在光接收端机之前以改善其灵敏度的具有很低噪声的OA器件; 线路放大器(LA):是用在无源光纤段之间以增加中继长度或光接人网相应的点到多点连接 中以补偿分支损耗的低噪声OA器件; 带光放大器的发射机(OAT):是一个由功率放大器和光发射机集成在一起的oA子系统,结 果成为较高功率发射机 带光放大器的接收机(OAR);是一个由预放大器和光接收机集成在一起的OA子系统,结果 成为较高灵敏度接收机 分布式喇曼光纤放大器(见4.5.1) 分立式喇曼光纤放大器(见4.5.2). 混合式唰曼光纤放大器(见4.5.3). 8 小写黄文字码表示用于各种传输类型中的orA 5.2.3 模拟单波道(波长)传输应用放大器; 数字单波道(波长)传输应用放大器 数字多波道(波长)传输应用放大器 例子:A2b;是表示使用饵离子掺杂二氧化硅系光纤作为有源光纤的数字单波道传输用光纤预放 大器 要求 每 一类型OFA器件和带光放大器的子系统的传输、运行,可靠性、环境性能都应在适当的详细规 范或产品标准中规定,它们的传输和运行特性参数至少满足ITU-TG.662(98-10)建议中的规定 6 下面列出的有关要求应在适当的详细规范或产品标准提供 17
GB/T16849一2008 6.2.1优选值 6 .2.2样品 6.2.3产品贮存和运输识别 6.2.3.1标志 6.2.3.2标签(厂商标牌 6.2.3.3包装 电磁兼容要求 应根据OFA器件及带光放大器子系统和喇曼光纤放大器的使用条件和环境条件规定出电磁兼容 的要求,其试验按GB/T17626系列标准规定进行 试验方法 本标准定义的大部分参数测量的试验方法在GB/T16850系列标准或IEC61290系列标准中给 出,见表1所示 每个试验方法通常给出相关参数的测量,并一起给出相应的参考试验方法 表1参数和相关的试验方法或标准 参数名称 标准号 试验方法 增益 GB/T16850.1一1997 光谱分析仪法 2. 电谱分析仪法 3. 光功率计法 GB/T16850.2一1999 光谱分析仪法 光功率 1. 电谱分析仪法 3. 光功率计法 IEC61290-2:1998 eqv GB/T16850.3一1999 光谱分析仪法 ？. 电谱分析仪法 噪声系数 增益斜率 GB/T16850.4一2006 宽带光源法 反射 GB/T16850.5一2001 光谱分析仪法 光解复用器法 泵浦泄漏 GB/T16850.6一2001 GB/T16850.72001 插人损耗 滤波光功率表法 eqvIEC61290-7-l:1998 使用光开关和光谱分析仪的脉冲法 IEC61290-l0-12003 多波道参数;增益,噪声系数EC61290-10-2;2007 使用选通光频谱分析仪的脉冲法 IEC61290-10-3;2003 探针法 IEC61290-11-1;2008 琼斯矩阵特征分析法(JHE 偏振模色散 IEC61290-l1-2;2005 poincare球面分析法 可靠性试验 本标准的OFA器件、带光放大器子系统及喇曼光纤放大器的可靠性试验按TedlcordiaGR-1312 cORE:1999中的第10章规定进行 18