GB T 16849-1997 光纤放大器总规范.pdf

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1、中华人民共和国国家标准光纤放大器总规范发布实施国家技术监督局发布前言本标准是参照纤维光学技术委员会正在制订中的阶段性标准草案光纤放大器总规范制订的在技术内容上与该国际标准草案等效和光纤放大器试验方法基本规范都是由中央办公室预先给定的标准号经过第工作组光纤放大器几年的工作这两个标准草案已比较成熟估计年之内就会正式通过作为正式出版物发布所以本标准在技术内容上等效采用了并引用了本标准第章范围和第章引用标准基本上包括了第章的内容因此本标准中删去了的第章从的第章开始依次为本标准的第章第章为了符合我国国情本标准第章定义中各条的编号作了适当调整并对一些参数定义的翻译作了明确的解释和技术性处理本标准删去了中的

2、附录和附录保留了附录作为本标准的附录并参考光纤放大器器件和子系统的一般特性增加了一些缩略语本标准的附录是提示的附录本标准由中华人民共和国邮电部提出本标准由邮电部电信科学研究规划院归口本标准起草单位邮电部武汉邮电科学研究院本标准起草人陈永诗中华人民共和国国家标准光纤放大器总规范国家技术监督局批准实施范围本标准规定了光纤放大器的分类型号和特性参数的定义确定了对传输运行可靠性环境性能的统一要求和试验方法本标准仅适用于使用稀土元素掺杂的有源的光纤器件和带光放大器的子系统引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨

3、使用下列标准最新版本的可能性光纤第部分总规范激光器产品安全设备分类要求和用户指南修正件激光器产品安全设备分类要求和用户指南第部分光纤通信系统的安全光纤光缆连接器第部分总规范光纤放大器试验方法基本规范光纤放大器器件和子系统的一般特性分类分类原则按照有源光纤的组分和本身应用的情况来分类类型及代号本标准规定类型代号由三部分组成一大写英文字母一位数字和一小写英文字母即大写字母数字小写字母大写字母表示不同有源光纤的用铒离子掺杂的二氧化硅系光纤作为有源光纤的数字分别表示功率放大器预放大器线路放大器带光放大的发送机带光放大的接收机功率放大器是直接用在光发送端机后以提高其功率电平的高饱和功率的器件预放大器是直

4、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器件线路放大器是用在无源光纤段之间以增加中继长度或在光接入网相应的点到多点连接中以补偿分支损耗的低噪声器件带光放大器的发送机是一个由和光发送机集成在一起的子系统结果成为高功率发送机带光放大器的接收机是一个由和光接收机集成在一起的子系统结果成为高灵敏的接收机小写英文字母表示用于不同类型传输系统中的模拟传输应用的数字传输应用的类型代号示例表示使用铒离子掺杂二氧化硅系光纤作有源光纤的数字传输应用的预光纤放大器注本标准所使用的缩写词一览表见附录提示的附录定义概述本章中给出的定义是指用于规范中的术语的意义下面给出的定义分为二部分第部分是与器件相关的参数第

5、部分是与带光放大器的子系统即和相关的参数被想像为一个黑盒子如图所示至少具有两个光端口和供电的电连接口图中未给出图光纤放大器光端口一般分为输入端口和输出端口可由无端接光纤或光连接器组成连接的典型损耗和相应的不确定度将包括在的增益噪声系数和其它参数值之内在一个参数值是对某一特殊器件给定的任一情形下必须规定某些合适的工作条件例如温度偏流泵浦功率等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的正常运行而建议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入电流等调到最大时的运行条件放大了在标称工作波长区域的信号工作波长带外

6、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类工作波长在区域所有增益的测量都是作为尾纤输出信号光功率与输入信号光功率之比以表示如果使用连接器信号是在连接到光端口的连接器的尾纤中测量测得的输入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光纤放大器器件增益从输出口输出的信号光功率与输入口输入的信号功率的比值以表示注增益包括输入光纤跳线和输入口之间的连接损耗假定跳线与用作输入端口和输出端口的光纤是同样类型要注意从信号光功率中排除噪声功率小信号增益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入信号光

7、功率无关注这种性能可在离散波长上或作为波长的函数加以描述反向小信号增益用的输入端作为输出端和输出端作为输入端时测得的小信号增益最大小信号增益在标称的工作条件下能够达到的最高的小信号增益最大小信号增益波长产生最大小信号增益的波长最大小信号增益随温度的变化温度在规定的范围内变化时引起的最大小信号增益的变化小信号增益波长带宽小信号增益比最大小信号增益低时的波长范围小信号增益波长变化在给定的波长范围内小信号增益峰峰值的变化小信号增益稳定性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为单位表示的小信号增益波动的程度大信号输出稳定性在标称的工作条件和规定的大输入信号光功率情况下对于

8、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以为单位表示的输出光功率波动的程度偏振相关增益变化在标称工作条件下由于输入信号光偏振状态变化引起的小信号增益的最大变化饱和输出功率在信号波长上其增益相对于小信号增益减小时输出信号的光功率注应该说明规定该参数的波长标称输出信号功率在标称工作条件下对一个规定的输入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最大输入信号功率使或它的任一部件受到损害和妨碍正常工作时输入信号的光功率电平最大输出信号功率在标称工作条件下从能够得到的最大输出信号光功率输入功率范围当的输出信号光功率应在规定的输出功率范围之内并使其性能能够保障时输入信号功率所在

9、的光功率范围输出功率范围当输入信号光功率在规定的输入功率范围内使得的性能得以保障时的输出信号光功率所在的光功率电平范围噪声系数受限于散弹噪声信号通过传输引起的具有特定量子效率光检测器输出端信噪比的降低即输入端与输出端之比以表示注应指出规定噪声系数的工作条件该特性可在离散波长下或作为波长的函数加以描述的噪声来自不同的方面例如信号差拍噪声差拍噪声内部反射噪声信号散弹噪声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噪声因子用线性形式表示的噪声系数信号自发辐射噪声系数噪声系数中信号自发差拍噪声的部分等效自发辐射自发辐射光谱带宽等效自发辐射自发辐射光谱带宽就是谱功率密度

10、的平方在谱宽内的积分与在信号光频率处谱功率密度的平方倒数的乘积即注在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谱功率密度的平方前向功率电平在标称工作条件下从输出端输出的在与有关的规定波长带宽内的噪声光功率注该参数对于或特别重要它主要取决于所用的滤波器应该说明规定电平的工作条件例如增益和输入信号光功率反向功率电平在标称工作条件下从输入端输出的与有关的规定波长带宽内的噪声光功率谱宽从输出的功率谱的峰值下降时两个波长之间的波长范围注由于测量的功率谱的可能的畸变例如由泵浦泄漏引起可能需要进行适当的外推复合二阶畸变待研究复合三阶畸变待研究输

11、入光回波损耗在标称工作条件和工作波长上从输入端口被反射的入射光功率与总入射光功率之比以表示注用给定的输入信号光功率进行测量输出光回波损耗在标称工作条件和工作波长上从输出端口被反射的入射光功率与总入射光功率之比以表示注用给定的输入信号光功率进行测量输入端最大光回波损耗容限在器件仍然满足其规范时从的输入端口看到的最大反射注用给定的输入信号光功率进行测量噪声系数是对反射率最敏感的参数输出端最大光回波损耗容限在器件仍然满足入其规范时从的输出端口看到的最大反射注用给定的输入信号光功率进行测量噪声系数是对反射最敏感的参数输入端和输出端最大容许反射在器件仍然满足其规范时同时放在一个输入端和输出端的两个一样的

12、反射器的最大反射注用给定的输入信号光功率进行测量噪声系数是对反射最敏感的参数泄漏到输出端泵浦功率从输出端口泄漏的泵浦光功率注用给定的输入信号光功率进行测量最大泄漏到输出端的泵浦功率发生在没有输入信号时泄漏到输入端泵浦功率从输入端口泄漏的泵浦光功率注用给定的输入信号光功率进行测量最大泄漏到输入端的泵浦功率发生在没有输入信号时带外插入损耗在标称工作条件和规定的带外波长上信号光的插入损耗带外反向插入损耗在标称工作条件和规定的带外波长上将规定的输入端口和输出光端口对换所测得的信号光的插入损耗带内插入损耗在无泵浦光的条件下在给定输入光信号波长和给定信号光功率电平下的插入损耗注这种特性可在离散波长下或作为

13、波长的函数加以描述在测量该参数时要注意排除输出的的噪声带内插入损耗是输入信号功率电平的函数供电和控制要求电流和或电压和对于工作在指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最大功耗工作在绝对最大额定值时需要的电功率外形尺寸和重量最大的高度长度宽度和重量环境条件在仍然能够满足所规定参数值的情况下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工作温度能够运行且仍满足其所有规定参数值的温度范围最大工作相对湿度能够运行且仍满足其所有规定参数值的最大相对湿度最大工作振动水平能够运行且仍满足其所有规定参数值的最大振动水平贮存温度能够贮存且仍满足其所有规定参数值的温度范围最

14、大贮存相对湿度能够贮存且仍满足其所有规定参数值的最大相对湿度最大运输振动震动水平仍能满足其所有规定参数值时所能承受的运输时的最大振动水平可靠性在规定的工作和环境条件下无任何故障连续工作的最短周期在规定的工作和环境条件下每年发生故障的概率安全为了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除非另有规定本标准应采用和及它们的修订件最大总输出功率工作在绝对最大额定值时在输出端口的最高光功率电平远端和本地告警控制能够检查的运行探测和发送可能故障信号的功能光连接用作输入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和中的有关规定带光

15、放大器的子系统本条中包括的定义涉及的是基本子系统即带光放大器的发送机和带光放大器的接收机的参数一般子系统信号波长传送信号光的波长信号线宽信号光谱的半最大全宽度供电和控制要求电流和或电压和对于子系统工作在指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最大功耗子系统工作在规定的最大额定值时需要的电功率工作温度子系统能够运行且仍满足其所有规定参数值的温度范围最大工作相对湿度子系统能够运行且仍满足其所有规定参数值的最大相对湿度最大工作振动水平子系统能够运行且仍满足其所有规定参数值的最大振动水平贮存温度子系统能够贮存且仍满足其所有规定参数值的温度范围最大贮存相对湿度子系统能够贮存

16、且仍满足其所有规定参数值的最大相对湿度最大运输贮存振动震动水平子系统仍能满足其所有规定的参数值时所能承受的运输时最大振动震动水平安全为了子系统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除非另有规定本标准应采用和及它们的修订件可靠性在规定的工作和环境条件下子系统无任何故障连续工作的最短周期在规定的工作和环境条件下每年发生故障的概率远端和本地告警控制能够检查子系统的运行状态探测和发送可能故障信号的功能带光放大器的发送机子系统输出连接器后的信号功率从光输出端口发射的信号光功率功率电平在标称工作条件下从光输出端口输出的光功率输出光回波损耗在标称工作条件和工作波长上被从输出

17、端口反射的入射光功率与总光功率之比用表示最大返回光功率在仍能满足它的指标时允许进入输出端口的最大光功率泄漏到输出端泵浦功率在标称工作条件下从输出端口泄漏的泵浦光功率光连接用作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和中的有关规定带光放大器的接收机子系统灵敏度为达到固定的误码率值例如紧靠在输入连接器前的光纤点所需的输入信号最小光功率功率电平在标称工作条件和工作波长上从光输入端口输出的光功率输入光回波损耗在标称工作条件和工作波长上被从输入端口反射的入射光功率与总入射光功率之比以表示波长带宽具有规定的灵敏度的波长间隔滤波器谱宽滤波器的宽度注滤波器的谱宽

18、固定了输入信号的最大线宽最大输入光功率在仍能满足其规范时能够进入输入端口的最大光功率泄漏到输入端泵浦功率在正常工作条件下从输入端口泄漏的泵浦光功率注用给定的输入信号光功率进行测量最大泄漏到输入端泵浦功率发生在没有输入信号时光连接用作输入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和中的有关规定特性要求每一类型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器件和带光放大器的子系统的传输和运行特性参数应至少满足建议中的规定试验方法本标准中定义的大多数参数试验方法应按中的规定所使用的设备试验条件应符合有关试验方法标准中的规定附录提示的附录缩写词一览表本标准中使用了下列缩写词缩略语放大的自发光辐射功率放大器毕特误码率半最大全宽线路放大器噪声系数带光放大器的接收机带光放大器的发送机光纤放大器光回波损耗预放大器信噪比