GB T 18898.2-2008 掺铒光纤放大器.L波段掺铒光纤放大器.pdf

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1、ICS 3318020M 33 a园中华人民共和国国家标准GBT 1 8898。220082008-03-31发布掺铒光纤放大器L波段掺铒光纤放大器Erbiumdoped fiber amplifier-L_。band Erbiumdoped fiber amplifier20081 I-0I实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局当士中国国家标准化管理委员会及仲前言1范围2规范性引用文件3分类4术语和定义5技术要求6测量7环境和机械性能试验8检验9包装、标志、运输、贮存和安全目 次GBT 18898220081126nn地前 言GBT 1889822008GBT 18898掺铒光纤放大器分

2、为两个部分：C波段掺铒光纤放大器；L波段掺铒光纤放大器。本部分是GBT 18898(掺铒光纤放大器的第2部分。本部分在结构格式上与GBT 1889812002相同，主要区别是其技术内容中的参数指标，并略去模拟传输的掺铒光纤放大器内容。其他内容按GBT 1889812002相关规定进行编排。本部分中关于L波段掺铒光纤放大器的技术要求，由于单通道应用的功率放大器技术较成熟，因此该要求较具体并且量化；而多波道应用的技术尚未成熟，故其技术要求为框架式，没有量化指标。本部分由中华人民共和国信息产业部提出。本部分由信息产业部(通信)归口。本部分起草单位：武汉邮电科学研究院。本部分主要起草人：粱臣桓、邓韬、

3、龙浩。m掺铒光纤放大器L波段掺铒光纤放大器GBT 18898220081范围GBT 18898的本部分规定了L波段掺铒光纤放大器(EDFA)的术语和定义、分类，单波道、多波道数字传输应用的L波段掺铒光纤放大器性能参数指标和试验方法，检验程序，包装、标志、运输、贮存和安全的要求。本标准适用于L波段中单波道、多波道数字传输应用的EDFA器件。2规范性引用文件下列文件的条款通过GBT 18898的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版本均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分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

4、文件，其最新版本适合于本部分。GBT 2421-1999电工电子产品基本环境试验第1部分：总则(idt IEC 60068-1：1988)GBT 168501一1997 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(eqv lEC TC8675CDV)GBT 1685021999(eqv IEC 612902：1998)GBT 1685031999(eqv IEC 61290-2：1998)GBT 1685042006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

5、试验方法GBT 1685052001 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(neq IEC 612905)GBT 168506200l 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(eqv IEC 6129061：1998)GBT 1889812002掺铒光纤放大器C波段掺铒光纤放大器YD，T t055-2000单模光纤偏振模色散试验方法IEC 608251：2003激光器产品安全第l部分设备分类、要求和用户指南3分类31按应用分类按照掺铒光纤放大器的应用系统分为如下三类：EDFA_A：模拟应用的掺铒光纤放大器IEDFAs：单波道数字传输应用的掺铒光纤放大器

6、；EDFA_M：多波道数字传输应用的掺铒光纤放大器。32按功能分类按照掺铒光纤放大器应用功能分为如下三类：GBT 1889822008一一EDFA-BA：掺铒光纤功率放大器，它是直接用在光发射端机之后，以提高其功率的高饱和光功率的EDFA器件IEDFAPA：掺铒光纤预放大器，它是直接用在光接收机端机之前，以改善其灵敏度的具有低噪声的EDFA器件IEDFA_LA：掺铒光纤线路放大器，它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较低噪声的EDFA器件。4术语和定义下列术语和定义适用于本部分。41掺铒光纤放大器Erbium-doped fiber amplif

7、ier掺铒光纤放大器是用铒离子掺杂的光纤作为有源光纤的光纤放大器(OFA)，被想象成一个“黑盒子”，如图1所示，至少具有两个光端口和供电的电连接口(图中未给出)。光输入端口光输出端口图1掺铒光纤放大器42输出信号功率output signal power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输出信号光功率，以dBm表示。注，标称工作条件是由制造者对EDFA的正常运行而提出的条件43最大输出信号功率maximum output signal power在标称工作条件下，从EDFA能够得到的最大输出信号光功率，以dBm表示。44增益gain从EDFA输出端口输出的信号光功率与输入端口

8、输入信号光功率的比值，以dB表示。注1：增益包括输入光纤跳线和EDFA之间的连接损耗。注2：假定跳线与用作EDFA输入端口和输出端口的光纤是同类型号。注3；注意，应从信号光功率中排除ASE噪声功率。45小信号增益small-signal gain放大器工作在线性区时的增益。这时，在给定的信号波长和泵浦光功率电平下，它基本与输入信号功率无关。46输入光功率范围input power range当EDFA的输出信号光功率在规定的输出功率范围内、使其满足性能规范要求时，EDFA输入信号功率所在的光功率范围。2GBT 188982200847输出光功率范围output power range当EDFA

9、的输入信号光功率在规定的输入功率范围内、使其满足性能规范要求时。EDFA输出信号功率所在的光功率范围。48输入光反射input optical reflectance在标称工作条件和工作波长情况下，从输入端口被EDFA反射的入射光功率与总入射光功率之比，以dB表示。注：用给定的输人信号光功率进行测量4。9输出光反射output optical reflectance在标称工作条件和工作波长情况下，从输出端口被EDFA反射的人射光功率与总入射光功率之比，以dB表示。注；用给定的输人信号光功率进行测量。410噪声系数noise figure；NF受限于散弹噪声通过EDFA传输引起的具有特定量子效率

10、光检测器输出端信噪比(SNR)的减少量，即输入端SNR与输出端SNR之比，以dB表示。411偏振相关增益polarization dependent gain在标称工作条件下，由于输入信号光偏振状态变化引起的EDFA小信号增益的最大变化量，以dB表示。412偏振模色散polarization mode dispersion在标称波长范围内，由于通过EDFA所产生的任意偏振光之间最大群时延差以ps表示。43最大总输出功率maximum total output powerEDFA工作在绝对最大额定值时，在输出端口的最高光功率电平，以dBm表示。414输入端泵浦泄漏功率pump leakage a

11、t input从EDFA输人端口泄漏的泵浦光功率。415输出端泵浦泄漏功率pomp leakage at output从EDFA输出端口泄漏的泵浦光功率。416前向ASE功率电平forward ASE power level在标称工作条件下，从输出端输出的与ASE有关的特定波长带宽内的ASE噪声光功率。注1：该参数对于PA或LA很重要，它主要取决于所用滤波器。注2；应该说明规定ASE功率电平的工作条件(如增益和输人信号光功率等)。417反向ASE功率电平reverse ASE power level在标称工作条件下，从输入端输出的与ASE有关的特定波长带宽内的ASE噪声光功率。3GBT 188

12、9822008418输入端最大光反射容限maximum reflectance tolerable at input在EDFA能满足其规范时，从其输入端口得到的最大反射。注1：用给定的输入信号光功率进行铡量。注2；噪声系数是对反射最敏感的参数。419输出端最大光反射窖跟maximum reflectance tolerable at output在EDFA能满足其规范时，从其输出端口得到的最大反射。注：同418。420工作波长范围operating wavelength range一个工作波长附近，从。至A的规定范围，在此范围内，EDFA能在规定的光学特性下工作，用nm表示。421输入参考面i

13、nput reference plane如图2所示，输人参考面在EDFA的输入端定义。来自发送机Tx。、Tx：TK的n个信号，每个分别具有单一波长A-、。、。，由光复用器(0M)进行合波，每个信号分别具有单一功率P。P扩Pi，输送到EDFA的输入端。422输出参考面output reference plane如图2所示，输出参考面在EDFA的输出端定义。n个输入信号被EDFA放大后，每个分别具有单一功率Po，、P 02”P一从EDFA输出端输出，经光解复用器(oD)分离出A。、A。、。的n个信号，由接收机Rxt、RxzRx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

14、密度Pn()。423EDFAI I入参考面 EDFA输出参焉 面I一 。JlJOM 一 丁EDFA亡 卜。芴一 oDV一1 l-。_一 P口 n2尸暑E()圈2多波谨应用中的EDFA波道增益channel gain对于规定的多波道配置，每一渡道(在波长，上)的增益。波道增益可用下式表达：GJPqP“dB)GBT 1889822008式中：Po,第J波道的输出功率，dBm，J=1，2，n，n为总波道数；第波道的输入功率，dBm，j=1，2，n，n为总波道数。注；由于EDFA饱和功率是由所有波长输人信号复合效应确定，所以信号增益与所有信号输入功率相关。424多波道增益变化multichannel

15、gain variation波道间增益差inter-channel gain difference对于规定的多波道配置，任意两波道之间的波道增益差。多波道增益变化可用下式表示t岛=GJG。(dB)式中：G第j波道的波道增益，J=1，2，n，但，Ji。n为总波道数；Gt第i波道的波道增益，i一1，2，n，但，fj，”为总波道数。注：通常情况下，这一参散被规定为渡道增益变化最大值，表示为多波道增益变化最大绝对值，输入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入功率。最大多波道增益变化(又称增益平坦度)可用下式表示：G。=MAX，、ilG，。I)(dB)式中；G；第

16、J和第i波道之间的多波道增益变化，J、f一1，2，n，但j：=i，”为总波道数。425增益交叉浸透gain cross=saturation在规定的多渡道配置中，当所有其他波道输入功率保持恒定时，某一给定波道的输入功率的变化P。对于另外波道的增益变化G的比率。增益交叉浸透可用下式表示：GXSi一G，zxP(dBdB)式中tJ、i1，2，n，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入功率分配，其分配可在相应的详细规范里表示。426多波道增益变化差multichannel gain-change difference波道问增益变化差inter

17、-channel gain-change difference对于某一规定的渡道配置，在两个规定的波道输入功率设定值中，某一波道增益变化值与相关的另一波道增益变化值之间的差。多渡道增益变化差可用下式表示：GDj=G，(1)一q(2)一G。(1)一G。(2)(dB)式中：G(1)第j波道在规定的波道输入功率值设定值(1)的波道增益，J一12，”为总渡道数；G，(2)第J波道在规定的波道输入功率值设定值(2)的波道增益，J一1，2，n，n为总波道数；G。(1)第i波道在规定的波道输入功率值设定值(1)的波道增益，待1，2，n，为总波道数；G(2)第i波道在规定的波道输入功率值设定值(2)的波道增益

18、，i一1，2，n，n为总波道数。注1：通常，两个规定的波道输入功率设定值中：(1)为所有输入功率调至最小值，(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详细规范中加以定义。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，因此波道输入功率将包含前向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。5GBT 1889822008427多波道增益斜率multichannel gain tilt相互波道间增益变化率inter-channel gain-change ratio在第j波道中，由第(1)功率值变到第

19、(2)功率值时，每一波道增益变化相对于参考波道增益变化的比率。多波道增益斜率可用下式表示：GT，一G(1)一GJ(2)G，(1)一G，(2)(dBdB)式中：GJ(1)第J波道在规定的波道输入功率值(1)的波道增益，j一1，2，n，n为总波道数；Gj(2)第，波道在规定的波道输入功率值(2)的波道增益，j一1，2，。n为总渡道数fG，(1)参考波道r在规定的波道输入功率设定值(1)的波道增益G，(2)参考波道r在规定的波道输入功率设定值(2)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入波道功率设定值的每一波道的增益注2：通常，把输入波道功率值调到：(1)为所有功率中等

20、于最大允许值I(2)为所有功率中等于最小允许值。注3：参考波道可在适合详细规范中规定，参考波道的多波道增益斜率用dBdB来定义。注4：在混合多级放大、不均匀增益媒介的情况下，特别是当放大器工作在自动增益控制模式时，不适宜采用多波道增益斜率来预测不同条件的波道增益。428波道增加移去增益响应(稳态)channel additiremovaI gain response(steadystate)对于某规定的多波道配置，由于增加移去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。注I：通常，当每一输人渡道的最终和最初功率等于最小允许值时最大渡道增加移去增益响应为规定的参数。不同的最终或最

21、初功率可在适合的详细规范里标出。注2：当加上所有渡道墟在所有渡道中减到仅剩下一个波道时，通常会预期发生最坏情况的渡道增加，移去增益响应。429波道噪声系数channel noise figure对于规定的多波道配置，在规定的光带宽中每波道的噪声系数称为波道噪声系数，用dB表示。430波道信号自发辐射噪声系数channel signal-spontaneous noise figure对于规定的多波道配置，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，用dB表示。5技术要求51 单波道用EDFA的性能参数要求511 功率放大器(BA)的性能参数要求功率放大器(BA)的性能参数如表1所

22、示。表1 L波段单波道应用中功率放大器相关性能参数参数名称 单位 最小值 典型值 最大值工作渡长范雷 1 569 1 604输入功率范围 dBm 6 +3输出功率范围 dBm 15偏振相关增益 dB O56表1(续)GBT 1889822008参散名称 单位 最小值 典型值 最大值反向ASE功率 dBm Z0输入光反射 dB 一27输入螭泵浦泄漏功率 dBm 一15输人端最大光反射容限 dB 一27输出端最大光反射容限 dB 一27最大总输出功率 dBm 待研究工作温度 0 50最大工作相对湿度 20 80贮存温度 一20 +70贮存相对湿度 10 90激光器安全级别 按IEC 6082512

23、003规定8由于输出功率是系统特有的，其数值参照ITU-TG691，2000规定。512顸放大器(PA)的性能参数要求预放大器(PA)的性能参数如表2所示。裹2 L波段单波道应用中预放大器相关性能参数参数名称 单位 最小值 最大值工作波长范围 1 569 1 604输入功率范围 dBm输出功率范围 dBm 待研究 待研究噪声系数 dB 待研究偏振相关增益 dB 05前向ASE功率 dBm 待研究反向ASE功率 dBITi 一20输入光反射 dB 一27输出端泵浦泄漏功率 dBm 一40输入端最大光反射容限 dB 一27输出端最大光反射容限 dB 一27最大总输出功率 dBm 待研究 待研究小信

24、号增益 dB 待研究工作温度 O 50最大工作相对湿度 20 80贮存温度 一20 +70贮存相对湿度 10 90激光器安全级别 按IEC 608251：2003规定8由于输出功率是系统特有的，其数值参照ITuT G691；2000系列建议规定。GBT 1889822008513线路放大器(LA)性能参数要求线路放大器(LA)性能参数如表3所示。表3 L波段单波道应用中线路放大器相关性能参数参数名称 单位 最小值 最大值工作波长范围 1 569 】604输入功率范围 dBm 待研究输出功率范围 dBm 待研究噪声系数 dB 待研究偏振相关增益 dB 05前向ASE功率 dBm 待研究反向ASE

25、功率 dBm 待研究输入光反射 dB Z7输出光反射 dB 一27输入端泵浦泄漏功率 dBm 一15输入端最大光反射容限 dB 一27输出端最大光反射容限 dB 一27偏振模色散 Ps 待研究小信号增益 dB 待研究工作温度 O 50最大工作相对湿度 20 80贮存温度 一20 +70贮存相对湿度 10 90激光器安全级别 按IEC 608231。2003规定52 多波道用EDFA的性能参数要求表4表6对多波道用EDFA的性能参数作出框架式规定。裹4 L波段EDFA光功率放大器性能参数参数名称 单位 指标工作波长范围 1 5691 804总输人功率范围 dBm波道噪声系数 dBm波道输入功宰范

26、围 dBm波道输出功率范围 dBm输人光反射 dB输出光反射 dB输入端泵浦泄漏功率 dBm输入端最大光反射容限 dB输出端最大光反射容限 dB衰4(续)GBT 1889822008参数名称 单位 指标最大总输出功率 dBm渡道增加穆去的增益响应(稳态) dB波道增益 dB增益平坦度 dB多波道增益变化差 dB多波道增益斜率 dBdB工作温度 050最大工作相对湿度 2080贮存温度 20一70贮存相对湿度 1090激光器安全级月0 按IEC 608251：2003规定3待研究。表5 L波段EDFA光线路放大器性能参数参数名称 单位 指标工作波长范围 1 5691 604总输人功率范围 dBm

27、渡道噪声系数 dB波道输入功率范围 dBm渡道输出功率范围 dBm输入光反射 dB输出光反射 dB输入端泵浦泄漏功率 dBITI输入端最大光反射容限 dB输出端最大光反射容限 dB最大总输出功率 dBm渡道增加移去的增益响应(稳态) dB波道增益 dB增益平坦度 dB多波道增益变化差 dB多渡道增益斜率 dBdB工作温度 050最大工作相对温度 2080贮存温度 20Lr70贮存相对湿度 1090激光器安全级别 按IEC 608251：2003规定a待研究。9GBT 1889822008表6 L波段EDFA光预放大器性能参数参数名称 #位 指标工作波长范围 1 5691 604总输入功率范围

28、dBm波道噪声系数 dB波道输入功率范围 dBm波道输出功率范围 dBm输入光反射 dB输出光反射 dB输出端泵浦泄漏功率 dBm输入端最大光反射容限 dB输出端最大光反射容限 dB最大总输出功率 dBm波道增加移去的增益响应(穗态) dB波道增益 dB增益平坦度 dB多渡道增益变化差 dB多渡道增益斜率 dBdB工作温度 050最大工作相对湿度 2080贮存温度 一Z0+70贮存相对湿度 1090激光器安全级别 按IEC 608251：2003规定8待研究53 EDFA环境和机械性能试验的技术要求各种环境和机械试验后EDFA参数变化量规定如表7所示。裹7各种环境和机械试验EDFA参数变化 单

29、位为dB最大变化量试验项目输出信号光功率 噪声系数 增益高温(静态) O5 oZ 05低温(静态) o5 o2 05湿热(静态) o5 o2 o5高温老化 o5 o2 O5振动 o5 O2 o5冲击 o5 o2 05尾缆保持力 05 02 o5尾缆扭转 o5 o2 o56测量GBT 188982200861外观检查进行光学性能测量前，首先对EDFA进行外观检查。其外观必须平滑、洁净、均匀、无伤痕及裂纹，整个EDFA牢固，引线无松动或与连接器插拔平顺；EDFA标志清晰。62环境EDFA的性能测试应在满足GBT 2421-1999规定的标准大气条件下进行，即：温度：1535；相对湿度：2575气压

30、：86 kPa106 kPa。注，包括首尾两项在内的范围值绝对湿度22 gm3。63仪衰装置用于进行EDFA光学性能测量的仪器仪表及装置，应按规定进行校检，并在有效期内使用。G4输入功率范围、输出功率范围、最大总输出功率和工作波长范围测量这四个性能参数按GBT 1685021999规定进行测量，并按定义取值。65小信号增益、波道增益、增益平坦度、多波道增益变化差、偏振相关增益测量这六个性能参数按GBT 1685011997规定进行测量并按定义取值。6G噪声系数、波道噪声系数、ASE功率和反向ASE功率测量这四个性能参数按GBT 1685031999规定进行测量，并按定义取值。67输入光反射、输

31、出光反射、输入端最大光反射容限和输出端最大光反射容限测量这四个性能参数按GBT 1685052000规定进行测量并按定义取值。68输入泵浦泄漏功率和输出泵浦泄渭功率测量这两个性能参数按GBT 1685062000规定进行测量，并按定义取值。69偏振模色散测量该参数按YDT 1065-2000规定进行。610多波道增益斜率测量该参数按GBT 1685042004规定进行。611替代法EDFA性能参数的测量可用“测试平台”或“综合性能测试系统”等进行。7环境和机械性能试验试验条件应与62相同。试验前，试样应先在标准大气条件下做预处理，试验后也应在标准大气条件下恢复。71机械性能试验7I1振动试验振

32、动试验按GBT 188981712冲击试验冲击试验按GBT 188981713尾缆保持力2002中711规定进行。2002中7i2规定进行。尾缆保持力试验按GBT 1889812002中713规定进行。7I4尾缆扭转尾缆扭转试验按GBT 1889812002中714规定进行。GB，T 188982200872环境试验721低温(静态)试验低温(静态)试验按GBT 1889812002中721规定进行。722高温(静态)试验高温(静态)试验按GBT 1889812002中722规定进行。723湿热(静态)试验湿热(静态)试验按GBT 18898卜2002中7z3规定进行。724高温老化高温老化试

33、验按GBT 1889812002中724规定进行。73试验判据EDFA机械和环境试验项目及其判据如表8所示。表8 EDFA机械和环境试验判据表试验项目 试验方法 取样数量 允许失效数量撮动试验 71-1 3 O冲击试验 712 3 0尾缆保持力试验 713 3 0尾缆扭转力试验 714 3 0低温(静态)试验 721 3 O高温(静态)试验 722 3 0湿热(静态)试验 723 3 0注：允许备用试样替代那些不是由于制造厂商的原因而导致失效的试样74拒收批不符合要求的检验批称为拒收批，对拒收批可进行返工，以纠正缺陷或筛除失效产品，然后重新检验，但不得超过两次，如能通过检验，判为合格产品，并应

34、清楚标志为重新检验批。8检验81检验职责EDFA由具有独立职能的质量检验部门按标准要求检验合格并发给合格证后方可出厂。82检验分类检验分两类，出厂检验(交收检验)和型式检验。821出厂检验分日常检验和抽样检验两种。8211日常检验该检验是生产厂家对产品进行100的检验，其检验数据应随同产品提交给用户，EDFA需要进行日常检验的项目是：外观、输入信号波长、输入信号功率、输出信号功率、最大输出信号功率、增益、噪声系数及高温老化试验。8212抽样检验它是从批量生产中或不同时期产品中按一定比例抽取完整的产品或样品进行的检验。检验项目按8211规定。822型式检验EDFA有下列情况之一时，一般进行型式检

35、验。型式检验需进行全部项目的测量和试验。1 2GBT 1889822008a)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；b)正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；c)正常生产时，定期或积累一定产量后，应周期性(一般两年)进行一次检验；d)产品长期停产后，恢复生产时；e) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差别时If) 国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。9包装、标志、运输、贮存和安全91标志911产品上应标有产品名称、型号规格、编号、生产厂家、生产日期。912产品上应标有激光安全警告标志、防静电要求。92包装产品一般为一台一个内包装，包装内应注意防静电措施，并附有产品性能指标测试数据、附件及说明书，包装盒上应标有产品名称、规格型号、生产厂家、产品执行标准号。93运输当产品需要长途运输时，需用木箱或硬纸箱作外包装，在箱上写明不能大力抛甩、碰压，应有防雨标志，以免损坏产品。94贮存产品不能放置在露天或有严重腐蚀的环境中，应放置在贮存温度及湿度范国以内的环境中保存。95安全EDFA输出为肉眼看不见的激光，而且光功率较大，其安全等级按IEC 608251：2003规定，在安装使用和维护过程中，严禁用肉眼直视器件输出端面或与之相连接的光纤连接器尾缆的端面，并按防静电要求进行操作，以免损坏器件。