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C 6122-10-1

:2007 (IEC 61290-10-1:2003)

(1)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,財団法人光産業技術振興協会(OITDA)/財団

法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,日本工業

標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格である。

制定に当たっては,日本工業規格と国際規格との対比,国際規格に一致した日本工業規格の作成及び日

本工業規格を基礎にした国際規格原案の提案を容易にするために,IEC 61290-10-1:2003,Optical Amplifiers

−Test methods−Part 10-1: Multichannel parameters−Pulse method using an optical switch and optical spectrum

analyzer

を基礎として用いた。

この規格の一部が,技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権,又は出願公開後の

実用新案登録出願に抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会

は,このような技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権,又は出願公開後の実用新

案登録出願にかかわる確認について,責任はもたない。

JIS C 6122-10-1

には,次に示す附属書がある。

附属書 A(参考)略語一覧

附属書 B(参考)25 kHz 及び 500 kHz のパルスの繰返し周波数における様々な EDFA の出力波形

附属書 C(参考)パルスの繰返し周波数と測定精度との関係

JIS C 6122

の規格群には,次に示す部編成がある。

JIS C 6122-1

第 1 部:利得パラメータ測定方法

JIS C 6122-2

第 2 部:パワーパラメータ測定方法

JIS C 6122-3

第 3 部:雑音指数パラメータ測定方法

JIS C 6122-5-1

第 5-1 部:光反射率パラメータ測定方法ー光スペクトラムアナライザを用いた測定方

JIS C 6122-6

第 6 部:漏れ励起光パラメータ測定方法

JIS C 6122-7

第 7 部:波長帯域外挿入損失測定方法

JIS C 6122-10-1

第 10-1 部:マルチチャネルパラメーター光スイッチ及び光スペクトラムアナライザ

を用いたパルス法


C 6122-10-1

:2007 (IEC 61290-10-1:2003)

(2)

目  次

ページ

序文 

1

1.

  適用範囲及び目的

1

2.

  引用規格

2

3.

  装置

2

4.

  試験サンプル 

4

5.

  手順

4

5.1

  校正

5

5.2

  OFA 測定 

9

6.

  計算

11

6.1

  雑音係数計算 

12

6.2

  ASE パワー 

12

6.3

  利得計算 

12

6.4

  平均出力信号光パワー 

12

6.5

  雑音指数計算 

12

7.

  試験結果

12

附属書 A(参考)略語一覧

14

附属書 B(参考)25 kHz 及び 500 kHz のパルスの繰返し周波数における様々な EDFA の出力波形 

15

附属書 C(参考)パルスの繰返し周波数と測定精度との関係

16

参考文献

17

 


1

日本工業規格

JIS

 C

6122-10-1

:2007

(IEC 61290-10-1

:2003

)

光増幅器ー測定方法ー

第 10-1 部:マルチチャネルパラメーター

光スイッチ及び光スペクトラムアナライザを用いた

パルス法

Optical Amplifiers

Test methods

Part 10-1: Multichannel parameters

Pulse method using an optical switch

and optical spectrum analyzer

序文  この規格は,2003 年に第 1 版として発行された IEC 61290-10-1,Optical Amplifiers−Test methods−

Part 10-1: Multichannel parameters

−Pulse method using an optical switch and optical spectrum analyzer を翻訳し,

技術的内容及び規格票の様式を変更することなく作成した日本工業規格である。

決定され得る範囲において,これは,この課題に関する最初の規格である。光ファイバ増幅器の技術は

全く新しいものであり,いまだ出現途上にあるため,この規格に関する修正及び新規版が発行されること

が考えられる。

この規格で用いられる各略語は,少なくともそれらが最初に用いられる本体の中で説明されているが,

本体全体の理解を容易にするために,この規格で用いられる略語のすべてを,

附属書 に示す。

この規格は,JIS C 6121 及び JIS C 6122-3 を合わせて用いることが望ましい。

1. 

適用範囲及び目的  この規格は,希土類ドーパントを含むアクティブ光ファイバを用いた,現在市販

の光ファイバ増幅器(以下,OFA という。

)について規定する。この規格の目的は,JIS C 6121 の 3.に定

義する信号光−ASE 間雑音指数の測定について,正確,かつ,信頼できる測定値を得るための,場所によ

って変わることのない要求事項を定めることである。

この試験方法では,被験 OFA に光パルスを入力し,光サンプリングスイッチ及び光スペクトラムアナラ

イザ(OSA)を用いて出力パルスのオン・オフレベルを入力と同期させて検知することによって,増幅信号

光パワー及び増幅された自然放出光(ASE)パワーを独立に検知する。

希土類ドープ OFA,特にエルビウムドープ OFA の利得応答は,比較的ゆっくりであるため,上記のよ

うな測定が可能である。しかし,OFA 利得ダイナミクスは,増幅器の形式,動作条件及び制御方式によっ

て異なるため,

この規格で規定する試験方法を適用するとき,

光増幅器の種類を考慮することが望ましい。

試験方法は,基本的には多重チャネル用として規定されているが,多重チャネル用途の特別な場合とし

てシングルチャネル用途も含まれる。

が付けられた数値はすべて,現在検討中である。

備考  この規格の対応国際規格を,次に示す。


2

C 6122-10-1

:2007 (IEC 61290-10-1:2003)

なお,対応の程度を表す記号は,ISO/IEC Guide 21 に基づき,IDT(一致している)

,MOD

(修正している)

,NEQ(同等でない)とする。

IEC 61290-10-1:2004

,Optical Amplifiers−Test methods−Part 10-1: Multichannel parameters−Pulse

method using an optical switch and optical spectrum analyzer (IDT)

2. 

引用規格  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す

る。これらの引用規格は,その最新版を適用する。

JIS C 6121

  光ファイバ増幅器通則

備考  IEC 61291-1,Optical fibre amplifiers−Part 1: Generic specification  が,この規格と一致してい

る。

JIC C 6122-3

  光ファイバ増幅器−測定方法−第 3 部:雑音指数パラメータ測定方法

備考 IEC 

61290-3

,Optical  fibre amplifiers−Basic specification−Part 3: Test methods for noise figure

parameters

が,この規格と一致している。

3. 

装置  基本的測定のための機器構成を,図 に示す。

1  光パルス試験方法の典型的な機器構成

要求される特性を備えた,次の試験機器が必要である。

a) 

パルス光源  図 に示すように二通りのパルス光源の機器構成が可能である。パルス光源 a[図 2 a)

は CW 光源,その外部にある光スイッチ及び光減衰器によって構成される。パルス光源 b

図 2 b)

は,直接変調された光源及び光減衰器からなる。

パルス光源 a

パルス光源 b

a)

外部の光スイッチ及び光減衰器を備えた光源によって
構成されたパルス光源

b)

直接変調された光源及び光減衰器によって構成され
たパルス光源

2  パルス光源の二通りの機器構成

特に指定のない限り,パルス光源 又は の出力スペクトルの半値全幅(FWHM)は,隣接チャネル

への干渉を引き起こさないように 0.1 nm

より狭くなければならない。単一チャネル光源の場合には,

1 nm

より狭くなければならない。例えば,分布帰還型(DFB)レーザ,分布ブラッグ反射(DBR)レーザ,

パルス光源

CW

OA

光スイッチ

光スペクトラム

アナライザ

光パルスの典型的

反復速度

被験 OFA

トリガ

光パルスの典型的

繰返し周波数は

500

∼1 000 kHz

光減衰器

光減衰器

光スイッチで動作する光源

直接変調によって

パルス化される光源

光スイッチ

dB dB


3

C 6122-10-1

:2007 (IEC 61290-10-1:2003)

外部共振器型半導体レーザダイオード(ECL)などを用いることができる。これら DFB レーザのサイド

モード抑圧比は,30 dB

を超えていなければならない。出力光パワー変動は 0.05 dB

未満でなければな

らないが,それは各光源の出力光ポートに設置される光アイソレータによって,より容易に達成でき

る場合がある。

パルス光源 は,光スイッチによって同時に波長分割多重光をパルス化し,その場合,オン・オフの

タイミングはすべてのチャネルに共通であり,タイミング調整をする必要がない。さらに,周波数チ

ャーピング及び自然放出は,最小となり得る。すなわち,高消光比光スイッチを用いるならば,オン

対オフの消光比を高レベルにおいて一意に決定することができる。光スイッチとしては,一般的に,

音響光学変調器(AOM)が用いられる。

パルス光源 の場合,オフ状態における漏れパワーは測定誤差を最小にするために,できるだけ小

さくすることが望ましい。ただし,漏れパワーを差し引くことによって校正することが可能である。

漏れパワーを小さくするためには,レーザダイオード光源のゼロバイアス動作が要求される場合があ

る。さらに,パルスタイミングが光源によって異なることもあり得るため,光パルスを同期させるこ

とに注意を払わなければならない。

b) 

可変光減衰器  この減衰器は,減衰範囲は 40 dB

を超え,安定度は±0.1 dB

以内でなければならない。

このデバイスの反射率は,各ポートにおいて−40 dB

より小さくなくてはならない。可変光減衰器は,

パルス光源に内蔵されたものでもよい。

c) 

光スイッチ  この光スイッチは,偏光感度が±0.1 dB

未満で,静的な消光比は 65 dB

よりよく,さら

に応答時間は 50 ns

未満であり,また,スイッチ遅延時間が 2 ms

未満のものでなければならない。こ

のデバイスの反射率は,各ポートにおいて−40 dB

未満でなければならない。

図 では,光スイッチ

の静的な消光比を定義する。パルス光源 の場合,光スイッチは必要でない。

光源

SW

光パワー

メータ

出力

パルス

スイッチング信号

state

-

on

state

-

off

static

P

P

ISO

=

3  光スイッチの静的な消光比

d)

パルス発生器  このパルス発生器は,パルス光源及び光サンプリングスイッチを駆動するために使わ

れる。内部変調パルス光源を使うとき,独立のパルス発生器は必要でない。パルス列は,一般的に 1 µs

∼2 µs

の周期で生成されなければならない。パルス幅は,100 ns∼2 ms

まで,5 ns 又はそれより細か

い間隔で調整可能でなければならない。遅れは,少なくとも 100 ns∼4 µs

まで,5 ns 又はそれより細

かい間隔で調整可能でなければならない。出力光パルスの立上り時間及び立下り時間(t

r

及び t

f

)は,

10 ns

未満でなければならない。t

r

及び t

f

の定義を,

図 に示す。

光スイッチ


4

C 6122-10-1

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4  出力光パルスの立上り時間

t

r

及び立下り時間

t

f

の定義

e)

光スペクトラムアナライザ(OSA)  この測定器は,偏光依存性が 0.1 dB

未満であり,安定度は±0.1 dB

よりよく,更に波長確度は±0.5 nm

よりよく,また,波長再現性が 0.01 nm

よりよいものでなければ

ならない。光スペクトラムアナライザは,測定範囲が少なくとも−75 dBm∼+20 dBm

まであり,分

解能が 0.1 nm

よりよいものでなければならない。このデバイスからの反射率は,その入力ポートにお

いて−40 dB

未満でなければならない。

f)

光パワーメータ  これは,OFA の動作波長帯域内及び−40 dBm∼+20 dBm

までのパワー範囲内にお

いて,入力光偏光の状態にかかわりなく,±0.2 dB

よりよい測定精度をもたなければならない。

g)

光コネクタ  接続損失の繰返し再現性は,±0.1 dB

よりよくなければならない。光コネクタの反射率

は,−40 dB 未満

でなければならない。

h)

光ファイバコード  光ファイバコードのモードフィールド径は,過剰損失及び反射を引き起こさない

ために,OFA の入出力ポートとして用いられるファイバのモードフィールド径に,できるだけ近いも

のでなければならない。光ファイバコードの反射率は−40 dB

未満とし,更に,コード長は短くなけ

ればならない(2 m 未満)

4. 

試験サンプル  OFA は,公称動作条件において動作しなければならない。OFA が不要な反射戻り光の

ためにレーザ発振を引き起こす可能性がある場合,被験 OFA を反射戻り光から隔離するために光アイソレ

ータを用いることが望ましい。こうすれば,信号の不安定さ及び測定の不正確さが最小限に抑えられる。

測定中,入力光の偏光状態を一定に維持するように注意しなければならない。入力光の偏光状態が変化

すると,すべての使用光学部品について予想されるわずかな偏光依存性のために入力光パワーが変化し,

測定誤差を生じることになる。

光スイッチ

出力パルス

t

r

t

f

100

10

90


5

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5. 

手順  試験手順は,次の四つの部分からなる。

a)

初期測定及び校正

b)

サンプリングウインドウ調整

c)

OFA

測定

d)

計算

測定の流れを,

図 に示す。この手順によって,OFA 雑音係数だけでなく ASE パワー及び信号利得の

一貫した計算が可能である。

初期設定

初期校正

開始

OFA 設定

OFA のサンプリング

ウィンドウ調整

OFA パラメータ設定

測定

計算及びプリントアウト

λ

1

λ

N

パラメータ変更

λ

1

λ

N

5  測定の流れ

5.1 

校正

5.1.1 

パワー測定の校正  校正された光パワーメータを使うことによって,OSA パワー測定を校正する。

備考  校正された光パワーメータでは,自然放出光を含むすべての光パワーを検出し,一方,OSA 測

OFA のサンプリング

ウインドウ調整

λ

1

∼λ

N


6

C 6122-10-1

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定では,OSA の分解能内の光パワーを検出するだけである。したがって,校正精度を高めるた

めに,パルス光源の出力における FWHM が 1 nm∼3 nm である光フィルタを用いることが望ま

しい。

5.1.2 

パルスデューティ比の校正

a)

パルス光源のいずれか一つのチャネルを CW で,指定されたパワー及び波長で動作させる。

b)

製品仕様書の指定に従い,パルス光源出力のパルス幅 T

source

及びパルス周期 を設定する。T

source

及び

周期 は,被験 OFA の利得-応答時間より十分に短くなければならない。EDFA の場合,T

source

及び周

期 は,一般的にはそれぞれ 0.4 µs

及び 1 µs

である。しかし,これらの値は増幅器の飽和状態に依存

する。

備考  測定精度とパルスの繰返し周波数との関係を,附属書 C(参考)に示す。様々な EDFA につい

て EDFA 出力波形を,

附属書 B(参考)に示す。

c)

平均出力光パワーP

pulse-ave

を光パワーメータによって測定する。

d)

パルス光源をデューティ比 100  %のパルス(直流駆動)によって駆動し,出力光パワーP

DC

を光パワ

ーメータによって測定する。

e)

等価デューティ比を,式(1)を用いて計算する。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)

備考  外部の光スイッチを使用しているパルス光源の場合,校正結果はその他のチャネルに適用でき

る。

直接変調しているパルス光源の場合,各光源によって生成される光パルス波形が異なるので,校

正はすべてのチャネルに対して繰り返されなければならない。

5.1.3 

サンプリングモジュールの校正

a)

パルス光源,光サンプリングスイッチ,OSA 及び校正された光パワーメータを,

図 に示すように接

続する。

T

sampler

CW 光源

光サンプリング

SW

OSA

校正された

光パワーメータ

P

CW-calibd

サンプリングパルス

6  光サンプリングスイッチ校正のための機器構成

b)

パルス光源を,試験するチャネル波長で CW 発振させる。

c)

パルス信号のスペクトル帯域に対応する分解能 B

0

を OSA へ設定する。

d) OSA

中心波長を,手順 b)で選択された波長に設定する。

e)

サンプリングパルス幅 T

sampler

を製品仕様書の指定に従って設定する。デューティ比の和,すなわち,

光源デューティ比とサンプラデューティ比との和は,100  %未満でなければならず,また,いくらか

光サンプリング

スイッチ

DC

ave

pulse

source

P

P

DR

=


7

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のマージン(例えば,80∼90  %)を維持することが望ましい。T

sampler

は T

source

以下でなければならな

い。平均出力光パワーP

OSA-pulse-ave

を OSA によって測定する。

f)

デューティ 100  %のパルス(直流駆動)によって,光サンプリングスイッチを駆動する。

g)  P

OSA-DC

を OSA によって測定する。

h)

等価サンプリングスイッチデューティ比を,式(2)から計算する。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)

備考  一つのチャネル波長においてこのように得られる DR

sampler

の値は,その他のチャネル波長に適

用できる。

i)

光サンプリングスイッチへの入力パワーP

CW-calibd

を,校正された光パワーメータによって測定する。

j)

パルス光源を,測定すべき次のチャネル波長において CW 動作させる。そして,次のチャネルに対し

て手順 g)i)を繰り返す。

k) OSA

を含むサンプラの校正係数 CAL(

λ

k

)

を,式(3)を用いて算出する。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3)

5.1.4 

動的消光比の校正

5.1.4.1 

光サンプリングスイッチのタイミング調整

a) 

図 に示すように,光ファイバコードを用いて,パルス光源,光サンプリングスイッチ及び OSA を接

続する。ただし,

図 においては,パルス光源 がパルス光源として示されているが,パルス光源 b

も適用可能である。

7  タイミング調整のための機器構成

b)

パルス光源を,すべてのチャネル波長で動作させる。

備考  遅延時間は,ただ一つのチャネルを使うことによって決定することができるが,マルチチャネ

ルのパルス光源を後の測定時に安定させるために,ここに規定する試験手順では,この段階で

すべてのチャネルを動作させる。

c) OSA

中心波長を一つの任意のチャネル波長に調整する。

( )

calibd

CW

DC

OSA

k

=

P

P

CAL

λ

DC

OSA

ave

pulse

OSA

sampler

=

P

P

DR


8

C 6122-10-1

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d)

パルス光源及び光サンプリングスイッチの駆動パルスタイミングを,

図 に示すように設定する。

DR

sampler

は,DR

source

より小さくなくてはならない。

e)

受信光パワーを最小にする遅延時間 T

d-min

を,CH2 遅延時間 T

d

を調整することで OSA によって見つけ

る。

f)

受信光パワーを最大にする遅延時間 T

d-max

を,OSA によって式(4)を用いて計算する。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)

備考  一つのチャネル波長においてこのように得られる遅延時間は,他のチャネル波長に適用できる。

8  光サンプリングスイッチのタイミング調整

5.1.4.2 

動的消光比の測定

a)

パルス光源をすべてのチャネル波長においてパルス動作させ続ける。

備考  動的消光比を測定するとき,すべてのチャネルを動作させる必要がある。これは,動的消光比

は一つのチャネルにおいて OSA を調整することによって測定されるが,OSA が隣接チャネル

からのものを含めすべての光パワーを受けることが望ましいからである。

b) 

図 に示すように光ファイバコードを用いて,パルス光源と,光サンプリングスイッチ及び OSA とを

接続する。

c)

光サンプリングスイッチのタイミングを,

図 9 a)に示すように設定する。OSA を試験するチャネルに

設定した状態で,      を測定する。

d)

光サンプリングスイッチのタイミングを,

図 9 b)に示すように設定する。OSA を c)と同じチャネルに

調整した状態で,      を測定する。

sig

ave

OSA

P

Leak

ave

OSA

P

2

min

d

max

d

T

T

T

=


9

C 6122-10-1

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e)

試験すべき様々なチャネルに対し,手順 c)及び d)を繰り返す。

f)

各チャネルの平均動的消光比 ISO(

λ

k

)

dyna-ave

を,式(5)を用いて計算する。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5)

T

d_max

T

d_min

光ファイバコード 
出力

サンプリング 
スイッチ出力

OSA

入力

光源モジュール

からの漏れ信号

サンプラからの

漏れ信号

時間

図 9.1    P

sig

OSA-ave

の測定

図 9.2  P

Leak

OSA-ave

の測定

9  動的消光比校正のためのタイミング図

5.2 OFA

測定

5.2.1 ASE

及び増幅信号光パワー測定のためのタイミング調整

a)

パルス光源をすべてのチャネル波長においてパルス光を発するように動作させ続ける。

備考  タイミングは,ただ一つのチャネルを用いることによって調整することができるが,マルチチ

ャネルパルス光源が安定するように,すべてのチャネルを動作させ続ける。

b)

パルス光源,被験 OFA,光サンプリングスイッチ及び OSA を,

図 10 に示すように接続する。図 10

では,パルス光源 が図示されているが,代わりにパルス光源 を使用することもできる。

c)

光サージの発生を防ぐようにしながら,被験 OFA を詳細仕様書の指定に従って作動させる。

d) OSA

を一つの任意のチャネル波長に調整する。

e)

パルス光源及び光サンプリングスイッチに対する駆動パルスタイミングを,

図 10 に示すように設定す

る。

図 10 の機器構成においては,光サンプリングスイッチは,ASE 測定のためにパルス光源に対し

逆位相で駆動される。

f) CH2

遅延時間 T

d

を調整することによって,      を最小にする T

d-ASE

の遅延時間を見つける。

g) 

        を最大にする遅延時間 T

d-sig

を,式(6)を用いて計算する。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(6)

備考  一つのチャネル波長においてこのように得られる遅延時間は,他のチャネル波長に適用できる。

    光ファイバコード

    出力 
 
    サンプリング

    スイッチ出力 
 
    OSA 入力

a)

        の測定 

b)

        の測定 

時間

T

d-max

T

d-min

sig

ave

OSA

P

Leak

ave

OSA

P

( )

sig

ave

OSA

Leak

ave

OSA

ave

-

dyna

k

=

P

P

ISO

λ

ASE

ave

OSA

P

out

OFA

sig

ave

OSA

P

2

ASE

d

sig

d

T

T

T

=


10

C 6122-10-1

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狭帯域光源

パルス発生器

一般的には 1MHz

スイッチタイミング図

ASE 測定用

利得測定用

光スペクトラム

アナライザ

1つの波長に

調整する

パルス光源

被験 OFA

OA

dB

λ

1

~ λ

N

SW

CH2

CH1

光サンプリン

グ SW

10  OFA 測定のための機器構成

5.2.2 ASE

測定

a)

パルス光源を,すべてのチャネルにおいてパルス光を発するように動作させ続ける。

b)

各チャネルの OFA への平均信号光パワーP

OFA-in-ave

を,

詳細仕様書の指定に従い設定する。

P

OFA-in-ave

は,

次のように OSA を用いて調整することができる。

1)

パルス光源及び光サンプリングスイッチを,光ファイバコードによって接続する。

2)

光サンプリングスイッチのタイミング T

d-max

を,式(4)から得られるように設定する。

3) OSA

を被験波長に設定して,        を測定する。

4)  P

OFA-in-ave

は,式(7)から得られる。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(7)

c)

単一チャネルの場合,上述の手順 b) 1)4)に従う代わりに,P

OFA-in-ave

は校正された光パワーメータを

用いて調整することができる。

d) ASE

パワーを測定するために,サンプリングモジュールのタイミングを 5.2.1 の e)によって求められ

るように設定する。タイミング図は,

図 11 に示す。

e) OSA

を被験チャネルに設定して      を測定する。

備考  このパワーは,OSA の分解能に依存する。

f)

他の条件を変化させることなく,次の被測定チャネルに OSA を設定して      を測定する。

5.2.3 

増幅信号光パワー測定

a)

パルス光源を,すべてのチャネルにおいてパルス光を発するように動作させ続ける。

b)

信号光パワーを測定するために,光サンプリングスイッチタイミングを 5.2.1 の手順 g)によって求め

られるように設定する。タイミング図は,

図 12 に示す。

c)

すべてのチャネルについて,P

OFA-in-ave

を ASE 測定時と同じレベルに保つ。

d) OSA

を被験波長に設定した状態で        を測定する。

e)

他の条件を変化させることなく,次の被測定チャネルに OSA を設定して        を測定する。

dB

光スイッチ

OA

CH1

CH2

一般的には 1 MHz

光サンプリ 
ングスイッチ

一つの波長に 
調製する

out

OFA

sig

ave

OSA

P

( )

( )

( )

in

OFA

sig

ave

OSA

k

sampler

k

source

ave

in

OFA

k

=

λ

λ

λ

P

DR

CAL

DR

P

ASE

ave

OSA

P

ASE

ave

OSA

P

out

OFA

sig

ave

OSA

P

out

OFA

sig

ave

OSA

P


11

C 6122-10-1

:2007 (IEC 61290-10-1:2003)

光源スイッチ

出力

OFA

入力

OFA

出力

光サンプリング

スイッチ出力

OSA

入力

T

d

OFA 遅れ

時間

11  ASE 測定のためのタイミング図

光源スイッチ 
出力

OFA

入力

OFA

出力

光サンプリング 
スイッチ出力

OSA

入力

T

d_sig

OFA 遅れ

時間

12  増幅信号光パワー測定のためのタイミング図

6. 

計算  次のパラメータ値は,被験チャネルによって異なるため,計算は各チャネルに固有のパラメー

タ値を用いて各チャネルについて実施する必要がある。

P

k

)

OFA-in-ave

平均入力信号光パワー(mW)

         OSA によって測定された平均 ASE パワー(mW)

         OSA によって測定された OFA からの平均出力信号光パワー(mW)

ASE

k

B

0

) OSA

の分解能帯域内の ASE パワー(mW)

CAL

k

)

  サンプラに OSA を加えたものの校正係数

( )

ASE

ave

OSA

k

λ

P

( )

out

OFA

sig

ave

OSA

k

λ

P


12

C 6122-10-1

:2007 (IEC 61290-10-1:2003)

ISO

k

)

dyna-ave

平均動的消光比(dB)

G

k

)

線形利得

F

k

)

sig-sp

  信号光-ASE 間雑音係数(線形表示)

NF

k

)

sig-sp

  信号光-ASE 間雑音指数(dB)

6.1 

雑音係数計算  波長λにおける各チャネルの雑音係数 F

sig-sp

は,式(8)又は式(9)から得られる。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(8)

又は

・・・・・・・・・・(9)

ここに,  B

0

: OSA 分解能(Hz)

h:  プランク定数

ν

:  光信号周波数(Hz)

備考  式(8)及び式(9)の第 2 項は,ASE 測定における信号漏れの影響を無効にするために用いる。

信号波長における信号漏れを除外した ASE パワーは,信号波長近くにおける ASE パワー分

布を測定することで,補間法によって推定できる。F

sig-sp

は,式(10)から得ることができる。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(10)

6.2 ASE

パワー  OFA 出力における ASE パワーは,式(11)又は式(12)から得られる。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(11)

又は

・・・・・・・・・・・・・・・・・(12)

6.3 

利得計算  信号線形利得は,式(13)又は式(14)から得られる。

・・・・・・・・・・・・・・・(13)

又は

・・・・・・・・・・・・・・・(14)

6.4 

平均出力信号光パワー  平均出力信号光パワーは,式(15)から得られる。

・・・・・・・・・・・・・・・(15)

6.5 

雑音指数計算  雑音指数 NF は,雑音係数 から式(16)を用いて得られる。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(16)

7. 

試験結果  各チャネルについて,次に示す事項を試験報告書に記載しなければならない。

a)

測定の波長範囲

b)

光源のスペクトル線幅(半値全幅)

c)

入力信号波長:λ

k

source

0

0

ave

in

OFA

ave

dyna

sampler

0

ASE

ave

OSA

sp

sig

DR

B

h

P

ISO

DR

B

Gh

CAL

P

F

=

ν

ν

(

)

out

OFA

sig

ave

OSA

ave

dyna

ASE

ave

OSA

sampler

0

sp

sig

1

=

P

ISO

P

DR

B

Gh

CAL

F

ν

sampler

0

ASE

ed

interpolat

ave

OSA

sp

sig

DR

B

Gh

CAL

P

F

=

ν

( )

ave

in

OFA

source

ave

dyna

sampler

ASE

ave

OSA

0

=

P

G

DR

ISO

DR

CAL

P

B

ASE

( )

(

)

out

OFA

sig

ave

OSA

ave

dyna

ASE

ave

OSA

sampler

0

1

=

P

ISO

P

DR

CAL

B

ASE

(

)

{

}

sampler

ave

in

OFA

source

ASE

ave

OSA

ave

dyna

out

OFA

sig

ave

OSA

1

DR

P

CAL

DR

P

ISO

P

G

+

=

(

)

in

OFA

sig

ave

OSA

ASE

ave

OSA

ave

dyna

out

OFA

sig

ave

OSA

1

+

=

P

P

ISO

P

G

(

)

{

}

sampler

source

ASE

ave

OSA

ave

dyna

out

OFA

sig

ave

OSA

ave

out

OFA

1

DR

CAL

DR

P

ISO

P

P

+

=

( )

F

NF

log

10

=


13

C 6122-10-1

:2007 (IEC 61290-10-1:2003)

d) OSA

分解能帯域幅:B

o

e)

光励起パワー(optical pump power)の指示(適用する場合)

f)

周囲温度

g)

パルス間隔:T,信号パルス幅:T

source

,サンプリングパルス幅:T

sample

h)

平均入力信号光パワー:P

OFA-in-ave

i)

平均出力信号光パワー:P

OFA-out-ave

j)

線形利得:G

k) ASE

パワー:ASE(B

o

)

l)

雑音係数:F

sig-sp

又は雑音指数:NF

sig-sp


14

C 6122-10-1

:2007 (IEC 61290-10-1:2003)

附属書 A(参考)略語一覧

この附属書(参考)は,本体に関連する事柄を補足するもので,規定の一部ではない。

AOM

音響光学変調器

APC

自動出力制御

ASE

増幅された自然放出光

CW

CW(連続波)

DBR

分布ブラッグ反射器(レーザダイオード)

DFB

分布帰還型(レーザダイオード)

DR

デューティ比

ECL

外部共振器型半導体レーザ(ダイオード)

FWHM

半値全幅

LED

発光ダイオード

NF

雑音指数

OFA

光ファイバ増幅器

OSA

光スペクトラムアナライザ


15

C 6122-10-1

:2007 (IEC 61290-10-1:2003)

附属書 B(参考)25 kHz 及び 500 kHz のパルスの

繰返し周波数における様々な EDFA の出力波形[5.1.2 b)参照]

この附属書(参考)は,本体に関連する事柄を補足するもので,規定の一部ではない。

附属書 図 に,種々の形式の EDFA*出力波形の例を示す。パルスの繰返し周波数が 25 kHz である附

属書 図 の a)c)から,EDFA 利得が一つのパルス波形内で変化し,更に A,B 及び C の EDFA タイプ

によっても変化することが分かる。

タイプ A の EDFA は,飽和状態において一定の励起パワー(pump power)で動作する。タイプ B の EDFA

は,比較的低速の自動出力制御(APC)機能をもち,一方,タイプ C の EDFA は,動作帯域 25 kHz を超える,

速い APC 機能をもつ。

パルスの繰返し周波数が 500 kHz に増加すると,

附属書 図 の c)及び d)から分かるように,タイプ C

の EDFA の場合,利得変化は消失する。つまり,利得測定及びその影響を受ける NF 測定は,500 kHz を超

える場合において正確である。

a)  25 kHz

における EDFA タイプ A

b)  25 kHz

における EDFA タイプ B

c)  25 kHz

における EDFA タイプ C

d)  500 kHz

における EDFA タイプ C

附属書   1  様々な EDFA の EDFA 出力波形


16

C 6122-10-1

:2007 (IEC 61290-10-1:2003)

附属書 C(参考)パルスの繰返し周波数と測定精度との関係[5.1.2 b)参照]

この附属書(参考)は,本体に関連する事柄を補足するもので,規定の一部ではない。

パルスの繰返し周波数に対する NF 測定精度の例を,

附属書 図 に示す。この場合,パルス光源 a(本

図 参照)が用いられている。AOM スイッチは,光源のパルス化及びサンプリングに対してそれぞれ

用いられた。

測定条件は,次のとおりであった。

AOM

スイッチ:1 MHz

パルスデューティ比:パルス化・・・0.4

サンプリング・・・0.2

波長分割多重チャネル:1 550.4 nm,1 551.2 nm,1 552.0 nm 及び 1 552.8 nm

トータル OFA 入力光パワー:0 dBm

OFA

利得:9∼17 dB

パルスの繰返し周波数[kHz]

附属書   1  パルスの繰返し周波数に対する NF 測定精度

NF

値は,約 250 kHz より高いパルスの繰返し周波数に対しては安定しており,そのようなパルスの繰返

し周波数の場合,

附属書 図 に示されるように,EDFA の低速利得ダイナミクスによる波形ゆがみの影

響はもはや存在しない。

附属書 図 は,250 kHz を超えるパルスの繰返し周波数において高い測定精度

が達成されることを示している。

NF

[d

B]

1

1 552.8 nm

1 550.4 nm

1 551.2 nm

0.5

0

−0.5

−1

1000

750

500

250

100

75

50

25

1 552.0 nm


17

参考文献

IEC 60793-1 (All parts)

,Optical fibres−Part 1: Measurement methods and test procedures

IEC 60825-1

,Safety of laser products−Part 1: Equipment classification, requirements and user’s guide

IEC 60825-2

,Safety of laser products−Part 2: Safety of optical fibre communication systems

IEC 60874-1

,Connectors for optical fibres and cables−Part 1: Generic specification

IEC 61290-1-1

,Optical fibre amplifiers−Basic specification−Part 1-1: Test methods for gain parameters−

   Optical spectrum analyzer