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C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

(1) 

目  次

ページ

序文 

1

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

2

3

  装置

3

3.1

  レーザプローブ法

3

3.2

  広帯域雑音プローブ法 

4

3.3

  装置の詳細説明

4

4

  試料

7

5

  手順

7

5.1

  飽和条件設定 

7

5.2

  レーザプローブ法

8

5.3

  広帯域雑音プローブ法 

9

6

  計算

10

6.1

  レーザプローブ法

10

6.2

  広帯域雑音プローブ法 

11

7

  測定結果

12

附属書 A(参考)略語表

13


C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

(2) 

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,一般財団法人光産業技術振興協会(OITDA)

及び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。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格に従うことは,次の者の有する特許権等の使用に該当するおそれがあるので,留意する。

−  特許番号:特許第 3203611 号

−  発明の名称:雑音指数測定方法および装置

−  氏名:日本電信電話株式会社

−  住所:東京都千代田区大手町二丁目 3 番 1 号

上記の,特許権等の権利者は,非差別的かつ合理的な条件でいかなる者に対しても当該特許権等の実施

の許諾等をする意思のあることを表明している。ただし,この規格に関連する他の特許権等の権利者に対

しては,同様の条件でその実施が許諾されることを条件としている。

この規格に従うことが,必ずしも,特許権の無償公開を意味するものではないことに注意する必要があ

る。

この規格の一部が,上記に示す以外の特許権等に抵触する可能性がある。経済産業大臣及び日本工業標

準調査会は,このような特許権等に関わる確認について,責任はもたない。

なお,ここで“特許権等”とは,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権をいう。

JIS C 6122

の規格群には,次に示す部編成がある。

JIS

C

6122-1-1

  第 1-1 部:パワーパラメータ及び利得パラメータ−光スペクトラムアナライザ法

JIS

C

6122-1-2

  第 1-2 部:パワーパラメータ及び利得パラメータ−電気スペクトラムアナライザ法

JIS

C

6122-1-3

  第 1-3 部:パワーパラメータ及び利得パラメータ−光パワーメータ法

JIS

C

6122-3

  第 3 部:雑音指数パラメータ

JIS

C

6122-3-1

  第 3-1 部:雑音指数パラメータ−光スペクトラムアナライザ法

JIS

C

6122-3-2

  第 3-2 部:雑音指数パラメータ−電気スペクトラムアナライザ試験方法

JIS

C

6122-5-1

  第 5-1 部:光反射率パラメータ測定方法−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−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

JIS

C

6122-10-2

  第 10-2 部:マルチチャネルパラメータ−ゲート付き光スペクトラムアナライザを用

いたパルス法

JIS

C

6122-10-3

  第 10-3 部:マルチチャネルパラメータ−プローブ法

JIS

C

6122-11-1

  第 11-1 部:偏波モード分散パラメータ−ジョーンズマトリクス固有値解析(JME)


   

日本工業規格

JIS

 C

6122-10-3

:2012

(IEC 61290-10-3

:2002

)

光増幅器−測定方法−

第 10-3 部:マルチチャネルパラメータ−プローブ法

Optical amplifiers-Test methods-

Part 10-3: Multichannel parameters-Probe methods

序文 

この規格は,2002 年に第 1 版として発行された IEC 61290-10-3 を基に,技術的内容及び構成を変更する

ことなく作成した日本工業規格である。

なお,この規格で点線の下線を施してある参考事項は,対応国際規格にはない事項である。

適用範囲 

この規格は,光スペクトラムアナライザを用いて行う,光ファイバ増幅器(OFA)のマルチチャネル利

得及び雑音パラメータの測定方法について規定する。この規格は,商用化されている希土類添加 OFA に適

用する。

この規格の目的は,JIS C 6123-4 で定義する,チャネル利得,マルチチャネル利得偏差,チャネル信号

光−自然放出光(ASE)間雑音指数,マルチチャネル利得及び雑音パラメータの測定に対して,必要条件

を明確にすること,並びに JIS C 6121 の箇条 3(用語,定義及び略語)で定義する OFA のパラメータにつ

いて,正確かつ信頼性のある測定を行うための測定方法を示すことである。

この規格で規定する試験方法は,マルチチャネル利得及び雑音パラメータを得るために小信号プローブ

光を使用し,一つ以上の飽和信号光源で OFA を飽和状態で動作する。規定するチャネル配置に相当する波

長をもつ光源を使用しないため,これらの方法は間接的なものと分類される。マルチチャネルパラメータ

は,プローブ光を用いた測定結果から評価することができる。JIS C 6122-10-1 及び JIS C 6122-10-2 は,パ

ルス法を用いて雑音パラメータを測定するための試験方法である。マルチチャネルパラメータを測定する

ために,マルチチャネルに相当する波長をもつ多波長光源が必要であることから,これらの方法は直接的

である。

プローブ法は,簡単な光信号源構成でマルチチャネル仕様の広い波長範囲にわたる各種パラメータを測

定できるため,マルチチャネル利得特性の測定に対して明らかな利点をもつ。プローブレーザ光源又は広

帯域雑音光信号源のいずれかがプローブ光として適し,単一又は複数のレーザ光源が OFA の飽和条件を設

定するための飽和信号光として用いられる。飽和信号光の自然放出光による影響のない状態で飽和信号光

波長又はその近傍の波長における ASE を測定するために,飽和信号光のパルス変調を行うことがある。パ

ルス変調を行わない場合,飽和信号光の自然放出光レベルを測定し,その成分を測定結果から取り除かな

ければならない。

高いパワーの自然放出光をもつ,

又は高い総入力光パワーをもつ多波長光源に対しては,

補間法は不確かさが大きくなる。

測定誤差は,供試 OFA に依存する不均一な効果によって発生し,その主な原因はスペクトルホールバー


2

C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

   

ニングである([1]

1)

 [2]及び[4]を参照)。

1)

  括弧内の数字は,参照する参考文献を示す。

OFA の特性,とりわけその時間応答に応じて,飽和信号光のパルス変調周波数を選択する。飽和信号光

のパルス変調は,能動的な自動レベル制御(ALC)又は自動利得制御(AGC)回路をもつ光増幅器には適

さない。飽和信号光のパルス変調は,エルビウムドープ光ファイバ増幅器(EDFA)よりもはるかに速い

利得緩和時間をもつプラセオジムドープ光ファイバ増幅器(PDFA)にも適さない。EDFA に関しては,変

調による不正確さは概して小さい。パルス繰返し周波数に依存する不正確さの情報は,JIS C 6122-10-2 

参照する。

プローブ法によってマルチチャネルパラメータを予測するためには,規定するマルチチャネル仕様の飽

和効果を模擬するための飽和信号光の出力レベルを適切に設定する必要がある。箇条 では,波長領域内

のスペクトルの均一な振舞いの仮定の下でこれを達成する手順を規定する。この手順には,アクティブ光

ファイバから出力ポートまでの全ての出力結合光路の損失の波長依存性が,定義した領域内でゼロである

と仮定しているという制限がある。

この規格で測定したパラメータは,チャネル利得,チャネル信号光−ASE 間雑音指数及び増幅された

ASE を含む。

(*)で記した値は暫定値であり,最終の値は現在検討中である。

注記  この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。

IEC 61290-10-3:2002

,Optical amplifiers−Test methods−Part 10-3: Multichannel parameters−Probe

methods(IDT)

なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1 に基づき,

“一致している”こ

とを示す。

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(追補を含む。

)を適用する。

JIS C 6121

  光増幅器−通則

注記  対応国際規格:IEC 61291-1,Optical amplifiers−Part 1: Generic specification(IDT)

JIS C 6122-10-1

  光増幅器−測定方法−第 10-1 部:マルチチャネルパラメータ−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

注記  対応国際規格:IEC 61290-10-1,Optical amplifiers−Test methods−Part 10-1: Multichannel

parameters−Pulse method using an optical switch and optical spectrum analyzer(IDT)

JIS C 6122-10-2

  光増幅器−測定方法−第 10-2 部:マルチチャネルパラメータ−ゲート付き光スペク

トラムアナライザを用いたパルス法

注記  対応国際規格:IEC 61290-10-2,Optical amplifiers−Test methods−Part 10-2: Multichannel

parameters−Pulse method using a gated optical spectrum analyzer(IDT)

JIS C 6123-4

  光増幅器−性能仕様テンプレート−第 4 部:マルチチャネル用光増幅器

注記  対応国際規格:IEC 61291-4,Optical amplifiers−Part 4: Multichannel applications−Performance

specification template(IDT)


3

C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

装置 

プローブ法には,レーザプローブ法及び広帯域雑音プローブ法の二つの方法がある。いずれのプローブ

法も二つの光信号源を必要とする。第一の光信号源は,光増幅器の反転分布(飽和)レベルを設定する飽

和信号光であり,一つ以上のレーザ光源で構成している。第二の光信号源は小信号プローブ光であり,1

個のプローブレーザ光源又は広帯域雑音光信号源で構成している。いずれの場合でも,プローブ光は増幅

器の反転分布に影響を与えないよう注意しなければならない。飽和信号光は,JIS C 6122-10-1 又は JIS C 

6122-10-2

に規定するように,より正確な雑音測定のため飽和信号光の影響を最小とするように(無視でき

るように)パルス変調される。ここで規定するプローブ法において,変調は任意である。レーザプローブ

法及び広帯域雑音プローブ法の両方とも,同様の測定における不確かさが出てくる。一般的に,広帯域雑

音プローブ法の方がより速く測定でき,測定のスループットが重要な場合に用いる。

3.1 

レーザプローブ法 

図 1 a)は,レーザプローブ法の構成図である。3.3.1 で規定する光信号源は,単一又は多数のレーザ光源

からなる。光信号源モジュールの後段にあるオプションの偏波制御器は,システムと光増幅器の偏波依存

性を平均化することによって不確かさを小さくする。偏波制御器はまた,OFA の偏波依存利得変動(PDG)

及び偏波ホールバーニング(PHB)を定量化するために用いる。単一の偏波制御器が光信号源の外部に配

置しているが,多波長光源を用いた測定において最高の確度を実現するためには,個々のチャネルの光信

号源の後段にそれぞれ偏波制御器を配置する必要がある。それは,偏波ホールバーニングによる不確かさ

を減らすために偏波が平均化していることが必要なためである。供試 OFA の出力における任意の光スイッ

チは,光スイッチを用いたパルス法を実行するためのものである。

a) 

レーザプローブ光源を用いるプローブ法の構成図 

図 1−プローブ法の構成図 


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C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

   

b) 

広帯域雑音プローブ光源を用いるプローブ法の構成図 

図 1−プローブ法の構成図(続き) 

3.2 

広帯域雑音プローブ法 

図 1 b)は,広帯域雑音プローブ法の構成図である。広帯域雑音光信号源が十分に低い総出力光パワーで

動作するためには,低い繰返し周波数及び低デューティサイクルで変調し,かつ,光スペクトラムアナラ

イザ(OSA)による測定がプローブのオン・オフ期間に同期している必要がある。これは,OSA からの制

御信号によって実現する。

3.3 

装置の詳細説明 

3.3.1 

光信号源 

光信号源を変調する場合,

図 2 a)及び b)で示すように二つの構成が可能である。図 2 a)の光信号源は,

連続波(CW)光信号源とその外部にある光スイッチ及び光可変減衰器とで構成している。

図 2 b)の光信

号源は,直接変調された光信号源と光可変減衰器とで構成している。

図 には 1 台の光可変減衰器だけが

示されているが,多波長光源に対しては,各チャネルパワーを独立して設定することが必要となるので,

光可変減衰器は,通常,各チャネルに一つが必要となる。

図 には変調した光信号源が示されているが,

このプローブ法は変調しない光信号源を用いてもよい。

特に指定がない場合,

図 2 a)及び b)の光信号源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 (*)より狭くする。DFB レーザ,DBR レーザ又は ECL のサイド

モードの抑圧比は,35 dB (*)より大きくする。出力パワー変動は 0.05 dB (*)未満とするが,これは各光源

の出力ポートに光アイソレータを置くことで容易に達成できる。波長確度は±0.1 nm(*)より小さく,波長

精度は±0.01 nm(*)より小さくする。光信号源がパルス変調されている場合,自然放出光レベルは総入力光

パワーに比べて 35 dB/nm (*)よりも低くする。光信号源がパルス変調されていない場合,自然放出光レベ

ルは,総入力光パワー0 dBm においてはそれに比べて 43 dB/nm (*)よりも低くし,総入力光パワー5 dBm(*)

においてはそれに比べて 48 dB/nm (*)よりも低くする。


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C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

a) 

外部変調形光信号源 

b) 

直接変調形光信号源 

図 2−変調された光信号源 

いずれの光信号源に対しても,消光比は 65 dB(*)よりも大きくする。直接変調された波長分割多重

(WDM)光源において,個々のレーザ光源のタイミングの同期を保証するよう注意することが望ましい。

図 2 a)の構成における光スイッチは,必要な消光比を得るために,通常,音響光学素子を用いる。

変調器ドライバと組み合わせるパルス発生器は,CW 光信号源を変調して,50 %のデューティサイクル

及び供試 OFA に適した繰返し周波数をもつ光パルスを供給する。通常,繰返し周波数は 25 kHz∼1 000 kHz

の範囲とするのがよい。10 %から 90 %への立ち上がり時間及び 90 %から 10 %への立ち下がり時間はパル

ス幅の 10 % (*)よりも短くする。トリガ出力は,光パルスのターンオンエッジとパルス周期の±10 % (*)

の精度で一致しなくてはならない。

光可変減衰器が光信号源に内蔵されていない場合には,

図 に示す光信号源の後段に外付けの光可変減

衰器を配置する。この光可変減衰器は,40 dB(*)よりも大きい減衰可変範囲及び±0.1 dB 以内の安定性をも

つ。減衰範囲は,公称範囲にわたって入力光パワーを調整できるよう指定する。この装置からの反射率は,

各ポートにおいて−40 dB(*)よりも小さくする。

3.3.2 

光可変減衰器 

OSA の前段の光可変減衰器は,減衰範囲は 20 dB(*)より広く,安定性は±0.1 dB 以内とする。このデバ

イスの最大減衰値は,

供試 OFA からの最大出力パワーと OSA への許容入力パワーによって決定する。

20 dB

の減衰値は,正確に+10 dBm までの信号を測定できる OSA に対し,+30 dBm までの供試 OFA 出力パワ

ーでもよい。


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C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

   

3.3.3 

光スペクトラムアナライザ 

光スペクトラムアナライザは,±0.05 dB(*)以内の偏光感度偏差,±0.1 dB (*)以内の安定性,±0.5 nm (*)

以内の波長確度,±0.01 nm(1 分間)(*)よりよい波長再現性をもつ。分解能帯域幅は±3 %以内の確度に

校正することが望ましい。装置は 0.1 nm (*)又はより細かい分解能帯域幅をもち,少なくとも−75 dBm∼

+10 dBm (*)の測定範囲をもつ。光スペクトラムアナライザからの反射減衰量はその入力ポートにおいて

−35 dB (*)未満とする。光信号源を変調し,ゲート付き OSA を用いる場合には,OSA は外部トリガ信号

に同期して,トリガ信号との遅延時間を調整しつつデータサンプリングを行う(ゲートする。

)機能をもた

なければならない。トリガ遅延分解能は,パルス周期の 10 % (*)以下とする。また,OSA は,パルス周期

にわたって平均パワーを測定するために連続サンプリングを行う機能をもたなければならない。

3.3.4 

光パワーメータ 

光パワーメータは,入力光の偏光状態にかかわらず,OFA の動作波長帯域内で±0.2 dB(*)以内の測定確

度とする。パワー範囲は,5.2 及び 5.3 の OSA の校正に用いられる信号光パワーに適応させなければなら

ない。標準的な値は,−10 dBm とする。

3.3.5 

光コネクタ 

接続損失の繰返し再現性は,±0.1 dB(*)以内とする。光コネクタからの反射率は,−40 dB(*)  未満とす

る。

3.3.6 

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,OFA の入出力ポートとして用いる光ファイバのモードフィ

ールド径にできる限り近いものとする。光ファイバコードからの反射率は,−40 dB (*)未満とする。

3.3.7 

偏波制御器 

偏波制御器は,あらゆる偏光状態(例えば,直線,だ円及び円)での入力信号光を供給する。例えば,

偏波制御器は全光ファイバ形であってもよいし,90°以上回転可能な四分の一波長板及び 180°以上回転

可能な二分の一波長板から構成してもよい。偏波制御器の損失変化は,0.1 dB (*)未満とする。偏波制御器

からの反射率は,各ポートで−40 dB (*)未満とする。偏波制御器は,自動的に高速で偏波状態がスクラン

ブルするランダムモードで動作する必要がある。

3.3.8 

広帯域雑音光信号源 

広帯域雑音光信号源は,OFA の動作帯域全てにおいて−35 dBm/nm (*)より大きいレベル及び 6 時間 (*)

で±0.05 dB よりよい安定性をもつ広帯域雑音を供給する。パワースペクトル密度は,10 dB の範囲にわた

って調整可能とする。偏光度は,10 % (*)未満とする。外部駆動信号によって光信号源の変調に一致した周

波数で ON/OFF 変調されるような性能が必要となる。広帯域雑音光信号源は,通常,端面発光形発光ダイ

オード(EELED)とする。

3.3.9 

光カプラ 

光カプラは,3 dB±0.5 dB の結合率と各ポートで−40 dB より低い反射率をもつものとする。

3.3.10 

光スイッチ 

光スイッチは,±0.1 dB (*)より低い損失偏波依存性,−65 dB (*)よりよい静的な消光比,50 ns (*)より早

い立ち上がり時間(tr)及び立ち下がり時間(tf),並びに 2 ms (*)より短い切替時間とする。光スイッチからの

反射率は,各ポートで−40 dB (*)未満でなければならない。静的な消光比の定義に関しては,JIS C 

6122-10-1

を参照する。

3.3.11 

プローブレーザ 

プローブレーザは,供試 OFA の波長帯域にわたって波長可変でなければならない。プローブレーザの出


7

C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

力スペクトルの半値全幅(FWHM)は,0.1 nm (*)より狭くする。サイドモードの抑圧比は,30 dB (*)以上

必要である。光出力パワー変動は,0.05 dB 未満とする。波長安定性は,±0.01 nm (*)よりよく,波長確度

は±0.1 nm (*)よりよくする。プローブレーザの自然放出光レベルと信号光レベルとの差は,35 dB/nm (*)

より大きくなければならない。

試料 

OFA は,公称動作条件の下で動作しなければならない。OFA が不必要な反射によるレーザ発振を引き起

こす可能性がある場合,供試 OFA を反射戻り光から保護するために光アイソレータを使用することが望ま

しい。これによって,試験デバイスが内部に光アイソレータをもたないときに発生する信号の不安定性と

測定の不確実性を最小限にする。ただし,これらアイソレータの挿入損失のため,OFA の利得及び雑音指

数を変更する必要がある。

デバイスの入力ポートにおいて,平均した偏光状態の入力に対する測定結果を得るために,偏波制御器

はランダムモードで用いる。

手順 

5.1 

飽和条件設定 

評価すべきマルチチャネル仕様に相当する波長配置(全チャネル配置)を模擬するよう配置数を縮小し

たレーザ光源のパワーレベル設定は,均一モデル[3]に基づいている。

図 に示すように,スペクトルを領

域に分割する。分割した領域の波長幅は,一様でなくてもよい。個々の領域内の全ての信号は,個々の領

域における一つの大きな信号によって模擬する。

配置数を縮小した個々の光信号源のパワーを設定するアルゴリズムは,式(1)によって表す。

i

i

i

i

G

P

G

P

λ

λ

S

S

S

1

 (1)

式(1)は,個々の領域内の全ての信号出力光のフォトン数の総和が,模擬された飽和信号出力光のフォト

ン数と等しいことに基づいて得られている。チャネルのグループに対し P

S

及び λ

S

は,それぞれ チャネ

ルを模擬する飽和信号光パワー及び波長である。G

S

及び G

n

は,それぞれ単一の飽和信号光及びマルチチ

ャネルに対する利得(リニア単位)である。均一モデルが有効な範囲内において,パワーが式(1)に従って

選択されていれば,いかなる波長も飽和信号光として用いてもよい。しかしながら,スペクトルホールバ

ーニング(SHB)が影響を及ぼすとき,飽和信号光波長は接近して配置されたチャネルパワー全体の荷重

平均として式(2)のように近似される。

i

i

i

P

λ

λ

S

S

 (2)

G

S

及び G

n

はあらかじめ分からないので,このアルゴリズムは繰返しを必要とする。実験は

2

回の繰返

しにおいて収束することを示している

[1]

このアルゴリズムが成り立つための制約事項は,個々の領域にわたり,アクティブファイバの後の受動

回路の挿入損失の波長依存性は

0.1 dB (*)

未満でなければならない。


8

C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

   

注記  b)は各領域において完全な配置 a)に置き換わる。

図 3

飽和波長の縮小配置 

飽和信号光レベルを設定するための段階的な手順は,次による。

a)

動作領域を

図 3

で示すような領域に分割する。領域の幅は等しい必要はない。各領域の幅は,

1 540 nm

より長い波長領域では,通常

3 nm

より広いスペクトルホール幅を超えないものとする

[1] [2]

EDFA

に関しては,

1 520 nm

1 540 nm

の範囲でスペクトルホール幅は最も狭く,ホールの深さは最も深い。

この波長範囲の領域の幅は,

1.6 nm

を超えてはならない

[4]

b)

それぞれの領域の中心に,飽和信号光を一つ置く。

c)

配置数を縮小したレーザ光源のパワーをそれぞれに対応する領域における全チャネル配置の合計パワ

ーに設定する。

d)  5.2

又は

5.3

で規定する測定を実行する。

e)

6.1

又は

6.2

を用いて,チャネルの完全な配置での各波長における利得 G

i

{1}

を計算する。これが最初

の繰返しに対する結果となる。

f)

(1)

を用いてレーザパワーに対する新しい値を各領域において計算し,設定する。

g)  2

回目の繰返しに対する結果,G

i

{2}

を得るために手順

d)

及び手順

e)

を繰り返す。

h)  |

G

i

{2}

G

i

{1}|

0.1 dB

の場合には,繰返しを止める。

|

G

i

{2}

G

i

{1}|

0.1 dB

の場合には,G

i

{

n

1}

G

i

{

n

}|

0.1 dB

になるまで手順

f)

及び

g)

を繰り返す。

5.2 

レーザプローブ法 

変調された飽和信号光を用いる場合,

JIS C 6122-10-1

又は

JIS C 6122-10-2

で規定するように,変調タイ

ミングを設定する。縮小配置のチャネル及びチャネル間の雑音を決定するために十分狭い値に

OSA

の分

解能帯域を設定する。設定の手順は,次による。

a)

飽和信号光を直接パワーメータに接続し,値を読み取って

OSA

パワースケールを校正する。次に飽和

信号光を

OSA

に接続し,

OSA

の振幅の指示値を光パワーメータの指示値に合わせて校正する。高い

自然放出光レベル(

40 dB

以下のサイドバンド抑圧比)の光信号源に対しては,追加補正が必要とな

a) 

b) 


9

C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

る。

b) OFA

を接続しない状態で,

OFA

の入力点において,

5.1

の手法によって調整し,得られた値になるよ

うに飽和信号光の平均パワーレベル及び波長を設定する。

c) OFA

を接続しない状態で,かつ,プローブ光が停止している状態で,所望の波長範囲にわたって

OSA

でスペクトルを測定する。これが自然放出光を含む飽和信号光のスペクトルである。このデータ配列

を S

(

λ

)

という。変調された飽和信号光を用いる場合,手順

c)

は用いない。S

(

λ

)

0

と設定する。

d) OFA

を接続しない状態で,飽和信号光の総パワーより

25 dB(*)

小さいレベルにプローブ光の公称パワ

ーを設定する。各チャネル波長にプローブ光を設定し,

OSA

でパワーを測定する。このデータ配列を

P

n

(

λ

1

)

という。

e) OFA

を接続する。プローブ光が停止の状態で,

OSA

OFA

の出力スペクトルを測定する。変調した

飽和信号光を用いた場合は,飽和信号光が停止の期間にこの測定を行う。このデータ配列を N

(

λ

)

とい

う。

f)

プローブ光をオンにして手順

d)

と同じ波長に設定する。

OSA

でそのパワーを測定する。このデータ配

列を P

out

(

λ

1

)

という。

5.3 

広帯域雑音プローブ法 

機器は,

図 4

に示すようなタイミングが取れるように調整する。

図 4

に示す値は,変調周波数

25 kHz

の飽和信号光に対する値である。その値は,異なる変調周波数に対して比例するように調整する。

OSA

変調した飽和信号光のオフ時間の中央における雑音を測定するよう設定する。これによって,

OSA

はプロ

ーブ光の平均パワーで定義した平均

ASE

パワーの値をサンプリングする。プローブ光は,飽和信号光から

の信号と比較して,それが小信号であることを保証するために

25 %

以下のデューティサイクルで変調す

る。さらに,プローブ光は,総パワーが飽和信号光のパワーと比較して

20 dB(*)

よりも小さくなるように

調整する。偏光状態を平均化して測定を行う場合には,偏波制御器を可能な最高周波数で偏光をランダム

化するように設定する。縮小配置のチャネル及び縮小配置のチャネル間の雑音を決定するために,十分に

狭い値に

OSA

の分解能帯域幅を設定する。設定の手順は,次による。

a)

飽和信号光を直接パワーメータに接続し,値を読み取って

OSA

パワースケールを校正する。次に,飽

和信号光を

OSA

に接続し,

OSA

の振幅の指示値をパワーメータの指示値に合わせて校正する。高い

自然放出光レベル(

40 dB

以下のサイドバンド抑圧比)の飽和信号光に対しては,追加補正が必要と

なる。

b) OFA

を接続しない状態で,

OSA

でプローブ光スペクトルを測定する。光信号源を停止する。この配列

を N

p

(

λ

)

という。

c) OFA

を接続しない状態で,かつ,プローブ光を停止した状態で,所望の波長範囲にわたって

OSA

スペクトルを測定する。これが自然放出光を含む飽和信号光スペクトルである。このデータ配列を S

(

λ

)

という。変調された飽和信号光を用いる場合,手順

c)

は用いない。S

(

λ

)

0

と設定する。

d) OFA

を接続し,

OFA

の入力点で

5.1

で得られた値になるように飽和信号光平均パワーレベル及び波長

を設定する。

e)

プローブ光がオンのとき,

OFA

出力スペクトルを測定するために

OSA

の時間ゲート機能を設定す

る。この配列を N

2

(

λ

)

という。

f)

プローブ光がオフのとき,

OFA

出力スペクトルを測定するよう

OSA

のゲートを設定する。この配列

を N

1

(

λ

)

という。


10

C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

   

注記  この図は,25 kHz の変調周波数の例を示す。

図 4

広帯域雑音プローブ法の標準的なタイミング 

計算 

6.1 

レーザプローブ法 

5.2

の測定は,次のとおりとする。

飽和信号光スペクトル,S

(

λ

) W

プローブ入力光パワー,P

in

(

λ

i

)

i

1 …

n

 W

出力光スペクトル,N

(

λ

) W

プローブ出力光パワー,P

out

 (

λ

i

)

i

1 …

n

 W

注記

出力光スペクトル N

(

λ

)

は,供試品からの信号と雑音とを合成したものである。

a)

飽和信号光の波長間隔に等しいか,それより小さいオフセット

Δ

λ を選ぶ。個々の飽和信号光波長近

辺の±

Δ

λ において S

(

λ

)

を補間して飽和信号光雑音 N

source

(

λ

)

を計算する。補間には最適な曲線近似アル

ゴリズムを用いる。

b)

同様に,N

(

λ

)

を補間して出力雑音 N

output

(

λ

)

を計算する。

c)

入出力の両方で雑音要因を差し引いて,各チャネルにおけるプローブ光利得を式

(3)

によって算出す

る。

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

source

in

output

out

linear

i

i

i

i

i

λ

N

λ

P

λ

N

λ

P

G

λ

  (3)

d) dB

単位でプローブ光利得を式(4)によって算出する。

(飽和信号光)光信号源

(プローブ光)広帯域雑音光信号源

OFA 出力

OSA  サンプリング

広帯域 雑音光源オン 時の
雑音パワー

広帯域雑音光源オフ時の
雑音パワー

25 kHz の変調


11

C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

G(λ

i

)=10 logG

linear

(λ

i

)  (4)

e)

利得と飽和信号光雑音との積を差し引いて N

ASE

を式(5)によって算出する。

N

ASE

(λ

i

)=N

output

(λ

i

)−G

linear

(λ

i

)S(λ

i

) (5)

注記  飽和信号光を変調する場合は,S(λ)=0 となる。

f)

信号光−ASE 間雑音係数を式(6)によって算出する。

RBW

linear

ASE

)

(

)

(

hvB

λ

G

N

F

i

i

λ

 (6)

ここに,

h: プランク定数(Ws

2

v: 信号周波数(Hz)

B

RBW

OSA 分解能帯域幅(Hz)

g)

信号光−ASE 間雑音指数を式(7)によって算出する。

NF(λ

i

)=10 logF (λ

i

) (7)

h)

個々のチャネル波長で G(λ)及び NF(λ)を評価することによって,チャネル利得及びチャネル雑音指数

を計算する。

注記  パルス変調を用いない場合,飽和信号光の領域,かつ,それに直接隣接した領域は,飽和信

号光からの干渉による無効なデータをもつ。無効なデータを除去し,これらの値を得るため

に補間することが必要である。これらの領域の幅は,OSA のダイナミックレンジと測定した

ASE の値によって決定する。パルス変調の場合においても,補間は,音響光学素子又は OSA

の電気的ゲートによる消光が不完全なため必要である。

6.2 

広帯域雑音プローブ法 

5.3

の測定は,次のとおりとする。

・  飽和信号光オフ時の雑音プローブ光スペクトル,N

p

(λ) W

・  飽和信号光スペクトル,S(λ) W

・  プローブ光オフ時の出力光スペクトル,N

1

(λ) W

・  プローブ光オン時の出力光スペクトル,N

2

(λ) W

a)

プローブ光利得を式(8)によって算出する。

)

(

)

(

)

(

)

(

p

1

2

linear

λ

N

λ

N

λ

N

λ

G

 (8)

b) dB

単位でプローブ光利得を式(9)によって算出する。

G(λ)=10 logG

linear

(λ)  (9)

c)

利得と飽和信号光雑音との積を差し引いて ASE を式(10)によって算出する。

N

ASE

(λ)=N

output

(λ)−G

linear

(λ)S(λ) (10)

注記  飽和信号光を変調する場合は,S(λ)=0 となる。

d)

信号光−ASE 間雑音係数を式(11)によって算出する。

RBW

linear

ASE

)

(

)

(

)

(

hvB

λ

G

λ

N

λ

F

(11)

e)

信号光−ASE 間雑音指数を式(12)によって算出する。

NF(λ)=10 logF (λ)  (12)


12

C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

   

f)

個々のチャネル波長で G(λ)及び NF(λ)を評価することによって,チャネル利得,チャネル雑音指数及

び NF(λ

i

)を算出する。

注記  飽和信号光の領域,かつ,それに直接隣接した領域は,飽和信号光からのフィードスルー信

号があるため無効なデータをもっている。この無効なデータを除去し,チャネル利得及びチ

ャネル雑音指数の値を得るために補間することが必要である。これらの領域の幅は,OSA の

ダイナミックレンジ及び測定した ASE の値によって決定する。フィードスルー信号は,音響

光学素子又は OSA の電気的ゲートによる消光が不完全なことに起因する。これらの値を得る

ためには,補間することが必要である。

測定結果 

個々のチャネルについて,次に示す内容を詳細に記載しなければならない。

・  飽和信号光のスペクトル半値全幅(FWHM)

・  飽和信号光波長,λ

S

・  飽和信号光パワーレベル,P

S

・ OSA の光帯域幅,B

RBW

・  励起光パワー(適用する場合)

・  周囲温度

・  飽和信号光のパルス繰返し周波数(変調する場合)

・  各チャネルの入力光パワーレベル

・  補間のための波長オフセット,Δλ

・  それぞれ指定したチャネルのチャネル利得,G (λ

i

)

・  波長に対する ASE パワー,N

ASE

(λ)

・  それぞれ指定したチャネル NF(λ

i

)におけるチャネル信号光−ASE 間雑音指数


13

C 6122-10-3

:2012 (IEC 61290-10-3:2002)

附属書 A

(参考)

略語表

AGC

自動利得制御 (Automatic

gain

control)

ALC

自動レベル制御

(Automatic level control)

ASE

増幅された自然放出光

(Amplified spontaneous emission)

CW

連続波

(Continuous wave)

DBR

分布ブラッグ反射(レーザダイオード)

[Distributed Bragg reflector (laser diode)]

DFB

分布帰還形(レーザダイオード)

[Distributed feed-back (laser diode)]

ECL

外部共振器形半導体レーザ(ダイオード)  [External cavity laser (diode)]

EELED  端面発光形発光ダイオード (Edge-emitting

LED)

FWHM  半値全幅

(Full-width half maximum)

LED

発光ダイオード

(Light emitting diode)

OFA

光ファイバ増幅器

(Optical fiber amplifier)

OSA

光スペクトラムアナライザ

(Optical spectrum analyzer)

PDG

偏波依存利得変動 (Polarization-dependent

gain)

PHB

偏波ホールバーニング

(Polarization hole burning)

SHB

スペクトルホールバーニング

(Spectral hole burning)

WDM

波長分割多重 (Wavelength-division

multiplexing)

参考文献  [1]  JOINDOT, I., DUPRE, F.Spectral hole burning in silica-based and in fluoride-based optical fibre

amplifiers. Electron Letters, 1997, vol. 33, pp.1239-1240. 

[2]  RUDKEVICH, E., STIMPLE, J.,DERICKSON, D., WANG, G.Noise gain profile measurement of

signal pumping in EDFAs in a multi-channel environment. Topical Meeting: Optical Amplifiers and

Applications, Vail, 1998.

[3]  BANEY, DM. and STIMPLE, J.WDM EDFA Gain Characterization with a Reduced Set of

Saturating Signals.IEEE Photonics Letters, Vol. 8, No. 1.

[4]  WYSOCKI, P.Measurement of Wide-Bandwidth Gain-Flat Amplifies,Symposium on Optical Fiber

Measurements, 1988, pp.9-14

JIS C 6122-3

  光増幅器−測定方法−第 3 部:雑音指数パラメータ

注記  対応国際規格:IEC 61290-3,Optical amplifiers−Test methods−Part 3: Noise figure

parameters  (IDT)

IEC 60825-1, Safety of laser products

−Part 1: Equipment classification and requirements

IEC 60825-2, Safety of laser products

−Part 2: Safety of optical fibre communication systems (OFCS)

IEC 60874-1, Fibre optic interconnecting devices and passive components

−Connectors for optical

fibres and cables−Part 1: Generic specification