C 6122-1-0:2020 (IEC 61290-1:2014)
(1)
目 次
ページ
序文 ··································································································································· 1
1 適用範囲························································································································· 1
2 引用規格························································································································· 1
3 用語,定義及び略語 ·········································································································· 2
3.1 用語及び定義 ················································································································ 2
3.2 略語 ···························································································································· 2
4 光パワー及び利得の測定方法 ······························································································ 2
5 光パワーパラメータ及び利得パラメータ ··············································································· 2
6 測定結果························································································································· 7
C 6122-1-0:2020 (IEC 61290-1:2014)
(2)
まえがき
この規格は,産業標準化法第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)
及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,産業標準原案を添えて日本産業規格を制定すべきとの申出
があり,日本産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産業規格である。
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。
この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権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産業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。
JIS C 6122の規格群には,次に示す部編成がある。
JIS C 6122-1-0 第1-0部:パワーパラメータ及び利得パラメータ
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 6122-3-3 第3-3部:雑音指数パラメータ−信号対総ASEパワー比
JIS C 6122-4-1 第4-1部:過渡パラメータ−二波長法を用いた利得パラメータ測定
JIS C 6122-4-2 第4-2部:過渡パラメータ−広帯域光源法を用いた利得パラメータ測定
JIS C 6122-4-3 第4-3部:過渡パラメータ−パワー制御単一チャネル光増幅器のパワーパラメータ測
定
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
法
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 6122-10-4 第10-4部:マルチチャネルパラメータ−光スペクトラムアナライザを用いた補間法
JIS C 6122-10-5 第10-5部:マルチチャネルパラメータ−分布ラマン増幅器の利得及び雑音指数
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)法
日本産業規格 JIS
C 6122-1-0:2020
(IEC 61290-1:2014)
光増幅器−測定方法−
第1-0部:パワーパラメータ及び利得パラメータ
Optical amplifiers-Test methods-Part 1-0: Power and gain parameters
序文
この規格は,2014年に第1版として発行されたIEC 61290-1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産業規格である。
1
適用範囲
この規格は,商用化されている光増幅器(OA)及び光増幅器サブシステムの,光パワーパラメータ及び
利得パラメータの測定方法について規定する。ここでいうOAには,光ファイバ増幅器(OFA),半導体光
増幅器(SOA),及び平面導波路形光増幅器(POWA)を含む。OFAには,希土類添加及びラマン効果を
用いたOFAを含む。
この規格の目的は,JIS C 6121の箇条3(用語,定義及び略語)で定義するOA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に必要な一定の条件を確立することにある。
この規格で“‡”を付けた全ての数値は,測定を確かなものとするための推奨値である。その他の値を用
いることも可能であるが,その妥当性を確認することが望ましい。
注記1 分布形ラマン増幅器の測定方法に関する規格の適用範囲は,現時点において検討中である。
注記2 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 61290-1:2014,Optical amplifiers−Test methods−Part 1: Power and gain parameters(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。
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(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 61291-1:2012,Optical amplifiers−Part 1: Generic specification
JIS C 6122-1-1 光増幅器−測定方法−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
注記 対応国際規格:IEC 61290-1-1,Optical amplifiers−Test methods−Part 1-1: Power and gain
parameters−Optical spectrum analyzer method
JIS C 6122-1-2 光増幅器−測定方法−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
2
C 6122-1-0:2020 (IEC 61290-1:2014)
注記 対応国際規格:IEC 61290-1-2,Optical amplifiers−Test methods−Part 1-2: Power and gain
parameters−Electrical spectrum analyzer method
JIS C 6122-1-3 光増幅器−測定方法−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
注記 対応国際規格:IEC 61290-1-3,Optical amplifiers−Test methods−Part 1-3: Power and gain
parameters−Optical power meter method
3
用語,定義及び略語
3.1
用語及び定義
この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS C 6121の箇条3(用語,定義及び略語)による。
3.2
略語
ASE
増幅された自然放出光
(amplified spontaneous emission)
FWHM
半値全幅
(full width at half maximum)
OA
光増幅器
(optical amplifier)
OFA
光ファイバ増幅器
(optical fibre amplifier)
OSA
光スペクトラムアナライザ (optical spectrum analyzer)
SOA
半導体光増幅器
(semiconductor optical amplifier)
4
光パワー及び利得の測定方法
この規格では,OAの光パワーパラメータ及び利得パラメータを測定するための一般的に実用化されて
いる三つの測定方法の共通事項について規定する。
第1の測定方法は,光スペクトラムアナライザ(OSA)を用いて,光パワー及び利得を測定することを
目的としている(JIS C 6122-1-1参照)。
第2の測定方法は,光検出器及び電気スペクトラムアナライザを用いて,光パワー及び利得を測定する
ことを目的としている(JIS C 6122-1-2参照)。
第3の測定方法は,光パワーメータ及び光バンドパスフィルタを用いて,光パワー及び利得を測定する
ことを目的としている(JIS C 6122-1-3参照)。
5
光パワーパラメータ及び利得パラメータ
次に示すパラメータは,光パワーパラメータ及び利得パラメータを測定するために必要となる。
a) 公称出力信号光パワー 公称出力信号光パワーは,個別仕様で指定する公称動作条件における入力信
号光パワーに対する最小出力信号光パワーによって定める。この最小値を求めるために,入力信号光
及び出力信号光のパワーレベルの,偏波状態及び他の不安定性による状態の変化を,特定の時間,連
続的に測定しなければならない。測定手順及び計算については,各試験方法で規定する。
b) 利得 測定手順及び計算を各試験方法で規定する。
c) 逆方向利得 b)の手順を,OAの入出力を入れ替えて行う。
d) 最大利得 波長可変光源を用いて,個別仕様で指定する波長範囲を網羅するように,各波長でb)の手
順を繰り返す。特に規定のない限り,入力信号のない状態で(例えば,光スペクトラムアナライザ又
は分光器によって)測定した,ASEのスペクトル波形が,最大となる波長付近においては,1 nm‡より
も狭い波長間隔で波長を変化させて測定することが望ましい。
3
C 6122-1-0:2020 (IEC 61290-1:2014)
注記1 OAの動作波長範囲では,干渉じま(縞)計数法を用いた市販の波長計によって,0.01 nm
以下の波長測定不確かさが得られる。波長可変の外部共振器形半導体レーザ光源を用いる
ことによって,0.2 nm以下の波長測定不確かさが得られる。対応国際規格では,波長測定
不確かさの数値に±の符号が付加されていたのに対し,この規格では±の符号を削除した
が同じ意味である。
利得の値は,b)に示す手法によって,異なった波長で測定する。最大利得は,公称動作条件におけ
る,これら全ての利得値の中で最も高い値としなければならない。図1は,入力信号光パワーに対す
る典型的な利得特性を示す。
図1−入力信号光パワーに対する典型的な利得特性
e) 最大利得波長 d)に規定するように,最大利得波長は最大利得が発生する波長でなければならない。
種々の波長に関しては,図2に示した典型的な利得特性を参照。
図2−波長に対する典型的な利得特性
f)
最大利得温度変動 ある特定の温度範囲における,信号利得の最大変化。測定手順及び計算は,各試
験方法に関する測定の構成及び手順を参照して行わなければならない。
1) b)に規定するように,温度を変化させて,その中で最大利得Gmax-tmpを関連する個別仕様の指定に基
信
号
利
得
(
d
B
)
小信号利得
線形領域
入力信号光パワー(dBm)
信号波長(nm)
最大利得
利得波長帯域
最大利得波長
信
号
利
得
(
d
B
)
4
C 6122-1-0:2020 (IEC 61290-1:2014)
づいて測定する。
2) b)に規定するように,温度を変化させて,その中で最小利得Gmin-tmpを関連する個別仕様の指定に基
づいて測定する。
3) 最大利得温度変動のΔGtmp(dB)は,次の式(1)によって与えられる。図3参照。
ΔGtmp=Gmax-tmp−Gmin-tmp······························································· (1)
図3−温度に対する典型的な利得特性
最大利得温度変動は,アクティブファイバの特性によって信号波長に依存する可能性がある。測
定波長は測定すべきパラメータにおいて指定することが望ましい。
g) 利得波長帯域 d)に規定するように,最大利得を測定する。利得が最大利得からN dB低下する波長を
測定する。利得波長帯域は,利得が最大利得値及び最大利得からN dB低下した範囲に含まれる波長
間隔(場合によっては,複数の波長間隔となる場合がある。)によって特定しなければならない。計算
は,次の手順で行う。
1) 図2に示すように,隣接する各波長の利得をプロットする。
2) 最大利得からN dB低下した位置に水平線を引く。
3) 二つ以上の交点が利得波長帯域を決定する。N dB低下する波長の最小差が,利得波長帯域である。
注記2 N=3の値が代表的に適用される。
h) 利得波長変動 b)に規定するように,特定の波長範囲において最大利得及び最小利得を測定する。利
得変動は,最大利得と最小利得との差でなければならない。計算は,次の手順で行う。
1) 図4に示すように,各波長の利得をプロットする。
2) 波長帯域内で,最大利得Gmax-λを読み取る。
3) 波長帯域内で,最小利得Gmin-λを読み取る。
4) 次の式(2)に基づき,利得波長変動ΔGλ(dB)を算出する。
ΔGλ=Gmax-λ−Gmin-λ ····································································· (2)
最大利得温度
変動
信
号
利
得
(
d
B
)
指定した温度範囲
温度()
Gmax-tmp
Gmin-tmp
Tmax
Tmin
ΔGtmp
5
C 6122-1-0:2020 (IEC 61290-1:2014)
図4−波長に対する典型的な利得特性
i)
利得安定度 関連する個別仕様で指定した測定時間内での信号利得の最大値と最小値とからなる利得
変動の最大幅。次に示す測定手順及び計算は,各試験方法に関する測定の構成及び手順を参照して行
わなければならない。典型的な利得変動特性として図5を参照。
1) b)によって,関連する個別仕様で指定した測定時間内での最大利得Gmax-stabilityを測定する。
2) b)によって,関連する個別仕様で指定した測定時間内での最小利得Gmin-stabilityを測定する。
3) 利得安定度ΔGstability(dB)を,次の式(3)によって求める。
ΔGstability=Gmax-stability−Gmin-stability ····················································· (3)
図5−時間に対する典型的な利得変動特性
j)
偏波依存利得変動 b)に規定する,異なる偏波状態における利得である。測定手順及び計算について
は,各試験方法で説明する。
k) 大信号出力安定度 関連する個別仕様で指定した測定時間内での光出力の最大値と最小値とからなる
信
号
利
得
(
d
B
)
測定時間
利得安定度
時間(s又はmin)
ΔGstability
Gmax-stability
Gmin-stability
Tstart
Tend
利得波長変動
信
号
利
得
(
d
B
)
信号波長(nm)
波長帯域
Gmax-λ
Gmin-λ
ΔGλ
λmax
λmin
6
C 6122-1-0:2020 (IEC 61290-1:2014)
変動の最大幅である。次に示す測定手順及び計算は,各試験方法に関する測定の構成及び手順を参照
して行わなければならない。典型的な光出力変動特性として図6を参照。
1) a)に規定するように,関連する個別仕様で指定した波長及び最大入力信号光パワーにおける,規定
した測定時間内での最大出力信号光パワーPmax-stabilityを測定する。
2) a)に規定するように,関連する個別仕様で指定した波長及び最大入力信号光パワーにおける,規定
した測定時間内での最小出力信号光パワーPmin-stabilityを測定する。
3) 大信号出力安定度を得るために,Pmax-stabilityとPmin-stabilityとを比較し,Pmax-stabilityからPmin-stabilityyを減算
する。
4) 大信号出力安定度ΔPstability(dB)を,次の式(4)によって求める。
ΔPstability=Pmax-stability−Pmin-stability ······················································ (4)
図6−時間に対する典型的な光出力変動特性
l)
飽和出力光パワー 測定手順は,各試験方法に関する測定の構成及び手順を参照して行われなければ
ならない。飽和出力光パワーは,信号波長における小信号利得に対してN dB(Nの代表的な値は3で
ある。)小さくなる利得を生じる出力信号光パワーである。次の手順で計算する。
1) d)に規定するように,入力光パワー対利得をプロットする。典型的な利得特性として図7を参照。
2) 入力光パワー対出力光パワーをプロットする。典型的な出力光パワー特性として,図8を参照。
3) 線形領域で,小信号利得に対してN dB小さくなる利得Gsat(dB)を読み取る。
4) 利得Gsatとなる入力光パワーPin-sat(dBm)を読み取る。
5) 入力光パワーPin-satにおける出力信号光パワーPout-sat(dBm)を読み取る。
6) Pout-satが飽和出力光パワーである。
注記3 N=3の値が代表的に適用される。
光
出
力
(
d
B
m
)
時間(s又はmin)
測定時間
大信号光出力
安定度
ΔPstability
Pmax-stability
Tstart
Tend
Pmin-stability
7
C 6122-1-0:2020 (IEC 61290-1:2014)
図7−入力光パワーに対する典型的な利得特性
Pout-sat
Pin-sat
図8−入力光パワーに対する典型的な出力光パワー特性
m) 最大出力信号光パワー 測定手順及び計算は,各試験方法で説明する。
n) 最大総出力光パワー 測定手順及び計算は,各試験方法で説明する。
6
測定結果
次の測定結果について記載する。
a) 公称出力信号光パワー 次の項目について,その詳細を記載しなければならない。
1) 測定系の構成
2) 光源のスペクトル線幅(FWHM:半値全幅)
3) OFAの場合は励起光パワー,及び励起レーザの駆動電流。SOAの場合は注入電流(測定可能な場合)
4) 動作温度(必要がある場合)
入力光パワー(dBm)
出
力
信
号
光
パ
ワ
ー
(
d
B
m
)
信
号
利
得
(
d
B
)
入力光パワー(dBm)
線形領域
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C 6122-1-0:2020 (IEC 61290-1:2014)
5) 入力信号光パワー Pin
6) 時間平均入力信号光パワー(測定可能な場合)
7) 光スペクトラムアナライザの分解能帯域幅(測定可能な場合)
8) 電気スペクトラムアナライザの分解能帯域幅(測定可能な場合)
9) 光バンドパスフィルタのFWHM(測定可能な場合)
10) 光バンドパスフィルタの中心波長(測定可能な場合)
11) 測定波長
12) 公称出力信号光パワー P
13) 入力信号光に与えた偏波状態の変化
b) 利得 a)に規定する公称出力信号光パワーの1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳
細を記載しなければならない。
12) 利得
項目の5)及び12)は,利得対入力信号光パワー曲線で代用してもよい。
c) 逆方向利得 b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳細を記載し
なければならない。
12) 逆方向利得
項目の5)及び12)は,逆方向利得対入力信号光パワー曲線で代用してもよい。
d) 最大利得 b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳細を記載しな
ければならない。
12) 測定波長範囲
13) 最大利得
項目の5)及び13)は,最大利得対入力信号光パワー曲線で代用してもよい。
e) 最大利得波長 b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳細を記載
しなければならない。
12) 測定波長範囲
13) 測定波長の不確かさ
14) 最大利得波長
項目の12)及び14)は,利得対入力信号光パワー曲線で代用してもよい。
f)
最大利得温度変動 b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳細を
記載しなければならない。
12) その温度における最大利得Gmax-tmp及び最小利得Gmin-tmp
13) 最大利得温度変動
g) 利得波長帯域 b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳細を記載
しなければならない。
12) 測定波長範囲
13) 測定波長の不確かさ
14) 利得波長帯域
15) 波長帯域幅の決定に用いたN値
項目の12),14)及び15)は,利得対入力信号光パワー曲線で代用してもよい。
h) 利得波長変動 b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳細を記載
9
C 6122-1-0:2020 (IEC 61290-1:2014)
しなければならない。
12) 測定波長範囲
13) 光スペクトラムアナライザによる測定波長の不確かさ
14) 利得変動
項目の12)及び14)は,利得対入力信号光パワー曲線で代用してもよい。
i)
利得安定度 b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳細を記載し
なければならない。
12) 最大利得Gmax-stability及び最小利得Gmin-stability
13) 利得変動
j)
偏波依存利得変動 b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳細を
記載しなければならない。
12) 各測定方法における光パワー測定の偏波依存性
13) 最大利得Gmax-pol及び最小利得Gmin-pol
14) 偏波依存利得変動
15) 入力信号に与えた偏波状態の変化
k) 大信号出力安定度 b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳細を
記載しなければならない。
12) 最大出力光パワーPmax-stability及び最小出力光パワーPmin-stability
13) 大信号出力安定度
l)
飽和出力光パワー b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳細を
記載しなければならない。
12) 飽和指数N
13) 飽和利得Gsat
14) 飽和入力光パワーPin-sat
15) 飽和出力光パワーPout-sat
m) 最大出力信号光パワー b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳
細を記載しなければならない。
12) 最大出力信号光パワーPsig-out-max
n) 最大総出力光パワー b)に規定する利得の1)から11)までの項目に加え,次の項目について,その詳細
を記載しなければならない。
12) 最大総出力光パワーPout-max
10
C 6122-1-0:2020 (IEC 61290-1:2014)
参考文献 JIS C 5962 光ファイバコネクタ通則
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
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
JIS C 6122-10-3 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
JIS C 6122-10-4 光増幅器−測定方法−第10-4部:マルチチャネルパラメータ−光スペクトラ
ムアナライザを用いた補間法
JIS C 6122-10-5 光増幅器−測定方法−第10-5部:マルチチャネルパラメータ−分布ラマン増
幅器の利得及び雑音指数
JIS C 6802 レーザ製品の安全基準
JIS C 6803 レーザ製品の安全−光ファイバ通信システムの安全
JIS C 6820 光ファイバ通則
JIS C 6823 光ファイバ損失試験方法
JIS C 6835 石英系シングルモード光ファイバ素線
IEC TR 61931,Fibre optic−Terminology