【国家标准(GB)】 光纤放大器总规范

GB/T 16849---1997
本标准是参照IECTC86（纤维光学技术委员会）正在制订中的阶段性标准草案（TC86/84/CDV）IEC1291-1《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。IEC1291-1和IEC1290《光纤放大器试验方法基本规范》都是由IEC中央办公室预先给定的标准号。经过TC86第6工作组（WG6：光纤放大器）几年的工作，这两个标准草案已比较成熟，估计1～2年之内就会正式通过作为IEC正式出版物发布，所以本标准在技术内容上等效采用了IEC1291-1，并引用了IEC1290。
本标准第1章范围和第2章用标准基本上包括了IEC1291-1第1章的内容，因此，本标准中删去了IEC1291-1的第1章，从IEC1291-1的第2章开始，依次为本标准的第3章、第4章、。为了符合我国国情，本标准第4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IEC1291-1中的附录A和附录C,保留了附录B.作为本标准的附录A，并参考ITU-TG.662《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A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。
1范围
中华人民共和国国家标准
光纤放大器总规范
Generic specification on optical fibre amplifiersGB/T16849—1997
本标准规定了光纤放大器（OFA)的分类、型号和特性参数的定义，确定了对OFA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OFA器件和带光放大器的子系统，2 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使用下列标准最新版本的可能性。IEC793-1（1995）光纤第1部分：总规范IEC825（1984）激光器产品安全、设备分类、要求和用户指南IEC 825修正件2[DIS76(CO)22}
IEC825-5激光器产品安全、设备分类、要求和用户指南第5部分：光纤通信系统的安全[DIS76(CO)25］
IEC874-1（1987）光纤光缆连接器第1部分：总规范IEC1290光纤放大器试验方法基本规范ITU-TG.662（1995）光纤放大器器件和子系统的一般特性3分类
3.1分类原则
按照OFA有源光纤的组分和OFA本身应用的情况来分类。3.2类型及代号
本标准规定OFA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
3.2.1大写字母表示不同有源光纤的OFA。数字
小写字母
A一用离子掺杂的二氧化硅系光纤作为有源光纤的OFA。3.2.2数字1、2、3、4、5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。
1一功率放大器（BA)：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OFA器件。2一一预放大器（PA）：是直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OFA器件。3——线路放大器（LA）：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OFA器件。带光放大器的发送机（OAT）：是一个由BA和光发送机集成在一起的子系统，结果成为高功4—
国家技术监督局1997-05-28批准408
1998-02-01实施
率发送机。
GB/T16849—1997
5-带光放大器的接收机(OAR)：是一个由PA和光接收机集成在·-起的子系统，结果成为高灵敏的接收机。
3.2.3小写英文字母表示用于不同类型传输系统中的OFA。a-——模拟传输应用的 OFA。
b—一数字传输应用的OFA。
3.2.4类型代号示例
A2b：表示使用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A（提示的附录）。4定义
4.1概述
本章中给出的定义是指用于OFA规范中的术语的意义。4.1.1下面给出的定义分为二部分：第1部分是与OFA器件相关的参数；第2部分是与带光放大器的子系统，即OAT和OAR相关的参数。4.1.2OFA被想像为个“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
光输出
图1光纤放大器
光端口--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OFA的增益、噪声系数和OFA其它参数值之内。4.1.3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OFA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。4.1.4OFA放大了在标称工作波长区域的信号。工作波长带外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A类OFA，工作波长在1550nm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dB表示。如果使用连接器，信号是在连接到OFA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。4.2光纤放大器器件OFAdevices
4.2.1增益gain
从OFA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dB表示。注
1增益包括输人光纤跳线和OFA输入口之间的连接损耗。2假定跳线与用作OFA输入端口和输出端口的光纤是同样类型。3要注意从信号光功率中排除ASE噪声功率，、4-2.2小信号增益small-signal gain400
GB/T16849--1997
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。4.2.3反向小信号增益·reverse small-signal gain用OFA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。4.2.4　最大小信号增益maximum small-signal gainOFA在标称的工作条件下，能够达到的最高的小信号增益。4.2.5最大小信号增益波长maximum small-signal gain wavelength产生最大小信号增益的波长。
4.2.6最大小信号增益随温度的变化maximum small-signalgainvariationwithtemperature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。4.2.7小信号增益波长带宽small-signal gain wavelength bandwidth小信号增益比最大小信号增益低3dB时的波长范围。4.2.8 小信号增益波长变化 small-signal gain wavelength variation在给定的波长范围内，小信号增益峰-峰值的变化。4.2.9小信号增益稳定性small-signal gain stability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dB为单位）表示的小信号增益波动的程度。
4.2.10大信号输出稳定性large-signaloutput stability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dB为单位）表示的输出光功率波动的程度。4.2.11偏振相关增益变化polarization-dependentgainvariation在标称工作条件下，由于输入信号光偏振状态变化引起的OFA小信号增益的最大变化。4.2.12 饱和输出功率 saturation output power(gain compression power)在信号波长上，其增益相对于小信号增益减小3dB时输出信号的光功率。注：应该说明规定该参数的波长。4.2.13标称输出信号功率nominal outputsignalpower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。4.2.14最大输入信号功率maximum input signalpower使OFA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。4.2.15最大输出信号功率maximumoutputsignalpower在标称工作条件下，从OFA能够得到的最大输出信号光功率。4.2.16输入功率范围inputpowerrange当OFA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，OFA输入信号功率所在的光功率范围。
4.2.17输出功率范围output power range当输入信号光功率在规定的输入功率范围内，使得OFA的性能得以保障时，OFA的输出信号光功率所在的光功率电平范围。
4.2.18噪声系数noise figure(NF）受限于散弹噪声信号通过OFA传输引起的具有特定量子效率光检测器输出端信噪比（SNR）的降低，邸输入端SNR与输出端SNR之比，以dB表示。410
1应指出规定噪声系数的工作条件。GB/T16849--1997bZxz.net
2该特性可在离散波长下或作为波长的函数加以描述，3OFA的噪声来自不同的方面，例如：信号-ASE差拍噪声、ASE-ASE差拍噪声，内部反射噪声，信号散弹噪声，ASE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。4.2.19噪声因子noise factor（F）用线性形式表示的噪声系数。
4.2.20信号-自发辐射噪声系数signal-spontaneousnoisefigure噪声系数中信号-自发差拍噪声的部分。4.2.21（等效）自发辐射-自发辐射光谱带宽（Bsp-sp）（eguivalent）spontaneous-spontaneousopticalbandwidth (Bsp-sp)
等效自发辐射-自发辐射光谱带宽就是ASE谱功率密度的平方在ASE谱宽内的积分与在信号光频率vig处ASE谱功率密度的平方Pa\（vsig）倒数的乘积，即Bsp-sp = Pase-2(vig) .
Pase2(v)d
1在OFA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。2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ASE谱功率密度的平方。4.2.22前向ASE功率电平forwardASEpowerlevel在标称工作条件下，从输出端输出的在与ASE有关的规定波长带宽内的ASE噪声光功率。注
1该参数对于 PA或 LA 特别重要，它主要取决于所用的滤波器。2应该说明规定ASE电平的工作条件（例如增益和输入信号光功率）。4.2.23反向ASE功率电平reverseASEpowerlevel在标称工作条件下，从输入端输出的与ASE有关的规定波长带宽内的ASE噪声光功率。4.2.24ASE谱宽ASEbandwidth
从输出的ASE功率谱的峰值下降30dB~40dB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。4.2.25复合二阶畸变 composite second-order distortion待研究。
4.2.26复合三阶畸变conposite triple-order distortian待研究。
4.2.27输入光回波损耗inputopticalreturnloss(ORL）在标称工作条件和工作波长上，从输入端口被OFA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。4.2.28输出光回波损耗outputORL在标称工作条件和工作波长上，从输出端口被OFA反射的入射光功率与总入射光功率之比，以dB表示。
注：用给定的输入信号光功率进行测量。4.2.29输入端最大光回波损耗容限maximum ORLtolerable at input在器件仍然满足其规范时，从OFA的输入端口看到的最大反射。注
1用给定的输入信号光功率进行测量。411
2噪声系数是对反射率最敏感的参数。GB/T16849—1997
4.2.30输出端最大光回波损耗容限maximumORLtolerableatoutput在器件仍然满足入其规范时，从OFA的输出端口看到的最大反射。注
1用给定的输入信号光功率进行测量。2噪声系数是对反射最敏感的参数。4.2.31输人端和输出端最大容许反射maximum refleotance tolerableat inputand output在器件仍然满足其规范时，同时放在一个OFA输入端和输出端的两个一样的反射器的最大反射。注
1用给定的输入信号光功率进行测量。2噪声系数是对反射最敏感的参数。4.2.32泄漏到输出端泵浦功率pumpleakagetooutput从OFA输出端口泄漏的泵浦光功率。注
1用给定的输入信号光功率进行测量。2最大泄漏到输出端的泵浦功率发生在没有输入信号时。4.2.33泄漏到输入端泵浦功率pumpleakagetoinput从OFA输入端口泄漏的泵浦光功率。注
1用给定的输人信号光功率进行测量。2最大泄到输入端的泵浦功率发生在没有输入信号时。4.2.34带外插入损耗out-of-band insertion loss在标称工作条件和规定的带外波长上，信号光的OFA插入损耗。4.2.35带外反向插入损耗out-of-bandreverseinsertion loss在标称工作条件和规定的带外波长上，将规定的OFA输入端口和输出光端口对换，所测得的信号光的OFA插入损耗。
4.2.36带内插入损耗in-band insertionloss在无泵浦光的条件下，OFA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
1这种特性可在离散波长下或作为波长的函数加以描述。2在测量该参数时，要注意排除输出的 ASE的噪声。3带内插入损耗是输人信号功率电平的函数。4.2.37供电和控制要求powering and control requirements电流和/或电压和对于OFA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。
4.2.38最大功耗maximumpowerconsumptionOFA工作在绝对最大额定值时需要的电功率。4.2.39外形尺寸和重量 external dimensions and weightOFA最大的高度、长度、宽度和重量。4.2.40环境条件environmental conditions在OFA仍然能够满足所规定参数值的情况下，OFA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。
4.2.41工作温度operating temperatureOFA能够运行且仍满足其所有规定参数值的温度范围。412
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4.2.42最大工作相对湿度maximum operating relative humidityOFA能够运行且仍满足其所有规定参数值的最大相对湿度。4.2.43最大工作振动水平maximum operatingvabration levelOFA能够运行且仍满足其所有规定参数值的最大振动水平。4.2.44贮存温度storage temperatureOFA能够贮存且仍满足其所有规定参数值的温度范围。4.2.45最大贮存相对湿度maximum storage relative humidityOFA能够贮存且仍满足其所有规定参数值的最大相对湿度。4.2.46最大运输振动/震动水平maximumtransportvibration/shocklevelOFA仍能满足其所有规定参数值时，OFA所能承受的运输时的最大振动水平。4.2.47可靠性reliability
a）在规定的工作和环境条件下，OFA无任何故障连续工作的最短周期。b）在规定的工作和环境条件下，每年发生故障的概率。4.2.48安全safety
为了OFA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IEC825和IEC825-5及它们的修订件。4.2.49最大总输出功率maximumtotal outputpowerOFA工作在绝对最大额定值时，在输出端口的最高光功率电平。4.2.50远端和本地告警控制remote and local alarm control能够检查OFA的运行，探测和发送可能故障信号的功能。4.2.51光连接optical connections用作OFA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IEC874-1和IEC793-1中的有关规定。4.3带光放大器的子系统OFAsub-systems本条中包括的定义涉及的是基本OFA子系统，即带光放大器的发送机（OAT)和带光放大器的接收机(OAR)的参数。
4.3.1 一般OFA 子系统 generic OFA sub-system4.3.1.1信号波长signal wavelength传送信号光的波长。
4.3.1.2信号线宽signal linewidth信号光谱的半最大全宽度FWHM。4.3.1.3供电和控制要求powering and control requirements电流和/或电压和对于OFA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。
4.3.1.4最大功耗maximumpowerconsumptionOFA子系统工作在规定的最大额定值时需要的电功率。4.3.1.5工作温度operating temperatureOFA子系统能够运行且仍满足其所有规定参数值的温度范围。4.3.1.6最大工作相对湿度maximum operating relative humidityOFA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。4.3.1.7最大工作振动水平maximum operatingvabration levelOFA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。4.3.1.8贮存温度 storage temperature413
GB/T 16849—1997
OFA子系统能够贮存且仍满足其所有规定参数值的温度范围。4.3.1.9最大贮存相对湿度maximumstoragerelativehumidityOFA子系统能够贮存且仍满足其所有规定参数值的最大相对湿度。4.3.1.10最大运输贮存振动/震动水平maximumtransportvibration/shocklevelOFA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/囊动水平。4.3.1.11安全safety
为了OFA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IEC825和IEC825-5及它们的修订件。4.3.1.12可靠性reliability
a）在规定的工作和环境条件下，OFA子系统无任何故障连续工作的最短周期。b）在规定的工作和环境条件下，每年发生故障的概率。4.3.1.13远端和本地告警控制remote and local alarm contral能够检香OFA子系统的运行状态，探测和发送可能故障信号的功能。4.3.2带光放大器的发送机(OAT)子系统optical amplified transmitter（OAT)sub-system4.3.2.1输出连接器后的信号功率signal power after output connector从OAT光输出端口发射的信号光功率。4.3.2.2ASE功率电平ASEpowerlevel在标称工作条件下，从OAT光输出端口输出的ASE光功率。4.3.2.3输出光回波损耗outputORL在标称工作条件和工作波长上，被OAT从输出端口反射的入射光功率与总光功率之比，用dB表示，
4.3.2.4最大返回光功率maximumreturnopticalpower在OAT仍能满足它的指标时，允许进入OAT输出端口的最大光功率。4.3.2.5泄漏到输出端泵浦功率pumpleakagetooutput在标称工作条件下，从OAT输出端口泄漏的泵浦光功率。4.3.2.6光连接optical connections用作OAT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IEC874-1和IEC793-1中的有关规定。4.3.3带光放大器的接收机（OAR）子系统opticalamplifiedreceiver（OAR）sub-system4.3.3.1灵敏度sensitivity
为达到固定的误码率BER值（例如10-12），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。
4.3.3.2ASE功率电平ASEpowerlevel在标称工作条件和工作波长上，从OAR光输入端口输出的ASE光功率。4.3.3.3输入光回波损耗inputORL在标称工作条件和工作波长上，被OAR从输入端口反射的入射光功率与总入射光功率之比，以dB表示。
4.3.3.4波长带宽wavelength bandOAR具有规定的灵敏度的波长间隔。4.3.3.5ASE滤波器谱宽ASEfilterbandwidthASE滤波器的FWHM宽度。
注：ASE滤波器的谱宽固定了输入信号的最大线宽，4.3.3.6最大输入光功率maximuminputopticalpower414
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在OAR仍能满足其规范时，能够进入OAR输入端口的最大光功率。4.3.3.7泄漏到输入端泵浦功率powerleakageta input在正常工作条件下，从OAR输人端口泄漏的泵浦光功率。注
1用给定的输入信号光功率进行测量。2最大泄漏到输入端泵浦功率发生在没有输入信号时。4.3.3.8光连接opticalconnections用作OAR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IEC874-1和IEC793-1中的有关规定。5特性要求
每一类型OFA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。
OFA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ITU-TG.662建议中的规定。
6试验方法
本标准中定义的OFA大多数参数试验方法应按IEC1290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。GB/T 16849—1997
（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）：ASE
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
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