JIS C 6122-3-2:2006 光増幅器―測定方法―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

                                                             C 6122-3-2 : 2006 (IEC 61290-3-2 : 2003)

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(日本産業規格)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(日本産業規格)である。
  制定に当たっては,日本工業規格(日本産業規格)と国際規格との対比,国際規格に一致した日本工業規格(日本産業規格)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 61290-3-2:2003,Optical
amplifiers-Part 3-2:-Test methods for noise figure parameters-Electrical spectrum analyzer method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。主務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 6122-3-2には,次に示す附属書がある。
    附属書A(参考)記号及び略語リスト
  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 6122-3-2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

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C 6122-3-2 : 2006 (IEC 61290-3-2 : 2003)

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1. 適用範囲・・・・[1]
•  2. 引用規格・・・・[2]
•  3. 装置・・・・[2]
•  4. 試料・・・・[4]
•  5. 手順・・・・[4]
•  5.1 周波数掃引法・・・・[4]
•  5.2 固定周波数法・・・・[6]
•  5.3 測定精度の制約・・・・[7]
•  6. 計算・・・・[7]
•  6.1 校正結果の計算・・・・[7]
•  6.2 周波数掃引法における試験結果の計算・・・・[8]
•  6.3 固定周波数法における試験結果の計算・・・・[9]
•  7. 試験結果・・・・[9]
•  附属書1(参考)記号及び略語リスト・・・・[11]

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                        C 6122-3-2 : 2006
                                                                        (IEC 61290-3-2 : 2003)

光増幅器−測定方法−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

Optical amplifiers-Test methods- Part 3-2:Noise figure parameters-Electrical spectrum analyzer method

序文

 この規格は,2003年に第1版として発行されたIEC 61290-3-2,Optical amplifiers−Part 3-2:Test
methods for noise figure parameters−Electrical spectrum analyzer method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(日本産業規格)である。
  この規格は,光増幅器に関するものである。光増幅器技術は依然急速に進歩しているため,この規格に
関し改正及び新規版が発行されることがある。
  この規格で用いられる各記号及び略語は,一般に,それらが最初に現れる本文の中で説明する。しかし,
本文全体の理解を容易にするために用いる“記号及び略語”のすべてを附属書1に示す。

1. 適用範囲

 この規格は,現在商用化されている希土類が添加されたアクティブ光ファイバを使用した
光ファイバ増幅器(OFA)の雑音指数パラメータによる電気スペクトラムアナライザ試験方法について規
定する。
  この規格の目的は,JIS C 6121の3.に定義する雑音指数について,電気スペクトラムアナライザ(ESA)
法を用いて,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。
  この試験方法は,電気雑音の直接的測定に基づいており,すべての雑音成分を含む雑音の定義に直接関
係している。異なる雑音パラメータ(信号光と増幅された自然放出光(ASE)との間の雑音係数など)を
求める場合には,光スペクトラムアナライザを用いた別の試験方法を用いることもできるが,その方法は
この規格には含まれない。
    備考1. (*)を付したすべての数値は,暫定値とする。
        2. この規格の試験方法では,平均雑音係数に対し±20 % (*),すなわち±1 dBの測定精度が得
            られることが望ましい(6.参照)。
        3. 雑音指数試験方法の一般事項については,JIS C 6122-3で規定する。
        4. この規格の対応国際規格を,次に示す。
              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 61290-3-2:2003,Optical amplifiers−Part3-2:Test methods for noise figure parameters−Electrical
              spectrum analyzer method (IDT)

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2
C 6122-3-2 : 2006 (IEC 61290-3-2 : 2003)

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。これらの引用規格のうちで,発行年を付記してあるものは,記載の年の版だけがこの規格の規定を構
成するものであって,その後の改正版・追補には適用しない。発効年(又は発行年)を付記していない引
用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS C 6121 光ファイバ増幅器通則
    JIS 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
    IEC 60728-6:2001 Cabled distribution systems for television and sound signals − Part 6: Optical equipment
    IEC/TR 61292-2 Optical amplifier technical reports − Part 2: Theoretical background for noise figure
        evaluation using the electrical spectrum analyzer

3. 装置

 測定系の構成を図1に示す。必要な測定機器及びその所要性能は,次のとおりとする。
a) 光源モジュール 構成要素は,次のとおりとする。
  1) 単一スペクトルレーザ光源 例えば,分布帰還形(DFB)レーザダイオード。レーザ光源は,光源
      のスペクトル線幅より十分に高い単一周波数で正弦波振幅変調されなければならない。変調周波数
      としては,スペクトル線幅より少なくとも3倍高い周波数が望ましい。相対変調振幅m(RMS光パ
      ワー変調振幅と平均光パワーとの比)は,線形動作を保証するよう十分小さくなければならない。
      mの値は2 %10 % (*)が適切であると考えられる。直接変調を用いても外部変調を用いてもよい。
        平均出力パワーは,0 dBm以上であって,OFAの飽和動作を実現できるものであることが望まし
      い。
        変調時のスペクトル線幅(半値全幅)は,20 MHz (*)100 MHz (*)の範囲内でなければならない。
      これは,通常OFAと組み合わせて用いられるDFBレーザの典型的なスペクトル線幅をよく反映し
      ているため,多重光路干渉による雑音成分を正確に求めるために最善の範囲であると考えられる。
      OFA内部反射点間の最小間隔7.5 mに対して,スペクトル線幅は20 MHz以上であればよい。これ
      より狭いスペクトル線幅を用いると,OFA内部の反射がコヒーレント状態で干渉し,かなり異なる
      雑音指数の測定結果が得られることになる。また,スペクトル線幅が100 MHzより広くなると,ESA
      の帯域を超える高い周波数でのOFA雑音成分を引き起こすことになる。
        レーザ光源の相対強度雑音(RIN)は,問題となる周波数範囲(例えば10 MHz2 GHz)内にお
      いて−150 dB/Hz (*)未満でなければならない。
        自然放出光によるASE間雑音成分が大きくなるのを避けるために,光源の自然放出光パワーは,
      信号パワーに対し,−40 dB/nm (*)未満でなければならない。
  2) 光アイソレータ 内蔵又は外付けのいずれでもよい。これによって,外部からの反射はレーザスペ
      クトル及びレーザ相対強度雑音に影響を与えない。光学的アイソレーションは,60 dB (*)以上でな
      ければならない。アイソレータの出力ポートにおける反射率は−50 dB (*)未満でなければならない。
  3) 入力光可変減衰器 可変減衰量が40 dBを超え,線形性が±0.05 dB (*)以内で,外部/内部反射率が
      −50 dB (*)未満のものとする。光源のスペクトル,相対強度雑音(RIN)又は偏波状態を変えるこ
      となく,光源の出力パワーを調節するために用いる。この光減衰器の目的は,校正中,入力パワー
      を調節して,ショット雑音を他の雑音成分から区別できるようにする。
    備考 損失変化を電気スペクトラムアナライザで測定する場合は,線形性を問わないもっと簡単な光
          減衰器を用いてもよい。
  4) 偏波制御器 任意の入力偏波状態から,すべての偏波状態を生成できなければならない。光パワー

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                                                             C 6122-3-2 : 2006 (IEC 61290-3-2 : 2003)
      の出力偏波依存性は±0.01 dB (*)未満であり,反射率が−50 dB (*)未満でなければならない。
  アイソレータ                                                                    電気スペク
  付きDFBレ         偏波制御器                                  光検出器
              dB                  OA          dB                                  トラムアナラ
     ーザ                                                                            イザ
                                                       光フィルタ          電気
            入力光可                        出力光可                      増幅器
                                被測定光              (オプション)
            変減衰器                        変減衰器
                                ファイバ増
                                幅器
                  光源モジュール                                             受信モジュール
                                                         分割可能
  変調信号源                                                         光パワー
                                             光ファイバコード         メータ
                                     図 1 測定系の構成図
b) 変調信号源(信号発生器) 上記の変調周波数及び変調振幅を実現できなければならない。
c) 光パワーメータ 光源モジュールの出力コネクタ(又は裸ファイバ)からの総放射パワーを測定する
    ことができなければならない。測定精度は,OFAの動作波長帯域内において,偏波状態によらず,±
    0.2 dB以内でなければならない。最低パワーレベルは,可変光減衰器を0 dBに設定した場合の光源パ
    ワーである。最高パワーレベルは,最高入力パワー時のOFA出力パワーとする。
      OFA出力パワーを直接測定する代わりに出力光減衰器を介して測定すれば,高出力パワー測定の必
    要性が軽減されるから,出力光減衰器の出力ポートで光パワーを測定できる構成にしておくとよい。
d) 受信モジュール 換算雑音電力(光電力換算W/Hz)は,入力光減衰器の設定が0 dBの場合の光源モ
    ジュール出力におけるRIN関連雑音より大きくない (*)こととする。受信モジュールは,次の機器に
    よって構成しなければならない。
  1) 出力光可変減衰器 可変減衰量が40 dBより大きく,線形性が±0.05 dB (*)以内で,最大偏波依存変
      動幅が0.05 dB (*)より小さく,波長依存性が実質的に平たんであり,外部/内部反射率が−50 dB (*)
      未満, 最大OFA出力パワーまで入力可能なもの。この光減衰器の目的は,光検出器への入力光に
      正確な減衰を与えることである。
  2)   /E変換器 反射率が−30 dB (*)未満で,最大偏波依存変動幅が0.05 dB (*)より小さい光検出器と,
      高入力インピーダンス(低熱雑音のため)の電気増幅器とを組み合わせたものが望ましい。
  3) 電気スペクトラムアナライザ(ESA) 雑音指数における多重光路干渉(MPI)の寄与分が無視で
      きるレベルまで減衰する程度に十分高い周波数まで測定できることが望ましい。普通,10 MHz2
      GHz (*)の周波数範囲がこの要件を満たす。ESAのノイズフロアは,光源モジュールを接続し入力光
      可変減衰器の設定を0 dBとした場合の電気増幅器出力におけるノイズフロア(この場合,電気増幅
      器のノイズフロアは,光源RIN,検出器ショット雑音及び電気増幅器の熱雑音を含む。)より低いこ
      とが望ましい。
e) 光ファイバコード 光ファイバのモードフィールド径は,OFAの入力及び出力ポートに用いられる光
    ファイバのモードフィールド径にできるだけ近くなければならない。
f)  光コネクタ 被測定OFAの光入力ポートとして用いられる光コネクタと勘合可能で,接続損失の再現
    性が±0.1 dB以内のものとする。反射率は−50 dB (*)未満でなければならない。光コネクタの代わり

――――― [JIS C 6122-3-2 pdf 5] ―――――

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