DIN EN 61290-3-2009 Optical amplifiers - Test methods - Part 3 Noise figure parameters (IEC 61290-3 2008) German version EN 61290-3 2008《光学放大器 试验方法 第3部分 噪音系数参量》.pdf

1、Mrz 2009DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 33.180

2、.30!$U“1505997www.din.deDDIN EN 61290-3Lichtwellenleiter-Verstrker Prfverfahren Teil 3: Rauschzahlparameter (IEC 61290-3:2008);Deutsche Fassung EN 61290-3:2008Optical amplifiers Test methods Part 3: Noise figure parameters (IEC 61290-3:2008);German version EN 61290-3:2008Amplificateurs optiques Mtho

3、des dessais Partie 3: Paramtres du facteur de bruit (CEI 61290-3:2008);Version allemande EN 61290-3:2008Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61290-3:2001-06Siehe jedoch Beginn derGltigkeitwww.beuth.deGesamtumfang 12 SeitenDIN EN 61290-3:2009-03 2 Beginn der G

4、ltigkeit Die von CENELEC am 2008-10-01 angenommene EN 61290-3 gilt als DIN-Norm ab 2009-03-01. Daneben darf DIN EN 61290-3:2001-06 noch bis 2011-10-01 angewendet werden. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61290-3:2007-09. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium UK 412.

5、2 Komponenten fr Kommunikationskabelanlagen“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 86C Fibre optic systems and active devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der I

6、nhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (maintenance result date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch ein

7、e Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in

8、Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber

9、 die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. nderungen Gegenber DIN EN 61290-3:2001-06 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Aktualisierungen, um insbeson

10、dere zustzliche Arten von Lichtwellenleiter-Verstrkern einzubeziehen und hervorzuheben, dass die Normen der Reihe 61290-3 fr Einkanal-Verstrker gilt. Auf die Normen, die fr Mehrkanal-Verstrker gelten, wird hingewiesen. b) Redaktionelle berarbeitung. Frhere Ausgaben DIN EN 61290-3: 2001-06 EUROPISCHE

11、 NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 61290-3 Oktober 2008 ICS 33.180.30 Ersatz fr EN 61290-3:2000Deutsche Fassung Lichtwellenleiter-Verstrker Prfverfahren Teil 3: Rauschzahlparameter (IEC 61290-3:2008) Optical amplifiers Test methods Part 3: Noise figure parameters (IEC 61290-3:2008) Amplifica

12、teurs optiques Mthodes dessais Partie 3: Paramtres du facteur de bruit (CEI 61290-3:2008) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2008-10-01 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Eur

13、opischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in dr

14、ei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassu

15、ngen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden,

16、 der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretaria

17、t: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2008 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61290-3:2008 DDIN EN 61290-3:2009-03 EN 61290-3:2008 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 86C/842/FDIS, zuk

18、nftige 2. Ausgabe von IEC 61290-3, ausgearbeitet von dem SC 86C Fibre optic systems and active devices“ des IEC/TC86 Fibre optics“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2008-10-01 als EN 61290-3 angenommen. Diese Europische Norm ersetzt EN 61290-3:2000. EN 61290

19、-3:2008 enthlt berarbeitungen, um insbesondere zustzliche Arten von optischen Verstrkern aufzunehmen und hervorzuheben, dass die Normen der Reihe EN 61290-3 sich auf Einkanal-Verstrker bezieht. Es wurden Verweisungen auf die Dokumente aufgenommen, die sich auf Mehrkanal-Verstrker beziehen. Nachstehe

20、nde Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2009-07-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow):

21、2011-10-01 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 61290-3:2008 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung ist unter Literaturhinweise“ zu der aufgelisteten Norm die nachstehende A

22、nmerkung einzutragen: IEC 61290-10 ANMERKUNG Harmonisiert in der Reihe EN 61290-10 (nicht modifiziert). DIN EN 61290-3:2009-03 EN 61290-3:2008 3 Inhalt SeiteVorwort .2 Einleitung4 1 Anwendungsbereich und Zweck 4 2 Normative Verweisungen .4 3 Abkrzungen 5 4 Allgemeines5 5 Rauschzahlanteile6 6 Prfverf

23、ahren fr die Rauschzahl.8 Literaturhinweise 9 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen10 Tabelle 1 Nach Abschnitt 5 messbare Parameter der einzelnen Prfverfahren.8 DIN EN 61290-3:2009-03 EN 61290-3:2008 4 Einleitu

24、ng Diese Internationale Norm gilt fr Lichtwellenleiter-Verstrker. Da sich die Technik der Lichtwellenleiter-Verstrker noch in rascher Entwicklung befindet, sind nderungen und neue Ausgaben dieser Norm zu erwarten. Jede in dieser Internationalen Norm eingefhrte Abkrzung wird mindestens beim ersten Au

25、ftreten im Text erlutert. Fr ein besseres Verstndnis des gesamten Textes ist in Abschnitt 3 ein Verzeichnis aller in dieser Norm verwendeten Abkrzungen aufgefhrt. 1 Anwendungsbereich und Zweck Diese Internationale Norm gilt fr alle handelsblichen Lichtwellenleiter-Verstrker (OA; en: optical amplifie

26、r) einschlielich solche, bei denen optisch gepumpte Fasern (OFA, die entweder auf mit seltenen Erden dotierten Fasern oder dem Raman-Effekt beruhen) zur Anwendung kommen, fr optische Halbleiterverstrker (SOA; en: semiconductor optical amplifier) und Planar-Lichtwellenleiter-Verstrker (PWOA; en: plan

27、ar waveguide optical amplifier). Der Zweck dieser Norm ist es, allgemeine Hintergrundinformationen fr die Messung der Rauschzahl-parameter bei Lichtwellenleiter-Verstrkern (OA) anzugeben und die IEC-Prfverfahren fr genaue und verlssliche Messungen der folgenden OA-Parameter festzuschreiben, wie sie

28、in IEC 61291-1 festgelegt sind: a) Rauschzahl (NF); b) Rauschfaktor (F); c) Parameterangabe der Mehrwege-Interferenz (MPI; en: multiple path interference); d) signal-spontane Rauschzahl; e) (quivalente) spontan-spontane optische Bandbreite (Bsp-sp); f) Leistungspegel der gleichlufigen verstrkten spo

29、ntanen Emission (ASE; en: amplified spontaneous emission); g) Leistungspegel der gegenlufigen ASE; h) Bandbreite der ASE. Diese Norm gilt fr Messungen bei OA, die fr die Verstrkung von Einkanalanwendungen, d. h. fr Signale von einem einzigen Sender, vorgesehen sind. Die Prfung von OA fr Einkanalanwe

30、ndungen erfordert zustzliche Bercksichtigung wie z. B. der Anzahl, der Wellenlngen und relativen Leistung der Signale, Fhigkeit zur gleichzeitigen Messung von Signalen und Messung der ASE zwischen den Kanlen. ANMERKUNG Verfahren zur Messung von OA fr Mehrkanalanwendungen sind in der Reihe IEC 61290-

31、10 angegeben. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich alle

32、r nderungen). IEC 61290-3-1, Optical fibre amplifiers Test methods Part 3-1: Noise figure parameters Optical spectrum analyzer method IEC 61290-3-2, Optical fibre amplifiers Test methods Part 3-2: Noise figure parameters Electrical spectrum analyzer method IEC 61291-1, Optical amplifiers Part 1: Gen

33、eric specification DIN EN 61290-3:2009-03 EN 61290-3:2008 5 3 Abkrzungen ASE verstrkte spontane Emission (en: amplified spontaneous emission) Bsp-sp(quivalente) spontan-spontan optische Bandbreite (en: (equivalent) spontaneous-spontaneous optical bandwidth) ESA elektrischer Spektralanalysator (en: e

34、lectrical spectrum analyzer) F Rauschfaktor (en: noise factor) FWHM Halbwertsbreite (en: full width at half maximum) MPI Mehrwege-Interferenz (en: multiple path interference) NF Rauschzahl (en: noise figure) OA Lichtwellenleiter-Verstrker (en: optical amplifier) OFA Lichtwellenleiter-Verstrker auf F

35、aserbasis (en: optical fibre amplifier) OSA optischer Spektralanalysator (en: optical spectrum analyzer) PWOA Planar-Lichtwellenleiter-Verstrker (en: planar waveguide optical amplifier) SOA optischer Halbleiterverstrker (en: semiconductor optical amplifier) SNR Signal-Rausch-Verhltnis (en: signal-to

36、-noise ratio) 4 Allgemeines Die Rauschzahl ist einer der wichtigsten Parameter des OA. Nach der Definition in IEC 61291-1 kann der Rauschfaktor, d. h. die lineare Form der Rauschzahl, ausgedrckt werden durch: 22insignalinput outnoise22outputin outnoise signalxiSNR iFSNRii=(1) 2outnoise22innoise1iFG

37、iDabei ist SNR das Signal-Rausch-Verhltnis; i der Photostrom eines idealen Photodetektors mit einer Quantenausbeute von 1; G die optische Signalverstrkung. Der Eingangsrauschstrom ist per definitionem der Schrotrauschstrom, der aus dem optischen Eingangssignal entsteht. Dies schliet andere Rauschque

38、llen auf der Eingangsseite aus. Der Ausgangsrauschstrom ist die Summe aus fnf Anteilen. Jeder dieser Anteile kann durch einen partiellen Rauschfaktor ausgedrckt werden: a) Signal-Schrotrauschfaktor, Fshot,sig, des Schrotrauschens durch das verstrkte Eingangssignal; b) ASE-Schrotrauschfaktor, Fshot,a

39、se, des Schrotrauschens durch die verstrkte, spontane Emission; c) signal-spontaner Rauschfaktor, Fsig-sp, durch die Schwebung des Signals mit der ASE; d) spontan-spontaner Rauschfaktor, Fsp-sp, durch die Schwebung der ASE mit sich selbst; e) Rauschfaktor durch die Mehrwege-Interferenz (MPI), Fmpi.

40、DIN EN 61290-3:2009-03 EN 61290-3:2008 6 Der Gesamtrauschfaktor (in linearen, nicht logarithmischen Einheiten) ist: total shot,sig shot,ase sig sp sp-sp mpiF FF FFF=+ (2) Die Rauschzahl kann berechnet werden unter Verwendung von: total10 log ( )NF F= (3) Gleichung (2) kann sowohl zur optischen Rausc

41、hzahlmessung als auch zur Bestimmung des Einflusses ver-schiedener Parameter bei der elektrischen Rauschzahlmessung verwendet werden. Sie reprsentiert eine komplettes Rauschzahlmodell eines OA. 5 Rauschzahlanteile Der Signal-Schrotrauschfaktor ist: shot,sig1FG= (4) Dabei ist G die Verstrkung bei der

42、 Signalwellenlnge. Der ASE-Schrotrauschfaktor ist: aseshot,ase2inPFGP= (5) Dabei ist Pasedie ber der Wellenlnge integrierte ASE-Leistung; Pindie optische Signaleingangsleistung. Der signal-spontane Rauschfaktor ist: ase,psig-spsig2hPFGv= (6) Dabei ist Pase,pdie optische Leistungsdichte der spontanen

43、 Emission bei demselben Polarisationszustand wie das Ausgangsignal bei der Signalwellenlnge, in W/Hz; h das Plancksche Wirkungsquantum; vsig= c/sigdie optische Signalfrequenz in Hz. Der spontan-spontane Rauschfaktor ist: 2ase sp-spsp-sp2sig in2hPBFvGP= (7) DIN EN 61290-3:2009-03 EN 61290-3:2008 7 Da

44、bei ist asedie optische Leistungsdichte der gesamten (unpolarisierten) spontanen Emission bei der Signalwellenlnge, in W/Hz; Bsp-spdie quivalente spontan-spontane optische Bandbreite wie in IEC 61291-1 definiert; sie hngt von der Leistung und der Wellenlnge des Eingangssignals ab. ANMERKUNG Wenn Bsp

45、-spbekannt ist, sind separate Messungen von Fsp-spnicht notwendig, weil dies dann aus dem signal-spontanen Rauschfaktor und der Eingangsleistung berechnet werden kann. Da die ASE in jedem Polarisations-zustand zu Fsp-spbeitrgt, sind auch fr diese Berechnung zustzliche Angaben erforderlich, wenn die

46、ASE nicht polarisiert ist, wie dies z. B. bei SOA der Fall ist. Mehrwege-Interferenz-Rauschen entsteht durch die Schwebung zwischen dem Ausgangssignal und einer oder mehreren doppelt reflektierten Kopien des Ausgangssignals. Zwei oder mehr Reflexionspunkte inner-halb des OA sind zur Entstehung des M

47、PI-Rauschens notwendig. Wenn alle Reflexionspunkte durch mehr als die Kohrenzlnge der optischen Quelle voneinander entfernt sind, dann ist der MPI-Rauschfaktor: cav,iinmpi22i2()hiP vFpGvfv=+(8) Dabei ist Gcav,idie Resonatorverstrkung (Verstrkung in dem i-ten parasitren Resonator im OA) = Verstrkung

48、in der Vorwrtsrichtung Reflexionsfaktor in der Vorwrtsrichtung Verstrkung in der Rckwrts-richtung Reflexionsfaktor in der Rckwrtsrichtung pider Polarisationsanpassungsfaktor, er gibt die bereinstimmung des Polarisationszustandes zwischen dem direkten und dem doppelt reflektierten Signal in dem i-ten

49、 Resonator (zwischen 0 und 1, p = 1 bei perfekter Anpassung) an; piGcav,idie effektive Resonatorverstrkung im i-ten Resonator; vorgesehen, alle mglichen Resonatorverstrkungen im OA zu sammeln; die FWHM der Quellenlinienbreite (Lorentz-Modell); f die Basisbandfrequenz. Wenn zwei oder mehr Lichtstrahlen kohrent zueinander sind, z. B. durch