DIN EN 61290-3-3-2014 Optical amplifiers - Test methods - Part 3-3 Noise figure parameters - Signal power to total ASE power ratio (IEC 61290-3-3 2013) German version EN 61290-3-3 .pdf

1、November 2014DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 14DIN 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

2、 33.180.30!%:A“2232330www.din.deDDIN EN 61290-3-3Lichtwellenleiter-Verstrker Prfverfahren Teil 3-3: Rauschzahlparameter Verhltnis der Signalleistung zurGesamt-ASE-Leistung (IEC 61290-3-3:2013);Deutsche Fassung EN 61290-3-3:2014Optical amplifiers Test methods Part 3-3: Noise figure parameters Signal

3、power to total ASE power ratio(IEC 61290-3-3:2013);German version EN 61290-3-3:2014Amplificateurs optiques Mthodes dessais Partie 3-3: Paramtres du facteur de bruit Rapport puissance du signal sur puissancetotale dESA (CEI 61290-3-3:2013);Version allemande EN 61290-3-3:2014Alleinverkauf der Normen d

4、urch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 19 SeitenDIN EN 61290-3-3:2014-11 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2013-12-12 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2014-11-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61290-3-3:2012-06.

5、Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium UK 412.2 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 devic

6、es“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability 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

7、 die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine 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 Verweis

8、ung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in 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,

9、 soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber 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. EN 61290-3-3 Februar 2014 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NOR

10、ME EUROPENNE ICS 33.180.30 Deutsche Fassung Lichtwellenleiter-Verstrker Prfverfahren Teil 3-3: Rauschzahlparameter Verhltnis der Signalleistung zur Gesamt-ASE-Leistung (IEC 61290-3-3:2013) Optical amplifiers Test methods Part 3-3: Noise figure parameters Signal power to total ASE power ratio (IEC 61

11、290-3-3:2013) Amplificateurs optiques Mthodes dessais Partie 3-3: Paramtres du facteur de bruit Rapport puissance du signal sur puissance totale dESA (CEI 61290-3-3:2013) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2013-12-12 angenommen. CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnu

12、ng zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen 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 CEN-CENELEC Management Centre od

13、er bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei 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 CEN

14、-CENELEC Management Centre mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich,

15、Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC

16、 Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2014 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verf

17、ahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61290-3-3:2014 DDIN EN 61290-3-3:2014-11 EN 61290-3-3:2014 Vorwort Der Text des Dokuments 86C/1121/CDV, zuknftige 1. Ausgabe der IEC 61290-3-3, erarbeitet vom SC 86C Fibre optic systems and active devices“ des IEC/TC 86 Fibre

18、optics“, wurde zur parallelen IEC-CENELEC-Abstimmung vorgelegt und von CENELEC als EN 61290-3-3:2014 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem dieses Dokument auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen

19、werden muss (dop): 2014-09-12 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die diesem Dokument entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2016-12-12 Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CENELEC und/oder CEN sind nicht dafr verantwor

20、tlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 61290-3-3:2013 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literaturhinweise“ zu den aufgelisteten Norm

21、en die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: IEC 61290-3-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61290-3-1. IEC 61290-3-2 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61290-3-2. 2 DIN EN 61290-3-3:2014-11 EN 61290-3-3:2014 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.4 2 Normative Verweisungen.4 3 Begriffe und Abkrzungen4

22、3.1 Begriffe.4 3.2 Abkrzungen 5 4 Hintergrund.6 5 Prfeinrichtung .7 5.1 Messung mit einem OSA .7 5.2 Messung mit einem Bandpassfilter und einem optischen Leistungsmessgert 8 6 Prfling .10 7 Durchfhrung10 7.1 Allgemeines10 7.2 Messung mit einem OSA .10 7.3 Messung mit einem Bandpassfilter und einem o

23、ptischen Leistungsmessgert 12 8 Berechnungen13 9 Prfergebnisse .13 Anhang A (informativ) Verhltnis der Signalleistung zur Gesamt-ASE-Leistung Abhngigkeit von der Signaleingangsleistung, der Wellenlnge und der Ausgangsleistung.14 Literaturhinweise 16 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf in

24、ternationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen17 Bilder Bild 1 Prfaufbau fr die OSA-Kalibrierung und zur Messung von Signaleingangsleistung und spontaner Emissionsleistung der Quelle7 Bild 2 Prfaufbau fr die Messung von Signalausgangsleistung und ASE-Leistung mit einem

25、 OSA 7 Bild 3 Prfaufbau fr die Filter-Kalibrierung und fr die Messung der Signaleingangsleistung8 Bild 4 Prfaufbau fr die Messung von Signalausgangsleistung und ASE-Leistung mit einem Filter und einem optischen Leistungsmessgert.9 Bild A.1 Abhngigkeit von Sig_ASE zur Signaleingangsleistung14 Bild A.

26、2 ASE-Spektrum bei zwei unterschiedlichen Signalwellenlngen15 Bild A.3 Sig_ASE als Funktion der Ausgangsleistung bei unterschiedlichen Signalwellenlngen.15 3 DIN EN 61290-3-3:2014-11 EN 61290-3-3:2014 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von IEC 61290-3 gilt fr alle handelsblichen Einkanal-Lichtwellenlei

27、ter-Verstrker (OAs) ein-schlielich OAs, bei denen optisch gepumpte Fasern zur Anwendung kommen (OFAs), die entweder auf mit seltenen Erden dotierten Fasern oder auf dem Raman-Effekt beruhen, sowie fr Lichtwellenleiter-Halbleiterverstrker (SOA) und Planar-Lichtwellenleiter-Verstrker (POWAs). Etwas sp

28、ezieller gilt diese Norm fr Einkanal-OAs, die vor optischen Empfngern angeordnet werden, wo es keine optischen Bandpass-filterelemente gibt, die sich zwischen dem OA und dem Empfnger befinden. Der Zweck dieses Teils von IEC 61290-3 ist die Festlegung einheitlicher Anforderungen fr genaue und zuverls

29、sige Messungen des Verhltnisses der Signalausgangsleistung zur Gesamt-ASE-Leistung, die vom OA innerhalb der optischen Bandbreite des Empfngers erzeugt wird. Diese Gre ist ein Ma des spontan-spontanen Schwebungsrauschens am Empfnger, das in Wechselbeziehung zum spontan-spontanen Rauschfaktor des OA,

30、 Fsp-sp, steht und wie in IEC 61290-3 und IEC 61291-1 definiert ist. In IEC 61290-3-1 wird ein Messverfahren mit einem optischen Spektralanalysator (OSA) fr den signalspontanen Rauschfaktor Fsig-sp, jedoch kein Verfahren zur Messung von Fsp-spbeschrieben. In IEC 61290-3-2 wird ein Messverfahren mit

31、einem elektrischen Spektralanalysator (ESA) fr den Gesamt-Rauschfaktor Fsp-sp+ Fsig-spbeschrieben. Dieses Verfahren lsst jedoch keine getrennte Messung von Fsp-spzu und liefert deshalb keinen Beitrag zur direkten Quantifizierung der Auswirkung des spontan-spontanen Schwebungsrauschens am Empfnger. D

32、ieser Teil von IEC 61290-3 ergnzt IEC 61290-3-1 und IEC 61290-3-2 insofern, dass ein geeignetes Verfahren beschrieben wird. Fr die Messung des Verhltnisses der Signalausgangsleistung zur Gesamt-ASE-Leistung werden zwei Verfahren angegeben. Beim ersten Verfahren wird ein OSA verwendet, whrend beim zw

33、eiten Verfahren ein Bandpassfilter und ein optisches Leistungsmessgert zum Einsatz kommen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt

34、 nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 61290-3, Optical amplifiers Test methods Part 3: Noise figure parameters IEC 61291-1:2012, Optical fibre amplifiers Part 1: Generic specifi

35、cation 3 Begriffe und Abkrzungen Fr den Zweck dieses Dokumentes gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Begriffe 3.1.1 Signaleingangsleistung PinLeistung des optischen Signals am OA-Eingang 3.1.2 Signalausgangsleistung PoutLeistung des optischen Signals am OA-Ausgang 4 DIN EN 61290-3-3:2014-11 EN 61290-3

36、-3:2014 3.1.3 Signalwellenlnge sWellenlnge des optischen Trgersignals QUELLE: IEC 61291-1:2012, Definition 3.2.2.1.1 3.1.4 Signalverstrkung G Verstrkung des OA bei der Signalwellenlnge, die als Verhltnis der Ausgangssignalleistung zur Eingangs-signalleistung definiert ist 3.1.5 verstrktes Spontanemi

37、ssionsband ASE-Band BASEWellenlngenband, das mindestens 99 % der vom OA erzeugten gesamten ASE-Leistung enthlt 3.1.6 ASE-Mittenwellenlnge cMittenwellenlnge des ASE-Bandes 3.1.7 ASE-Leistung PASEASE-Leistung, die vom OA im ASE-Band erzeugt wird 3.1.8 Verhltnis Signalleistung zu Gesamt-ASE-Leistung Si

38、g_ASE Verhltnis der Ausgangssignalleistung zur Gesamt-ASE-Leistung im BASE3.1.9 spontan-spontaner Rauschfaktor Fsp-spVerhltnis des elektrischen Signal-Rausch-Verhltnisses (SNR) aufgrund des spontan-spontanen Schwebungs-rauschens am OA-Ausgang zum elektrischen Signal-Rausch-Verhltnis aufgrund des Sch

39、rotrauschens am OA-Eingang Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe auch IEC 61290-3 fr eine detaillierte Formeln fr Fsp-sp. 3.2 Abkrzungen APD Avalanche-Photodiode (en: avalanche photo diode) AFF ASE-Glttungsfilter (en: ASE flattening filter) ASE verstrkte spontane Emission (en: amplified spontaneous emissio

40、n) CD chromatische Dispersion (en: chromatic dispersion) DFB verteilte Rckkopplung (en: distributed feedback) EDFA Erbium-dotierter Lichtwellenleiter-Verstrker (en: erbium-doped fibre amplifier) ESA elektrischer Spektralanalysator (en: electrical spectrum analyzer) FWHM Halbwertsbreite (en: full wid

41、th half maximum) NF Rauschzahl (en: noise figure) 5 DIN EN 61290-3-3:2014-11 EN 61290-3-3:2014 OA Lichtwellenleiter-Verstrker (en: optical amplifier) OFA Lichtwellenleiter-Verstrker auf Faserbasis (en: optical fibre amplifier) OSA optischer Spektralanalysator (en: optical spectrum analyzer) PDG pola

42、risationsabhngige Verstrkung (en: polarization dependent gain) PMD Polarisationsmodendispersion (en: polarization mode dispersion) POWA planarer Lichtwellenleiter-Verstrker (en: planar optical waveguide amplifier) RBW Auflsungsbandbreite (en: resolution band width) SNR Signal-Rausch-Verhltnis (en: s

43、ignal to noise ratio) SOA Halbleiter-LWL-Verstrker (en: semiconductor optical amplifier) VOA einstellbares optisches Dmpfungsglied (en: variable optical attenuator) WDM Wellenlngenmultiplex (en: wavelength division multiplexing) 4 Hintergrund In den letzten Jahren wurden Hochgeschwindigkeits-bertrag

44、ungsstrecken mit mehr als 10 Gb/s kommerziell eingefhrt. Diese bertragungsstrecken (wie auch einige sehr hochwertige 10-Gb/s-Strecken wie z. B. Unter-wasser-bertragungsstrecken) machen hochempfindliche Verstrker erforderlich, z. B. Avalanche-Photodioden-(APD-)Empfnger, die in einem eingeschrnkten Dy

45、namikbereich der optischen Eingangs-leistung betrieben werden. Auerdem knnen am Empfngermodul noch spezialisierte optische Bauteile wie Kompensatoren fr die chromatische Dispersion (CD) oder Kompensatoren fr die Polarisationsmoden-dispersion (PMD) vorhanden sein, die eine nicht zu vernachlssigende E

46、infgungsdmpfung haben. In mehrkanaligen Wellenlngenmultiplex-(WDM-)bertragungsstrecken wird oftmals ein mehrkanaliger OA am Ende der bertragungsstrecke eingesetzt, bevor das WDM-Signal durch Demultiplexen in die einzelnen Kanle aufgeteilt wird. Die Gesamtausgangsleistung des mehrkanaligen OA ist bli

47、cherweise derart, dass die optische Leistung je Kanal im Bereich von 0 dBm bis 5 dBm liegt. Diese Leistung wird anschlieend durch den Demultiplexer und weiter durch die vorstehend angefhrten spezialisierten optischen Bauteile abgeschwcht. Dadurch kann die optische Leistung, die den Empfnger erreicht

48、, unterhalb des erforderlichen Dynamikbereichs der optischen Eingangsleistung liegen. In diesem Fall darf ein einkanaliger OA am Empfngermodul vorgesehen werden, um die optische Leistung zu erhhen, die den Empfnger erreicht. In einem derartigen Fall befindet sich blicherweise kein optischer Bandpass

49、filter zwischen dem Einkanal-OA und dem Empfnger, so dass das gesamte, vom Verstrker erzeugte Rauschen der verstrkten spontanen Emission (ASE) den Empfnger erreicht. Dies kann am Empfnger zu einem betrchtlichen Pegel des spontan-spontanen Schwebungsrauschens fhren. Ein Weg zur Beschreibung dieses Rauschens ist der s