1、ICS 33.180.01M33YU中华人民共和国通信行业标准丫D/T 1353-2005光通信用高速光探测器前置放大器组件技术要求及测试方法Technical requirements and test methods of the high speedphotodetector-preamplifier used for the optical fiber communication2005-05-11发布2005-11-01实施中华人民共和国信息产业部发布丫D/T 1353-2005目次前言， II1范围，12规范性引用文件，-，一13缩略语、符号、定义和术语，。14分类，.。35技术要
2、求，46外形尺寸和管脚定义，。67测量方法. 88可靠性试验分类和试验方法，119其他要求，1210产品检验，。，1211产品管理，13丫D/T 1353-2005前言本标准是根据光通信用高速光探测器前置放大器组件的实际研制、应用的需要而制定。本标准中，第8.2节“机械完整性试验、耐久性试验和特殊试验条件”的试验项目及条件参考了Telcordia GR-468-CORE的表6并根据我国实际情况做了修改。主要变化如下:在“耐久性”一栏中删去了“热冲击”、“可焊性”和“光纤拉力”等试验项目;在“机械完整性”一栏中删去了“高温保存”和“潮湿循环”等试验项目;在“特殊试验”一栏中删去了“内部水气含量”
3、等试验项目;由于本标准主要是规定光通信用高速光探测器及其组件的测量方法，不涉及要求，因此删去了表6中有关抽样及失效的规定。在本标准的制定过程中还参考了下列标准:YD/T 973-1998 SDH 155Mbit/s和622Mbit/s光发送模块和光接收模块技术条件YD/T 1111.1-2001 SDH光发送/光接收模块技术要求2.488320Gbit/s光接收模块ITU-T G.691 (2000)单通道STM-64, STM-2565系统和其他采用光放大器的SDH系统的光接口本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位:武汉邮电科学研究院本标准起草人:丁国庆刘兴瑶黎祥丫D/T 13
4、53-2005光通信用高速光探测器前置放大器组件技术要求及测试方法范围本标准规定了光通信用高速光探测器(PIN或APD)前置放大器(T1A)组件的术语定义、分类、主要功能、技术要求、测量方法、可靠性试验方法和要求，以及该组件产品的检验方法和管理要求等。本标准适用于传输速率从155Mbit/s至IOGbit/s的SDH等光通信系统中PIN(或APD) -TIA组件。注:这里的IOGbit/:速率只是一种简约说法，实际上它包括从9.953Gbit/s至12.5Gbit/s范围内几种不同的速率。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改
5、单(不包括勘误的内容)或修改版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 2829-2000周期检查计数抽样程序及抽样GB/T 9771.4-2000通信用单模光纤系列第4部分:色散位移单模光纤特性GB/T 9771.5-2000通信用单模光纤系列第5部分:非零色散位移单模光纤特性YD/T 702-1993 PIN/FET光接收组件测试方法YD/T 767-1995同步数字系列设备和系统的光接口技术要求YD/T 973-1998 SDH 155Mbit/s和622Mbit/s光发送模块和光接收模
6、块技术条件YD/T 1111.1-2001 SDH光发送/光接收模块技术要求2.488320Gbit/s光接收模块YD/T 1199.1-2001 SDH光发送/光接收模块技术要求SDH 10Gbit/，光接收模块ITU-T G.691 (2000)单通道STM-64, STM-2565系统和其它采用光放大器的SDH系统的光接口MIL-STD-883E:1998微电子器件试验方法Telcordia GR-468-CORE (2000)用于通信设备中的光电子器件的一般可靠性保证要求SERDES STM-64/OC-192 MSA-2000 16脚IOGbit/s蝶型光接收探测器多源协议SERDE
7、S STM-64/OC-192 MSA-2002 17脚IOGbit/s蝶型光接收探测器多源协议3缩略语、符号、定义和术语下列缩略语、符号、术语和定义适用于本标准。3.1缩略语和符号APD Avalanche PhotodetectorBER Bit Error RatioBW Bandwidth0/E Optical /ElectricalESD Electro-Static DischargeMSA Multi-Source AgreementsNRZ Non Return to Zem雪崩光电探测器比特差错率带宽光/电静电放电多源协议非归零丫D/T 1353-2005ORL Optica
8、l Return Loss光回损PIN P-type-Intrinsic- N-type P型一本征一N型PRBS Pseudo-Random Bit Sequence伪随机tr特序列QE Quantum Efficiency光量子效率SDH Synchronous Digital Hierarchy同步数字体系TIA Trans-Impedance Amplifier跨阻抗放大器Id Dark current暗电流IP Photocurrent光电流Mp Multiplication gain factor倍增因子P; Input Optical Power人射光功率R, Responsiv
9、ity响应度Vs Breakdown Voltage击穿电压X, Central Wavelength中心波长3.2术语和定义3.2.1光电子组件Opto-Electronic Sub-Assembly由光电子器件、微电子器件、无源元件、光纤等组成的、具有一定功能(如光电转换和前置放大功能)的混合集成件。3.2.2PIN(或APD)-TIA组件PIN(or APD)-TIA Sub-Assembly由PIN光探测器或雪崩光电探测器(APD)与跨阻抗放大器(TIA)组成的光电子组件。3.2.3PIN光探测器PIN-Photo-Detector一种采用半导体材料制作、具有P型一I(本征)-N型掺杂
10、层、并能实现光电变换的光电子器件。3.2.4，崩光电探测器Avalanche PhotoDetector一种采用半导体材料制作、内部具有光吸收层和倍增层、并能实现光电变换和倍增的光电子器件。3.2.5放大器跨阻抗Trans-Impedance of the Amplifier放大器输出电压增量与其输人电流增量之比。3.2.6APD击穿电压Breakdown Voltage of APD根据雪崩击穿理论，APD中载流子倍增因子达到无穷大时的反向电压。实用上，APD击穿电压定义为无光照射时、暗电流达100p.A时所对应的反向偏压。3.2.7光电倍增因子Multiplication Gain Fac
11、tor of APDAPO在某反向偏压下的光生电流与其无倍增(即M,=1)时的光生电流之比。3.2.8增益带宽乘积Bandwidth Gain Product of APDAPD的光电增益(G)和其一MB下带宽(B)的乘积。3.2.9TIA等效输入电流密度Equivalent Input Current DensityTIA由多个元件组成，每个元件都可能是一个噪声源(如热噪声、散粒噪声)。为简化分析和处理，把TIA内外噪声都折合到其输人端。这样，实际TIA就可由一个折合的噪声源和一个无噪声的理想放大YD/T 1353-2005器来表示。对PIN-TIA组件来说，采用折合噪声电流密度比较方便。这
12、个折合到输人端的噪声电流密度就是TIA等效输人电流密度。其值越小，则噪声越小。它与TIA电路结构、元件参数和寄生参数等有关。3.2.10光接收灵敏度Optical Receiver Sensitivity它指在规定调制速率下，并满足随机比特差错率要求时，在PIN(或APD) -TIA组件光接收点(即光接收机R点)所能接收到的最小平均光功率。它考虑了在应用条件下，光接收机所具有并允许的最坏消光比、脉冲上升和下降时间、光发射侧的光回损，连接器性能劣化和测试容差所引起的功率代价，而不包括与色散、抖动或与光通道有关的有功率代价。3.2.11PIN(或APD)-TIA光过载Optical Overloa
13、d of PIN (or APD)-TIA在规定调制速率下，满足随机比特差错率(如1x102)要求时，在PIN(或APD) -TIA组件光接收点(即光接收机R点)所允许接收到的最大平均光功率。3.2.12光功率动态范围Optical Power Dynamic Range光接收机中所允许接收的最大平均光功率与最小平均光功率之比。3.2.13SDH系统光线路码型Optical Line Code在SDH数字光通信系统中，根据ITU-T G.691，传输速率为155Mbit/s至IOGbit/s范围内的线路码型，规定为加扰二进制不归零码(NRZ).3.2.14PIN或APD)-TIA组件的光反射系
14、数Optical Reflection Coefficient of PIN (or APD)-TIA从PIN光探测器(或APD)表面返回光缆中的光功率与人射光功之比的对数。这里没有考虑连接器的反射。4分类4.1 PIN(或APD)一丁IA组件在光接收模块中的位里本标准所述光通信用高速光探测器为PIN-PD或APD，而前置放大器为TIA.PIN(或APD)-TIA组件是光接收模块中的一个部件。它主要用于光接收机中数字信号或模拟信号的光电转换和前置放大。作为例子，PIN(或APD)-TIA组件在数字光接收机中的位置如图1所示。图，PIN(或APD)丁IA组件在傲字通信系统光接收机中的位2YDIT
15、 1353-2005其中，光探测器PIN(或APD)实现光电转换;TIA实现低噪声宽带信号放大。4.2 PIN (或APD】-TIA组件分类)分类PIN(或APD)一TIA组件可按照不同的方法来分类。本标准分类方法见表to表1 PIN或APD)-丁IA组件分类分类方法种类按传输速率分类主要分为155Mbit/s, 622 Mbit/s, 2.5GbiVa, IOGbit/s组件等几类按光波长分类主要可分为1310nm, 1550 nm组件两类按所用光探测器件类型分类可分为PIN-PD, APD组件两类按外壳封装形式分类可分为同轴插拔式、同轴尾纤式、双列直插，蝶形封装组件等几类5技术要求本标准规
16、定的光探测器一前放组件技术要求，指光接口技术指标要求、电接口技术指标要求以及极限工作条件三类。5.1光接口技术指标要求5.1.1 PIN-TIA组件采用PIN-TIA组件，其光接口技术指标要求见表2a衰2采用PIN-TIA组件光接口技术指标要求项目单位巧5MbiVs622Mbit/s2488MbiVe9953MbiVs目标距离km21540215和2巧402040光响应波长n幻11260-13601261-1580:-1260-3601274-15801280-13351266-13601260-15801290-13301290-1565光响应度人/W0.80.80.80名0名0.80.75
17、0.750.750.750.75最差灵敏度dB.-23-28-34-23-28-28-18-18-22-11-13-19最小过载点dB-8一8-10-8-8一8-3一10一1-1-10最大光通道代价dB11111111111接收点最大反射系数dB不用不用不用不用不用-14-27-27-27-14-27注:本标准规定的技术指标值，都是假定在整个标准的应用条件范围(即温度和湿度范围)内都满足的最坏情况值，亦即寿命终了时的值，它包括老化的影响。下面情况与此相同。5.1.2 APD一下!A组件采用APD/TIA组件，其光接口技术指标要求见表3aYDIT 1353-2005裹3采用APD-TIA组件光接
18、口技术指标要求项目单位155Mbit/e622 MbiVs2488 Mbit/s9953 Mbida目标距离km8040so40804080光响应波长】Un1480-1580:-1480-1580:-1500-15801530-15651530-1565光响应度凡甲0.75人P】)光电倍增因子无量纲3-10最差灵敏度dBm闷5-34-27-21最小过载点dB一9-8-9-9最大光通道代价dB1112接收点最大反射系数dB-25-27-27=275.2电接口技术指标要求采用PIN(或APD) -TIA组件，电接口技术指标要求见表40裹4 PIN(或APO) -TIA组件电接口技术相标要求项目单位
19、155Mbit/e622 Mbit/s2488 Mbit/s9953 MbiV.组件电源电压V推荐使用+5、-5.2V, +3.3V及+1.8V系列中的一种或两种组件一3,113最小模拟带宽MHz110司石习18印7500PIN-PD反向偏里电压V同组件电茸电压PIN-PD暗电流n人10C/min,高低温保持时间各30min低温存储Telcordia GR-468-CORE-201;, 32000h特殊试验ESD防护Telcordia GR-468-CORE500Va3机械完整性试验、耐久性试验和特殊试验方法PIN(或APD)-TIA组件的可靠性试验方法参照Telcordia GR-468-C
20、ORE等标准中相关项目进行。8.4机械完整性试验、耐久性试验和特殊试验的失效判据机械完整性试验、耐久性试验和特殊试验的各项试验完成后，在相同测试条件下，出现以下任意一种情况，即判定试验不合格。a)光组件不能正常工作;b)光组件光接口或电接口指标不能满足5技术要求”中指标时，或灵敏度变化超过2dB;c)外壳封装破裂或有裂纹、器件有错位。丫D/T 1353-20059其他要求PIN(或APD)-TIA组件所用光器件是静电敏感器件。组件在安装、传递和包装时都要采取静电放电防护措施，如采用防静电工作台、工作板和防静电包装盒，穿戴防静电工作衣鞋和防静电腕带等，尤其要经常检查工作台，设备仪表接地情况。10
21、产品检验PIN(或APD)-TIA组件产品检验分为出厂常规检验、抽样检验与型式检验。10.1出厂常规检验所有出厂的PIN(或APD)-TIA组件产品都应该进行常规检验，检验项目包括光电指标和高温老化。10.1.1光电指标测f，通信用高速PIN(或APD) -11A组件在额定工作条件下工作，其测量指标应符合相应的光接口及电接口技术指标要求。10.1.2高温老化检验在最大额定工作环境温度下，通信用高速PIN(或APD)/前放组件处于正常工作状态，老化时间至少应为24h。老化后测试指标，其测量结果应该符合相应的光接口及电接口技术要求的规定。10.2抽样检验批检验抽样方法按GB/r 2829进行。10
22、.2.1外观检查采用目测方法查产品的外观。失效判据:产品表面有明显划痕，或有污点，或产品标识不清晰，或产品标识不牢靠。10.2.2光电指标FAIRPIN(或APD) MA组件在额定工作条件下，测量光接口或电接口指标，其测量结果应该符合相应的光接口及电接口技术要求的规定。10.3型式检验通信用高速PIN(或APD) -TIA组件在下述条件下，必须进行型式检验。10.3.1检验时机有下列情况之一时，应进行型式检验:a)产品定型时;b)正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时;c)产品长期停产后，恢复生产时;d)出厂检验结果与鉴定时的型式检验有较大差别时;e)国家质量监督机构提出
23、进行型式检验要求时。经受了型式检验的样品。一律不能作为合格品交付使用。10.3.2检验方案型式检验方案与可靠性试验要求的方案相同。10.3.3检验结果合格性判定型式检验的各项试验完成后，在相同测量条件下，出现以下任意一种情况，即判定该批不合格:a)光组件不能正常工作;b)光组件光接口或电接口指标不能满足技术要求;c)外壳封装破裂或有裂纹、器件有错位。对不影响抽样和试验结果的条件下.一组样品可用于其他分组的检验和试验。YD/T 1353-200511产品管理它包括产品说明书，产品标识、包装、贮存、交付和运行故障管理。11.，产品说明书产品说明书是使用的依据。它应包括以下主要内容:a)通信用高速P
24、IN(或APD) -TIA组件的名称、型号;b)通信用高速PIN(或APD)-TIA组件的工作原理简介以及主要技术指标;c)正常工作条件和极限工作条件;d)安装尺寸和管脚功能;e)使用注意事项。对安全性问题加醒目标识。11.2产品标识鉴于产品质量保证要求和可追溯性要求，在产品上或产品包装盒上必须贴有产品标识。其标识内容主要有:a)通信用高速PIN(或APD)-TIA组件制造厂家;b)通信用高速PIN(或APD)-TIA组件型号;c)生产序号，生产日期，质量检验员号;d)企业产品执行标准。11.3包装产品包装应满足如下基本要求:a)应符合中华人民共和国产品法基本要求，包装盒内应有产品说明书和产品标识;包装盒表面上应有产品名称、生产厂家、出厂日期等字样，并标注防震防压要求;b)应采取防静电措施。c)应有明显的防静电标识。11.4贮存通信用高速PIN(或APD)-TIA组件应贮存于通风干燥(相对湿度80%)、洁净和温度适宜(00C-400C)环境中。11.5交付产品在交付过程中，应考虑运输、装卸的产品安全:在拆封前应检杳句装表面棍伤情732.
