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C 6122-10-5 : 2022 (IEC 61290-10-5 : 2014)
DRB 二重レイリー後方散乱 (double Rayleigh backscattering)
EDFA エルビウム添加光ファイバ増幅器 (Erbium doped fiber amplifier)
ESA 電気スペクトラムアナライザ (electrical spectrum analyzer)
FBG ファイバ·ブラッグ·グレーティング (fiber Bragg grating)
FWHM 半値全幅 (full-width half-maximum)
GFF 利得等化フィルタ (gain flattening filter)
ISS 光源減算補間 (interpolated source subtraction)
MPI 多重光路干渉 (multi-path interference)
NF 雑音指数 (noise figure)
NZDSF 非ゼロ分散シフト光ファイバ (non-zero dispersion shifted fiber)
OA 光増幅器 (optical amplifier)
OFA 光ファイバ増幅器 (optical fiber amplifier)
OSA 光スペクトラムアナライザ (optical spectrum analyzer)
OSC 監視チャネル (optical supervisory channel)
OSNR 光信号対雑音比 (optical signal-to-noise ratio)
PCF パワー補正係数 (power correction factor)
PDG 偏波依存利得変動 (polarization dependent gain)
PMD 偏波モード分散 (polarization mode dispersion)
RBW 分解能帯域幅 (resolution bandwidth)
RIN 相対強度雑音 (relative intensity noise)
ROADM 再構成可能形光合分波装置 (reconfigurable optical add drop multiplexer)
SMF シングルモード光ファイバ (single-mode fiber)
SSE 光源の自然放出光 (source spontaneous emission)
VOA 可変光減衰器 (variable optical attenuator)
4 DRA利得及び雑音指数パラメータ-概要
注記 以降の箇条において,数式及び定義の単位は特に指定がない限り,真数値であって,dB値ではな
い。
図1にDRAの前方励起構成及び後方励起構成を示す。一般的に,後方励起構成は前方励起に比べ広く
用いられている。
いかなる増幅器においても,チャネル利得は主要なパラメータの一つである(JIS C 6121-1及びJIS C
6123-4を参照)。ただし,チャネル利得が単なる入力端と出力端とのチャネルパワーの比で定義される集
中増幅器と異なり,DRAの状況は複雑である。分布ラマン増幅の詳細は,附属書JAに記載する。
通常,DRAは励起パワーを供給する励起モジュール及び実際に増幅が行われる光ファイバ中継区間を含
む。したがって,励起光源が使用可能である場合,一つの選択肢として,チャネル利得を,図1の点Cと
点Aとのチャネルパワーの比と定義する。ただし,この定義は,ラマン励起光源によって供給される利得
より大きい光ファイバ中継区間損失を含むことがあるため,この定義は余り有用ではない。
――――― [JIS C 6122 pdf 6] ―――――
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C 6122-10-5 : 2022 (IEC 61290-10-5 : 2014)
より有用なパラメータは,ラマン励起光源がオンとオフとの光ファイバ中継区間の出力端でのチャネル
パワーの比で定義されるチャネルオンオフ利得であり,式(1)による(図1のグラフ参照)。
Pon
Gonoff (1)
Poff
チャネルオンオフ利得は,実際には前方励起構成での点C,並びに後方励起構成での点B及び点Cの光
ファイバ中継区間のいずれかの位置で測定する。
DRAに関するもう一つの重要なパラメータは,励起モジュールの入力端と出力端とのチャネルパワーの
比で定義する励起モジュールチャネル挿入損失(IL)であり,式(2)による(前方励起構成の点Aと点Bと
の比,後方励起構成の点Bと点Cとの比である。)。
Ppumpunitinput
IL (2)
Ppumpunitoutput
励起モジュールの内部では,増幅を行わないため,これは単なる受動部品の挿入損失であって,励起光
源の状態(オン又はオフ)に影響されない。
チャネルオンオフ利得及び励起モジュールチャネル挿入損失は,チャネルネット利得(Gnet)という一つ
のパラメータとしてデシベル単位で,式(3)によって定義する。
GnetdB GonoffdB IL dB (3)
チャネルネット利得は,励起光源がオフのときの点Bでのチャネルパワーに対する,励起光源がオンの
ときの点Cでのチャネルパワーの比を線形単位で直接測定するため,特に後方励起構成で有効である。励
起モジュールは,ラマン利得の波長依存性を補償するための利得等化フィルタ(GFF)を含む場合,チャ
ネルオンオフ利得がGFFの効果を含まないのと対照的に,チャネルネット利得はGFFの効果を含む(す
なわち,チャネルオンオフ利得は,チャネルパワーの波長依存性が平たんではない。)。
前方励起構成の場合,チャネルネット利得は物理的な意味合いが低く,チャネルオンオフ利得と励起モ
ジュールチャネル挿入損失とを個別に定義することがより一般的である。
DRAに関するもう一つの重要なパラメータは,信号−ASE間雑音によるチャネル等価雑音指数(チャネ
ル等価NF)である。このパラメータは,後方励起構成にだけ関係する。DRAのチャネル等価NFは,DRA
のオンオフ利得及び同じチャネル利得を提供し,光ファイバ中継区間の出力端に配置したDRAによって
発生する場合と同じ量の増幅した自然放出光(ASE)を発生する,光ファイバ中継区間の出力に配置する
集中増幅器のNFと同義に定義する。信号−ASE間雑音によるデシベル単位のチャネル等価NF(NFsig-ASE.eq)
は,式(4)による(JIS C 6122-3参照)。
ASE,B
10log10
NF sigASE,eq (4)
Gonoff hν
ここで, ρASE,B : 光ファイバ中継区間の出力端で測定されたチャネル波長λ
でのASEスペクトル密度(両方の偏波モード)
ν : チャネル周波数,ν=c/λ
h : プランク定数
チャネルオンオフ利得とチャネルネット利得との関係性を用いて,チャネル等価NFは,式(5)のように
表すことが可能である。
――――― [JIS C 6122 pdf 7] ―――――
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C 6122-10-5 : 2022 (IEC 61290-10-5 : 2014)
ASE,C
10log10
NFsigASE,eq (5)
Ghν
net
ここで, ρASE,C : 点Cでの測定値
前方励起構成 後方励起構成
. 注記 グラフは光ファイバ中継区間に沿った励起光及び信号光のパワー推移を示す。
図1−分布ラマン増幅器の前方励起構成(左)及び後方励起構成(右)
DRA利得及びNFを測定する場合,次の点を考慮するのがよい。
a) 次のいずれかを考慮する測定の目的。この詳細は,附属書Aに記載する。
1) 実使用条件下での特定の光ファイバ中継区間におけるDRA性能を測定する。
2) 研究室などにおいて一般的な光ファイバの種類に関するDRA性能を評価する。
b) 入力信号光のチャネル構成が励起光減衰及び/又は信号間のラマン散乱に影響するか否か。この詳細
は,附属書Bに記載する。
5 装置
5.1 装置構成
図2図4は,前方励起及び後方励起構成における,DRAパラメータ測定のための装置構成を示す。測
定系を構成する様々な構成要素は(校正に用いる他の構成要素と同様に),5.25.8に記載する。
図2−励起光を含まない測定構成
――――― [JIS C 6122 pdf 8] ―――――
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C 6122-10-5 : 2022 (IEC 61290-10-5 : 2014)
図3−後方励起における測定構成
図4−前方励起における測定構成
5.2 マルチチャネル信号光源
図5にマルチチャネル信号光源として現実的な構成を示す。この光源は,n個の光源から成り,nは試験
構成のチャネル数に相当する。それぞれの光源がもつ出力スペクトルの半値全幅(FWHM)は,隣接する
チャネルに対してクロストークを発生しないために,0.1 nm*よりも狭くしなければならない。単一の発光
線をもつサイドモード抑圧比は,35 dB*よりも更に高くしなければならない。出力パワーの変動は,0.05
dB*未満にしなければならない。この出力安定度は,それぞれの光源の出力端子にアイソレータを取り付
ければ容易に得られる値である。波長確度は,絶対値で0.1 nm*よりも小さく,波長安定度は最大最小差で
0.02 nm*よりも小さくなければならない。1 nmのスペクトル幅に含む自然放出光のパワーは,光源の出力
パワーに対して40 dB以上は低いことが望ましい。
注記1 波長確度は,対応国際規格では±0.1 nm*よりも小さくなければならないと規定されているが同
じ意味である。
注記2 波長安定度は,対応国際規格では±0.01 nm*よりも小さいと規定されているが同じ意味である。
光合波器は,全ての光源を1本の光ファイバに多重化するために用いる。光合波器の偏波依存損失は,
0.5 dBより小さく,波長依存損失が1 dB*よりも小さいことが望ましい。この光合波器のそれぞれの端子
がもつ反射率は,−50 dB*よりも小さくしなければならない。
――――― [JIS C 6122 pdf 9] ―――――
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C 6122-10-5 : 2022 (IEC 61290-10-5 : 2014)
図5−現実的なマルチチャネル信号光源の構成例
マルチチャネル信号光源は,各チャネルの出力を求めるパワー分布とするために,個々のレーザ出力を
制御する機能を備えていることが望ましい。これは,各光源を直接制御するか,又は各光源の出力に可変
光減衰器(VOA)を配置することで実現可能である。また,マルチチャネル信号光源は,同時に全ての光
源の出力を制御する機能を備えた方がよく,例えば,図5の可変光減衰器(VOA)を用いることが望まし
い。仮に一つ以上のVOAを用いる場合,その減衰量可変範囲及び安定性は,各々40 dB*より高く,最大最
小差で0.1 dB*よりも小さくなければならない。VOAの反射率は,各々の端子において−50 dB*よりも小
さくなければならない。VOAを光合波器の出力側に配置した場合,減衰値の全範囲における波長平たん性
は,0.5 dB*未満でなければならない。
5.3 偏波制御器
偏波制御器は,信号光のあらゆる偏波状態も,いかなる他の偏波状態に変更することができなければな
らない。偏波制御器は,全光ファイバ偏波制御器,又は90°以上偏波面が回転可能な4分の1波長板及び
それに続く180°以上偏波面が回転可能な2分の1波長板で構成してもよい。この偏波制御器の各々の端
子の反射率は,−50 dB*より小さくなければならない。このデバイスの挿入損失の変動は,0.5 dB*未満で
なければならない。偏波制御器の使用は任意とするが,DRAが顕著な偏波依存利得を示す場合,測定不確
かさを達成するために必要となる可能性がある。
5.4 光スペクトラムアナライザ
光スペクトラムアナライザ(OSA)は,偏波依存性が0.1 dB*未満,安定度は最大最小差で0.1 dB*より
小さく,波長確度は絶対値で0.05 nm*より小さくなければならない。測定装置のダイナミックレンジ内に
おける直線性は,0.2 dB*より小さいことが望ましい。入力端子における反射率は,−50 dB*よりも小さく
なければならない。チャネルとチャネルとの間に存在する雑音を測定するために,OSAは十分なダイナミ
ックレンジをもつとともに,十分狭い波長分解能帯域幅(RBW)をもたなければならない。チャネル間隔
が100 GHz(波長1 550 nmの場合,約0.8 nm)の場合,ダイナミックレンジは,信号から50 GHz(波長
1 550 nmの場合,約0.4 nm)離れて55 dB以上でなければならない。
5.5 光パワーメータ
OSAの校正に必要となる光パワーメータの測定確度は,偏波状態にかかわらずDRAの運用波長帯域幅
におけるパワー範囲が−40 dBm+20 dBm*の範囲で,0.2 dB*より小さくなければならない。
5.6 狭線幅波長可変光源
OSAの校正に必要となる狭線幅波長可変光源は,DRAの運用波長帯域幅(例えば,1 530 nm1 565 nm)
――――― [JIS C 6122 pdf 10] ―――――
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JIS C 6122-10-5:2022の引用国際規格 ISO 一覧
- IEC 61290-10-5:2014(IDT)
JIS C 6122-10-5:2022の国際規格 ICS 分類一覧
- 33 : 電気通信工学.オーディオ及びビデオ工学 > 33.180 : 光ファイバ通信 > 33.180.30 : 光増幅器
JIS C 6122-10-5:2022の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISC6121-1:2021
- 光増幅器―第1部:通則
- JISC6123-4:2015
- 光増幅器―性能仕様テンプレート―第4部:マルチチャネル用光増幅器
- JISC6802:2014
- レーザ製品の安全基準