JIS C 6122-3:2011 光増幅器―測定方法―第３部：雑音指数パラメータ | ページ 2

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C 6122-3 : 2011 (IEC 61290-3 : 2008)
によって発生する。MPI雑音の発生には,OA内の2個又はそれ以上の反射点が必要となる。すべての反
射点が光源の可干渉長よりも離れていた場合は,MPI雑音係数Fmpiは式(8)によって表す。
                              2Pin  Δv
                         Fmpi                        (8)
                                           ( piGcav , i )
                              hvπf2  Δv2 i
                      ここに,    Gcav, i :  共振器利得を示し,OA内のi番目の共振器での利得を意味
                                           し,“順方向利得”,“順方向での反射率”,“逆方向利得”
                                           及び“逆方向での反射率”の四つの積
                                     pi :  偏波整合因子を示し,無反射光及びi番目の共振器で2回
                                           反射した光の偏波状態の一致度(値は0から1の間にあり,
                                           p=1で完全に偏波状態が一致した状態を表示)
                                 piGcav, i :  i番目の共振器の実効的な利得を示す。
                                             OA内におけるすべての共振器利得の総和(発振を防ぐた
                                           めには総和は1未満)
                                         滿    光源の半値全幅スペクトル線幅(ローレンツ形で近似した
                                           場合)
                                      f :  ベースバンド周波数
  式(8)は,二つ又はそれ以上の光の間に可干渉性がある場合にも適用できる。可干渉性のある光は,近傍
の反射点から生成される。このような場合,雑音係数の周波数特性は,式(8)で与えられるようにベースバ
ンド周波数に対し滑らかに減衰するものではなく,式(8)で与えられる減衰曲線の周りで振動する特性を示
す。
  雑音係数に対するMPIの影響は,光源のスペクトル線幅(       滿   によって,すなわち,OA自身ではなく
伝送システム及び測定系のパラメータで決まる。OAの雑音係数からMPI雑音係数を分離するには,MPI
による雑音係数を積分し,OAのMPI特性を示す性能指数Impiとして示すことが望ましい。Impiは,Fmpi曲
線と座標軸とで囲まれた面積を示し,光源スペクトル線幅及びベースバンド周波数に依存しない。
                                        Pin
                         Impi    Fmpidf     ( piGcav , i ) (Hz)  (9)
                               f 0      hv i
  ここで,MPI雑音係数Fmpiは,式(10)を用いた性能指数によって算出できる。
                              2Impi  Δv
                         Fmpi       2    2   (10)
                                π f   Δv
  二重レイリー散乱は,MPIの特殊な形式であり,ラマン増幅器においては雑音指数に影響を与える重要
な要因となる。ラマン増幅器においては,反射よりもむしろ光ファイバ中のレイリー散乱によって後方散
乱される微小な信号に対して,長尺光ファイバが利得を与える。

6 雑音指数測定方法

  ここでは,OAの雑音指数の定量的な評価法に関し,標準的によく用いられる二つの異なる手順を示す。
  第1の手順(IEC 61290-3-1参照)は,信号光−ASE間雑音指数を求めることを目的とする。この方法
では,箇条5で示したように,利得及びASE光パワーレベルから信号光−ASE間雑音指数を求めるので,
それらの値を得るために光スペクトラムアナライザを用いる。多重光路干渉(MPI)による雑音を除いて,
その他のすべての雑音成分は,箇条5に基づき求めることができる。MPIによる雑音成分については,完
成品のOAではあまりないことだが,反射点が観測できる場合だけ確定することができる。良品のOAで
は,MPIはほとんど問題にならない。この手順で求めた信号光−ASE間雑音指数は,一般に,ディジタル
通信システム用に適していると考えられている。

――――― [JIS C 6122-3 pdf 6] ―――――

                                                                                              5
                                                                C 6122-3 : 2011 (IEC 61290-3 : 2008)
  第2の手順(JIS C 6122-3-2参照)は,全雑音指数を求めることを目的としている。この手順は,OAを
“ブラックボックス”とみなし,電気スペクトラムアナライザを用いて電気段での雑音を測定する。これ
は,個々の雑音成分を分離せずに,式(1)を直接的に実現しているとみなすことができる。この手順による
結果は,MPIによる雑音を含む。MPIの影響は,ベースバンド周波数,光源のスペクトル線幅及び光増幅
器内における反射光どうしの偏波の一致状態に強く依存することに留意する。この第2の手順によって得
られた雑音指数は,関連するすべての雑音源を含むので,一般に,アナログ通信システム用でOAの適用
性を評価するのに用いられている。
  各手順において,測定できるパラメータを,表1に示す。
                              表1−測定方法及び測定可能パラメータ
                 パラメータ             光スペクトラムアナライザ 電気スペクトラムアナライザ
                                               試験方法                  試験方法
                                           (IEC 61290-3-1)         (JIS C 6122-3-2)
       (全)雑音指数/雑音係数                                             ○
       信号光−ASE間雑音指数/雑音係数            ○                      (○)
       ショット雑音指数/雑音係数               (○)a)                  (○)
       ASE間雑音指数/雑音係数                  (○)
       MPI雑音指数/雑音係数/性能指数                                      ○
      Bsp-sp                                    (○)
       順方向ASEパワーレベル                      ○                      (○)
       逆方向ASEパワーレベル                    (○)
       ASE帯域幅                                (○)                    (○)
       注a) (○)は,引用文献には記載がないが,潜在的な可能性があることを示す。
参考文献 JIS C 6122-10-1 光増幅器−測定方法−第10-1部 : マルチチャネルパラメータ−光スイッチ及
              び光スペクトラムアナライザを用いたパルス法
          JIS C 6122-10-2 光増幅器−測定方法−第10-2部 : マルチチャネルパラメータ−ゲート付き光
              スペクトラムアナライザを用いたパルス法
          IEC 61290-10-3:2002,Optical amplifiers−Test methods−Part 10-3: Multichannel parameters−Probe
              methods
          IEC 61290-10-4:2007,Optical amplifiers−Test methods−Part 10-4: Multichannel parameters−
              Interpolated source subtraction method using an optical spectrum analyzer
          IEC/TR 61931:1998,Fibre optic−Terminology
          J. L. Gimlett, N. K.: Cheung: Effects of phase-to-intensity noise conversion by multiple reflections on
              gigabit-per-second DFB laser transmission systems, J. Lightwave Technology, Vol.7, No.6, June
              1989, pp. 888-895