JIS C 6122-4-3:2018 光増幅器―測定方法―第４－３部：過渡パラメータ―パワー制御単一チャネル光増幅器のパワーパラメータ測定 | ページ 2

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C 6122-4-3 : 2018 (IEC 61290-4-3 : 2015)

4 装置

4.1 測定系

  図1は,出力光パワー制御単一チャネルOAの過渡応答特性を測定する一般的な系を示している。
                                     図1−パワー過渡測定系

4.2 測定機器の性能

  測定機器及びその要求性能は,次による。
a) レーザ光源 OA入力信号用レーザ光源の要求性能は,次による。
  − 供試OAを測定するため,信号の全波長範囲に対応できる。これは例えば,波長可変レーザ又は複
      数のDFBレーザによって実現が可能である。
  − レーザ光源と供試OAとの間の測定機器の損失も含めて,供試OAへの最大規定入力パワーよりも
      大きな平均出力パワーが出力可能でなければならない。
b) 偏波制御器 レーザ光源の入力偏波状態をランダム化する,又は決められた偏波状態へ制御するため
    の偏波制御器。偏光制御器の使用は任意である。
c)   OA VOAは,供試OAを測定するために必要な信号レベル範囲を実現するために,十分な可変減
    衰量範囲をもたなければならない。
      注記 レーザ光源の出力パワーが,求めるダイナミックレンジ以上に変化できる場合,VOAは不要
            である。ただし,求めるダイナミックレンジが大きい場合,レーザ光源の出力パワーを大き
            く変化させる場合,レーザ光源によってはSN比が劣化し,測定結果の精度を劣化させるお
            それがあるのでこのことを認識して注意することが望ましい。
d)   A入力信号を規定するパワー変動に増減するための光変調器 この光変調器の要求性能は,次によ
    る。
  − 供試OAを測定するため,オン・オフ消光比が,最大低下値よりも高い。
  − 供試OAを測定するための,応答周波数が,最速スルーレートを実現できるよう十分に高速である。
e) 帯域通過フィルタ 帯域通過フィルタは,次に示す性能をもつ,信号波長を区別するよう設計された
    光フィルタとする。帯域通過フィルタの使用は任意である。
  − 供試OAを測定するため,信号波長の波長範囲で動作可能とする。これは例えば,波長可変フィル
      タ,又は別個の通過帯域の異なる一群の光フィルタによって実現が可能である。
  − 信号波長中心周辺に±20 GHz以内で1 dBのパスバンドが存在しなければならない。
  − 供試OAの特定伝送帯域全体に対して,最小挿入損失から20 dBよりも大きな減衰率をもたなけれ
      ばならない。ただし,信号波長±100 GHzの範囲内を除く。
f)  光検出器 フィルタを通った供試OAの出力を測定する光検出器は,次の性能をもつ,

――――― [JIS C 6122-4-3 pdf 6] ―――――

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  − 供試OAを測定するため,最速スルーレートを実現できる十分広い光・電気帯域をもつ。
  − 供試OAを測定するため,全ての信号出力範囲±5 dB以内の範囲で線形応答できる。
g) オシロスコープ オシロスコープは,供試OAの光フィルタ出力の過渡応答を捕らえ,測定するもの
    で,供試OAを測定するための最速スルーレートに対して十分広い電気帯域をもつ。
h) 信号発生器 信号発生器は,入力パワー過渡波形を生成するため,光変調器を駆動する信号を発生さ
    せるもので,供試OAを測定するための最速スルーレートに対応できる,十分短い電気パルス幅及び
    十分高い電気スルーレートをもつ。

5 供試品

  供試OAは標準条件で動作させる。供試OAが不要な反射でレーザ発振を引き起こし得る場合は,供試
OAと分離するために光アイソレータを用いることもできる。これによって,信号の不安定性を最小限と
し,測定の不確かさを改善できる。

6 手順

6.1 測定準備

  図1に示す測定系において,供試OAに入射される入力光信号パワーは,安定化レーザ光源から生成す
る。光パワーは,信号の偏波状態をランダム化又は制御するための任意の偏波スクランブラを通過した後,
VOAで所望の光入力パワー値に調節する。信号はその後光変調器を通過し,光変調器は,過渡入力パワー
変動を起こすために必要な入力パワー測定波形を生成する信号発生器によって駆動する。信号はその後,
供試OAに入射する。帯域通過フィルタ(測定に関係するチャネル波長だけを選択するために,可変光フ
ィルタ,固定光フィルタ又は類似した部品を用いる。)の後に光−電気変換器が続き,増幅器の出力をオシ
ロスコープで取得する。任意のチャネル帯域通過フィルタで選択した出力チャネル及びその過渡応答は,
光−電気変換器及びオシロスコープで観測する。図2に示したものに類似した波形は,オシロスコープで
取り込んだ後,コンピュータ処理で表示する。
  過渡応答の測定前に,入力パワー波形を記録した方がよい。図1の系を用いるが,この系では供試OA
は用いない。光変調器からの入力光コネクタは,チャネル通過フィルタに接続する。
  供試OAの入力パワー変動を引き起こすため,レーザ光源の供試OAへの入力パワーは典型的なパワー
値に設定する。信号発生器の波形は,規定の測定条件となるようなパワー変動及びスルーレートで,供試
OAへの入力パワーを増加又は減少させるように選択する。例えば,光受信器の場合に典型的な数値とし
て,供試OAへの入力パワーは50 μsで7 dB増加させ,パワー増加過渡応答(ステップ過渡)状態を引き
起こすように,このパワー値を維持する[図A.1 a)参照]。その他の過渡制御測定に対しては,信号発生器
の波形は適切に制御し,VOAはそれに応じて調節する。

6.2 測定条件

  連続過渡制御測定の幾つかは,供試OAの特定の動作状態に応じて実行する。パワー変動事象の例を表
1に示す。これらの測定は,一般に広範囲の入力パワー値で実行する。
                                表1−過渡制御測定の測定条件の例
                            事象                   パワー変動       スルーレート
             入力パワーステップ過渡増加又は減少    3 dB,7 dB     500 s,200 s,50 s
             入力パワーパルス過渡                  3 dB,7 dB     500 s,200 s,50 s
             入力パワーライトニング過渡          ±3 dB,±7 dB   500 s,200 s,50 s

――――― [JIS C 6122-4-3 pdf 7] ―――――

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7 データ分析

  過渡パラメータは,次の基準を用いて図2に示す増幅器出力パワー過渡波形を処理することで計算する。
− 過渡パワー応答(dB) : B−A
− 過渡パワー過補償応答(dB) : G−A
− 定常状態パワーオフセット(dB) : E−A
− 過渡パワー応答時間(μs) : D−C
        B
     出力パワー(dBm)
         E
         A
         G
                    C                                                          D
                                              時間(s)
                           a) チャネル入力パワー増加時(オーバシュート)
         G
         A
                Bm)
         E
               d
    出力パワー(
         B
                    C                                                      D
                                             時間(s)
                           b) チャネル入力パワー減少時(アンダシュート)
                                  図2−OA出力パワー過渡応答

――――― [JIS C 6122-4-3 pdf 8] ―――――

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8 測定結果

8.1 測定設定

  次の測定設定条件を記録する。
a) 測定系の配置
b) 各測定器の詳細(製造業者及び形式)
c) 各測定器の設定条件(例 偏波制御器の動作速度,OSAの分解能帯域幅)
d) 供試品の実装方法
e) 供試品に対する環境条件
f)  入力光波長λin

8.2 測定データ

  次の測定データを記録する。
a) 入力光パワーPin波形
b) 出力光パワーPout波形
c) 変動前後での稼働条件におけるSAR
d) 変動前後でのOFA励起レーザ出力
e) 入力変動前後にOAで記録(観測)された入力パワー(可能な場合)
f)  入力変動前後にOAで記録(観測)された出力パワー(可能な場合)
g)   FAが報告する内部温度(可能な場合)
h) 各測定装置の測定精度
i)  供試品の温度
j)  過渡パワー応答
k) 過渡パワーの過補償(応答)
l)  安定状態出力オフセット
m) 過渡パワー応答時間

――――― [JIS C 6122-4-3 pdf 9] ―――――

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                                          附属書A
                                          (参考)
                  単一波長EDFAにおけるパワー過渡事象の概要
A.1 背景
  端局OFAは,通常,ネットワーク全体におけるチャネルパワー変動に対応するため,入力パワーに対し
広いダイナミックレンジをもつ単一波長EDFAである。入力信号は,伝送チャネルに対する不完全なEDFA
の連結による過渡オーバシュート又はアンダシュートの連続によって生じる速いパワー変動を蓄積する。
たとえ各EDFAが最先端の利得過渡抑圧の状態(実力として各々のEDFAからの利得オーバシュート又は
アンダシュートが±1dB未満)で利得一定に動作していたとしても,ネットワーク全体のチャネル増減設
の結果としてそれらのよく知られた利得過渡現象は発生する。それらの過渡現象の一時的な急勾配及びオ
ーバシュート又はアンダシュートの大きさは通過したEDFAの数で蓄積され,最終的に,相当な出力変動
をもつ過渡事象は端局EDFAの入力に到達する。この単一チャネルパワーの過渡変動の形状は多中継伝送
システムにおける,1スパン前のEDFAの過渡パワー変動の形状に直接的に依存する。
A.2 特徴的な入力パワーの振る舞い
  前の増幅器連結の中で増減設事象の結果としての単一チャネル端局OFAの特有の入力パワーの振る舞
いを図A.1に示す。図A.1は特に入力パワー変化の時間依存性のタイミングに関する例を示す。ステップ
形,パルス形及びライトニングボルト形の過渡パワー応答並びにパワーオフセット応答は,チャネル受信
器が直ちに端局OAに続く場合には,通信事業者及びNEMにとっては特に重大となる。最適に設計した
OAは,これらの過渡パラメータに対して小さな値をもつ。

――――― [JIS C 6122-4-3 pdf 10] ―――――

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