IEC 61290-1-2:1998

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61290-1-2
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-06
Amplificateurs à fibres optiques –
Spécification de base –
Partie 1-2:
Méthodes d’essai pour les paramètres de gain –
Analyseur de spectre électrique
Optical fibre amplifiers –
Basic specification –
Part 1-2:
Test methods for gain parameters –
Electrical spectrum analyzer
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61290-1-2: 1998
Numéros des publications Numbering

Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are

sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.

Publications consolidées Consolidated publications

Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,

Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to

indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et porating amendment 1 and the base publication
la publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.

et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept under
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état constant review by the IEC, thus ensuring that the
actuel de la technique. content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de re- Information relating to the date of the reconfirmation of
confirmation de la publication sont disponibles dans the publication is available in the IEC catalogue.
le Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical com-
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des mittee which has prepared this publication, as well as
publications établies, se trouvent dans les documents the list of publications issued, is to be found at the
ci-dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour régulièrement Published yearly with regular updates
(Catalogue en ligne)* (On-line catalogue)*
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI* Available both at the IEC web site* and
et comme périodique imprimé as a printed periodical
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et symbols for use on equipment. Index, survey and

compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre. * See web site address on title page.

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61290-1-2
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-06
Amplificateurs à fibres optiques –
Spécification de base –
Partie 1-2:
Méthodes d’essai pour les paramètres de gain –
Analyseur de spectre électrique
Optical fibre amplifiers –
Basic specification –
Part 1-2:
Test methods for gain parameters –
Electrical spectrum analyzer
 IEC 1998 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun any form or by any means, electronic or mechanical,
procédé, électronique ou mécanique, y compris la photo- including photocopying and microfilm, without permission in
copie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. writing from the publisher.
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CODE PRIX
Commission Electrotechnique Internationale
N
PRICE CODE
International Electrotechnical Commission
Pour prix, voir catalogue en vigueur
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– 2 – 61290-1-2 © CEI:1998
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4

INTRODUCTION . 6

Articles
1 Domaine d'application et objet. 8

2 Référence normative . 8
3 Appareillage. 10
4 Echantillon d’essai . 14
5 Mode opératoire . 14
6 Calculs.16
7 Résultats des essais . 20
Figure 1 – Installation d'essai typique de l'analyseur de spectre électrique pour les
mesures du gain faible signal. 10
Figure 2 – Variation typique du gain en fonction de la puissance du signal d'entrée . 18
Annexe A (informative) Liste des abréviations. 24
Annexe B (informative) Bibliographie . 26

61290-1-2 © IEC:1998 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5

INTRODUCTION . 7

Clause
1 Scope and object . 9

2 Normative reference. 9
3 Apparatus . 11
4 Test sample . 15
5 Procedure . 15
6 Calculation. 17
7 Test results . 21
Figure 1 – Typical arrangement of the electrical spectrum analyzer test apparatus for
small-signal gain measurements . 11
Figure 2 – Typical behaviour of the gain as a function of the input signal power. 19
Annex A (informative)  List of abbreviations . 25
Annex B (informative)  Bibliography . 27

– 4 – 61290-1-2 © CEI:1998
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

––––––––––
AMPLIFICATEURS À FIBRES OPTIQUES –

SPÉCIFICATION DE BASE –
Partie 1-2: Méthodes d'essai pour les paramètres de gain –

Analyseur de spectre électrique

AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61290-1-2 a été établie par le sous-comité 86C: Systèmes et
dispositifs actifs à fibres optiques, du comité d'études 86 de la CEI: Fibres optiques.
Elle doit être lue conjointement avec la CEI 61291-1.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:

FDIS Rapport de vote
86C/176/FDIS 86C/200/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Les annexes A et B sont données uniquement à titre d'information.

61290-1-2 © IEC:1998 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

–––––––––
OPTICAL FIBRE AMPLIFIERS – BASIC SPECIFICATION –

Part 1-2: Test methods for gain parameters –

Electrical spectrum analyzer
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61290-1-2 has been prepared by subcommittee 86C: Fibre optic
systems and active devices, of IEC technical committee 86: Fibre optics.
It shall be read in conjunction with IEC 61291-1.
The text of this standard is based on the following documents:

FDIS Report on voting
86C/176/FDIS 86C/200/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
Annexes A and B are for information only.

– 6 – 61290-1-2 © CEI:1998
INTRODUCTION
Pour autant que l'on puisse en juger, ceci est la première Norme internationale relative au

domaine des amplificateurs à fibres optiques. Cette technologie est relativement nouvelle et se

développe encore, de sorte que des amendements et de nouvelles éditions de cette norme

sont à prévoir.
Chaque abréviation introduite est expliquée dans le texte au moins la première fois qu'elle

apparaît. Cependant, pour une meilleure compréhension de l'ensemble, une liste de toutes les

abréviations utilisées est donnée dans l'annexe A.

61290-1-2 © IEC:1998 – 7 –
INTRODUCTION
As far as can be determined, this is the first International Standard on optical fibre amplifiers.

The technology of optical fibre amplifiers is quite new and still emerging, hence amendments

and new editions to this standard can be expected.

Each abbreviation introduced is explained in the text at least the first time it appears. However,

for an easier understanding of the whole text, a list of all abbreviations used is given in

annex A.
– 8 – 61290-1-2 © CEI:1998
AMPLIFICATEURS À FIBRES OPTIQUES –

SPÉCIFICATION DE BASE –
Partie 1-2: Méthodes d'essai pour les paramètres de gain –

Analyseur de spectre électrique

1 Domaine d'application et objet
La présente partie de la CEI 61290 s'applique aux amplificateurs à fibres optiques (AFO)
utilisant des fibres actives contenant des dopants de terre rare, actuellement commercialisés.
L'objet de cette norme est d'établir des spécifications uniformes pour des mesures précises et
fiables, par le biais de la méthode d’essai de l'analyseur de spectre électrique, des paramètres
d'AFO donnés ci-dessous, tels qu’ils sont définis dans l’article 3 de la CEI 61291-1:
a) gain faible signal;
b) gain faible signal inverse;
c) gain faible signal maximal;
d) longueur d'onde du gain faible signal maximal;
e) variation maximale du gain faible signal en fonction de la température;
f) bande de longueur d'onde du gain faible signal;
g) variation du gain faible signal en fonction de la longueur d'onde;
h) stabilité du gain faible signal;
i) variation du gain en fonction de la polarisation.
NOTE – Toutes les valeurs numériques suivies de (‡) sont des propositions en cours d'étude.
2 Référence normative
Le document normatif suivant contient des dispositions qui, par suite de la référence qui y est
faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 61290. Au moment
de la publication, l'édition indiquée était en vigueur. Tout document normatif est sujet à révision
et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente partie de la CEI 61290 sont
invitées à rechercher la possibilité d’appliquer l'édition la plus récente du document normatif

indiqué ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes
internationales en vigueur.
1)
CEI 61291-1, — Amplificateurs à fibres optiques – Partie 1: Spécification générique
––––––––––
1)
A publier.
61290-1-2 © IEC:1998 – 9 –
OPTICAL FIBRE AMPLIFIERS – BASIC SPECIFICATION –

Part 1-2: Test methods for gain parameters –

Electrical spectrum analyzer
1 Scope and object
This part of IEC 61290 applies to optical fibre amplifiers (OFAs) using active fibres, containing
rare-earth dopants, presently commercially available.
The object of this standard is to establish uniform requirements for accurate and reliable
measurements, by means of the electrical spectrum analyzer test method, of the following OFA
parameters, as defined in clause 3 of IEC 61291-1:
a) small-signal gain;
b) reverse small-signal gain;
c) maximum small-signal gain;
d) maximum small-signal gain wavelength;
e) maximum small-signal gain variation with temperature;
f) small-signal gain wavelength band;
g) small-signal gain wavelength variation;
h) small-signal gain stability;
i) polarization-dependent gain variation.
NOTE – All numerical values followed by (‡) are intended to be currently under consideration.
2 Normative reference
The following normative document contains provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 61290. At the time of publication, the edition indicated
was valid. All normative documents are subject to revision, and parties to agreements based
on this part of IEC 61290 are encouraged to investigate the possibility of applying the most
recent edition of the normative document indicated below. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.

1)
IEC 61291-1, — Optical fibre amplifiers – Part 1: Generic specification
–––––––––
1)
To be published.
– 10 – 61290-1-2 © CEI:1998
3 Appareillage
Les schémas de l'installation de mesure sont donnés à la figure 1.

Mesureur
J1
Source
dB de puissance
optique
optique
Atténuateur
optique
variable
Générateur
de signal
IEC  699/98
Figure 1a - Mesure de la puissance optique du signal d’entrée moyennée dans le temps
J2
J1
Source Détecteur
dB
optique optique
Atténuateur
optique
variable
Analyseur
Générateur
de spectre
de signal
électrique
IEC  700/98
Figure 1b - Mesure de la puissance électrique modulée du signal d’entrée
J1 J2
Source
Détecteur
AFO
dB
optique
optique
Atténuateur
AFO
optique
à l’essai
variable
Analyseur
Générateur
de spectre
de signal
électrique
IEC  701/98
Figure 1c - Mesure de la puissance électrique modulée du signal de sortie
Figure 1 – Installation d'essai typique de l'analyseur de spectre électrique
pour les mesures du gain faible signal
Les équipements d'essai listés ci-dessous, avec les caractéristiques requises, sont
nécessaires:
a) source optique: la source optique doit être de longueur d'onde fixe ou accordable.

– source optique de longueur d'onde fixe: cette source optique doit générer une lumière
avec une longueur d'onde et une puissance optique spécifiées dans la spécification
particulière correspondante. Sauf indication contraire, la source optique doit émettre
une lumière modulée avec une largeur spectrale à mi-hauteur plus faible que 1 nm (‡).
Un laser à contre-réaction distribuée (DFB), un laser à réflecteur de Bragg distribué
(DBR), une diode laser à cavité externe (ECL) ou une diode électroluminescente (DEL)
avec un filtre à bande étroite sont par exemple appropriés. Le taux de suppression des
modes latéraux pour le laser DFB, le laser DBR ou l'ECL doit être supérieur à 30 dB (‡).
La variation de la puissance de sortie doit être inférieure à 0,05 dB (‡), ce qui peut être
plus facilement réalisable avec un isolateur optique au port de sortie de la source
optique. L'élargissement spectral au pied du spectre doit être minimal pour les sources
laser;
61290-1-2 © IEC:1998 – 11 –
3 Apparatus
A diagram of the measurement set-up is given in figure 1.

Optical
J1
Optical
power
dB
source
meter
Variable
optical
attenuator
Signal
generator
IEC  699/98
Figure 1a - Measurement of time-averaged input signal optical power
J2
J1
Optical
Optical
dB
source
detector
Variable
optical
attenuator
Electrical
Signal
spectrum
generator
analyzer
IEC  700/98
Figure 1b - Measurement of input signal modulated electrical power
J1 J2
Optical
Optical
OFA
dB
detector
source
Variable
OFA
optical
under test
attenuator
Electrical
Signal
spectrum
generator
analyzer
IEC  701/98
Figure 1c - Measurement of output signal modulated electrical power
Figure 1 – Typical arrangement of the electrical spectrum analyzer test apparatus
for small-signal gain measurements
The test equipment listed below, with the required characteristics, is needed:
a) optical source: The optical source shall be either at fixed wavelength or wavelength-tunable:
– fixed-wavelength optical source: This optical source shall generate a light with a
wavelength and optical power specified in the relevant detail specification. Unless

otherwise specified, the optical source shall emit modulated light with the full width at
half maximum of the spectrum narrower than 1 nm (‡). A distributed feedback (DFB)
laser, a distributed Bragg reflector (DBR) laser, an external cavity laser (ECL) diode and
a light-emitting diode (LED) with a narrow-band filter are applicable, for example. The
suppression ratio for the side modes for the DFB laser, the DBR laser or the ECL shall
be higher than 30 dB (‡). The output power fluctuation shall be less than 0,05 dB (‡),
which may be better attainable with an optical isolator at the output port of the optical
source. Spectral broadening at the foot of the lasing spectrum shall be minimal for laser
sources;
– 12 – 61290-1-2 © CEI:1998
– source optique de longueur d'onde accordable: cette source optique doit pouvoir

générer une lumière de longueur d'onde accordable dans la gamme spécifiée dans la

spécification particulière correspondante. Sa puissance optique doit être indiquée dans

la spécification particulière correspondante. Sauf indication contraire, la source optique

doit émettre une lumière modulée avec une largeur spectrale à mi-hauteur plus

faible que 1 nm (‡). Un ECL ou une DEL, par exemple, avec un filtre optique de bande
étroite sont appropriés. Le taux de suppression des modes latéraux pour l'ECL doit être
supérieur à 30 dB (‡). La variation de la puissance de sortie doit être inférieure à

0,05 dB, ce qui est plus aisément réalisable avec un isolateur optique placé au port de

sortie de la source optique. L'élargissement spectral au pied du spectre doit être

minimal pour l'ECL;
NOTE – Il convient que l‘utilisation d'une DEL soit limitée aux mesures de gain faible signal.

b) mesureur de puissance optique: il doit avoir une précision de mesure meilleure que
±0,2 dB, indépendamment de l'état de la polarisation, dans la largeur de bande de longueur
d'onde opérationnelle de l'AFO. Une dynamique dépassant le gain mesuré est nécessaire
(par exemple 40 dB);
c) analyseur de spectre électrique: l'erreur de mesure de puissance spectrale doit être
meilleure que ±0,5 dB (optique). La linéarité doit être meilleure que ±0,2 dB (optique);
d) isolateur optique: des isolateurs optiques peuvent être utilisés en entrée et en sortie de
l'AFO. La variation de la perte de dépendance à la polarisation de l'isolateur doit être
inférieure à 0,2 dB (‡). L'isolation optique doit être meilleure que 40 dB (‡). La réflectance
de ce composant doit être inférieure à –40 dB (‡) à chaque port;
e) atténuateur optique variable: la gamme et la stabilité de l'atténuation peuvent être
supérieures à 40 dB (‡) et meilleures que ±0,1 dB (‡) respectivement. La réflectance de ce
composant doit être inférieure à –40 dB (‡) à chaque port;
f) contrôleur de polarisation: cet appareil doit être capable de fournir en signal lumineux
d'entrée tous les états possibles de polarisation (par exemple l’état linéaire, elliptique et
circulaire). Par exemple, le contrôleur de polarisation peut consister soit en un polariseur
linéaire suivi d'un contrôleur de polarisation pour tout type de fibre, soit en un polariseur
linéaire suivi d'une lentille quart-d'onde orientable à 90° au minimum et d'une lentille
demi-onde orientable à 180° au minimum. La variation de la perte du contrôleur de
polarisation doit être inférieure à 0,2 dB (‡). La réflectance de cet appareil doit être
inférieure à –40 dB (‡) à chaque port;
g) jarretières de fibre optique: il convient que le diamètre du champ de mode des jarretières de
fibre optique utilisées soit aussi près que possible de celui des fibres servant de ports d'entrée
et de sortie de l'AFO. La réflectance de ce composant doit être inférieure à –40 dB (‡) à
chaque port, et la longueur de la jarretière inférieure à 2 m;
h) connecteurs optiques: la répétabilité des pertes de connexion doit être meilleure que ±0,2 dB;
i) détecteur optique: cet appareil doit être très insensible à la polarisation et avoir une
linéarité meilleure que ±0,2 dB;

NOTE – Afin de minimiser les effets de saturation dus aux niveaux élevés de courant continu, il convient que la
sortie du détecteur optique soit couplée c.a.
j) générateur de signal: le générateur de signal doit délivrer une onde sinusoïdale à une
fréquence supérieure à plusieurs centaines de kilohertz, avec une linéarité meilleure que
±1,5 dB.
NOTE – Pour les mesures de gain faible signal, un système de hachage optique peut être utilisé en variante.

61290-1-2 © IEC:1998 – 13 –
– wavelength-tunable optical source: This optical source shall be able to generate a

wavelength-tunable light within the range specified in the relevant detail specification.

Its optical power shall be specified in the relevant detail specification. Unless otherwise

specified, the optical source shall emit modulated light with the full width at half

maximum of the spectrum narrower than 1 nm (‡). An ECL or an LED with a narrow

bandpass optical filter is applicable, for example. The suppression ratio of side modes
for the ECL shall be higher than 30 dB (‡). The output power fluctuation shall be less
than 0,05 dB, which may be better attainable with an optical isolator at the output port of

the optical source. Spectral broadening at the foot of the lasing spectrum shall be

minimal for the ECL;
NOTE – The use of an LED should be limited to small-signal gain measurements.

b) optical power meter: It shall have a measurement accuracy better than ±0,2 dB, irrespective
of the state of polarization, within the operational wavelength bandwidth of the OFA. A
dynamic range exceeding the measured gain is required (e.g. 40 dB);
c) electrical spectrum analyzer: The spectral-power-measurement error shall be better than
±0,5 dB (optical). The linearity shall be better than ±0,2 dB (optical);
d) optical isolator: Optical isolators may be used to bracket the OFA. The polarization-
dependent loss variation of the isolator shall be better than 0,2 dB (‡). Optical isolation shall
be better than 40 dB (‡). The reflectance from this device shall be smaller than –40 dB (‡) at
each port;
e) variable optical attenuator: The attenuation range and stability shall be over 40 dB (‡)
and better than ±0,1 dB (‡), respectively. The reflectance from this device shall be smaller
than –40 dB (‡) at each port;
f) polarization controller: This device shall be able to provide as input signal light all possible
states of polarization (e.g. linear, elliptical and circular). For example, the polarization
controller may consist of a linear polarizer followed by an all-fibre-type polarization
controller, or by a linear polarizer followed by a quarter-wave plate rotatable by minimum
of 90° and a half wave plate rotatable by minimum of 180°. The loss variation of the
polarization controller shall be less than 0,2 dB (‡). The reflectance from this device shall
be smaller than –40 dB (‡) at each port;
g) optical fibre jumpers: The mode field diameter of the optical fibre jumpers used should be
as close as possible to that of fibres used as input and output ports of the OFA. The
reflectance from this device shall be smaller than –40 dB (‡) at each port, and the length of
the jumper shall be shorter than 2 m;
h) optical connectors: The connection loss repeatability shall be better than ±0,2 dB;
i) optical detector: This device shall be highly polarization insensitive and have a linearity
better than ±0,2 dB;
NOTE – In order to minimize the saturation effects due to high d.c. levels, the optical detector output should be a.c.
coupled.
j) signal generator: The signal generator shall generate a sinusoidal wave at a frequency

higher than several hundreds of kilohertz with a linearity better than ±1,5 dB.
NOTE – For small-signal gain measurements an optical chopping system could be used alternatively.

– 14 – 61290-1-2 © CEI:1998
4 Echantillon d’essai
L'AFO doit fonctionner dans des conditions nominales. Si l'AFO est susceptible de provoquer

des oscillations laser dues à des réflexions parasites, il convient d'utiliser des isolateurs

optiques en entrée et en sortie de l'AFO à l’essai. Cela permettra de réduire l'instabilité du

signal et les imprécisions de mesure.

Pour les mesures des paramètres a) à h) de l’article 1, des précautions doivent être prises

pour maintenir l'état de polarisation de la lumière incidente pendant la mesure. Des

changements de l'état de polarisation de la lumière incidente peuvent entraîner des variations

de la puissance optique d'entrée du fait de la légère dépendance à la polarisation de tous les

composants optiques utilisés, conduisant ainsi à des erreurs de mesure.
5 Mode opératoire
a) Gain faible signal: cette méthode permet la détermination du gain faible signal, en
mesurant la puissance électrique modulée, S et S , correspondant respectivement aux
in out
puissances de signal d'entrée et de sortie de l'AFO, à la longueur d'onde du signal. La
méthode utilisant un signal d'entrée modulé et un analyseur de spectre électrique permet
de distinguer le signal de sortie de l’émission spontanée amplifiée (ESA), car l'ESA n'est
pas modulée à la fréquence spécifiée. Ainsi, après soustraction, la puissance électrique de
sortie, à la fréquence de modulation, est considérée comme dépourvue d'ESA. Les
procédés de mesures décrits ci-dessous doivent être suivis:
1) régler le générateur de signal de telle sorte que la lumière émise par la source optique
soit modulée en intensité, à la fréquence indiquée dans la spécification détaillée. Sauf
indication contraire, la fréquence de modulation doit être supérieure à plusieurs
centaines de kilohertz (par exemple 1 MHz), pour éviter les distorsions de forme d'onde
dues à une réponse de gain lente;
2) régler la source optique à la longueur d'onde d'essai spécifiée dans la spécification
particulière correspondante;
3) mesurer la puissance du signal optique d'entrée, moyennée dans le temps, avec le
mesureur de puissance optique, comme indiqué à la figure 1a, pour la calibration.
Régler la source optique et l'atténuateur optique variable de manière à obtenir au port
d'entrée de l'AFO, la puissance optique du signal d'entrée moyennée dans le temps
spécifiée dans la spécification particulière correspondante;
4) mesurer la puissance électrique S correspondant à la puissance optique d'entrée
in
moyennée dans le temps spécifiée, à la fréquence de modulation, avec le détecteur
optique et l'analyseur de spectre électrique comme indiqué à la figure 1b;
5) mesurer la puissance électrique S correspondant au signal optique de sortie de
out
l'AFO, à la fréquence de modulation, au moyen du détecteur optique et de l'analyseur
de spectre électrique, comme indiqué à la figure 1c.

NOTE – Il convient que les connecteurs optiques J1 et J2 ne soient pas démontés pendant la mesure, afin d'éviter
les erreurs dues aux reconnexions.
b) Gains faible signal inverse: comme en a), mais avec l'AFO fonctionnant avec le port
d'entrée utilisé comme port de sortie et vice versa.
c) Gain faible signal maximal: comme en a), mais utiliser une source optique de longueur
d’onde accordable, répéter toutes les étapes à différentes longueurs d'ondes de manière à
couvrir toute la gamme de longueurs d'ondes indiquée dans la spécification particulière
correspondante, et remplacer l'étape 2) par la suivante:
2) régler la source optique de longueur d'onde accordable à une longueur d'onde d'essai
comprise dans la gamme de longueurs d'ondes spécifiée.
NOTE 1 – Sauf indication contraire, il convient que la longueur d'onde soit changée par pas inférieurs à 1 nm (‡),
autour de la longueur d'onde à laquelle le profil du spectre d'ESA, observé (par exemple avec un analyseur de
spectre optique ou un monochromateur) sans le signal d'entrée, prend sa valeur maximale.

61290-1-2 © IEC:1998 – 15 –
4 Test sample
The OFA shall operate at nominal operating conditions. If the OFA is likely to cause laser

oscillations due to unwanted reflections, optical isolators should be used to bracket the OFA

under test. This will minimize the signal instability and the measurement inaccuracy.

For measurements of parameters a) to h) (of clause 1), care shall be taken in maintaining the

state of polarization of the input light during the measurement. Changes in the polarization

state of the input light may result in input optical power changes, because of the slight

polarization dependency expected from all the optical components used, this leading to

measurement errors.
5 Procedure
a) Small-signal gain: This method permits determination of the small-signal gain, by
measuring the modulated electrical power, S and S , corresponding to the OFA input
in out
and output signal powers, respectively, at the signal wavelength. The method, using a
modulated input signal and an electrical spectrum analyzer, permits discrimination of the
output signal from the Amplified Spontaneous Emission (ASE), because the ASE is free
from modulation at the specified frequency. Thus, after subtracting off, the electrical output
power at the modulation frequency is considered deprived of the ASE. The measurement
procedures described below shall be followed:
1) set the signal generator in such a way that the light emitted by the optical source is
intensity modulated at the frequency specified in the detail specification. Unless
otherwise specified, the modulation frequency shall be higher than several hundred
kilohertz (e.g. 1 MHz) to avoid waveform distortion due to slow gain response;
2) set the optical source to the test wavelength specified in the relevant detail
specification;
3) measure the time-averaged input optical signal power with the optical power meter, as
shown in figure 1a, for calibration. Set the optical source and the variable optical
attenuator in a way to provide, at the input port of the OFA, the time-averaged input
optical signal power specified in the relevant detail specification;
4) measure the electrical power, S , corresponding to the specified time-averaged input
in
optical signal power at the modulation frequency by means of the optical detector and
the electrical spectrum analyzer, as shown in figure 1b;
5) measure the electrical power, S , corresponding to the OFA output optical signal at
out
the modulation frequency by means of the optical detector and the electrical spectrum
analyzer, as shown in figure 1c.
NOTE – Optical connectors J1 and J2 should not be removed during the measurement to avoid measurement error

due to reconnection.
b) Reverse small-signal gain: As in a), but with the OFA operating with the input port used as
output port and vice-versa.
c) Maximum small-signal gain: As in a), but use a wavelength-tunable optical source, repeat
all procedures at different wavelengths in such a way as to cover the wavelength range
specified in the relevant detail specification, and replace procedure 2) with the following:
2) set the wavelength-tunable optical source at a test wavelength within the specified
wavelength range.
NOTE 1 – Unless otherwise specified, the wavelength should be changed by steps smaller than 1 nm (‡) around the
wavelength where the ASE spectral profile, observed (e.g. with an optical spectrum analyzer or a monochromator)
without the input signal, takes its maximum value.

– 16 – 61290-1-2 © CEI:1998
NOTE 2 – Une précision de mesure de longueur d'onde de ±0,01 nm, autour de 1 550 nm, peut être obtenue avec

des lambdamètres disponibles dans le commerce basés sur des techniques de comptage de franges d'interférence.
Certains appareils avec diode à cavité laser externe accordable fournissent une précision de mesure de longueur
d'onde de ±0,2 nm.
d) Longueur d'onde du gain faible signal maximal: comme en c).

e) Variation maximale du gain faible signal en fonction de la température: à l’étude.

f) Bande de longueur d'onde du gain faible signal: comme en c).

g) Variation du gain faible signal: comme en c).

h) Stabilité du gain faible signal: à l’étude.

i) Variation du gain en fonction de la polarisation: comme en a), mais utiliser un contrôleur de

polarisation entre l'atténuateur optique variable et le connecteur J1 (voir figure 1), répéter
toutes les étapes à différents états de polarisation, comme spécifié dans la spécification
particulière correspondante, et remplacer l'étape 2) par la suivante:
2) régler la source optique à la longueur d'onde d'essai indiquée dans la spécification
particulière correspondante. Régler le contrôleur de polarisation à un état de
polarisation donné tel que cela est spécifié dans la spécification particulière
correspondante.
NOTE 1 – Il convient que l'état de polarisation du signal d'entrée soit changé après chaque mesure de S et S , à
in out
l'aide du contrôleur de polarisation, de telle sorte que tous les états de polarisation, en principe, soient
successivement envoyés dans le port d'entrée de l'AFO à l'essai.
NOTE 2 – Il convient que le contrôleur de polarisation soit mis en oeuvre comme cela est spécifié dans la
spécification particulière correspondante. Une possibilité, en utilisant un polariseur linéaire suivi d'une lentille quart
d'onde tournante, est la suivante: le polariseur linéaire est ajusté de telle sorte que la puissance de sortie de l'AFO
soit maximale, la lentille quart d’onde est ensuite tournée d'un minimum de 90° pas à pas. A chaque pas, la lentille
demi-onde est tournée d'un minimum de 180°, pas à pas. Un autre moyen de le faire est de choisir quatre états de
polarisation qui sont connus et précis pour effectuer un calcul de matrice de la variation du gain en fonction de la
polarisation qui en résulte.
NOTE 3 – Il convient qu'une courte jarretière optique à l'entrée de l'AFO, maintenue aussi droite que possible, soit
utilisée afin de minimiser des changements d'état de polarisation induits dans la fibre par d'éventuelles contraintes
et anisotropies.
NOTE 4 – Il convient que la variation de la perte de dépendance à la polarisation du connecteur optique soit
inférieure à 0,2 dB (‡).
6 Calculs
a) Gain faible signal: le gain faible signal G à la longueur d'onde du signal doit être calculé
comme suit:
S (avec mod.el.) − S (sans mod.el.)
out out
G = (unités linéaires)
S (avec mod.el.) − S (sans mod.el.)
in in
ou
S  − S
(avecmod.el.) (sansmod.el.)
out out
G = 5 log  (dB)
S (avec mod.el.) − S (sans mod.el.)
in in
NOTE 1 – G est le gain faible signal uniquement lorsque l'AFO en essai fonctionne en régime linéaire. Cela peut
être vérifié par le tracé de la courbe G en fonction de la puissance moyennée du signal optique d'entrée.
Pour obtenir le régime linéaire, il est nécessaire que la puissance moyennée du signal optique d'entrée soit dans
une plage où le gain en est relativement indépendant (voir figure 2). Un réglage de cette puissance entre –30 dBm
et –40 dBm convient en général.
NOTE 2 – L'erreur de mesure peut être meilleure que ±0,4 dB (‡) et dépend surtout de la linéarité du détecteur
optique et de l'analyseur de spectre électrique.
b) Gain faible signal inverse: comme en a).

61290-1-2 © IEC:1998 – 17 –
NOTE 2 – A wavelength measurement accuracy of ±0,01 nm, around 1 550 nm, is attainable with commercially

available wavelength meters based on interference-fringes counting techniques. Some tunable external-cavity laser-

diode instruments provide a wavelength measurement accuracy of ±0,2 nm.

d) Maximum small-signal gain wavelength: As in c).

e) Maximum small-signal gain variation with temperature: Under consideration.

f) Small-signal gain wavelength band: As in c).

g) Small-signal gain variation: As in c).

h) Small-signal gain stability: Under consideration.

i) Polarization-dependent gain variation: As in a), but use a polarization controller between

the variable optical attenuator and the connector J1 (see figure 1), repeat all procedures at

different states of polarization as specified in the relevant detail specification, and replace
procedure 2) with the following:
2) set the optical source to the test wavelength specified in the relevant detail
specification. Set the polarization controller at a given state of polarization as specified
in the relevant detail specification.
NOTE 1 – The state of polarization of the input signal should be changed after each measurement of S , S by
in out
means of the polarization controller, so that substantially all the states of polarization, in principle, are successively
launched into the input port of the OFA under test.
NOTE 2 – The polarization controller should be operated as specified in the relevant detail specifications. A
possible way, when using a linear polarizer followed by a quarter-wave rotatable plate, is the following: the linear
polarizer should be adjusted so that the OFA output power is maximized, the quarter-wave plate is then rotated by
minimum of 90° step-by-step. At each step, the half-wave plate is rotated by a minimum of 180° step-by-step.
Another possible way is to select four known and specified states of polarization to allow matrix calculation of the
resulting polarization dependent gain.
NOTE 3 – A short optical jumper
...