IEC 61290-3-2:2003

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61290-3-2
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-01
Amplificateurs à fibres optiques –
Partie 3-2:
Méthodes d'essai pour les paramètres
du facteur de bruit –
Méthode de l'analyseur spectral électrique
Optical amplifiers –
Part 3-2:
Test methods for noise figure parameters –
Electrical spectrum analyzer method

Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61290-3-2:2003
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sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For

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respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61290-3-2
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-01
Amplificateurs à fibres optiques –
Partie 3-2:
Méthodes d'essai pour les paramètres
du facteur de bruit –
Méthode de l'analyseur spectral électrique
Optical amplifiers –
Part 3-2:
Test methods for noise figure parameters –
Electrical spectrum analyzer method

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– 2 – 61290-3-2  CEI:2003
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 4

INTRODUCTION .6

1 Domaine d’application et objet . 8

2 Références normatives . 8

3 Appareil .10

4 Echantillon d’essai.14
5 Procédure.14
5.1 Technique de balayage de fréquence .14
5.1.1 Etalonnage .14
5.1.2 Mesure .20
5.2 Technique de fréquence sélectionnée: étalonnage et mesure .20
5.3 Limites de la précision de mesure.22
6 Calcul .22
6.1 Calcul des résultats d’étalonnage .22
6.2 Calcul des résultats pour la technique de balayage de fréquence .24
6.3 Calcul des résultats de l’essai pour la technique de fréquence sélectionnée.26
7 Résultats d’essai .26
Annexe A (informative) Listes des symboles et des abréviations.30
Bibliographie .34
Figure 1 – Schéma d’un montage de mesure.12

61290-3-2  IEC:2003 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD . 5

INTRODUCTION .7

1 Scope and object . 9

2 Normative references. 9

3 Apparatus .11

4 Test sample.15
5 Procedure.15
5.1 Frequency-scanning technique .15
5.1.1 Calibration .15
5.1.2 Measurement.21
5.2 Selected-frequency technique: calibration and measurement.21
5.3 Measurement accuracy limitations .23
6 Calculation.23
6.1 Calculation of calibration results .23
6.2 Calculation of test results for the frequency-scanning technique .25
6.3 Calculation of test results for the selected-frequency technique.27
7 Test results.27
Annex A (informative) List of symbols and abbreviations.31
Bibliography.35
Figure 1 – Scheme of a measurement set-up .13

– 4 – 61290-3-2  CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

____________
AMPLIFICATEURS À FIBRES OPTIQUES –

Partie 3-2: Méthodes d'essai pour les paramètres du facteur de bruit –

Méthode de l’analyseur spectral 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, spécifications techniques, 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 61290-3-2 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.
Cette norme doit être lue conjointement avec la CEI 61290-3 et la CEI 61291-1.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
86C/458/FDIS 86C/482/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.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.
L'annexe A est donnée uniquement à titre d'information.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2007.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
61290-3-2  IEC:2003 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

____________
OPTICAL AMPLIFIERS –
Part 3-2: Test methods for noise figure parameters –

Electrical spectrum analyzer method

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 specifications, 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 61290-3-2 has been prepared by subcommittee 86C: Fibre optic
systems and active devices, of IEC technical committee 86: Fibre optics.
This standard shall be read in conjunction with IEC 61290-3 and IEC 61291-1.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
86C/458/FDIS 86C/482/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.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.
Annex A is for information only.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2007. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 6 – 61290-3-2  CEI:2003
INTRODUCTION
La présente partie de la CEI 61290 est consacrée au domaine des amplificateurs optiques.

La technologie des amplificateurs optiques se développe rapidement encore, de sorte que

des amendements et de nouvelles éditions de cette norme sont à prévoir.

En général, chaque symbole et chaque abréviation introduits dans cette norme sont expliqués

dans le texte au moins la première fois qu'ils apparaissent. Cependant, pour une meilleure

compréhension de l’ensemble, une liste de tous les symboles et de toutes les abréviations

utilisés se trouve dans l’annexe A.

61290-3-2  IEC:2003 – 7 –
INTRODUCTION
This part of IEC 61290 is devoted to the subject of optical amplifiers. The technology of

optical amplifiers is still rapidly evolving, hence amendments and new additions to this

standard can be expected.
Each symbol and abbreviation introduced in this standard is generally explained in the text

the first time it appears. However, for an easier understanding of the whole text, a list of all

symbols and abbreviations used is given in annex A.

– 8 – 61290-3-2  CEI:2003
AMPLIFICATEURS À FIBRES OPTIQUES –

Partie 3-2: Méthodes d'essai pour les paramètres du facteur de bruit –

Méthode de l’analyseur spectral électrique

1 Domaine d’application et objet

La présente partie de la CEI 61290 s’applique aux amplificateurs à fibres optiques (AFO) qui
utilisent des fibres actives, dopées aux terres rares, qui sont actuellement disponibles sur le
marché.
L’objet de cette Norme internationale est d'établir des prescriptions uniformes en vue de
mesures précises et fiables du facteur de bruit défini en 3.1.17 de la CEI 61291-1, en utilisant
la méthode d’essai d’analyseur de spectre électrique (ASE).
La méthode d'essai présentée ci-dessous se fonde sur une mesure directe de bruit électrique
et se réfère à sa définition en tenant compte de toutes les contributions de bruit
correspondantes. On peut utiliser une méthode d’essai différente qui se base sur l’analyseur
de spectre optique, particulièrement pour de différents paramètres de bruit (comme le facteur
de bruit signal émission spontanée) mais ceci n’est pas compris dans l’objet de cette norme.
NOTE 1 Toutes les valeurs numériques suivies de (‡) sont des valeurs suggérées dont la mesure est assurée.
D’autres valeurs peuvent être acceptables, mais il convient de les vérifier.
NOTE 2 Il convient de pouvoir obtenir par cette méthode une précision de mesure pour le facteur de bruit moyen
de ±20 %(‡), respectivement ±1 dB, (voir article 6).
NOTE 3 Des aspects généraux des méthodes d’essai du facteur de bruit sont contenus dans la CEI 61290-3.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références
non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60728-6:2001, Cabled distribution systems for television and sound signals – Part 6:
Optical equipment (disponible en anglais seulement)

CEI 61290-3, Méthodes d’essais des amplificateurs à fibres optiques – Partie 3: Paramètres
du facteur de bruit
CEI 61291-1:1998, Amplificateurs à fibres optiques – Partie 1: Spécification générique
IEC/TR 61292-2, Optical amplifier technical reports – Part 2: Theoretical background for noise
1)
figure evaluation using the electrical spectrum analyzer (disponible en anglais seulement)
NOTE Une liste de références informatives est donnée dans la bibliographie.
________
1)
A publier.
61290-3-2  IEC:2003 – 9 –
OPTICAL AMPLIFIERS –
Part 3-2: Test methods for noise figure parameters –

Electrical spectrum analyzer method

1 Scope and object
This part of IEC 61290 applies to optical fibre amplifiers (OFA) using active fibres, containing
rare-earth dopants, presently commercially available.
The object of this International Standard is to establish uniform requirements for accurate and
reliable measurements, of the noise figure, as defined in 3.1.17 of IEC 61291-1, by means of
the electrical spectrum analyzer (ESA) method.
The present test method is based on direct electrical noise measurement and it is directly
related to its definition including all relevant noise contributions. A different test method based
on the optical spectrum analyzer can be used, particularly for different noise parameters
(such as the signal-spontaneous noise factor) but it is not included in the object of this
standard.
NOTE 1 All numerical values followed by (‡) are suggested values for which the measurement is assured. Other
values may be acceptable but should be verified.
NOTE 2 A measurement accuracy for the average noise factor of ±20 %(‡), respectively ±1 dB, should be
attainable with this method (see clause 6).
NOTE 3 General aspects of noise figure test methods are reported in IEC 61290-3.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document.
For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60728-6:2001, Cabled distribution systems for television and sound signals – Part 6:
Optical equipment
IEC 61290-3, Optical fibre amplifier test methods – Basic specification – Part 3: Noise figure
parameters
IEC 61291-1:1998, Optical fibre amplifiers – Part 1: Generic specification
IEC/TR 61292-2, Optical amplifier technical reports – Part 2: Theoretical background for noise
1)
figure evaluation using the electrical spectrum analyzer
NOTE A list of informative references is given in the bibliography.
________
1)
To be published.
– 10 – 61290-3-2  CEI:2003
3 Appareil
Le schéma d’une mise en application possible du montage de mesure est illustré à la figure 1.

L’équipement d’essai décrit ci-dessous, avec des caractéristiques requises, est nécessaire.

a) Un module de source ayant les composants suivants

1) Une source laser avec un spectre de raie unique, par exemple: une diode laser à

rétroaction répartie (RR). La source laser doit être modulée en amplitude d’onde

sinusoïdale avec une seule fréquence qui est suffisamment plus rapide que la largeur

de raie de la source. Il est recommandé d’utiliser une fréquence de modulation au
minimum trois fois plus rapide que la largeur de raie. L’amplitude relative de
modulation, m (cela veut dire, le taux de la valeur moyenne quadratique, VMQ, de la
modulation en amplitude de la puissance optique à la puissance optique moyenne) doit
être suffisamment petite afin d’assurer son fonctionnement dans le régime linéaire.
Une valeur pour m de 2 % à 10 %(‡) est considérée comme suffisante. On peut utiliser
une modulation directe ou externe.
Une puissance de sortie moyenne réalisable, P , supérieure ou égale à 0 dBm, est
out,0
recommandée afin de générer la saturation de l’AFO désirée.
La largeur de raie FWHM (pleine largeur à mi-hauteur) sous modulation doit être entre
20 MHz(‡) et 100 MHz(‡). Cette gamme est considérée comme la meilleure pour
préciser la contribution du bruit de brouillage de trajet multiple (MPI), parce qu’elle
réfléchit les largeurs de raies typiques des lasers RR, la source laser typique utilisée
en conjonction avec des AFO. Une largeur de raie de 20 MHz est suffisante pour un
espacement minimal de 7,5 m entre les pointes de réflexions internes de l’AFO.
L’utilisation des largeurs de raies plus étroites mène à la situation indésirable où les
réflexions internes de l’AFO s’interposent d’une manière cohérente et où l’on précise
des résultats de facteur de bruit fortement différents. Une largeur de raie supérieure à
100 MHz provoquera des contributions de bruit de l’AFO aux fréquences qui sont plus
rapides que le bord maximal de la largeur de bande de l’ASE.
Le bruit d'intensité relative (BIR) de la source laser doit être inférieur à –150 dB/Hz(‡)
dans la gamme de fréquences d’intérêt (par exemple, 10 MHz à 2 GHz).
La puissance d’émission spontanée, correspondant à la puissance de signal, doit être
inférieure à –40 dB/nm(‡) afin d’éviter de grandes contributions de bruit résultant d’un
mélange spontané-spontané de l’émission de source spontanée.
2) Un isolateur interne ou externe, pour que les réflexions externes n'aient aucune
influence sur le spectre de laser et sur le bruit d’intensité relative du laser. L’isolateur
doit avoir un isolement optique supérieur à 60 dB(‡). La réflectance au port de sortie
de l’isolateur doit être inférieure à –50 dB(‡).
3) Un affaiblisseur d’entrée avec atténuation variable, une gamme d’atténuation >40 dB,

linéarité supérieure à ±0,05 dB(‡) et de réflectances externes/internes inférieures à
–50 dB(‡). Cet affaiblisseur sert comme moyen de transformer la puissance de sortie
de la source sans changer ni son spectre, ni son bruit d'intensité relative (BIR) ni son
état de polarisation. Le but de cet affaiblisseur est de contrôler la puissance d’entrée
et de permettre une distinction de bruit de grenaille parmi d’autres sources de bruit
pendant l’étalonnage.
NOTE En variante, on peut utiliser un affaiblisseur plus simple sans aucune prescription de linéarité si le
changement de perte est mesuré avec l’analyseur de spectre électrique.
4) Un contrôleur de polarisation aux capacités suivantes: la génération de tous les états
de polarisation de sortie possibles d’un état de polarisation d’entrée arbitraire, une
dépendance de puissance optique sur un état de polarisation de sortie inférieure à
±0,01 dB(‡), et des réflectances inférieures à –50 dB(‡).

61290-3-2  IEC:2003 – 11 –
3 Apparatus
The scheme of a possible implementation of the measurement set-up is shown in figure 1.

The test equipment listed below, with the required characteristics, is necessary.

a) A source module with the following components

1) A laser source with a single-line spectrum, for example, a distributed feedback (DFB)

laser diode. The laser source shall be sine-wave amplitude modulated with one single

frequency that is sufficiently higher than the linewidth of the source. A modulation

frequency at least three times higher than the linewidth is advisable. The relative
modulation amplitude, m (that is, the ratio of root mean square, RMS, optical power
modulation amplitude to average optical power) shall be sufficiently small to ensure
operation in the linear regime. A value for m of 2 % to 10 %(‡) is considered adequate.
Direct or external modulation can be used.
An achievable average output power, P , of not less than 0 dBm is advisable, to be
out,0
able to generate the desired OFA saturation state.
The FWHM linewidth (full-width half maximum) under modulation shall be comprised
between 20 MHz(‡) and 100 MHz(‡). This is considered the best range for accurate
determination of the noise contribution from multiple path interference (MPI), because
it closely reflects the typical linewidths of DFB lasers, the typical laser source used in
conjunction with OFA. A linewidth of 20 MHz is adequate for a minimum spacing
of 7,5 m between the OFA-internal reflection points. Using narrower linewidths will
lead to the undesired situation that the OFA-internal reflections interfere in a coherent
way and that substantially different noise figure results are obtained. A linewidth of
more than 100 MHz will cause OFA noise contributions at frequencies which are higher
than the high end of the ESA bandwidth.
The relative intensity noise (RIN) of the laser source shall be less than –150 dB/Hz(‡)
within the frequency range of interest (for example, 10 MHz to 2 GHz).
The spontaneous emission power, relative to the signal power, shall be less than
–40 dB/nm(‡) in order to avoid large noise contributions from spontaneous-
spontaneous mixing of the source spontaneous emission.
2) A built-in or external isolator, so that external reflections have no influence on the
laser spectrum and on the laser relative intensity noise. The isolator shall have an
optical isolation of better than 60 dB(‡). The reflectance at the isolator output port
shall be less than –50 dB(‡).
3) An input attenuator with variable attenuation, >40 dB attenuation range, better than
±0,05 dB(‡) linearity and external/internal reflectances of less than –50 dB(‡). This
attenuator serves as means of changing the source output power without changing its
spectrum, relative intensity noise (RIN) or state of polarization. The purpose of this

attenuator is to control the input power and to allow a distinction of shot noise from
other noise sources during calibration.
NOTE Alternatively, a simpler attenuator with no linearity requirement can be used if the change of loss
is measured with the electrical spectrum analyzer.
4) A polarization controller with the following capabilities: generation of all possible
output polarization states from an arbitrary input polarization state, optical power
dependence on output polarization state less than ±0,01 dB(‡), and reflectances less
than –50 dB(‡).
– 12 – 61290-3-2  CEI:2003
Laser RR Analyseur
Contrôleur de
Détecteur
avec de spectre
dB AO dB
polarisation
optique
isolateur électrique
Affaiblisseur
Affaiblisseur Filtre optique Amplificateur
variable
AFO à
variable d’entrée (facultatif) électrique
de sortie
l’essai
Module du récepteur
Module de la source Eventuellement

séparables
Mesureur
Source de
de puissance
modulation Câble de liaison du
optique
mesureur de puissance
IEC  2629/02
Figure 1 – Schéma d’un montage de mesure
b) Une source de modulation (c'est-à-dire un générateur de signaux) capable de générer la
fréquence et l’amplitude indiquées ci-dessus.
c) Un mesureur de puissance optique avec les capacités suivantes.
Il doit avoir la capacité de mesurer la puissance rayonnée totale du connecteur de sortie
(ou fibre nue) du module de source. Il doit avoir une précision de mesure supérieure à
±0,2 dB, indépendamment de l’état de polarisation, dans la gamme de la bande de
longueur d’onde fonctionnelle de l’AFO. Le niveau de puissance minimal se définit par la
puissance de source à un réglage de 0 dB sur l’affaiblisseur. Le niveau maximal de
puissance est fourni par la puissance de sortie de l’AFO à la puissance d’entrée la plus
élevée.
Il est recommandable de rendre accessible le port de sortie de l’affaiblisseur de sortie,
car, en variante, la puissance de sortie de l’AFO peut alors être mesurée par
l’affaiblisseur de sortie; on réduit ainsi le besoin de mesurage à une puissance forte.
d) Un module de récepteur avec une puissance de bruit équivalente (en watts optiques/
hertz) égale ou inférieure(‡) au bruit relatif au BIR à la sortie du module de source au
réglage de 0 dB sur l’affaiblisseur d’entrée. Le module de récepteur doit être constitué
comme suit:
1) un affaiblisseur de sortie avec atténuation variable, avec une gamme d’atténuation
supérieure à 40 dB, une linéarité supérieure à ±0,05 dB(‡), une dépendance de
polarisation crête à crête supérieure à 0,05 dB(‡), une réponse de longueur d’onde
essentiellement uniforme, des réflectances externes/internes inférieures à –50 dB(‡),
des capacités de niveau de puissance jusqu’à la puissance de sortie maximale de
l’AFO. Le but de cet affaiblisseur est de fournir une atténuation précise avant l’entrée
du détecteur;
2) un convertisseur O/E, de préférence une combinaison de photodétecteur avec une

réflectance inférieure à –30 dB(‡) et une dépendance de polarisation crête à crête
supérieure à 0,05 dB(‡), et un amplificateur électrique avec une entrée de grande
impédance (pour réaliser un bruit thermique faible);
3) un analyseur de spectre électrique (ASE). Il doit avoir une gamme de fréquence dont
les contributions de brouillage de trajet multiple (MPI) au facteur de bruit se
décroissent à insignifiance. En général, des gammes de fréquences de 10 MHz à
2 GHz(‡) achèvent ce but. Le bruit de fond de l’ASE doit être plus bas que le bruit de
fond à la sortie de l’amplificateur (électrique) quand le module de la source est lié et
que l’affaiblisseur d’entrée est réglé à une atténuation de 0 dB (dans ce cas, le bruit
de fond de l’amplificateur comprend du bruit BIR de la source, du bruit de grenaille du
détecteur et du bruit thermique de l’amplificateur électrique).
e) Câbles de liaison optiques avec diamètres du champ de mode aussi semblables que
possible à ceux des fibres utilisées comme ports d’entrée et de sortie de l’AFO.

61290-3-2  IEC:2003 – 13 –
DFB laser Electrical
Polarization Optical
with spectrum
dB OA dB
controller detector
isolator analyzer
Variable Electrical
Optical filter
Variable
output
OFA under amplifier
(optional)
input attenuator
attenuator
test
Source module Possibly separable Receiver module

Optical
Modulation
power
source
meter
Power meter jumper cable
IEC  2629/02
Figure 1 – Scheme of a measurement set-up
b) A modulation source (that is, a signal generator) capable of generating the frequency and
amplitude stated above.
c) An optical power meter with the following capabilities.
It shall be capable of measuring the total radiated power from the output connector
(or bare fibre) of the source module. It shall have a measurement accuracy of better than
±0,2 dB, irrespective of the state of polarization, within the operational wavelength band of
the OFA. The minimum power level is defined by the source power at 0 dB attenuator
setting. The highest power level is given by the OFA output power at the highest input
power.
It is advisable to make the output port of the output attenuator accessible, because then
the OFA output power can alternatively be measured through the output attenuator,
thereby reducing the need for high power measurement.
d) A receiver module with a noise equivalent power (in optical watts/hertz) not larger (‡) than
the RIN-related noise at the output of the source module at the input attenuator 0 dB
setting. The receiver module shall consist of the following components:
1) an output attenuator with variable attenuation, with attenuation range greater than
40 dB, linearity better than ±0,05 dB(‡), peak-to-peak polarization dependence better
than 0,05 dB(‡), essentially flat wavelength-response, external/internal reflectances of
less than –50 dB(‡), power level capabilities up to the maximum OFA output power.
The purpose of this attenuator is to provide accurate attenuation before the detector
input;
2) an O/E converter, preferably a combination of photodetector with a reflectance of less
than –30 dB(‡) and a peak-to-peak polarization dependence better than 0,05 dB(‡),
and electrical amplifier with high-impedance input (to achieve low thermal noise);
3) an electrical spectrum analyzer (ESA). It should have a frequency range in which any

multiple path interference (MPI) contribution to the noise figure is decayed to
insignificance. Usually frequency ranges from 10 MHz to 2 GHz(‡) fulfil this require-
ment. The ESA noise floor should be lower than the noise floor at the output of the
(electrical) amplifier when the source module is connected and the input attenuator is
set to 0 dB attenuation (in this case, the amplifier noise floor contains noise from
source RIN, detector shot noise and the electrical amplifier thermal noise).
e) Optical jumper cables with mode field diameters as close as possible to those of the fibres
used as input and output ports of the OFA.

– 14 – 61290-3-2  CEI:2003
f) Connecteurs optiques compatibles à ceux utilisés comme ports d’entrée optique de

l’appareil d’essai de l’AFO, avec une répétabilité de perte supérieure à ±0,1 dB. Leur

réflectance doit être inférieure à –50 dB(‡). En variante, on peut utiliser l’épissage optique

comme méthode pour lier l’AFO au montage de mesure (on considère que cette méthode

est la plus précise).
g) Facultativement, un filtre optique pour diminuer/exclure la contribution du bruit du

mélange spontané-spontané des résultats de mesure. Ce filtre doit avoir les caracté-

ristiques suivantes: largeur de bande du filtre suffisamment étroite pour obtenir la

diminution prescrite du bruit spontané-spontané, réflectances d’entrée et de sortie

inférieures à –50 dB(‡), dépendance de polarisation crête à crête inférieure à 0,05 dB(‡),

affaiblissement de bande atténuée supérieure à 30 dB.

4 Echantillon d’essai
L’AFO doit fonctionner aux conditions de fonctionnement nominales. S’il est probable que
l'AFO ou l’appareil d’essai présente des risques de brouillage en montage, il convient
d'utiliser des isolateurs optiques pour isoler l'AFO à l’essai. Cela réduira au minimum
l'instabilité de signal et l'incertitude de mesure.
Les accès optiques de l’AFO peuvent être soit des connecteurs, soit des amorces à fibre nue.
Il convient de prendre des précautions pour maintenir l'état de polarisation de la lumière
d’entrée pendant la mesure. Des changements de l'état de polarisation peuvent causer des
variations de la puissance optique d'entrée et des changements du bruit causés par le
brouillage de trajet multiple. Il est donc nécessaire de régler l’état de polarisation d’entrée
afin de maximiser le facteur de bruit.
5 Procédure
Toutes les mesures de signal et de bruit par l’analyseur de spectre électrique sont exprimées
en watts électriques. Tous les résultats de la mesure de bruit sont compris comme fonction
de fréquence et après la soustraction (peut-être dépendant de la fréquence) du bruit
thermique (voir 5.1, point i).
Deux variantes de techniques sont possibles, la technique de balayage de fréquence et la
technique de fréquence sélectionnée. La technique de balayage de fréquence est
recommandée quand la dépendance de fréquence du bruit produite par l’AFO est inconnue ou
non monotonique. La technique de fréquence sélectionnée peut être utilisée lorsque la
puissance de bruit totale N (f) (avec l’AFO inséré et en excluant le bruit thermique) est
approximativement indépendante de la fréquence (c'est-à-dire lorsque la contribution du bruit
de brouillages de trajet multiple est négligeable) ou se dégrade monotoniquement par relation
à la fréquence (c'est-à-dire lorsque la contribution du bruit de brouillages de trajet multiple est
essentiellement incohérente).
5.1 Technique de balayage de fréquence
5.1.1 Etalonnage
Dans cette procédure, le bruit de grenaille dépendant de la fréquence et le bruit d’intensité du
laser demandent des précisions uniques. Pour atteindre cet objectif, on doit mesurer le bruit
aux différents niveaux de puissance optique, afin de distinguer les deux types de bruit. Cette
procédure ne demande accès ni au courant photoélectrique ni à la sortie de l'affaiblisseur de
sortie. Il est supposé que les affaiblisseurs sont linéaires, c’est-à-dire que le réglage d’un
affaiblissement de 3 dB diminue par 3 dB le niveau de puissance.

61290-3-2  IEC:2003 – 15 –
f) Optical connectors compatible with those used as optical input ports of the OFA test

device, with a loss repeatability of better than ±0,1 dB. Their reflectance shall be less than

–50 dB(‡). Alternatively, optical splicing can be used as a method for connecting the OFA

to the measurement set-up (this is considered the most accurate method).

g) Optionally, an optical filter to reduce/exclude the noise contribution from spontaneous-

spontaneous mixing from the measurement results. The filter shall have the following

properties: filter bandwidth sufficiently small to obtain the desired reduction of the

spontaneous-spontaneous noise, input and output reflectances less than –50 dB(‡), peak-

to-peak polarization dependence less than 0,05 dB(‡), stop-band attenuation greater than

30 dB.
4 Test sample
The OFA shall operate at nominal operating conditions. If the OFA or the test apparatus is
likely to cause optical interference problems in the set-up, optical isolators should be used to
bracket the OFA under test. This will minimize the signal instability and the measurement
uncertainty.
The OFA optical ports may be optical connectors or bare fibre pigtails.
Care should be taken in maintaining the state of polarization of the input light during the
measurement. Changes in the polarization state may result in changes of the optical input
power and in changes of the noise due to multiple path interference. Therefore, it is
necessary to adjust the input polarization state in order to maximize the noise figure.
5 Procedure
All signal and noise measurements with the electrical spectrum analyzer are expressed in
electrical watts. All noise measurement results are to be understood as a function of
frequency and after subtraction of the (possibly frequency dependent) thermal noise (see 5.1,
item i).
Two alternative techniques are possible, namely the frequency-scanning technique and the
selected-frequency technique. The frequency-scanning technique is advisable when the
frequency-dependence of the noise produced by the OFA is unknown or non-monotonic.
The selected-frequency technique may be used when the total noise power N (f) (with the
OFA inserted and excluding the thermal noise) either is approximately frequency independent
(that is, when the noise contribution from multi-path interference is negligible) or decays
monotonically with the frequency (that is, when the noise contribution from multi-path inter-
ference is essentially incoherent).

5.1 Frequency-scanning technique
5.1.1 Calibration
In this procedure, the frequency-dependent shot noise and laser intensity noise must be
determined separately. To accomplish this, the noise shall be measured at the different
optical power levels, in order to distinguish the two kinds of noise. This procedure does not
require access to the photocurrent or the output of the output attenuator. It is assumed that
the attenuators are linear, that is to say that setting an attenuation of 3 dB reduces the power
level by 3 dB.
– 16 – 61290-3-2  CEI:2003
Il est attendu que le réglage du contrôleur de polarisation a une faible influence sur les
résultats d’étalonnage.
Toutes les mesures de bruit énumérées ci-dessous sont à effectuer comme fonction de la
fréquence de bande de base, dans la gamme de fréquences spécifiée dans la spécification

particulière correspondante. Il convient d'estimer la valeur du bruit à la fréquence de

modulation par interpolation.
On doit suivre la procédure d’étalonnage suivante.

a) Pour l’ASE, choisir une gamme de fréquences de bande de base appropriée et des

échelons de mesure dans les bords de cette gamme (par exemple, une gamme de 10 MHz
à 2 GHz avec des échelons de 5 MHz).
NOTE Il convient que la gamme de fréquences de bande de base soit au minimum 30(‡) fois plus large que
la largeur de raie FWHM de
...