Optical amplifiers - Test methods - Part 10-2: Multichannel parameters - Pulse method using a gated optical spectrum analyzer

Applies to optical fibre amplifiers (OFA) using active fibres, containing rare-earth dopants, currently commercially available. The object is to establish uniform requirements for accurate and reliable measurements of the signal-spontaneous noise figure as defined in 3.1.18 of IEC 61291-1.The test method described is, in general, for multichannel applications. Single-channel applications are a special case of multichannel applications.

Amplificateurs optiques - Méthodes d'essai - Partie 10-2: Paramètres à canaux multiples - Méthode d'impulsion utilisant un analyseur de spectre optique stroboscopique

S'applique aux amplificateurs à fibres optiques (AFO) utilisant des fibres actives, dopées aux terres rares, qui sont actuellement disponibles sur le marché. Etablit des prescriptions uniformes en vue de mesures précises et fiables du facteur de bruit signal/émission spontanée défini en 3.1.18 de la CEI 61291-1. La méthode d'essai décrite est, en général, destinée à des applications à canaux multiples. Les applications à canal unique constituent un cas spécial d'applications à canaux multiples.

General Information

Status
Published
Publication Date
20-Jan-2003
Drafting Committee
WG 3 - TC 86/SC 86C/WG 3
Current Stage
DELPUB - Deleted Publication
Start Date
31-Dec-2007
Completion Date
26-Oct-2025

Relations

Effective Date
05-Sep-2023

Overview

IEC 61290-10-2:2003 is an international standard developed by the International Electrotechnical Commission (IEC) that specifies test methods for measuring multichannel parameters of optical fibre amplifiers (OFAs) using active rare-earth doped fibres. The standard focuses on a pulse measurement technique employing a gated optical spectrum analyzer to determine the signal-spontaneous noise figure-an essential performance metric for optical amplifiers. Applicable predominantly for multichannel applications, the standard also covers single-channel scenarios as a specific case, establishing uniform requirements for accurate and reliable noise figure measurements.

Key Topics

  • Scope and Application
    Applies to commercial optical fibre amplifiers with active rare-earth doped fibres. Defines procedures to assess noise characteristics critical for amplifier performance in wavelength-division multiplexing (WDM) systems.

  • Pulse Measurement Method
    Utilizes gated optical spectrum analyzer technology with optical pulse sources to isolate noise and signal components precisely, allowing effective multichannel parameter analysis.

  • Signal-Spontaneous Noise Figure Measurement
    Provides standardized approaches to evaluate signal-spontaneous noise figure, contributing to a consistent characterization of amplifier noise performance in optical networks.

  • Calibration and Test Setup
    Guidance is included on apparatus setup, calibration methods, and measurement techniques to ensure reproducibility and comparability of test results.

  • Channel Parameters for Multichannel Systems
    Focus is on multichannel environments, reflecting modern telecommunication system needs, with relevant procedures adaptable to single-channel testing.

  • Relevant Symbols and Abbreviations
    Annexes provide comprehensive lists of symbols, abbreviations, and measurement methodologies related to pulse repetition frequency and gain recovery analysis.

Applications

  • Optical Communication Systems
    The standard helps telecommunications engineers and system designers to accurately evaluate the noise performance of optical amplifiers, essential for optimizing WDM networks and maintaining signal integrity.

  • Amplifier Manufacturer Testing
    Manufacturers use IEC 61290-10-2 to ensure product compliance with international noise figure measurement methodologies, facilitating global market acceptance.

  • Research and Development
    Researchers working on new amplifier designs and rare-earth doped fibre technologies rely on these testing methods for benchmarking and comparative analysis.

  • Quality Assurance in Optical Networks
    Network operators apply this standard during installation and maintenance to diagnose amplifier performance and mitigate noise-related impairments.

Related Standards

  • IEC 61291-1 – Defines signal-spontaneous noise figure concepts referenced in IEC 61290-10-2, providing foundational definitions crucial for consistent measurement interpretation.

  • IEC 61290 Series – Addresses other test methods and parameters related to optical amplifiers, supporting a comprehensive measurement framework covering various amplifier characteristics.

  • ITU-T Recommendations on Optical Amplifiers – Complement IEC standards by specifying optical amplifier performance and testing guidelines relevant for telecom deployments.

  • ISO/IEC Directives – Guidelines used for the preparation and maintenance of international standards, ensuring IEC 61290-10-2 adheres to best practices in standardization.


Keywords: IEC 61290-10-2, optical amplifiers, test methods, multichannel parameters, pulse method, gated optical spectrum analyzer, signal-spontaneous noise figure, optical fibre amplifiers, rare-earth doped fibre, WDM systems, amplifier noise measurement, optical communications standards.

Standard

IEC 61290-10-2:2003 - Optical amplifiers - Test methods - Part 10-2: Multichannel parameters - Pulse method using a gated optical spectrum analyzer Released:1/21/2003 Isbn:2831866766

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Frequently Asked Questions

IEC 61290-10-2:2003 is a standard published by the International Electrotechnical Commission (IEC). Its full title is "Optical amplifiers - Test methods - Part 10-2: Multichannel parameters - Pulse method using a gated optical spectrum analyzer". This standard covers: Applies to optical fibre amplifiers (OFA) using active fibres, containing rare-earth dopants, currently commercially available. The object is to establish uniform requirements for accurate and reliable measurements of the signal-spontaneous noise figure as defined in 3.1.18 of IEC 61291-1.The test method described is, in general, for multichannel applications. Single-channel applications are a special case of multichannel applications.

Applies to optical fibre amplifiers (OFA) using active fibres, containing rare-earth dopants, currently commercially available. The object is to establish uniform requirements for accurate and reliable measurements of the signal-spontaneous noise figure as defined in 3.1.18 of IEC 61291-1.The test method described is, in general, for multichannel applications. Single-channel applications are a special case of multichannel applications.

IEC 61290-10-2:2003 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 33.180.30 - Optic amplifiers. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.

IEC 61290-10-2:2003 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to IEC 61290-10-2:2007. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.

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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61290-10-2
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-01
Amplificateurs optiques –
Méthodes d'essai –
Partie 10-2:
Paramètres à canaux multiples –
Méthode d'impulsion utilisant un analyseur
de spectre optique stroboscopique
Optical amplifiers –
Test methods –
Part 10-2:
Multichannel parameters –
Pulse method using a gated optical
spectrum analyzer
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61290-10-2:2003
Numérotation des publications Publication 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. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For

devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.

Editions consolidées Consolidated editions

Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its

CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1

exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
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.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
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• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI The on-line catalogue on the IEC web site
(www.iec.ch/catlg-f.htm) vous permet de faire des (www.iec.ch/catlg-e.htm) enables you to search
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comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
d’études ou date de publication. Des informations line information is also available on recently
en ligne sont également disponibles sur les issued publications, withdrawn and replaced
nouvelles publications, les publications rempla- publications, as well as corrigenda.
cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
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• IEC Just Published
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Fax: +41 22 919 03 00
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.
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61290-10-2
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-01
Amplificateurs optiques –
Méthodes d'essai –
Partie 10-2:
Paramètres à canaux multiples –
Méthode d'impulsion utilisant un analyseur
de spectre optique stroboscopique
Optical amplifiers –
Test methods –
Part 10-2:
Multichannel parameters –
Pulse method using a gated optical
spectrum analyzer
 IEC 2003 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 any
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P
Commission Electrotechnique Internationale PRICE CODE
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– 2 – 61290-10-2  CEI:2003
SOMMAIRE
AVANT PROPOS.4

INTRODUCTION .8

1 Domaine d'application et objet.10

2 Références normatives .10

3 Appareillage.12

4 Echantillon d'essai .16
5 Procédure .16
5.1 Etalonnage .18
5.2 Mesure du bruit et du signal de sortie.18
6 Calculs .20
7 Résultats d’essai.22
Annexe A (informative) Liste des symboles et des abréviations.24
Annexe B (informative) Mesures de la fréquence de répétition d'impulsion.26
Bibliographie .30
Figure 1 – Appareillage d'essai pour la mesure du paramètre de facteurs de bruit
signal/émission spontanée – Disposition type .12
Figure 2 – Deux dispositions du module de source d'impulsion optique .14
Figure 3 – Diagramme de temps.20
Figure B.1 – Montage destiné à évaluer l'erreur de reprise de gain
par rapport à la rapidité de modulation.26
Figure B.2 – Erreur de reprise de gain par rapport à la fréquence de modulation
avec courant de pompe en tant que paramètre .26

61290-10-2  IEC:2003 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD . 5

INTRODUCTION .9

1 Scope and object .11

2 Normative references.11

3 Apparatus .13

4 Test sample.17
5 Procedure.17
5.1 Calibration .19
5.2 Output signal and noise measurement .19
6 Calculations.21
7 Test results.23
Annex A (informative) List of symbols and abbreviations.25
Annex B (informative) Pulse repetition frequency measurements .27
Bibliography.31
Figure 1 – Test apparatus for signal-spontaneous noise figure parameter measurement –
Typical arrangement.13
Figure 2 – Two arrangements of the optical pulse source module.15
Figure 3 – Timing diagram .21
Figure B.1 – Set-up to evaluate gain recovery error versus modulation rate .27
Figure B.2 – Gain recovery error versus modulation frequency
with pump current as a parameter .27

– 4 – 61290-10-2  CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

____________
AMPLIFICATEURS OPTIQUES –
MÉTHODES D'ESSAI –
Partie 10-2: Paramètres à canaux multiples –

Méthode d'impulsion utilisant un analyseur de spectre

optique stroboscopique
AVANT PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique 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.
La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) attire l'attention sur le fait qu'il est déclaré que la conformité
avec les dispositions du présent document peut impliquer l'utilisation de deux brevets.
Un brevet intéresse une technique pour la détermination du bruit d'émission spontané amplifié d'un amplificateur
optique en présence d'un signal optique traité aux articles 3 et 5.
La CEI ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à la portée de ces droits de propriété.
Le détenteur de ces droits de propriété a donné l'assurance à la CEI qu'il consent à négocier des licences avec des
demandeurs du monde entier, à des termes et conditions raisonnables et non discriminatoires. A ce propos, la
déclaration du détenteur des droits de propriété est enregistrée à la CEI. Des informations peuvent être demandées
à:
Agilent Technologies
Palo Alto (CA)
USA
L’autre brevet intéresse un système et un appareillage de mesure du bruit pour un amplificateur optique traités aux
articles 3 et 5.
La CEI ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à la portée de ces droits de propriété.
Le détenteur de ces droits de propriété a donné l'assurance à la CEI qu'il consent à négocier des licences avec des
demandeurs du monde entier, à des termes et conditions raisonnables et non discriminatoires. A ce propos, la
déclaration du détenteur des droits de propriété est enregistrée à la CEI. Des informations peuvent être demandées
à:
Fujitsu Limited
Tokyo
Japon
L’attention est d'autre part attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété autres que ceux qui ont été mentionnés ci-dessus. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de l'identification de ces droits de propriété en tout ou partie.

61290-10-2  IEC:2003 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

____________
OPTICAL AMPLIFIERS –
TEST METHODS –
Part 10-2: Multichannel parameters –

Pulse method using a gated optical 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 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.
The International Electrotechnical Commission (IEC) draws attention to the fact that it is claimed that compliance
with this document may involve the use of two patents.
One patent concerns a technique for determining the amplified spontaneous emission noise of an optical amplifier
in the presence of an optical signal given in clause 3 and clause 5.
IEC takes no position concerning the evidence, validity and scope of this patent right.
The holder of this patent right has assured the IEC that he/she is willing to negotiate licenses under reasonable
and non-discriminatory terms and conditions with applicants throughout the world. In this respect, the statement of
the holder of this patent right is registered with the IEC. Information may be obtained from:
Agilent Technologies
Palo Alto (CA)
USA
Another patent concerns a measurement system and noise measurement apparatus for an optical amplifier given in
clause 3 and clause 5.
IEC takes no position concerning the evidence, validity and scope of this patent right.
The holder of this patent right has assured the IEC that he/she is willing to negotiate licenses under reasonable
and non-discriminatory terms and conditions with applicants throughout the world. In this respect, the statement of
the holder of this patent right is registered with the IEC. Information may be obtained from:
Fujitsu Limited
Tokyo
Japan
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights other than those identified above. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such
patent rights.
– 6 – 61290-10-2  CEI:2003
La Norme internationale CEI 61290-10-2 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 61291-1.

Le texte de cette norme est issu des documents suivants:

FDIS Rapport de vote
86C/461/FDIS 86C/484/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.
Les annexes A et B sont données 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.
61290-10-2  IEC:2003 – 7 –
International Standard IEC 61290-10-2 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 61291-1.

The text of this standard is based on the following documents:

FDIS Report on voting
86C/461/FDIS 86C/484/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.
Annexes A and B are 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.
– 8 – 61290-10-2  CEI:2003
INTRODUCTION
Pour autant que l'on puisse en juger, la présente partie de la CEI 61290 est la première norme

internationale qui traite de ce sujet. La technologie des amplificateurs à fibres optiques évolue

toujours, de sorte que des amendements et de nouvelles éditions de cette norme sont à

prévoir.
Chaque abréviation introduite dans cette norme est expliquée dans le texte, au moins lors de

sa première apparition. Cependant, pour une meilleure compréhension de l'ensemble, une liste

de toutes les abréviations utilisées se trouve dans l'annexe A.

61290-10-2  IEC:2003 – 9 –
INTRODUCTION
As far as can be determined, this part of IEC 61290 is the first international standard on this

subject. The technology of optical fibre amplifiers is still evolving, hence amendments and

new editions to this document should be expected.

Each abbreviation introduced in this standard 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.
– 10 – 61290-10-2  CEI:2003
AMPLIFICATEURS OPTIQUES –
MÉTHODES D'ESSAI –
Partie 10-2: Paramètres à canaux multiples –

Méthode d'impulsion utilisant un analyseur de spectre

optique stroboscopique
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, 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 signal/émission spontanée défini en 3.1.18 de
la CEI 61291-1.
La méthode d'essai détecte indépendamment la puissance du signal amplifiée et la puissance
d'émission spontanée amplifiée (ESA) en lançant des impulsions optiques dans l'AFO en essai.
Le niveau d'ESA est mesuré en mesurant de façon synchrone, la puissance sur un analyseur
de spectre optique (ASO) pendant le temps de repos de l'impulsion optique. Le niveau du
signal optique moyen est mesuré par un échantillonnage aléatoire dans l'ASO.
Une telle mesure est possible parce que la réponse en gain de l'AFO dopé aux terres rares est
relativement lente, en particulier les AFO dopés à l'Erbium. Cependant, étant donné que les
dynamiques de gain de l'AFO varient en fonction des types d'amplificateurs, des conditions de
fonctionnement et des programmes de commande, il convient de prendre soigneusement en
considération les dynamiques de gain lorsque l'on applique la présente méthode d'essai aux
divers AFO. Il convient que le fabricant de l'AFO présente des données validant la fréquence
de modulation nécessaire pour que l'erreur soit <1 dB. Les mesures pour l'obtention de ces
informations sont décrites dans l'annexe B.
Deux variantes pour déterminer le facteur de bruit signal/émission spontanée sont spécifiées,
c'est-à-dire la technique de commutation optique et la technique de l'ASO stroboscopique.
La procédure décrite dans la présente norme est la technique de l'ASO stroboscopique. La
technique de commutation optique est décrite dans la CEI 61290-10-1.
La méthode d'essai décrite est, en général, destinée à des applications à canaux multiples.

Les applications à canal unique constituent un cas spécial d'applications à canaux multiples.
Les principes de mesure concernés par la présente norme sont couverts par le document,
Technique pour la détermination du bruit d'émission spontané amplifié d'un circuit optique en
présence d'un signal, qui a donné lieu au numéro de brevet US 5, 340, 979.
NOTE 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.
2 Références normatives
Les documents suivants référencés sont indispensables pour l'application de ce document.
Pour des références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées,
c’est la dernière édition du document référencé (y compris tous les amendements) qui
s’appliquent.
61290-10-2  IEC:2003 – 11 –
OPTICAL AMPLIFIERS –
TEST METHODS –
Part 10-2: Multichannel parameters –

Pulse method using a gated optical spectrum analyzer

1 Scope and object
This part of IEC 61290 applies to optical fibre amplifiers (OFA) using active fibres, containing
rare-earth dopants, currently commercially available.
The object of this International Standard is to establish uniform requirements for accurate and
reliable measurements of the signal-spontaneous noise figure as defined in 3.1.18 of
IEC 61291-1.
The test method independently detects amplified signal power and amplified spontaneous
emission (ASE) power by launching optical pulses into the OFA under test. The ASE level is
measured by synchronously measuring the power on an optical spectrum analyzer (OSA)
during the optical pulse off period. The average optical signal level is measured by random
sampling in the OSA.
Such measurement is possible because the gain response of the rare-earth doped OFA is
relatively slow, particularly in Er-doped OFA. However, since the OFA gain dynamics vary
with amplifier types, operating conditions, and control schemes, the gain dynamics should be
carefully considered when applying the present test method to various OFA. The
manufacturer of the OFA should present data validating the required modulation frequency to
limit the error to <1 dB. The measurements for obtaining this information are described in
annex B.
Two alternatives for determining the signal-spontaneous noise figure are specified; namely,
the optical switching technique and the gated-OSA technique. The procedure described in this
standard is the gated-OSA technique. The optical switching technique is described in
IEC 61290-10-1.
The test method described is, in general, for multichannel applications. Single-channel
applications are a special case of multichannel applications.

The measurement principles involved in this standard are covered by the document
Technique for determining the amplified spontaneous emission noise of an optical circuit in
the presence of an optical signal, which has resulted in patent number US 5, 340, 979.
NOTE All numerical values followed by (‡) are suggested values for which the measurement is assured. Other
values may be acceptable but should be verified.
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.

– 12 – 61290-10-2  CEI:2003
CEI 61290-10-1, Méthodes d’essais des amplificateurs à fibres optiques – Partie 10-1:
Paramètres à canaux multiples – Méthode d'impulsion utilisant un commutateur optique et un

1)
analyseur de spectre optique
CEI 61291-1:1998, Amplificateurs à fibres optiques – Partie 1: Spécification générique

3 Appareillage
L'installation de mesure de base est illustrée à la figure 1. Un module de source fournit

la lumière à impulsion à l'AFO en essai et un signal de synchronisation pour déclencher la

fonction stroboscopique de l'ASO. L'affaiblisseur optique ajuste le niveau de puissance
à l'entrée de l'ASO à une valeur dans la gamme de mesure de l'ASO.
Appareil de mesure
de puissance optique
Trajet d'étalonnage
Module de source
AFO en essai
Appareil de
Analyseur de spectre
commande de
λ1 ~ λN
optique à fonction
dB
la polarisation
stroboscopique
(falcultatif)
Déclenchement
IEC  2650/02
Figure 1 – Appareillage d'essai pour la mesure du paramètre
de facteurs de bruit signal/émission spontanée – Disposition type
a) Module de source: deux dispositions du module de source sont possibles, comme l'illustre
la figure 2. Le premier module de source (figure 2a) est constitué de sources optiques
d'ondes entretenues (OE) à affaiblisseur(s) et commutateurs optiques externes. Le
deuxième module de source (figure 2b) est constitué d'affaiblisseur(s) et de sources
optiques à modulation directe. Tandis qu'un seul affaiblisseur est montré, pour la source de
longueurs d'onde multiples, il sera habituellement nécessaire de régler indépendamment la
puissance de canal de telle manière qu'un affaiblisseur soit nécessaire pour chaque canal.
Sauf spécification contraire, la pleine largeur à mi-hauteur (FWHM) du spectre de sortie
2)
des deux modules de source doit être plus étroite que 0,1 nm(‡) pour chaque canal de
longueur d'onde de manière à ne causer aucune perturbation aux canaux adjacents. Dans
le cas d'une source à canal unique, elle doit être plus étroite que 1 nm(‡). Des lasers à
rétroaction répartie (RR), des lasers réflecteurs de Bragg répartis (RBR), et des diodes

lasers à cavité externe (LCE), par exemple, sont applicables. Le taux de suppression des
modes latéraux du laser RR, du laser RBR ou du LCE doit être supérieur à 30 dB(‡).
La fluctuation de la puissance de sortie doit être inférieure à 0,05 dB(‡), qui est plus
facilement accessible avec un isolateur optique placé au niveau de l'accès de sortie de
chaque source.
________
1)
A publier.
2)
Voir note de l'article 1.
61290-10-2  IEC:2003 – 13 –
IEC 61290-10-1: Optical fibre amplifier test methods – Part 10-1: Multichannel parameters –
1)
Pulse method using an optical switch and an optical spectrum analyzer

IEC 61291-1:1998, Optical fibre amplifiers – Part 1: Generic specification

3 Apparatus
The basic measurement set-up is shown in figure 1. A source module provides pulsed light to

the OFA under test and a synchronization signal to trigger the OSA gating function. The

optical attenuator adjusts the power level to the input of the OSA to a value within the OSA

measurement range.
Optical power
meter
Calibration path
Source module
OFA under test
Polarization Optical spectrum
λ1 ~ λN
controller analyzer with
dB
(optional) a gating function
Trigger
IEC  2650/02
Figure 1 – Test apparatus for signal-spontaneous noise figure parameter measurement
– Typical arrangement
a) Source module: Two arrangements of the source module are possible, as shown in
figure 2. The first source module (figure 2a) consists of continuous wave (CW) optical
sources with an external optical switch and attenuator(s). The second source module
(figure 2b) consists of directly modulated optical sources and attenuator(s). While only one
attenuator is shown, for the multi-wavelength source it will usually be necessary to
independently set channel power so that an attenuator is necessary for each channel.
Unless otherwise specified, the full-width half maximum (FWHM) of the output spectrum of
2)
both source modules shall be narrower than 0,1 nm(‡) for each wavelength channel so
as not to cause any interference to adjacent channels. In the case of a single-channel
source, it shall be narrower than 1 nm(‡). Distributed feed-back lasers (DFB), distributed
Bragg reflector lasers (DBR) and external cavity laser diodes (ECL), for example, are
applicable. The suppression ratio of the side modes of 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 is more easily attainable with an optical isolator placed at the output
port of each source.
________
1)
To be published.
2)
See note in clause 1.
– 14 – 61290-10-2  CEI:2003
Commu-
Source
Sortie optique
tateur
dB
optique OE
optique
λ1 ~ λN
Générateur
Sortie de
d’impulsions
déclenchement
IEC  2651/02
Figure 2a – Module de source à commutation optique
Source optique à
modulation directe
dB Sortie optique
λ1 ~ λN
Sortie de
Générateur
déclenchement
d’impulsions
IEC  2652/02
Figure 2b – Module de source à modulation directe
Figure 2 – Deux dispositions du module de source d'impulsion optique
Pour l'une et l'autre disposition du module de source, le rapport d'extinction doit être
supérieur à 65 dB(‡). Pour la source multiplexage à répartition en longueur d'onde (MRL) à
modulation directe, il convient de veiller à assurer la synchronisation des cadences des
lasers individuels. Le commutateur optique dans le dispositif de la figure 2a est géné-
ralement un dispositif acoustique-optique afin d'obtenir le rapport d'extinction nécessaire.
Le générateur d'impulsions combiné avec l'étage d'attaque du modulateur doit fournir des
impulsions optiques avec la variation de fréquence de répétition comprise entre 25 kHz
et 300 kHz et un cycle de fonctionnement de 50 %. Les temps de montée et de descente
compris entre 10 % et 90 % doivent être inférieurs à 10 % de la largeur d'impulsion(‡).
La sortie de déclenchement doit coïncider avec le flanc de déblocage de l'impulsion optique

avec une précision de ±1 μs(‡).
Si un affaiblisseur optique n'est pas intégré au module de source, il doit avoir une gamme
d'affaiblissement supérieure à 40 dB(‡) et une stabilité meilleure que ±0,1dB. La réflec-
tance de ce dispositif doit être plus petite que –40 dB (‡) à chaque accès.
b) Affaiblisseur optique variable: l'affaiblisseur optique variable face à l'ASO doit avoir une
gamme d'affaiblissements et une stabilité meilleures que 20 dB(‡) et ±0,1 dB respec-
tivement.
61290-10-2  IEC:2003 – 15 –
CW optical
Optical
Optical output
source dB
switch
λ1 ~ λN
Pulse
generator
Trigger output
IEC  2651/02
Figure 2a – Optically switched source module
Direct modulated
optical source
dB Optical output
λ1 ~ λN
Pulse
Trigger output
generator
IEC  2652/02
Figure 2b – Directly modulated source module
Figure 2 – Two arrangements of the optical pulse source module
For either arrangement of the source module, the extinction ratio shall be greater than
65 dB(‡). For the directly modulated wavelength – division multiplexing (WDM) source,
care should be taken to ensure timing synchronization of the individual lasers. The optical
switch in the arrangement of figure 2a is typically an acousto-optic device in order to
obtain the necessary extinction ratio.
The pulse generator in combination with the modulator driver shall provide optical pulses
with the repetition frequency variable from 25 kHz to 300 kHz and a 50 % duty cycle.
The 10 % to 90 % rise and fall times shall be less than 10 % of the pulse width(‡).
The trigger output shall be coincident with the optical pulse turn-on edge with a precision
of ±1 μs(‡).
If an optical attenuator is not built in to the source module, it shall have an attenuation
range greater than 40 dB(‡) and stability better than ±0,1dB. The reflectance from this
device shall be smaller than –40 dB(‡) at each port.
b) Variable optical attenuator: The variable optical attenuator in front of the OSA shall have
an attenuation range and stability better than 20 dB(‡) and ±0,1 dB respectively.

– 16 – 61290-10-2  CEI:2003
c) Analyseur de spectre optique: ce dispositif doit avoir une sensibilité de polarisation

inférieure à ±0,05 dB(‡), une stabilité meilleure que ±0,1 dB(‡), un précision de longueur

d'onde meilleure que ±0,5 nm(‡), et une reproductibilité de longueur d'onde meilleure que

±0,01 nm(‡). Il convient que la largeur de bande de résolution soit étalonnée à une

précision meilleure que ±3 %. Le dispositif doit avoir une gamme de mesures comprise au

moins entre –75 dBm et +10 dBm(‡) avec une largeur de bande de résolution meilleure que

0,1 nm(‡). La réflectance de ce dispositif doit être plus petite que –35 dB(‡) à son accès

d'entrée. L'ASO doit avoir une capacité (stroboscopique) d'échantillonnage de données

fondée sur un déclenchement externe avec délai réglable. La résolution de délai de
déclenchement doit être de ≤1 µs(‡). L'ASO doit également avoir la capacité d'effectuer
l'échantillonnage aléatoire pour mesurer la puissance moyenne sur la période d'impulsion.

d) Appareil de mesure de la puissance optique: ce dispositif doit avoir une exactitude de
mesure meilleure que ±0,2 dB(‡), indépendamment de l'état de la polarisation de la lumière
en entrée, dans la bande de longueur d'onde opérationnelle de l'AFO et dans une gamme
de puissances comprise entre –40 dBm et +20 dBm(‡).
e) Connecteurs optiques: la reproductibilité de la perte de connexion doit être supérieure
à ±0,1 dB(‡). La réflectance de ce dispositif doit être inférieure à –40 dB(‡).
f) Câbles de liaison à fibres optiques: le diamètre de champ de mode des câbles de liaison à
fibres optiques ne doit pas différer de plus de ±0,5 µm de celui des fibres utilisées comme
accès d'entrée et de sortie de l'AFO. La réflectance des câbles de liaison à fibres optiques
doit être inférieure à –40 dB(‡) et leur longueur doit être inférieure à 10 m.
g) Appareil de commande de la polarisation: ce dispositif doit être en mesure de fournir en
tant que lumière de signal d'entrée tous les états possibles de polarisation (linéaires,
elliptiques et circulaires). Par exemple, l'appareil de commande de polarisation peut être
constitué d'un appareil de commande de polarisation de type toutes fibres ou d'une plaque
quart d'onde rotative d'un minimum de 90° et d'une plaque demi-onde rotative d'un
minimum de 180°. La variation de perte de l'appareil de commande de polarisation doit être
inférieure à 0,1 dB(‡). La réflectance de ce dispositif doit être plus petite que –40 dB(‡)
à chaque accès. Le dispositif de commande de polarisation nécessite de fonctionner dans
un mode de randomisation dans lequel la polarisation est embrouillée à un débit plus
rapide que le temps de moyennage de l'ASO.
4 Echantillon d'essai
L'AFO doit fonctionner aux conditions de fonctionnement nominales. Si l'AFO est susceptible
de causer des oscillations de laser du fait de réflexions non désirées, il convient d'utiliser des
isolateurs optiques pour contenir l'AFO en essai. Ceci aura pour effet de minimiser l'instabilité
de signal et l'inexactitude de mesure.
Il est nécessaire de veiller à maintenir l'état de polarisation de la lumière d'entrée pendant
la mesure. Des modifications de l'état de polarisation de la lumière d'entrée peuvent entraîner

des modifications de puissance optique d'entrée du fait de la légère dépendance de polarisation
que l'on attend de chacun des composants optiques conduisant à des erreurs de mesure.
Ce problème est largement éliminé si l'on utilise l'appareil de commande de polarisation facultatif.
5 Procédure
La méthode d'essai est constituée de deux parties:
a) étalonnage;
b) mesure de l'AFO.
61290-10-2  IEC:2003 – 17 –
c) Optical spectrum analyzer: This device shall have polarization sensitivity less than

±0,05 dB(‡), stability better than ±0,1 dB(‡), wavelength accuracy better than ±0,5 nm(‡),

and wavelength reproducibility better than ±0,01 nm(‡). Resolution bandwidth should be

calibrated with an accuracy better than ±3 % The device shall have a measurement range

at least from –75 dBm to +10 dBm(‡) with a resolution bandwidth better than 0,1 nm(‡).

The reflectance from this device shall be smaller than –35 dB(‡) at its input port. The OSA

shall have a data sampling (gating) capability based on external triggering with adjustable

delay. The trigger delay resolution shall be ≤1 µs(‡). The OSA shall also have the ability to

do random sampling in order to measure the average power over the pulse period.

d) Optical power meter: This device shall have a measurement accuracy better than

±0,2 dB(‡), irrespective of the state of the input light polarization, within the operational

wavelength band of the OFA and within a power range from –40 dBm to +20 dBm(‡).
e) Optical connectors: The connection loss repeatability shall be better than ±0,1 dB(‡). The
reflectance from this device shall be smaller than –40 dB(‡).
f) Optical fibre jumpers: The mode field diameter of the optical fibre jumpers shall differ from
that of the fibres used as input and output ports of the OFA by no more than ±0,5 µm.
The reflectance from optical fibre jumpers shall be less than –40 dB(‡) and their length
shall be less than 10 m.
g) Polarization controller: This device shall be able to provide as input signal light all possible
states of polarization (linear, elliptical and circular). For example, the polarization controller
may consist of an all-fibre-type polarization controller or a quarter-wave plate rotatable by a
minimum of 90° and a half-wave plate rotatable by a minimum of 180°. The loss variation of
the polarization controller shall be less than 0,1 dB(‡). The reflectance from this device shall
be smaller than –40 dB(‡) at each port. The polarization controller needs to operate in a
randomizing mode in which the polarization is scrambled at a rate faster than the averaging
time of the OSA.
4 Test sample
The OFA shall operate under 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.
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 each of the
optical components resulting in measurement errors. This problem is largely eliminated if the
optional polarization controller is used.
5 Procedure
The test procedure consists of two parts:
a) calibration;
b) OFA measurement.
– 18 – 61290-10-2  CEI:2003
5.1 Etalonnage
a) Sélectionner la fréquence de modulation et la puissance de sortie (ou le réglage de l'affai-

blisseur) du module de source.

b) Régler l'affaiblisseur de sortie à une valeur telle que la puissance maximale prévue de l'AFO
ne dépasse pas le niveau d'entrée spécifié sur l'ASO.

Si un appareil de commande de polarisation est utilisé, le régler à son mode de

randomisation dans lequel il embrouille l'état de polarisation.

c) Connecter la source à l'appareil de mesure de puissance optique comme l'indique la figure 1

et effectuer le réglage et la mesure de la puissance d'entrée de source sur le dispositif de

PM
mesure de la puissance, P (dBm). Si la source est une source de longueurs d'onde
i
multiples, débloquer uniquement une source à la fois et effectuer le réglage et la mesure
PM
de P à chaque longueur d'onde.
i
d) Régler l'ASO pour l'échantillonnage aléatoire (aucun déclenchement). Dans ce mode, on
mesure la puissance moyenne sur la période d'impulsion.
e) Connecter la source à l'ASO par l'affaiblisseur illustré à la figure 1 et mesurer la puissance
OSA
du signal d'entrée, P . Pour la source de longueurs d'onde multiples, répéter à chaque
i
longueur d'onde.
NOTE L'appareil de mesure de puissance optique détecte la puissance totale du signal, y compris l'émission
spontanée de source. Pour les rapports signal à émission spontanée de <40 dB/nm, il est nécessaire de prendre en
considération l'effet sur un étalonnage de
...

Questions, Comments and Discussion

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