IEC 61290-2-1:1998

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61290-2-1
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-05
Amplificateurs à fibres optiques –
Spécification de base –
Partie 2-1:
Méthodes d’essai pour les paramètres
de puissance optique –
Analyseur de spectre optique
Optical fibre amplifiers –
Basic specification –
Part 2-1:
Test methods for optical power parameters –
Optical spectrum analyzer
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61290-2-1: 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
61290-2-1
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-05
Amplificateurs à fibres optiques –
Spécification de base –
Partie 2-1:
Méthodes d’essai pour les paramètres
de puissance optique –
Analyseur de spectre optique
Optical fibre amplifiers –
Basic specification –
Part 2-1:
Test methods for optical power parameters –
Optical 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
PRICE CODE L
International Electrotechnical Commission
Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue

– 2 – 61290-2-1 © CEI:1998
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4

INTRODUCTION . 6

Articles
1 Domaine d'application et objet. 8
2 Références normatives. 8
3 Appareillage. 10
4 Echantillon d’essai. 14
5 Mode opératoire. 14
6 Calculs. 16
7 Résultats des essais . 18
Figure 1 – Installation d’essai typique de l'analyseur de spectre optique pour les mesures
de puissance nominale du signal d'entrée et de sortie . 10
Annexe A (informative) Liste des abréviations . 20
Annexe B (informative) Bibliographie. 22

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

INTRODUCTION . 7

Clause
1 Scope and object . 9
2 Normative references. 9
3 Apparatus. 11
4 Test sample. 15
5 Procedure. 15
6 Calculation. 17
7 Test results. 19
Figure 1 – Typical arrangement of the optical spectrum analyzer test apparatus
for nominal output and input signal power measurements. 11
Annexes A (informative) List of abbreviations. 21
Annexes B (informative) Bibliography. 23

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

_________
AMPLIFICATEURS À FIBRES OPTIQUES –

SPÉCIFICATION DE BASE –
Partie 2-1: Méthodes d’essai pour les paramètres de puissance optique –

Analyseur de spectre optique
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 61290-2-1 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/178/FDIS 86C/202/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.

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

_________
OPTICAL FIBRE AMPLIFIERS –
BASIC SPECIFICATION –
Part 2-1: Test methods for optical power parameters –

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 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 61290-2-1 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/178/FDIS 86C/202/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 – 61290-2-1 © 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.

61290-2-1 © 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 – 61290-2-1 © CEI:1998
AMPLIFICATEURS À FIBRES OPTIQUES –

SPÉCIFICATION DE BASE –
Partie 2-1: Méthodes d’essai pour les paramètres de puissance optique –

Analyseur de spectre optique
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 obtenir des mesures
précises et fiables en utilisant la méthode d'essai de l’analyseur de spectre optique, pour les
paramètres d'AFO suivants, définis dans l’article 3 de la CEI 61291-1:
a) puissance nominale du signal de sortie;
b) stabilité de sortie pour les grands signaux;
c) puissance de saturation en sortie;
d) puissance maximale du signal d'entrée;
e) puissance maximale du signal de sortie;
f) intervalle de puissance d'entrée;
g) intervalle de puissance de sortie;
h) puissance totale maximale de sortie.
NOTE – Toutes les valeurs numériques suivies de (‡) sont actuellement à l’étude.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent 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, les éditions indiquées étaient 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 les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l’ISO possèdent le
registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60793-1-4:1995, Fibres optiques – Partie 1: Spécification générique – Section 4: Méthodes
de mesure des caractéristiques optiques et de transmission

1)
CEI 61291-1: Amplificateurs à fibres optiques – Partie 1: Spécification générique
________
1)
A publier.
61290-2-1 © IEC:1998 – 9 –
OPTICAL FIBRE AMPLIFIERS –
BASIC SPECIFICATION –
Part 2-1: Test methods for optical power parameters –

Optical 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 optical spectrum analyzer test method, of the following OFA
parameters, as defined in clause 3 of IEC 61291-1:
a) nominal output signal power;
b) large-signal output stability;
c) saturation output power;
d) maximum input signal power;
e) maximum output signal power;
f) input power range;
g) output power range;
h) maximum total output power.
NOTE – All numerical values followed by (‡) are currently under consideration.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 61290. At the time of publication, the editions indicated
were 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 editions of the normative documents indicated below. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
IEC 60793-1-4:1995, Optical fibres – Part 1: Generic specification – Section 4: Measuring
methods for transmission and optical characteristics

1)
IEC 61291-1: Optical fibre amplifiers – Part 1: Generic specification
________
1)
To be published.
– 10 – 61290-2-1 © CEI:1998
3 Appareillage
Un schéma de l’installation de mesure de la puissance nominale du signal d'entrée et de sortie
est donné à la figure 1.
Coupleur
optique
J1 Analyseur
J2
Source
Contrôleur
dB
de spectre
optique
de polarisation
optique
Atténuateur
optique
variable
Mesureur
de puissance
optique
IEC  705/98
Figure 1a - Mesure de la puissance du signal d’entrée
Coupleur
optique
J1 J2 Analyseur
Source
Contrôleur
ContContrôlrôleureur
dB de spectre
AFO
optique
de polarisation
de polde polariarissatatiioonn
optique
Atténuateur
AFO
optique
à l’essai
variable
Mesureur
de puissance
optique
IEC  706/98
Figure 1b - Mesure de la puissance du signal de sortie
Figure 1 – Installation d’essai typique de l'analyseur de spectre optique pour les mesures
de puissance nominale du signal d'entrée et de sortie
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 de longueur d'onde
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 un
faisceau continu avec une largeur spectrale à mi-hauteur plus faible que 1 nm (‡). Il est
possible d'utiliser par exemple 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. 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 obtenu plus facilement 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;

61290-2-1 © IEC:1998 – 11 –
3 Apparatus
A scheme of the measurement set-up for the nominal output signal power is given in figure 1.

Optical
coupler
J1
J2 Optical
Optical
Polarization
dB
spectrum
source
controller
analyzer
Variable
optical
attenuator
Optical
power
meter
IEC  705/98
Figure 1a - Input signal power measurement
Optical
coupler
Optical
J1 J2
Optical
ContContrôlrôleureur
Polarization
spectrum
dB
OFA
source
de polde polariarissatatiioonn
controller
analyzer
Variable
OFA
optical
under test
attenuator
Optical
power
meter
IEC  706/98
Figure 1b - Output signal power measurement
Figure 1 – Typical arrangement of the optical spectrum analyzer test apparatus
for nominal output and input signal power 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 a continuous wave 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 diode (ECL)
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 – 61290-2-1 © CEI:1998
– source optique accordable: Cette source optique doit être capable de générer une
lumière de longueur d'onde accordable sur une gamme spécifiée dans la spécification
particulière correspondante. Sa puissance optique doit être indiquée dans la spécifi-

cation particulière correspondante. Sauf indication contraire, la source optique doit

émettre un faisceau continu avec une largeur spectrale à mi-hauteur plus faible que

1 nm (‡). Un ECL ou une DEL munie d'un filtre optique de bande étroite peut être

utilisé. 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

peut être obtenu plus facilement avec un isolateur optique 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 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
de fonctionnement de l'AFO. Une dynamique supérieure au gain mesuré est nécessaire
(par exemple 40 dB);
c) analyseur de spectre optique: la linéarité et la précision de la mesure de puissance
spectrale doivent être meilleures que ±1,5 dB et ±1 dB respectivement, dans la largeur de
bande de longueur d'onde de fonctionnement de l'AFO. La dépendance à la polarisation
pour les mesures de puissance spectrale doit être inférieure à ±0,5 dB. La précision
pour les mesures de longueur d'onde doit être meilleure que ±0,5 nm. Une dynamique
supérieure au gain mesuré est nécessaire (par exemple 40 dB). La résolution spectrale doit
être supérieure ou égale à 0,1 nm;
d) isolateur optique: des isolateurs optiques peuvent être utilisés pour isoler l'AFO. La varia-
tion 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 cet appareil doit être
inférieure à –40 dB (‡) à chaque port;
e) atténuateur optique variable: la gamme et la stabilité d'atténuation doivent être supérieures
à 40 dB (‡) et meilleures que ±0,1 dB (‡) respectivement. La réflectance de cet appareil
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 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 proche que possible de celui des fibres servant de ports

d'entrée et de sortie de l'AFO. La réflectance de cet appareil 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) coupleur optique: la dépendance à la polarisation du facteur de couplage du coupleur doit
être minimale. Tout changement de l'état de polarisation de la lumière incidente doit être
négligeable. Chaque terminaison libre du coupleur doit être obturée convenablement pour
obtenir une réflectance inférieure à –40 dB (‡).

61290-2-1 © IEC:1998 – 13 –
– wavelength-tunable optical source: This optical source shall be able to generate a wave-
length-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 a continuous wave 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 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) optical spectrum analyzer: The linearity and accuracy of spectral-power-measurement shall
be better than ±1,5 dB and ±1 dB respectively, within the operational wavelength bandwidth
of the OFA. Polarization dependence of the spectral power measurement shall be better
than ±0,5 dB. The wavelength measurement accuracy shall be better than ±0,5 nm. A
dynamic range exceeding the measured gain is required (e.g. 40 dB). The spectral resolution
shall be equal or better than 0,1 nm;
d) optical isolator: Optical isolators may be used to bracket the OFA. The polarization-dependent
loss variation of the isolat
...