摻鉺光纖放大器 第2部分：L波段摻鉺光纖放大器 征求意見稿

1GB/T18898.2-20XX摻鉺光纖放大器第2部分：L波段摻鉺光纖放大器本文件界定了摻鉺光纖放大器（以下簡稱為“EDFA”）的術(shù)語和定義、分類；規(guī)定了L波段和擴展L波段EDFA技術(shù)要求、測試方法、可靠性試驗、電磁兼容試驗、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和貯存。本文件適用于光通信系統(tǒng)中所用的L波段和擴展L波段EDFA的設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)和檢驗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改）適用于本文件。GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T2828.1計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分：按接收質(zhì)量限（AQL）檢索的逐批檢驗抽樣計劃GB/T9254.1-2021信息技術(shù)設(shè)備、多媒體設(shè)備和接收機電磁兼容第1部分：發(fā)射要求GB/T15972.48-2016光纖試驗方法規(guī)范第48部分：傳輸特性和光學特性的測量方法和試驗程序偏振模色散GB/T16849-2023光放大器總規(guī)范GB/T16850.1光放大器試驗方法基本規(guī)范第1部分:功率和增益參數(shù)的試驗方法GB/T16850.3光放大器試驗方法基本規(guī)范第3部分:噪聲參數(shù)的試驗方法GB/T16850.5光放大器試驗方法基本規(guī)范第5部分:反射參數(shù)的試驗方法GB/T16850.6光放大器試驗方法基本規(guī)范第6部分:泵浦泄漏參數(shù)的試驗方法GB/T26572電子電氣產(chǎn)品中限用物質(zhì)的限量要求GB/T39560（所有部分）電子電氣產(chǎn)品中某些物質(zhì)的測定YD/T1766-2016光通信用光收發(fā)合一模塊的可靠性試驗失效判據(jù)YD/T3127-2016混合光纖放大器SJ/T11364-2014電子電氣產(chǎn)品有害物質(zhì)限制使用標識要求IEC60825-1激光器產(chǎn)品防護第1部分：設(shè)備分類和技術(shù)要求(Safetyoflaserproducts-Part1:Equipmentclassificationandrequirements)IEC61290-10-4光放大器-測試方法-第10-4部分：多波道參數(shù)-光譜儀內(nèi)插減源法（Opticalamplifiers-Testmethods-Part10-4:Multichannelparameters-Interpolatedsourcesubtractionmethodusinganopticalspectrumanalyzer）ITU-TG.691傳輸媒質(zhì)的特性－光部件和子系統(tǒng)的特性（Transmissionmediacharacteristics–Characteristicsofopticalcomponentsandsubsystems）ANSI/ESDA/JEDECJS-001-2023靜電放電敏感度試驗-人體放電模型（HBM）組成等級（ForElectrostaticDischargeSensitivityTesting-HumanBodyModel(HBM)ComponentLevelTelcordiaGR-63-CORE：2012網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建造系統(tǒng)(NEBS)要求：物理保護(Networkequipment-buildingsystem(NEBS)Requirements:PhysicalProtection)TelcordiaGR-418-CORE：1999光纖傳輸系統(tǒng)通用可靠性保證要求(GenericReliabilityAssuranceRequirementsforFiberOpticTransportSystems)2TelcordiaGR-468-CORE：2004電信設(shè)備用光電子器件通用可靠性保證要求(GenericReliabilityAssuranceRequirementsforOptoelectronicDevicesUsedinTelecommunicationsEquipment)TelcordiaGR-1312-CORE：1999光纖放大器和專有波分復(fù)用系統(tǒng)總規(guī)范（GenericRequirementsforOpticalFiberAmplifiersandProprietaryDenseWavelength-DivisionMultiplexedSystems）3術(shù)語和定義GB/T16849-2023界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1信號與總ASE功率比signaltototalASEpowerratioSig_ASE在EDFA輸出端，信號光功率與總ASE功率之比，見公式（1Sig_ASE=PSigPASE……………（1）式中：PSig——EDFA輸出信號光功率，單位為毫瓦(mW)；PASE——EDFA輸出ASE總功率，見公式（2），單位為毫瓦(mW)。pASEdλ……………式中：PASE(λ)??ASE的譜密度，單位為毫瓦特每納米(mW/nm)；BASE——EDFA的ASE譜寬,至少包含99%的ASE功率在內(nèi)的帶寬，單位為納米(nm)。3.2擴展L波段extendedlong-wavelengthbands業(yè)務(wù)信號工作區(qū)間在1575.16nm~1626.43nm之間的波段，也叫L波段擴展。4縮略語下列縮略語適用于本文件。AGC自動增益控制（AutomaticGainControl）AQL接收質(zhì)量限（AcceptanceQualityLimit）ASE放大的自發(fā)輻射（AmplifiedSpontaneousEmission）BA功率放大器(BoosterAmplifier)EDFA摻鉺光纖放大器（Erbium-DopedFiberAmplifier）FGA固定增益放大器（FixedGainAmplifier）PDG偏振相關(guān)增益（PolarizationDependentGain）Sig_ASE信號與總ASE功率比（SignaltoTotalASEPowerRatio）VGA可變增益放大器（VariableGainAmplifier）3GB/T18898.2-20XXVOA可變光衰減器（VariableOpticalAttenuator）5分類按照EDFA應(yīng)用的系統(tǒng)可分為：——單波道數(shù)字傳輸應(yīng)用的EDFA，簡稱單波道EDFA；——多波道數(shù)字傳輸應(yīng)用的EDFA，簡稱多波道EDFA。根據(jù)增益是否可動態(tài)調(diào)整又可分為：l固定增益放大器（FGA）；l可變增益放大器（VGA）。6技術(shù)要求6.1單波道EDFA的技術(shù)要求單波道的性能參數(shù)要求見表1。表1單波道的相關(guān)性能參數(shù)-6-—3————————-20Sig_ASE3— —-27——-15 -20——-27 -27——46.2多波道EDFA的技術(shù)要求多波道EDFA的性能參數(shù)要求見表2。表2多波道EDFA的相關(guān)性能參數(shù) ———8——3———0—— —————ms —————-20——-30——-30——-20——-20——-27——-275GB/T18898.2-20XX表2（續(xù)）根據(jù)系統(tǒng)需求，工作波長范圍可以是對VGA，應(yīng)在其最大增益和典型斜率值處測量噪聲指數(shù)，其余增益值對應(yīng)的噪聲指數(shù)在相6.3推薦環(huán)境條件EDFA的推薦環(huán)境條件如表7所示。表3EDFA推薦環(huán)境條件海拔高度-60m～+1800m55%—5—40%—56.4外觀要求EDFA的外觀應(yīng)平滑、潔凈、無油漬、無傷痕及裂紋，整個器件牢固，尾纖無松動或與連接器插拔平順。標志清晰牢固?？捎媚繙y方法檢驗。6.5限用物質(zhì)EDFA各均質(zhì)材料的限用物質(zhì)含量應(yīng)滿足GB/T26572的要求，符合表4規(guī)定。限用物質(zhì)含量的測試按GB/T39560（所有部分）的規(guī)定進行。表4限用物質(zhì)含量的要求重金屬6重金屬6.6激光安全EDFA產(chǎn)品上應(yīng)標有激光安全標志，安全等級及其測試判定方法應(yīng)符合IEC60825-1的規(guī)定。EDFA輸出為人眼不可見的激光，在安裝使用和維護過程中，不應(yīng)直視器件輸出端面或與之相連接的光纖連接器/尾纖的端面。帶控制的EDFA模塊，應(yīng)該包含輸入信號光丟失告警，APR，輸出信號光丟失告警，輸出反射告警等功能。7測試方法7.1測試環(huán)境測試環(huán)境要求如下：——相對濕度：45%～75%；——氣壓：86kPa～106kPa。當不能在標準大氣條件下進行測試時，應(yīng)在測試報告上寫明測試環(huán)境條件。7.2測試儀表要求測試所用的儀器儀表應(yīng)在有效校準期內(nèi)，其精度應(yīng)高于所測參數(shù)精度一個數(shù)量級。7.3輸入功率范圍、輸出功率范圍、最大總輸出功率和工作波長范圍測量按GB/T16850.1規(guī)定進行測量，并按GB/T16849中對各參數(shù)的定義取值。7.4增益、增益平坦度、增益斜率、增益波動和PDG測量對單波道EDFA，小信號增益和PDG按GB/T16850.1規(guī)定進行測量，并按定義取值。對多波道EDFA，增益按IEC61290-10-4規(guī)定進行測量，并按定義計算增益平坦度、增益斜率和增益波動。7.5噪聲指數(shù)和反向ASE功率測量對單波道傳輸用EDFA的噪聲指數(shù)和反向ASE功率按GB/T16850.3進行測量，并按GB/T16849中對各參數(shù)的定義取值。7.6最大輸入光反射、最大輸出光反射、輸入端最大光反射容限和輸出端最大光反射容限7GB/T18898.2-20XX按GB/T16850.5規(guī)定進行測量，并按GB/T16849中對各參數(shù)的定義取值。7.7輸入端泵浦泄漏功率、輸出端泵浦泄漏功率按GB/T16850.6規(guī)定進行測量，并按GB/T16849中對各參數(shù)的定義取值。7.8偏振模色散該參數(shù)按GB/T15972.48-2016規(guī)定進行測量，宜采用瓊斯矩陣本征值分析方法。7.9瞬態(tài)性能參數(shù)測試7.9.1.試驗裝置聲光調(diào)VOA1濾波器耦合器瞬態(tài)性能參數(shù)的試驗裝置如圖1所示。圖1中的試驗裝置僅是一種典型的、使用簡單光器件的瞬態(tài)測量方法。與此試驗裝置原理類似，但具有相同或更好性能指標的試驗裝置也可用于瞬態(tài)性能參數(shù)測試。聲光調(diào)VOA1濾波器耦合器待測波道待測波道示波器信號發(fā)生器待測波道待測波道示波器信號發(fā)生器VOA2可調(diào)諧光源圖1瞬態(tài)性能參數(shù)試驗裝置7.9.2.測試設(shè)備要求測試設(shè)備需符合以下要求：a)多波長光源：1)多波長光源，——波長范圍應(yīng)覆蓋EDFA的工作波長范圍；——各個波長間的間隔應(yīng)大于或等于50GHz，并盡可能按EDFA標稱工作狀態(tài)時的情況配置。若光源波長數(shù)目不足，可適當增加波長間隔，但不宜大于400GHz；——多波長光源各個波長間的光功率差不大于1.5dB；——在可變光衰減器1（VOA1）的衰減值最小和光調(diào)制器處于“開”的狀態(tài)時，多波長光源在待測EDFA輸入端的功率應(yīng)大于或等于EDFA的最大輸入功率。注：多波長光源可由DFB激光器陣列經(jīng)波分復(fù)用器合波后得到，也可使用寬帶光源經(jīng)過解復(fù)用—復(fù)用器或b)可調(diào)諧光源：波長可調(diào)諧的范圍應(yīng)覆蓋殘余（預(yù)存）波道的測試范圍，可調(diào)諧光源的最大輸出功率應(yīng)大于每個EDFA單波道輸入時的最大值。c)可變光衰減器（VOA）：VOA1和VOA2的動態(tài)范圍應(yīng)滿足測試所要求的功率變化范圍。注：若光源的輸出功率可在所要求的動態(tài)范圍內(nèi)調(diào)d)聲光調(diào)制器需滿足以下要求：——聲光調(diào)制器的開關(guān)速度應(yīng)滿足所需的最小上升和下降時間的要求，建議開關(guān)時間小于18μs；——聲光調(diào)制器在關(guān)斷時，調(diào)制信道的輸入光功率的打開狀態(tài)下的差值要大于40dB；e)耦合器：選擇恰當?shù)鸟詈媳?，使得多波長光源和可調(diào)諧光源輸出的光功率滿足測試要求。f)帶通濾波器需滿足以下要求：——支持測試所需的殘余（預(yù)存）波道的波長變化范圍，可使用可調(diào)諧濾波器、多個不同波長的濾波器級聯(lián)或解復(fù)用器件實現(xiàn)帶通濾波功能；——在殘余（預(yù)存）波道的中心波長兩側(cè)，1dB帶寬至少為±20GHz；——除殘余（預(yù)存）波道中心波長附近±100GHz范圍外，在整個EDFA的工作波長范圍內(nèi)，衰減量至少比最小插損值大20dB，若使用解復(fù)用器代替帶通濾波器，則要求相鄰信道隔離度大于20dB。g)光探測器需滿足以下要求：——帶寬能支持測試所需的最快上升和下降時間，建議帶寬至少大于50MHz；——在殘余（預(yù)存）波道功率變化范圍的±5dB以內(nèi)，探測器工作在線性區(qū)域。h)示波器：示波器帶寬能支持測試所需的最快上升和下降時間，建議帶寬至少大于50MHz。i)信號發(fā)生器：可產(chǎn)生測試所需的最快上升和下降時間的“開—關(guān)”信號。7.9.3.測試步驟瞬態(tài)性能參數(shù)測試步驟如下：a)按測試要求配置多波長光源的各個輸出波長；b)設(shè)置聲光調(diào)制器為“開”的狀態(tài)，使用功率計或光譜儀測量耦合器的輸出功率，調(diào)整多波長光源的功率和VOA1的衰減值以達到所需功率；c)連接可調(diào)諧光源，按待測殘余（預(yù)存）波道的中心波長設(shè)置可調(diào)諧光源的波長，用光譜儀在待測EDFA輸入端測量殘余（預(yù)存）波道功率，調(diào)整VOA2的衰減值以達到所需功率；d)連接待測EDFA，置于自動增益控制（AGC）模式，設(shè)置所需的增益值，并把待測EDFA置于正常工作狀態(tài)；e)設(shè)置信號發(fā)生器產(chǎn)生脈沖的上升、下降和持續(xù)時間，使光調(diào)制器輸出的加載/下載波道的上升時間和下降時間滿足測試條件，通常按光功率在10%到90%之間變化的時間來計算上升和下降時間，推薦設(shè)置為100μs。脈沖的持續(xù)時間應(yīng)大于0.5s，以避免增/減波道過程間的互相干擾；f)設(shè)置帶通濾波器的中心波長為殘余（預(yù)存）波道中心波長，通過校準的光探測器和示波器即可測量殘余（預(yù)存）波道的瞬態(tài)參數(shù)。若使用解復(fù)用器，則在與殘余（預(yù)存）波道中心波長相應(yīng)的輸出端口引出待測波道；g)通過示波器測量瞬態(tài)過程中待測波道功率的變化，按相關(guān)定義得到瞬態(tài)持續(xù)時間、瞬態(tài)增益上沖、瞬態(tài)增益下沖和瞬態(tài)增益偏差等參數(shù)；h)在整個工作波長范圍內(nèi)，選擇不同的殘余（預(yù)存）波道重復(fù)進行上述測試步驟，以瞬態(tài)增益增加量（瞬態(tài)增益減小量）最大處的瞬態(tài)參數(shù)作為待測EDFA的瞬態(tài)參數(shù)值。8可靠性試驗8.1可靠性試驗環(huán)境要求可靠性試驗環(huán)境要求同7.1。9GB/T18898.2-20XX8.2可靠性試驗要求可靠性試驗要求見表5。表5EDFA可靠性試驗要求C-50 50 50-50 -50）， 50-50光纖光纜保負載：0.5kg(250μm光纖)/1.0k 50-50高相對濕度-50 50表5（續(xù)）C 50 50溫度范圍-5℃~最高工作溫度，溫度變化速率30℃/h，極限溫度下的停留時間 50機械完整性的每項試驗前，先將試樣在室溫下放置10min對900μm松套管，若套管不是與EDFA連接的受力部件，則采用250μm光纖試驗方法。環(huán)境溫度耐久性試驗宜按照低溫存儲/熱沖擊、高相對濕度存儲、高溫存儲/熱沖擊的順序進行試驗。在整8.3失效判據(jù)每項試驗后，出現(xiàn)下列故障中的任意一種情況即判定為不合格：a）出現(xiàn)變形﹑裂痕等機械損傷，出現(xiàn)光纖斷裂﹑光纖外層破損，尾纖拉出或尾纖密封損壞等物理損傷。但在機械沖擊試驗后允許表面出現(xiàn)少量擦痕、邊角小凹坑等外觀損傷；b）光學性能參數(shù)應(yīng)符合表1和表2中要求，并滿足產(chǎn)品規(guī)定的具體性能指標要求；c）性能參數(shù)在各項試驗后的變化量超出表6要求。表6各種環(huán)境和機械試驗前后EDFA性能參數(shù)允許的最大變化量GB/T18898.2-20XX表6（續(xù)）9電磁兼容試驗9.1電磁兼容試驗要求EDFA的電磁兼容試驗要求見表7。表7電磁兼容試驗要求-509.2失效判據(jù)射頻電磁場輻射發(fā)射試驗失效判據(jù)見YD/T1766-2016中8.2的規(guī)定。10檢驗10.1檢驗分類檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗。10.2出廠檢驗出廠檢驗分為常規(guī)檢驗和抽樣檢驗。10.2.1常規(guī)檢驗常規(guī)檢驗應(yīng)百分之百進行，檢驗項目如下：a）外觀：目測，符合6.4的要求。b）性能檢測：按第7章規(guī)定的測試方法，對輸出功率、增益和噪聲系數(shù)性能參數(shù)進行檢測，檢測結(jié)果應(yīng)滿足表1和表2規(guī)定的性能指標要求。c）高溫老化試驗——老化條件：在EDFA正常工作狀況下，以小于1℃/min的速率升溫至最高工作溫度，至少保持24h；——恢復(fù)：在正常大氣條件下恢復(fù)1h后測試；——失效判據(jù)：輸出功率、增益和噪聲指數(shù)等不滿足表1和表2規(guī)定的性能指標要求，或老化試驗前、后性能參數(shù)的變化量不滿足表6的規(guī)定。10.2.2抽樣檢驗從批量生產(chǎn)中生產(chǎn)的同批或若干批產(chǎn)品中，按GB/T2828.1規(guī)定，取一般檢查水平Ⅱ,接收質(zhì)量限（AQL）和檢驗項目如下：a）外觀——AQL取1.5；——檢驗方法：目測，其結(jié)果符合6.4的要求。b)外形尺寸——AQL取1.5；——檢驗方法：用滿足精度要求的量度工具測量，應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定。b）性能檢測——AQL取0.4；——檢驗方法：按第7章的規(guī)定進行測試，其結(jié)果按產(chǎn)品分類符合表1和表2的規(guī)定。若產(chǎn)品有更嚴格的性能參數(shù)規(guī)定，則應(yīng)滿足其相應(yīng)規(guī)定。10.3型式檢驗10.3.1檢驗條件EDFA有下列情況之一時，應(yīng)進行型式檢驗：——產(chǎn)品定型時或已定型產(chǎn)品轉(zhuǎn)場時；——正式生產(chǎn)后，如果結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能時；——產(chǎn)品長期停產(chǎn)12個月后，恢復(fù)生產(chǎn)時；——出廠檢驗結(jié)果與定型時的型式檢驗有較大差別時；——正常生產(chǎn)24個月后；——國家質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)提出進行型式檢驗要求時。10.3.2電磁兼容試驗條件EDFA有下列情況之一時，應(yīng)進行電磁兼容試驗：——產(chǎn)品設(shè)計定型時；——正式生產(chǎn)后，如果結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品的電磁兼容性能時。10.3.3檢驗要求在進行型式檢驗前，應(yīng)按第7章的要求，對樣品的性能參數(shù)進行測試，并記錄測試結(jié)果。GB/T18898.2-20XX10.3.4檢驗項目及抽樣方案型式檢驗的檢驗項目及抽樣方案見表5。電磁兼容的試驗項目及抽樣方案見表7。10.3.5樣品的使用規(guī)則樣品的使用規(guī)則如下:a)凡經(jīng)受了型式檢驗的樣品，一律不能作為合格品交付使用；b)在不影響檢驗和試驗結(jié)果的條件下，一組樣品可用于