分布式傳感光纖放大器

T/CASMEXXXX—XXXX

分布式光纖放大器

1范圍

本文件規(guī)定了分布式光纖放大器的術語和定義、縮略語、工作基本原理、技術要求、試驗方法、檢

驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和貯存。

本文件適用于分布式光纖放大器的設計、開發(fā)、生產(chǎn)和測試。

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（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB5296.1消費品使用說明第1部分：總則

GB7247.1激光產(chǎn)品的安全第1部分：設備分類和要求

GB/T191包裝儲運圖示標志

GB/T9969工業(yè)產(chǎn)品使用說明書總則

GB/T11318.1電視和聲音信號的電纜分配系統(tǒng)設備與部件第1部分：通用規(guī)范

GB/T14436工業(yè)產(chǎn)品保證文件總則

GB/T16849光放大器總規(guī)范

GB/T26125電子電氣產(chǎn)品六種限用物質(zhì)（鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚）的測

定

GB/T26572電子電氣產(chǎn)品中限用物的限量要求

3術語和定義

GBT16849界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

光纖opticalfiber

即光導纖維，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導工具。

3.2

光纖放大器opticalfiberampler

指運用于光纖通信線路中，實現(xiàn)信號放大的一種新型全光纖放大器，（在光纖的纖芯中摻入能產(chǎn)生

激光的稀土元素，通過激光器提供的直流光激勵，使通過的光信號得到放大的一種全光纖放大器，）一

般由增益介質(zhì)、泵浦光和輸入輸出耦合結構組成。光纖放大器可以作為一種類型為光束或漫反射的傳感

器。

3.3

受激輻射stimulatedemission

當光信號通過摻雜材料的光纖芯片時，摻雜材料中的稀土元素吸收光信號的能量，激發(fā)了稀土元素

中的電子，使其躍遷到一個較高的能級。當電子回到基態(tài)時，會釋放出能量，并以光子的形式發(fā)射出來。

這個過程稱為受激輻射。

4縮略語

ACC：自動電流控制（AutoCurrentControl）

1

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APC：角度物理接觸（AngledPhysicalContact）

APPR：自動泵浦功率降低（AutomatiePumpPowerReduetion）

OTDR：光時城反射（OpticalTimeDomainReflectometer）

OFDR：光頻域反射（OpticalFrequencyDomainReflectometry）

FC：套圈式接觸器（ferrulecontactor）

SC：用戶電纜（SubscriberCable）

MTBF：平均故障間隔時間（MeanTimeBetweenFailure）

GPIB：通用接口總線（General-PurposeInterfaceBus）

5工作基本原理

5.1光纖放大器的芯片原理是基于光纖的非線性效應和摻雜材料的放大機制。

5.2光纖放大器的主要組成部分是摻雜有摻雜材料的光纖芯片，摻雜材料通常是在可見光和紅外光范

圍內(nèi)具有特定吸收和發(fā)射能力的稀土元素，如鉺、釹、鐠、鈮或鋱。

5.3光信號通過光纖芯片時，受激輻射的光子具有與輸入光信號相同的頻率和相位，增強了輸入光信

號，并使其功率增加，使得光信號能夠在光纖中傳輸更遠的距離，同時減少信號的衰減。

5.4摻雜材料的選擇應基于其吸收和發(fā)射特性，以便實現(xiàn)高效的能量轉換。光纖結構的設計應考慮光

信號的傳輸損耗和非線性效應，以確保光纖放大器的性能和穩(wěn)定性。

5.5同時利用光纖作為傳感敏感元件和傳輸信號介質(zhì)，采用OTDR技術和OFDR技術，探測出沿著光纖

不同位置的溫度和應變的變化，實現(xiàn)真正分布式的測量。

6技術要求

6.1一般要求

光纖放大器的一般要求應符合GB/T11318.1中4.1.1的規(guī)定

6.2外觀

光纖放大器的外觀應按照以下要求

a)應表面光潔，色澤均勻、無流掛、無露底；

b)金屬件應無毛刺、無銳角；

c)結構件不扭曲，不存在機械劃傷痕跡；

d)塑料件應表面光潔，顏色均勾無明顯差異，無裂紋、劃傷，無變形；

e)結構裝置上的文字、圖形、符號和標志均應清晰、完整、無誤；

f)激光安全標志要有明確的告警標示，并明確表明產(chǎn)品滿足GB7247.1等級1M的要求。

6.3性能指標

光纖放大器性能指標應滿足表1的要求。

表1性能參數(shù)

參數(shù)名稱單位技術指標

工作波長nm1535～1565

飽和輸出功率aW≥2

出入功率dBm-10～10

增益dB25～40

噪聲系數(shù)bdB≤6.0

輸出功率穩(wěn)定性cdB-0.2～0.2

輸入泵浦泄露dBm≤-35

輸出泵浦泄露dBm≤-45

回波損耗dB≥45

偏振相關增益dB≤0.5

偏振模色散ps≤0.5

2

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表1性能參數(shù)（續(xù)）

參數(shù)名稱單位技術指標

90x70x15（模塊）

產(chǎn)品尺寸mm

296x260x89（臺式）

a該指標在輸入功率為-10dBm時測試所得，多端口時，指所有端口功率之和。

b該指標在輸入功率為0dBm時測試所得。

c該指標為30分鐘的穩(wěn)定度。

6.4工作條件

光纖放大器工作條件應滿足表2的要求。

表2推薦工作條件

參數(shù)名稱單位條件要求

工作溫度a℃-10～55

相對工作濕度%20～80

存儲溫度℃-45～85

相對存儲濕度%10～90

連接器-FC/APC或SC/APC

纖維類型-SMF-28e

通信協(xié)議-RS232/Bandrate9600bps

工作模式-ACC

通信接口-RS232

供電方式VDC5

a風速>1.5m/s（高溫時的風速）

6.5環(huán)保要求

產(chǎn)品組成單元分類應符合GB/T26572中表1的規(guī)定，有毒有害物質(zhì)的限量要求應按GB/T26125的規(guī)

定檢測，應符合GB/T26572中表3的要求。

6.6激光安全

6.6.1產(chǎn)品的輸入端和輸出端均為人眼不可見的激光，在安裝使用和維護過程中，嚴禁直視器件輸出

端面或與之相連接的光纖連接器/尾纜的端面。無論在何種情況下，光纖放大器直接入射到空氣中的泵

浦功率或信號光功率應滿足GB7247.1等級1M的要求。

6.6.2產(chǎn)品在使用過程中還應保護傳輸線路中連接器處的光纖端面不被燒壞，其實現(xiàn)方法之一是可集

成OTDR功能，使光纖放大器具備光纖線路自診斷功能，能夠準確檢測20km以內(nèi)的光纖連接頭損耗，當

單個光纖連接頭損耗大于0.5dB時，拉曼應處于APPR模式或關泵模式。

6.7可靠性

光纖放大器的MTBF下限值應不低于40000h。檢測項目為輸出光功率，合格判據(jù)為輸出光功率相對

于初測值的偏離量應在±0.5dB內(nèi)。

6.8電磁兼容與安全

光纖放大器的安全與電磁兼容性要求應符合GB/T11318.1中4.5和4.6的規(guī)定。

7試驗方法

7.1設備測試

7.1.1光源

可調(diào)波長光源，輸出功率大于13dBm，其輸出功率波動應小于0.05dB。

7.1.2光功率計算

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光功率計的工作范圍要大于光放大器的輸出功率，或者大于經(jīng)衰減后的輸出功率，精確度要高于0.1

dBm。

7.1.3可變光衰減器

衰減可變范圍應大于40dB，穩(wěn)定性應優(yōu)于±0.1dB，每一端的光反射損耗應大于50dB（由于對高

功率的衰減會使常規(guī)光衰減器發(fā)熱，從而影響測量的可靠性，建議通過在線熔接分路器方式對光功率進

行衰減）。

7.1.4插回損測試儀

插回損測試儀的工作范圍為980nm～1700nm。

7.2光譜測試

光譜測試連接圖見圖1所示。

圖1光譜測試的連接圖

說明：

a)為防止光源輸出功率太大燒毀光譜分析儀，在測試前，請確認輸入到光譜分析儀的光功率，滿

足光譜分析儀的輸入功率范圍要求；

b)通過光譜分析儀測試，測試出設備的以下幾項指標：

——波長值

——噪聲系數(shù)

——偏振相關增益

——偏振模色散

7.3光功率測試

光功率測試的連接圖見圖2所示。

圖2光功率測試的連接圖

說明：

a)為防止光源輸出功率太大燒毀光功率計，在測試前，請確認光功率計的性能指標，選擇能滿足

光高功率光輸入范圍要求的光功率計；

b)對于需要進行功率穩(wěn)定性測試的系統(tǒng)，建議通過功率計儀表的GPIB口，實時將測試數(shù)據(jù)送入電

腦，由電腦程序進行長期穩(wěn)定性檢測；

c)通過光功率計，測試出設備的以下幾項指標：

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——輸入功率范圍

——飽和輸出功率

——增益

——輸出功率穩(wěn)定性

7.4輸入泵浦泄漏

輸入泵浦泄漏測試的設備連接圖見圖3所示。

圖3輸入泵浦泄漏測試的設備連接圖

說明：

設備開啟穩(wěn)定后，記錄980nm端的測量到的光功率，即為輸入泵浦泄露功率。

7.5輸出泵浦泄露

輸出泵浦泄漏測試的設備連接圖見圖4所示。

圖4輸出泵浦泄露測試的設備連接圖

說明：

a)光功率計用于模擬光纖放大器的后續(xù)接入設備；

b)設備開啟穩(wěn)定后，記錄980nm端的測量到光功率，即為輸出泵浦泄露功率。

7.6噪聲系數(shù)

噪聲系數(shù)測試的設備連接圖見圖5所示。

a)輸入信噪比測試

圖5光纖放大器噪聲系數(shù)測量框圖

5

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b)輸出信噪比測試

圖5光纖放大器噪聲系數(shù)測量框圖（續(xù)）

說明：

a)按圖5a）所示測量輸入光功率和信噪比，按圖5b）所示測量輸出信噪比；

b)噪聲系數(shù)計算公式為：

(S/N)in/10(S/N)out/10

NFPin10Ig(hvBo)(S/N)in(S/N)out10Ig(1010)

式中：

NF——光纖放大器的噪聲系數(shù)（dB）；

Pin——光纖放大器的輸入光功率（dBm）；

h——普朗克常數(shù)；

v——信號的頻率；

Bo——測量時儀表設置的噪聲帶寬（HZ）；

（S/N）in——光纖放大器的輸入信噪比（dB）；

（S/N）out——光纖放大器的輸出信噪比（dBm）。

7.7回波損耗測試

通過光功率計，測試光纖放大器的輸入回損以及輸出回損指標。測試原理框圖分別見圖6和圖7所示。

圖6輸入回損的測試框圖

說明：

a)圖中A為50：50光耦合器COM端。

b)測試過程中，測量B、C兩點的功率，分別為PB和PC，輸入回損的計算公式為：

RPBPC6dB。

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圖7輸出回損的測試框圖

說明：

a)圖中A為50：50光合器COM端，高功率光纖放大器輸出端的光功率計用于模擬光纖放大器的后續(xù)

接入設備；

b)測試過程中，測量B、C兩點的功率，分別即為PB和PC，輸出回損的計算公式為：

RPBPC6dB。

7.8環(huán)境試驗

光纖放大器的環(huán)境試驗按GB/T11318.1中4.3的規(guī)定進行，試驗溫度組別為Ⅰ組。

7.9可靠性試驗

光纖放大器的可靠性試驗按GB/T11318.1中4.4的規(guī)定進行，采用實驗方案Ⅱ。

7.10安全與電磁兼容性試驗

光纖放大器的安全與電磁兼容性試驗按GB/T11318.1中4.5和4.6的規(guī)定進行。

8檢驗規(guī)則

8.1組批與抽樣

8.1.1每天生產(chǎn)的材料及工藝相同的相同型號的產(chǎn)品為一檢驗批。

8.1.2光纖放大器的檢驗采用全檢的方式進行檢驗。

8.2出廠檢驗

8.2.1光纖放大器的檢驗采用全檢的方式進行檢驗。檢驗項目按照表1所列的性能要求項目進行。檢

驗合格后，并附有產(chǎn)品質(zhì)量合格證書后才能出廠。

8.2.2質(zhì)檢部門按本標準第7章的方法要求進行檢測。

8.3型式檢驗

8.3.1在正常情況下，每36個月進行一次型式檢驗。當發(fā)生下列情況時也應進行型式檢驗。

a)在新產(chǎn)品定型時；

b)當設計、工藝或原材料上有重大改變，可能影響質(zhì)量時；

c)同類型產(chǎn)品對比時；

d)停止生產(chǎn)一年以上，再恢復生產(chǎn)時；

e)正常生產(chǎn)的產(chǎn)品，每36個月應進行一次；

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f)國家質(zhì)量檢測機構提出型式檢驗要求時。

8.3.2型式檢驗的項目為本標準第6章要求的全部項目。

9標志、包裝、運輸和貯存

9.1標志

9.1.1光纖放大器設備前面板或者指定位置應有產(chǎn)品的型號，設備上面板或者側面板應有設備編號。

9.1.2產(chǎn)品包裝箱上應有產(chǎn)品型號，名稱、生產(chǎn)廠家名稱、地址、聯(lián)系電話等標志，以及包裝儲運標

志。其中包裝儲運圖示標志應符合GB/T191的規(guī)定。

9.2使用說明書

產(chǎn)品使用說明書應符合GB/T9969和GB5296.1的要求。

9.3產(chǎn)品包裝

9.3.1產(chǎn)品包裝應包括內(nèi)包裝及外包裝：

a)內(nèi)包裝為PE塑料包裝。

b)外包裝為包裝箱。包裝箱內(nèi)應有防震防潮防雨的措施。

9.3.2產(chǎn)品應隨附下列文件：

a)裝箱清單；

b)產(chǎn)品檢驗卡片；

c)產(chǎn)品說明書。。

9.3.3產(chǎn)品檢驗卡應符合GB/T14436的規(guī)定，卡片上應填明：

a)型號、規(guī)格；

b)執(zhí)行標準號；

c)生產(chǎn)廠家名稱；

d)制造年、月、日

9.4運輸

包裝后的產(chǎn)品允許以任何運輸工具進行運輸。運輸過程中應嚴禁野蠻裝卸。嚴禁雨雪的直接淋襲。

嚴禁與含腐蝕性物質(zhì)同時裝運。

9.5貯存

拆箱后的光纖放大器應貯存在要求的工作溫度及濕度范圍內(nèi)，不應受日光直接照射，周圍空氣不含

有腐蝕性氣體。

9.6保質(zhì)期

產(chǎn)品自出廠之日起兩年內(nèi)，如非客戶使用原因，導致產(chǎn)品性能裂化，應由廠家負責更換或維修。

_________________________________

8

ICS33.180.30

CCSM33

CASME

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會團體標準

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分布式光纖放大器

Distributedfiberamplifier

征求意見稿

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實施

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會??發(fā)布

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分布式光纖放大器

1范圍

本文件規(guī)定了分布式光纖放大器的術語和定義、縮略語、工作基本原理、技術要求、試驗方法、檢

驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和貯存。

本文件適用于分布式光纖放大器的設計、開發(fā)、生產(chǎn)和測試。

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（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB5296.1消費品使用說明第1部分：總則

GB7247.1激光產(chǎn)品的安全第1部分：設備分類和要求

GB/T191包裝儲運圖示標志

GB/T9969工業(yè)產(chǎn)品使用說明書總則

GB/T11318.1電視和聲音信號的電纜分配系統(tǒng)設備與部件第1部分：通用規(guī)范

GB/T14436工業(yè)產(chǎn)品保證文件總則

GB/T16849光放大器總規(guī)范

GB/T26125電子電氣產(chǎn)品六種限用物質(zhì)（鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚）的測

定

GB/T26572電子電氣產(chǎn)品中限用物的限量要求

3術語和定義

GBT16849界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

光纖opticalfiber

即光導纖維，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導工具。

3.2

光纖放大器opticalfiberampler

指運用于光纖通信線路中，實現(xiàn)信號放大的一種新型全光纖放大器，（在光纖的纖芯中摻入能產(chǎn)生

激光的稀土元素，通過激光器提供的直流光激勵，使通過的光信號得到放大的一種全光纖放大器，）一

般由增益介質(zhì)、泵浦光和輸入輸出耦合結構組成。光纖放大器可以作為一種類型為光束或漫反射的傳感

器。

3.3

受激輻射stimulatedemission

當光信號通過摻雜材料的光纖芯片時，摻雜材料中的稀土元素吸收光信號的能量，激發(fā)了稀土元素

中的電子，使其躍遷到一個較高的能級。當電子回到基態(tài)時，會釋放出能量，并以光子的形式發(fā)射出來。

這個過程稱為受激輻射。

4縮略語

ACC：自動電流控制（AutoCurrentControl）

1

T/CASMEXXXX—XXXX

APC：角度物理接觸（AngledPhysicalContact）

APPR：自動泵浦功率降低（AutomatiePumpPowerReduetion）

OTDR：光時城反射（OpticalTimeDomainReflectometer）

OFDR：光頻域反射（OpticalFrequencyDomainReflectometry）

FC：套圈式接觸器（ferrulecontactor）

SC：用戶電纜（SubscriberCable）

MTBF：平均故障間隔時間（MeanTimeBetweenFailure）

GPIB：通用接口總線（General-PurposeInterfaceBus）

5工作基本原理

5.1光纖放大器的芯片原理是基于光纖的非線性效應和摻雜材料的放大機制。

5.2光纖放大器的主要組成部分是摻雜有摻雜材料的光纖芯片，摻雜材料通常是在可見光和紅外光范

圍內(nèi)具有特定吸收和發(fā)射能力的稀土元素，如鉺、釹、鐠、鈮或鋱。

5.3光信號通過光纖芯片時，受激輻射的光子具有與輸入光信號相同的頻率和相位，增強了輸入光信

號，并使其功率增加，使得光信號能夠在光纖中傳輸更遠的距離，同時減少信號的衰減。

5.4摻雜材料的選擇應基于其吸收和發(fā)射特性，以便實現(xiàn)高效的能量轉換。光纖結構的設計應考慮光

信號