分布式传感光纤放大器

T/CASMEXXXX—XXXX

分布式光纤放大器

1范围

本文件规定了分布式光纤放大器的术语和定义、缩略语、工作基本原理、技术要求、试验方法、检

验规则、标志、包装、运输和贮存。

本文件适用于分布式光纤放大器的设计、开发、生产和测试。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB5296.1消费品使用说明第1部分：总则

GB7247.1激光产品的安全第1部分：设备分类和要求

GB/T191包装储运图示标志

GB/T9969工业产品使用说明书总则

GB/T11318.1电视和声音信号的电缆分配系统设备与部件第1部分：通用规范

GB/T14436工业产品保证文件总则

GB/T16849光放大器总规范

GB/T26125电子电气产品六种限用物质（铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚）的测

定

GB/T26572电子电气产品中限用物的限量要求

3术语和定义

GBT16849界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

光纤opticalfiber

即光导纤维，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。

3.2

光纤放大器opticalfiberampler

指运用于光纤通信线路中，实现信号放大的一种新型全光纤放大器，（在光纤的纤芯中掺入能产生

激光的稀土元素，通过激光器提供的直流光激励，使通过的光信号得到放大的一种全光纤放大器，）一

般由增益介质、泵浦光和输入输出耦合结构组成。光纤放大器可以作为一种类型为光束或漫反射的传感

器。

3.3

受激辐射stimulatedemission

当光信号通过掺杂材料的光纤芯片时，掺杂材料中的稀土元素吸收光信号的能量，激发了稀土元素

中的电子，使其跃迁到一个较高的能级。当电子回到基态时，会释放出能量，并以光子的形式发射出来。

这个过程称为受激辐射。

4缩略语

ACC：自动电流控制（AutoCurrentControl）

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APC：角度物理接触（AngledPhysicalContact）

APPR：自动泵浦功率降低（AutomatiePumpPowerReduetion）

OTDR：光时城反射（OpticalTimeDomainReflectometer）

OFDR：光频域反射（OpticalFrequencyDomainReflectometry）

FC：套圈式接触器（ferrulecontactor）

SC：用户电缆（SubscriberCable）

MTBF：平均故障间隔时间（MeanTimeBetweenFailure）

GPIB：通用接口总线（General-PurposeInterfaceBus）

5工作基本原理

5.1光纤放大器的芯片原理是基于光纤的非线性效应和掺杂材料的放大机制。

5.2光纤放大器的主要组成部分是掺杂有掺杂材料的光纤芯片，掺杂材料通常是在可见光和红外光范

围内具有特定吸收和发射能力的稀土元素，如铒、钕、镨、铌或铽。

5.3光信号通过光纤芯片时，受激辐射的光子具有与输入光信号相同的频率和相位，增强了输入光信

号，并使其功率增加，使得光信号能够在光纤中传输更远的距离，同时减少信号的衰减。

5.4掺杂材料的选择应基于其吸收和发射特性，以便实现高效的能量转换。光纤结构的设计应考虑光

信号的传输损耗和非线性效应，以确保光纤放大器的性能和稳定性。

5.5同时利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质，采用OTDR技术和OFDR技术，探测出沿着光纤

不同位置的温度和应变的变化，实现真正分布式的测量。

6技术要求

6.1一般要求

光纤放大器的一般要求应符合GB/T11318.1中4.1.1的规定

6.2外观

光纤放大器的外观应按照以下要求

a)应表面光洁，色泽均匀、无流挂、无露底；

b)金属件应无毛刺、无锐角；

c)结构件不扭曲，不存在机械划伤痕迹；

d)塑料件应表面光洁，颜色均勾无明显差异，无裂纹、划伤，无变形；

e)结构装置上的文字、图形、符号和标志均应清晰、完整、无误；

f)激光安全标志要有明确的告警标示，并明确表明产品满足GB7247.1等级1M的要求。

6.3性能指标

光纤放大器性能指标应满足表1的要求。

表1性能参数

参数名称单位技术指标

工作波长nm1535～1565

饱和输出功率aW≥2

出入功率dBm-10～10

增益dB25～40

噪声系数bdB≤6.0

输出功率稳定性cdB-0.2～0.2

输入泵浦泄露dBm≤-35

输出泵浦泄露dBm≤-45

回波损耗dB≥45

偏振相关增益dB≤0.5

偏振模色散ps≤0.5

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表1性能参数（续）

参数名称单位技术指标

90x70x15（模块）

产品尺寸mm

296x260x89（台式）

a该指标在输入功率为-10dBm时测试所得，多端口时，指所有端口功率之和。

b该指标在输入功率为0dBm时测试所得。

c该指标为30分钟的稳定度。

6.4工作条件

光纤放大器工作条件应满足表2的要求。

表2推荐工作条件

参数名称单位条件要求

工作温度a℃-10～55

相对工作湿度%20～80

存储温度℃-45～85

相对存储湿度%10～90

连接器-FC/APC或SC/APC

纤维类型-SMF-28e

通信协议-RS232/Bandrate9600bps

工作模式-ACC

通信接口-RS232

供电方式VDC5

a风速>1.5m/s（高温时的风速）

6.5环保要求

产品组成单元分类应符合GB/T26572中表1的规定，有毒有害物质的限量要求应按GB/T26125的规

定检测，应符合GB/T26572中表3的要求。

6.6激光安全

6.6.1产品的输入端和输出端均为人眼不可见的激光，在安装使用和维护过程中，严禁直视器件输出

端面或与之相连接的光纤连接器/尾缆的端面。无论在何种情况下，光纤放大器直接入射到空气中的泵

浦功率或信号光功率应满足GB7247.1等级1M的要求。

6.6.2产品在使用过程中还应保护传输线路中连接器处的光纤端面不被烧坏，其实现方法之一是可集

成OTDR功能，使光纤放大器具备光纤线路自诊断功能，能够准确检测20km以内的光纤连接头损耗，当

单个光纤连接头损耗大于0.5dB时，拉曼应处于APPR模式或关泵模式。

6.7可靠性

光纤放大器的MTBF下限值应不低于40000h。检测项目为输出光功率，合格判据为输出光功率相对

于初测值的偏离量应在±0.5dB内。

6.8电磁兼容与安全

光纤放大器的安全与电磁兼容性要求应符合GB/T11318.1中4.5和4.6的规定。

7试验方法

7.1设备测试

7.1.1光源

可调波长光源，输出功率大于13dBm，其输出功率波动应小于0.05dB。

7.1.2光功率计算

3

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光功率计的工作范围要大于光放大器的输出功率，或者大于经衰减后的输出功率，精确度要高于0.1

dBm。

7.1.3可变光衰减器

衰减可变范围应大于40dB，稳定性应优于±0.1dB，每一端的光反射损耗应大于50dB（由于对高

功率的衰减会使常规光衰减器发热，从而影响测量的可靠性，建议通过在线熔接分路器方式对光功率进

行衰减）。

7.1.4插回损测试仪

插回损测试仪的工作范围为980nm～1700nm。

7.2光谱测试

光谱测试连接图见图1所示。

图1光谱测试的连接图

说明：

a)为防止光源输出功率太大烧毁光谱分析仪，在测试前，请确认输入到光谱分析仪的光功率，满

足光谱分析仪的输入功率范围要求；

b)通过光谱分析仪测试，测试出设备的以下几项指标：

——波长值

——噪声系数

——偏振相关增益

——偏振模色散

7.3光功率测试

光功率测试的连接图见图2所示。

图2光功率测试的连接图

说明：

a)为防止光源输出功率太大烧毁光功率计，在测试前，请确认光功率计的性能指标，选择能满足

光高功率光输入范围要求的光功率计；

b)对于需要进行功率稳定性测试的系统，建议通过功率计仪表的GPIB口，实时将测试数据送入电

脑，由电脑程序进行长期稳定性检测；

c)通过光功率计，测试出设备的以下几项指标：

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——输入功率范围

——饱和输出功率

——增益

——输出功率稳定性

7.4输入泵浦泄漏

输入泵浦泄漏测试的设备连接图见图3所示。

图3输入泵浦泄漏测试的设备连接图

说明：

设备开启稳定后，记录980nm端的测量到的光功率，即为输入泵浦泄露功率。

7.5输出泵浦泄露

输出泵浦泄漏测试的设备连接图见图4所示。

图4输出泵浦泄露测试的设备连接图

说明：

a)光功率计用于模拟光纤放大器的后续接入设备；

b)设备开启稳定后，记录980nm端的测量到光功率，即为输出泵浦泄露功率。

7.6噪声系数

噪声系数测试的设备连接图见图5所示。

a)输入信噪比测试

图5光纤放大器噪声系数测量框图

5

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b)输出信噪比测试

图5光纤放大器噪声系数测量框图（续）

说明：

a)按图5a）所示测量输入光功率和信噪比，按图5b）所示测量输出信噪比；

b)噪声系数计算公式为：

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

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

式中：

NF——光纤放大器的噪声系数（dB）；

Pin——光纤放大器的输入光功率（dBm）；

h——普朗克常数；

v——信号的频率；

Bo——测量时仪表设置的噪声带宽（HZ）；

（S/N）in——光纤放大器的输入信噪比（dB）；

（S/N）out——光纤放大器的输出信噪比（dBm）。

7.7回波损耗测试

通过光功率计，测试光纤放大器的输入回损以及输出回损指标。测试原理框图分别见图6和图7所示。

图6输入回损的测试框图

说明：

a)图中A为50：50光耦合器COM端。

b)测试过程中，测量B、C两点的功率，分别为PB和PC，输入回损的计算公式为：

RPBPC6dB。

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图7输出回损的测试框图

说明：

a)图中A为50：50光合器COM端，高功率光纤放大器输出端的光功率计用于模拟光纤放大器的后续

接入设备；

b)测试过程中，测量B、C两点的功率，分别即为PB和PC，输出回损的计算公式为：

RPBPC6dB。

7.8环境试验

光纤放大器的环境试验按GB/T11318.1中4.3的规定进行，试验温度组别为Ⅰ组。

7.9可靠性试验

光纤放大器的可靠性试验按GB/T11318.1中4.4的规定进行，采用实验方案Ⅱ。

7.10安全与电磁兼容性试验

光纤放大器的安全与电磁兼容性试验按GB/T11318.1中4.5和4.6的规定进行。

8检验规则

8.1组批与抽样

8.1.1每天生产的材料及工艺相同的相同型号的产品为一检验批。

8.1.2光纤放大器的检验采用全检的方式进行检验。

8.2出厂检验

8.2.1光纤放大器的检验采用全检的方式进行检验。检验项目按照表1所列的性能要求项目进行。检

验合格后，并附有产品质量合格证书后才能出厂。

8.2.2质检部门按本标准第7章的方法要求进行检测。

8.3型式检验

8.3.1在正常情况下，每36个月进行一次型式检验。当发生下列情况时也应进行型式检验。

a)在新产品定型时；

b)当设计、工艺或原材料上有重大改变，可能影响质量时；

c)同类型产品对比时；

d)停止生产一年以上，再恢复生产时；

e)正常生产的产品，每36个月应进行一次；

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f)国家质量检测机构提出型式检验要求时。

8.3.2型式检验的项目为本标准第6章要求的全部项目。

9标志、包装、运输和贮存

9.1标志

9.1.1光纤放大器设备前面板或者指定位置应有产品的型号，设备上面板或者侧面板应有设备编号。

9.1.2产品包装箱上应有产品型号，名称、生产厂家名称、地址、联系电话等标志，以及包装储运标

志。其中包装储运图示标志应符合GB/T191的规定。

9.2使用说明书

产品使用说明书应符合GB/T9969和GB5296.1的要求。

9.3产品包装

9.3.1产品包装应包括内包装及外包装：

a)内包装为PE塑料包装。

b)外包装为包装箱。包装箱内应有防震防潮防雨的措施。

9.3.2产品应随附下列文件：

a)装箱清单；

b)产品检验卡片；

c)产品说明书。。

9.3.3产品检验卡应符合GB/T14436的规定，卡片上应填明：

a)型号、规格；

b)执行标准号；

c)生产厂家名称；

d)制造年、月、日

9.4运输

包装后的产品允许以任何运输工具进行运输。运输过程中应严禁野蛮装卸。严禁雨雪的直接淋袭。

严禁与含腐蚀性物质同时装运。

9.5贮存

拆箱后的光纤放大器应贮存在要求的工作温度及湿度范围内，不应受日光直接照射，周围空气不含

有腐蚀性气体。

9.6保质期

产品自出厂之日起两年内，如非客户使用原因，导致产品性能裂化，应由厂家负责更换或维修。

_________________________________

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ICS33.180.30

CCSM33

CASME

中国中小商业企业协会团体标准

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分布式光纤放大器

Distributedfiberamplifier

征求意见稿

2023-XX-XX发布2023-XX-XX实施

中国中小商业企业协会  发布

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分布式光纤放大器

1范围

本文件规定了分布式光纤放大器的术语和定义、缩略语、工作基本原理、技术要求、试验方法、检

验规则、标志、包装、运输和贮存。

本文件适用于分布式光纤放大器的设计、开发、生产和测试。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB5296.1消费品使用说明第1部分：总则

GB7247.1激光产品的安全第1部分：设备分类和要求

GB/T191包装储运图示标志

GB/T9969工业产品使用说明书总则

GB/T11318.1电视和声音信号的电缆分配系统设备与部件第1部分：通用规范

GB/T14436工业产品保证文件总则

GB/T16849光放大器总规范

GB/T26125电子电气产品六种限用物质（铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚）的测

定

GB/T26572电子电气产品中限用物的限量要求

3术语和定义

GBT16849界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

光纤opticalfiber

即光导纤维，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。

3.2

光纤放大器opticalfiberampler

指运用于光纤通信线路中，实现信号放大的一种新型全光纤放大器，（在光纤的纤芯中掺入能产生

激光的稀土元素，通过激光器提供的直流光激励，使通过的光信号得到放大的一种全光纤放大器，）一

般由增益介质、泵浦光和输入输出耦合结构组成。光纤放大器可以作为一种类型为光束或漫反射的传感

器。

3.3

受激辐射stimulatedemission

当光信号通过掺杂材料的光纤芯片时，掺杂材料中的稀土元素吸收光信号的能量，激发了稀土元素

中的电子，使其跃迁到一个较高的能级。当电子回到基态时，会释放出能量，并以光子的形式发射出来。

这个过程称为受激辐射。

4缩略语

ACC：自动电流控制（AutoCurrentControl）

1

T/CASMEXXXX—XXXX

APC：角度物理接触（AngledPhysicalContact）

APPR：自动泵浦功率降低（AutomatiePumpPowerReduetion）

OTDR：光时城反射（OpticalTimeDomainReflectometer）

OFDR：光频域反射（OpticalFrequencyDomainReflectometry）

FC：套圈式接触器（ferrulecontactor）

SC：用户电缆（SubscriberCable）

MTBF：平均故障间隔时间（MeanTimeBetweenFailure）

GPIB：通用接口总线（General-PurposeInterfaceBus）

5工作基本原理

5.1光纤放大器的芯片原理是基于光纤的非线性效应和掺杂材料的放大机制。

5.2光纤放大器的主要组成部分是掺杂有掺杂材料的光纤芯片，掺杂材料通常是在可见光和红外光范

围内具有特定吸收和发射能力的稀土元素，如铒、钕、镨、铌或铽。

5.3光信号通过光纤芯片时，受激辐射的光子具有与输入光信号相同的频率和相位，增强了输入光信

号，并使其功率增加，使得光信号能够在光纤中传输更远的距离，同时减少信号的衰减。

5.4掺杂材料的选择应基于其吸收和发射特性，以便实现高效的能量转换。光纤结构的设计应考虑光

信号