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Text File  |  1993-06-26  |  11KB  |  591 lines
  1.  
  2.  
  3.  
  4.                               - -
  5.                            AP IX-60-E
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.  
  12.  
  13.  
  14. (3201)
  15. 7.     Recommendation G.652
  16.  
  17.       CHARACTERISTICS OF A SINGLE-MODE OPTICAL FIBRE CABLE
  18.  
  19.  
  20.        The CCITT,
  21.  
  22. considering that
  23.  
  24.         (a)  single-mode optical fibre cables are widely used  in
  25. telecommunication networks;
  26.  
  27.         (b)  the foreseen potential applications may require several kinds  of
  28. single-mode fibres differing in:
  29.  
  30.        -    geometrical characteristics,
  31.  
  32.        -    operating wavelengths,
  33.  
  34.         -     attenuation  dispersion, cut-off wavelength, and  other  optical
  35.     characteristics,
  36.        -    mechanical and environmental aspects;
  37.  
  38.         (c)   Recommendations on different kinds of single-mode fibres can  be
  39. prepared when practical use studies have sufficiently progressed;
  40.  
  41. recommends
  42.  
  43.         A  single-mode  fibre which has the zero-dispersion wavelength  around
  44. 1300  nm and which is optimized for use in the 1300 nm wavelength region,  and
  45. which  can also be used in the 1550 nm wavelength region (where this fibre  is
  46. not optimized).
  47.  
  48.        This fibre can be used for analogue and for digital transmission.
  49.  
  50.         The  geometrical,  optical, and transmission characteristics  of  this
  51. fibre are described below, together with applicable Test Methods.
  52.  
  53.        The meaning of the terms used in this Recommendation is given in
  54. Annex  A, and the guidelines to be followed in the measurements to verify  the
  55. various  characteristics are indicated in Annex B. Annexes A and B may  become
  56. separate  Recommendations as additional single-mode fibre Recommendations  are
  57. agreed upon.
  58.  
  59. 1.     Fibre characteristics
  60.  
  61.         Only  those characteristics of the fibre providing a minimum essential
  62. design  framework for fibre manufacture are recommended in  1. Of  these,  the
  63. cabled  fibre  cut-off  wavelength  may be  significantly  affected  by  cable
  64. manufacture  or installation. Otherwise, the recommended characteristics  will
  65. apply equally to individual fibres, fibres incorporated into a cable wound  on
  66. a drum, and fibres in installed cable.
  67.  
  68.         This Recommendation applies to fibres having a nominally circular mode
  69. field.
  70.  
  71.  
  72.  
  73.  
  74.  
  75.  
  76.  
  77.  
  78.  
  79.  
  80.  
  81.  
  82.  
  83.  
  84.  
  85.  
  86.  
  87.  
  88.  
  89.  
  90.  
  91.  
  92.  
  93.  
  94.  
  95.  
  96.  
  97.  
  98.  
  99.  
  100.  
  101.  
  102.  
  103.  
  104.  
  105.  
  106.  
  107.  
  108.  
  109.  
  110.  
  111.  
  112.  
  113.  
  114.  
  115.  
  116.  
  117.  
  118.  
  119.  
  120.  
  121.  
  122.  
  123.  
  124.  
  125.  
  126.  
  127.  
  128.  
  129.  
  130. Note - A sufficient wavelength margin should be assured between the
  131. lowest-permissible system operating wavelength Os of 1270 nm, and the
  132. highest-permissible cable cut-off wavelength Occ. Several Administrations favour a
  133. maximum  Occ  of  1260  nm  to  allow for fibre  sampling  variations  and  source
  134. wavelength variations due to tolerance, temperature, and ageing effects.
  135.  
  136.         These  two  specifications need not both be invoked; users may  choose  to
  137. specify  Oc or Occ according to their specific needs and the particular  envisaged
  138. applications. In the latter case, it should be understood that Oc may exceed  1280
  139. nm.
  140.  
  141.        In the case where the user chooses to specify Oc as in I, then Occ need not
  142. be measured.
  143.  
  144.        In the case where the user chooses to specify Occ, it may be permitted that
  145. Oc  be higher than the minimum system operating wavelength, relying on the effects
  146. of cable fabrication and installation to yield Occ values below the minimum system
  147. operating wavelength for the shortest length of cable between two joints.
  148.  
  149.        In the case where the user chooses to specify Occ, a qualification test may
  150. be sufficient to verify that the Occ requirement is being met.
  151.  
  152.  
  153.  
  154.  
  155.  
  156.  
  157.  
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163.  
  164.  
  165.  
  166.  
  167.  
  168.  
  169.  
  170.  
  171.  
  172.  
  173.  
  174.  
  175.  
  176.  
  177.  
  178.  
  179.  
  180.  
  181.  
  182.  
  183.  
  184.  
  185.  
  186.  
  187.  
  188.  
  189.  
  190.  
  191.  
  192.  
  193.  
  194.  
  195.  
  196.  
  197. 1.9   Examples of fibre design guidelines
  198.  
  199.        Supplement No. 33 gives an example of fibre design guidelines for  matched-
  200. cladding fibres used by two organizations.
  201.  
  202.  
  203.  
  204.  
  205.  
  206.  
  207.  
  208. 2.1   Attenuation coefficient
  209.  
  210.         Optical  fibre  cables  covered  by  this  Recommendation  generally  have
  211. attenuation  coefficients below 1.0 dB/km in the 1300 nm  wavelength  region,  and
  212. below 0.5 dB/km in the 1500 nm wavelength region.
  213.  
  214.  
  215.  
  216.  
  217.  
  218. 2.2   Chromatic dispersion coefficient
  219.  
  220.       The maximum chromatic dispersion coefficient shall be specified by:
  221.  
  222.       -     the allowed range of the zero-dispersion wavelength between
  223.           Oomin = 1295 nm and Oomax = 1322 nm;
  224.  
  225.        -   the  maximum value Somax - 0.095 ps/(nm2km) of the zero-dispersion
  226.        slope.
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235.  
  236.  
  237.  
  238.  
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259.  
  260.  
  261.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268.  
  269.  
  270.  
  271.  
  272.  
  273.  
  274.  
  275.  
  276.  
  277.  
  278.  
  279.  
  280.  
  281.  
  282.  
  283.  
  284.  
  285.  
  286.  
  287.  
  288.  
  289.  
  290.  
  291.  
  292.  
  293.  
  294.  
  295.  
  296.  
  297.  
  298.  
  299.  
  300.  
  301.  
  302.  
  303.  
  304.  
  305.  
  306.  
  307.  
  308.  
  309.  
  310.  
  311.  
  312. 3.2   Chromatic dispersion
  313.  
  314.        The  chromatic dispersion in ps can be calculated from the chromatic
  315. dispersion  coefficients  of  the  factory  lengths,  assuming   a   linear
  316. dependence on length, and with due regard for the signs of the coefficients
  317. and system source characteristics (see  2.2).
  318.  
  319.  
  320.  
  321.  
  322.  
  323.  
  324.  
  325.  
  326.  
  327. ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333.        The mode field diameter 2w is found by applying one of the following
  334. definitions.  The  integration limits are shown to be 0  to  ,  but  it  is
  335. understood  that this notation implies that the integrals be  truncated  in
  336. the  limit of increasing argument. While the maximum physical value of  the
  337. argument  q is 1/O, the integrands rapidly approach zero before this  value
  338. is reached.
  339.  
  340.        i)    FAR-FIELD  DOMAIN: In this domain three different  measurement
  341.   implementations are possible:
  342.  
  343.           a)  FAR FIELD SCAN: The far field intensity distribution F2(q) is
  344.        measured  as  a  function of the far-field  angle  ,  and  the  mode
  345.       field diameter (MFD) at the wavelength O is
  346.  
  347.  
  348.  
  349.  
  350.  
  351.  
  352.  
  353.  
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358.  
  359.  
  360.  
  361.  
  362.  
  363.  
  364.  
  365.  
  366.  
  367.  
  368.  
  369.  
  370.  
  371.  
  372.  
  373.  
  374.  
  375.  
  376.  
  377.  
  378.  
  379.         iii) NEAR-FIELD DOMAIN: The near field intensity distribution f2(r)  is
  380.    measured as a function of the radial coordinate r and
  381.  
  382.  
  383.  
  384.  
  385.  
  386.  
  387.  
  388.  
  389.  
  390. Note - The mathematical equivalence of these definitions results from transform
  391. relations  between  measurement results obtained by different  implementations.
  392. These are summarized in Figure A-1/G.652.
  393.  
  394.  
  395.  
  396.  
  397.  
  398.  
  399.  
  400.  
  401.  
  402.  
  403.  
  404.  
  405.  
  406.  
  407.  
  408.  
  409.  
  410.  
  411.  
  412.  
  413.  
  414.  
  415.  
  416.  
  417.  
  418.  
  419.  
  420.  
  421.  
  422.                                FIGURE A-1/G.652
  423.  
  424.           Mathematical relations between measurement implementations
  425.  
  426.  
  427.  
  428.  
  429.  
  430.  
  431.  
  432.  
  433.  
  434.  
  435.  
  436.  
  437.  
  438.  
  439.  
  440.  
  441.  
  442.  
  443.  
  444.  
  445.  
  446.        The  difference between the maximum cladding surface diameter  Dmax  and
  447. minimum  cladding  surface diameter Dmin (with respect to the  common  cladding
  448. surface centre) divided by the nominal cladding diameter, D, i.e.,
  449.  
  450.  
  451.  
  452.  
  453.  
  454.  
  455.  
  456. A.6   Mode field
  457.  
  458.        The  mode field is the single-mode field distribution giving rise  to  a
  459. spatial intensity distribution in the fibre.
  460.  
  461. A.7   Mode field centre
  462.  
  463.        The  mode  field centre is the position of the centroid of  the  spatial
  464. intensity distribution in the fibre.
  465.  
  466. Note 1 - The centroid is located at rc and is the normalized intensity-weighted
  467. integral of the position vector r:
  468.  
  469.  
  470.                 rc =        r I(r) dA /         I(r) dA
  471.                       AREA               AREA
  472.  
  473. Note  2  -  For  fibres considered in this Recommendation,  the  correspondence
  474. between the position of the centroid as defined and the position of the maximum
  475. of the spatial intensity distribution requires further study.
  476.  
  477.  
  478.  
  479.  
  480.  
  481.  
  482.  
  483.  
  484.  
  485.  
  486.  
  487.  
  488.  
  489.  
  490.  
  491.  
  492.  
  493.  
  494.  
  495.  
  496.  
  497.  
  498.  
  499.  
  500.  
  501.  
  502.  
  503.  
  504.  
  505.  
  506.  
  507.  
  508.        This  ensures that each individual cable section is sufficiently  single
  509. mode.  Any joint that is not perfect will create some higher order (LP11)  mode
  510. power  and single mode fibres typically support this mode for a short  distance
  511. (of  the  order of metres, depending on the deployment conditions).  A  minimum
  512. distance must therefore be specified between joints in order to give the  fibre
  513. sufficient  distance  to attenuate the LP11 mode before  it  reaches  the  next
  514. joint.   If inequality (1) is satisfied in the shortest cable section, it  will
  515. be  satisfied a fortiori in all longer cable sections, and single  mode  system
  516. operation will occur regardless of the elementary cable section length.
  517.  
  518.       Specifying Occ < Os for the shortest cable length (including loops in the
  519. splice  enclosure)  ensures  single  mode  operation.  It  is  frequently  more
  520. convenient, however, to measure Oc, which requires only a two metre  length  of
  521. uncabled fibre. Oc depends on the fibre type, length, and bend radius, and Occ,
  522. in  addition,  depends on the structure of a particular cable. The relationship
  523. between  Oc  and  Occ,  therefore, is dependent on both  the  fibre  and  cable
  524. designs.  In general Oc is several tens of nm larger than Occ: Oc can  even  be
  525. larger  than  the system wavelength, without violating inequality  (1).  Higher
  526. values of Oc produce tighter confinement of the LP01 mode and, therefore,  help
  527. to reduce potential bending losses in the 1550 nm wavelength region.
  528.  
  529.        Short  fibre  lengths  (<20m) are frequently  attached  to  sources  and
  530. detectors,  and  are  also  used as jumpers for interconnections.  The  cut-off
  531. wavelength of these fibres, as deployed, should also be less than Os. Among the
  532. means of avoiding modal noise in this case are:
  533.  
  534.       a)    selecting only fibres with sufficiently low Oc for such uses;
  535.  
  536.       b)    deployment of such fibres with small radius bends.
  537. A.11  Chromatic dispersion
  538.  
  539.        The  spreading  of a light pulse per unit source spectrum  width  in  an
  540. optical  fibre  caused  by  the  different group velocities  of  the  different
  541. wavelengths composing the source spectrum.
  542.  
  543. Note  -  The  chromatic  dispersion may be due to the following  contributions:
  544. material  dispersion,  waveguide dispersion, profile  dispersion.  Polarization
  545. dispersion does not give appreciable effects in circularly-symmetric fibres.
  546.  
  547. A.12  Chromatic dispersion coefficient
  548.  
  549.        The chromatic dispersion per unit source spectrum width and unit length  of
  550. fibre. It is usually expressed in ps/(nm . km).
  551.  
  552. A.13  Zero-dispersion slope
  553.  
  554.       The slope of the chromatic dispersion coefficient versus wavelength curve at
  555. the zero-dispersion wavelength.
  556.  
  557. A.14  Zero-dispersion wavelength
  558.  
  559.       That wavelength at which the chromatic dispersion vanishes.
  560.  
  561.  
  562.  
  563.  
  564.  
  565.  
  566.  
  567.  
  568.  
  569.  
  570.  
  571.  
  572.  
  573.  
  574.  
  575.  
  576.  
  577.  
  578.  
  579.  
  580.  
  581.  
  582.  
  583.  
  584.  
  585.  
  586.        A suitable cladding mode stripper shall be used to remove the optical power
  587. propagating in the cladding. When measuring the geometrical characteristics of the
  588. cladding only, the cladding mode stripper shall not be present.
  589.  
  590.  
  591.