home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ InfoMagic Standards 1993 July / Disc.iso / ccitt / 1988 / ascii / 3_3_02.txt < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1991-12-22  |  96.3 KB  |  3,234 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.  
  12.  
  13.  
  14.  
  15.  
  16.  
  17.  
  18.  
  19.  
  20.  
  21.  
  22.  
  23.  
  24.  
  25.  
  26.  
  27.  
  28.         6.3   Submarine cables
  29.  
  30.  
  31.             The Recommendations in this Subsection relate to the  specifi-
  32.        cations  for  submarine cables. The Recommendations concerning sys-
  33.        tems are in Subsection 3.7.
  34.  
  35.  
  36.             Supplement No. 11 contains documentation on  the  cable  ships
  37.        used in various countries.
  38.  
  39.             Supplement No. 18 contains  information  on  submarine  cables
  40.        used in deep water.
  41.  
  42.  
  43.        Recommendation G.631
  44.  
  45.  
  46.  
  47.  
  48.                 TYPES OF SUBMARINE CABLE TO BE USED FOR SYSTEMS
  49.  
  50.                 WITH LINE FREQUENCIES OF LESS THAN ABOUT 45 MHz
  51.  
  52.                                  (Geneva, 1976)
  53.  
  54.  
  55.  
  56.  
  57.                The CCITT,
  58.  
  59.  
  60.  
  61.        recognizing
  62.  
  63.  
  64.             that the special complications of cable repair in the case  of
  65.        submarine  cable  systems  laid in deep water (i.e. at depths where
  66.        there is no need to use armoured  cables)  justify  measures  which
  67.        would reduce the number of cable types with which repair ships have
  68.        to deal;
  69.  
  70.  
  71.  
  72.        appreciating
  73.  
  74.  
  75.             at the same time that system designers require flexibility  in
  76.        the choice of cables in order to optimize the overall cost per unit
  77.        length of individual systems;
  78.  
  79.  
  80.        recognizing
  81.  
  82.  
  83.             that the most significant cable characteristics in determining
  84.        whether any two cables may be joined together are:
  85.  
  86.  
  87.  
  88.  
  89.  
  90.  
  91.  
  92.  
  93.  
  94.                -         the inner diameter of the outer conductor,
  95.  
  96.                -         the characteristic impedance of the cable,
  97.  
  98.  
  99.        recommends
  100.  
  101.  
  102.             that for submarine systems handling  line  frequencies  up  to
  103.        45 MHz  the  cable  used in the deep water sections of such systems
  104.        should conform with the limits set out in Table 1/G.631.
  105.                                  H.T. [T1.631]
  106.                                   TABLE 1/G.631
  107.  
  108.        ___________________________________________________________________________
  109.          {
  110.         Inner diameter of outer conductor
  111.          }                                  25.0-25.5 mm   37.0-38.5 mm   43.2 mm
  112.         Characteristic impedance             43-46 ?73           {
  113.         a) 53-54 ?73
  114.         b) 60-62 ?73
  115.          }                                        {
  116.         a) 49-50 ?73
  117.         b) 53-54 ?73
  118.         c) 60-62 ?73
  119.          }
  120.        ___________________________________________________________________________
  121.  
  122.       |
  123.       |
  124.       |
  125.       |
  126.       |
  127.       |
  128.       |
  129.       |
  130.       |
  131.       |
  132.       |
  133.       |
  134.  
  135.  
  136.  
  137.  
  138.  
  139.  
  140.  
  141.  
  142.  
  143.  
  144.                                          |
  145.                                          |
  146.                                          |
  147.                                          |
  148.                                          |
  149.                                          |
  150.                                          |
  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.                                                                        |
  198.                                                                        |
  199.                                                                        |
  200.  
  201.  
  202.  
  203.  
  204.  
  205.  
  206.  
  207.  
  208.  
  209.  
  210.                                                                                  |
  211.                                                                                  |
  212.                                                                                  |
  213.                                                                                  |
  214.                                                                                  |
  215.                                                                                  |
  216.                                                                                  |
  217.                                                                                  |
  218.                                                                                  |
  219.                                                                                  |
  220.                                                                                  |
  221.                                                                                  |
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.                                                 Table 1/G.631 [T1.631], p.
  235.  
  236.  
  237.             6.4  Waveguides
  238.  
  239.  
  240.  
  241.        Recommendation G.641
  242.  
  243.  
  244.                               WAVEGUIDE DIAMETERS
  245.  
  246.  
  247.  
  248.                                  (Geneva, 1976)
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.                The CCITT,
  254.  
  255.  
  256.  
  257.        considering
  258.  
  259.  
  260.             (a) that large  waveguides  have  advantages  of  lower  basic
  261.        attenuation  and  allow  increased  repeater spacings on relatively
  262.        straight routes, but are more costly to manufacture  and  are  more
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268.  
  269.  
  270.  
  271.  
  272.        critical in laying requirements;
  273.  
  274.             (b) that small diameter waveguides are cheaper, more  tolerant
  275.        of  bends  and less critical in laying requirements - thus offering
  276.        advantages in urban areas or rough  terrains - but  require  closer
  277.        spacing of repeaters;
  278.  
  279.             (c) that optimization of waveguide  diameter  for  a  specific
  280.        case  is  a  complex  matter  involving  such aspects as a detailed
  281.        analysis of the particular route involved, relative production  and
  282.        laying costs for various possible types and diameters of waveguide,
  283.        relative costs  of  the  types  and  varying  number  of  repeaters
  284.        required, and overall reliability targets;
  285.  
  286.             (d) that it is appropriate to minimize wasteful  proliferation
  287.        by standardizing a small number of waveguide diameters,
  288.  
  289.  
  290.        recommends
  291.  
  292.  
  293.             that waveguide inner diameters should be chosen, as  appropri-
  294.        ate, from the series 30, 40, 50, 51, 60 and 70 mm.
  295.  
  296.  
  297.             6.5  Optical fibre cables
  298.  
  299.  
  300.  
  301.        Recommendation G.651
  302.  
  303.              CHARACTERISTICS OF A 50/125 um MULTIMODE GRADED INDEX
  304.  
  305.  
  306.  
  307.                               OPTICAL FIBRE CABLE
  308.  
  309.             (Malaga-Torremolinos, 1984; amended at Melbourne, 1988)
  310.  
  311.  
  312.  
  313.  
  314.                The CCITT,
  315.  
  316.  
  317.  
  318.        considering that
  319.  
  320.  
  321.             (a) graded index multimode optical fibre cables will  be  used
  322.        widely in future telecommunication networks;
  323.  
  324.             (b) the foreseen potential applications may require  multimode
  325.        fibres differing in:
  326.  
  327.                -         nature of material,
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333.  
  334.  
  335.  
  336.  
  337.  
  338.                -         geometrical characteristics,
  339.  
  340.                -         operating wavelength region(s),
  341.  
  342.                -         transmission and optical characteristics,
  343.  
  344.                -         mechanical and environmental aspects,
  345.  
  346.             (c) Recommendations on different kinds of multimode fibres can
  347.        be  prepared  when  practical  use  studies  have sufficiently pro-
  348.        gressed,
  349.  
  350.  
  351.        recommends
  352.  
  353.  
  354.             a graded index, multimode fibre, which  may  be  used  in  the
  355.        region  of 850  nm or in the region of 1300 nm or alternatively may
  356.        be used in both wavelength regions simultaneously.
  357.  
  358.             This fibre can be used for analogue and for digital  transmis-
  359.        sion.
  360.  
  361.             Its geometrical, optical, and transmission characteristics are
  362.        described below.
  363.  
  364.             The meaning of the terms used in this Recommendation is  given
  365.        in Annex A and the guidelines to be followed in the measurements to
  366.        verify the various characteristics are indicated in Annex B.
  367.  
  368.             Annexes A and B may become separate Recommendations  as  addi-
  369.        tional multimode fibre Recommendations are agreed upon.
  370.  
  371.  
  372.        1       Fibre characteristics
  373.  
  374.  
  375.             The fibre characteristics dealt with in S 1  are  those  which
  376.        ensure the interconnection of fibres with acceptable low losses.
  377.  
  378.             Only the intrinsic fibre characteristics (not depending on the
  379.        cable  manufacture) are recommended in S 1. They will apply equally
  380.        to individual fibres, fibres incorporated into a cable wound  on  a
  381.        drum, and fibres in installed cables.
  382.  
  383.  
  384.        1.1         Geometrical characteristics of the fibre
  385.  
  386.  
  387.  
  388.        1.1.1         Core diameter
  389.  
  390.  
  391.             The recommended nominal value of the core diameter is 50 um.
  392.  
  393.             The core diameter deviation should not exceed the limits of  _
  394.        | % (_3 um).
  395.  
  396.  
  397.  
  398.  
  399.  
  400.  
  401.  
  402.  
  403.  
  404.        1.1.2         Cladding diameter
  405.  
  406.  
  407.             The recommended nominal value  of  the  cladding  diameter  is
  408.        125 um.
  409.  
  410.             The cladding diameter deviation should not exceed  the  limits
  411.        of _ 2.4% (_3 um).
  412.  
  413.  
  414.        1.1.3         Concentricity error
  415.  
  416.  
  417.             The recommended concentricity error should be less than 6%.
  418.  
  419.  
  420.  
  421.        1.1.4         Non-circularity
  422.  
  423.  
  424.  
  425.        1.1.4.1         Core non-circularity
  426.  
  427.  
  428.             The recommended core non-circularity should be less than 6%.
  429.  
  430.  
  431.        1.1.4.2         Cladding non-circularity
  432.  
  433.  
  434.             The recommended cladding non-circularity should be  less  than
  435.        2%.
  436.  
  437.  
  438.        1.2         Optical properties of the fibre
  439.  
  440.  
  441.  
  442.        1.2.1         Refractive index profile
  443.  
  444.  
  445.             For fibres dealt with in this Recommendation,  the  refractive
  446.        index profiles are expected to be near parabolic.
  447.  
  448.  
  449.        1.2.2         Numerical aperture
  450.  
  451.  
  452.             The optimum value of the numerical aperture (NA)  will  depend
  453.        on the particular application for which the fibre is to be used and
  454.        in particular on  the  source  coupling  efficiency  required,  the
  455.        increased  attenuation  due  to  microbending  effects which can be
  456.        tolerated, and the overall baseband response required.
  457.  
  458.             Values commonly employed in  practice  lie  within  the  range
  459.        0.18-0.24.
  460.  
  461.  
  462.  
  463.  
  464.  
  465.  
  466.  
  467.  
  468.  
  469.  
  470.             Whatever actual value is employed should not differ  from  the
  471.        chosen nominal value by more than 0.02.
  472.  
  473.  
  474.        1.3         Material properties of the fibre
  475.  
  476.  
  477.  
  478.        1.3.1         Fibre materials
  479.  
  480.  
  481.             The substances of which the fibres are made  should  be  indi-
  482.        cated.
  483.  
  484.             Note  - Care may be needed in fusion splicing fibres  of  dif-
  485.        ferent  substances.  Provisional  results  indicate  that  adequate
  486.        splice loss and strength can be achieved  when  splicing  different
  487.        high-silica fibres.
  488.  
  489.  
  490.        1.3.2         Protective materials
  491.  
  492.  
  493.             The physical and chemical properties of the material used  for
  494.        the  fibre  primary  coating,  and  the best way of removing it (if
  495.        necessary), should be indicated. In the case of  a  single-jacketed
  496.        fibre similar indications shall be given.
  497.  
  498.  
  499.        2       Factory length specifications
  500.  
  501.  
  502.             Since the geometrical and optical  characteristics  of  fibres
  503.        are barely affected by the cabling process, S 2 will give recommen-
  504.        dations mainly relevant to transmission  characteristics  of  cable
  505.        factory lengths.
  506.  
  507.             Transmission characteristics depend greatly on the  wavelength
  508.        used to convey the information.
  509.  
  510.             Environmental  and  test  conditions  are  paramount  and  are
  511.        described in the guidelines for test methods.
  512.  
  513.             The transmission characteristics of fibres will  have  a  sta-
  514.        tistical  probability  distribution which will be a function of the
  515.        design and manufacturing processes. The specification of limits for
  516.        the transmission characteristics must therefore take this distribu-
  517.        tion into account. For instance for certain applications a particu-
  518.        lar  limit  may  not  embrace 100% of the production and indeed may
  519.        only represent a very  small  fraction  of  the  total  production.
  520.        Economic  considerations  will play a large part in the deciding of
  521.        specification limits for particular applications.
  522.  
  523.  
  524.        2.1         Attenuation coefficient
  525.  
  526.  
  527.  
  528.  
  529.  
  530.  
  531.  
  532.  
  533.  
  534.  
  535.  
  536.             Optical fibre cables covered by this Recommendation  generally
  537.        have  attenuation  coefficients  in the 850 nm region below 4 dB/km
  538.        and in the 1300 nm region below 2 dB/km.
  539.  
  540.  
  541.             Note 1  - The lowest values  of  the  attenuation  coefficient
  542.        depend  on the fabrication process, fibre composition and fibre and
  543.        cable design; values in the range  of  2-2.5 dB/km  in  the  850 nm
  544.        region and 0.5-0.8 dB/km in the 1300 nm region have been achieved.
  545.  
  546.             Note 2  - In certain cases,  fibres  could  be  used  in  both
  547.        wavelength regions.
  548.  
  549.  
  550.        2.2         Baseband response
  551.  
  552.  
  553.             The baseband  response  includes  both  modal  distortion  and
  554.        chromatic  dispersion effects. For certain applications the effects
  555.        of chromatic dispersion are negligible and can be ignored.
  556.  
  557.             The baseband response is presented in  the  frequency  domain.
  558.        Administrations  wishing  to use the time domain will still be able
  559.        to do so by means of mathematical operations. For this purpose  the
  560.        amplitude and phase response should be available.
  561.  
  562.             By convention, the  baseband  response  is  linearly  referred
  563.        to 1 km.
  564.  
  565.  
  566.        2.2.1         Modal distortion bandwidth: amplitude response
  567.  
  568.  
  569.             The modal bandwidth amplitude response  is  specified  in  the
  570.        form  of  -3  dB optical (-6 dB electrical) points of the bandwidth
  571.        of the total  amplitude/frequency  curve  corrected  for  chromatic
  572.        dispersion.  A  more complete curve of the total bandwidth response
  573.        should also be given.
  574.  
  575.             Optical fibre cables covered by this Recommendation  generally
  576.        have  normalized modal distortion bandwidths greater than 200 MHz |
  577.        (mu | m in the 850 nm region and in the  1300 nm  region,  but  not
  578.        necessarily simultaneously.
  579.  
  580.             Note 1  - The upper values of the normalized modal  distortion
  581.        bandwidth  depend on the fabrication process, fibre composition and
  582.        fibre and cable design; values greater than 1000 MHz | (mu |  m  in
  583.        the 850 nm region and 2000 MHz | (mu | m in the 1300 nm region have
  584.        been achieved.
  585.  
  586.             Note 2  - In certain cases,  fibres  could  be  used  in  both
  587.        wavelength regions.
  588.  
  589.  
  590.        2.2.2         Modal distortion bandwidth: phase response
  591.  
  592.  
  593.  
  594.  
  595.  
  596.  
  597.  
  598.  
  599.  
  600.  
  601.  
  602.             No recommended value is given as phase response information is
  603.        only required in special cases.
  604.  
  605.  
  606.        2.2.3         Chromatic dispersion
  607.  
  608.  
  609.             When required, the manufacturer of the optical  fibres  should
  610.        indicate  the  chromatic dispersion coefficient values of the fibre
  611.        type in the operating wavelength region(s). The test method is con-
  612.        tained in Annex B, section V, to Recommendation G.652.
  613.  
  614.             Note 1  - For multimode fibres the dominant chromatic  disper-
  615.        sion mechanism is material dispersion.
  616.  
  617.             Note 2  - Typical values of the chromatic  dispersion  coeffi-
  618.        cient for high grade silica optical fibres are the following:
  619.                                  H.T. [T1.651]
  620.  
  621.                        ___________________________________
  622.                           Wavelength  (nm)          {
  623.                         Chromatic dispersion
  624.                             coefficient
  625.                             [ps/(nmxkm)]
  626.                                   }
  627.                        ___________________________________
  628.                                  850               120
  629.                                 1300                 6
  630.                        ___________________________________
  631.  
  632.                       |
  633.                       |
  634.                       |
  635.                       |
  636.                       |
  637.                       |
  638.                       |
  639.                       |
  640.                       |
  641.  
  642.  
  643.  
  644.  
  645.  
  646.  
  647.  
  648.                                             |
  649.                                             |
  650.                                             |
  651.                                             |
  652.                                             |
  653.                                             |
  654.                                             |
  655.                                             |
  656.                                             |
  657.  
  658.  
  659.  
  660.  
  661.  
  662.  
  663.  
  664.                                                          |
  665.                                                          |
  666.                                                          |
  667.                                                          |
  668.                                                          |
  669.                                                          |
  670.                                                          |
  671.                                                          |
  672.                                                          |
  673.  
  674.  
  675.  
  676.  
  677.  
  678.  
  679.  
  680.  
  681.  
  682.                                                          Table [T1.651],p.
  683.  
  684.  
  685.  
  686.  
  687.  
  688.        3       Elementary cable sections
  689.  
  690.  
  691.             An elementary cable section as defined in Recommendation G.601
  692.        (term 1008)  usually  includes a number of spliced factory lengths.
  693.        The requirements for factory lengths  are  given  in  S 2  of  this
  694.        Recommendation.  The  transmission  parameters for elementary cable
  695.        sections must take into account not only  the  performance  of  the
  696.        individual  cable  lengths  but  also,  amongst other factors, such
  697.        things as splices, connectors (if  applicable)  and  mode  coupling
  698.        effects which can affect bandwidth and attenuation.
  699.  
  700.             In addition the transmission characteristics  of  the  factory
  701.        length fibres as well as such items as splices and connectors etc.,
  702.        will all have a certain probability distribution which often  needs
  703.        to  be  taken  into  account if the most economic designs are to be
  704.        obtained. The following sub-paragraphs in this  section  should  be
  705.        read  with  this  statistical  nature  of the various parameters in
  706.        mind.
  707.  
  708.  
  709.  
  710.  
  711.  
  712.  
  713.  
  714.  
  715.  
  716.  
  717.  
  718.        3.1         Attenuation
  719.  
  720.  
  721.             The attenuation A of an elementary cable section is given by
  722.  
  723.                                       A =
  724.  
  725.                                      n =1
  726.                                       ~
  727.                                      fIm
  728.                                           (
  729.                                       n x L
  730.                                       n + a
  731.                                     s x x + a
  732.                                        c x
  733.                                        y
  734.  
  735.  
  736.  
  737.        where
  738.  
  739.                (n      =         attenuation coefficient of nth  fibre  in
  740.        elementary cable section,
  741.  
  742.                Ln      =         length of nth fibre,
  743.  
  744.                m       =         total number of  concatenated  fibres  in
  745.        elementary cable section,
  746.  
  747.                as      =         mean splice loss,
  748.  
  749.                x       =         number of  splices  in  elementary  cable
  750.        section,
  751.  
  752.                ac      =         mean loss of line connectors,
  753.  
  754.                y       =         number of line connectors  in  elementary
  755.        cable section if provided.
  756.  
  757.             Note 1  - The losses asand acof splices  and  line  connectors
  758.        are  generally defined in equilibrium mode distribution conditions.
  759.        In operating conditions appreciable differences may occur.
  760.  
  761.             Note 2  - The above expression does not include  the  loss  of
  762.        equipment connectors.
  763.  
  764.             Note 3  - In the overall design of a system, allowance must be
  765.        made  for a suitable cable margin for future modifications of cable
  766.        configurations (additional splices,  extra  cable  lengths,  ageing
  767.        effects, temperature variations, etc.).
  768.  
  769.             Note 4  - The mean loss is taken for the loss of  splices  and
  770.        connectors. The attenuation budget used in designing an actual sys-
  771.        tem should account for the statistical variations in these  parame-
  772.        ters.
  773.  
  774.  
  775.        3.2         Baseband response (overall -3 dB optical bandwith)
  776.  
  777.  
  778.             The baseband response is given in  the  frequency  domain  and
  779.  
  780.  
  781.  
  782.  
  783.  
  784.  
  785.  
  786.  
  787.  
  788.        includes the effects of both modal distortion and chromatic disper-
  789.        sion and can be represented by the expression:
  790.  
  791.                                         B
  792.                                       T =
  793.                |
  794.                |B modal .PS 10 (em2  + B chromatic .PS 10 (em2 |
  795.                                                                |
  796.                                         -
  797.                                 [Formula Deleted]
  798.  
  799.  
  800.  
  801.  
  802.  
  803.        where
  804.  
  805.                BT =         overall bandwidth (including modal  distortion
  806.        and chromatic dispersion),
  807.  
  808.                B modal  =         modal distortion bandwidth,
  809.  
  810.                B chromatic  =         chromatic dispersion bandwidth  (see
  811.        Note 3).
  812.  
  813.             Note 1  - Both the fibre modal  distortion  baseband  response
  814.        and the source spectrum are assumed to be Gaussian.
  815.  
  816.  
  817.             Note 2  - For certain applications  the  effect  of  chromatic
  818.        dispersion is negligible, in which case chromatic dispersion can be
  819.        ignored.
  820.  
  821.             Note 3   - B  chromatic  ,  the  chromatic   bandwidth,     is
  822.        inversely  proportional  to  the  section length and, if the source
  823.        spectrum is assumed to be Gaussian, can be expressed as:
  824.  
  825.                                    B chromatic
  826.                             (MHz) = (__\ x D (\) x 10
  827.                                        -6
  828.                                         x
  829.                                     L /0.44)
  830.                                        -1
  831.  
  832.  
  833.  
  834.  
  835.  
  836.        where
  837.  
  838.                __\         =         FWHM source line width (nm),
  839.  
  840.                D (\)         =          chromatic  dispersion  coefficient
  841.        [ps/(nm | (mu | m)],
  842.  
  843.                L       =         section length (km).
  844.  
  845.  
  846.        3.2.1         Modal distortion bandwidth
  847.  
  848.  
  849.  
  850.  
  851.  
  852.  
  853.  
  854.  
  855.  
  856.             The modal distortion bandwidth  values  for  individual  cable
  857.        lengths  in  an  elementary  cable  section  are  obtained from the
  858.        relevant fibre specification. However, the overall modal distortion
  859.        bandwidth of the elementary cable section may not be a linear addi-
  860.        tion of the individual responses due to  mode  coupling  and  other
  861.        effects at splices and, sometimes, along the length of the fibre.
  862.  
  863.             The modal distortion bandwidth for an elementary cable section
  864.        is therefore given by:
  865.  
  866.                                      B modal
  867.                                       total
  868.                                        =
  869.  
  870.                           |
  871.                           |
  872.                           | 1
  873.                             ~
  874.                            fIx
  875.                               B modal n .PS 10 (*g
  876.                                                ____ |
  877.                                                     |
  878.                                                     |
  879.  
  880.                                        - /
  881.  
  882.  
  883.  
  884.  
  885.        where
  886.  
  887.                B modal total         =         overall  modal   distortion
  888.        bandwidth of an elementary cable section,
  889.  
  890.                B  modal  n  .PS  10          =          modal   distortion
  891.        bandwidth of nth fibre in elementary cable section,
  892.  
  893.                x       =         total number of  concatenated  fibres  in
  894.        elementary cable section,
  895.  
  896.                /         =         modal distortion  bandwidth  concatena-
  897.        tion factor.
  898.  
  899.             Note  - The value of /, the modal  distortion  bandwidth  con-
  900.        catenation  factor,  is typically in the range 0.5 to 1.0 depending
  901.        on the effects of mode coupling at splices, alpha profile compensa-
  902.        tion,  wavelength of maximum bandwidth etc. Values below this range
  903.        can also be obtained in certain circumstances. For a  given  fibre,
  904.        the  appropriate value of / which should be employed can be empiri-
  905.        cally derived, and can usually be  obtained  from  the  fibre/cable
  906.        manufacturer.
  907.                                      ANNEX A
  908.                             (to Recommendation G.651)
  909.  
  910.                 Meaning of the terms used in the Recommendation
  911.  
  912.  
  913.        A.1         alternative test method (ATM)
  914.  
  915.  
  916.             A test method in which a given characteristic of  a  specified
  917.        class  of  optical  fibres or optical fibre cables is measured in a
  918.        manner consistent with the definition of  this  characteristic  and
  919.        gives results which are reproducible and relatable to the reference
  920.        test method and to practical use.
  921.  
  922.  
  923.  
  924.  
  925.  
  926.  
  927.  
  928.  
  929.  
  930.  
  931.  
  932.        A.2         attenuation coefficient
  933.  
  934.  
  935.             In an optical fibre it is the attenuation per unit length.
  936.  
  937.             Note  - The attenuation is the rate  of  decrease  of  average
  938.        optical  power  with  respect  to  distance  along the fibre and is
  939.        defined by the equation:
  940.  
  941.                                 P (z ) = P (0) 10
  942.                                     -((z /10)
  943.  
  944.  
  945.  
  946.  
  947.  
  948.        where
  949.  
  950.                P (z )         =         power  at  distance  z  along  the
  951.        fibre,
  952.  
  953.                P (0)         =         power at z = 0,
  954.  
  955.                (         =         attenuation coefficient in dB/km  if  z
  956.        is in km.
  957.  
  958.  
  959.             From this equation the attenuation coefficient is
  960.  
  961.                                      ( = -
  962.                                       fIz
  963.                              _____________________
  964.  
  965.  
  966.  
  967.             This assumes that ( is independent of z .
  968.  
  969.  
  970.        A.3         bandwidth (of an optical fibre)
  971.  
  972.  
  973.             That value numerically equal to the lowest frequency at  which
  974.        the magnitude of the baseband transfer function of an optical fibre
  975.        decreases to a specified fraction, generally to  -3 dB  optical  (-
  976.        6 dB eletrical), of the zero frequency value.
  977.  
  978.             Note  - The bandwidth is limited by several mechanisms: mainly
  979.        modal distortion and chromatic dispersion in multimode fibres.
  980.  
  981.  
  982.        A.4         chromatic dispersion
  983.  
  984.  
  985.             The spreading of a light pulse in an optical fibre  caused  by
  986.        the different group velocities of the different wavelengths compos-
  987.        ing the source spectrum.
  988.  
  989.             Note  - The chromatic dispersion may be due to one or more  of
  990.  
  991.  
  992.  
  993.  
  994.  
  995.  
  996.  
  997.  
  998.  
  999.        the  following:  material dispersion, waveguide dispersion, profile
  1000.        dispersion.  Polarization  dispersion  does  not  give  appreciable
  1001.        effects in circularly-symmetric fibres.
  1002.  
  1003.  
  1004.        A.5         chromatic dispersion coefficient
  1005.  
  1006.  
  1007.             The chromatic dispersion per unit source  spectrum  width  and
  1008.        unit length of fibre. It is usually expressed in ps/(nm | (mu | m).
  1009.  
  1010.  
  1011.        A.6         cladding
  1012.  
  1013.  
  1014.             That dielectric material of an optical fibre  surrounding  the
  1015.        core.
  1016.  
  1017.  
  1018.        A.7         cladding mode stripper
  1019.  
  1020.  
  1021.             A device that encourages the conversion of cladding  modes  to
  1022.        radiation modes.
  1023.  
  1024.  
  1025.        A.8         core
  1026.  
  1027.  
  1028.             The central region of an optical fibre through which  most  of
  1029.        the optical power is transmitted.
  1030.  
  1031.  
  1032.        A.9         core area
  1033.  
  1034.  
  1035.             For a cross section of an optical fibre the area within  which
  1036.        the  refractive  index everywhere (excluding any index dip) exceeds
  1037.        that of the innermost homogeneous cladding by a given  fraction  of
  1038.        the  difference  between the maximum of the refractive index of the
  1039.        core and the refractive index of the  innermost  homogeneous  clad-
  1040.        ding.
  1041.  
  1042.             Note  - The core area is the smallest cross-sectional area  of
  1043.        a  fibre  excluding  any  index  dip, which is contained within the
  1044.        locus of points where the refractive index n3is given by
  1045.  
  1046.                n3      =              n2 + k    (n1 - n2)   (see   Figure
  1047.        A-1/G.651)
  1048.  
  1049.        where:
  1050.  
  1051.                n1      =         maximum refractive index of the core,
  1052.  
  1053.                n2      =         refractive index of the  innermost  homo-
  1054.        genous cladding,
  1055.  
  1056.  
  1057.  
  1058.  
  1059.  
  1060.  
  1061.  
  1062.  
  1063.  
  1064.  
  1065.                k       =         a constant.
  1066.  
  1067.             Note  - Unless otherwise specified,  a  k  value  of  0.05  is
  1068.        assumed.
  1069.  
  1070.  
  1071.  
  1072.                                                       Figure A-1/G.651, p.
  1073.  
  1074.  
  1075.  
  1076.        A.10         core (cladding) centre
  1077.  
  1078.  
  1079.             For a cross-section of an optical fibre it is  the  centre  of
  1080.        that circle which best fits the outer limit of the core area (clad-
  1081.        ding).
  1082.  
  1083.             Note 1  - These centres may not be the same.
  1084.  
  1085.             Note 2  - The method of best fitting has to be specified.
  1086.  
  1087.  
  1088.        A.11         core (cladding) diameter
  1089.  
  1090.  
  1091.             The diameter of the circle defining the core  (cladding)  cen-
  1092.        tre.
  1093.  
  1094.  
  1095.        A.12         core (cladding) diameter deviation
  1096.  
  1097.  
  1098.             The difference between the actual and the  nominal  values  of
  1099.        the core (cladding) diameter.
  1100.  
  1101.  
  1102.        A.13         core/cladding concentricity error
  1103.  
  1104.  
  1105.             The distance between the core centre and the claddling  centre
  1106.        divided by the core diameter.
  1107.  
  1108.  
  1109.  
  1110.        A.14         core (cladding) tolerance field
  1111.  
  1112.  
  1113.             For a cross-section of an  optical  fibre  it  is  the  region
  1114.        between  the circle circumscribing the core (cladding) area and the
  1115.        largest circle, concentric with the first one, that fits  into  the
  1116.        core  (cladding)  area.  Both circles shall have the same centre as
  1117.        the core (cladding).
  1118.  
  1119.  
  1120.        A.15         four concentric circles near field template
  1121.  
  1122.  
  1123.  
  1124.  
  1125.  
  1126.  
  1127.  
  1128.  
  1129.  
  1130.  
  1131.             A template comprising four concentric  circles  applied  to  a
  1132.        near field radiation pattern from a fibre.
  1133.  
  1134.             Note  - The template is normally used as a global check of the
  1135.        acceptability of the various geometrical parameters of the fibre in
  1136.        one simple process.
  1137.  
  1138.  
  1139.        A.16         four concentric circles refractive index template
  1140.  
  1141.  
  1142.             A template comprising four concentric  circles  applied  to  a
  1143.        complete refractive index profile of the fibre.
  1144.  
  1145.             Note  - The template is normally used as a global check of the
  1146.        acceptability of the various geometrical parameters of the fibre in
  1147.        one simple process.
  1148.  
  1149.  
  1150.        A.17         maximum theoretical numerical aperture
  1151.  
  1152.  
  1153.             A theoretical value of numerical aperture calculated using the
  1154.        values of refractive index of the core and cladding given by:
  1155.  
  1156.                                        NA
  1157.                                      t  | ax
  1158.                                       = (n 1
  1159.                                      2 - n 2
  1160.                                        2)
  1161.  
  1162.                                 [Formula Deleted]
  1163.  
  1164.  
  1165.  
  1166.  
  1167.        where
  1168.  
  1169.                n1= maximum refractive index of the core,
  1170.  
  1171.                n2= refractive index of the innermost homogeneous cladding.
  1172.  
  1173.             Note  - The relationship between NA (S A.21) and NA t  |  ax
  1174.        is given in Section I of Annex B, S B.2.2.
  1175.  
  1176.  
  1177.        A.18         mode filter
  1178.  
  1179.  
  1180.             A device designed to accept or reject a certain mode or modes.
  1181.  
  1182.  
  1183.        A.19         mode scrambler; mode mixer
  1184.  
  1185.  
  1186.             A device for inducing transfer of power between  modes  in  an
  1187.        optical fibre, effectively scrambling the modes.
  1188.  
  1189.  
  1190.  
  1191.  
  1192.  
  1193.  
  1194.  
  1195.  
  1196.  
  1197.             Note  - Frequently used to provide a mode distribution that is
  1198.        independent of source characteristics.
  1199.  
  1200.  
  1201.        A.20         non-circularity of core (cladding)
  1202.  
  1203.  
  1204.             The difference  between  the  diameters  of  the  two  circles
  1205.        defined  by the core (cladding) tolerance field divided by the core
  1206.        (cladding) diameter.
  1207.  
  1208.  
  1209.        A.21         numerical aperture
  1210.  
  1211.  
  1212.             The numerical aperture NA is the sine of the vertex half-angle
  1213.        of  the largest cone of rays that can enter or leave the core of an
  1214.        optical fibre, multiplied by the refractive index of the medium  in
  1215.        which the vertex of the cone is located.
  1216.  
  1217.  
  1218.  
  1219.        A.22         reference surface
  1220.  
  1221.  
  1222.             The cylindrical surface of an optical fibre to which reference
  1223.        is made for jointing purposes.
  1224.  
  1225.             Note  - The reference surface is  typically  the  cladding  or
  1226.        primary coating surface. In rare circumstances it could be the core
  1227.        surface.
  1228.  
  1229.  
  1230.        A.23         reference test method (RTM)
  1231.  
  1232.  
  1233.             A test method in which a given characteristic of  a  specified
  1234.        class of optical fibres or optical fibre cables is measured stricly
  1235.        according to the definition of this characteristic and which  gives
  1236.        results which are accurate, reproducible and relatable to practical
  1237.        use.
  1238.  
  1239.  
  1240.        A.24         (refractive) index profile
  1241.  
  1242.  
  1243.             The distribution of the refractive index along a  diameter  of
  1244.        an optical fibre.
  1245.                                      ANNEX B
  1246.                             (to Recommendation G.651)
  1247.  
  1248.                                   Test methods
  1249.  
  1250.  
  1251.             Both reference and alternative test methods are usually  given
  1252.        in  this Annex for each parameter and it is the intention that both
  1253.        the RTM and the ATM may be suitable for normal  product  acceptance
  1254.  
  1255.  
  1256.  
  1257.  
  1258.  
  1259.  
  1260.  
  1261.  
  1262.  
  1263.        purposes. However, when using an ATM, should any discrepancy arise,
  1264.        it is recommended that the RTM be employed  as  the  technique  for
  1265.        providing the definitive measurement results.
  1266.  
  1267.  
  1268.        Section I -     Reference test method and alternative  test  method
  1269.        for geometrical and optical parameters measurements
  1270.  
  1271.  
  1272.  
  1273.        B.1         Introduction
  1274.  
  1275.  
  1276.  
  1277.        B.1.1         General
  1278.  
  1279.  
  1280.             It is assumed that the  geometrical  and  optical  parameters,
  1281.        which  are  the  subject  of this Recommendation, would be measured
  1282.        only in the factory or in the laboratories of  certain  Administra-
  1283.        tions wishing to verify these parameters for system design or other
  1284.        purposes. Hence, it is anticipated that the  measurements  will  be
  1285.        conducted  either  on  sample fibre lengths or on samples extracted
  1286.        from cable factory lengths.
  1287.  
  1288.             The core diameter and non-circularity are  defined  using  the
  1289.        refractive  index  profile as a basis. The remaining parameters can
  1290.        be derived from the refractive index profile.   Hence,  it  follows
  1291.        that  all  the geometrical and optical parameters that are the sub-
  1292.        ject of this Recommendation, and their tolerances  as  appropriate,
  1293.        can be obtained by one single basic test.
  1294.  
  1295.  
  1296.        B.1.1.1  The four circle tolerance field
  1297.  
  1298.  
  1299.             A simple means of verifying the geometrical parameters of  the
  1300.        fibre  is the " four circle tolerance field " method. This does not
  1301.        constitute an  additional  requirement  on  the  fibre  geometrical
  1302.        characteristics,  but  is  an  alternative  global  check  of these
  1303.        characteristics. If any inconsistency appears between  this  method
  1304.        and  the  check  of the individual characteristics, the latter will
  1305.        constitute the reference.
  1306.  
  1307.             The "four circle tolerance field" method is based on the  tem-
  1308.        plate  shown  in  Figure B-1/G.651 where the two concentric circles
  1309.        concerning the  core  (whose  diameter  is  Dc\do)  have  diameters
  1310.        respectively  of Dc\do - 4 um and Dc\do  + 4 um and the two concen-
  1311.        tric circles concerning the cladding (whose diameter is DC\dL) have
  1312.        diameters  respectively  of  DC\dL - 5 um  and  DC\dL  + 5 um. This
  1313.        method can be applied to data obtained either by the Reference Test
  1314.        Method (four concentric circle refractive index template) or by the
  1315.        Alternative Test Method (four concentric  circle  near  field  tem-
  1316.        plate).
  1317.  
  1318.  
  1319.  
  1320.  
  1321.  
  1322.  
  1323.  
  1324.  
  1325.  
  1326.  
  1327.  
  1328.  
  1329.                                                       Figure B-1/G.651, p.
  1330.  
  1331.  
  1332.  
  1333.        B.1.1.2   Intrinsic quality factor
  1334.  
  1335.  
  1336.             The  maximum  theoretical  NA,  core  diameter,  concentricity
  1337.        error, and core non-circularity deviate simultaneously in ways that
  1338.        can either compound or compensate one another. To properly  account
  1339.        for  these  effects,  a  theoretical splice loss can be calculated,
  1340.        using the values of these geometrical and optical parameters  meas-
  1341.        ured  by  existing  test methods. Either a Gaussian or steady-state
  1342.        distribution of power vs. angle may be assumed. The intrinsic qual-
  1343.        ity  factor  (IQF) can be calculated as the mean of the theoretical
  1344.        splice losses in the two directions when the test fibre is  spliced
  1345.        to  a  nominal  fibre  with zero misalignment of the reference sur-
  1346.        faces. A value of IQF of 0.27 dB is compatible with the  individual
  1347.        tolerances recommended in section 1 of Recommendation G.651. If any
  1348.        inconsistency appears between the IQF method and the check  of  the
  1349.        individual  characteristics,  the latter will constitute the refer-
  1350.        ence.
  1351.  
  1352.  
  1353.        B.1.2  Geometrical characteristics
  1354.  
  1355.  
  1356.             The core diameter and the cladding diameter of the fibre under
  1357.        test,  as  well as the core and cladding centres, can be determined
  1358.        from an adequate number  of  points  suitably  distributed  on  the
  1359.        core/cladding and on the cladding boundaries respectively.
  1360.  
  1361.             If a raster scan is adopted, a higher number of points  should
  1362.        be selected, in order to guarantee a sufficiently regular distribu-
  1363.        tion.
  1364.  
  1365.             The concentricity error can be  evaluated  from  the  distance
  1366.        between the core and cladding centres.
  1367.  
  1368.             Core and cladding non-circularities can be determined from the
  1369.        tolerance field.
  1370.  
  1371.  
  1372.        B.2         The reference test methods for  geometrical  parameters
  1373.        and  the  alternative  test  method  for  numerical  aperture:  the
  1374.        refracted near-field technique
  1375.  
  1376.  
  1377.  
  1378.        B.2.1         General
  1379.  
  1380.  
  1381.             The refracted near-field measurement is straightforward, accu-
  1382.        rate  and  gives directly the refractive index variation across the
  1383.        entire fibre (core and cladding). The  measurement  is  capable  of
  1384.        good  resolution  and  can be calibrated to give absolute values of
  1385.        refractive index.
  1386.  
  1387.  
  1388.  
  1389.  
  1390.  
  1391.  
  1392.  
  1393.  
  1394.  
  1395.             A schematic diagram of the  measurement  method  is  shown  in
  1396.        Figure B-2a/G.651.  The technique involves scanning a focussed spot
  1397.        of light across the  end  of  the  fibre.  The  launch  optics  are
  1398.        arranged to overfill the NA of the fibre. The fibre end is immersed
  1399.        in a liquid of slightly higher index than the cladding. Part of the
  1400.        light  is  guided  down  the fibre and the rest appears as a hollow
  1401.        cone outside the fibre. A disc is placed on the axis of the core to
  1402.        ensure that only refracted light reaches the detector. The detector
  1403.        output is amplified and  displayed  as  the  y-axis  of  an  x-y
  1404.        recorder; the x -axis drive is derived from monitoring the position
  1405.        of the focussed spot of light on the end of the  fibre.  A  typical
  1406.        index  profile  of  a  multimode  graded  index  fibre  is shown in
  1407.        Figure B-2b/G.651.
  1408.  
  1409.             The optical resolution and hence the ability to resolve detail
  1410.        in  the  profile depends on the size of the focussed spot of light.
  1411.        This depends both on the numerical aperture of the  focussing  lens
  1412.        and  on  the  size  of  the  disc.  However,  the position of sharp
  1413.        features can be resolved to much better accuracy than this,  depen-
  1414.        dent on stop size for stepped motor systems, or position monitoring
  1415.        accuracy of analogue drives.
  1416.  
  1417.  
  1418.        B.2.2   Numerical aperture and refractive index difference
  1419.  
  1420.  
  1421.             The maximum theoretical numerical aperture is defined as:
  1422.  
  1423.                                     NA t max
  1424.                                         =
  1425.                                \|
  1426.                                  _______________
  1427.                                  fIn 1
  1428.                                        2 - n 2
  1429.                                                2
  1430.  
  1431.  
  1432.  
  1433.  
  1434.             The index difference is defined as:
  1435.  
  1436.                                  __n  = n1 - n2
  1437.  
  1438.             The relative index difference is defined as:
  1439.  
  1440.                                 __ = (n1 - n2)/n1
  1441.  
  1442.        where
  1443.  
  1444.                n1=         maximum refractive index of the fibre core,
  1445.  
  1446.                n2=         refractive index of the innermost cladding.
  1447.  
  1448.             The values of n1and n2can be determined  using  the  refracted
  1449.        near-field technique, hence NA t max , __n and __.
  1450.  
  1451.             The maximum theoretical numerical aperture NA t max  ,  deter-
  1452.        mined  in this way can be higher (typically by about 5% to 7%) than
  1453.        the numerical aperture NA determined by the RTM.
  1454.  
  1455.  
  1456.  
  1457.  
  1458.  
  1459.  
  1460.  
  1461.  
  1462.  
  1463.        B.2.3  Test apparatus
  1464.  
  1465.  
  1466.             A  schematic  diagram  of  the  test  apparatus  is  shown  in
  1467.        Figure B-3/G.651.
  1468.  
  1469.  
  1470.        B.2.3.1  Source
  1471.  
  1472.  
  1473.             A stable laser  giving  a  few  milliwatts  of  power  in  the
  1474.        TEMo\domode is required.
  1475.  
  1476.             A HeNe laser, which has a wavelength of 633 nm, may  be  used,
  1477.        but a correction factor must be applied to the results for extrapo-
  1478.        lation at different wavelengths. It shall be noted that measurement
  1479.        at  633 nm may not give complete information at longer wavelengths,
  1480.        in particular non-uniform fibre doping can affect the correction.
  1481.  
  1482.             A quarter-wave plate is introduced to  change  the  beam  from
  1483.        linear  to  circular polarization because the reflectivity of light
  1484.        at   an   air-glass    interface    is    strongly    angle-    and
  1485.        polarization-dependent.
  1486.  
  1487.             A pinhole placed at the focus of lens  1  acts  as  a  spatial
  1488.        filter.
  1489.  
  1490.  
  1491.        B.2.3.2   Launch conditions
  1492.  
  1493.  
  1494.             The launch optics, which are arranged to overfill  the  NA  of
  1495.        the  fibre, bring a beam of light to a focus on the flat end of the
  1496.        fibre. The optical axis of the beam of light should be within 1  of
  1497.        the  axis  of  the fibre. The resolution of the equipment is deter-
  1498.        mined by the size of the focussed spot, which should be as small as
  1499.        possible  in  order  to  maximize  the  resolution,  e.g. less than
  1500.        1.5 um. The equipment enables  the  focussed  spot  to  be  scanned
  1501.        across the fibre diameter.
  1502.  
  1503.  
  1504.        B.2.3.3  Liquid cell
  1505.  
  1506.  
  1507.             The liquid in the liquid cell should have a  refractive  index
  1508.        slightly higher than that of the fibre cladding.
  1509.  
  1510.  
  1511.  
  1512.        B.2.3.4  Sensing
  1513.  
  1514.  
  1515.             The refracted light is collected and brought to  the  detector
  1516.        in  any  convenient manner provided that all the refracted light is
  1517.        collected. By calculation the required size of disc and  its  posi-
  1518.        tion along the central axis can be determined.
  1519.  
  1520.  
  1521.  
  1522.  
  1523.  
  1524.  
  1525.  
  1526.  
  1527.  
  1528.  
  1529.        B.2.4  Preparation of fibre under test
  1530.  
  1531.  
  1532.             A length of fibre of about 1 metre is required.
  1533.  
  1534.             Primary fibre coating shall be removed  from  the  section  of
  1535.        fibre immersed in the liquid cell.
  1536.  
  1537.             The fibre ends shall be clean, smooth and perpendicular to the
  1538.        fibre   axis.
  1539.  
  1540.  
  1541.        B.2.5  Procedure
  1542.  
  1543.  
  1544.             Refer  to  the  schematic  diagram  of  the   test   apparatus
  1545.        (Figure B-3/G.651).
  1546.  
  1547.  
  1548.        B.2.5.1   Fibre profile plot
  1549.  
  1550.  
  1551.             The launch end of the fibre to be measured is  immersed  in  a
  1552.        liquid  cell whose refractive index is slightly higher than that of
  1553.        the fibre cladding. The fibre is back illuminated by light  from  a
  1554.        tungsten  lamp.  Lenses 2  and 3  produce  a  focussed image of the
  1555.        fibre.
  1556.  
  1557.             The position of lens 3 is adjusted to  centre  and  focus  the
  1558.        fibre  image, the laser beam is simultaneously centred and focussed
  1559.        on the fibre.
  1560.  
  1561.             The disc is centred on the output cone.  For  multimode  fibre
  1562.        the  disc  is  positioned on the optic axis to just block the leaky
  1563.        modes. Refracted modes passing the disc are collected and  focussed
  1564.        onto a photodiode.
  1565.  
  1566.             The focussed laser spot is traversed across the fibre end  and
  1567.        a plot of fibre refractive index variation is directly obtained.
  1568.  
  1569.  
  1570.        B.2.5.2  Equipment calibration
  1571.  
  1572.  
  1573.             The equipment is calibrated with the fibre  removed  from  the
  1574.        liquid  cell. During the measurement the angle of the cone of light
  1575.        varies according to the refractive index seen at the entry point to
  1576.        the  fibre  (hence  the change of power passing the disc). With the
  1577.        fibre removed and the liquid index and cell thickness  known,  this
  1578.        change  in angle can be simulated by translating the disc along the
  1579.        optic axis. By moving the disc to a number of  predetermined  posi-
  1580.        tions  one  can scale the profile in terms of relative index. Abso-
  1581.        lute index, i.e. n1and n2can only  be  found  if  the  cladding  or
  1582.        liquid  index is known accurately at the measurement wavelength and
  1583.        temperature.
  1584.  
  1585.  
  1586.  
  1587.  
  1588.  
  1589.  
  1590.  
  1591.  
  1592.  
  1593.  
  1594.  
  1595.        B.2.6  Presentation of results
  1596.  
  1597.  
  1598.             The following details shall be presented:
  1599.  
  1600.                a)         Test set-up arrangement,  wavelength  correction
  1601.        procedure and indication of the scanning technique used;
  1602.  
  1603.                b)         Fibre identification;
  1604.  
  1605.                c)         Depending on specification requirements:
  1606.  
  1607.                i)         profiles through  core  cladding  centres  cali-
  1608.        brated for the operating wavelength,
  1609.  
  1610.                ii)         profiles along the core major  and  minor  axes
  1611.        calibrated for the operating wavelength,
  1612.  
  1613.                iii)         profiles along the cladding  major  and  minor
  1614.        axes calibrated for the operating wavelength,
  1615.  
  1616.                iv)          raster  scan  across  the  entire  fibre,   if
  1617.        adopted,
  1618.  
  1619.        See Appendix I.
  1620.                v)         core diameter
  1621.  
  1622.                vi)         cladding diameter
  1623.  
  1624.                vii)         core/cladding concentricity error,
  1625.  
  1626.                viii)         core non-circularity,
  1627.  
  1628.  
  1629.                ix)         cladding non-circularity,
  1630.  
  1631.                x)         maximum theoretical numerical aperture:  NA    t
  1632.        max ,
  1633.  
  1634.                xi)         index difference: __n ,
  1635.  
  1636.                xii)         relative index difference: __.
  1637.  
  1638.                d)         Indication of accuracy and repeatability;
  1639.  
  1640.                e)         Temperature of the sample and environmental con-
  1641.        ditions (if necessary).
  1642.  
  1643.  
  1644.                                                      Figure B-2a/G.651, p.
  1645.  
  1646.  
  1647.  
  1648.                                                      Figure B-2b/G.651, p.
  1649.  
  1650.  
  1651.  
  1652.  
  1653.  
  1654.  
  1655.  
  1656.  
  1657.  
  1658.  
  1659.  
  1660.  
  1661.  
  1662.                                                       Figure B-3/G.651, p.
  1663.  
  1664.  
  1665.  
  1666.        B.3         Alternative test method for geometrical parameters: the
  1667.        near-field technique
  1668.  
  1669.  
  1670.  
  1671.        B.3.1         General
  1672.  
  1673.  
  1674.             The near-field technique can be used for  the  measurement  of
  1675.        geometrical  characteristics and of the refractive index profile of
  1676.        multimode optical fibres. Such  measurements  are  performed  in  a
  1677.        manner  consistent with the definition and the results are reprodu-
  1678.        cible and relatable to the reference test method and  to  practical
  1679.        use.
  1680.  
  1681.             The measurement is based on the scanning of a magnified  image
  1682.        of  the  output  and  of  the fibre under test over a cross-section
  1683.        where the detector is placed.
  1684.  
  1685.             When measuring the geometrical characteristics of  the  fibre,
  1686.        the four concentric circle near-field template can be applied to an
  1687.        enlarged image of the  fibre  detected  with  objective  evaluation
  1688.        methods,  suitable to obtain a high degree of accuracy and reprodu-
  1689.        cibility. In particular the core diameter shall be measured  taking
  1690.        into  account  the  same  k factor  agreed  for  the reference test
  1691.        method.
  1692.  
  1693.  
  1694.        B.3.2  Test apparatus
  1695.  
  1696.  
  1697.             A  schematic  diagram  of  the  test  apparatus  is  shown  in
  1698.        Figure B-4/G.651.
  1699.  
  1700.  
  1701.        B.3.2.1  Light source
  1702.  
  1703.  
  1704.             The light source shall be incoherent, adjustable in  intensity
  1705.        and stable in position, intensity and wavelength over a time period
  1706.        sufficiently long to complete the measurement procedure.  The  full
  1707.        width  half maximum (FWHM) spectral linewidth, shall be recorded. A
  1708.        second light source can be used, if necessary, for illuminating the
  1709.        cladding.
  1710.  
  1711.  
  1712.  
  1713.        B.3.2.2   Launching conditions
  1714.  
  1715.  
  1716.             The launch optics, which will  be  arranged  to  overfill  the
  1717.        fibre,  will bring a beam of light to a focus on the flat input end
  1718.  
  1719.  
  1720.  
  1721.  
  1722.  
  1723.  
  1724.  
  1725.  
  1726.  
  1727.        of the fibre.
  1728.  
  1729.             For 50/125 um graded-index fibres the overfill launching  con-
  1730.        ditions  are  obtained with a light cone whose FWHM intensity meas-
  1731.        ured from the near-field be greater than 70 um and  whose  FWHM  in
  1732.        the  numerical aperture (NA) measured from the far-field be greater
  1733.        than an NA of 0.3.
  1734.  
  1735.  
  1736.        B.3.2.3   Cladding mode stripper
  1737.  
  1738.  
  1739.             A suitable cladding mode stripper shall be used to remove  the
  1740.        optical  power  propagating in the cladding, and to ensure that all
  1741.        the leaky modes are stripped away from the  fibre.  When  measuring
  1742.        the  geometrical characteristics of the cladding only, the cladding
  1743.        mode stripper shall not be present.
  1744.  
  1745.  
  1746.        B.3.2.4  Specimen
  1747.  
  1748.  
  1749.             The specimen shall be a short length of the optical  fibre  to
  1750.        be  measured.  Primary fibre coating shall be removed from the sec-
  1751.        tion of the fibre inserted in the mode  stripper.  The  fibre  ends
  1752.        shall be clean, smooth and perpendicular to the fibre axis.
  1753.  
  1754.             Note  - This measurement can be done on very short  pieces  of
  1755.        fibre  (e.g. a  few centimetres). In this case the launching condi-
  1756.        tions shall be adjusted to obtain a uniform intensity in the  clad-
  1757.        ding below 15% of the maximum light intensity in the core.
  1758.  
  1759.  
  1760.        B.3.2.5   Magnifying optics
  1761.  
  1762.  
  1763.             The magnifying optics  shall  consist  in  an  optical  system
  1764.        (e.g. a  microscope  objective) which magnifies the specimen output
  1765.        near-field, focussing it onto the plane of the  scanning  detector.
  1766.        The  numerical aperture and hence the resolving power of the optics
  1767.        shall be compatible with the measuring accuracy required,  and  not
  1768.        lower  than 0.3. The magnification shall be selected to be compati-
  1769.        ble with the desired spatial resolution, and shall be recorded.
  1770.  
  1771.  
  1772.        B.3.2.6  Detector
  1773.  
  1774.  
  1775.             A suitable detector  shall  be  employed  which  provides  the
  1776.        point-to-point  intensity  of the magnified near-field pattern. For
  1777.        example, any of the following techniques can be used:
  1778.  
  1779.                a)         scanning photodetector with pinhole aperture;
  1780.  
  1781.                b)         scanning mirror with fixed pinhole aperture  and
  1782.        photodetector;
  1783.  
  1784.  
  1785.  
  1786.  
  1787.  
  1788.  
  1789.  
  1790.  
  1791.  
  1792.  
  1793.                c)         scanning  vidicon,  charge  coupled  devices  or
  1794.        other pattern/intensity recognition devices.
  1795.  
  1796.             The detector shall be linear in behaviour (or shall be linear-
  1797.        ized) over the range of intensities encountered. The sensitive area
  1798.        of the detector shall be small with respect to the  enlarged  image
  1799.        of the output end of the fibre and shall be recorded.
  1800.  
  1801.  
  1802.        B.3.2.7  Amplifier
  1803.  
  1804.  
  1805.             An amplifier shall be employed in order to increase the signal
  1806.        level.  The  bandwidth of the amplifier shall be chosen accordingly
  1807.        to the type of scanning used. When scanning the output end  of  the
  1808.        fibre  with mechanical or optical systems, it is customary to modu-
  1809.        late the optical source.  If  such  a  procedure  is  adopted,  the
  1810.        amplifier  should be linked to the source modulation frequency. The
  1811.        detecting system should be substantially linear in sensitivity.
  1812.  
  1813.  
  1814.        B.3.2.8  Data storage
  1815.  
  1816.  
  1817.             The measured near-field intensity distribution can be recorded
  1818.        and  presented  in a suitable form, according to the scanning tech-
  1819.        nique and to the specification requirements.
  1820.  
  1821.  
  1822.        B.3.3  Procedure
  1823.  
  1824.  
  1825.  
  1826.        B.3.3.1  Equipment calibration
  1827.  
  1828.  
  1829.             The magnification of the optical system shall be  measured  by
  1830.        scanning  the  length  of  a  specimen whose dimensions are already
  1831.        known with suitable accuracy. This magnification shall be recorded.
  1832.  
  1833.  
  1834.  
  1835.        B.3.3.2  Measurement
  1836.  
  1837.  
  1838.             The launch end of the fibre shall be  aligned  to  the  launch
  1839.        beam, and the output end of the fibre shall be aligned to the opti-
  1840.        cal axis of the magnifying optics. The focussed image of the output
  1841.        end of the fibre shall be scanned by the detector, according to the
  1842.        specification requirements. The focussing shall be  performed  with
  1843.        maximum  accuracy, in order to reduce dimensional errors due to the
  1844.        scanning of a misfocussed image.
  1845.  
  1846.  
  1847.        B.3.4  Presentation of the results
  1848.  
  1849.  
  1850.  
  1851.  
  1852.  
  1853.  
  1854.  
  1855.  
  1856.  
  1857.  
  1858.  
  1859.             The following details shall be presented:
  1860.  
  1861.                a)         Test set-up arrangement, with indication of  the
  1862.        scanning technique used.
  1863.  
  1864.                b)         Launching characteristics (dimension and  NA  of
  1865.        the launching cone).
  1866.  
  1867.                c)         Wavelength and FWHM spectral  linewidth  of  the
  1868.        source(s).
  1869.  
  1870.                d)         Fibre identification and length.
  1871.  
  1872.                e)         Type of cladding mode stripper (if applicable).
  1873.  
  1874.                f )         Magnification of the apparatus.
  1875.  
  1876.                g)         Type and dimensions of the scanning detector.
  1877.  
  1878.                h)         Temperature of the sample and environmental con-
  1879.        ditions (if   necessary).
  1880.  
  1881.                i)         Indication of the accuracy and repeatability.
  1882.  
  1883.                j )         Depending upon the specification requirements:
  1884.  
  1885.                i)         profiles through core and cladding centres;
  1886.  
  1887.                ii)         profiles along the core major and minor axes;
  1888.  
  1889.                iii)         profiles along the cladding  major  and  minor
  1890.        axes;
  1891.  
  1892.                iv)         raster scan across the entire end face  of  the
  1893.        fibre, if adopted;
  1894.  
  1895.                v)         resulting dimensional parameters, like: core and
  1896.        cladding  diameters, non-circularities of the core and of the clad-
  1897.        ding, core/cladding concentricity error, etc.
  1898.  
  1899.  
  1900.                                                       Figure B-4/G.651, p.
  1901.  
  1902.  
  1903.  
  1904.        B.4         Reference  test  method  for  the  numerical  aperture:
  1905.        far-field distribution
  1906.  
  1907.  
  1908.  
  1909.        B.4.1  Object
  1910.  
  1911.  
  1912.             This measuring method is applied to  graded  index  fibres  in
  1913.        order  to  determine  the  numerical  aperture by measuring the far
  1914.        field light distribution.
  1915.  
  1916.  
  1917.  
  1918.  
  1919.  
  1920.  
  1921.  
  1922.  
  1923.  
  1924.  
  1925.        B.4.2  Specimen preparation
  1926.  
  1927.  
  1928.             From the fibre to be measured at one end, a sample of approxi-
  1929.        mately 2  m length is taken. The sample shall be straight enough to
  1930.        avoid bending losses. The ends of the  sample  should  be  substan-
  1931.        tially clean, flat and perpendicular to the fibre axis.
  1932.  
  1933.  
  1934.  
  1935.        B.4.3  Apparatus
  1936.  
  1937.  
  1938.  
  1939.        B.4.3.1  Source
  1940.  
  1941.  
  1942.             The light source shall be incoherent, adjustable in  intensity
  1943.        and stable in position, intensity and wavelength over a time period
  1944.        sufficiently long to complete the measurement procedure.
  1945.  
  1946.  
  1947.        B.4.3.2  Detector
  1948.  
  1949.  
  1950.             The detector must have a linear characteristic in the required
  1951.        measuring range. (The output current of the detector must be linear
  1952.        to the received light power.)
  1953.  
  1954.  
  1955.        B.4.3.3  Launching conditions
  1956.  
  1957.  
  1958.             See S B.3.2.2.
  1959.  
  1960.  
  1961.        B.4.3.4  Cladding mode stripper
  1962.  
  1963.  
  1964.             See S B.3.2.3.
  1965.  
  1966.  
  1967.        B.4.3.5  Display
  1968.  
  1969.  
  1970.             For example, XY-recorder, screen.
  1971.  
  1972.  
  1973.        B.4.4  Procedure
  1974.  
  1975.  
  1976.  
  1977.        B.4.4.1  Principle of measurement  | (Figure B-5/G.651)
  1978.  
  1979.  
  1980.             The radiant intensity (light power per solid angle element) is
  1981.        determined  as  a  function  of the polar angle of one plane of the
  1982.  
  1983.  
  1984.  
  1985.  
  1986.  
  1987.  
  1988.  
  1989.  
  1990.  
  1991.        fibre axis (radiation pattern). The distance d between the  end  of
  1992.        the  sample  and  the  detector  must be large compared to the core
  1993.        diameter of the optical fibre.
  1994.  
  1995.             Possible solutions are:
  1996.  
  1997.                -         sample fixed, large-area detector fixed;
  1998.  
  1999.                -         sample fixed,  small-area  detector  linear  dis-
  2000.        placeable;
  2001.  
  2002.                -         sample linear displaceable,  small-area  detector
  2003.        fixed;
  2004.  
  2005.                -         sample fixed, small-area  detector  angular  dis-
  2006.        placeable;
  2007.  
  2008.                -         sample and rotatable, small-area detector fixed.
  2009.  
  2010.  
  2011.                                                       Figure B-5/G.651, p.
  2012.  
  2013.  
  2014.  
  2015.        B.4.4.2  Preparation
  2016.  
  2017.  
  2018.             The sample is fixed in the sample  holder  and  the  light  is
  2019.        launched in accordance with S B.4.3.3.
  2020.  
  2021.  
  2022.        B.4.4.3  Measurement
  2023.  
  2024.  
  2025.             The radiant intensity is determined as a function of the polar
  2026.        angle in one plane of the fibre axis.
  2027.  
  2028.  
  2029.  
  2030.        B.4.5  Results
  2031.  
  2032.  
  2033.             Fibres covered by this Recommendation have  a  near  parabolic
  2034.        refractive  index  profile. Therefore, for the launching conditions
  2035.        recommended in S B.4.3.3 (uniform mode distribution) the  far-field
  2036.        radiant intensity curve can be approximated in the region above 10%
  2037.        of the maximum intensity by the following parabola:
  2038.  
  2039.                          P (|) = P (0) [1 - (sin |/NA)2]
  2040.  
  2041.  
  2042.  
  2043.  
  2044.             The angle | is then determined by the point of intersection of
  2045.        this  parabola  with  the abscissa. In general, it is sufficient to
  2046.        determine the angle | by the 5% value of the maximum radiant inten-
  2047.        sity out of the full radiant intensity curve.
  2048.  
  2049.  
  2050.  
  2051.  
  2052.  
  2053.  
  2054.  
  2055.  
  2056.  
  2057.             The numerical aperture is
  2058.  
  2059.                                    NA = sin |.
  2060.  
  2061.  
  2062.  
  2063.        B.4.6  Presentation of results
  2064.  
  2065.  
  2066.             The following details shall be presented:
  2067.  
  2068.                a)         Test set-up arrangement, with indication of  the
  2069.        scanning technique used;
  2070.  
  2071.                b)         Launching characteristics (dimension and  NA  of
  2072.        the launching cone);
  2073.  
  2074.                c)          Wavelength  and  FWHM  spectral  width  of  the
  2075.        source;
  2076.  
  2077.                d)         Type of cladding mode stripper (if used);
  2078.  
  2079.                e)         Scanning conditions;
  2080.  
  2081.                f )         Fibre identification and length;
  2082.  
  2083.                g)         Temperature of the sample and environmental con-
  2084.        ditions, if   necessary;
  2085.  
  2086.                h)         Indication of the accuracy and repeatability;
  2087.  
  2088.                i)         Resulting numerical aperture.
  2089.                                    APPENDIX I
  2090.                                  (to Section I)
  2091.  
  2092.  
  2093.             A possible way to obtain the positions of  core  and  cladding
  2094.        centres as well as the diameters is given in this Appendix.
  2095.  
  2096.  
  2097.  
  2098.        I.1         Core centre and diameter
  2099.  
  2100.  
  2101.             The core centre and diameter are determined from  an  adequate
  2102.        number  of  scans  across  a  fibre  section  with  the appropriate
  2103.        k value. Two points on the core/cladding interface are obtained  at
  2104.        each scan. The points should be uniformly distributed on the perim-
  2105.        eter of the core, at least approximately.
  2106.  
  2107.        Let
  2108.  
  2109.                xi, yi  be the Cartesian coordinates of the i-th  point  of
  2110.        the interface,
  2111.  
  2112.                ac, bc  be the Cartesian coordinates of the core centre,
  2113.  
  2114.  
  2115.  
  2116.  
  2117.  
  2118.  
  2119.  
  2120.  
  2121.  
  2122.  
  2123.                Rc      be the core radius,
  2124.  
  2125.                z , mi  be the intermediate variables z  = a c
  2126.                                                               2 + b c
  2127.                                                                        2 -
  2128.         R c
  2129.             2 and mi= x i
  2130.                           2 + y i
  2131.                                   2.
  2132.  
  2133.             The unknown parameters ac, bcand Rcare obtained by finding the
  2134.        circle  which  best  represents, in the sense of the least squares,
  2135.        the experimental interface between the core and the  cladding.  The
  2136.        calculation  algorithm  consists  of  minimizing,  with  respect to
  2137.        parameters ac, bcand z , the quantity:
  2138.                                       M =
  2139.                                        i
  2140.                                        ~
  2141.                 |
  2142.                 |(x ifR - a cfR)2 +(y ifR - b cfR)2 - R cfR 2 |
  2143.                                                               |
  2144.                                         2
  2145.  
  2146.                                       M =
  2147.                                       i
  2148.                                       ~ (x
  2149.                                      i
  2150.                                        2 + y
  2151.                                     i
  2152.                                       2 - 2a
  2153.                                        c x
  2154.                                      i - 2b
  2155.                                        c y
  2156.                                      i + z )
  2157.                                         2
  2158.  
  2159.  
  2160.  
  2161.  
  2162.  
  2163.             Cancellation of the three partial derivatives of M in relation
  2164.        to   ac,  bcand  z gives a system of three linear equations, in the
  2165.        following matrix form:
  2166.  
  2167.        2 i
  2168.          ~x i
  2169.               2         2 i
  2170.                           ~x i y i         - i
  2171.                                              ~x i       a c       =   i
  2172.                                                                       ~m i
  2173.        x i
  2174.        2 i
  2175.          ~x i y i       2 i
  2176.                           ~y i
  2177.                                2         - i
  2178.                                            ~y i       b c       =  i
  2179.                                                                    ~m i  y
  2180.        i
  2181.        2 i
  2182.          ~x i       2 i
  2183.                       ~y i         - N         z       =   i
  2184.                                                            ~m i
  2185.  
  2186.  
  2187.             The sums are performed from i = 1 to i = N,
  2188.  
  2189.             N being the total number of measured points
  2190.  
  2191.             Digital inversion of this system gives the values of ac, bcand
  2192.        z , from which the value of Rcis deduced.
  2193.  
  2194.             The core centre is the point of coordinates  acand  bcand  its
  2195.        diameter is the quantity Dc = 2Rc.
  2196.  
  2197.  
  2198.        I.2         Cladding centre and diameter
  2199.  
  2200.  
  2201.  
  2202.  
  2203.  
  2204.  
  2205.  
  2206.  
  2207.  
  2208.  
  2209.  
  2210.             The same calculation process and definitions as for  the  core
  2211.        apply  to finding:
  2212.  
  2213.                -         the coordinates of the cladding centre agand bg;
  2214.  
  2215.                -         the cladding radius Rg.
  2216.  
  2217.             The cladding centre is the point of  coordinates  agand  bgand
  2218.        its diameter is the quantity Dg  = 2Rg.
  2219.  
  2220.        Section II -    Reference test method and alternative test  methods
  2221.        for attenuation measurements
  2222.  
  2223.  
  2224.  
  2225.        B.1         Introduction
  2226.  
  2227.  
  2228.  
  2229.        B.1.1  Objectives
  2230.  
  2231.  
  2232.             The attenuation tests are intended to provide a means  whereby
  2233.        a  certain attenuation value may be assigned to a fibre length such
  2234.        that individual attenuation values may be added together to  deter-
  2235.        mine the total attenuation of a concatenated length.
  2236.  
  2237.  
  2238.        B.1.2  Definition
  2239.  
  2240.  
  2241.             The  attenuation  A  (\)   at   wavelength   \   between   two
  2242.        cross-sections 1  and 2  separated  by  distance  L  of  a fibre is
  2243.        defined as:
  2244.  
  2245.                                  A (\) = 10 log
  2246.                                 fIP2(\)
  2247.                                 _______     (dB)
  2248.  
  2249.  
  2250.  
  2251.        where P1(\) is the optical power traversing  the  cross-section   1
  2252.        and  P2(\)  is the optical power traversing the cross-section  2 at
  2253.        the wavelength \. For a uniform fibre under equilibrium  condition,
  2254.        it is possible to calculate the attenuation per unit length, or the
  2255.        attenuation coefficient.
  2256.  
  2257.                                     ( (\) =
  2258.                                      fIL
  2259.                                     ______
  2260.                                   |
  2261.                                   |nit length
  2262.                                    __________|
  2263.                                              |
  2264.  
  2265.  
  2266.        which is independent of the chosen length of the fibre.
  2267.  
  2268.             Note   - Attenuation  values  specified  for  factory  lengths
  2269.        should be measured at room temperature (i.e., a single value in the
  2270.        range +10 | uoC to +35 | uoC).
  2271.  
  2272.  
  2273.  
  2274.  
  2275.  
  2276.  
  2277.  
  2278.  
  2279.  
  2280.        B.1.3  Description
  2281.  
  2282.  
  2283.             Three methods have been  suggested  for  attenuation  measure-
  2284.        ments.
  2285.  
  2286.        B.1.3.1  The cut-back technique  | s a direct  application  of  the
  2287.        definition,  in  which the power levels P1and P2are measured at two
  2288.        points of the fibre without change of input  conditions.  P2is  the
  2289.        power  emerging from the end of the guide and P1is the power emerg-
  2290.        ing from a point near the input after cutting the fibre.
  2291.  
  2292.        B.1.3.2  The insertion loss technique  | s in principle similar  to
  2293.        the cut-back technique, but P1is the power emerging from the output
  2294.        of the launching system. The measured attenuation is the sum of the
  2295.        attenuation  of  the  inserted  length of fibre and the attenuation
  2296.        caused by the connection between launching  system  and  the  fibre
  2297.        under  test.  It  is necessary to correct the result for connection
  2298.        losses.
  2299.  
  2300.        B.1.3.3  The backscattering technique   |  s  an  indirect  way  of
  2301.        measuring  the attenuation by the measurements of the backscattered
  2302.        powers traversing two cross-sections of the fibre.
  2303.  
  2304.  
  2305.        B.1.4  Field of application
  2306.  
  2307.  
  2308.             The cut-back technique is  generally  recognized  as  yielding
  2309.        accurate  results.  In  many situations its destructive nature is a
  2310.        disadvantage.
  2311.  
  2312.             The insertion loss technique avoids  cutting  a  part  of  the
  2313.        fibre at the expense of accuracy.
  2314.  
  2315.             The   backscattering   technique   is    a    single    ended,
  2316.        non-destructive  method,  but  is limited in range and sometimes in
  2317.        accuracy.
  2318.  
  2319.             Considering the advantages  and  disadvantages  of  the  three
  2320.        methods,  the  cut-back  technique has been chosen as the reference
  2321.        test method.
  2322.  
  2323.        B.2         The reference test method: the cut-back technique
  2324.  
  2325.  
  2326.  
  2327.        B.2.1   Launching conditions
  2328.  
  2329.  
  2330.  
  2331.        B.2.1.1  Definition of launching conditions
  2332.  
  2333.  
  2334.             The launching conditions are of paramount importance in  meet-
  2335.        ing  the  stated objectives. Launching conditions should be such as
  2336.        to  approximate  equilibrium  mode  distribution  (EMD)  which   is
  2337.  
  2338.  
  2339.  
  2340.  
  2341.  
  2342.  
  2343.  
  2344.  
  2345.  
  2346.        understood  to  exist when the power distribution of field patterns
  2347.        at the output of the fibre  is  substantially  independent  of  the
  2348.        length of the fibre.
  2349.  
  2350.  
  2351.        B.2.1.2  Launching techniques
  2352.  
  2353.  
  2354.             A generic set-up to achieve the launchings of the EMD is shown
  2355.        in Figure  B-6/G.651.
  2356.  
  2357.  
  2358.                                                       Figure B-6/G.651, p.
  2359.  
  2360.  
  2361.  
  2362.  
  2363.  
  2364.        B.2.1.2.1   Cladding mode stripper
  2365.  
  2366.  
  2367.             A cladding mode stripper encourages the conversion of cladding
  2368.        modes  to radiation modes; as a result, cladding modes are stripped
  2369.        from the fibre.
  2370.  
  2371.  
  2372.        B.2.1.2.2  Mode filter
  2373.  
  2374.  
  2375.             The mode filter is a device used to select, reject or  attenu-
  2376.        ate  a certain number of modes, and should assure the establishment
  2377.        of a mode distribution close to the EMD.
  2378.  
  2379.  
  2380.        B.2.1.2.3  Mode scrambler
  2381.  
  2382.  
  2383.             The mode scrambler is a device used for inducing  transfer  of
  2384.        power  between modes in an optical fibre, and should provide a mode
  2385.        distribution independent of source characteristics.
  2386.  
  2387.             Note  - Suitable optical arrangements can be used  which  pro-
  2388.        duce  a  distribution close to the EMD directly on the input end of
  2389.        the fibre under test. In this case a unique device  is  needed  for
  2390.        the implementation of the three functions of Figure B-6/G.651.
  2391.  
  2392.  
  2393.        B.2.1.3  Example
  2394.  
  2395.  
  2396.             For a 50/125 um low loss homogeneous graded index fibre with a
  2397.        NA  of  0.2 operating at 850 nm wavelength, an approximation of the
  2398.        equilibrium mode distribution can be achieved  after  the  cut-back
  2399.        length of the fibre to be measured, when the following characteris-
  2400.        tics are observed:
  2401.  
  2402.                a)         the full width half maximum intensity  value  of
  2403.  
  2404.  
  2405.  
  2406.  
  2407.  
  2408.  
  2409.  
  2410.  
  2411.  
  2412.        the light spot, measured from the near field is 26 um;
  2413.  
  2414.                b)         the full width half maximum value of the numeri-
  2415.        cal aperture measured from the far field is 0.11 um.
  2416.  
  2417.        Both near-field and far-field patterns are assumed to  be  approxi-
  2418.        mately Gaussian.
  2419.  
  2420.             To obtain this  equilibrium  of  the  modal  distribution  the
  2421.        arrangement shown in Figure B-6/G.651 can be used.
  2422.  
  2423.             The launch beam is incident on the launch end of the fibre  in
  2424.        the  form  of  a spot, centrally located on the fibre core with the
  2425.        near field FWHM intensity not less than 70 um  and  the  far  field
  2426.        FWHM  Numerical Aperture not less than 0.3 across the central 70 um
  2427.        of the cone. (For fibre with an NA < 0.25.)
  2428.  
  2429.             The axis of the launch beam is coincident with the axis of the
  2430.        fibre.
  2431.  
  2432.             The mode scrambler should comprise a suitable  fibre  arrange-
  2433.        ment (e.g., a step-graded-step sequence or a bending sequence).
  2434.  
  2435.             The mode filter takes the form of a mandrel around  which  the
  2436.        fibre  under  test  is  wound,  with low tension and within a 20 mm
  2437.        length of the mandrel.
  2438.  
  2439.             The diameter of the mandrel may differ from fibre to fibre and
  2440.        values in the range 18-22 mm, with 5 turns of fibre, are common.
  2441.  
  2442.             The exact  diameter  of  the  mandrel  is  determined  by  the
  2443.        fibre/cable  supplier  such  that the near field and far field pat-
  2444.        terns from two metres of fibre following the mode filter and  clad-
  2445.        ding  mode  stripper,  are the same as those obtained from a stable
  2446.        mode distribution length of  fibre  or  jointed  fibres  (typically
  2447.        greater than 5 km).
  2448.  
  2449.             The cladding mode stripper often consists of a material having
  2450.        a refractive index equal to or greater than that of the fibre clad-
  2451.        ding.
  2452.  
  2453.  
  2454.        B.2.2  Apparatus and procedure
  2455.  
  2456.  
  2457.  
  2458.        B.2.2.1  Types of measurement
  2459.  
  2460.  
  2461.             Measurements may be made at  one  or  more  spot  wavelengths,
  2462.        alternatively  a  spectral response may be required over a range of
  2463.        wavelengths. Diagrams of suitable  test  equipments  are  shown  as
  2464.        examples in Figures B-7/G.651 and B-8/G.651.
  2465.  
  2466.  
  2467.  
  2468.                                                       Figure B-7/G.651, p.
  2469.  
  2470.  
  2471.  
  2472.  
  2473.  
  2474.  
  2475.  
  2476.  
  2477.  
  2478.  
  2479.                                                       Figure B-8/G.651, p.
  2480.  
  2481.  
  2482.  
  2483.  
  2484.  
  2485.        B.2.2.2   Optical source
  2486.  
  2487.  
  2488.             A suitable radiation source shall be used,  such  as  a  lamp,
  2489.        laser  or  light emitting diode (LED). The choice of source depends
  2490.        upon the type of measurement. The source must be  stable  in  posi-
  2491.        tion, intensity and wavelength over a time period sufficiently long
  2492.        to complete the measurement procedure. The FWHM spectral line-width
  2493.        shall  be  specified  such  that  it  is  narrow  compared with any
  2494.        features of the fibre spectral attenuation.
  2495.  
  2496.             The fibre shall be aligned to the launch  cone,  or  connected
  2497.        coaxially to a launch fibre.
  2498.  
  2499.  
  2500.        B.2.2.3   Optical detector
  2501.  
  2502.  
  2503.             A large area detector shall be used so that all of the  radia-
  2504.        tion  in  the  output cone(s) is intercepted. The spectral response
  2505.        should be compatible  with  the  spectral  characteristics  of  the
  2506.        source.  The  detection must be uniform and the detection must have
  2507.        linear characteristics.
  2508.  
  2509.             It is customary to modulate  the  light  source  in  order  to
  2510.        improve the signal/noise ratio at the receiver. If such a procedure
  2511.        is adopted, the detector should be linked to  a  signal  processing
  2512.        system  synchronous  with  the  source  modulation  frequency.  The
  2513.        detecting system should be substantially linear in sensitivity.
  2514.  
  2515.  
  2516.        B.2.2.4  Launching set-up
  2517.  
  2518.  
  2519.             See S B.2.1.
  2520.  
  2521.  
  2522.        B.2.2.5  Procedure
  2523.  
  2524.  
  2525.                1)          The fibre under test is set in the  measurement
  2526.        set-up. The output power P2is recorded.
  2527.  
  2528.                2)          Keeping the  launching  conditions  fixed,  the
  2529.        fibre  is  cut  to  the  cut-back length (for example, 2 m from the
  2530.        launching point). The output power P1from the  cut-back  length  of
  2531.        the fibre is recorded.
  2532.  
  2533.                3)         The attenuation of the fibre, between the points
  2534.        where  P1and  P2have  been  measured,  can  be  calculated from the
  2535.  
  2536.  
  2537.  
  2538.  
  2539.  
  2540.  
  2541.  
  2542.  
  2543.  
  2544.        definition using P1and P2.
  2545.  
  2546.  
  2547.        B.2.3  Presentation of results
  2548.  
  2549.  
  2550.             The following details shall be presented:
  2551.  
  2552.                a)         Measurement type, and characteristics.
  2553.  
  2554.                b)         Launching technique.
  2555.  
  2556.                c)         Test set-up arrangement.
  2557.  
  2558.                d)         Temperature of the sample and environmental con-
  2559.        ditions (if   necessary).
  2560.  
  2561.                e)         Fibre identification.
  2562.  
  2563.                f )         Length of sample and the cut-back length.
  2564.  
  2565.                g)         Attenuation measured (for  the  sample)  at  the
  2566.        selected wavelength.
  2567.  
  2568.                h)         Attenuation quoted in dB. In some  cases  it  is
  2569.        possible to convert it into attenuation coefficient in dB/km.
  2570.  
  2571.                i)          For  spectral  loss  measurements  the  results
  2572.        should be presented as a plot of attenuation against wavelength.
  2573.  
  2574.  
  2575.        B.3         First alternative test method: the insertion loss tech-
  2576.        nique
  2577.  
  2578.  
  2579.  
  2580.        B.3.1  Launching conditions
  2581.  
  2582.  
  2583.             The  required  launching  conditions  are  similar  as   those
  2584.        described under S B.2.1.
  2585.  
  2586.  
  2587.        B.3.2  Apparatus and procedure
  2588.  
  2589.  
  2590.  
  2591.        B.3.2.1  Types of measurements
  2592.  
  2593.  
  2594.             Measurements may be done at  one  or  more  spot  wavelengths,
  2595.        alternatively  a  spectral response may be required over a range of
  2596.        wavelengths. A diagram of a suitable test set-up  is  shown  as  an
  2597.        example in Figure  B-9/G.651 (a - calibration, b - measurement).
  2598.  
  2599.  
  2600.  
  2601.  
  2602.  
  2603.  
  2604.  
  2605.  
  2606.  
  2607.  
  2608.  
  2609.  
  2610.        B.3.2.2  Optical source
  2611.  
  2612.  
  2613.             See S B.2.2.2.
  2614.  
  2615.  
  2616.        B.3.2.3  Optical detector
  2617.  
  2618.  
  2619.             See S B.2.2.3.
  2620.  
  2621.  
  2622.        B.3.2.4  Launching set-up
  2623.  
  2624.  
  2625.             See S B.2.1.
  2626.  
  2627.  
  2628.        B.3.2.5  Coupling device
  2629.  
  2630.  
  2631.             The insertion loss technique requires the use of a  very  pre-
  2632.        cise fibre to fibre coupling device to minimize the coupling losses
  2633.        and to ensure reliable results.
  2634.  
  2635.             This coupling device can be a mechanical  adjustment  visually
  2636.        inspected or a connector with a core-to-core positioning.
  2637.  
  2638.  
  2639.                                                       Figure B-9/G.651, p.
  2640.  
  2641.  
  2642.  
  2643.  
  2644.  
  2645.        B.3.2.6  Procedure
  2646.  
  2647.  
  2648.                1)         The measurement set-up is  initially  calibrated
  2649.        in order to obtain an input reference level P1.
  2650.  
  2651.                2)         The fibre under test is set in  the  measurement
  2652.        set-up  and  the  coupling  adjusted to give a maximum level on the
  2653.        optical detector. The output power P2is recorded.
  2654.  
  2655.                3)         An attenuation is calculated according to S 1.2.
  2656.        This  attenuation  is  the  sum  of the attenuation of the inserted
  2657.        length of fibre  and  the  attenuation  caused  by  the  connection
  2658.        between the coupling device and the fibre under test.
  2659.  
  2660.  
  2661.        B.3.3  Presentation of results
  2662.  
  2663.  
  2664.             The following details shall be presented:
  2665.  
  2666.                a)         Measurement type and characteristics.
  2667.  
  2668.  
  2669.  
  2670.  
  2671.  
  2672.  
  2673.  
  2674.  
  2675.  
  2676.                b)         Launching technique.
  2677.  
  2678.                c)         Test set-up arrangement.
  2679.  
  2680.                d)         Temperature of the sample and environmental con-
  2681.        ditions (if   necessary).
  2682.  
  2683.                e)         Fibre identification.
  2684.  
  2685.                f )         Length of sample.
  2686.  
  2687.                g)         Attenuation measured (for  the  sample)  at  the
  2688.        selected wavelength.
  2689.  
  2690.                h)         Connector loss with its tolerance.
  2691.  
  2692.                i)         Attenuation quoted in dB. In some  cases  it  is
  2693.        possible to convert it into an attenuation coefficient in dB/km.
  2694.  
  2695.                j )          For spectral  loss  measurements  the  results
  2696.        should be presented as a plot of attenuation versus wavelength.
  2697.  
  2698.  
  2699.        B.4         Second  alternative  test  method:  the  backscattering
  2700.        technique
  2701.  
  2702.  
  2703.             Note  - This test method describes a procedure to measure  the
  2704.        attenuation  of  a  homogeneous  sample of optical fibre cable. The
  2705.        technique can be applied to check the optical continuity,  physical
  2706.        defects,  splices,  backscattered light of optical fibre cables and
  2707.        the length of the fibre.
  2708.  
  2709.  
  2710.        B.4.1   Launching conditions
  2711.  
  2712.  
  2713.             For the  attenuation  measurement,  the  techniques  described
  2714.        under  S 2.1  can be applied. For the other controls, the launching
  2715.        conditions may be dependent on the characteristics to be tested.
  2716.  
  2717.             In all cases, in order to reduce the  Fresnel  reflections  on
  2718.        the  input  of  the  fibre,  various  devices could be used such as
  2719.        polarizers or index matching materials. Insertion losses should  be
  2720.        minimized.
  2721.  
  2722.  
  2723.        B.4.2  Apparatus and procedure
  2724.  
  2725.  
  2726.  
  2727.        B.4.2.1  General considerations
  2728.  
  2729.  
  2730.             The signal level of the backscattered optical signal will nor-
  2731.        mally  be  small  and close to the noise level. In order to improve
  2732.        the signal-to-noise ratio and the dynamic  measuring  range  it  is
  2733.  
  2734.  
  2735.  
  2736.  
  2737.  
  2738.  
  2739.  
  2740.  
  2741.  
  2742.        therefore  customary to use a high power light source in connection
  2743.        with signal processing of the detected  signal.  Further,  accurate
  2744.        spatial  resolution  may  require  adjustment of the pulse width in
  2745.        order to obtain a compromise between resolution and  pulse  energy.
  2746.        Special  care  should be taken to minimize the Fresnel reflections.
  2747.        An example of an apparatus is shown in Figure B-10/G.651.
  2748.  
  2749.  
  2750.        B.4.2.2   Optical source
  2751.  
  2752.  
  2753.             A  stable  high  power  optical  source  of   an   appropriate
  2754.        wavelength  should  be  used,  such  as  a semiconductor laser. The
  2755.        wavelength of the source should be registered. The pulse width  and
  2756.        repetition  rate  should  be consistent with the desired resolution
  2757.        and the length of the fibre. Optical non-linear effects  should  be
  2758.        eliminated in the part of the fibre under test.
  2759.  
  2760.  
  2761.  
  2762.        B.4.2.3   Optical detection
  2763.  
  2764.  
  2765.             A detector shall be used so that the  maximum  possible  back-
  2766.        scattered  power should be intercepted. The detector response shall
  2767.        be compatible with the levels and wavelengths of the detected  sig-
  2768.        nal.  For  attenuation  measurements the detector response shall be
  2769.        substantially linear.
  2770.  
  2771.             A signal processing is required to improve the signal-to-noise
  2772.        ratio,  and  it  is desirable to have a logarithmic response in the
  2773.        detection system.
  2774.  
  2775.             A suitable amplifier shall follow  the  optical  detector,  so
  2776.        that  the  signal level becomes adequate for the signal processing.
  2777.        The bandwidth of the amplifier shall  be  chosen  as  a  trade  off
  2778.        between time resolution and noise reduction.
  2779.  
  2780.  
  2781.        B.4.2.4  Launching set-up
  2782.  
  2783.  
  2784.             See SS B.2.1 and B.4.1.
  2785.  
  2786.  
  2787.        B.4.2.5  Procedure
  2788.  
  2789.  
  2790.                1)         The fibre under test is aligned to the  coupling
  2791.        device.
  2792.  
  2793.                2)         Backscattered power is analyzed by a signal pro-
  2794.        cessor  and  recorded in logarithmic scale. Figure B-10/G.651 shows
  2795.        such a typical curve.
  2796.  
  2797.                3)         If the recorded curve has an approximately  con-
  2798.        stant slope (zone b of Figure B-10b/G.651), the attenuation between
  2799.  
  2800.  
  2801.  
  2802.  
  2803.  
  2804.  
  2805.  
  2806.  
  2807.  
  2808.        two points  A and B of the curve corresponding to  two  cross  sec-
  2809.        tions of the fibre is
  2810.  
  2811.                             168.if 240>168 .nr 14 240
  2812.                                 A A B
  2813.                                       fIA *l)  =
  2814.                                 [Formula Deleted]
  2815.                                        (V
  2816.                                       A - V
  2817.                                     B )    dB
  2818.  
  2819.  
  2820.  
  2821.                 where VAand VBare the corresponding power levels given  in
  2822.        the logarithmic scale.
  2823.  
  2824.                4)         If so required bi-directional  measurements  can
  2825.        be made, together with numerical computation to improve the quality
  2826.        of the result and possibly to allow the separation  of  attenuation
  2827.        from backscattering factor.
  2828.  
  2829.  
  2830.        B.4.3  Presentation of results
  2831.  
  2832.  
  2833.             The following details shall be presented:
  2834.  
  2835.                a)         Measurement types and characteristics.
  2836.  
  2837.                b)         Launching techniques.
  2838.  
  2839.                c)         Test set-up arrangement.
  2840.  
  2841.                d)         Temperature of the sample and environmental con-
  2842.        ditions (if   necessary).
  2843.  
  2844.                e)         Fibre identification.
  2845.  
  2846.                f )         Length of sample.
  2847.  
  2848.                g)         Rise time, width  and  repetition  rate  of  the
  2849.        pulse.
  2850.  
  2851.                h)         Kind of signal processing used.
  2852.  
  2853.                i)         The recorded curve on a logarithmic scale,  with
  2854.        the  attenuation  of  the  sample, and under certain conditions the
  2855.        attenuation coefficient in dB/km.
  2856.  
  2857.             The complete analysis of the recorded curve  B-10/G.651  shows
  2858.        that,   independently   from   the  attenuation  measurement,  many
  2859.        phenomena can be monitored using the backscattering technique:
  2860.  
  2861.                a)         Reflection originated by the coupling device  at
  2862.        the input end of the fibre;
  2863.  
  2864.                b)         Zone of constant slope;
  2865.  
  2866.  
  2867.  
  2868.  
  2869.  
  2870.  
  2871.  
  2872.  
  2873.  
  2874.  
  2875.                c)         Discontinuity due to  local  defect,  splice  or
  2876.        coupling;
  2877.  
  2878.                d)         Reflection due to dielectric defect;
  2879.  
  2880.                e)         Reflection at the end of the fibre.
  2881.  
  2882.  
  2883.  
  2884.                                                      Figure B-10/G.651, p.
  2885.  
  2886.  
  2887.  
  2888.  
  2889.  
  2890.        Section III -   Reference test method for baseband  response  meas-
  2891.        urements
  2892.  
  2893.  
  2894.  
  2895.        B.1         Object
  2896.  
  2897.  
  2898.             The fibre baseband response may be  described  in  either  the
  2899.        time  domain by means of its impulse response g (t ) or in the fre-
  2900.        quency domain by means of its  frequency  response G  (  f  ).  The
  2901.        function g  (t ) may be described as that function which, when con-
  2902.        volved with the optical power input pulse to the fibre,  gives  the
  2903.        optical power output pulse from the fibre. G ( f ) is the ratio, at
  2904.        any frequency, between the sinusoidal  modulation  of  the  optical
  2905.        power input to the fibre and the sinusoidal modulation of the opti-
  2906.        cal power output from the fibre.
  2907.  
  2908.             The baseband responses in the frequency and time domain  in  a
  2909.        linear system are related by:
  2910.  
  2911.                                        G (
  2912.                                      f ) =
  2913.  
  2914.                                 - oo
  2915.  
  2916.                                  oo
  2917.                                       g (t ) exp
  2918.                                      (-j2~~
  2919.                                      ft ) dt
  2920.  
  2921.  
  2922.  
  2923.             The baseband response is presented in the frequency domain.
  2924.  
  2925.             Those wishing a representation in the time domain  will  still
  2926.        be  able to obtain it by means of mathematical operations. For this
  2927.        purpose the amplitude and phase response would both be needed.
  2928.  
  2929.             The amplitude response is specified in the form of  the  -3 dB
  2930.        optical  (-6 dB  electrical)  bandwith  of  the amplitude/frequency
  2931.        curve. A more complete curve should also be given.
  2932.  
  2933.             To minimize measurement variations associated  with  irregular
  2934.        shaped  baseband responses a Gaussian function may be fitted to the
  2935.        baseband response G ( f ).
  2936.  
  2937.  
  2938.  
  2939.  
  2940.  
  2941.  
  2942.  
  2943.  
  2944.  
  2945.             No recommended values  of  phase  response  are  given,  phase
  2946.        response is only required in special cases.
  2947.  
  2948.  
  2949.        B.2         Reference test method
  2950.  
  2951.  
  2952.  
  2953.        B.2.1  Test apparatus
  2954.  
  2955.  
  2956.             A schematic diagram  of  the  test  arrangement  is  shown  in
  2957.        Figure B-11/G.651.
  2958.  
  2959.  
  2960.        B.2.1.1  Light source
  2961.  
  2962.  
  2963.             A laser light source shall be used. It must be stable in posi-
  2964.        tion,  intensity and wavelength. Its centre wavelength (\) shall be
  2965.        within _20 nm of the nominal value selected from the  ranges  given
  2966.        in  Table B-1/G.651,  in  addition, the FWHM line width (__\) shall
  2967.        not exceed the corresponding value given in this Table.
  2968.                                  H.T. [T2.651]
  2969.                                  TABLE B-1/G.651
  2970.                                Source line width
  2971.  
  2972.                              ______________________
  2973.                                \ (nm)     __\ (nm)
  2974.                              ______________________
  2975.                                800-900        5
  2976.                               1200-1350      10
  2977.                              ______________________
  2978.  
  2979.                             |
  2980.                             |
  2981.                             |
  2982.                             |
  2983.                             |
  2984.  
  2985.  
  2986.  
  2987.                                        |
  2988.                                        |
  2989.                                        |
  2990.                                        |
  2991.                                        |
  2992.  
  2993.  
  2994.  
  2995.                                                   |
  2996.                                                   |
  2997.                                                   |
  2998.                                                   |
  2999.                                                   |
  3000.  
  3001.  
  3002.  
  3003.  
  3004.  
  3005.                                               Table B-1/G.651 [T2.651], p.
  3006.  
  3007.  
  3008.             The means whereby the laser is modulated (pulse or sinusoidal)
  3009.        shall  be  capable of operating at frequencies beyond the frequency
  3010.        at which the response of the fibre under test  has  fallen  to  the
  3011.        -3 dB optical level.
  3012.  
  3013.             The maximum emission shall  substantially  exceed  spontaneous
  3014.        emission  and  the  depth  of  modulation  shall be as great as the
  3015.        extinction ratio permits in order to secure maximum signal-to-noise
  3016.        ratio. Care shall be taken that the source does not chirp.
  3017.  
  3018.  
  3019.             If the modulation waveform chosen is  sinusoidal,  the  output
  3020.        modulation is divided, frequency by frequency, by the input modula-
  3021.        tion. If the modulation waveform chosen is a multicomponent  pulse,
  3022.        it  is  necessary,  as  a  preliminary step, to perform the Fourier
  3023.        transformation, using either analogue filtering or digital process-
  3024.        ing of the received signal.
  3025.  
  3026.  
  3027.        B.2.1.2   Launching conditions
  3028.  
  3029.  
  3030.  
  3031.  
  3032.  
  3033.  
  3034.  
  3035.  
  3036.  
  3037.             The appropriate measurement condition can be achieved  by  two
  3038.        means:
  3039.  
  3040.                a)          uniform  mode  power  distribution  (overfilled
  3041.        launch)  with  a uniform spatial distribution larger than the fibre
  3042.        core, and a Lambertian angular distribution  within  the  numerical
  3043.        aperture of the fibre under test;
  3044.  
  3045.                b)         steady-state launch  that  closely  approximates
  3046.        the actual steady-state condition.
  3047.  
  3048.                 Note to point b)  - Care should be taken that the  launch-
  3049.        ing  conditions  do not restrict mode excitation below steady-state
  3050.        especially for lengths shorter than 2 km.
  3051.  
  3052.  
  3053.        B.2.1.3  Detector
  3054.  
  3055.  
  3056.             A high speed photodiode shall be used to  intercept  the  full
  3057.        mode volume of the fibre output.
  3058.  
  3059.             The bandwidth of the photodiode and the subsequent electronics
  3060.        shall  be sufficient to preserve the required signal to noise ratio
  3061.        up to the highest frequency at which results are  to  be  reported.
  3062.        The  detector  system  shall  be linear with respect to input power
  3063.        over the measured limits. In the event that  the  detector  has  an
  3064.        inadequate  linear range, a neutral density filter previously cali-
  3065.        brated at the operating wavelength may be required to attenuate  an
  3066.        excessively large signal, in such a way that the detector is always
  3067.        used in its range of linear sensitivity.
  3068.  
  3069.  
  3070.        B.2.1.4  Output presentation system
  3071.  
  3072.  
  3073.             The output presentation system shall be capable  of  recording
  3074.        or  displaying  the  output modulation amplitude against calibrated
  3075.        power or log-power and frequency scales. In the case of pulse modu-
  3076.        lation,  an intermediate stage may involve the recording of a pulse
  3077.        waveform against a calibrated time scale.
  3078.  
  3079.  
  3080.        B.2.2  Procedure
  3081.  
  3082.  
  3083.  
  3084.        B.2.2.1  Preparation of fibre for tests
  3085.  
  3086.  
  3087.             Primary coatings shall be removed from portions of fibre to be
  3088.        immersed in the cladding mode strippers.
  3089.  
  3090.             Fibre ends shall be substantially clean, smooth and perpendic-
  3091.        ular  to  the  fibre axis. Measurements on uncabled fibres shall be
  3092.        made with the fibre loose on the drum to avoid  externally  induced
  3093.        mode coupling.
  3094.  
  3095.  
  3096.  
  3097.  
  3098.  
  3099.  
  3100.  
  3101.  
  3102.  
  3103.        B.2.2.2  Measurement
  3104.  
  3105.  
  3106.             Initially, the transmitter and the receiver are connected by a
  3107.        short optical test lead, and the transmitter power adjusted to give
  3108.        a signal in the linear range of the receiver. For use  as  a  field
  3109.        reference  test  method,  the  specific  response of the instrument
  3110.        should be stored at this stage for subsequent use, in the  form  of
  3111.        either an impulse - or a frequency -  response as appropriate.
  3112.  
  3113.             The  fibre  to  be  tested  is  then  inserted   between   the
  3114.        transmitter  and receiver and the output measured and recorded. For
  3115.        use as a reference test method for single fibres, the fibre is then
  3116.        cut  back  to  a point, a convenient distance from the transmit and
  3117.        cladding mode stripper (if used) or from the mode filter and,  tak-
  3118.        ing  care  not to disturb the launching conditions, the output from
  3119.        the cutback length is measured and recorded. The  operational  area
  3120.        of  the  receiver photodiode shall, as far as possible, be the same
  3121.        at all stages.
  3122.  
  3123.             The sets of frequency domain amplitude data, whether  obtained
  3124.        directly  or  by transformation from the time domain, corresponding
  3125.        to the output signal from the fibre under test and to the  specific
  3126.        response of the instrument (including the cut back length) are then
  3127.        divided, (or subtracted if presented  in  logarithmic  scale)  fre-
  3128.        quency  by  frequency,  the former by the latter, to yield the fre-
  3129.        quency response of the fibre.
  3130.  
  3131.  
  3132.  
  3133.        B.2.3  Presentation of results
  3134.  
  3135.  
  3136.             The following details shall be presented:
  3137.  
  3138.                a)         Measurement type and characteristics.
  3139.  
  3140.                b)         Launching technique.
  3141.  
  3142.                c)          Test  set-up   arrangement   including   source
  3143.        wavelength and FWHM linewidth.
  3144.  
  3145.                d)         Temperature of the sample and environmental con-
  3146.        ditions (if   necessary).
  3147.  
  3148.                e)         Fibre identification.
  3149.  
  3150.                f )         Length of sample.
  3151.  
  3152.                g)         The bandwidth  (including  chromatic  dispersion
  3153.        effects)  defined by -3 dB optical point of the amplitude-frequency
  3154.        characteristic, and  if  necessary,  the  full  amplitude-frequency
  3155.        characteristic, and/or the phase characteristic.
  3156.  
  3157.                h)         For factory length the value, if needed, of  the
  3158.        bandwidth referred to 1 km (the applied formula must be given).
  3159.  
  3160.  
  3161.  
  3162.  
  3163.  
  3164.  
  3165.  
  3166.  
  3167.  
  3168.  
  3169.                i)         As stated at g), the measured bandwidth includes
  3170.        both  modal  and chromatic dispersion effects. If needed, the modal
  3171.        bandwidth B modal  (MHz) can be obtained as follows,  if  both  the
  3172.        modal  fibre  baseband response and the source spectrum are assumed
  3173.        to be Gaussian.
  3174.  
  3175.                                         B
  3176.                                       modal
  3177.                                         =
  3178.               |
  3179.               |(1/B TfR)2 -(D(\)__\|(mu|fIL |(mu|0 (em6 /0.44)2 |
  3180.                                                                 |
  3181.                                       -1/2
  3182.  
  3183.  
  3184.  
  3185.  
  3186.  
  3187.        where:
  3188.  
  3189.                BT      =         fibre measured bandwidth,
  3190.  
  3191.                D (\)         =          chromatic  dispersion  coefficient
  3192.        [ps/(nm | (mu | m)],
  3193.  
  3194.                __\         =         FWHM source linewidth (nm),
  3195.  
  3196.                L       =         fibre length (km).
  3197.  
  3198.             Note  - The apparatus and procedure given above cover only the
  3199.        essential  basic  features  of  the  reference  test  method. It is
  3200.        assumed that the  detailed  instrumentation  will  incorporate  all
  3201.        necessary measures to ensure stability, noise elimination etc., and
  3202.        that in any data processing procedures including sampling,  weight-
  3203.        ing  functions,  truncation etc.,  care  will  be taken to ensure a
  3204.        satisfactory balance of advantages and disadvantages of the  chosen
  3205.        techniques.
  3206.  
  3207.             Details of these procedures, together with quantitative infor-
  3208.        mation, should be included in the Results.
  3209.  
  3210.  
  3211.                                                      Figure B-11/G.651, p.
  3212.  
  3213.  
  3214.  
  3215.  
  3216.  
  3217.  
  3218.  
  3219.  
  3220.  
  3221.  
  3222.  
  3223.  
  3224.  
  3225.  
  3226.  
  3227.  
  3228.  
  3229.  
  3230.  
  3231.  
  3232.  
  3233.  
  3234.