IEC TR 61282-5:2002

RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 61282-5
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2002-04
Guides de conception des systèmes
de communications à fibres optiques –
Partie 5:
Adaptation et compensation de la dispersion
Fibre optic communication system
design guides –
Part 5:
Accommodation and compensation
of dispersion
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC/TR 61282-5:2002
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RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 61282-5
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2002-04
Guides de conception des systèmes
de communications à fibres optiques –
Partie 5:
Adaptation et compensation de la dispersion
Fibre optic communication system
design guides –
Part 5:
Accommodation and compensation
of dispersion
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– 2 – TR 61282-5 © CEI:2002
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.4

INTRODUCTION.6

1 Domaine d'application et objet.8

2 Documents de référence.8

3 Limites de dispersion chromatique.10

3.1 Dispersion chromatique de fibres à dispersion non décalée.10

3.2 Elargissement d’impulsion .12

3.3 Longueur limitée par dispersion.14
4 Types de compensation de dispersion .18
4.1 Compensation passive au long du trajet optique.18
4.2 Compensation et accommodation par l’émetteur ou par le récepteur .20
4.3 Compensation active au long du trajet optique .22
4.4 Compensation par la gestion de dispersion .22
5 Paramètres du compensateur de dispersion passive .22
5.1 Gamme de longueur d’onde de fonctionnement .22
5.2 Dispersion chromatique.22
5.3 Taux de compensation de dispersion.26
5.4 Perte d’insertion .26
5.5 Réflectance .28
5.6 Polarisation .28
5.6.1 Dispersion du mode de polarisation .28
5.6.2 Perte dépendante de la polarisation .30
5.7 Non-linéarité optique .30
6 Applications du compensateur de dispersion .30
6.1 Débits binaires plus élevés.30
6.2 Durées plus longues non répétées .32
6.3 Emission à longueurs d’ondes multiples .32
7 Paramètres du système pour des compensateurs passifs de dispersion .34
Annexe A  Liste de sigles.36
Bibliographie.38

Figure 1 – Limites du coefficient de dispersion pour la fibre B1.10
Figure 2 – Somme des dispersions d’une fibre B1 et d’un CDP basé sur FDC
dans la vitrine de l’AO.18
Figure 3 – Caractéristiques de réflectivité et de délai d’un CDP
basé sur RBF (la dispersion est la pente de la ligne) .20
Figure 4 – Compensateurs passifs de dispersion installés à un seul emplacement.30
Figure 5 – CDP installés avant les AO de puissance de l'émetteur
(le circuit secondaire n'est pas représenté) .32
Figure 6 – MRF de deux bandes avec un AO et un CDP dans la bande supérieure.32
Figure 7 – MRF à canaux multiples dans la bande de l’AO.34
Tableau 1 – Limites de longueur calculées (en km) entre régénérateurs pour
une atténuation et une dispersion à 1 550 nm.16
Tableau 2 – Gammes de longueurs de l’émission avec un CDP conçu pour compenser
les longueurs types de la fibre B1 .24

TR 61282-5 © IEC:2002 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.5

INTRODUCTION.7

1 Scope and object.9

2 Reference documents.9

3 Chromatic dispersion limitations .11

3.1 Chromatic dispersion of dispersion-unshifted fibre.11

3.2 Pulse broadening .13

3.3 Dispersion-limited length .15
4 Types of dispersion compensation.19
4.1 Passive compensation along the optical path .19
4.2 Compensation and accommodation by the transmitter or receiver .21
4.3 Active compensation along the optical path .23
4.4 Compensation by dispersion management.23
5 Passive dispersion compensator parameters .23
5.1 Operating wavelength range.23
5.2 Chromatic dispersion.23
5.3 Dispersion compensation rate .27
5.4 Insertion loss.27
5.5 Reflectance .29
5.6 Polarization .29
5.6.1 Polarization-mode dispersion.29
5.6.2 Polarization-dependent loss.31
5.7 Optical non-linearity .31
6 Dispersion compensator applications.31
6.1 Higher bit-rates .31
6.2 Longer unrepeated spans.33
6.3 Multiwavelength transmission.33
7 System parameters for passive dispersion compensators .35
Annex A  List of acronyms .37
Bibliography.39

Figure 1 – Extremes of the dispersion coefficient for B1 fibre.11
Figure 2 – Summing the dispersions of a B1 fibre
and a DCF-based PDC over the OA window .19
Figure 3 – Reflectivity and time-delay characteristics of an FBG-based PDC
(dispersion is the slope of the line) .21
Figure 4 – Passive dispersion compensators placed at one location .31
Figure 5 – PDCs placed before transmitter booster OAs (protect circuit not shown) .33
Figure 6 – Two-band WDM with an OA and a PDC in the upper band .33
Figure 7 – Multichannel WDM in the OA band .35
Table 1 – Calculated length limits (in km) between regenerators as determined by
attenuation and dispersion at 1 550 nm .17
Table 2 – Transmission length ranges with a PDC designed to compensate typical
lengths of B1 fibre.25

– 4 – TR 61282-5 © CEI:2002
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

____________
GUIDES DE CONCEPTION DES SYSTÈMES DE COMMUNICATIONS

À FIBRES OPTIQUES –
Partie 5: Adaptation et compensation de la dispersion

AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent rapport technique peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La tâche principale des comités d’études de la CEI est l’élaboration des Normes inter-
nationales. Toutefois, un comité d’études peut proposer la publication d’un rapport technique
lorsqu’il a réuni des données de nature différente de celles qui sont normalement publiées
comme Normes internationales, cela pouvant comprendre, par exemple, des informations sur
l’état de la technique.
La CEI 61282-5, qui est un rapport technique, a été établie par le sous-comité 86C: Systèmes
et dispositifs actifs à fibres optiques, du comité d’études 86 de la CEI: Fibres optiques.
Le texte de ce rapport technique est issu des documents suivants:

Projet d’enquête Rapport de vote
86C/291/CDV 86C/347/RVC
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de ce rapport technique.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Ce document, purement informatif, ne doit pas être considéré comme une Norme internationale.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2006.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
TR 61282-5 © IEC:2002 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

____________
FIBRE OPTIC COMMUNICATION SYSTEM DESIGN GUIDES –

Part 5: Accommodation and compensation of dispersion

FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International
Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the
two organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this technical report may be the subject of
patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
The main task of IEC technical committees is to prepare International Standards. However, a
technical committee may propose the publication of a technical report when it has collected
data of a different kind from that which is normally published as an International Standard, for
example "state of the art".
IEC 61282-5, which is a technical report, has been prepared by subcommittee 86C: Fibre
optic systems and active devices, of IEC technical committee 86: Fibre optics.
The text of this technical report is based on the following documents:
Enquiry draft Report on voting

86C/291/CDV 86C/347/RVC
Full information on the voting for the approval of this technical report can be found in the
report on voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
This document, which is purely informative, is not to be regarded as an International Standard.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2006. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 6 – TR 61282-5 © CEI:2002
INTRODUCTION
En général, on utilise la compensation de dispersion en même temps que l'amplification

optique. Actuellement, l’amplification optique est la plus pratique en employant les ampli-

ficateurs aux fibres dopées d’erbium qui fonctionnent dans la gamme de 1 550 nm. De tels

systèmes sont utilisés pour étendre les espacements entre les répéteurs régénérateurs et

pour augmenter le bilan de puissance pour les applications plus hautes de débit binaire par la

largeur de bande. Les compensateurs de dispersion passive (CDP) ont des pertes intrin-

sèques qui sont surmontées par les amplificateurs optiques (AO). A l’avenir, il est possible

que les AO dans la gamme de 1 310 nm ne demandent pas la compensation de dispersion

des fibres B1.
Les CDP peuvent être utilisés dans l'environnement intercentraux et en réseau de distribu-
tion, pour l’émission analogique ou numérique, dans l’émission continue ou bidirectionnelle,
dans l’émission par la longueur d'onde simple ou l’émission par multiplexage à répartition en
longueur d'onde, et avec un AO externe. Le CDP aura des ports unimodaux en fibres optiques
qui peuvent être des ports avec les fibres enrobées, les fibres tamponnées, le câble en fibres, ou
avec les connecteurs optiques intégraux et sans fibres. Alternativement, un ou plusieurs CDP
peuvent être utilisés avec un ou plusieurs AO en tant qu'éléments d'un composant intégré.
Dans ce rapport technique, le CDP sera considéré comme une «boîte noire» qui exécute de
certaines transformations d’entrée à sortie, sans égards aux technologies particulières qui
peuvent être utilisées dans le CDP.

TR 61282-5 © IEC:2002 – 7 –
INTRODUCTION
Dispersion compensation is usually used in conjunction with optical amplification. Currently

optical amplification is most practical utilizing erbium-doped fibre amplifiers operating in

the 1 550 nm region. Such systems are used to extend the spacings between regenerative

repeaters and to increase the power budget for higher bit-rate/bandwidth applications.

Passive dispersion compensators (PDCs) have intrinsic losses that are overcome by the

optical amplifiers (OAs). Future OAs in the 1 310 nm region may not require dispersion

compensation of B1 fibre.
PDCs may be used in the interoffice and subscriber loop plant environment, for analogue or

digital transmission, in unidirectional and bidirectional transmission, in single-wavelength or
wavelength-division-multiplexed transmission, and with an OA external to it. The PDC will
have single-mode optical fibre ports that may be ports with coated fibres, buffered fibres, fibre
cable, or with integral optical connectors and no fibres. Alternatively, one or more PDCs may
be used with one or more OAs as part of an integrated component.
In this technical report, the PDC will be discussed as a "black box" which performs certain
input-to-output transforms, without regard to the particular technologies that may be employed
within the PDC.
– 8 – TR 61282-5 © CEI:2002
GUIDES DE CONCEPTION DES SYSTÈMES DE COMMUNICATIONS

À FIBRES OPTIQUES –
Partie 5: Adaptation et compensation de la dispersion

1 Domaine d'application et objet

La présente partie de la CEI 61282, qui est un rapport technique, s'applique à l'adaptation et

à la compensation de la dispersion dans les systèmes de communication à fibres optiques.
En général, la compensation de dispersion et l’adaptation de dispersion sont utilisées dans la
gamme de 1 550 nm par des câbles qui incorporent une fibre de la catégorie B1 d’une mode unique
conventionnelle (dispersion non décalée) comme illustré dans la CEI 60793-1 et la CEI 60793-2.
En cette gamme de longueur d’onde, la fibre a un coefficient de dispersion positive d’une
moyenne de 17 ps/nm–km. Il y a deux sous-catégories d’une telle fibre. La longueur d’onde de
coupure de la fibre B1 est assez petite pour utiliser la fibre soit en gamme de 1 310 nm soit en
gamme de 1 550 nm. La majorité des câbles à fibres optiques installés globalement contient ce
type de fibre. La longueur d’onde de coupure de la fibre B1.2 est assez grande pour n’utiliser la
fibre qu’en gamme de 1 550 nm. Des systèmes sous-marins utilisent cette fibre.
Les valeurs de dispersion inférieures sont obtenues par une fibre à dispersion décalée de la
catégorie B2 et par une fibre de dispersion non nulle de la catégorie B4. On peut de temps en
temps utiliser l’adaptation ou la compensation de dispersion avec ces types de fibre, mais on
ne discutera que les fibres de la catégorie B1 dans ce rapport technique.
La compensation se réfère aux techniques ou aux composants qui réduisent la valeur de
dispersion ou la pente de dispersion d’une liaison à fibres optiques afin d’activer l’émission
aux débits numériques binaires plus hauts et aux fréquences analogiques plus hautes que
celles qui seraient possibles sans l'utilisation de ces techniques. En réalité, la longueur
d'onde de dispersion nulle cumulative du chemin optique va de la gamme de 1 310 nm vers
une gamme de 1 550 nm. A quelques égards cumulatifs, on peut faire une liaison de
dispersion non décalée d’une fibre B1 avec un compensateur de dispersion alignée pour
ressembler à une liaison de fibres B2 de dispersion décalée. Quelques modèles de com-
posants de compensation passive de dispersion comprennent des fibres de compensation de
dispersion, des fibres de réseaux de Bragg, et des étalons.
L’adaptation se réfère aux techniques ou aux composants qui utilisent la dispersion afin
d’activer l’émission aux débits numériques binaires plus hauts et aux fréquences analogiques
plus hautes que celles qui seraient possibles sans l'utilisation de ces techniques. Quelques

modèles de composants d’adaptation active de dispersion comprennent la préfluctuation de
longueur d’onde optique ou électrique à l’émetteur, l’émission par dispersion, la conversion
en onduleur spectrale au milieu de la travée, et le traitement du signal du récepteur. On
traitera le sujet d’adaptation dans les révisions à venir de ce rapport technique.
La gestion qui renvoie aux techniques qui font changer le coefficient de dispersion le long du
chemin optique (signe et magnitude) demeure à l’étude.
2 Documents de référence
CEI 60793-1 (toutes les parties), Fibres optiques – Partie 1: Spécification générique
CEI 60793-2, Fibres optiques – Partie 2: Spécifications de produits

TR 61282-5 © IEC:2002 – 9 –
FIBRE OPTIC COMMUNICATION SYSTEM DESIGN GUIDES –

Part 5: Accommodation and compensation of dispersion

1 Scope and object
This part of IEC 61282, which is a technical report, applies to the accommodation and

compensation of dispersion in fibre optic communication systems.
Generally, dispersion compensation and accommodation is used in the 1 550 nm region with
cables incorporating conventional (dispersion-unshifted) single-mode category B1 fibre as
shown in IEC 60793-1 and IEC 60793-2. In this wavelength region, the fibre has a positive
dispersion coefficient that averages at about 17 ps/nm–km. There are two subcategories of
such fibre. The cutoff wavelength of B1 fibre is low enough for the fibre to be used in either
the 1 310 nm or the 1 550 nm region. Such fibre makes up the vast majority of installed fibre
optic cable world wide. The cutoff wavelength of B1.2 fibre is high enough for the fibre to be
used in the 1 550 nm region only. Such fibre is used in some submarine systems.
Smaller values of dispersion are attainable with dispersion-shifted category B2 fibre and with
non-zero-dispersion category B4 fibre. Dispersion accommodation or compensation may
sometimes be used with these fibre types as well, but only category B1 fibres will be
discussed in this technical report.
Compensation refers to techniques or components that reduce the value of the dispersion or
the dispersion slope of a fibre optic link to enable transmission at digital bit-rates and at
analogue frequencies higher than would be possible without these techniques. Effectively, the
cumulative zero-dispersion wavelength of the optical path is moved from the 1 310 nm region
to somewhere in the 1 550 nm region. A link of dispersion-unshifted B1 fibre and an in-line
dispersion compensator can be made to resemble, in some cumulative respects, a link of
dispersion-shifted B2 fibre. Examples of passive dispersion compensating components
include dispersion-compensating fibre, fibre Bragg gratings, and etalons.
Accommodation refers to techniques or components that utilize dispersion to enable
transmission at digital bit-rates and at analogue frequencies higher than would be possible
without these techniques. Examples of active dispersion accommodation include optical or
electrical prechirping at the transmitter, dispersion-assisted transmission, midspan spectral
inversion, and receiver signal processing. Accommodation will be treated in future revisions of
this technical report.
Management referring to techniques that vary the dispersion coefficient along the optical path
(both sign and magnitude) remains under study.
2 Reference documents
IEC 60793-1 (all parts), Optical fibres – Part 1: Generic specification
IEC 60793-2, Optical fibres – Part 2: Product specifications

– 10 – TR 61282-5 © CEI:2002
CEI/TR 61282-3, Directives de conception pour les systèmes de communication en fibres
optiques – Partie 3: Calcul de dispersion en mode de polarisation dans les systèmes en

1)
fibres optiques
CEI/TR 61282-4, Directives de conception pour les systèmes de communication en fibres

optiques – Partie 4: Prise en compte et utilisation des effets de non-linéarité dans les
1)
systèmes analogiques et numériques à fibres optiques

UIT-T Recommandation G.691, Interfaces optiques pour systèmes monocanaux STM-64,

STM-256 et autres systèmes SDH à amplificateurs optiques

UIT-T Recommandation G.692, Interfaces optiques pour systèmes multicanaux avec ampli-

ficateurs optiques
UIT-T Recommandation G.957, Interfaces optiques pour les équipements et les systèmes
relatifs à la hiérarchie numérique synchrone
3 Limites de dispersion chromatique
3.1 Dispersion chromatique de fibres à dispersion non décalée
Comme indiqué ci-dessus, les compensateurs de dispersion sont nécessaires lorsque la fibre
de la catégorie B1 est utilisée en conjonction avec des AO, surtout dans la bande C (1 530 nm
à 1 565 nm). La figure 1 illustre les coefficients chromatiques limitant de dispersion qui sont
caractéristiques de la fibre B1.
–5
–10
1 250 1 300 1 350 1 400 1 450 1 500 1 550 1 600
Longueur d’onde nm
IEC  715/02
Figure 1 – Limites du coefficient de dispersion pour la fibre B1
Pour satisfaire aux tolérances de fabrication, tout en donnant pourtant satisfaction aux
besoins de l’utilisateur, les spécifications pour la fibre B1 permettent une gamme pour les
valeurs de la longueur d'onde de dispersion nulle λ , avec une valeur maximale du coefficient
de pente de dispersion nulle S de 1 310 nm. La valeur permise la plus basse de λ avec la
0 0
valeur permise maximale de S entraîne la courbe pleine dans la figure 1; la valeur permise la
plus haute de λ avec une valeur basse typique de S entraîne la courbe en tirets. Ceux-ci
0 0
donnent respectivement les valeurs les plus hautes et les plus basses du coefficient de
dispersion à 1 550 nm: environ 18,2 ps/nm–km et au-dessous de 16 ps/nm–km. Les fibres
convenables se trouvent entre ces limites.
________
1)
A publier.
1)
A l'étude.
Coefficient de dispersion  ps/nm-km

TR 61282-5 © IEC:2002 – 11 –
IEC/TR 61282-3, Fibre optic communication system design guides – Part 3: Calculation of
1)
PMD in fibre optic systems
IEC/TR 61282-4, Fibre optic communication system design guides – Part 4: Accommodation

1)
and utilization of non-linear effects in single-mode fibre optic systems

ITU-T Recommendation G.691, Optical interfaces for single-channel STM-64, STM-256 and

other SDH systems with optical amplifiers

ITU-T Recommendation G.692, Optical interfaces for multichannel systems with optical
amplifiers
ITU-T Recommendation G.957, Optical interfaces for equipments and systems relating to the
synchronous digital hierarchy
3 Chromatic dispersion limitations
3.1 Chromatic dispersion of dispersion-unshifted fibre
As discussed above, dispersion compensators are needed when category B1 fibre is used in
conjunction with OAs, especially in the C-band (1 530 nm to 1 565 nm). Figure 1 shows the
limiting chromatic dispersion coefficients characteristic of B1 fibre.
–5
–10
1 250 1 300 1 350 1 400 1 450 1 500 1 550 1 600

Wavelength nm
IEC  715/02
Figure 1 – Extremes of the dispersion coefficient for B1 fibre
To accommodate manufacturing tolerances, while still satisfying user needs, the specifi-
cations for B1 fibre allow a range for the values of fibre zero-dispersion wavelength λ , with a
maximum value of the zero-dispersion slope coefficient S at 1 310 nm. The lowest allowed
value of λ with the maximum allowed value of S results in the solid curve in figure 1; the
0 0
highest allowed value of λ with a typical low value of S results in the dashed curve. These
0 0
give the highest and lowest values respectively of the dispersion coefficient at 1 550 nm:
about 18,2 ps/nm–km and under 16 ps/nm–km. Acceptable fibres will lie between these limits.
________
1)
To be published.
1)
Under consideration.
Dispersion coefficient  ps/nm-km

– 12 – TR 61282-5 © CEI:2002
Bien que peu de mesures aient été enregistrées pour des liaisons installées, une valeur moyenne
près de 17 ps/nm–km (entre les courbes limites de la figure 1) peut être considérée comme

typique à une longueur d'onde de 1 550 nm. Un compensateur correctement accordé peut

réduire ceci à 1 ps/nm–km ou moins, mais une compensation aussi soigneuse n'est pas exigée

pour beaucoup d'applications, comme indiqué ci-dessous. Pour certaines applications, la

«planéité» de la courbe de dispersion ou la pente de dispersion est importante. A 1 550 nm,

le coefficient de la pente de dispersion est d'environ 0,057 ps/nm –km. Cela signifie qu'au-

dessus de la passe-bande de l’AO, le coefficient chromatique de dispersion augmente

généralement de 2,0 ps/nm–km entre 1 530 nm et 1 565 nm.

3.2 Elargissement d’impulsion
La longueur au-dessus de laquelle un signal peut être transmis de l'émetteur au récepteur
(ou au régénérateur/répéteur) peut être limitée par la puissance/atténuation, par la
dispersion, ou par les effets non linéaires. Les amplificateurs optiques peuvent essen-
tiellement enlever la première limitation, et ils peuvent présenter le tiers (qui sera
considéré dans un document à venir). Cet article illustre comment les longueurs limitées
par dispersion peuvent être étendues par les compensateurs.
Les sources lumineuses utilisées dans les émissions à grande vitesse sont invariablement
des lasers du mode unilongitudinal. Les délais différentiels des longueurs d'onde spectrales
passant par une fibre sont déterminés en utilisant un coefficient de dispersion entre les limites
de la figure 1. La signification d'un coefficient positif de dispersion, qui se produit en haut de
λ dans la fibre B1, est que de plus longues longueurs d'onde font faire de plus longues
durées de parcours par la fibre que des longueurs d'onde plus petites. Ce retard différentiel
mène à l’élargissement d’impulsion dans le domaine numérique ou à la décroissance de
fréquence de modulation dans le domaine analogique.
Un spectre stable de source se caractérise partiellement par une longueur d'onde centrale λ
et une largeur spectrale effective (valeur efficace) Δλ. (La largeur spectrale est parfois
indiquée en termes de fréquence optique, où 1 nm = 125 GHz autour de 1 550 nm.) Si le
spectre du laser ne change pas pendant la modulation, c’est-à-dire que la longueur d’onde ne
fluctue pas, alors le retard différentiel au long d'une longueur de fibre cause une impulsion de
la durée de valeur efficace Δt donnée approximativement par
∆t(λ) = D()λ × L ×∆λ (1)
Pour un coefficient négatif de dispersion D(λ) au-dessous de λ , la dispersion d'impulsion est
toujours positive mais le classement de longueur d'onde est renversé de sorte que de plus
longues longueurs d'onde arrivent en premier.
La modulation affecte les caractéristiques spectrales. Avec les lasers directement modulés où
la modulation numérique ou analogique est appliquée au courant de pilotage par laser, la
fluctuation de longueur d’onde peut se produire dans ce que le spectre de longueur d'onde
change avec le temps. Par émission numérique, le spectre de source dans l'ensemble se
déplace vers des longueurs d'onde plus petites pendant la montée du courant de l'impulsion,
et en arrière vers de plus longues longueurs d'onde pendant l’affaiblissement du courant (la
fluctuation de longueur d’onde positive). Ceci fait que le spectre couvre effectivement une
bande plus large, mais il fait également arriver les longueurs d'onde plus courtes de l’amorce
d’impulsion de la fibre de dispersion positive plus tôt que les longueurs d'onde plus longues
de la queue d’impulsion, élargissant de ce fait l'impulsion. Inversement, dans la gamme
négative de dispersion pour des longueurs d'onde en dessous de λ , la fluctuation de
longueur d’onde produira un composant qui réduit les impulsions qui excentrent l'élargis-
sement spectral, et la compression globale d'impulsion peut se produire pour une certaine
longueur initiale de fibre, mais elle est vaincue postérieurement par l’élargissement conven-
tionnel. Ceci est une technique d’adaptation de dispersion mentionnée à l'article 1, et sera
discutée dans un document à venir.

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Although few measurements have been reported for installed links, an average value near
17 ps/nm–km (between the extreme curves of figure 1) may be considered typical at a

wavelength of 1 550 nm. A properly tuned compensator can reduce this to 1 ps/nm–km or

less, but such careful compensation is not required for many applications, as will be

discussed below. For some applications, the "flatness" of the dispersion curve or dispersion

slope is important. At 1 550 nm the dispersion-slope coefficient is about 0,057 ps/nm –km.

This means that over the OA bandpass, the chromatic dispersion coefficient typically

increases by 2,0 ps/nm–km between 1 530 nm and 1 565 nm.

3.2 Pulse broadening
The length over which a signal can be transmitted from the transmitter to the receiver (or
regenerator/repeater) can be limited by power/attenuation, by dispersion, or by non-linear
effects. Optical amplifiers can essentially remove the first limitation and they can introduce
the third (which will be considered in a future document). This clause shows how dispersion-
limited lengths can be extended by compensators.
Light sources used in high-speed communications are invariably single-longitudinal mode
lasers. The differential time delays of the spectral wavelengths passing through a fibre are
determined using a dispersion coefficient between the extremes of figure 1. The meaning of a
positive dispersion coefficient, which occurs above λ in B1 fibre, is that longer wavelengths
have longer transit times through the fibre than shorter wavelengths do. This differential delay
leads to pulse broadening in the digital domain or to modulation-frequency rolloff in the
analogue domain.
A stable source spectrum is partially characterized by a central wavelength λ and a root-mean
square (r.m.s.) spectral width Δλ. (Spectral width is sometimes given in terms of optical
frequency, where 1 nm = 125 GHz around 1 550 nm.) If the laser spectrum does not change
during modulation, that is does not chirp, then the differential delays along a fibre length
result in a pulse of r.m.s. duration Δt given approximately by
∆t(λ) = D()λ × L ×∆λ (1)
For a negative dispersion coefficient D(λ) below λ , the pulse spreading is still positive but the
wavelength order is reversed so that longer wavelengths arrive first.
Modulation affects spectral characteristics. With directly modulated lasers where the digital or
analogue modulation is applied to the laser drive current, chirping can occur in which the
wavelength spectrum varies with time. In digital transmission, the source spectrum as a whole
moves towards shorter wavelengths during the ramp-up of the pulse, and back towards longer
wavelengths during ramp-down (positive chirp). This causes the spectrum to effectively cover
a wider band, but it also causes the leading-edge shorter wavelengths to arrive at the end of
the positive-dispersion fibre sooner than the trailing edge longer wavelengths, thereby
broadening the pulse further. Conversely, in the negative dispersion region for wavelengths
below λ chirping will produce a pulse-narrowing component offsetting the spectral
0,
broadening, and overall pulse compression can occur for some initial fibre length after which
it is overcome by conventional broadening. This is a technique of dispersion accommodation
as mentioned in clause 1, and will be discussed in a future document.

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Les détails de fluctuation de longueur d‘onde sont plus complexes que ceux qui précèdent,
mais au pire, on peut simplement ajouter la largeur de fluctuation de longueur d’onde à la

largeur spectrale du laser. La fluctuation de longueur d’onde peut être allégée ou modifiée par
...