IEC TR 62285:2002

RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 62285
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2002-07
Méthodes de mesure du coefficient
de non-linéarité –
Guide d'application
Non-linear coefficient measuring
methods –
Application guide
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC/TR 62285:2002
Numérotation des publications Publication numbering

Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are

sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For

devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.

Editions consolidées Consolidated editions

Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its

CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1

exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI The on-line catalogue on the IEC web site
(www.iec.ch/catlg-f.htm) vous permet de faire des (www.iec.ch/catlg-e.htm) enables you to search
recherches en utilisant de nombreux critères, by a variety of criteria including text searches,
comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
d’études ou date de publication. Des informations line information is also available on recently
en ligne sont également disponibles sur les issued publications, withdrawn and replaced
nouvelles publications, les publications rempla- publications, as well as corrigenda.
cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
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• IEC Just Published
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.
RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 62285
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2002-07
Méthodes de mesure du coefficient
de non-linéarité –
Guide d'application
Non-linear coefficient measuring
methods –
Application guide
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– 2 – TR 62285  CEI:2002
SOMMAIRE
AVANT PROPOS . 4

1 Domaine d’application et objet . 8

2 Documents de référence.10

3 Appareillage .10

3.1 Source de lumière .10

3.2 Dispositif optique d'entrée .10

3.3 Positionneur d'entrée.10
3.4 Extracteur de modes de gaine .10
3.5 Positionneur de sortie.10
3.6 Dispositif optique de sortie.10
3.7 Ordinateur .12
4 Echantillons et éprouvettes.12
5 Procédure.12
6 Calculs d'interprétation des résultats .12
7 Documentation.14
7.1 Informations à fournir pour chaque mesure.14
7.2 Informations disponibles sur demande.14
Annexe A Méthode de fréquence double à onde continue .16
Annexe B Méthode par impulsion à fréquence unique (PM).28
Annexe C Liste des acronymes et des symboles .36
Bibliographie .38

TR 62285  IEC:2002 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD . 5

1 Scope and object . 9

2 Reference documents .11

3 Apparatus .11

3.1 Light source.11

3.2 Input optics.11

3.3 Input positioner.11
3.4 Cladding mode stripper.11
3.5 Output positioner .11
3.6 Output optics .11
3.7 Computer.13
4 Samples and specimens .13
5 Procedure.13
6 Calculations of interpretation of results .13
7 Documentation.15
7.1 Information to be provided with each measurement .15
7.2 Information available upon request .15
Annex A Continuous wave dual-frequency method .17
Annex B Pulsed single-frequency method (PM) .29
Annex C List of acronyms and symbols .37
Bibliography.39

– 4 – TR 62285  CEI:2002
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

____________
MÉTHODES DE MESURE DU COEFFICIENT DE NON-LINÉARITÉ −−−−

GUIDE D’APPLICATION
AVANT PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique 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
internationales. 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.
Un rapport technique ne doit pas nécessairement être révisé avant que les données qu’il
contient ne soient plus jugées valables ou utiles par le groupe de maintenance.
La CEI 62285, qui est un rapport technique, a été établie par le sous-comité 86A: Fibres et
câbles, 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
86A/745/CDV 86A/782/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.
Le présent document, purement informatif, ne doit pas être considéré comme une norme
internationale.
TR 62285  IEC:2002 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

____________
NON-LINEAR COEFFICIENT MEASURING METHODS −−−−

APPLICATION GUIDE
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organisation for standardisation comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote

international co-operation on all questions concerning standardisation 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 organisations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International
Organisation for Standardisation (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the
two organisations.
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".
Technical reports do not necessarily have to be reviewed until the data they provide are
considered to be no longer valid or useful by the maintenance team.
IEC 62285, which is a technical report, has been prepared by subcommittee 86A: Fibres and
cables, of IEC technical committee 86: Fibre optics.

The text of this technical report is based on the following documents:
Enquiry draft Report on voting
86A/745/CDV 86A/782/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.

– 6 – TR 62285  CEI:2002
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2008. A
cette date, la publication sera

• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou

• amendée.
TR 62285  IEC:2002 – 7 –
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2008. At this date, the publication will be

• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or

• amended.
– 8 – TR 62285  CEI:2002
MÉTHODES DE MESURE DU COEFFICIENT DE NON-LINÉARITÉ −−
−−
GUIDE D’APPLICATION
1 Domaine d’application et objet

Le présent rapport technique est destiné à fournir un guide d’application pour des mesures

uniformes du coefficient de non-linéarité des fibres unimodales (CEI 60793-2-50) dans la

région de 1 550 nm.
Le coefficient de non-linéarité (nLc) est le rapport de l'indice de réfraction non linéaire de
n
Kerr, n , à zone effective, A , (voir CEI/TR 62284) tel que: nLc = (1)
2 eff
A
eff
Le coefficient de non-linéarité est un paramètre combiné lié aux effets suivants de distorsions
optiques non linéaires:
– La modulation de phase autonome (SPM)
– La modulation de phase croisée (XPM)
– Le mélange de quatre ondes (FWM)
D'autres attributs de fibres, tels que la dispersion chromatique et la dispersion de mode de
polarisation, influencent également la transmission.
Deux méthodes sont fournies, avec des précisions spécifiques à chacune dans les annexes
normatives. Il s'agit des méthodes suivantes:
– Méthode A Fréquence double à onde continue
– Méthode B Fréquence simple à impulsions
Les deux méthodes requièrent l'injection de puissances très élevées (5 dBm ou plus) dans la
fibre, la mesure de cette puissance (absolue) et la mesure du spectre de sortie (qui est
modifiée par des effets de non-linéarités). Les deux méthodes utilisent des calculs qui
combinent ces résultats mesurés avec ceux qui proviennent d'autres mesures, telles que la
mesure de l'affaiblissement (CEI 60793-1-40) et la mesure de la dispersion chromatique
(CEI 60793-1-42). Les deux méthodes ont des limites sur la longueur de fibre qui peut être
mesurée – en relation avec la dispersion chromatique à la longueur d'onde de mesure.
1)
La méthode A [1] requiert l'injection de lumière à deux longueurs d'onde dans la fibre. La
lumière des deux longueurs d'onde est constante à des niveaux divers de puissance. Aux
puissances supérieures, les lumières effectuent un battement du fait de l'effet de non-linéarité

et produisent un spectre de sortie qui est étalé. La relation du niveau de puissance à une
métrique particulière d'étalement de spectre est utilisée pour calculer le coefficient de non-
linéarité.
La méthode B [2], [3] requiert l'injection d’impulsion de lumière à une longueur d'onde unique.
Il convient que les impulsions aient une durée très inférieure à 1 ns et que la puissance de pic
d'entrée de ces impulsions soit mesurée et liée à l'étalement de non-linéarité du spectre de
sortie.
Des mesures du coefficient de non-linéarité sont utilisées pour caractériser les conceptions
de fibres unimodales spécifiques pour les besoins de la conception du système par rapport
aux niveaux de puissance et aux effets de distorsion ou de bruit provenant du comportement
optique non linéaire.
___________
1)
Les chiffres entre crochets se réfèrent à la bibliographie.

TR 62285  IEC:2002 – 9 –
NON-LINEAR COEFFICIENT MEASURING METHODS −−
−−
APPLICATION GUIDE
1 Scope and object
This technical report is intended to provide guidance for uniform measurements of the non-
linear coefficient of single-mode fibres (IEC 60793-2-50) in the 1 550 nm region.

The non-linear coefficient (nLc) is the ratio of the Kerr non-linear refractive index, n , to
effective area, A (see IEC/TR 62284) as:
eff
n
nLc = (1)
A
eff
The non-linear coefficient is related to the following non-linear optical distortion effects as a
combined parameter:
− Self-phase modulation (SPM)
− Cross-phase modulation (XPM)
− Four-wave mixing (FWM)
Other fibre attributes, such as chromatic dispersion and polarisation mode dispersion, also
influence the transmission.
Two methods are given, with details specific to each in normative annexes. They are:
− Method A Continuous-wave dual-frequency
− Method B Pulsed single-frequency
Both methods require injecting very high powers (5 dBm or more) into the fibre, measurement
of this power (absolute), and measurement of the output spectrum which is modified by non-
linear effects. Both methods use calculations that combine these measured results with those
derived from other measurements such as attenuation (IEC 60793-1-40) and chromatic
dispersion (IEC 60793-1-42). Both methods have limitations on the length of fibre that can be
measured – in a relationship with the chromatic dispersion at the wavelength being measured.
1)
Method A [1] requires injecting the light of two wavelengths into the fibre. The light of both

wavelengths is constant at various power levels. At higher power, the lights beat due to the
non-linear effect and produce an output spectrum that is spread. The relationship of the power
level to a particular metric of spectrum spreading is used to calculate the non-linear
coefficient.
Method B [2], [3] requires injecting pulsed light at a single wavelength. The pulses should be
of duration substantially less than 1 ns and the input peak power of these pulses should be
measured and related to the non-linear spreading of the output spectrum.
Measurements of the non-linear coefficient are used to characterise specific single-mode fibre
designs for the purpose of system design relative to power levels and distortion or noise
effects derived from the non-linear optical behaviour.
___________
Figures in square brackets refer to the bibliography.

– 10 – TR 62285  CEI:2002
2 Documents de référence
CEI 60793-1-1,___ Fibres optiques – Partie 1-1: Méthodes de mesure et procédures d'essai –

2)
Généralités et guide
CEI 60793-1-40, Fibres optiques – Partie 1-40: Méthodes de mesure et procédures d'essai –

Affaiblissement
CEI 60793-1-42, Fibres optiques – Partie 1-42: Méthodes de mesure et procédures d'essai –

Dispersion chromatique
CEI 60793-2-50, Fibres optiques – Partie 2-50: Spécifications de produits – Spécification
intermédiaire pour les fibres unimodales de classe B
CEI 61315, Etalonnage des radiomètres pour sources fibrées
3 Appareillage
L'appareillage suivant est commun aux deux méthodes de mesure. Les annexes A et B
contiennent respectivement les croquis et autres prescriptions d'équipement pour chacune
des méthodes.
3.1 Source de lumière
Voir les annexes A et B pour les caractéristiques détaillées des sources de lumière.
3.2 Dispositif optique d'entrée
Le dispositif optique d'entrée comprend un ou plusieurs lasers, des amplificateurs, des
affaiblisseurs variables, des coupleurs et des wattmètres. Des filtres passe-bande et des
oscilloscopes peuvent être nécessaires pour la méthode B. Voir les annexes A et B pour les
détails spécifiques.
3.3 Positionneur d'entrée
Fournir un moyen de positionner l'extrémité d'entrée de l'éprouvette à la source de lumière.
Généralement, cette connexion se fait avec une épissure par fusion avec une fibre amorce
courte (1 m) de fibre de type B1.1.
3.4 Extracteur de modes de gaine

Utiliser un dispositif qui extrait les modes de gaine. Dans certaines circonstances, le
revêtement de fibre réalisera cette fonction.
3.5 Positionneur de sortie
Fournir un moyen adapté pour aligner la fibre au dispositif optique de sortie. Généralement,
cette connexion se fait avec une épissure par fusion avec une fibre amorce de type B1.1.
3.6 Dispositif optique de sortie
Le dispositif optique de sortie comprend un wattmètre et un analyseur de spectre optique. Un
oscilloscope peut être prescrit pour la méthode B. Voir les annexes A et B pour les détails.
___________
2)
Deuxième édition, à publier.
TR 62285  IEC:2002 – 11 –
2 Reference documents
IEC 60793-1-1,___ Optical fibres – Part 1-1: Measurement methods and test procedures –

2)
General and guidance
IEC 60793-1-40, Optical fibres – Part 1-40: Measurement methods and test procedures –

Attenuation
IEC 60793-1-42, Optical fibres – Part 1-42: Measurement methods and test procedures –

Chromatic dispersion
IEC 60793-2-50, Optical fibres – Part 2-50: Product specifications: Sectional specification for
class B single-mode fibres
IEC 61315, Calibration of fibre optic power meters
3 Apparatus
The following apparatus is common to both measurement methods. Annexes A and B include
layout drawings and other equipment requirements for each of the methods, respectively.
3.1 Light source
See annexes A and B for detailed characteristics of the light sources.
3.2 Input optics
The input optics include one or more lasers, amplifiers, variable attenuators, couplers and
power meters. Bandpass filters and oscilloscopes may be needed for Method B. See annexes
A and B for specific details.
3.3 Input positioner
Provide means of positioning the input end of the specimen to the light source. Typically, this
connection is with a fusion splice to a short (1 m) pigtail of type B1.1 fibre.
3.4 Cladding mode stripper
Use a device that extracts cladding modes. Under some circumstances, the fibre coating will
perform this function.
3.5 Output positioner
Provide a suitable means for aligning the fibre to the output optics. Typically, this connection
is with a fusion splice to a pigtail of type B1.1 fibre.
3.6 Output optics
The output optics include a power meter and optical spectrum analyser. An oscilloscope may
be required for Method B. See annexes A and B for details.
___________
nd
2)
2 edition, to be published.
– 12 – TR 62285  CEI:2002
3.7 Ordinateur
Utiliser un ordinateur pour réaliser des opérations telles que la commande de l'appareillage,

la prise des mesures d'intensité et le traitement des données pour obtenir les résultats finaux.

4 Echantillons et éprouvettes
Une éprouvette est une longueur connue de fibre optique unimodale (CEI 60793-2-50). Il

convient que l'échantillon et les fibres amorces soient fixés en position à température

ambiante standard constante tout au long de la mesure. Sauf spécification contraire, il
convient que les conditions ambiantes normales (CEI 60793-1-1) soient employées.
Il convient que les faces d'extrémité pour les extrémités d'entrée et de sortie de l'échantillon
d'essai soient préparées de façon appropriée pour obtenir des épissures par fusion de faible
perte.
La méthode de mesure est limitée par rapport à la longueur mesurable du fait de la dispersion
chromatique. Pour cette raison, l'éprouvette est normalement extraite d'un morceau plus long
de fibre qui a été caractérisé pour le coefficient d'affaiblissement, α , et la dispersion
dB
chromatique, D, à la longueur d'onde d'intérêt (1 550 nm). La longueur de la fibre après avoir
été coupée est désignée L.
Voir les annexes A et B pour les détails spécifiques aux prescriptions de longueur et de
dispersion chromatique.
La fibre peut être déployée sur une bobine d'expédition ordinaire.
5 Procédure
a) Déployer la fibre ou le câble et préparer les extrémités.
b) Fixer les extrémités aux dispositifs optiques d'entrée et de sortie.
c) Lancer l'ordinateur pour mener à bien les balayages et mesures trouvés dans les annexes
A et B pour les méthodes de mesure.
d) Compléter la documentation.
6 Calculs d'interprétation des résultats
Sauf spécification contraire, les unités sont en mètres, en secondes, en watts et en radians.
Les relations fondamentales pour les deux méthodes sont presque les mêmes; elles sont

donc présentées ici pour comparaison.
2π n
Méthode A ϕ = L 2P (2a)
eff
λ A
eff
2π n
Méthode B ϕ = L P (2b)
eff peak
λ A
eff
où
ϕ est le déphasage non linéaire (rad);
λ est la longueur d'onde (m) (centre de deux longueurs d'onde pour la méthode A);
n est l'indice de réfraction non linéaire de Kerr;

A est la zone effective;
eff
L est la longueur effective (m);
eff
TR 62285  IEC:2002 – 13 –
3.7 Computer
Use a computer to perform operations such as controlling the apparatus, taking intensity

measurements and processing the data to obtain the final results.

4 Samples and specimens
A specimen is a known length of single-mode optical fibre (IEC 60793-2-50). The sample and

pigtails should be fixed in position at a nominally constant temperature throughout the

measurement. Standard ambient conditions (IEC 60793-1-1) should be employed, unless

otherwise specified.
End faces for the input and output ends of the test sample should be prepared as appropriate
to obtain low loss fusion splices.
The measurement method is limited with regard to the measurable length because of
chromatic dispersion. For this reason, the specimen is normally cut from a longer piece of
fibre that has been characterised for attenuation coefficient, α , and chromatic dispersion, D,
dB
at the wavelength of interest (1 550 nm). The length of the fibre after being cutback is referred
to as L.
See annexes A and B for details specific to the length and chromatic dispersion requirements.
The fibre may be deployed on a common shipping spool.
5 Procedure
a) Deploy the fibre or cable and prepare the ends.
b) Attach the ends to the input and output optics.
c) Engage the computer to complete the scans and measurements found in annexes A and B
for the measurement methods.
d) Complete the documentation.
6 Calculations of interpretation of results
Unless otherwise specified, the units are in meters, seconds, watts, and radians.
The fundamental relationships for the two methods are nearly the same, so they are
presented here for comparison.

2π n
Method A ϕ = L 2P (2a)
eff
λ A
eff
n
2π
Method B ϕ = L P (2b)
eff peak
λ A
eff
where
ϕ is the non-linear phase shift (rad);
λ is the wavelength (m) (centre of two wavelengths for method A);
n is the Kerr non-linear refractive index;
A is the effective area;
eff
L is the effective length (m);
eff
– 14 – TR 62285  CEI:2002
P est la puissance d'entrée (W) (deux longueurs d'onde pour la méthode A);

P est la puissance d'entrée de pic (W) (méthode B).

peak
Si la puissance de pic de la méthode B était égale à deux fois la puissance de la méthode A,

les deux équations seraient identiques.

La longueur effective est définie comme suit:

1− exp()−αL
L = (3a)
eff
α
où
L est la longueur (m);
α est le coefficient d'affaiblissement «naturel» (nepers/m).
α
dB −3
α = 10 (3b)
4,343
où
α est le coefficient d'affaiblissement normal (dB/km).
dB
Les deux méthodes diffèrent dans la façon où le déphasage est déterminé comme une
fonction de puissance d'entrée. Une fois déterminée la relation de puissance et de
déphasage, l'inverse de l'équation (2a) ou (2b), pour obtenir le coefficient de non-linéarité, est
aisément calculé avec les autres quantités connues.
Pour la fibre de type B1.1, le coefficient de non-linéarité a été mesuré comme étant
–10 –1
approximativement à 2,9 × 10 W , et a été fourni comme exemple du résultat.
7 Documentation
7.1 Informations à fournir pour chaque mesure
– Identification de l'éprouvette
– Date de mesure
–1
– Coefficient de non-linéarité: n /A (W )
2 eff
– Coefficient de dispersion de fibre (ps/nm × km)
– Coefficient d'affaiblissement de fibre (dB/km)

– Longueur de fibre
7.2 Informations disponibles sur demande
– Méthode de mesure utilisée
– Description du montage d'équipement
– Longueur(s) d'onde de la source
– Durée d'impulsion (méthode A uniquement)
– Niveaux de puissance d'entrée typiques

TR 62285  IEC:2002 – 15 –
P is the input power (W) (both wavelengths for method A);

P is the peak input power (W) (method B).

peak
If peak power of method B were equal to twice the power of method A, the two equations
would be identical.
The effective length is defined as the following:

1− exp()−αL
L = (3a)
eff
α
where
L is the length (m);
α is the “natural” attenuation coefficient (nepers/m).
α
dB −3
α = 10 (3b)
4,343
where
α is the normal attenuation coefficient (dB/km).
dB
The two methods differ in how the phase shift is determined as a function of input power.
Once the phase shift and power relationship has been determined, the inverse of equation
(2a) or (2b), to obtain the non-linear coefficient, is easily computed with the other known
quantities.
For type B1.1 fibre, the non-linear coefficient has been measured to be approximately
–10 –1
2,9 × 10 W , provided as an example of the result.
7 Documentation
7.1 Information to be provided with each measurement
– Specimen identification
– Measurement date
–1
– Non-linear coefficient: n /A (W )
2 eff
– Fibre dispersion coefficient (ps/nm × km)
– Fibre attenuation coefficient (dB/km)

– Fibre length
7.2 Information available upon request
– Measurement method used
– Description of the equipment set-up
– Wavelength(s) of the source
– Pulse duration (method A only)
– Typical input power levels
– 16 – TR 62285  CEI:2002
Annexe A
Méthode de fréquence double à onde continue

A.1 Introduction
La présente annexe contient des prescriptions spécifiques à la méthode A. Le principe de la

méthode consiste à injecter deux fréquences optiques à onde continue (cw), ω et ω , dans

a b
l'éprouvette à différents niveaux de puissance. Les deux fréquences effectuent un battement
du fait des effets de non-linéarités et créent des bandes latérales aux fréquences (2ω – ω )
a b
et (2ω – ω ) (voir la figure A.1). L'intensité relative des bandes latérales, I , à l'intensité des
b a 1
bandes principales, I , est liée aussi bien au déphasage qu'à la puissance injectée.
–10
–20
–30
–40
–50
–60
1 562,5 1 563,0 1 563,5 1 564,0 1 564,5 1 565,0
Longueur d’onde  nm
IEC  1832/02
Figure A.1 – Caractéristiques spectrales de sortie

Intensité ( unités abitraires)

TR 62285  IEC:2002 – 17 –
Annex A
Continuous wave dual-frequency method

A.1 Introduction
This annex contains requirements specific to method A. The principle of the method is to

inject two continuous wave (cw) optical frequencies, ω and ω , into the specimen at various

a b
power levels. The two frequencies beat due to non-linear effects and create sidebands at
frequencies (2ω – ω ) and (2ω – ω ) (see figure A.1). The relative intensity of the side
a b b a
bands, I , to the intensity of the main bands, I , is related to both the phase shift and power
1 0
injected.
–10
–20
–30
–40
–50
–60
1 562,5 1 563,0 1 563,5 1 564,0 1 564,5 1 565,0
Wavelength  nm
IEC  1832/02
Figure A.1 – Output spectral characteristics

Intensity (arbitrary units)
– 18 – TR 62285  CEI:2002
A.2 Appareillage
La figure A.2 illustre une disposition type de l'appareillage d'essai.

L
Polariseur
B
50 %
en ligne
BPF
A
EDFA
Dispositif de contrôle
de polarisation
VA
L
Wattmètre
(puissance injectée)
1 %
1 %
OSA
1 %
Epissure
Wattmètre
(moniteur SBS)
IEC  1833/02
Figure A.2 – Appareillage pour la méthode A
A.2.1 Sources
Les deux sources de laser, L et L dans la figure A.2, fonctionnent dans le mode cw aux
1 2
fréquences optiques, ω et ω à l'intérieur de la fenêtre de (1 550 ± 10) nm. La différence de
a b,
fréquence, Δω = ω – ω , correspond à une différence de longueur d'onde, Δλ , qui place
0 a b 0
une limite supérieure sur la largeur spectrale de chacune des sources: il convient que les
largeurs spectrales de source ne dépassent pas 0,1 × Δλ . La limite inférieure sur la largeur
spectrale est réglée par la nécessité d'éviter la diffusion de Brillouin (voir A.2.3).
La limite inférieure de séparation de longueur d'onde est réglée par la capacité de l'analyseur
de spectre optique (OSA) à résoudre les bandes latérales, et la limite supérieure est réglée
par la dispersion de l'éprouvette (voir article A.3). Une séparation type pourrait être
0,035 THz (0,28 nm) mais d'autres sont faisables en fonction des autres détails du montage.
Il convient que les puissances de source soient dans les limites de 0,2 dB l’une de l’autre. La

puissance de source est ensuite conditionnée par des polariseurs, amplifiée optiquement et
affaiblie de façon variable. La puissance injectée minimale est réglée par la limite à laquelle
les bandes latérales sont induites. La puissance maximale est réglée par la nécessité d'éviter
la diffusion de Brillouin.
A.2.2 Conditionnements de signaux optiques
Il convient que les contrôleurs de polarisation, les mélangeurs, les amplificateurs, les
affaiblisseurs et les polariseurs soient utilisés de façon combinée de sorte que les lumières
injectées dans l'éprouvette soient d’une part dans le même état de polarisation et d’autre part
dans les limites de 0,2 dB l’une de l’autre.
Dans l'exemple de la figure A.2, l'amplificateur optique à fibre dopée à l'erbium (EDFA)
est utilisé pour activer la puissance à des niveaux suffisants pour induire des effets de
non-linéarités. Cela génère une émission spontanée amplifiée (ASE) qu’il convient de
supprimer par:
TR 62285  IEC:2002 – 19 –
A.2 Apparatus
Figure A.2 shows a typical arrangement of the test apparatus.

L
Inline
B
50 %
polariser
BPF
A
EDFA
Polarisation
controllers
VA
L
Power meter
(injected power)
1 %
1 %
OSA
1 %
Splice
Power meter
(SBS monitor)
IEC  1833/02
Figure A.2 – Apparatus for method A
A.2.1 Sources
Two laser sources, L and L in figure A.2, are operated in the cw mode at optical
1 2
frequencies, ω and ω , both within the window of (1 550 ± 10) nm. The frequency difference,
a b
Δω = ω – ω , corresponds to a wavelength difference, Δλ , which places an upper limit on
0 a b 0
the spectral width of each of the sources: the source spectral widths should not exceed
0,1 × Δλ . The lower limit on the spectral width is set by the need to avoid Brillouin scattering
(see A.2.3).
The wavelength separation lower limit is set by the ability of the optical spectrum analyser
(OSA) to resolve the sidebands and the upper limit is set by the dispersion of the specimen
(see clause A.3). A typical separation could be 0,035 THz (0,28 nm), but others are feasible
depending on the other details of the set-up.
The source powers should be within 0,2 dB of one another. The source power is further

conditioned by polarisers, optically amplified, and variably attenuated. The minimum injected
power is set by the limit at which the sidebands are induced. The maximum is set by the need
to avoid Brillouin scattering.
A.2.2 Optical signal conditioning
Polarisation controllers, combiners, amplifiers, attenuators and polarisers should be used in
combination so that the light injected into the specimen are in the same polarisation state and
within 0,2 dB of one another.
In the example of figure A.2, the erbium doped fibre amplifier (EDFA) is used to boost the
power to levels sufficient to induce non-linear effects. This generates amplified spontaneous
emission (ASE) which should be removed by either:

– 20 – TR 62285  CEI:2002
a) un filtre passe-bande (BPF) comme l'illustre la figure A.2, ou par

b) une soustraction de la ligne de base, telle qu’elle est déterminée dans la région des

bandes latérales de l'OSA.
NOTE Une soustraction exacte de la ligne de base peut être obtenue en mesurant la réponse de phase du

système de mesure sans qu’une fibre en essai soit en place.

A.2.3 Wattmètres
La figure A.2 illustre deux wattmètres: l’un pour surveiller la propagation incidente de lumière

injectée dans l'éprouvette et l'autre pour surveiller la lumière réfléchie en retour qui pourrait
être induite par la diffusion de Brillouin – pour s'assurer qu'elle demeure dans le régime
spontané, et non pas le régime stimulé.
Il convient que les wattmètres soient linéaires et précis à ±3 % près pour les niveaux utilisés
dans l'essai (voir la CEI 61315 pour les précisions d'étalonnage).
La puissance détectée par le wattmètre « incident » peut être étalonnée par rapport à la
puissance injectée dans l'éprouvette en coupant l'éprouvette immédiatement après l'épissure
et en mesurant la puissance de sortie à ce point.
NOTE 1 La puissance de sortie émise depuis l'éprouvette coupée sera réduite par la réflexion de Fresnel
d'approximativement 3 % – ce qu’il convient de prendre en compte. Les valeurs de puissance exigées sont celles
qui sont injectées dans l'éprouvette avant coupure.
NOTE 2 Certains montages présentent un troisième wattmètre pour confirmer la perte d'épissure à un niveau de
puissance au moins en suivant les mesures d'essai primaires. En variante, la mesure de la sortie de l'éprouvette
complète, conjointement avec le coefficient d'affaiblissement de fibre et la longueur de celle-ci, peut être utilisée
pour confirmer la perte d'épissure.
Pour une source dont la largeur spectrale est bien inférieure à la largeur de ligne de Brillouin
spontanée de 0,038 THz, le seuil pour la diffusion de Brillouin stimulée (SBS) est
d'approximativement de 20 mW. L'augmentation de la largeur spectrale de source à 100 MHz
élève ce seuil à approximativement 100 mW. D'autres stratégies pour la réduction de SBS
comprennent les actions suivantes:
– Modulation des sources à 100 MHz jusqu'à 1 GHz pour augmenter la largeur effective
– Réduction du niveau de puissance maximale
– Réduction de la longueur de fibre
A.2.4 Analyseur de spectre optique
Le spectre optique émergeant de l'éprouvette est mesuré avec un analyseur de spectre
optique (OSA). Il convient que la résolution soit suffisante pour résoudre clairement les

bandes latérales.
A.3 Echantillons et éprouvettes
Il convient que le coefficient de dispersion chromatique de fibre, D (ps/nm×km) soit connu au
niveau de la longueur d'onde d'essai avant l'exécution de l'essai. La longueur de l'épro
...