IEC 60793-1-49:2006

NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
60793-1-49
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2006-06
Fibres optiques –
Partie 1-49:
Méthodes de mesure et procédures d'essai –
Retard différentiel de mode
Optical fibres –
Part 1-49:
Measurement methods and test procedures –
Differential mode delay
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60793-1-49:2006
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
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(www.iec.ch/searchpub) vous permet de faire des (www.iec.ch/searchpub) enables you to search by a
recherches en utilisant de nombreux critères, 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 en line information is also available on recently
ligne sont également disponibles sur les nouvelles issued publications, withdrawn and replaced
publications, les publications remplacées ou retirées, publications, as well as corrigenda.
ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published • IEC Just Published
Ce résumé des dernières publications parues This summary of recently issued publications
(www.iec.ch/online_news/justpub) est aussi dispo- (www.iec.ch/online_news/justpub) is also available
nible par courrier électronique. Veuillez prendre by email. Please contact the Customer Service
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.
NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
60793-1-49
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2006-06
Fibres optiques –
Partie 1-49:
Méthodes de mesure et procédures d'essai –
Retard différentiel de mode
Optical fibres –
Part 1-49:
Measurement methods and test procedures –
Differential mode delay
 IEC 2006 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in any
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, form or by any means, electronic or mechanical, including
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U
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International Electrotechnical Commission
МеждународнаяЭлектротехническаяКомиссия
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– 2 – 60793-1-49  CEI:2006
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.4

1 Domaine d'application .8

2 Références normatives.8

3 Termes et définitions .10

4 Appareillage .12

4.1 Source optique .12

4.2 Stabilité.12

4.3 Système d’injection .12
4.4 Système de détection .14
4.5 Equipement de calcul .16
5 Echantillonnage et éprouvettes.16
5.1 Echantillon d'essai .16
5.2 Faces d’extrémités d'éprouvettes .16
5.3 Longueur d'éprouvette.16
5.4 Emballage de l’éprouvette .16
5.5 Positionnement de l’éprouvette .16
6 Procédure .16
6.1 Régler et mesurer la réponse du système.16
6.2 Régler le système de détection .18
6.3 Mesurer l’échantillon d’essai .18
7 Calculs et interprétation des résultats.20
7.1 Retard différentiel de mode (DMD) .20
7.2 Largeur de bande modale efficace minimale calculée .20
7.3 Normalisation de la longueur .24
8 Documentation .24
8.1 Consigner les informations suivantes pour chaque essai: .24
8.2 Les informations suivantes doivent être disponibles sur demande: .24
9 Informations relatives à la spécification .24

Annexe A (normative) Limite de la largeur spectrale source.28
Annexe B (informative) Discussion des détails de mesure .34

Annexe C (informative) Détermination des pondérations de DMD pour le calcul de l’EMBc .42
Annexe D (informative)  Informations relatives aux calculs de EMBc.48
Annexe E (informative) Comparaison entre cette norme et les recommandations UIT .54

Bibliographie.56

Figure B.1 – Données DMD idéales .34

Tableau A.1 – Dispersion attendue la plus élevée pour toute fibre de la catégorie A1
disponible sur le marché .32
Tableau D.1-– Pondérations de DMD – Exemple 1.48
Tableau D.2 – Pondérations de DMD – Exemple 2.50

60793-1-49  IEC:2006 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.5

1 Scope.9

2 Normative references .9

3 Terms and definitions .11

4 Apparatus.13

4.1 Optical source .13

4.2 Stability .13

4.3 Launch system .13
4.4 Detection system.15
4.5 Computational equipment.17
5 Sampling and specimens.17
5.1 Test sample .17
5.2 Specimen endfaces .17
5.3 Specimen length.17
5.4 Specimen packaging .17
5.5 Specimen positioning .17
6 Procedure .17
6.1 Adjust and measure system response .17
6.2 Adjust detection system.19
6.3 Measure the test sample .19
7 Calculations and interpretation of results.21
7.1 Differential mode delay (DMD) .21
7.2 Minimum calculated effective modal bandwidth .21
7.3 Length normalization .25
8 Documentation .25
8.1 Report the following information for each test:.25
8.2 The following information shall be available upon request: .25
9 Specification information .25

Annex A (normative) Source spectral width limitation.29
Annex B (informative) Discussion of measurement details .35

Annex C (informative) Determining DMD weights for EMBc calculation .43
Annex D (informative)  EMBc calculation information .49
Annex E (informative)  Comparison between this standard and ITU recommendations .55

Bibliography.57

Figure B.1 – Idealized DMD data .35

Table A.1 –Highest expected dispersion for any of the commercially available
Category A1 fibres .33
Table D.1 – DMD weightings – Example set 1.49
Table D.2 – DMD weightings – Example set 2.51

– 4 – 60793-1-49  CEI:2006
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

____________
FIBRES OPTIQUES –
Partie 1-49: Méthodes de mesure et procédures d’essai –

Retard différentiel de mode
AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) 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, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). 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 de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de la CEI se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable
de l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente les Publications de la CEI dans leurs publications
nationales et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de la CEI et toutes publications
nationales ou régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) La CEI n’a prévu aucune procédure de marquage valant indication d’approbation et n'engage pas sa
responsabilité pour les équipements déclarés conformes à une de ses Publications.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à la CEI, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou
mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités
nationaux de la CEI, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre
dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais
de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de la CEI ou de
toute autre Publication de la CEI, ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Publication de la CEI 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 Norme internationale CEI 60793-1-49 a été établie par le sous-comité 86A: Fibres et
câbles, du comité d'études 86 de la CEI: Fibres optiques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition, publiée en 2003, dont elle
constitue une révision technique. Dans cette nouvelle édition, la largeur de bande modale
efficace minimale calculée (calculated effective modal bandwidth – EMBc) a été ajoutée aux
procédures d’essai, étayant ainsi la CEI 60793-2-10.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
86A/1061/FDIS 86A/1077/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.

60793-1-49  IEC:2006 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

____________
OPTICAL FIBRES –
Part 1-49: Measurement methods and test procedures –

Differential mode delay
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of 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, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). 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. 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 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 IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence
between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in
the latter.
5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of
patent rights. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60793-1-49 has been prepared by subcommittee 86A Fibres and
cables, of IEC technical committee 86: Fibre optics.
This second edition cancels and replaces the first edition published in 2003, of which it
constitutes a technical revision. This edition adds minimum calculated effective modal
bandwidth (EMBc) to the test procedures, supporting IEC 60793-2-10.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
86A/1061/FDIS 86A/1077/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.

– 6 – 60793-1-49  CEI:2006
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.

La présente norme doit être lue conjointement à la CEI 60793-1-1 et à la CEI 60793-2-10.

La CEI 60793-1-4X comprend les parties suivantes, regroupées sous le titre général Fibres

optiques:
Partie 1-40: Méthodes de mesure et procédures d’essai − Affaiblissement

Partie 1-41: Méthodes de mesure et procédures d’essai − Largeur de bande

Partie 1-42: Méthodes de mesure et procédures d’essai − Dispersion chromatique

Partie 1-43: Méthodes de mesure et procédures d’essai − Ouverture numérique
Partie 1-44: Méthodes de mesure et procédures d’essai − Longueur d’onde de coupure
Partie 1-45: Méthodes de mesure et procédures d’essai − Diamètre du champ de mode
Partie 1-46: Méthodes de mesure et procédures d’essai − Surveillance des variations de
transmission optique
Partie 1-47: Méthodes de mesure et procédures d’essai − Perte de macrocourbure
Partie 1-48: Méthodes de mesure et procédures d’essai − Dispersion en mode polarisation
Partie 1-49: Méthodes de mesure et procédures d’essai − Retard différentiel de mode

Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant la date de
maintenance indiquée sur le site web de la CEI sous "http://webstore.iec.ch" dans les
données relatives à la publication recherchée. A cette date, la publication sera
• reconduite,
• supprimée,
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
60793-1-49  IEC:2006 – 7 –
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.

This standard is to be read in conjunction with IEC 60793-1-1 and IEC 60793-2-10.

IEC 60793-1-4X consists of the following parts, under the general title Optical fibres:

Part 1-40: Measurement methods and test procedures − Attenuation

Part 1-41: Measurement methods and test procedures − Bandwidth

Part 1-42: Measurement methods and test procedures − Chromatic dispersion

Part 1-43: Measurement methods and test procedures − Numerical aperture
Part 1-44: Measurement methods and test procedures − Cut-off wavelength
Part 1-45: Measurement methods and test procedures − Mode field diameter
Part 1-46: Measurement methods and test procedures − Monitoring of changes in optical
transmittance
Part 1-47: Measurement methods and test procedures − Macrobending loss
Part 1-48: Measurement methods and test procedures − Polarization mode dispersion
Part 1-49: Measurement methods and test procedures − Differential mode delay
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
the maintenance result date indicated on the IEC web site under "http://webstore.iec.ch" in
the data related to the specific publication. At this date, the publication will be
• reconfirmed,
• withdrawn,
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 8 – 60793-1-49  CEI:2006
FIBRES OPTIQUES –
Partie 1-49: Méthodes de mesure et procédures d’essai –

Retard différentiel de mode
1 Domaine d'application
La présente partie de la CEI 60793 s’applique uniquement aux fibres multimodales à cœur en
verre à gradient d’indice (catégorie A1). Cette méthode d’essai, qui est généralement utilisée
dans les installations de production et de recherche, n’est pas facilement réalisée sur le
terrain.
Cette norme décrit une méthode de caractérisation de la structure modale d’une fibre
multimodale à gradient d’indice. Cette information est utile pour évaluer les performances de
largeur de bande d’une fibre, en particulier lorsque la fibre est destinée à supporter une
variété de conditions d’injection telles que celles produites par les émetteurs laser normalisés.
Avec cette méthode, la sortie d’une fibre qui est monomodale à la longueur d’onde d’essai
excite la fibre multimodale en essai. La tache de la sonde explore la face d’extrémité de la
fibre en essai et le retard de l’impulsion optique est déterminé à des positions de décalage
spécifiées.
Deux résultats peuvent être fournis à partir des mêmes données. Tout d’abord, la différence
de temps de propagation de l’impulsion optique entre le mode le plus rapide et le mode le
plus lent de la fibre en essai peut être déterminée. L’utilisateur spécifie les limites supérieure
et inférieure des positions de décalage radial pour lesquelles la fibre sonde est positionnée
afin de spécifier les limites désirées de structure modale. Les données de retard différentiel
de mode (DMD) sont ensuite comparées aux spécifications DMD qui ont été déterminées par
modélisation et expérimentation pour correspondre à une largeur de bande modale efficace
(EMB) pour une gamme d’émetteurs. En second lieu, les formes d’impulsions optiques
peuvent être combinées en utilisant des poids spécifiques pour déterminer une largeur de
bande modale efficace calculée (EMBc) et en calculant une séquence de valeurs EMBc avec
différents jeux de poids, une EMBc minimale peut être calculée, correspondant à une gamme
d’émetteurs.
L’essai quantifie les effets des interactions de la structure modale de fibre et des caracté-
ristiques modales de source, à l’exclusion des interactions spectrales de source, avec la
dispersion chromatique de fibre. L’ajout des effets de la dispersion chromatique et de la

largeur spectrale de source réduira la largeur de bande de transmission globale, mais il s’agit
d’un calcul séparé dans la plupart des modèles de transmission. Dans cet essai, les effets de
largeur spectrale non nulle sont minimisés mais tout effet résiduel tendra à augmenter la
valeur du retard différentiel de mode (DMD) et à augmenter la valeur EMBc.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références
non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
60793-1-49  IEC:2006 – 9 –
OPTICAL FIBRES –
Part 1-49: Measurement methods and test procedures –

Differential mode delay
1 Scope
This part of IEC 60793 applies only to multimode, graded-index glass-core (category A1)
fibres. The test method is commonly used in production and research facilities, but is not
easily accomplished in the field.
This standard describes a method for characterizing the modal structure of a graded-index
multimode fibre. This information is useful for assessing the bandwidth performance of a fibre
especially when the fibre is intended to support a variety of launch conditions such as those
produced by standardized laser transmitters.
With this method, the output from a fibre that is single-mode at the test wavelength excites
the multimode fibre under test. The probe spot is scanned across the endface of the fibre
under test, and the optical pulse delay is determined at specified offset positions.
Two results can be produced from the same data. First, the difference in optical pulse delay
time between the fastest and slowest mode groups of the fibre under test can be determined.
The user specifies the upper and lower limits of radial offset positions over which the probe
fibre is scanned in order to specify desired limits of modal structure. The DMD data is then
compared to DMD specifications that have been determined by modeling and experimentation
to correspond to a minimum EMB for a range of transmitters. Second, the optical pulse
shapes can be combined using specific weights to determine a calculated effective modal
bandwidth (EMBc), and by calculating a sequence of EMBc values with different sets of
weights, a minimum EMBc can be calculated, corresponding to a range of transmitters.
The test quantifies the effects of interactions of the fibre modal structure and the source
modal characteristics excluding the source spectral interactions with fibre chromatic
dispersion. Adding the effects of chromatic dispersion and source spectral width will reduce
the overall transmission bandwidth, but this is a separate calculation in most transmission
models. In this test, the effects of non-zero spectral width are minimized but any residual
effects will tend to increase the DMD value and decrease the EMBc value.

2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document.
For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.

– 10 – 60793-1-49  CEI:2006
CEI 60793-1-1: Fibres optiques – Partie 1-1: Méthodes de mesure et procédures d’essai –
Section 1: Généralités et guide

CEI 60793-1-22: Fibres optiques − Partie 1-22: Méthodes de mesure et procédures d’essai –
Mesure de la longueur
CEI 60793-1-41: Fibres optiques – Partie 1-41: Méthodes de mesure et procédures d’essai –
Largeur de bande
CEI 60793-1-42: Fibres optiques − Partie 1-42: Méthodes de mesure et procédures d’essai −

Dispersion chromatique
CEI 60793-1-45: Fibres optiques − Partie 1-45: Méthodes de mesure et procédures d’essai –
Diamètre du champ de mode
CEI 60793-2-10: Fibres optiques – Partie 2-10: Spécifications de produits – Spécification
intermédiaire pour les fibres multimodales de la catégorie A1
CEI 61280-1-4: Procédures d'essai des sous-systèmes de télécommunication à fibres
optiques – Partie 1-4: Procédures d'essai des sous-systèmes généraux de télécommunication
– Recueil et réduction de données à deux dimensions de champs proches pour les émetteurs
de laser à fibres multimodales (disponible en anglais seulement)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
NOTE L’utilisateur de cette norme spécifie soit le retard différentiel de mode (DMD) maximal pour les limites
extérieure (R ) et intérieure (R ) de position de décalage radial explorées par la tache de la sonde, soit la
OUTER INNER
largeur de bande modale efficace minimale calculée (EMBc) parmi les valeurs EMBc calculées à partir d’une série
de pondération de DMD.
3.1
retard différentiel de mode
DMD
différence évaluée des temps de propagation de l’impulsion optique entre le mode le plus
rapide et le mode le plus lent excité pour toutes les positions de décalage radial entre R
INNER
et R inclus
OUTER
3.2
largeur de bande modale efficace

EMB (effective modal bandwith)
largeur de bande associée à la fonction de transfert, H(f), d’une combinaison particulière
laser/fibre
3.3
limite intérieure
R
INNER
limite extérieure
R
OUTER
limites des positions de décalage radial sur la face d’extrémité de la fibre en essai balayée
par le point de la sonde
60793-1-49  IEC:2006 – 11 –
IEC 60793-1-1: Optical fibres − Part 1: Measurement methods and test procedures –- General
and guidance
IEC 60793-1-22: Optical fibres − Part 1-22: Measurement methods and test procedures –

Length measurement
IEC 60793-1-41: Optical fibres – Part 1-41: Measurement methods and test procedures –

Bandwidth.
IEC 60793-1-42: Optical fibres − Part 1-42: Measurement methods and test procedures −

Chromatic dispersion
IEC 60793-1-45: Optical fibres − Part 1-45: Measurement methods and test procedures -
Mode field diameter
IEC 60793-2-10: Optical fibres – Part 2-10: Product specifications – Sectional specification for
category A1 multimode fibres
IEC 61280-1-4: Fibre optic communication subsystem test procedures – Part 1-4: General
communication subsystems – Collection and reduction of two-dimensional nearfield data for
multimode fibre laser transmitters
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
NOTE The user of this standard specifies either the maximum DMD for the outer (R ) and inner (R )
OUTER INNER
limits of radial offset position over which the probe spot is scanned, or the minimum EMBc among the EMBc values
calculated from a sequence of DMD weightings.
3.1
differential mode delay
DMD
the estimated difference in optical pulse delay time between the fastest and slowest modes
excited for all radial offset positions between and including R and R
INNER OUTER
3.2
effective modal bandwith
bandwidth associated with the transfer function, H(f), of a particular laser/fibre combination
3.3
inner limit
R
INNER
outer limit
R
OUTER
limits of radial offset positions on the endface of the fibre under test over which the probe spot
is scanned
– 12 – 60793-1-49  CEI:2006
4 Appareillage
4.1 Source optique
Utiliser une source optique qui injecte des impulsions de courte durée et de largeur spectrale

étroite dans la fibre sonde.
L’impulsion optique doit avoir une durée suffisamment courte pour mesurer le temps de

propagation différentiel prévu. La durée maximale autorisée pour l’impulsion optique,

caractérisée pleine largeur à 25 % de l’amplitude maximale, dépendra à la fois de la valeur de
DMD qui est à déterminer et de la longueur d’échantillon. Par exemple, si la limite de DMD
désirée normalisée par rapport à la longueur est de 0,20 ps/m, dans le cas d’un échantillon
d’une longueur de 500 m, le DMD à mesurer est de 100 ps et une impulsion de durée
inférieure à ~110 ps est nécessaire. Des essais à la même limite DMD sur une longueur de
10 000 m de fibre impliquent la mesure d’un DMD de 2 000 ps et une impulsion d’une largeur
de ~2 200 ps peut être utilisée. Les limites détaillées sont données en 6.1 et peuvent
dépendre de la largeur spectrale de la source.
L’élargissement induit par la dispersion chromatique provenant de la largeur spectrale source
doit se situer dans les limites indiquées à l’Annexe A. L’exigence concernant la largeur
spectrale peut être satisfaite soit en utilisant une source spectralement étroite, soit par
l’utilisation d’un filtrage optique approprié soit au niveau de la source, soit au niveau de
l’extrémité de détection.
La longueur d’onde centrale doit être dans les limites de ±10 nm de la longueur d’onde
nominale spécifiée.
Un laser titane-saphir à mode bloqué constitue un exemple de source utilisable pour cette
application.
4.2 Stabilité
Les dispositifs doivent être en mesure de positionner les extrémités d’entrée et de sortie de
l’éprouvette d’essai avec une stabilité et une reproductibilité suffisantes pour satisfaire aux
conditions de 4.3 et 4.4.
4.3 Système d’injection
La fibre sonde placée entre la source de lumière et l’échantillon d’essai doit propager
seulement un mode unique à la longueur d’onde de mesure. Le diamètre de champ de mode
de la fibre sonde à λ doit être de (8,7λ – 2,39) ± 0,5 µm, où λ est la longueur d’onde de

mesure en micromètres et le diamètre de champ de mode est déterminé en utilisant la
CEI 60793-1-45. Cette équation produit un diamètre de champ de mode de 5 λm à 850 nm et
de 9 λm à 1 310 nm, qui correspond aux fibres monomodales disponibles sur le marché.
S’assurer que la sortie de la fibre sonde est à un seul mode. Une méthode pour réaliser cette
action consiste à retirer des modes d’ordre supérieur en enroulant la fibre sonde par trois
tours autour d’un mandrin de 25 mm de diamètre.
La tache de sortie de la fibre sonde doit balayer la face d’extrémité de l’échantillon d’essai
avec une précision de position inférieure ou égale à ±0,5 µm.
Le faisceau de sortie de la fibre sonde doit être perpendiculaire à la face d’extrémité de
l’échantillon d’essai dans les limites d’une tolérance angulaire inférieure à 1,0 degré.
Le système d’injection doit être capable de centrer de manière reproductible la tache de sortie
de la fibre sonde dans les limites de ±1,0 µm.

60793-1-49  IEC:2006 – 13 –
4 Apparatus
4.1 Optical source
Use an optical source that introduces short duration, narrow spectral width pulses into the

probe fibre.
The temporal duration of the optical pulse shall be short enough to measure the intended

differential delay time. The maximum duration allowed for the optical pulse, characterized as

full width at 25 % of maximum amplitude, will depend both on the value of DMD to be
determined and the sample length. For example, if the desired length-normalized DMD limit is
0,20 ps/m over a sample of length 500 m, the DMD to be measured is 100 ps, and a pulse of
duration less than ~110 ps is needed. Testing to the same DMD limit in a 10 000 m length of
fibre requires measuring a DMD of 2 000 ps, and a pulse a wide as ~2 200 ps may be used.
Detailed limits are given in 6.1, and may depend on the source spectral width.
Chromatic dispersion induced broadening resulting from source spectral width shall be within
the limits indicated in Annex A. The requirement on spectral width may be met either by using
a spectrally narrow source, or alternatively by the use of appropriate optical filtering at either
the source or detection end.
The centre wavelength shall be within ±10 nm of the nominal specified wavelength.
A mode locked titanium-sapphire laser is an example of a source usable for this application.
4.2 Stability
Devices shall be available to position the input and output ends of the test specimen with
sufficient stability and reproducibility to meet the conditions of 4.3 and 4.4.
4.3 Launch system
The probe fibre between the light source and test sample shall propagate only a single mode
at the measurement wavelength. The mode field diameter of the probe fibre at λ shall be
(8,7λ – 2,39) ± 0,5 µm, where λ is the measurement wavelength in micrometers, and the
mode field diameter is determined using IEC 60793-1-45. This equation produces a mode
field diameter of 5 µm at 850 nm and 9 µm at 1 310 nm, which corresponds to commercially
available single-mode fibres.
Ensure that the output of the probe fibre is single-mode. One method to do this is to strip
higher order modes by wrapping the probe fibre three turns around a 25-mm diameter

mandrel.
The output spot of the probe fibre shall be scanned across the endface of the test sample with
a positional accuracy less than or equal to ±0,5 µm.
The output beam from the probe fibre shall be perpendicular to the endface of the test sample
to within an angular tolerance of less than or equal to 1,0 degree.
The launch system shall be capable of reproducibly centring the output spot of the probe fibre
to within ±1,0 µm.
– 14 – 60793-1-49  CEI:2006
Dans le cas d’un couplage direct avec l’échantillon d’essai, l’espace entre l’extrémité de sortie
de la fibre sonde et l’extrémité de l’échantillon d’essai ne doit pas être supérieur à 10 µm.

Un système optique en espace libre constitué de lentilles ou de miroirs peut être utilisé pour
créer l’image du point de sortie de la fibre sonde sur la face d’extrémité de l’échantillon en
essai. Lorsqu’on utilise ce type de système d’injection, il convient de s’assurer qu’en grande

partie ce sont les mêmes modes qui sont excités dans la fibre en essai que ceux qui l’auraient

été si le faisceau avait été couplé directement à la sortie de la fibre sonde à un seul mode.

Par exemple, un système de lentilles ou de miroirs peut être utilisé pour créer l’image de la

sortie d’une fibre à un seul mode sur la face d’extrémité de l’échantillon d’essai.

Fournir des moyens pour éliminer la lumière de la gaine de l’échantillon en essai. Le revête-
ment de fibre est souvent suffisant pour assurer cette fonction. Sinon, utiliser les extracteurs
de modes de gaine à proximité des deux extrémités de l'échantillon en essai. Si la fibre est
retenue sur le ou les extracteur(s) de modes de gaine avec de petits poids, on doit veiller à
éviter toute microcourbure à ces emplacements.
4.4 Système de détection
Utiliser un appareil de détection optique adapté à la longueur d’onde d’essai. L’appareil de
détection doit coupler tous les modes guidés de l’échantillon en essai à la zone active du
détecteur de telle manière que la sensibilité de détection ne dépende pas du mode de
manière significative. Le détecteur, ainsi que tout pré-amplificateur de signal, doit répondre
de manière linéaire (dans les limites de ±5 %) sur la plage de l
...