IEC TR 62221:2001

Optical fibres - Measurement methods - Microbending sensitivity

This technical report describes four techniques for the measurement of microbending sensitivity of optical fibres: (a) using an expandable drum for class B fibres; (b) using a fixed diameter drum for category A1 and class B fibres; (c) using a wire mesh and applied loads for category A1 and class B fibres; (d) using a "basketweave" wrap on a fixed diameter drum for class B fibres. Methods (a) and (b) may be used for optical fibre ribbons.

Fibres optiques - Méthodes de mesure - Sensibilité aux microcourbures

Ce rapport technique décrit quatzre méthodes applicables à la mesure de la sensibilité des fibres optiques aux microcourbures: (a) utilise un touret extensible pour des fibres de classe B; (b) utilise un touret à diamètre fixe pour des fibres de catégorie A1 et de classe B; (c) utilise un trellis en fil métallique et des charges appliquées pour des fibres de catégorie A1 et de classe B; (d) utilise un enroulement "en tissage" sur un touret de diamètre fixe pour fibres de la classe B. Les méthodes (a) et (b) peuvent également être utilisées pour mesurer des câbles en rubans à fibres optiques.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 15-Oct-2001
• ICS: 33.180.10 - Fibres and cables
• Technical Committee: SC 86A - Fibres and cables
• Drafting Committee: WG 1 - TC 86/SC 86A/WG 1
• Current Stage: DELPUB - Deleted Publication
• Start Date: 12-Dec-2012
• Completion Date: 26-Oct-2025

Relations

• Revised: IEC TR 62221:2012 - Optical fibres - Measurement methods - Microbending sensitivity
• Effective Date: 05-Sep-2023

Overview

IEC TR 62221:2001 is a technical report published by the International Electrotechnical Commission (IEC) that focuses on measurement methods for evaluating the microbending sensitivity of optical fibres. Microbending refers to small-scale bends or distortions in optical fibres that can significantly affect their optical performance by increasing attenuation. This report provides detailed procedures for four distinct measurement techniques aimed at assessing how susceptible different classes and categories of optical fibres are to microbending effects. As microbending can impact fibre reliability and signal quality, understanding these sensitivities is crucial for fibre manufacturers, system designers, and testing laboratories.

Key Topics

The report covers the following core areas:

• Measurement Techniques for Microbending Sensitivity:

  • Method A: Using an expandable drum designed primarily for class B fibres. This method simulates varying bend diameters to evaluate sensitivity.
  • Method B: Employing a fixed diameter drum suitable for category A1 and class B fibres. This approach is also applicable for optical fibre ribbons.
  • Method C: Utilizing a wire mesh combined with applied loads, targeting category A1 and class B fibres. This technique assesses fibre response under distributed microbending stresses.
  • Method D: Applying a "basketweave" wrap on a fixed diameter drum, specifically for class B fibres, to introduce controlled microbends.

• Apparatus Specifications: Detailed descriptions of the required equipment for each technique, including drum materials, sizes, and wire mesh configurations.

• Test Procedures: Step-by-step processes explaining fibre preparation, apparatus setup, loading application, and measurement execution to ensure repeatability and accuracy.

• Calculations and Result Interpretation: Guidelines for analyzing attenuation data and quantifying microbending sensitivity, helping users compare fibre performance under test conditions.

• Applicability: Identification of fibre classes (A1, B) and configurations (single fibres, ribbons) relevant to each method.

Applications

IEC TR 62221:2001 serves as a critical resource in various practical contexts:

• Optical Fibre Quality Control: Manufacturers use the standardized measurement methods to assess microbending resistance during fibre production and validate product specifications.

• Fibre Optic Cable Development: Cable designers evaluate fibre sensitivity to microbending to optimize cable construction for mechanical robustness and minimal signal degradation.

• Telecommunications Network Reliability: Operators leverage these measurement techniques to predict and mitigate microbending losses that affect network performance and maintenance.

• Research and Development: Scientists and engineers employ the detailed procedures to study the microbending mechanisms and develop enhanced fibre materials and coatings.

• Testing Laboratories: Accredited labs adopt these IEC methods to provide consistent and internationally recognized certification for optical fibre products.

Related Standards

To ensure comprehensive understanding and conformity in optical fibre testing and application, IEC TR 62221:2001 can be used in conjunction with several other international standards:

• IEC 60793 Series: Optical fibres - Specifications concerning fibre classifications, performance criteria, and testing methods.
• IEC 60794 Series: Optical fibre cables - Standards related to cable construction, testing, and installation procedures.
• ISO/IEC Directives, Part 3: Guidelines for the preparation and drafting of international standards and technical reports.
• Other IEC Technical Reports: Providing updates and supplementary test methods related to optical fibre performance.

These related standards complement the microbending sensitivity measurement methods, ensuring a holistic framework for optical fibre characterization and quality assurance.

---

By implementing the IEC TR 62221:2001 measurement procedures, stakeholders across the optical fibre industry can achieve reliable and standardized assessment of microbending sensitivity, thereby enhancing fibre durability, performance, and interoperability on a global scale.

Standards Content (Sample)

RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 62221
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2001-10
Fibres optiques –
Méthodes de mesure –
Sensibilité aux microcourbures
Optical fibres –
Measurement methods –
Microbending sensitivity
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC/TR 62221:2001
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
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cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
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RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 62221
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2001-10
Fibres optiques –
Méthodes de mesure –
Sensibilité aux microcourbures
Optical fibres –
Measurement methods –
Microbending sensitivity
 IEC 2001 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
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Commission Electrotechnique Internationale
L
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– 2 – TR 62221 © CEI:2001
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.4
1 Domaine d’application et objet .6
2 Documents de référence.6
3 Méthodes d’essai .8
3.1 Méthode A: touret extensible .8
3.1.1 Données générales.8
3.1.2 Appareillage .8
3.1.3 Procédure.8
3.1.4 Calculs .8
3.1.5 Résultats .10
3.2 Méthode B: touret à diamètre fixe.10
3.2.1 Données générales.10
3.2.2 Appareillage .10
3.2.3 Procédure.12
3.2.4 Calculs .12
3.2.5 Résultats .12
3.3 Méthode C: treillis en fil métallique.12
3.3.1 Données générales.12
3.3.2 Appareillage .12
3.3.3 Procédure.16
3.3.4 Calculs .16
3.3.5 Résultats .18
3.4 Méthode D: tissage .18
3.4.1 Données générales.18
3.4.2 Appareillage .18
3.4.3 Procédure.20
3.4.4 Calculs ou interprétation des résultats .22
3.4.5 Résultats .22
Figure 1 – Equipement pour la génération des microcourbures .14
Figure 2 – Touret en quartz.18
Figure 3 – Température de cycle à l’intérieur de la chambre .22

TR 62221 © IEC:2001 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.5
1 Scope and object.7
2 Reference documents.7
3 Test procedures .9
3.1 Method A: expandable drum .9
3.1.1 General .9
3.1.2 Apparatus.9
3.1.3 Procedure.9
3.1.4 Calculations.9
3.1.5 Results .11
3.2 Method B: fixed diameter drum.11
3.2.1 General .11
3.2.2 Apparatus.11
3.2.3 Procedure.13
3.2.4 Calculations.13
3.2.5 Results .13
3.3 Method C: wire mesh.13
3.3.1 General .13
3.3.2 Apparatus.13
3.3.3 Procedure.17
3.3.4 Calculations.17
3.3.5 Results .19
3.4 Method D: basketweave .19
3.4.1 General .19
3.4.2 Apparatus.19
3.4.3 Procedure.21
3.4.4 Calculations or interpretation of results.23
3.4.5 Results .23
Figure 1 – Microbending inducing equipment. .15
Figure 2 – Quartz drum.10
Figure 3 – Temperature cycle inside chamber.23

– 4 – TR 62221 © CEI:2001
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
FIBRES OPTIQUES – MÉTHODES DE MESURE –
SENSIBILITÉ AUX MICROCOURBURES
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 est 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 62221, 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/652/CDV 86A/721/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 comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2004.A
cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
Ce document, purement informatif, ne doit pas être considéré comme une Norme internationale.

TR 62221 © IEC:2001 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
OPTICAL FIBRES – MEASUREMENT METHODS –
MICROBENDING SENSITIVITY
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 is 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 is not 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 62221, 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/652/CDV 86A/721/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.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2004. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
This document, which is purely informative, is not to be regarded as an International Standard.

– 6 – TR 62221 © CEI:2001
FIBRES OPTIQUES – MÉTHODES DE MESURE –
SENSIBILITÉ AUX MICROCOURBURES
1 Domaine d’application et objet
Ce rapport technique décrit quatre méthodes applicables à la mesure de la sensibilité des
fibres optiques aux microcourbures.
Les méthodes A et B peuvent également être utilisées pour mesurer la sensibilité aux
microcourbures des câbles en rubans à fibres optiques.
Les méthodes A, B, C et D se distinguent par les appareillages utilisés pour la mesure et par
leur application:
• la méthode A utilise un touret extensible et est applicable aux fibres de classe B;
• la méthode B utilise un touret à diamètre fixe et est applicable aux fibres de catégorie A1
et de classe B;
• la méthode C utilise un treillis en fil métallique et des charges appliquées, et est
applicable aux fibres de catégorie A1 et de classe B;
• la méthode D utilise un enroulement «en tissage» sur un touret de diamètre fixe et est
applicable aux fibres de la classe B.
Les méthodes A et C offrent la possibilité de mesurer la sensibilité aux microcourbures sur
une large gamme de pressions linéiques ou de charges appliquées. La méthode B peut être
utilisée pour déterminer la sensibilité aux microcourbures pour une pression longitudinale
fixée.
Les résultats des quatre méthodes ne peuvent être comparés que de manière qualitative.
Les méthodes décrites dans le présent rapport technique ne constituent pas des essais de
type et elles sont utilisées dans l’évaluation générale des fibres optiques. La sensibilité aux
microcourbures n’est généralement pas stipulée dans une spécification particulière.
2 Documents de référence
NOTE Les documents figurant ci-dessous sont indispensables à l’application de ce rapport technique. Pour les
références datées, seule l’édition indiquée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition (y
compris ses éventuels amendements) s’applique.
CEI 60793-1-1:1995, Fibres optiques – Partie 1-1: Spécification générique – Généralités
CEI 60793-1-22:2001, Fibres optiques – Partie 1-22: Méthodes de mesure et procédures
d’essai – Mesure de la longueur
CEI 60793-1-40:2001, Fibres optiques – Partie 1-40: Méthodes de mesure et procédures
d’essai – Affaiblissement
CEI 60793-1-46:2001, Fibres optiques – Partie 1-46: Méthodes de mesure et procédures
d’essai – Contrôle des variations du facteur de transmission optique

TR 62221 © IEC:2001 – 7 –
OPTICAL FIBRES – MEASUREMENT METHODS –
MICROBENDING SENSITIVITY
1 Scope and object
This technical report describes four techniques for the measurement of microbending
sensitivity of optical fibre.
Methods A and B may also be used to measure the microbending sensitivity of optical fibre
ribbons.
Methods A, B, C and D are distinguished by the equipment used for measurements and their
applications:
• method A uses an expandable drum and applies to class B fibres;
• method B uses a fixed diameter drum and applies to category A1 and class B fibres;
• method C uses a wire mesh and applied loads and applies to category A1 and class B
fibres;
• method D uses a "basketweave" wrap on a fixed diameter drum, and applies to class B
fibres.
Methods A and C offer the capability to measure the microbending sensitivity over a wide
range of applied linear pressure or loads. Method B may be used to determine the
microbending sensitivity for a fixed linear pressure.
The results from the four methods can only be compared qualitatively.
These methods do not constitute a routine test used in the general evaluation of optical fibre.
This parameter is not generally specified within a detail specification.
2 Reference documents
NOTE 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.
IEC 60793-1-1:1995, Optical fibres – Part 1-1: Generic specification – General
IEC 60793-1-22:2001, Optical fibres – Part 1-22: Measurement methods and test procedures –
Length measurement
IEC 60793-1-40:2001, Optical fibres – Part 1-40: Measurement methods and test procedures –
Attenuation
IEC 60793-1-46:2001, Optical fibres – Part 1-46: Measurement and test procedures –
Monitoring of changes in optical transmittance

– 8 – TR 62221 © CEI:2001
3 Méthodes d’essai
3.1 Méthode A: touret extensible
3.1.1 Données générales
Ce paragraphe décrit une méthode de mesure de l’augmentation des pertes due aux effets
des microcourbures qui apparaissent à la suite de l’application d’une pression longitudinale à
une fibre optique unimodale. Cette méthode peut également être utilisée pour mesurer la
sensibilité aux microcourbures des câbles en rubans à fibres optiques.
3.1.2 Appareillage
L’appareillage est un touret extensible dont le diamètre peut être modifié de manière
continue. Pour éviter toute contribution à des pertes dues aux effets des microcourbures, on
recommande un diamètre minimal de touret de 200 mm. La courbure à toute extrémité des
segments mobiles du touret a également un diamètre supérieur à 200 mm. La surface du
touret est recouverte d’un matériau de rugosité fixée, par exemple d’un film de recouvrement
PSA en papier de verre – qualité 40 μm – Al O minéral. Il est possible d’enrouler au moins
2 3
400 m de fibre ou de câble en ruban en essai sur la surface rugueuse. Le pas d’enroulement
est contrôlé pour empêcher le chevauchement des spires fibre/câble en ruban.
Pendant l’extension du touret, l’allongement de la fibre est mesuré en utilisant la méthode de
déphasage (méthode E de la CEI 60793-1-22). On réalise la mesure de l’affaiblissement en
utilisant soit la méthode de la fibre coupée (méthode A de la CEI 60793-1-40), soit la méthode
de rétrodiffusion (méthode C de la CEI 60793-1-40) soit la méthode de la puissance
directement transmise (méthode A de la CEI 60793-1-46).
3.1.3 Procédure
La fibre à essayer est enroulée avec soin sur le touret recouvert avec une tension minimale
(par exemple 40 g à 50 g) en une seule couche en évitant tout croisement ou chevauchement.
La fibre est fixée pour éviter tout glissement relatif. Pendant l’extension du touret, les
variations d’affaiblissement linéique et de phase sont enregistrées.
3.1.4 Calculs
L’allongement de la fibre (ε) peut être obtenu comme suit:
∆θ
ε = (1)
⋅ V
f ⋅ L
où
Δθ est le déphasage (en degrés);
f est la fréquence de modulation (Hz);
L est la longueur de l’échantillon (km);
V est la constante qui dépend du coefficient de photoélasticité (k), de la vitesse de la
lumière dans le vide (c) et de l’indice de groupe (N):
k ⋅ c
V = (2)
360 N
Pour les fibres de catégorie B1, la valeur communément utilisée de V est 726 km/s/degré.

TR 62221 © IEC:2001 – 9 –
3 Test procedures
3.1 Method A: expandable drum
3.1.1 General
This subclause describes a technique for the measurement of the loss increase due to
microbending effects induced by the application of linear pressure to a single-mode optical
fibre. This method may also be used to measure the microbending sensitivity of optical fibre
ribbons.
3.1.2 Apparatus
The apparatus is an expandable drum, the diameter of which can be changed continuously. In
order to avoid any loss contribution due to macrobending effects, a minimum drum diameter
of 200 mm is recommended. The curvature at any edges of the expanded segments of the
drum also exceeds 200 mm diameter. The drum surface is coated with a material of fixed
roughness, e.g. a sandpaper/lapping film PSA – grade 40 μm – mineral Al O . It is possible to
2 3
wind at least 400 m of the fibre or ribbon to be tested onto the rough surface. The winding
pitch is controlled to prevent the fibre/ribbon turns from overlapping.
While expanding the drum, the fibre elongation is measured using the phase-shift method
(Method E of IEC 60793-1-22). The attenuation measurement is conducted using either the
cut-back technique (method A of IEC 60793-1-40), the backscatter technique (method C of
IEC 60793-1-40) or by the direct transmitted power measurement technique (method A of
IEC 60793-1-46).
3.1.3 Procedure
The fibre to be tested is carefully wound onto the coated drum with minimal tension (e.g. 40 g
to 50 g) in one single layer avoiding any crossing or overlapping. The fibre is fixed to avoid
any relative slipping. While expanding the drum the changes in attenuation
...