[發明專利]一種優化色散特性的單模光纖

有效

• 申請號: 200710070981.7
• 申請日: 2007-08-22
• 公開（公告）號: CN101373237A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 吳金東;盧衛民;吳海港;張立永;李群星
• 申請（專利權）人: 富通集團有限公司
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所
• 代理人: 胡龍祥

技術領域

本發明屬于光通信技術，具體涉及一種為大容量、高速率、長距離傳輸系統而設計的非零色散位移單模光纖。該單模光纖具有優化的色散特性，即適當的色散和較低的色散斜率，有效面積適中，同時具有偏振模色散低、低損耗和優異的抗彎曲性能，與光纖熔接時具有低熔接損耗等優點，適用于大容量、高速率、長距離的DWDM系統傳輸，其低的色散斜率有利于對色散進行全面的精確管理，適中的有效面有利于得到高的拉曼放大效率，滿足C、C+L波段的長距離的傳輸。

背景技術

隨著光纖通信技術的發展，特別是光纖放大器和波分復用技術的成熟應用，制約光纖通信的已經不再是光纖的損耗。全球信息化的迅猛發展需要大容量、高速率光纖通信系統。從技術和經濟上考慮，光纖通信技術發展主要分為2個方向，即提高波分復用單信道的傳輸速率，增加波分復用的信道數量與增加傳輸波段。因此大容量、高速率、長距離傳輸系統對光纖的特性和發展提出新的要求。目前對于波分復用技術而言，制約光纖傳輸容量和距離的主要因素為非線性效應，色散和光信噪比OSNR。

在波分復用系統中，隨著容量增加，波長間隔不斷減少，各波長之間的光非線性效應，包括四波混頻，自相位調制、交叉相位調制等，限制了光傳輸的容量與距離。系統要求的光信噪比隨著單信道的速率提高而成正比增加，因此要求更高的信號光功率，這使得光纖非線性效應更趨嚴重。而由于波分復用信道波段擴展，長短波長邊緣信道的色散積累使得色散管理更加復雜，增加了系統色散補償成本。解決這些問題的有效途徑就是不斷創新光纖技術，開發具有優化色散特性的新光纖。

為了抑制DWDM系統中非線性的影響，在傳輸波段需要適當的色散值并降低光功率密度，人們在色散位移光纖的基礎上開發了非零色散位移光纖(NZ-DSF，G.655光纖)以及大有效面積非零色散位移光纖。目前已經公布了一系列的這類光纖的設計和生產專利。如中國ZL98121639.0號發明專利(授權公告號為CN1068434C)公布了一種較大有效面積非零色散位移光纖和制造方法，其典型色散斜率為0.09ps/(nm²·km)，有效面積在80um²以上，1550nm損耗典型值為0.205dB/km。中國ZL03125210.9號發明專利(授權公告號為CN1219227C)公布了一種正非零色散位移光纖，設計具有8個纖芯分層，1550nm色散斜率減小到0.085ps/(nm²·km)，有效面積調整為70um²以上，1530-1550nm范圍的色散在2.0-6.0ps/(nm·km)，1550nm的損耗小于0.21dB/km。中國00806764.3號發明專利申請(公開號為CN1348548A)公布了一種中下陷的三角型設計光纖，色散斜率為0.073ps/(nm²·km)。美國專利6396987B1公布了一種光纖，光纖芯層折射率采用梯形和中心下陷階躍型的分布，其色散斜率小于0.073ps/(nm²·km)，有效面積達到60um²。中國00802639.4號發明專利申請(公開號為CN1337010A)公布了一種階躍型折射率分布光纖，色散斜率也小于0.07ps/(nm²·km)，1550nm的色散在7-15ps/(nm·km)。

雖然現在G.655光纖種類眾多，但是大多數的G.655光纖中，色散斜率還是偏大，色散特性不均衡，或者波導結構過于復雜，實際不利于生產工藝控制和得到高的成品率。在以前的工藝操作中，用于長距離傳輸系統的大有效面積光纖的色散斜率大且色散較高，因此導致DWDM系統性能劣化。對于寬工作波長的傳輸系統，色散斜率偏大的直接危害就是造成長短波長邊帶波長的色散差異大，傳輸波長范圍越寬，這種差值越大，色散補償難度或成本的增加越大，對于40Gbit/s這樣要求精確色散管理的高速傳輸系統，其影響就成為很大的問題，在實際應用中依然需要復雜的色散管理，增加了系統成本。隨著拉曼放大器的應用，非零色散位移光纖的拉曼增益特性也越來越受到重視。光纖的拉曼增益效率與有效面積近似反比關系，大的有效面積意味著低的拉曼增益效率。因此，為充分利用光纖的帶寬資源，增大通信容量，并且適應分布式拉曼放大器傳輸系統的推廣應用，要求光纖具有均衡的色散特性，即要求降低色散斜率，通過一個適當的最低的色散變化抑制非線性效應，同時保持光纖的有效面積適中。