ENLACE DE TRANSMISIÓN ÓPTICA CON FIBRA AMPLIFICADA RAMAN DE BAJA PENDIENTE.

Enlace de transmisión de fibra óptica (10), que comprende: una primera fibra óptica que tiene una primera área efectiva superior a 45 µm 2 ;

y una segunda fibra óptica (20) acoplada después de la primera fibra óptica, que tiene una segunda área efectiva menor que la primera fibra óptica, un valor absoluto de dispersión entre aproximadamente 2 y 20 ps/nm/km en 1550 nm, un valor absoluto de pendiente de dispersión menor de aproximadamente 0,040 ps/nm 2 /km en 1550 nm, y un coeficiente de atenuación en 1550 nm menor de aproximadamente 0,24 dB/km en 1450 nm menor de aproximadamente 0,30 dB/km, caracterizado por el hecho de que la segunda fibra óptica (20) comprende - un núcleo de vidrio que incluiye un núcleo interno (22) que tiene una primera diferencia del índice de refracción Δn1 entre aproximadamente 0,008 y 0,014 y una primera capa (24) que rodea radialmente el núcleo interno (22) a lo largo de la longitud de la fibra y que tiene una segunda diferencia del índice de refracción Δn2 de entre aproximadamente -0,0005 y -0,0030 y - un revestimiento de vidrio (29) que rodea el núcleo de vidrio y que tiene una diferencia del índice de refracción ΔnCL substancialmente igual a 0

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general a un enlace de fibra óptica que permite la transmisión de señales ópticas multiplexadas por división de longitud de onda densa a través de una banda ancha sin una degradación significativa de los efectos no lineales, mientras que también permite la amplificación Raman en el enlace. Más particularmente, la presente invención se refiere a una fibra óptica que tiene una baja área efectiva, con dispersión no cero, y una baja pendiente de dispersión para realizar la amplificación Raman después de una fibra de alta área efectiva.

Se están buscando continuamente sistemas de transmisión óptica que comunicarán señales multiplexadas por división de longitud de onda en distancias más largas (varios miles de kilómetros) sin amplificación o regeneración, o con una amplificación o regeneración limitadas en la medida de lo posible, y se encargará de anchos de banda mayores. La banda de amplificación actual para sistemas ópticos es generalmente de aproximadamente 30 nm de ancho en la llamada banda C de 1550 nm aproximadamente, pero los desarrollos están expandiendo esta banda a aproximadamente 70 nm e incluyen la llamada banda L de amplificación de aproximadamente 1580 nm.

Los efectos ópticos no lineales se sabe que degradan la calidad de la transmisión a lo largo de la fibra óptica de transmisión estándar en determinadas circunstancias. Estos efectos no lineales, que incluyen la mezcla de cuatro ondas, la modulación de auto-fase y dispersión Raman y Brillouin, y modulación de fase cruzada, inducen distorsiones en la señal transmitida en sistemas de alta potencia, lo que degrada la calidad de la transmisión. En particular, los efectos no lineales pueden perjudicar la calidad de la transmisión usando multiplexado por división de longitud de onda (WDM), que de otro modo aumenta considerablemente la capacidad de transportar la señal de las fibras ópticas de transmisión mediante el aumento del número de canales de transmisión a través de los cuales se pueden enviar las señales.

Estos efectos no lineales, particularmente el fenómeno de mezcla de cuatro ondas (FWM), pueden minimizarse o evitarse utilizando fibras de transmisión de modo simple que tienen un área efectiva grande y un valor absoluto de la dispersión local que es mayor que cero alrededor de las longitudes de onda operativas. En los sistemas avanzados de WDM, tales como sistemas de multiplexado por división de longitud de onda densa (DWDM) (distancia ≤ 0,8 nm) y multiplexado por división de longitud de onda hiper-densa (HDWDM) (distancia ≤ 0,4 nm), donde los canales de transmisión están estrechamente empaquetados juntos, el valor de la dispersión local debe tener un valor mínimo para mantener la calidad de las señales. Por otro lado, si el valor de la dispersión de la fibra se vuelve demasiado grande, las señales se distorsionan durante la transmisión, a menos que se incluyan dispositivos de corrección de la dispersión en la línea de transmisión. Así, para que una fibra óptica sea efectiva en un sistema WDM, la fibra debe tener una dispersión mínima, pero el valor de la dispersión también debe ser inferior a un valor máximo.

En general, el aumento del área efectiva y el mantenimiento de las pérdidas bajas y un buen comportamiento de la pérdida de macrocurvatura/microcurvatura produce un aumento de la pendiente de dispersión. A medida que el ancho de banda de las comunicaciones WDM se amplía, sin embargo, una pendiente de dispersión plana se hace cada vez más importante para evitar la variación de la dispersión entre los canales. En particular, la combinación de una pendiente de alta dispersión, banda WDM ancha, y larga distancia ofrece grandes diferencias de dispersión acumulada de las longitudes de onda laterales de la banda WDM. Incluso en la presencia de compensación de dispersión exacta en una posición particular de la banda WDM (por ejemplo, el canal central), los canales apartados de esa posición en particular (por ejemplo, los canales laterales) acumularán grandes cantidades de dispersión cromática. La interacción entre la dispersión y los efectos no lineales deteriora estas señales periféricas de tal manera que evita que el receptor las recupere, incluso en presencia de una compensación previa óptima canal por canal en el lado del transmisor y/o después de la compensación en el lado del receptor. En consecuencia, una baja pendiente de dispersión a través de un ancho de banda operativo es importante para la transmisión eficaz de los canales WDM en las bandas C y L.

Se conocen fibras que tienen una baja pendiente de dispersión. Por ejemplo, la patente US Nº 5.553.185 de Antos et al. describe una fibra de dispersión no cero que se caracteriza por una serie de regiones centrales que tienen diferentes perfiles y anchos del índice de refracción. La forma de los perfiles de índice de refracción, en términos de la diferencia del índice de refracción y del radio, de cada región se puede ajustar para tener propiedades a medida para un sistema de telecomunicaciones de alto rendimiento. En particular, una de las regiones tiene una diferencia de índice de refracción deprimida. La pendiente de dispersión de la fibra descrita es menor de 0,05 ps/nm2/km y el valor absoluto de la dispersión total está entre 0,5 y 3,5 ps/nm/km en el rango de transmisión preseleccionado, que abarca aproximadamente 1.490-1.575 nm. Además, la longitud de onda de dispersión cero es de aproximadamente 1593 nm, que está fuera del rango de transmisión preseleccionado.

Otra fibra para un sistema de comunicación de alto rendimiento se describe en Y. Akasaka et al., “Enlargement of Effective Core Area on Dispersión-Flattened Fiber and Its Low Non-Linearity”, OFC'98 Technical Digest, páginas 302-304. Esta fibra también se caracteriza por una serie de regiones centrales que tienen diferencias de índices de refracción y radios que varían. Una de las regiones centrales también tiene una diferencia del índice de refracción deprimido. La fibra descrita tiene una pendiente de dispersión menor que la fibra de modo simple estándar en la ventana de transmisión.

La patente EP 0 877 496 se refiere a una línea de transmisión óptica adecuada para la transmisión a larga distancia y la transmisión de gran capacidad de luz de señal. La patente EP 0 877 496 describe una línea de transmisión óptica que comprende una primera fibra óptica que tiene una primera área efectiva y una primera pendiente de dispersión en 1550 nm y una segunda fibra óptica, ópticamente conectada a la primera fibra óptica, que tiene en 1550 nm una segunda área efectiva menor que la primera área efectiva y una segunda pendiente de dispersión menor que la primera pendiente de dispersión.

La patente 5 905 838 describe una fibra basada en sílice, denominada “MetroWaveFiber” (MWF), que permite la operación de una ventana de doble (1310 y 1550 nm) WDM en sistemas de distancias cortas y medias, por ejemplo, en sistemas metropolitanos.

La patente 5 838 867 describe una fibra de compensación de dispersión para sistemas de comunicaciones ópticos de larga distancia y de alta tasa de bits. La fibra de compensación de la dispersión tiene, en 1550 nm, una dispersión cromática en el rango de -40 a 0 ps/Km/nm, un pendiente de dispersión en el rango de -0,5 a -0,1 ps/Km/nm2, una pérdida de transmisión no mayor de 0,5 dB/Km y un diámetro del campo modal en el rango de 4,5 a 6,6 µm. La patente 5 838 867 indica que la luz de señal puede amplificarse mediante efecto Raman en la fibra de compensación de la dispersión.

Se puede usar amplificación Raman distribuida en la línea de transmisión, por ejemplo, para aumentar la distancia de transmisión entre los amplificadores dopados con erbio-, y/o reducir la pérdida de separación que resultaría de un aumento en el número de canales WDM o una disminución en la potencia y la reducción de costes de los amplificadores dopados con erbio. La dispersión Raman estimulada es un proceso no lineal que puede causar que una fibra óptica amplifique una señal óptica. La dispersión Raman convierte una pequeña fracción de la potencia incidente desde un rayo óptico bombeado a otro rayo óptico a una frecuencia rebajada en una cantidad determinada mediante los modos vibratorios de la media. La configuración habitual del amplificador Raman distribuido utiliza la línea de transmisión como el medio en donde una bomba, que típicamente va en contra de la propagación, provoca una dispersión Raman estimulada en la longitud... [Seguir leyendo]

1. Enlace de transmisión de fibra óptica (10), que comprende: una primera fibra óptica que tiene una primera área efectiva superior a 45 µm2; y

una segunda fibra óptica (20) acoplada después de la primera fibra óptica, que tiene una segunda área efectiva menor que la primera fibra óptica, un valor absoluto de dispersión entre aproximadamente 2 y 20 ps/nm/km en 1550 nm, un valor absoluto de pendiente de dispersión menor de aproximadamente 0,040 ps/nm2/km en 1550 nm, y un coeficiente de atenuación en 1550 nm menor de aproximadamente 0,24 dB/km en 1450 nm menor de aproximadamente 0,30 dB/km,

caracterizado por el hecho de que la segunda fibra óptica (20) comprende

- un núcleo de vidrio que incluiye un núcleo interno (22) que tiene una primera diferencia del índice de refracción Δn1 entre aproximadamente 0,008 y 0,014 y una primera capa (24) que rodea radialmente el núcleo interno (22) a lo largo de la longitud de la fibra y que tiene una segunda diferencia del índice de refracción Δn2 de entre aproximadamente -0,0005 y -0,0030 y -un revestimiento de vidrio (29) que rodea el núcleo de vidrio y que tiene una diferencia del índice de refracción ΔnCL substancialmente igual a 0.

2. Enlace de transmisión de fibra óptica (10) según la reivindicación 1, que también comprende:

una fuente de bombeo acoplada para proporcionar una luz de bombeo a través de la segunda fibra óptica 20 y formando la segunda fuente de bombeo un amplificador Raman distribuido.

3. Enlace de transmisión de fibra óptica (10) según la reivindicación 2, en donde la fuente de bombeo se acopla a la luz de bombeo en el enlace después de las segundas fibras ópticas (20).

4. Enlace de transmisión de fibra óptica (10) según la reivindicación 2, en el que la fuente de bombeo se acopla con la luz de bombeo en el enlace antes de la segunda fibra óptica (20).

5. Enlace de transmisión de fibra óptica (10) según la reivindicación 1, en el que la dispersión de la segunda fibra óptica (20) en 1550 nm está entre aproximadamente -2 y -20 ps/km/nm.

6. Enlace de transmisión de fibra óptica (10) según la reivindicación 5, en el que la dispersión de la segunda fibra óptica (20) en 1550 nm es entre aproximadamente -3 y -8 ps/km/nm.

7. Enlace de transmisión de fibra óptica (10) según la reivindicación 6, en el que la dispersión de la segunda fibra óptica (20) en 1625 nm es menor o igual a aproximadamente -0,1 ps/km/nm.

8. Enlace de transmisión de fibra óptica (10) según la reivindicación 1, en el que la segunda fibra óptica (20) tiene una atenuación de macrocurvatura de un bucle de más de 32 mm de mandril menor de aproximadamente 0,5 dB en 1550 nm y menor de aproximadamente 1,0 dB en 1625 nm.

9. Enlace de transmisión de fibra óptica (10) según la reivindicación 1, en el que la segunda fibra óptica (20) tiene un diámetro de campo modal en 1550 nm menor de 7,6 µm.

10. Enlace de transmisión de fibra óptica (10) según la reivindicación 1, en el que la segunda fibra óptica (20) tiene una longitud de onda de cable cortado entre 1250 y 1450 nm.

11. Enlace de transmisión de fibra óptica (10) según la reivindicación 1, en el que la primera fibra óptica es una fibra de dispersión positiva no cero.

12. Enlace de transmisión de fibra óptica (10) según la reivindicación 1, en el que la primera fibra óptica es una fibra de dispersión negativa no cero.

13. Procedimiento para transmitir una pluralidad de señales ópticas multiplexadas de división de longitud de onda a través de una larga distancia, que comprende:

transmitir las señales ópticas a lo largo de una primera fibra óptica que tiene una primera área efectiva

mayor de 45 µm2; transmitir las señales a lo largo de una segunda fibra óptica (20) con una segunda área efectiva menor que la primera fibra óptica, un valor absoluto de dispersión de entre aproximadamente 2 y 20 ps/nm/km en 1550 nm, un valor absoluto de la pendiente de dispersión menor de aproximadamente 0,040 ps/nm2/km en 1550 nm, y un coeficiente de atenuación en 1550 nm menor de aproximadamente 0,24 dB/km en 1450 nm menor de aproximadamente 0,30 dB/km; acoplar una luz de bombeo en la segunda fibra (20) para proporcionar una amplificación Raman distribuida de dichas señales ópticas

caracterizado por el hecho de que la segunda fibra óptica (20) tiene

- un núcleo de vidrio que incluye un núcleo interno (22) que tiene una primera diferencia del índice de refracción Δn1 entre aproximadamente 0,008 y 0,014 y una primera capa (24) que rodea radialmente el núcleo interno (22) a lo largo de la longitud de la fibra y que tiene una segunda diferencia del índice de refracción Δn2 de entre aproximadamente -0,0005 y -0,0030, y -un revestimiento de vidrio (29) que rodea el núcleo de vidrio y que tiene una diferencia del índice de

refracción ΔnCL substancialmente igual a 0.

14. Fibra óptica (20) para una amplificación Raman y una transmisión de longitudes de onda mejoradas que incluye la banda C, teniendo la fibra óptica (20) un diámetro de campo modal en 1550 nm menor de aproximadamente 7,6 um, una atenuación, un coeficiente en 1550 nm menor de aproximadamente 0,24 dB/km en 1450 nm menor de aproximadamente 0,30 dB/km, un valor absoluto de dispersión en 1550 nm entre aproximadamente 2 y 20 ps/nm/km, y un valor absoluto de la pendiente de dispersión en 1550 nm menor de aproximadamente 0,040 ps/nm2/km, caracterizada por el hecho de que comprende:

un núcleo de vidrio que incluye: un núcleo interno (22) que tiene una primera diferencia del índice de refracción Δn1 entre aproximadamente 0,008 y 0,014; y una primera capa (24) que rodea radialmente el núcleo interno (22) a lo largo de la longitud de la fibra y que tiene una segunda diferencia del índice de refracción Δn2 de entre aproximadamente 0,0005 y -0,0030, y

un revestimiento de vidrio (29) que rodea el núcleo de vidrio y que tiene una diferencia del índice de refracción ΔnCL substancialmente igual a 0.

15. Fibra óptica (20) según la reivindicación 14, en la que Δn1 es entre aproximadamente 0,009 y 0,012.

16. Fibra óptica (20) según la reivindicación 14, en la que Δn2 es entre aproximadamente 0,0010 y -0,0025.

17. Fibra óptica (20) según la reivindicación 14, que también comprende una segunda capa (26) que rodea radialmente la primera capa (24) a lo largo de la longitud de la fibra (20) y que tiene una tercera diferencia del índice de refracción Δn3 mayor que 0.

18. Fibra óptica según la reivindicación 17, en la que Δn3 es menor de aproximadamente 0,006.

19. Fibra óptica (20) según la reivindicación 17, que también comprende una tercera capa (28) que rodea radialmente la segunda capa (26) a lo largo de la longitud de la fibra (20) y que tiene una cuarta diferencia del índice de refracción Δn4 menor que 0.

20. Preforma de fibra óptica para realizar una fibra óptica (20) para amplificación Raman y transmisión de longitudes de onda mejoradas que incluye la banda C, comprendiendo la preforma:

- un núcleo de vidrio que incluyendo:

un núcleo interno (22) que tiene una primera anchura y una primera diferencia del índice de refracción Δn1 entre aproximadamente 0,008 y 0,014; y una primera capa (24) que rodea radialmente el núcleo interno (22) a lo largo de la longitud de la fibra y que tiene una segunda anchura y una segunda diferencia del índice de refracción Δn2 de entre aproximadamente -0,0005 y -0,0030, y

- un revestimiento de vidrio (29) que rodea el núcleo de vidrio y tiene una tercera anchura y una diferencia del índice de refracción ΔnCL substancialmente igual a 0;

en donde el núcleo se selecciona de modo que la fibra realizada (20) tiene un diámetro de campo modal en 1550 nm menor de 7,6 µm, un coeficiente de atenuación en 1550 nm menor de aproximadamente 0,24 dB/km en 1450 nm menor de aproximadamente 0,30 dB/km, un valor absoluto de dispersión en 1550 nm entre aproximadamente 2 y 20 ps/nm/km, y un valor absoluto de la pendiente de dispersión en 1550 nm menor de aproximadamente 0,040 ps/nm2/km.