FIBRA PARA COMPENSACIÓN DE DISPERSIÓN CROMÁTICA.

[001] La presente invención se refiere al campo de las transmisiones por fibra óptica, y más concretamente, a la compensación de la dispersión cromática en sistemas de transmisión por fibra óptica. [002] En las fibras ópticas, el perfil del índice de refracción suele calificarse en relación con la representación gráfica de la función que asocia el índice de refracción con el radio de la fibra. Convencionalmente, la distancia r al centro de la fibra se muestra a lo largo del eje de abscisas, y la diferencia entre el índice de refracción y el índice de refracción del revestimiento exterior de la fibra se muestra a lo largo del eje de ordenadas. Por lo tanto, el perfil del índice de refracción se describe como escalonado, trapezoidal o triangular por los gráficos que describen, respectivamente, formas escalonadas, trapezoidales o triangulares. Por lo general, estas curvas son representativas del perfil teórico o prefijado de la fibra, y es posible que las limitaciones inducidas durante la fabricación de la fibra produzcan un perfil sustancialmente diferente. [003] Convencionalmente, una fibra óptica consta de un núcleo óptico cuya función consiste en transmitir, y opcionalmente amplificar, una señal óptica, de un revestimiento óptico cuya función consiste en confinar la señal óptica en el interior del núcleo, y de un revestimiento exterior con un índice de refracción ng sustancialmente constante. A estos efectos, los índices de refracción del núcleo nc y del revestimiento exterior ng son tales que nc > ng. Como es perfectamente sabido, la propagación de una señal óptica en una fibra óptica de modo único se descompone en un modo fundamental guiado en el núcleo y unos modos secundarios guiados a lo largo de una cierta distancia por el conjunto del revestimiento del núcleo, denominados modos de revestimiento. [004] En las nuevas redes de transmisión multiplexadas en longitud de onda y con una elevada tasa de transferencia, resulta ventajoso controlar la dispersión cromática, especialmente en el caso de las tasas de transferencia de 10 GBits/s o más elevadas. El objetivo, para todos los valores de longitud de onda de multiplexado, consiste en conseguir una dispersión cromática acumulada que sea sustancialmente cero en el enlace, a fin de limitar el ensanchamiento del impulso. Dispersión cromática acumulada es la denominación aplicada a la integral de la dispersión cromática a lo largo de la longitud de la fibra. Cuando la dispersión cromática es constante, la dispersión cromática acumulada es equivalente al producto de la dispersión cromática multiplicada por la longitud de la fibra óptica. Un valor acumulado de la dispersión de unas docenas de ps/nm suele considerarse en general aceptable. También resulta ventajoso, en valores cercanos a las longitudes de onda utilizadas en el sistema, evitar valores cero de la dispersión cromática local para los cuales los efectos no lineales resultan más notables. Por último, también resulta ventajoso limitar el gradiente de dispersión cromática acumulada a lo largo del rango de multiplexado para evitar o limitar las distorsiones producidas entre los canales multiplexores. Convencionalmente, este gradiente es la derivada de la dispersión cromática con respecto a la longitud de onda. [005] En el caso de los sistemas de transmisión terrestres se utilizan convencionalmente como fibra de línea las fibras de modo único (SMF) o fibras de dispersión desplazada distinta de cero (NZDSF). Las fibras NZDSF* son fibras de dispersión desplazada que tienen una dispersión cromática positiva distinta de cero para las longitudes de onda a las cuales se utilizan, que normalmente oscilan en torno a 1550 nm. Para estas longitudes de onda, estas fibras tienen una baja dispersión cromática, que normalmente suele ser inferior a 10 ps/(nm.km) a 1550 nm, y un gradiente de dispersión cromática que suele ser inferior a 0,1 ps/(nm².km). [006] Para compensar la dispersión cromática y el gradiente de dispersión cromática en las fibras SMF o NZDSF* utilizadas como fibras de línea, pueden utilizarse segmentos de corta longitud de fibra de compensación de dispersión (DCF); esta fibra presenta una dispersión cromática negativa y un gradiente de dispersión cromática negativo. Para la elección de la fibra DCF, lo que suele buscarse es que la proporción entre la dispersión cromática y el gradiente de dispersión cromática de la fibra para compensación de dispersión cromática sea sustancialmente igual a la de la fibra de línea. Esta proporción se designa mediante la abreviatura DOS, acrónimo de relación dispersión/gradiente. [007] En los documentos US-A-5568583 o US-A-5361319 se describen fibras DCF para la compensación de la dispersión cromática de las fibras SMF, y en el documento EP A 1067412 se describe una fibra DCF para la compensación de la dispersión cromática de las fibras NZDSF+. Estas fibras DCF ya conocidas, para una longitud de onda de 1550 nm, presentan una dispersión cromática negativa y un gradiente de dispersión cromática negativo. [008] Los sistemas ópticos multiplexados en longitud de onda, denominados multiplexado por división de longitud de onda (Wavelength Division Multiplexing, WDM), suelen consistir en una concatenación de secciones de fibra de línea - SMF, NZDSF+ o de otro tipo con unos módulos de compensación de dispersión que se insertan entre las secciones de fibra de línea y que comprenden secciones DCF devanadas. La forma en la que los módulos de 2   compensación de la dispersión se distribuyen a lo largo de la línea de transmisión se denomina gestión de la dispersión; el objetivo de esta gestión consiste en limitar tanto los efectos no lineales, tales como la dispersión acumulada en el extremo de la línea. En el extremo de la línea siempre se trata de conseguir una baja dispersión cromática acumulada y un gradiente de dispersión cromática acumulada cero. [009] En este contexto, el término sección de la línea de transmisión se refiere a un componente del sistema de transmisión óptica que enlaza un elemento transmisor con un elemento receptor, estando posiblemente dichos elementos situados en el extremo de la línea o en los nodos del sistema óptico. Por lo tanto, una sección de línea comprende una o más secciones de fibra de línea concatenadas y una o más secciones de fibra de compensación de la dispersión distribuidas entre las secciones de la fibra de línea. Las secciones de la fibra de línea suelen generar una dispersión cromática positiva con un gradiente de dispersión cromática negativo. En el caso de que se produzca una sobrecompensación, la sección de línea presentará, por lo tanto, una dispersión cromática acumulada negativa con un gradiente de dispersión cromática acumulada negativo, lo cual deberá compensarse para conseguir una dispersión cero en el nodo de entrada o en el extremo de la línea. [0010] En ocasiones resulta ventajoso insertar una sobrecompensación a lo largo de la línea de transmisión, por ejemplo, para limitar los efectos no lineales en la fibra de línea. También se ha observado que la sobrecompensación de la dispersión cromática reduce la tasa de error en los receptores. Por ejemplo, el artículo "Investigation of Advanced Dispersion Management Techniques for Ultra-Long Haul Transmissions" de J.-C Antona, M. Lefrançois, S. Bigo y G. Le Meur, que se presentó en septiembre de 2005 a la Conferencia ECOC05 (European Conference for Optical Communications) indica que la sobrecompensación producida durante la transmisión, que en el artículo se ilustra mediante una dispersión residual por subdivisión o por sección de fibra de línea negativa, permite mejorar el rendimiento de los sistemas WDM a 10 Gb/s. No obstante, en el extremo de la línea y/o en cada uno de los nodos del sistema de transmisión, la dispersión cromática acumulada debe restaurarse a cero o a un valor ligeramente positivo. No obstante, si la señal óptica está sobrecompensada, en el extremo de la línea, la dispersión cromática y el gradiente de dispersión cromática serán negativos; será entonces necesario, para poder equilibrar esta sobrecompensación, utilizar un elemento de fibra que tenga una dispersión cromática positiva y un gradiente de dispersión cromática positivo. A estos efectos, suelen utilizarse con frecuencia secciones de fibra estándar SMF (SSMF) o fibras de núcleo de sílice puro (PSCF). [0011] El principal inconveniente que se presenta al utilizar una sección de SSMF para equilibrar la sobrecompensación es que la SSMF induce unas elevadas pérdidas con respecto a la cantidad de dispersión producida. Generalmente, esta característica viene determinada por lo que se denomina "Figure of Merit" (Factor de Calidad, FOM). El factor de calidad se define como la relación entre la dispersión cromática... [Seguir leyendo]

1. Fibra óptica para compensación de dispersión, que comprende: Un núcleo central con un radio r1 y una diferencia positiva de índice de refracción Dn1 con un revestimiento óptico exterior; un revestimiento intermedio con un radio r2 y una diferencia Dn2 con el revestimiento óptico externo, teniendo el revestimiento intermedio una anchura (r2-r1) mayor o igual a 2,0 m; Un revestimiento deprimido interior, con un radio r3 y una diferencia negativa de índice de refracción Dn3 con el revestimiento óptico exterior, y una proporción entre el radio de modo de modo fundamental LP01 que se propaga por la fibra (W02/r2) y el radio del revestimiento intermedio (Wo2/r2) que es igual o inferior a 0,7, caracterizado porque la fibra presenta, para una longitud de onda de 1550 nm: Una dispersión cromática positiva superior o igual a 21 ps/nm/km; siendo la diferencia de índice de refracción Dn3 menor o igual que -3,0·10 -3 , El núcleo central tiene un radio r1 comprendido entre 4 m y 6,50 m para una diferencia de índice de refracción Dn1 con el revestimiento óptico externo comprendida entre 4,0·10 -3 y 6,5·10 -3 , El revestimiento deprimido interior tiene un radio r3 menor o igual que 16 m, y comprendido preferiblemente entre 12 m y 16 m, teniendo el revestimiento intermedio una diferencia de índice de refracción Dn2 con el revestimiento óptico externo comprendida entre -1,0 y 2,0·10 -3 , El revestimiento intermedio tiene un radio r2 comprendido entre 6 m y 11 m, presentando el revestimiento intermedio una anchura (r2-r1) comprendida entre 2,0 y 4,5 m. 2. Fibra según la reivindicación 1, que para una longitud de onda de 1550 nm, presenta un factor de calidad (FOM) superior o igual a 105 ps/nm/dB. 3. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el revestimiento deprimido interior tiene una diferencia de índice de refracción Dn3 con el revestimiento óptico externo menor o igual que 3.510 -3 . 4. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que para una longitud de onda de 1625 nm, presenta unas pérdidas por flexión menores o iguales a 1 dB/m para un radio de curvatura de 10 mm. 5. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes que para una longitud de onda de 1550 nm presenta unas pérdidas por flexión 0,8 veces menores que las pérdidas por micro-flexión correspondientes a una fibra SSMF sometida a las mismas limitaciones. 6. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que para el modo fundamental, a una longitud de onda de 1550 nm, tiene una superficie efectiva (Aeff) igual o superior a 80 m, 7. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes que tiene una longitud de onda de corte efectiva (ceff) menor o igual a 1600 nm. 8. Fibra según cualquiera de las reivindicaciones precedentes que para una longitud de onda de 1550 nm, tiene menos del 1,3 % de la energía en el revestimiento deprimido interior. 9. Módulo óptico para compensación de dispersión que comprende al menos una porción de la fibra según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8. 10. Módulo según la reivindicación 9, que para una longitud de onda de 1550 nm, presenta unas pérdidas por inserción inferiores o iguales a 12,5 dB para una dispersión cromática acumulada de 1338 ps/nm. 11. Módulo según cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, que para una longitud de onda comprendida entre 1530 nm y 1570 nm, presenta unas pérdidas por inserción inferiores o iguales a 13 dB para una dispersión cromática acumulada de 1338 ps/nm. 12. Módulo según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, que para una longitud de onda de 1550 nm, presenta una dispersión por modo de polarización inferior o igual a 0,50 ps. 13. Módulo según cualquiera de las reivindicaciones 9 a12, que tiene una carcasa en la que la porción de fibra está enrollada, teniendo carcasa un espesor al menos un 25% inferior que el espesor de una carcasa para el alojamiento de una fibra SSMF para un valor idéntico de dispersión cromática acumulada. 11   Figura 1 Figura 2 12 Perfil 1 Perfil 5 Energía 1 Energía 5   Figura 3 Ejemplos 1s: Sc~0,5, 85