Fibra óptica monomodo con pérdidas por flexión reducidas, que tiene un perfil de índice de refracción medido según radios que se extienden desde el centro de la fibra hacia un revestimiento óptico externo,

comprendiendo dicha fibra:

- un núcleo central con un radio r1 y una diferencia de índice positiva Δn1 con el revestimiento óptico;

- un revestimiento intermedio con un radio r2 y una diferencia de índice positiva Δn2 con el revestimiento óptico inferior a la diferencia de índice Δn1 del núcleo, donde Δn2 está comprendida entre -0.1 x 10-3 y 0.6 x 10-3;

- un canal deprimido con un radio r3 y una diferencia de índice negativa Δna con el revestimiento óptico; donde la integral de volumen del canal deprimido (V13), definida como está comprendida entre -1200 x 10-3 μm2 y -750 x 10-3 μm2 y donde la integral de superficie del canal deprimido (V03), definida como está comprendida entre -55.0 x 10-3 μm y -30.0 x 10-3 μm, y preferiblemente, la integral de superficie del canal deprimido (V02) está comprendida entre -42.5 x 10-3 μm y -32.5 x 10-3 μm,

donde la fibra tiene un diámetro de campo de modo nominal MFD comprendido entre 8.6 μm y 9.5 μm para una longitud de onda de 1310 nanometros, y, para una longitud de onda de 1550 nanometros, unas pérdidas por flexión 2inferiores a 0.15 dB/vuelta para un radio de curvatura de 5 milímetros; y

una longitud de onda de corte del cable igual o inferior a 1260 nanometros, definida como la longitud de onda para la que la atenuación del modo LP11 es superior o igual a 19.3 dB tras la propagación a lo largo de veintidós metros de fibra.

Fibra óptica monomodo Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere al campo de las transmisiones por fibra óptica, y más concretamente, a una fibra con unas pérdidas por flexión enormemente reducidas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En las fibras ópticas, el perfil de índice de refracción suele establecerse en función de la diferencia de valores entre dos puntos del gráfico de la función que asocia el índice de refracción con el radio de la fibra. Normalmente, la distancia r hasta el centro de la fibra se muestra a lo largo del eje x del perfil. La diferencia entre el índice de refracción a la distancia r y el índice de refracción del revestimiento exterior de la fibra se muestra a lo largo del eje y (figura 2, referencias 21-24) . El revestimiento exterior funciona como un revestimiento óptico y posee un índice de refracción sustancialmente constante; este revestimiento óptico suele estar compuesto de sílice puro, pero también puede contener uno o más dopantes. El perfil del índice de refracción de la fibra óptica suele denominarse un perfil “escalonado”, un perfil “trapezoidal” o un perfil “triangular”, debido a los gráficos, que adoptan respectivamente la forma de un escalón, un trapezoide o un triángulo. Por lo general, estas curvas representan el perfil de índice teórico o de referencia (es decir, el perfil prefijado) de la fibra. Las limitaciones relativas a la fabricación de la fibra pueden generar un perfil ligeramente diferente en la fibra real.

Convencionalmente, una fibra óptica está compuesta por (i) un núcleo óptico, cuya función consiste en transmitir, y opcionalmente, amplificar una señal óptica, y (ii) un revestimiento óptico, cuya función consiste en confinar al núcleo la señal óptica. Con esta finalidad, los índices de refracción del núcleo (nc) y del revestimiento (ng) son tales que nc > ng. Como es bien conocido en la técnica, la propagación de una señal óptica en una fibra óptica monomodo se divide entre un modo fundamental (conocido como LP01) , guiado en el núcleo, y unos modos secundarios guiados a lo largo de un radio determinado en el conjunto formado por núcleo y revestimiento.

Convencionalmente, las fibras con índice escalonado, también denominadas fibras SMF (“Fibras monomodo”) se utilizan como fibras de línea para los sistemas de transmisión de fibra óptica. Estas fibras presentan una dispersión cromática y un gradiente de dispersión cromática que se corresponden con unas recomendaciones de telecomunicaciones específicas.

En lo que respecta a los requisitos de compatibilidad entre los sistemas ópticos de los diferentes fabricantes, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) ha definido una recomendación con una norma, denominada ITU-T G.652, que debe ser cumplida por las fibras monomodo estándar (SSMF) .

Esta recomendación G.652 para fibras utilizadas en transmisiones recomienda, entre otras cosas, un rango nominal de 8, 6 micras a 9, 5 micras para el diámetro de campo de modo (MFD) para una longitud de onda de 1310 nanometros, que puede variar en +/- 0, 4 !m debido a las tolerancias de fabricación; un máximo de 1260 nanometros para la longitud de onda de corte del cable; un rango de 1300 nanometros a 1324 nanometros para la longitud de onda de cancelación de dispersión (indicada como A0) ; y un gradiente máximo de dispersión cromática de 0, 092 ps/ (nm2/km) .

La longitud de onda de corte del cable se mide convencionalmente como la longitud de onda para la cual la señal óptica deja de ser monomodo tras su propagación a lo largo de 22 metros de fibra, de acuerdo con lo definido por el Subcomité 86A de la Comisión Electrotécnica Internacional en la norma IEC 60793-1-44.

En la mayoría de los casos, el modo secundario que presenta una mayor resistencia a las pérdidas por flexión es el modo LP11. Por lo tanto, la longitud de onda de corte del cable es la longitud de onda más allá de la cual el modo LP11 se ha debilitado lo suficiente tras la propagación a lo largo de 22 metros de fibra. El método propuesto por la norma presupone tener en cuenta que la señal óptica es monomodo cuando la atenuación del modo LP11 es mayor o igual a 19, 3 dB.

Además, para una fibra dada, se define el denominado valor MAC como la relación entre el diámetro de campo de modo de la fibra a 1550 nanometros a lo largo de la longitud de onda de corte efectiva Aceff. La longitud de onda de corte se mide convencionalmente como la longitud de onda para la cual la señal óptica deja de ser monomodo tras su propagación a lo largo de dos meros de fibra, según lo definido por el Subcomité 86ª de la Comisión Electrotécnica Internacional en la norma IEC 60793-1-44. El MAC constituye un parámetro para evaluar el rendimiento de la fibra, sobre todo a la hora de hallar un compromiso entre el diámetro de campo de modo, la longitud de onda de corte efectiva y las pérdidas por flexión.

La solicitud de patente europea Nº 1.845.399 y la solicitud de patente europea Nº 1.785.754 ilustran los resultados experimentales del solicitante. Esas solicitudes anteriores establecen una relación entre el valor del MAC para una longitud de onda de 1550 nanometros y las pérdidas por flexión que se producen para una longitud de onda de 1625 nanometros, con un radio de curvatura de 15 mm en una fibra estándar SSMF de índice en escalón.

Cada una de estas solicitudes de patente europea queda incorporada por referencia en su totalidad al presente documento. Asimismo, cada solicitud establece que el valor del MAC influye en las pérdidas por flexión sufridas por la fibra, y que la reducción del MAC reduce dichas pérdidas por flexión. La reducción del diámetro de campo de modo y/o el aumento de la longitud de onda de corte efectiva reduce el valor MAC, pero puede conllevar un incumplimiento de la recomendación G.652, lo que haría que la fibra fuese comercialmente incompatible con algunos sistemas de transmisión.

La reducción de las pérdidas por flexión, conservando al mismo tiempo algunos parámetros de transmisión óptica, constituye un reto para las aplicaciones de fibras previstas para su uso en sistemas de fibra óptica para usuarios, denominados FTTH, o fibra doméstica.

La Unión Internacional de Telecomunicaciones, la ITU, también ha definido unas recomendaciones a las que se han asignado las referencias ITU-T G.657A e ITU-G657B, y que deben ser satisfechas por las fibras ópticas previstas para su uso en aplicaciones FTTH, especialmente en lo tocante a la resistencia a las pérdidas por flexión. La recomendación G.657A impone unos límites a los valores de pérdidas por flexión, pero sobre todo trata de preservar la compatibilidad con la recomendación G.652, especialmente en lo que se refiere al diámetro de campo de modo MFD y la dispersión cromática. Por otra parte, la recomendación G.657B impone unos estrictos límites de pérdidas por flexión, especialmente en lo que se refiere a (i) pérdidas por flexión inferiores a 0, 003 db/vuelta para una longitud de onda de 1550 nanometros para un radio de curvatura de 15 milímetros, y (ii) pérdidas por flexión inferiores a 0, 01 db/vuelta para una longitud de onda de 1625 nanometros para un radio de curvatura de 15 milímetros.

La solicitud de patente europea Nº 1.845.399 y la solicitud de patente europea Nº 1, 785, 754 proponen unos perfiles de la fibra que tengan unas reducidas pérdidas por flexión, lo que se corresponde, concretamente, con los criterios expuestos en las recomendaciones G.657A y G.657B. No obstante, los perfiles que se proponen en estas patentes europeas permiten conseguir tan sólo los límites de pérdidas por flexión impuestos por la recomendación G.657B.

La patente estadounidense Nº 7.164.835 y la solicitud de patente estadounidense publicada con el número 2007/0147756, las cuales quedan incorporadas en su totalidad al presente documento por referencia, también describen unos perfiles de fibra que presentan limitadas pérdidas por flexión. No obstante, las fibras de estas patentes estadounidenses se corresponden únicamente con los criterios establecidos en las recomendaciones G.657A y G.657B, especialmente en lo tocante al diámetro de campo de modo y la dispersión cromática.

En la actualidad, y en lo que se refiere a ciertas aplicaciones, la reducción de las pérdidas por flexión resulta esencial, sobre todo cuando se pretende que la fibra se grape o se rebobine en una caja óptica miniaturizada.

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1. Fibra óptica monomodo con pérdidas por flexión reducidas, que tiene un perfil de índice de refracción medido según radios que se extienden desde el centro de la fibra hacia un revestimiento óptico externo, comprendiendo 5 dicha fibra:

- un núcleo central con un radio r1 y una diferencia de índice positiva Ln1 con el revestimiento óptico;

- un revestimiento intermedio con un radio r2 y una diferencia de índice positiva Ln2 con el revestimiento óptico inferior a la diferencia de índice Ln1 del núcleo, donde Ln2 está comprendida entre -0.1 x 10-3 y 0.6 x 10-3;

- un canal deprimido con un radio r3 y una diferencia de índice negativa Lna con el revestimiento óptico; donde la

está comprendida entre -1200 x 10-3 μm2 y -750 x 10-3 μm2 y donde la integral de superficie del canal deprimido (V03) , definida como está comprendida entre -55.0 x 10-3 !m y -30.0 x 10-3 !m, y preferiblemente, la integral de superficie del canal deprimido (V02) está comprendida entre -42.5 x 10-3 !m y -32.5 x 10-3 !m, donde la fibra tiene un diámetro de campo de modo nominal MFD comprendido entre 8.6 !m y 9.5 !m para una longitud de onda de 1310 nanometros, y, para una longitud de onda de 1550 nanometros, unas pérdidas por flexión inferiores a 0.15 dB/vuelta para un radio de curvatura de 5 milímetros; y una longitud de onda de corte del cable igual o inferior a 1260 nanometros, definida como la longitud de onda para la que la atenuación del modo LP11 es superior o igual a 19.3 dB tras la propagación a lo largo de veintidós metros de fibra.

2. Fibra según la reivindicación 1, donde:

3. Fibra según una o más de las reivindicaciones precedentes, donde la integral de volumen del canal deprimido (V13) está comprendida entre -1000 x10-3 μm2 y -750 x 10-3 μm2.

4. Fibra según una o más de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente una longitud de onda

de corte efectiva Aceff superior a 1300 nanometros, siendo la longitud de onda de corte efectiva la longitud de onda para la cual la señal óptica pasa a ser monomodo tras su propagación a lo largo de dos metros de fibra.

5. Fibra según una o más de las reivindicaciones precedentes, que incluye adicionalmente una longitud de onda de corte comprendida entre 1240 nanometros y 1310 nanometros.

6. Fibra según una o más de las reivindicaciones precedentes, que incluye adicionalmente una longitud de onda de corte teórica igual o inferior a 1250 nanometros, siendo la longitud de onda de corte teórica la longitud de onda a partir de la cual el modo LP11 se propaga en modo de fuga.

45 7. Fibra según una o más de las reivindicaciones precedentes cuyo núcleo central presenta un radio (r1) de entre 3.8 !m y 4.35 !m, y/o el núcleo central tiene una diferencia de índice (Ln1) con el revestimiento óptico comprendida entre 4.9 x 10-3 y 5.7 x 10-3.

8. Fibra según una o más de las reivindicaciones precedentes, en la que el revestimiento intermedio tiene un radio (r2) comprendido entre 8.5 !m y 9.7 μm.

9. Fibra según una o más de las reivindicaciones precedentes, en la que el canal deprimido tiene un radio (r3) comprendido entre 13.5 !m y 16 !m, y/o teniendo el canal deprimido una diferencia de índice (Ln3) con el revestimiento óptico comprendida entre -10.0 x 10.0-3 y -5.0 x 10-3.

10. Fibra según una o más de las reivindicaciones precedentes, que incluye adicionalmente una longitud de onda de dispersión cromática cero ZDW de entre 1300 nanometros y 1324 nanometros.

11. Fibra según una o más de las reivindicaciones precedentes, que incluye adicionalmente un valor de gradiente de dispersión cromática cero para la longitud de onda de dispersión cromática cero ZDS inferior a 0.092 ps/ (nm2·km) .

12. Caja óptica para recepción de al menos una porción de la fibra óptica según una o más de las reivindicaciones precedentes.

13. Caja óptica de acuerdo con la reivindicación 12, en la que la fibra presenta un radio de curvatura inferior a 15

milímetros, y en la que la fibra presenta, preferiblemente, un radio de curvatura de unos 5 milímetros. 10

14. Sistema de fibra óptica FTTH para abonados domésticos FTTH que comprende al menos una porción de fibra óptica según una o más de las reivindicaciones 1 a 11 precedentes.

Fig. 2 REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden 5 excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citado en la descripción

• EP 1845399 A [0010] [0013] • US 7356234 B [0077]

• EP 1785754 A [0010] • US 743365 A [0077]

• JP 1785754 A [0013] • US 20080152288 A1 [0077]

• US 7164835 B [0014] • US 999333 A [0077]

• US 20070147756 A [0014] • US 61101337 A [0077]

• US 986737 P [0075] • US 20070019915 A1 [0103]

• US 61041484 A, Overton [0075] • US 424112 A [0103]

• US 4838643 A [0077] • US 20080145010 A1 [0104]

• US 20070127878 A1 [0077] • US 14658808 A [0107]

• US 556895 A [0077] • US 20070263960 A [0114]

• US 20070280615 A1 [0077] • US 20009508 A [0114]

• US 697994 A [0077]

10 Bibliografía de patentes citada en la descripción

• W. Zheng et al. Measurement and System • S. Ramachandran et al. Measurement of Impact of Multipath Interference From Dispersion Multipath Interference in the Coherent Crosstalk Compensating Fiber Modules. IEEE Regime. IEEE Photonics Technology Letters, Transactions on Instrumentation 2003, vol. 15, 1171-1173 [0041] and Measurement, 2004, vol. 53, 15-23 [0041]