Fibra óptica para redes de distribución al hogar.

Fibra óptica (10) que tiene un núcleo (14), un revestimiento (12) y un perfil de índice de refracción simple Δ

n(r),donde Δn(r) se refiere a la diferencia del índice de refracción entre el núcleo (14) y el revestimiento (12) como unafunción de la distancia radial r desde el eje longitudinal de la fibra óptica (10), estando dicha fibra óptica (10)adaptada para proporcionar una propagación de un solo modo en longitudes de onda mayores queaproximadamente 1260 nm,

en la que:

- el perfil de índice de refracción simple Δn(r) es del tipo beta que comprende una porción central que tieneun patrón del tipo super-gaussiano; una cola de difusión externa y, cuando la fibra óptica (10) se producecon un procedimiento de "deposición de vapor exterior" (OVD), una pequeña disminución en el centro delnúcleo (14);

- la semi-área subtendida por la perfil del índice de refracción beta Δn(r) es mayor de 0,017 Δn*μm paraproporcionar pérdidas de macro-flexión a 1550 nm que son menores que aproximadamente 0,5 dB despuésde 100 vueltas sobre un mandril que tiene un diámetro de 60 mm, en el que la semi-área subtendida por elperfil del índice de refracción beta es un área determinada por la integración de Δn(r) con la variable rdesde cero a un valor radial correspondiente a una porción de revestimiento; caracterizada porque

- la fibra óptica está adaptada para proporcionar una propagación de pocos modos en aproximadamente850 nm y tiene un valor de frecuencia normalizada V a 850 nm comprendido entre aproximadamente 2,85 y3,95 para proporcionar un retardo intermodal Δγa 850 nm que es menor o igual a aproximadamente 1ns/km.

Fibra óptica para redes de distribución al hogar

La presente invención se refiere a una red de distribución de señal desde un punto de ramificación común a una pluralidad de equipos de usuario, que comprende una unidad de distribución y una pluralidad de cables de fibra óptica.

La presente invención también se refiere a un cable de fibra óptica y a una fibra óptica adaptada para ser utilizada en una red de distribución de señal.

Actualmente, en el campo de las telecomunicaciones, la tecnología óptica se utiliza principalmente para la transmisión a larga distancia de señales ópticas utilizando las propiedades conocidas de la banda ancha proporcionadas por fibras ópticas. Por el contrario, la tecnología más utilizada para la distribución de señales a una pluralidad de usuarios (tales como, por ejemplo, señales de televisión y/o analógicas y/o digitales de teléfono) y para transmitir datos digitales entre equipos electrónicos (tales como, por ejemplo, los ordenadores personales de una red LAN) hace uso de cables eléctricos, tales como, por ejemplo, cables coaxiales o aquellos que consisten en pares de cobre.

Sin embargo, los cables eléctricos tienen una banda relativamente estrecha, y se están convirtiendo en un cuello de botella respecto a la banda de señal a transmitir. Además, presentan problemas de interferencias electromagnéticas, de adaptación de impedancia, y de que son difíciles de introducirse en los conductos para cables especiales de un edificio, ya que son rígidos. Además, al ser voluminosos, reducen significativamente el número de cables que se pueden insertar en un conducto para cables. Además, debido a los requisitos de seguridad eléctrica, requieren la disposición de conductos para cables separados de los utilizados para la distribución de energía eléctrica.

Así, la investigación se orienta hacia la posibilidad de utilizar la fibra óptica no sólo en la transmisión a larga distancia de señales, sino también en las redes de distribución de señal de un punto de ramificación común a una pluralidad de usuarios. De hecho, los cables de fibra óptica son adecuados para ser insertados en los conductos para cables especiales de un edificio, ya que no son demasiado voluminosos, sino que son ligeros, flexibles, y libres de interferencias electromagnéticas. Además, son adecuados para ser insertados en los mismos conductos para cables que se utilizan para la distribución de energía eléctrica. Además, las fibras ópticas tienen potencialmente una banda muy ancha, valores de atenuación bajos, y son transparentes a la velocidad de bits, al formato y al código de transmisión.

Además, entre los diversos tipos de fibras ópticas, las fibras ópticas de un solo modo convencionales son más preferibles que las múltiples modos, ya que son en sí menos costosas, con pérdidas de absorción inferiores, están adaptadas para ser utilizadas para una transmisión multiplexada de división de longitud de onda (WDM) y tienen una banda más ancha.

Típicamente, de acuerdo con el estándar ITU-T G652, fibras ópticas convencionales de un solo modo tienen una longitud de onda de corte comprendida entre 1100 y 1280 nm, y se usan con fuentes láser y detectores que operan a aproximadamente 1300 y/o 1550 nm para el propósito de permitir una transmisión en la segunda o tercera ventana de transmisión de fibra óptica y una propagación de un solo modo (a una longitud de onda de señal superior a la longitud de onda de corte) .

Sin embargo, debido al coste relativamente alto de los componentes optoelectrónicos y ópticos (tales como, por ejemplo, fuentes ópticas y detectores) que operan a aproximadamente 1300 y/o 1550 nm, las redes de distribución que comprenden fibras ópticas de un solo modo convencionales que operan en condiciones de propagación de un solo modo no son muy competitivas respecto a las redes convencionales que utilizan cables eléctricos.

Así, aunque las fibras ópticas convencionales de un solo modo presentan varias ventajas, su uso en redes de distribución de señales a una pluralidad de usuarios ha sido muy limitado hasta ahora.

Con el propósito de superar dichas desventajas, se ha propuesto implementar líneas de transmisión de señal con fibras ópticas convencionales de un solo modo como 1300 y fuentes láser y detectores que funcionan a aproximadamente 800 nm, es decir, con fibras ópticas que operan en condición de propagación de modo múltiple [G.A. Bogert ("Signal transmission with optical carriers in multimode range of single-mode fibres", Electronics Letters, enero de 1987, vol. 23, Nº 2, páginas 71-73) ; F.J. Gillham et al. ("Single mode fiber optic transceiver using short wavelength active devices in long wavelength fiber" Fiber Networking and telecommunications, 1989, vol. 1179, páginas 26-33) ; V.C.Y. So et al. ("Multiple wavelength bidirectional transmission for subscriber loop applications", Electronics Letters, enero de 1989, vol. 25, Nº 1, páginas 16-19) y Ko-ichi Suto et al. ("0.78-μm digital transmission characteristics using 1.3-μm optimized single-mode fiber for subscriber loop", Electronics and Communications in Japan, parte 1, 1992, vol. 75, N° 2, páginas 38-47) ].

De hecho, dichas líneas que permiten la explotación de las ventajas anteriores de las fibras ópticas de un solo modo

y que, al mismo tiempo, reducen los costes como fuentes láser y detectores que operan a aproximadamente 800 nm son mucho menos costosas que las que operan en aproximadamente 1300 ó 1550 nm.

Sin embargo, cuando se utiliza en condiciones de propagación de múltiples modos, las fibras ópticas exhiben el fenómeno conocido de dispersión intermodal, según el cual dos modos de propagación diferentes (por ejemplo, el modo fundamental LP01 y el modo de primer orden superior LP11) viajan a velocidades de grupo diferentes, lo que causa un ensanchamiento temporal de un impulso óptico que se propaga en la fibra.

En una línea de transmisión de fibra óptica que opera en condiciones de propagación de múltiples modos, por lo tanto, la dispersión intermodal limita la velocidad máxima de transmisión de datos (es decir, la velocidad de bits) o la longitud máxima de la línea.

Algunos procedimientos se han propuesto con el propósito de reducir el fenómeno de dispersión intermodal.

M. Romeiser et al. ("Sources and systems: 800 nm transmission on 1300 nm SM fiber", FOC/LAN '87 y MFOC OESTE, pág. 388-3891) ; M. Stern et al. ("Three-channel, highspeed transmission over 8 Km installed, 1300 nm optimised single-mode fibre using 800 nm CD laser and 1300/1500 nm LED transmitters", Electronics Letters, febrero de 1988, vol. 24, N° 3, páginas 176-177) ; JL McNaughton et al. ("A compact-disc laser system for video single-mode fiber distribution in the subscriber loop", FOC/LAN 88, páginas 231-233) ; M. Stern et al. ("Short-wavelengthtransmission on 1300 nm optimized single-mode fiber ", Ingeniería Óptica, octubre de 1988, vol. 27, N° 10, páginas 901-908) y H. Jorring ("Design of optical fibre for single-mode transmission at 800 nm ", E-FOC/LAN 91, páginas 105-108) describen un sistema de transmisión local que comprende una fibra óptica monomodo convencional a 1300 nm, una fuente de láser (por ejemplo, un láser para disco compacto o CD) con emisión a 800/850 nm y un filtro modal para la eliminación de modos de orden superior.

KAH van Leeuwen et al. ("Measurement of higher-order mode attenuation in single-mode fibers: effective cutoff wavelength", Optics Letters, 06 1984, vol. 9, Nº 6, páginas 252-254) dicen que un sistema de comunicación por fibra óptica de un solo modo puede operar por debajo de la longitud de onda de corte teórico del modo LP11 si la atenuación de la luz transmitida en el modo LP11 es suficientemente alta para reducir los efectos del ruido modal y de la dispersión intermodal. Para este propósito, los autores introducen un procedimiento para determinar un coeficiente de atenuación en función de la longitud de onda de modo LP11 en una fibra óptica de modo único.

K. Kitayama et al. ("Experimental verification of modal dispersion free characteristics in a two-mode optical fiber", IEEE Journal of Quantum Electronics, enero de 1979, vol. QE-15, N° 1, páginas 6-8) divulgan los resultados de los cálculos teóricos y las medidas experimentales adaptados para determinar el retardo de grupo de los modos LP01 y LP11 en una fibra óptica de índice de paso a lo largo de una región de longitud de onda en la que la fibra óptica sólo guía dos modos. Los resultados obtenidos muestran que existe una longitud de onda en la que coinciden los retrasos de grupo de los dos modos.

La patente US 4 955 014 propone un sistema de comunicación de ondas de... [Seguir leyendo]

1. Fibra óptica (10) que tiene un núcleo (14) , un revestimiento (12) y un perfil de índice de refracción simple Δn (r) , donde Δn (r) se refiere a la diferencia del índice de refracción entre el núcleo (14) y el revestimiento (12) como una función de la distancia radial r desde el eje longitudinal de la fibra óptica (10) , estando dicha fibra óptica (10) adaptada para proporcionar una propagación de un solo modo en longitudes de onda mayores que aproximadamente 1260 nm,

en la que:

-el perfil de índice de refracción simple Δn (r) es del tipo beta que comprende una porción central que tiene un patrón del tipo super-gaussiano; una cola de difusión externa y, cuando la fibra óptica (10) se produce con un procedimiento de “deposición de vapor exterior" (OVD) , una pequeña disminución en el centro del núcleo (14) ;

-la semi-área subtendida por la perfil del índice de refracción beta Δn (r) es mayor de 0, 017 Δn*μm para proporcionar pérdidas de macro-flexión a 1550 nm que son menores que aproximadamente 0, 5 dB después de 100 vueltas sobre un mandril que tiene un diámetro de 60 mm, en el que la semi-área subtendida por el perfil del índice de refracción beta es un área determinada por la integración de Δn (r) con la variable r desde cero a un valor radial correspondiente a una porción de revestimiento; caracterizada porque

-la fibra óptica está adaptada para proporcionar una propagación de pocos modos en aproximadamente 850 nm y tiene un valor de frecuencia normalizada V a 850 nm comprendido entre aproximadamente 2, 85 y 3, 95 para proporcionar un retardo intermodal Δτ a 850 nm que es menor o igual a aproximadamente 1 ns/km.

2. Fibra óptica (10) según la reivindicación 1, caracterizada porque tiene un valor de dispersión cromática a 1550 nm menor o igual que uno de los siguientes valores 20, 19, 18, 17 y 16 ps/ (nm*km) .

3. Fibra óptica (10) según la reivindicación 1, caracterizada porque tiene un valor de dispersión cromática a 1550 nm menor o igual que 15, 4 ps/ (nm*km) .

4. Fibra óptica (10) según la reivindicación 1, en la que el retardo intermodal Δτ a 850 nm es menor que aproximadamente 0, 5 ns/km.

5. Fibra óptica (10) según la reivindicación 4, en la que el retardo intermodal Δτ a 850 nm es inferior a aproximadamente 0, 05 ns/km.

6. Fibra óptica (10) según la reivindicación 1, en la que las pérdidas de macro-flexión a 1550 nm después de 100 vueltas sobre un mandril que tiene un diámetro de 60 mm son menores que aproximadamente 0, 2 dB.

7. Fibra óptica (10) según la reivindicación 1, en la que las pérdidas de micro-flexión a 1550 nm de las fibras ópticas

(10) son inferiores a aproximadamente 15 [ (dB/km) / (g/mm) ].

8. Fibra óptica (10) según la reivindicación 7, en la que las pérdidas de micro-flexión a 1550 nm de las fibras ópticas (10) son inferiores a aproximadamente 10