Fibra óptica de modo único con un área efectiva ampliada.

Fibra óptica de modo único que comprende:

- un núcleo central que tiene un radio r1 comprendido entre 4,

0 μm y 5,5 μm y una diferencia de índice positivo Δn1 con un revestimiento óptico exterior, comprendida entre 4,2x10-3 y 5,2x10-3;

- un primer revestimiento interior que tiene un radio r2, una anchura w2 definida por r2-r1, comprendida entre 0,5 μm y 1,5 μm y una diferencia de índice Δn2 con el revestimiento exterior, comprendida entre -2,0x10-3 y 1,0x10-3;

- un segundo revestimiento interior anular que tiene un radio r3, una anchura w3 definida como r3-r2, comprendida entre 0,9 μm y 1,6 μm y una diferencia de índice positiva Δn3, comprendida entre 1x10-3 y 5,0x10-3 con el revestimiento exterior;

teniendo dicha fibra óptica:

- un área efectiva a una longitud de onda de 1.550 nm que es superior o igual a 100 μm2,

- una longitud de onda de corte de cable menor de 1.260 nm;

- una longitud de onda de dispersión cromática nula, comprendida entre 1.300 nm y 1.324 nm;

- una pendiente de dispersión cromática menor de 0,092 ps/nm2-km para la longitud de onda de dispersión cromática nula.

Fibra óptica de modo único con un área efectiva ampliada

[0001] La presente invención se refiere al campo de transmisiones por fibra óptica, y más específicamente, una fibra de línea que tiene un área efectiva ampliada.

[0002] En fibras ópticas, el perfil de índice de refracción se clasifica generalmente de acuerdo con el aspecto de la gráfica de la función que asocia el índice de refracción con el radio de la fibra. De manera estándar, la distancia r al centro de la fibra se muestra en el eje x. En el eje y se muestra la diferencia entre el índice de refracción (para el radio r) y el índice de refracción del revestimiento de la fibra. Por lo tanto los términos "escalón", "trapecio", "triángulo" o alfa de índice de refracción, son utilizados para describir gráficas que tienen curvas con forma de escalón, trapecio, triángulo o de alfa respectivamente. Estas curvas son generalmente representativas del perfil teórico o establecido de la fibra, no obstante las restricciones de fabricación de la fibra pueden dar lugar a un perfil ligeramente diferente.

[0003] De manera estándar, una fibra óptica se compone de un núcleo óptico cuya función es transmitir y, opcionalmente, amplificar una señal óptica, y un revestimiento óptico cuya función es la de confinar la señal óptica dentro del núcleo. Para este fin, los índices de refracción del núcleo nc y del revestimiento ng son tales que nc > ng. Como es bien sabido, la propagación de una señal óptica en una fibra óptica de mono único, se puede dividir en un modo fundamental que es guiado en el núcleo, y en modos secundarios, que se guían sobre una cierta distancia del conjunto de núcleo-revestimiento, llamados modos de revestimiento.

[0004] De manera estándar, las fibras de índice en escalón, también llamadas SMF ("fibras de modo único") son utilizadas como fibras de línea para sistemas de transmisión por fibra óptica. Estas fibras ópticas tienen una dispersión cromática y una pendiente de dispersión cromática que cumplen con normas específicas de telecomunicaciones, así como valores normalizados de área efectiva y longitud de onda de corte.

[0005] En respuesta a la necesidad de compatibilidad entre los sistemas ópticos de diferentes fabricantes, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) ha definido una norma, referencia UIT-T G.652, con la que debe cumplir una fibra óptica de transmisión estándar, llamada SSMF (fibra de modo único estándar).

[0006] Entre otras, la norma G.652, recomienda en una fibra óptica de transmisión, para el diámetro de campo modal (MFD) a una longitud de onda de 1.310 nm, la gama de 8,6 a 9,5 pm [8,6; 9,5 gm]; un máximo de 1.260 nm para el valor de la longitud de onda de corte de cable; la gama de 1300 a 1324 nm [1.300; 1324 nm] para el valor de la longitud de onda de dispersión nula indicada como ZDW; un máximo de 0,092 ps/gm2-km para el valor de la pendiente de dispersión cromática para la ZDW. De manera estándar, la longitud de onda de corte de cable, se mide como la longitud de onda para la que la señal óptica ya no es de modo único tras propagarse sobre más de veintidós metros de fibra, tal como se define por subcomité 86A de la Comisión Electrotécnica Internacional en la norma IEC 60793- 1-44.

[0007] De manera conocida per se, un aumento del área efectiva en una fibra de transmisión contribuye a una reducción de los efectos no lineales en la fibra óptica. Una fibra óptica de transmisión que tiene un área efectiva ampliada, permite una transmisión a través de una distancia mayor y/o un aumento en los márgenes de funcionamiento del sistema de transmisión. Típicamente, una SSMF tiene un área efectiva Aeft del orden de 80 pm2.

[0008] Con el fin de aumentar el área efectiva de una fibra óptica de transmisión, se propuso producir perfiles de fibra con un núcleo ampliado y aplanado en comparación con una SSMF. Sin embargo, tal modificación de la forma del núcleo de la fibra óptica, conduce a un aumento en las pérdidas por micro-curvatura y a un aumento para la longitud de onda efectiva y de corte cable en la fibra óptica. De manera estándar, la longitud de onda de corte efectiva se mide como la longitud de onda para la que la señal óptica es de modo único tras propagarse a través de más de dos metros de fibra óptica, tal como se define por subcomité 86A de la IEC en la norma IEC 60793-1-44.

[0009] El documento US-A-6658190 describe fibras ópticas de transmisión con un área efectiva ampliada mayor de 110 pm2. Estas fibras ópticas tienen un núcleo muy ancho, de 1,5 a 2 veces mayor del de una SSMF, y una configuración con un revestimiento constante o poco profundamente deprimido. Con el fin de compensar el aumento de las pérdidas por micro-curvatura producidas por un aumento del área efectiva, este documento propone aumentar el diámetro de la fibra óptica (figura 29). Un aumento tal del diámetro de la fibra óptica, sin embargo, implica en aumento en el coste y conduce a problemas de cableado a causa de la incompatibilidad con las demás fibras ópticas. Además, este documento señala que la longitud de onda de corte, disminuye con la longitud de la fibra óptica bajo consideración (figura 5) y, en particular, que la fibra óptica alcanza un carácter de mono único tras 1 km de transmisión. Tal medición de la longitud de onda de corte, sin embargo, no cumple con las mediciones normalizadas citadas anteriormente. Las fibras ópticas descritas en este documento tienen longitudes de onda de corte de cable superiores a 1.260 nm y longitudes de onda de dispersión cromática nula Ao menores de 1.300 nm.

[0010] El documento US-B-6516123 describe fibras ópticas que tienen un área efectiva mayor que 100 gm2, a una longitud de onda de 1.550 nm. Las fibras ópticas tienen una longitud de onda de corte de cable que es mayor que

1.260 nm y por lo tanto fuera de la norma G.652.

[0011] El documento US-B-7076139 describe una fibra óptica que tiene un área efectiva de 120 pm2, a una longitud de onda de 1.550 nm. Sin embargo, esta fibra óptica tiene una longitud de onda de corte de cable superior a 1.260 nm, y una ZDW de alrededor de 1.280 nm, valores que, por tanto, no cumplen con la norma G.652.

[0012] El documento US-A-2005/0244120 describe un ejemplo de una fibra óptica con un área efectiva de 106 gm2, a una longitud de onda de 1.550 nm. Esta fibra óptica, sin embargo, tiene una longitud de onda de corte de 1.858 nm, muy por encima del límite impuesto por la norma G.652.

[0013] El documento EP-A-1477831, describe ejemplos de fibras ópticas que tienen un área efectiva mayor de 100 pm2, a una longitud de onda de 1.550 nm. El ejemplo de la figura 8 muestra una fibra óptica que tiene una longitud de onda de corte inferior o igual a 1.270 nm, pero con una ZDW de 1.295 nm (valor calculado a partir del perfil de fibra) es decir, fuera de la norma G.652.

[0014] El documento US-B-6.483.975 describe una fibra óptica que tiene un área efectiva mayor de 100 pm2, para una longitud de onda de 1.550 nm. Sin embargo, los valores de longitud de onda de corte de esta fibra óptica son demasiado altos para cumplir con la norma G.652.

[0015] El documento EP-A-1978383 describe fibras ópticas que tienen un área efectiva mayor de 120 pm2, pero una longitud de onda de corte más alta de1.260 nm, una longitud de onda de dispersión cromática nula, así como una pendiente de dispersión cromática para la longitud de onda de dispersión cromática nula que no cumplen la norma G.652.

[0016] Ninguno de los documentos de la técnica anterior identificados, describe una fibra óptica que tenga un área efectiva mayor de 100 pm2 a una longitud de onda de 1.550 nm, y que cumplan las restricciones de la norma G.652.

[0017] Por tanto, existe necesidad de una fibra óptica de transmisión que tenga un área efectiva ampliada, mayor que o igual a 100 pm2 a una longitud de onda de 1.550 nm, y que tenga una longitud de onda de corte de cable inferior o igual a 1.260 nm, una longitud de onda de dispersión cromática nula comprendida entre 1.300 nm y 1.324 nm, y una pendiente de dispersión cromática para la longitud de onda de dispersión cromática nula menor de 0,092 ps/nm2-km; es decir, una fibra óptica que tenga un área ampliada y que cumpla con las restricciones de la norma G.652, con excepción del diámetro de campo modal.

[0018] Para este fin, la invención propone un perfil de fibra que comprende un núcleo central, un primer revestimiento interior, un segundo revestimiento interior y un revestimiento óptico exterior; donde el núcleo central, y los primer y segundo revestimientos internos de la fibra óptica se han optimizado simultáneamente para ampliar el área efectiva de la fibra óptica,... [Seguir leyendo]

1. Fibra óptica de modo único que comprende:

- un núcleo central que tiene un radio n comprendido entre 4,0 pm y 5,5 gm y una diferencia de índice positivo Am con un revestimiento óptico exterior, comprendida entre 4,2x10'3 y 5,2x10 ,

- un primer revestimiento interior que tiene un radio r2, una anchura W2 definida por r2-n, comprendida entre 0,5 pm y 1,5 pm y una diferencia de índice An2 con el revestimiento exterior, comprendida entre -2,0x10'3 y 1,0x10"3;

- un segundo revestimiento interior anular que tiene un radio r3, una anchura w3 definida como r3-r2, comprendida entre 0,9 pm y 1,6 pm y una diferencia de índice positiva An3, comprendida entre 1x10"3 y 5,0x10'3 con el revestimiento exterior;

teniendo dicha fibra óptica:

- un área efectiva a una longitud de onda de 1.550 nm que es superior o igual a 100 pm2,

- una longitud de onda de corte de cable menor de 1.260 nm;

- una longitud de onda de dispersión cromática nula, comprendida entre 1.300 nm y 1.324 nm;

- una pendiente de dispersión cromática menor de 0,092 ps/nm2-km para la longitud de onda de dispersión cromática nula.

2. Fibra óptica de modo único de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque para una longitud de onda de 1.625 nm, tiene pérdidas por curvatura inferiores o iguales a 0,05 dB/100vueltas para un radio de curvatura de 30

mm.

3. Fibra óptica de modo único de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque para una longitud de onda de 1.550 nm, tiene pérdidas por micro-curvatura tales que la relación entre las pérdidas por micro- curvatura de la fibra y las pérdidas por micro-curvatura de una fibra de modo único estándar SSMF sometida a solicitaciones idénticas, es menor que o igual a 2.