[实用新型]一种改进的具有大模场分布的非零色散位移单模光纤

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种为大容量、高速率、长距离传输系统而设计的非零色散位移单模光纤。该光纤具有改进的低非线性效应特性，即大的模场分布(有效面积)，优化色度色散和较低的色散斜率，同时具有偏振模色散低、低损耗和优异的抗弯曲性能，与光纤熔接时具有低熔接损耗等优点，适用于大容量、高速率、长距离的密集波分复用DWDM系统传输，大的有效面积有利于减少非线性效应，低的色散斜率有利于对色散进行全面的管理，满足C+L与S+C+L波段的长距离的传输。

背景技术

随着光纤通信技术的发展，特别是光纤放大器和波分复用技术的成熟应用，制约光纤通信的已经不再是光纤的损耗，全球信息化的迅猛发展需要大容量、高速率光纤通信系统，从技术和经济上考虑，光纤通信技术发展主要有2个方向，一为提高波分复用单信道的传输速率，二为增加波分复用的信道数量和增加工作波段，因此大容量、高速率、长距离传输系统对光纤的特性和发展提出新的需求，目前对于波分复用技术而言，制约光纤传输容量和距离的主要因素为非线性效应、色散和光信噪比(光信噪比的英文简称为OSNR)。

在DWDM系统中，随着容量的增加，波长间隔随之不断减少，各波长之间的光非线性效应(包括四波混频、自相位调制、交叉相位调制等)限制了光传输的容量与距离。系统要求的光信噪比随着单信道的速率提高而成正比增加，因此要求更高的信号光功率，这使得光纤非线性效应更趋严重。而由于波分复用信道波段的扩展，色散斜率造成长、短波长边缘信道的色散积累不平衡，如果这种色散积累不平衡得不到很好的补偿，会显著缩短系统的再生中继距离，这使得色散管理更加复杂，增加了系统色散补偿成本。如对于40Gbit/s系统，每个信道的带宽达到80GHz近0.8nm，色散斜率对每个信道内各频率分量的影响变得显著，要求接近100％的色散斜率补偿效率，这就要求光纤的相对色散斜率(光纤的相对色散斜率英文简称RDS)尽量小，其最有效的方法是降低色散斜率并适当增大色度色散。解决这些问题的有效途径就是不断创新光纤技术，开发具有低非线性效应和色散优化的新光纤。

为了抑制DWDM系统中非线性的影响，在传输波段需要适当的色散值并降低光功率密度，人们在色散位移光纤的基础上开发了非零色散位移光纤以及大有效面积非零色散位移光纤。目前已经公布了一系列的这类光纤的设计和生产专利(申请)方案。适用于C+L波段的光纤，如98121639.0号中国实用新型专利申请(公开号为CN1220402A)公布的一种大有效面积非零色散位移光纤和制造方法，其典型色散斜率为0.09ps/(nm²·km)，有效面积在80um²以上，1550nm损耗典型值为0.205dB/km；如专利号为03125210.9、授权公告号为CN1219227C的中国实用新型专利公开的一种正非零色散位移光纤，设计8个纤芯分层，1550nm色散斜率减小到0.085ps/(nm²·km)，有效面积调整为70um²以上；如00806764.3号中国实用新型专利申请(公开号为CN1348548A)公布的中心凹陷纤芯结构的光纤，光纤有效面积约70um²，色散斜率为0.09-0.08ps/(nm²·km)；等等。US2002/0154876A1号美国专利申请公布的一种抛物线分布纤芯结构光纤，有效面积大于90um²，但是1550nm的色散过大，为14-20ps/(nm·km)；美国US6459839B1号专利公布的具有梯形和纤芯凹陷的大有效面积光纤，有效面积达100um²以上，色散斜率为0.08；美国US6396987B1号专利公布的一种光纤，光纤芯层折射率采用梯形和中心下陷阶跃型的分布，其色散斜率小于0.07ps/(nm²·km)，但有效面积达只到60um²；中国00802639.4号专利申请(公开号为CN1337010A)公布的一种阶跃型折射率分布光纤，色散斜率约0.09ps/(nm²·km)，1550nm的色散在7—15ps/(nm·km)，有效面积达到60-150um²；中国03119080.4号专利申请(公开号为CN1450369A)公布的中芯下陷环形纤芯结构的光纤，光纤有效面积大于95um²，色散斜率小于0.065ps/(nm²·km)；均可用于S+C+L波段，但是光纤的熔接附加损耗高。