[发明专利]数据通信电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括多个玻璃光纤的数据通信电缆，这些玻璃光纤是并排布置的。本发明还涉及氟掺杂渐变型多模玻璃光纤在数据通信电缆中的应用，以及数据通信电缆在数据通信系统中的应用。

背景技术

数据通信电缆(即光纤带)的特殊类型例如可以从本发明人名下的欧洲专利申请No.1279983中得知。通过使用在基体材料中彼此并行布置的多个玻璃光纤来获得玻璃光纤带。通过将多个玻璃光纤嵌入在普通的基体材料中来形成光纤带，该基体材料中的每个光纤被嵌入在UV固化树脂(例如UV丙烯酸盐)的单层涂层或多层涂层中。通过在基体材料中以平坦配置并排布置如此涂覆的玻璃光纤来获得光纤带。已经从所谓的玻璃预制件中获得本发明所涉及的玻璃光纤，其中在合适的拉丝塔中对该预制件进行加热以便获得预期的玻璃纤维。

光纤带用于采用了高数据速度的数据通信应用。通过采用相应较低的速度在多个玻璃光纤上进行并行传输来获得相当高的数据速度。然而，在这种情形，会产生针对每个光纤的延迟时间，这可能会导致各光纤通道之间的信号到达时间差。这会导致不同玻璃光纤上的光脉冲之间的展宽，实践中将这种现象称为“偏移(Skew)”。偏移是光纤带中的通道之间的信号传播时间的最大差。偏移是确定同步并行数据传输的最大速度中的重要因素。

实践中，例如通过在并行传输通道末端处的接收机中使用特殊的电子元件来补偿偏移。所产生的延迟时间差归因于不同的玻璃光纤的差异，并且归因于每个单独光纤的布线特性的差异，即光纤带的内部玻璃光纤和外部玻璃光纤之间的张力差。因此，对于光纤制造商，出售呈现针对每个光纤的最小延迟时间的玻璃光纤是可取的。

从美国专利No.5,768,460中，可以得知一种光纤带，其中通过从同一原始拉伸批次中选择用于光纤带中的玻璃光纤，可以将延迟时间最小化。所述美国专利还表明，可以通过在光纤带中使用加强元件来实现最小化的延迟时间，使得施加在玻璃光纤上的张力变得均匀。此外，所述美国专利还表明，包括抗静电材料的外部涂层设置将对用于光纤带中的玻璃光纤之间的延迟时间差的最小化产生有利的影响。

日本专利申请JP 2002/202446公开了一种光纤带，其中使用了如下玻璃光纤，该玻璃光纤两端处的折射率差不能超过0.01％，此后使用基体材料将这种玻璃光纤形成到光纤带中，该光纤带被认为表现出小于0.6ps/m的偏移值。

从日本专利申请JP2002/207144中，可以得知一种包括玻璃光纤的多模光纤带，该玻璃光纤表现出最多0.002的最大和最小数值孔径(NA)值之差。

此外，本发明人还发现，针对每个光纤的延迟时间差可能是多种影响造成的，从这个角度来说，可能涉及光纤的数值孔径(NA)、所用的传输系统波长范围以及差分模式延迟(DMD)。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种数据通信电缆，其中将该数据通信电缆中的通道之间的信号传播时间的最大差减小到最小值。

因此，如在前文中所提及的那样，本发明的特征在于将氟掺杂渐变型多模玻璃光纤类型的玻璃光纤用于数据通信电缆中。

玻璃光纤的NA差主要是由玻璃光纤的纤芯中心内的掺杂差异造成的。通过向玻璃光纤的纤芯添加一种或多种掺杂剂并通过使得所述掺杂剂的浓度根据半径而变化，在玻璃光纤中获得渐变型折射率分布。通过将氟用作掺杂剂，使得可以制造纤芯中心内的掺杂剂浓度几乎为零的渐变型玻璃光纤。这种光纤表现出非常小的NA容限。可以认为这种玻璃光纤的纤芯中心包括几乎为“纯”的石英玻璃。

使用这种类型的多模玻璃光纤，本发明人已经发现，NA容限不再对低阶模系(lower-order mode group)的延迟时间产生不利影响，其原因在于所述模系主要是在光纤纤芯中心内传播的。因此，可以开发出一种数据通信电缆并将其用于数据通信系统中，其中将该数据通信电缆中的通道之间的信号传播时间的最大差减小到最小值。

本发明还涉及玻璃光纤在数据通信系统中的应用，在该玻璃光纤中，氟掺杂渐变型多模玻璃光纤在光导纤芯中心内的氟含量几乎为零。在这种数据通信系统中，将光纤纤芯的折射率分布构造为使得纤芯中心内的氟含量几乎为零，所述氟含量优选地等于零。

本发明还涉及这种氟掺杂渐变型多模玻璃光纤在数据通信电缆中的应用，其中该氟掺杂渐变型多模玻璃光纤在纤芯中心内的氟含量几乎为零。

使用根据本发明的氟掺杂渐变型多模玻璃光纤，能够将这种光纤带中的光信号的延迟时间差减小为小于0.5ps/m的值。特别期望的是，通过并排布置的，即嵌入聚合材料(特别是光纤带)中的两个或更多玻璃光纤而发生并行传输。