[发明专利]多芯光纤、多芯光纤缆线和多芯光纤传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及多芯光纤、多芯光纤缆线和多芯光纤传输系统。

背景技术

使用芯部加捻(core twisting)技术来减少光纤内的偏振模色散(PMD)，光纤构造用于以限制状态在沿预定轴线延伸的芯部内传输光。例如，专利文献1示出了如下的构造：在单芯光纤的光纤拉制过程中，捻制(或旋转)处于熔融状态的玻璃以将由芯部的非圆性或非圆对称性产生的残余应力的影响随机化，以使得在任何特定方向上均不存在偏差，从而减少光纤自身产生的PMD。专利文献2示出了如下的构造：玻璃固化后，捻制单芯光纤以将由诸如光纤弯曲、侧向压力等光纤外部因素产生的PMD减少。

同样也有涉及多芯光纤的芯部加捻技术的研究。例如，非专利文献1表明了在通过减少芯部之间的串扰来抑制信号间干涉的非耦合型多芯光纤中，串扰的幅值(统计平均值)至少与光纤的捻度无关。此外，非专利文献2示出了如下仿真结果：该结果指示了当精确控制每单位长度加捻率(twist rate)并以大约100转/m的恒定短节距对光纤加捻时，非耦合型多芯光纤的芯部间串扰的显著降低的可能性。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利No.2981088

专利文献2：国际公开WO2009/107667

非专利文献

非专利文献1：T.Hayashi等人,“Crosstalk Variation of Multi-Core Fibre due to Fibre Bend(由于光纤弯曲造成的多芯光纤的串扰变化),”ECOC2010,We.8.F.6

非专利文献2：J.M.Fini等人,“Crosstalk in multicore fibers with randomness:gradual drift vs.short-length variations(具有随机性的多芯光纤中的串扰：逐渐漂移对短距离变化),”Optics Express,vol.20,no.20,pp.949-959

非专利文献3：R.Ryf等人,“Space-division Multiplexed Transmission over 4200-km 3-Core Microstructured Fiber(在4200km的3芯微结构光纤上的空分复用传输,”OFC/NFoEC2012paper PDP5C.2,March 8,2012

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的发明人调查了常规的多芯光纤并发现了以下问题。具体地说，近年来，利用MIMO(多输入多输出)技术补偿空间模之间的串扰的空分复用传输技术已得到应用。然而，空分复用传输技术存在如下问题：因为空间模之间存在大的差分群延迟(空间模间DGD)，利用MIMO技术进行串扰补偿的计算(MIMO计算)负荷大。非专利文献3描述了利用耦合多芯光纤(芯部间具有高串扰的多芯光纤)传输信号并通过MIMO技术将因串扰混合的各个芯部的信号多路分用及解码的技术。

与之相比，已知的是在空分复用传输中应用的耦合多芯光纤中，通过加强对各芯部的光的限制或增加芯部节距减少了超模间的DGD，然而对个体芯部的空间模之间的DGD(芯部间DGD)的研究并不总是充分的，因此也没有对芯部加捻(旋转或加捻)对芯部间DGD的影响进行过很好的研究；因此难以选择优选的多芯光纤用于MIMO技术。

本发明为了解决上述问题而完成，并且本发明旨在提供能够有效利用MIMO技术进行计算的多芯光纤、多芯光纤缆线和多芯光纤传输系统。

解决问题的方案

作为第一方面，根据本发明的实施例的多芯光纤包括：多个芯部，每个所述芯部均沿预定轴线(沿所述多芯光纤的纵向延伸的轴线)延伸并排列在垂直于所述预定轴线的横截面上；以及包层区域，其一体地围绕每个所述芯部，所述多个芯部围绕所述预定轴线呈螺旋形状旋转。当所述多芯光纤的每单位长度上所述芯部的旋转角度的绝对值沿所述多芯光纤的纵向的平均值定义为平均加捻率γ(rad/m)，各所述芯部的中心之间的最短距离为Λ(m)，每个所述芯部中基模的群折射率为n_g，使用中的所述多芯光纤的弯曲半径定义为使用中弯曲半径R(m)，真空中的光速为c(m/s)并且圆周长对直径的比为π时，根据第一方面的该多芯光纤满足下面定义的第一条件到第三条件中的至少任一个条件并满足下面定义的第四条件和第五条件中的至少任一个条件。