Оптическое волокно с дисперсионным смещением

Оптическое волокно с дисперсионным смещением

Реферат

 

Изобретение используется в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС). По первому варианту одномодовое оптическое волокно содержит центральную часть сердцевины, ступенчатую часть сердцевины вокруг центральной, показатель преломления которой меньше, чем у центральной части сердцевины, и расположенную вокруг ступенчатой части сердцевины оболочку с показателем преломления меньшим, чем у ступенчатой части сердцевины. По второму варианту одномодовое оптическое волокно содержит центральную часть сердцевины, периферическую часть сердцевины вокруг центральной, показатель преломления которой больше, чем у центральной части сердцевины, и расположенную вокруг ступенчатой части сердцевины оболочку с показателем преломления меньшим, чем у ступенчатой части сердцевины. В диапазоне длин волн 1490-1625 нм хроматическая дисперсия волокна составляет 7 - 15 пс/(кмнм), эффективная площадь сердцевины равна 60-150 мкм², наклон дисперсии не более 0,09 пс/(кмнм²). Потери на изгиб 100 дб/м или менее. Оптическая линия связи содержит оптическое волокно с дисперсионным смещением и волокно с компенсацией дисперсии, компенсирующее наклон дисперсионной кривой и хроматическую дисперсию оптического волокна с дисперсионным смещением. 3 с. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил., 6 табл.

Область техники Настоящее изобретение относится к оптическому волокну с дисперсионным смещением и предусматривает использование его одного или в сочетании с оптическим волокном с компенсацией дисперсии и тому подобное на линии передачи в оптической системе связи, в которой используются оптические волокна одного, двух или более типов, а также предусматривает использование для передачи световых сигналов высокой мощности и для осуществления передач с мультиплексированием по длине волны в оптической системе связи вышеупомянутых типов.

Уровень техники Длина волны, на которой передача в оптических волокнах на основе кварца происходит с наименьшими потерями, составляет около 1,55 мкм, и обычно этот диапазон длин волны используют для передач на большие расстояния. В данном случае, в качестве линии передачи (т.е. оптического волокна) обычно используют волокно с дисперсионным смещением (ВДС), которое сконструировано так, что в диапазоне длин волны вблизи 1,55 мкм значения хроматической дисперсии малы по абсолютной величине.

Кроме того, в последние годы, в связи с необходимостью наращивать объемы оптической связи, появились оптические системы связи, в которых осуществляется мультиплексирование сигналов с разделением по длине волны (МДР) и используются сигналы высокой мощности за счет применения оптических усилителей типа оптоволоконных усилителей, легированных эрбием (ОВУЛЭ). В этом случае, благодаря высокой интенсивности оптической мощности, передаваемой по волокну, ухудшением качества передачи вследствие нелинейных оптических эффектов можно пренебречь.

Кроме того, в традиционных оптических системах связи используется диапазон длин волны примерно от 1530 до 1570 нм, однако, последние исследования привели к дальнейшему увеличению объема передачи в системах с мультиплексированием передачи по длине волны. Например, разработаны устройства, работающие в диапазоне от 1570 до 1625 нм, а также опубликованы результаты исследований, касающихся диапазона длин волны от 1490 до 1530 нм. В настоящее время эти диапазоны длин волны, которые фактически используются или еще исследуются, обычно называют следующим образом. А именно, диапазон от 1490 до 1530 нм называют S-диапазоном; диапазон от 1530 до 1570 нм называют С-диапазоном и диапазон от 1570 до 1630 нм называют L-диапазоном. На практике используемый диапазон длин волны (рабочий диапазон длин волны) для системы оптической связи можно соответствующим образом выделить из диапазона от 1490 до 1625 нм.

Нелинейный оптический эффект линии передачи оценивают с использованием нелинейной константы, выражаемой как n2/Aeff. Где n2 - это нелинейный показатель преломления оптического волокна, a Aeff - эффективное сечение сердцевины (эффективное cечение) оптического волокна.

Для снижения нелинейного эффекта необходимо снизить нелинейную константу n2/Aeff. Поскольку n2 не изменяется в значительных пределах, когда материал уже выбран, усилия по снижению нелинейной константы, обычно, предпринимают в направлении увеличения Aeff.

Авторы настоящего изобретения предложили, например, в японской патентной заявке, не прошедшей экспертизу, первая публикация (JP-A) 10-62640, 10-2932225 и др. , волокно с дисперсионным смещением, эффективное сечение которого значительно больше, чем у традиционного волокна с дисперсионным смещением, в качестве волокна с дисперсионным смещением, предназначенного для систем дальней связи и передач с мультиплексированием по длине волны.

В JP-A 11-119045 также предложено волокно с дисперсионным смещением, в котором, вместо увеличения эффективного сечения, основной упор делается на уменьшение наклона дисперсионной кривой.

Наклон дисперсионной кривой выражает зависимость значения хроматической дисперсии от длины волны и является градиентом кривой хроматической дисперсии, при построении которой по горизонтальной оси откладывают значения длины волны, а по вертикальной оси откладывают значения хроматической дисперсии. Применительно к передачам с мультиплексированием по длине волны, чем большим наклоном дисперсионной кривой характеризуется линия передачи, тем больше разность значений хроматической дисперсии для любых двух длин волны, тем менее направленной становится передача и тем больше ухудшаются характеристики передачи в целом.

Кроме того, было предложено волокно, именуемое ВННДС (волокно с ненулевым дисперсионным смещением). В ВННДС, ввиду того, что при нулевом значении хроматической дисперсии создаются условия для четырехволнового смешения, которое является одним из нелинейных эффектов, значения хроматической дисперсии устанавливают, хотя и малыми по абсолютной величине, но не равными нулю.

На фиг.5А-5С показаны примеры конфигураций распределения показателя преломления (т.е. профиля показателя преломления), используемых в ВННДС и традиционно предлагаемых волокнах с дисперсионным смещением.

На фиг.5А показан пример профиля показателя преломления типа сердцевины двойной формы (ступенчатого типа). Сердцевина 4 состоит из центральной части 1 сердцевины и ступенчатой части 2 сердцевины, окружающей центральную часть 1 сердцевины и имеющей более низкий показатель преломления по сравнению с центральной частью 1 сердцевины. Кроме того, вокруг сердцевины 4 расположена оболочка 7, показатель преломления которой ниже, чем у ступенчатой части 2 сердцевины.

На фиг.5В показан пример профиля показателя преломления типа сегментированной сердцевины. Сердцевина 24 состоит из центральной части 21 сердцевины с высоким показателем преломления и промежуточной части 22 с низким показателем преломления, расположенной вокруг центральной части 21 сердцевины. Кроме того, вокруг промежуточной части 22 сердцевины расположена кольцевая часть 23 сердцевины, показатель преломления которой ниже, чем у центральной части 21 сердцевины, но выше, чем у промежуточной части 22 сердцевины. Кроме того, вокруг кольцевой части 23 сердцевины расположена оболочка 27, состоящая из первой оболочки 25, показатель преломления которой ниже, чем у промежуточной части 22, и второй оболочки 26, показатель преломления которой выше, чем у первой оболочки 25, но ниже, чем у промежуточной части 22.

На фиг. 5С показан пример профиля показателя преломления O-типа (т.е. выпуклого типа). Сердцевина 34 имеет двухслойную структуру и состоит из центральной части 31 сердцевины с низким показателем преломления и периферической части 32 сердцевины с высоким показателем преломления, расположенной вокруг центральной части 31 сердцевины. Трехслойная структура (содержащая оболочку 37) профиля показателя преломления образуется за счет размещения вокруг сердцевины 34 оболочки 37, показатель преломления которой ниже, чем у периферической части 32 сердцевины.

Традиционные волокна с дисперсионным смещением и им подобные, обладающие такими профилями показателя преломления, имеют преимущества в отношении конструкции системы, связанные со скоростью передачи и накопленной дисперсией (хроматической дисперсией, накопленной в процессе передачи) при передаче на дальние расстояния, ввиду малых значений хроматической дисперсии в используемом диапазоне длин волны (рабочем диапазоне длин волны).

Установив отрицательное значение хроматической дисперсии, можно построить систему, в которой сравнительно легко компенсировать значение хроматической дисперсии путем совместного использования обычного одномодового оптического волокна, рассчитанного на 1,3 мкм (1,3 ОМВ).

Одномодовое оптическое волокно на 1,3 мкм имеет длину волны нулевой дисперсии (т.е. длину волны, на которой значение хроматической дисперсии равно нулю), равную приблизительно 1,3 мкм, и до сих пор широко используется. В диапазоне вокруг 1,55 мкм оно характеризуется сравнительно высоким положительным значением хроматической дисперсии (например, чуть меньше 17 пс/(кмнм)). Это дает возможность снизить хроматическую дисперсию системы в целом путем присоединения одномодового оптического волокна на 1,3 мкм к выходному концу волокна с дисперсионным смещением, имеющего отрицательное значение хроматической дисперсии, и путем компенсации отрицательной хроматической дисперсии, накопленной в ходе передачи через волокно с дисперсионным смещением за счет положительной хроматической дисперсии одномодового оптического волокна на 1,3 мкм.

Однако, поскольку традиционно предлагаемые волокна с дисперсионным смещением и им подобные используют в качестве обычных линий передачи, они должны обладать малой хроматической дисперсией. Например, во многих случаях значение хроматической дисперсии на длинах волны, близких к 1550 нм, меньше или равно по абсолютной величине 6 пс/(кмнм), но при столь малом по абсолютной величине значении хроматической дисперсии возникают трудности в одновременном увеличении эффективного сечения и снижении наклона дисперсионной кривой.

Например, при попытке в достаточной степени увеличить эффективное сечение не удается в достаточной степени снизить наклон дисперсионной кривой, а при попытке значительного снижения наклона дисперсионной кривой не удается в достаточной степени увеличить эффективное сечение.

Однако, в последнее время, согласно, например, JP-A 6-11620, была предложена система, в которой используется волокно компенсации дисперсии (для обозначения которого ниже используется аббревиатура ВКД), и эта система отличается от тех, где используется вышеупомянутое волокно с дисперсионным смещением, имеющее низкую хроматическую дисперсию.

В этой системе передача осуществляется по волокну (передающему волокну), которое составляет основную часть линии передачи и в используемом диапазоне длин волны, характеризуется сравнительно высоким значением хроматической дисперсии, и к выходному концу передающего волокна присоединен сравнительно короткий отрезок ВКД.

Значение хроматической дисперсии этого ВКД отличается от значения хроматической дисперсии передающего волокна и по абсолютной величине значительно превышает значение хроматической дисперсии передающего волокна. Таким образом, используя на выходном конце передающего волокна, например, короткое ВКД, можно скомпенсировать хроматическую дисперсию, генерированную в передающем волокне на протяжении нескольких километров или более, и, таким образом, снизить значение хроматической дисперсии системы в целом.

В частности, если, например, значение хроматической дисперсии передающего волокна положительно, к его выходному концу подключают ВКД с большим по абсолютной величине отрицательным значением хроматической дисперсии.

Кроме того, было предложено волокно с компенсацией дисперсии, компенсирующее наклон дисперсионной кривой (именуемое ниже под аббревиатурой ВКДКН). Это ВКДКН отличается от передающего волокна не только хроматической дисперсией, но и наклоном дисперсионной кривой, что позволяет одновременно компенсировать хроматическую дисперсию и наклон дисперсионной кривой. ВКДКН имеет ту же область применения, что и ВКД, и его особенно предпочтительно использовать при осуществлении передач с мультиплексированием по длине волны.

На линии передачи, в которой совместно используются ВКДКН и вышеописанное передающее волокно, локальное увеличение значения хроматической дисперсии позволяет эффективно подавлять генерацию четырехволнового смешения, и, за счет достижения практически плоской кривой хроматической дисперсии по оптической системе в целом, эта линия передачи приобретает огромное преимущество в отношении потерь при передаче и в настоящее время активно разрабатывается.

В настоящее время в качестве передающего волокна в системах, где применяются ВКД или ВКДКН, обычно используют одномодовое оптическое волокно на 1,3 мкм.

На фиг. 5D показан типичный профиль показателя преломления одномодового оптического волокна на 1,3 мкм. Профиль показателя преломления однопикового типа образован сердцевиной 44 с однослойной структурой и оболочкой 47 с однослойной структурой, расположенной вокруг сердцевины 44.

Однако, если обычное одномодовое оптическое волокно на 1,3 мкм использовать в диапазоне 1,55 мкм, то, хотя и возможно получить эффективное сечение около 80 мкм² и наклон дисперсионной кривой около 0,06 пс/(нм²км), что описано выше, но значение хроматической дисперсии в этой области будет составлять около 17 пс/(кмнм), что довольно много. Поэтому, с учетом значения хроматической дисперсии, накопленного по мере распространения оптического сигнала, возникает проблема ограничения расстояния передачи.

Кроме того, вследствие больших потерь при передаче и малости эффективного сечения ВКД и ВКДКН по сравнению с обычным одномодовым оптическим волокном на 1,3 мкм, имеет место сильный нелинейный оптический эффект. Соответственно, возникает проблема ухудшения характеристик передачи для системы в целом по мере увеличения используемой длины.

Значение хроматической дисперсии одномодового оптического волокна на 1,3 мкм, имеющего профиль показателя преломления однопикового типа, можно уменьшить путем регулировки структурных параметров, например, диаметра сердцевины, разности относительных показателей преломления оболочки и сердцевины и т. п. Однако, при уменьшении значения хроматической дисперсии в пределах, обусловленных требованиями к линии передачи относительно потерь на изгибах, эффективное сечение оказывается чрезвычайно малым, что приводит к чрезмерному усилению нелинейных оптических эффектов. Это ограничивает применение одномодовых оптических волокон на 1,3 мкм с профилем показателя преломления однопикового типа в оптической системе связи, где используется световой сигнал высокой мощности.

Настоящее изобретение учитывает вышеупомянутые обстоятельства, и его задача состоит в обеспечении технологии, позволяющей добиться, по отдельности или совместно, снижения стоимости и повышения характеристик передачи оптической системы связи, где используются оптические волокна одного, двух или более типов.

В частности, задача настоящего изобретения состоит в предоставлении оптического волокна с дисперсионным смещением, позволяющего, например, решить вышеописанную проблему одновременного снижения наклона дисперсионной характеристики и увеличения эффективного сечения традиционного ВННДС и воспользоваться преимуществами традиционного ВННДС, связанными с низкой вероятностью возникновения четырехволнового смешения, а также позволяющего повысить характеристики передачи за счет подавления нелинейного оптического эффекта, за счет увеличения эффективного сечения, и достичь повышения характеристик передачи при осуществлении передач с мультиплексированием по длине волны за счет снижения наклона дисперсионной кривой.

Другая задача настоящего изобретения состоит в предоставлении оптического волокна с дисперсионным смещением, которое можно использовать в качестве передающего волокна вместо одномодового оптического волокна на 1,3 мкм, традиционно используемого в оптических системах, где применяются ВКД или ВКДКН, и которое обладает тем преимуществом, что его значение хроматической дисперсии меньше по абсолютной величине, чем у одномодового оптического волокна на 1,3 мкм, благодаря чему его хроматическую дисперсию можно скомпенсировать коротким ВКД или ВКДКН. Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить оптическое волокно с дисперсионным смещением, которое, обладая вышеупомянутыми характеристиками, кроме того, позволяет подавлять нелинейные оптические эффекты самого передающего волокна за счет большого эффективного сечения, и которое можно использовать при передачах с мультиплексированием по длине волны, благодаря малому наклону дисперсионной кривой.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в предоставлении оптического волокна с дисперсионным смещением, обладающего, по возможности, простой структурой, что обеспечивает снижение затрат на производство.

Раскрытие изобретения Согласно настоящему изобретению используется профиль показателя преломления типа двойной сердцевины или кольцевого типа (О-типа), применяемый в вышеописанных ВННДС или традиционном оптическом волокне с дисперсионным смещением. Согласно описанному выше, оптические волокна с дисперсионным смещением, обладающие этими профилями показателя преломления, были испытаны, главным образом, в отношении установления значения хроматической дисперсии в диапазоне 1550 нм, максимально близкого к нулю.

Авторы настоящего изобретения исходили из того, что подавление четырехволнового смешения, за счет более высокого значения хроматической дисперсии по сравнению с соответствующим значением для традиционного ВННДС, и возможность одновременного увеличения эффективного сечения и уменьшения наклона дисперсионной кривой были бы полезны в системах с мультиплексированием по длине волны. Они также исходят из того, что, при возможности получить оптическое волокно, значение хроматической дисперсии которого меньше, чем у одномодового оптического волокна на 1,3 мкм, используемого в системе с мультиплексированием по длине волны, работающей в диапазоне вокруг 1,55 мкм, в сочетании с ВКД или ВКДКН, можно было бы создать систему, предназначенную для еще более быстрых передач на более далекие расстояния. Кроме того, если бы эффективное сечение оптического волокна такого типа было больше, чем у одномодового оптического волокна на 1,3 мкм, то было бы возможно снизить нелинейный оптический эффект в большей степени, чем при использовании одномодового оптического волокна на 1,3 мкм.

Поэтому авторы настоящего изобретения провели исследования с конкретной целью получить малый наклон дисперсионной кривой и большую Aeff, что до сих пор не было достигнуто в традиционном оптическом волокне для передач, мультиплексированных по длине волны, путем установления значения хроматической дисперсии более высокого, чем у традиционного ВННДС, и более низкого, чем у одномодового оптического волокна на 1,3 мкм.

Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что в вышеописанном профиле показателя преломления можно получить одно из нижеприведенных 1) или 2) за счет установления значения хроматической дисперсии между 7 и 15 пс/(кмнм).

1. ВННДС, позволяющее одновременно уменьшить наклон дисперсионной кривой и увеличить эффективное сечение.

2. Оптическое волокно с дисперсионным смещением, эффективное сечение которого больше, чем у одномодового оптического волокна на 1,3 мкм.

В случае 1 имеется возможность одновременно добиться уменьшения наклона дисперсионной кривой и увеличения эффективного сечения, что невозможно для традиционного ВННДС. Кроме того, в этом оптическом волокне с дисперсионным смещением длина волны нулевой дисперсии смещается в сторону длин волны, более коротких, чем 1490 нм. Это дает возможность осуществлять передачу с мультиплексированием по длине волны, не только в С-диапазоне и L-диапазоне, но и в S-диапазоне, и получить такой эффект, который недостижим в случае традиционного ВННДС.

В случае 2 полученное волокно особенно эффективно в качестве линии передачи, используемой в сочетании с ВКД или ВКДКН. Кроме того, благодаря меньшим значениям хроматической дисперсии по сравнению с одномодовым оптическим волокном на 1,3 мкм, оно оказывается эффективным в системе высокоскоростной передачи. Ввиду своего большого эффективного сечения оно также позволяет снизить нелинейный эффект и потому оказывается эффективным в системах передачи на сверхдлинные расстояния, например, в системах передачи по морскому дну.

В обоих вышеописанных случаях имеется возможность установить наклон дисперсионной кривой не превышающим 0,09 пс/(кмнм²) или не превышающим 0,07 пс/(кмнм²), в зависимости от конструкции. Соответственно, значение хроматической дисперсии незначительно изменяется с длиной волны, что является идеальным условием для системы передачи с мультиплексированием по длине волны.

Ниже описаны предлагаемые конкретные пути решения этих проблем.

Первый аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, отличающееся тем, что имеет, в используемом диапазоне длин волны, выделенном между 1490 и 1625 нм, значения хроматической дисперсии от 7 до 15 пс/(кмнм), эффективное сечение от 60 до 150 мкм², наклон дисперсионной кривой не более 0,09 пс/(кмнм²), потери на изгибах не более 100 дБ/м и длину волны отсечки, которая обеспечивает практически одномодовую передачу.

Второй аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее первому аспекту, отличающееся тем, что оптическое волокно с дисперсионным смещением имеет профиль показателя преломления, содержащий центральную часть сердцевины; ступенчатую часть сердцевины, расположенную вокруг центральной части сердцевины и имеющую более низкий показатель преломления по сравнению с центральной частью сердцевины; и оболочку, расположенную вокруг ступенчатой части сердцевины и имеющую более низкий показатель преломления по сравнению со ступенчатой частью сердцевины.

Третий аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее второму аспекту, отличающееся тем, что имеет эффективное сечение от 60 до 110 мкм² и наклон дисперсионной кривой 0,08 пс/(кмнм²) или менее.

Четвертый аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее третьему аспекту, отличающееся тем, что, если 1 - разность относительных показателей преломления центральной части сердцевины и 2 - разность относительных показателей преломления ступенчатой части сердцевины, вычисленных относительно оболочки, r1 - радиус центральной части сердцевины и r2 - радиус ступенчатой части сердцевины, то: 1 составляет от 0,25 до 0,55%, r2/r1 составляет от 1,5 до 5,0 и 2/1 больше или равно 0,025 и меньше или равно -0,06(r2/r1)+0,5.

Пятый аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее третьему аспекту, отличающееся тем, что имеет значения хроматической дисперсии от 7 до 11 пс/(кмнм), эффективное сечение от 60 до 80 мкм² и наклон дисперсионной кривой не более 0,07 пс/(кмнм²).

Шестой аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее пятому аспекту, отличающееся тем, что, если 1 - разность относительных показателей преломления центральной части сердцевины и 2 - разность относительных показателей преломления ступенчатой части сердцевины, вычисленных относительно оболочки, r1 - радиус центральной части сердцевины и r2 - радиус ступенчатой части сердцевины, то: 1 составляет от 0,4 до 0,5%, r2/r1 составляет от 3,5 до 5,0 и 2/1 больше или равно 0,025 и меньше или равно -0,06(r2/r1)+0,5.

Седьмой аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее третьему аспекту, отличающееся тем, что имеет значения хроматической дисперсии от 12 до 15 пс/(кмнм), эффективное сечение от 90 до 110 мкм² и наклон дисперсионной кривой 0,08 пс/(кмнм²) или менее.

Восьмой аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее седьмому аспекту, отличающееся тем, что, если 1 - разность относительных показателей преломления центральной части сердцевины и 2 - разность относительных показателей преломления ступенчатой части сердцевины, вычисленных относительно оболочки, r1 - радиус центральной части сердцевины и r2 - радиус ступенчатой части сердцевины, то: 1 составляет от 0,4 до 0,5%, r2/r1 составляет от 2,0 до 4,0 и 2/1 больше или равно 0,025 и меньше или равно -0,06(r2/r1)+0,5.

Девятый аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее первому аспекту, отличающееся тем, что оптическое волокно с дисперсионным смещением имеет профиль показателя преломления, содержащий центральную часть сердцевины; периферическую часть сердцевины, расположенную вокруг центральной части сердцевины и имеющую более высокий показатель преломления по сравнению с центральной частью сердцевины; и оболочку, расположенную вокруг периферической части сердцевины и имеющую более низкий показатель преломления по сравнению с периферической частью сердцевины.

Десятый аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее девятому аспекту, отличающееся тем, что если 11 - разность относительных показателей преломления центральной части сердцевины и 12 - разность относительных показателей преломления периферической части сердцевины, вычисленных относительно оболочки, r11 - радиус центральной части сердцевины и r12 - радиус периферической части сердцевины, то: 1,3r12/r112,5, 110,3%, 120,5%, (12-11)1,2% и 0,912r12/r111,7.

Одиннадцатый аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее девятому аспекту, отличающееся тем, что имеет эффективное сечение от 70 до 100 мкм² и наклон дисперсионной кривой 0,07 пc/(кмнм²) или менее.

Двенадцатый аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее одиннадцатому аспекту, отличающееся тем, что если 11 - разность относительных показателей преломления центральной части сердцевины и 12 - разность относительных показателей преломления периферической части сердцевины, вычисленных относительно оболочки, r11 - радиус центральной части сердцевины и r12 - радиус периферической части сердцевины, то, когда: 1,3r12/r112,5, 110,3%, 120,5%, (12-11)1,2%, 0,912r12/r111,7 и 11=а12+b, то 'а' выражается функцией от r12/r11, а именно, с (r12/r11-1), 'с' составляет от 1,5 до 2,0, 'b' выражается функцией от r12/r11, а именно, 0,4 (r12/r11)+е, 'е' составляет от 0 до 0,4.

Тринадцатый аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее девятому аспекту, отличающееся тем, что имеет эффективное сечение от 90 до 150 мкм² и наклон дисперсионной кривой 0,08 пс/(кмнм²) или менее.

Четырнадцатый аспект настоящего изобретения предусматривает оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее тринадцатому аспекту, отличающееся тем, что если 11 - разность относительных показателей преломления центральной части сердцевины и 12 - разность относительных показателей преломления ступенчатой части сердцевины, вычисленных относительно оболочки, r11 - радиус центральной части сердцевины и r12 - радиус периферической части сердцевины, то: 1,3r12/r112,5, 110,15%, 120,5%, (12-11)1,2%, 1,012r12/r111,5.

Пятнадцатый аспект настоящего изобретения предусматривает оптическую систему связи, отличающуюся тем, что в ней совместно используются: оптическое волокно с дисперсионным смещением, соответствующее любому из аспектов от 1 до 14, и волокно с компенсацией дисперсии для компенсации хроматической дисперсии вышеупомянутого оптического волокна с дисперсионным смещением или волокно с компенсацией дисперсии, компенсирующее наклон дисперсионной кривой, для компенсации хроматической дисперсии и наклона дисперсионной кривой вышеупомянутого оптического волокна с дисперсионным смещением.

Краткое описание чертежей Фиг. 1 - диаграмма, демонстрирующая первый пример профиля показателя преломления (т. е. тип двойной сердцевины) оптического волокна с дисперсионным смещением, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - диаграмма, демонстрирующая второй пример профиля показателя преломления (т.е. O-тип) оптического волокна с дисперсионным смещением, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 - диаграмма, демонстрирующая пример профиля показателя преломления O-типа (кольцевого типа), который ближе к тому, который фактически используется.

Фиг. 4 - график зависимости эффективного сечения и наклона дисперсионной кривой от значения хроматической дисперсии, при постоянном значении потерь на изгибах, равном 10 дБ/м, для оптического волокна с профилем показателя преломления О-типа и для оптического волокна с профилем показателя преломления однопикового типа.

Фиг. 5А-5С - диаграммы, демонстрирующие примеры профиля показателя преломления традиционных оптических волокон с дисперсионным смещением, а фиг.5D - диаграмма, демонстрирующая профиль показателя преломления однопикового типа, который является типичным профилем показателя преломления для одномодового оптического волокна на 1,3 мкм.

Фиг. 6 - график, демонстрирующий результаты, полученные в соответствии с одним из вариантов осуществления оптического волокна с дисперсионным смещением, рассмотренного в первом примере.

Фиг. 7 - график, демонстрирующий результаты, полученные в соответствии с другим вариантом осуществления оптического волокна с дисперсионным смещением, рассмотренного в первом примере.

Фиг. 8 - график, демонстрирующий результаты, полученные в соответствии с одним из вариантов осуществления оптического волокна с дисперсионным смещением, рассмотренного во втором примере.

Фиг. 9 - график, демонстрирующий результаты, полученные в соответствии с другим вариантом осуществления оптического волокна с дисперсионным смещением, рассмотренного во втором примере.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения Используемый диапазон длин волны (рабочий диапазон длин волны) для этого оптического волокна с дисперсионным смещением представляет собой диапазон длин волны соответствующей ширины, выделенный в пределах от 1490 до 1625 нм. Никаких определенных ограничений на этот счет не существует, поэтому можно выбрать, например, С-диапазон от 1530 до 1570 нм или диапазон длин волны, частично перекрывающийся с L-диапазоном, например, от 1530 до 1600 нм.

Значение хроматической дисперсии в используемом диапазоне длин волны устанавливают от 7 до 15 пс/(кмнм).

В пределах от 7 до 12 пс/(кмнм) можно получить более высокие характеристики по сравнению с традиционными ВННДС. В частности, при более высоких значениях хроматической дисперсии, чем в случае традиционного ВННДС, условия возникновения четырехволнового смешения дополнительно ухудшаются, и появляется возможность одновременно увеличить Aeff и снизить наклон дисперсионной кривой, потому установление таких значений дает огромные преимущества.

В пределах от 12 до 15 пс/(кмнм) можно получить более высокие характеристики по сравнению с одномодовым оптическим волокном на 1,3 мкм. В частности, более низкие значения хроматической дисперсии, чем в случае обычного одномодового оптического волокна на 1,3 мкм, с учетом скорости передачи и накопленной дисперсии, обусловленной передачами на дальние расстояния, дают преимущества с точки зрения конструкции системы. Кроме того, с учетом необходимости подавления нелинейного оптического эффекта, выгодно, по возможности, увеличивать эффективное сечение.

Эффективное сечение Aeff можно найти по следующей формуле.

где 'а' - радиус сердцевины, а Е(а) - напряженность поля на радиусе 'а'.

В этом оптическом волокне с дисперсионным смещением Aeff в используемом диапазоне длин волны устанавливают в пределах от 60 до 150 мкм². Если задать Aeff, превышающее 150 мкм², то длина волны отсечки будет настолько велика, что в некоторых случаях не будет гарантировать одномодовости передачи. При Aeff, меньшем 60 мкм², невозможно достичь более высоких характеристик по сравнению с полученными при использовании оптического волокна с обычным профилем показателя преломления однопикового типа. Нижний предел диапазона значений этой величины, предпочтительно, должен со