Оптическое волокно и система связи, и система мультиплексирования с разделением по длине волны

Оптическое волокно и система связи, и система мультиплексирования с разделением по длине волны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оптическому волокну, которое противодействует возникновению вынужденного бриллюэновского рассеяния (далее именуемому SBS) для обеспечения передачи сигналов повышенной мощности. Настоящее изобретение также относится к системе связи и системе мультиплексирования с разделением по длине волны с использованием этого оптического волокна.

Испрашивается приоритет на основании патентной заявки Японии № 2004-308359, поданной 22 октября 2004 г., патентной заявки Японии № 2005-55669, поданной 1 марта 2005 г. и патентной заявки Японии № 2005-208687, поданной 19 июля 2005 г., содержание которых включено сюда посредством ссылки.

Описание уровня техники

В наши дни доступна услуга «волокно в дом» (далее именуемая FTTH), которая позволяет протягивать оптические волокна к отдельным домам с целью использования для обмена различной информацией.

В качестве разновидности FTTH, которая передает различную информацию, существует система, в которой широковещательный сигнал и другой сигнал связи одновременно передаются в разных системах посредством одного оптического волокна (Рекомендация ITU-T G.652). В общем случае, в этой системе широковещательный сигнал часто представляет собой аналоговый сигнал или низкочастотный сигнал.

Характеристики системы, в которой оптическое волокно используется в качестве среды передачи, следующие.

- FTTH обычно представляет собой PON (пассивную оптическую сеть) двухзвездного типа и имеет большие потери при распределении (обычно предусмотрено до 32 ответвлений).

- Поскольку FTTH передает аналоговый сигнал или низкочастотный сигнал, CNR (отношение несущая/шум) на приемнике должно быть высоким, и необходимая минимальная мощность светового сигнала на блоке приема света больше по сравнению со случаем, когда для связи используется цифровая передача.

С вышеописанной точки зрения, в этой системе мощность на блоке ввода сигнала должна быть большой. В особенности, с учетом ослабления и потерь при распределении в ходе передачи светового сигнала чем больше длина линии или чем больше ответвлений, тем выше должна быть мощность. Если сигнал можно передавать сколь угодно далеко и распределять одновременно на большое количество абонентов, это более предпочтительно с различных точек зрения (затрат на строительство, ремонтопригодности, конструкции системы и пр.).

Однако при оптической передаче с использованием оптического волокна, даже если в оптическое волокно предполагается ввести свыше определенной мощности света, SBS, которое относится к нелинейным явлениям, позволяет вводить свет в пределах определенной мощности (далее именуемой пороговой мощностью SBS) или менее, и отклоненный свет возвращается на сторону ввода света в качестве обратно рассеянного света. Это явление иногда накладывает ограничения на мощность светового сигнала на блоке ввода, тем самым создавая проблему (см., например, непатентный документ 1).

Традиционно, в качестве способов достижения подавления SBS известны подходы изменения в продольном направлении оптических характеристик, концентраций легирующих веществ и остаточного напряжения (см., например, патентный документ 1 и непатентный документ 2).

Непатентный документ 1: A.R.Charaplyvy, J. Lightwave Technol., т.8, стр.1548-1557 (1990).

Патентный документ 1: патент США № 5267339.

Непатентный документ 2: K. Shiraki и др., J. Lightwave Technol., т.14, стр.50-57 (1996).

Сущность изобретения

Проблема, стоящая перед изобретением

Однако способы подавления SBS, описанные в патентном документе 1 и непатентном документе 2, безусловно, предусматривают изменение оптических характеристик в продольном направлении оптических волокон, что делает эти способы нежелательными при практическом использовании.

Настоящее изобретение сделано ввиду вышеозначенных обстоятельств, и его задачей является обеспечение оптического волокна, которое может повысить пороговую мощность SBS по сравнению с традиционными оптическими волокнами, и обеспечение системы связи и системы мультиплексирования с разделением по длине волны, в которых оно используется.

Средства для решения проблемы

Для решения вышеуказанной задачи настоящее изобретение предусматривает оптическое волокно, содержащее центральную сердцевину и оболочку, находящуюся на внешней периферии сердцевины, в котором сердцевина содержит, по меньшей мере, один слой дополнительного легирования, выполненный из кварцевого стекла, легированного германием и фтором, и, по меньшей мере, один слой дополнительного легирования с пониженной концентрацией, выполненный из кварцевого стекла, легированного германием, или кварцевого стекла, которое легировано германием и фтором, в котором степень легирования фтором меньше, чем степень легирования фтором в слое дополнительного легирования.

В оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, предпочтительно, сердцевина содержит внутреннюю сердцевину, находящуюся вблизи центра, и внешнюю сердцевину, обеспеченную на внешней периферии внутренней сердцевины, причем внутренняя сердцевина содержит слой дополнительного легирования, выполненный из кварцевого стекла, легированного германием и фтором, и внешняя сердцевина содержит слой дополнительного легирования с пониженной концентрацией, выполненный из кварцевого стекла, легированного германием, или кварцевого стекла, которое легировано германием и фтором, в котором степень легирования фтором меньше, чем степень легирования фтором во внутренней сердцевине.

В оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, предпочтительно, оболочка выполнена из нелегированного кварцевого стекла.

Предпочтительно, в оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, фтором легирована часть оболочки.

Предпочтительно, в оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, оболочка содержит внутреннюю оболочку, обеспеченную на внешней периферии сердцевины, и внешнюю оболочку, обеспеченную на внешней периферии внутренней оболочки, и выполняется соотношение: n_c1<n_c2, исходя из того, что показатель преломления внутренней оболочки равен n_c1 и показатель преломления внешней оболочки равен n_c2.

Предпочтительно, в оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, оболочка содержит внутреннюю оболочку, обеспеченную на внешней периферии сердцевины, слой ямы, обеспеченный на внешней периферии внутренней оболочки, и внешнюю оболочку, обеспеченную поверх слоя ямы, и выполняются соотношения: n_c2<n_c1 и n_c2<n_c3, исходя из того, что показатель преломления внутренней оболочки равен n_c1, показатель преломления слоя ямы равен n_c2, и показатель преломления внешней оболочки равен n_c3.

Предпочтительно, в оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, концентрация германия находится в пределах от 4% до 15% по массе применительно к оксиду германия, и концентрация фтора находится в пределах от 0,2% до 5% по массе, во внутренней сердцевине.

Предпочтительно, в оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, отношение радиуса внутренней сердцевины к радиусу внешней сердцевины находится в пределах от 0,10 до 0,85.

Предпочтительно, в оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, отношение радиуса внутренней сердцевины к радиусу внешней сердцевины находится в пределах от 0,25 до 0,70.

В оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, оптические показатели преломления внутренней сердцевины и внешней сердцевины могут быть сделаны, по существу, одинаковыми.

Предпочтительно, в оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, среднее относительных разностей показателей преломления в отношении оболочки внутренней сердцевины и внешней сердцевины находится в пределах от 0,30% до 0,60%, и диаметр внешней сердцевины находится в пределах от 6,0 мкм до 10,5 мкм.

Предпочтительно, в оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, сердцевина содержит первую сердцевину, находящуюся вблизи центра, вторую сердцевину, обеспеченную на внешней периферии первой сердцевины, и третью сердцевину, обеспеченную на внешней периферии второй сердцевины, причем первая сердцевина и третья сердцевина содержат слой дополнительного легирования, выполненный из кварцевого стекла, легированного германием и фтором, и вторая сердцевина содержит слой дополнительного легирования с пониженной концентрацией, выполненный из кварцевого стекла, легированного германием, или кварцевого стекла, которое легировано германием и фтором, в котором степень легирования фтором меньше, чем степень легирования фтором во внутренней сердцевине.

Предпочтительно, в оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, выполняются соотношения n_f1>n_f2 и n_f3>n_f2, исходя из того, что концентрация фтора равна n_f1% по массе, концентрация фтора второй сердцевины равна n_f2% по массе, и концентрация фтора третьей сердцевины равна n_f3% по массе.

В вышеописанном оптическом волокне, n_f1 и n_f3 могут быть, по существу, одинаковыми.

В вышеописанном оптическом волокне, может выполняться соотношение: n_f1<n_f3.

В вышеописанном оптическом волокне, может выполняться соотношение: n_f1>n_f3.

Предпочтительно, в оптическом волокне, отвечающем настоящему изобретению, оптические характеристики удовлетворяют требованиям Рекомендации ITU-T G.652.

Кроме того, настоящим изобретением предусмотрена система связи, сконфигурированная для осуществления передачи аналогового сигнала или низкочастотной передачи с использованием вышеупомянутого оптического волокна согласно настоящему изобретению, описанному выше.

Кроме того, настоящим изобретением предусмотрена система мультиплексирования с разделением по длине волны, сконфигурированная для осуществления передачи данных и/или голосовой передачи голоса, помимо вышеописанных передачи аналогового сигнала и/или низкочастотной передачи с использованием вышеупомянутого оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Преимущества изобретения

Настоящее изобретение может обеспечивать оптическое волокно, которое противодействует возникновению SBS для обеспечения передачи сигналов повышенной мощности, и систему связи и систему мультиплексирования с разделением по длине волны, которые обеспечивают передачу с использованием оптического волокна на большие расстояния с многочисленными ответвлениями.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид в разрезе, демонстрирующий один вариант осуществления оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Фиг.2 - график, демонстрирующий соотношение между отношениями диаметр внутренней сердцевины/диаметр внешней сердцевины, концентрациями Ge внутренней сердцевины и пороговой мощностью оптических волокон, проиллюстрированных в Примерах.

Фиг.3A - схема, демонстрирующая профиль показателя преломления оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Фиг.3B - схема, демонстрирующая профиль показателя преломления оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Фиг.3C - схема, демонстрирующая профиль показателя преломления оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Фиг.3D - схема, демонстрирующая профиль показателя преломления оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Фиг.3E - схема, демонстрирующая профиль показателя преломления оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Фиг.3F - схема, демонстрирующая профиль показателя преломления оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Фиг.4A - график, демонстрирующий профиль концентрации Ge оптического волокна согласно традиционным подходам во втором варианте осуществления.

Фиг.4B - график, демонстрирующий профиль концентрации F оптического волокна согласно традиционным подходам во втором варианте осуществления.

Фиг.4C - график, демонстрирующий профиль разности показателей преломления оптического волокна согласно традиционным подходам во втором варианте осуществления.

Фиг.5 - график, демонстрирующий спектр относительного коэффициента усиления Бриллюэна оптического волокна, показанного на Фиг.4A-C.

Фиг.6A - график, демонстрирующий профиль концентрации Ge оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, во втором варианте осуществления.

Фиг.6B - график, демонстрирующий профиль показателя преломления и профиль концентрации F оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, во втором варианте осуществления.

Фиг.6C - график, демонстрирующий профиль разности показателей преломления оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, во втором варианте осуществления.

Фиг.7 - график, демонстрирующий спектр относительного коэффициента усиления Бриллюэна оптического волокна, показанного на Фиг.6A-C.

Фиг.8A - график, демонстрирующий профиль концентрации Ge оптического волокна согласно традиционным подходам в третьем варианте осуществления.

Фиг.8B - график, демонстрирующий профиль концентрации F оптического волокна согласно традиционным подходам в третьем варианте осуществления.

Фиг.8C - график, демонстрирующий профиль разности показателей преломления оптического волокна согласно традиционным подходам в третьем варианте осуществления.

Фиг.9 - график, демонстрирующий спектр относительного коэффициента усиления Бриллюэна оптического волокна, показанного на Фиг.8A-C.

Фиг.10A - график, демонстрирующий профиль концентрации Ge оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в третьем варианте осуществления.

Фиг.10B - график, демонстрирующий профиль концентрации F оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в третьем варианте осуществления.

Фиг.10C - график, демонстрирующий профиль разности показателей преломления оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в третьем варианте осуществления.

Фиг.11 - график, демонстрирующий спектр относительного коэффициента усиления Бриллюэна оптического волокна, показанного на Фиг.10A-C.

Фиг.12A - график, демонстрирующий профиль концентрации Ge оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в четвертом варианте осуществления.

Фиг.12B - график, демонстрирующий профиль концентрации F оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в четвертом варианте осуществления.

Фиг.12C - график, демонстрирующий профиль разности показателей преломления оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в четвертом варианте осуществления.

Фиг.13 - график, демонстрирующий спектр относительного коэффициента усиления Бриллюэна оптического волокна, показанного на Фиг.12A-C.

Фиг.14A - график, демонстрирующий профиль концентрации Ge оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в пятом варианте осуществления.

Фиг.14B - график, демонстрирующий профиль концентрации F оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в пятом варианте осуществления.

Фиг.14C - график, демонстрирующий профиль разности показателей преломления оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в пятом варианте осуществления.

Фиг.15 - график, демонстрирующий спектр относительного коэффициента усиления Бриллюэна оптического волокна, показанного на Фиг.14A-C.

Фиг.16A - график, демонстрирующий профиль концентрации Ge оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в шестом варианте осуществления.

Фиг.16B - график, демонстрирующий профиль концентрации F оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в шестом варианте осуществления.

Фиг.16C - график, демонстрирующий профиль разности показателей преломления оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в шестом варианте осуществления.

Фиг.17 - график, демонстрирующий спектр относительного коэффициента усиления Бриллюэна оптического волокна, показанного на Фиг.16A-C.

Фиг.18A - график, демонстрирующий профиль концентрации Ge оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в седьмом варианте осуществления.

Фиг.18B - график, демонстрирующий профиль концентрации F оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в седьмом варианте осуществления.

Фиг.18C - график, демонстрирующий профиль разности показателей преломления оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в седьмом варианте осуществления.

Фиг.19 - график, демонстрирующий спектр относительного коэффициента усиления Бриллюэна оптического волокна, показанного на Фиг.18A-C.

Фиг.20A - график, демонстрирующий профиль концентрации Ge оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в восьмом варианте осуществления.

Фиг.20B - график, демонстрирующий профиль концентрации F оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в восьмом варианте осуществления.

Фиг.20C - график, демонстрирующий профиль разности показателей преломления оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в восьмом варианте осуществления.

Фиг.21 - график, демонстрирующий спектр относительного коэффициента усиления Бриллюэна оптического волокна, показанного на Фиг.20A-C.

Фиг.22A - график, демонстрирующий профиль концентрации Ge оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в девятом варианте осуществления.

Фиг.22B - график, демонстрирующий профиль концентрации F оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в девятом варианте осуществления.

Фиг.22C - график, демонстрирующий профиль разности показателей преломления оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в девятом варианте осуществления.

Фиг.23 - график, демонстрирующий спектр относительного коэффициента усиления Бриллюэна оптического волокна, показанного на Фиг.22A-C.

Фиг.24A - график, демонстрирующий профиль концентрации Ge оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в десятом варианте осуществления.

Фиг.24B - график, демонстрирующий профиль концентрации F оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в десятом варианте осуществления.

Фиг.24C - график, демонстрирующий профиль разности показателей преломления оптического волокна согласно подходу, отвечающему настоящему изобретению, в десятом варианте осуществления.

Фиг.25 - график, демонстрирующий спектр относительного коэффициента усиления Бриллюэна оптического волокна, показанного на Фиг.24A-C.

Фиг.26 - система связи (система мультиплексирования с разделением по длине волны), сконфигурированная с использованием оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению.

Описание условных обозначений

1.… Оптическое волокно

2.… Внутренняя сердцевина

3.… Внешняя сердцевина

4.… Оболочка

10.… Оптическая система связи (система мультиплексирования с разделением по длине волны).

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

Ниже приведено описание вариантов осуществления, отвечающих настоящему изобретению, со ссылкой на чертежи.

На Фиг.1 показана схема, демонстрирующая один вариант осуществления оптического волокна согласно настоящему изобретению. Оптическое волокно 1, согласно этому варианту осуществления, содержит внутреннюю сердцевину 2, которая выполнена из кварцевого стекла, легированного германием и фтором, внешнюю сердцевину 3, которая обеспечена на внешней периферии внутренней сердцевины 2 и выполнена из кварцевого стекла, легированного германием, или кварцевого стекла, которое легировано германием и фтором, в котором степень легирования фтором меньше, чем степень легирования фтором во внутренней сердцевине 2, и оболочку 4, которая обеспечена на внешней периферии внешней сердцевины 3. Эта структура способна противодействовать возникновению SBS, которое представляет проблему при передаче по оптическим волокнам, увеличивать пороговую мощность SBS и допускает передачу сигналов повышенной мощности.

Предпочтительно, концентрация германия находится в пределах от 4% до 15% по массе применительно к оксиду германия, и концентрация фтора находится в пределах от 0,2% до 5% по массе во внутренней сердцевине 2. Если концентрации германия и фтора во внутренней сердцевине 2 превышают максимальные значения, потери при передаче в оптическом волокне 1 возрастают вследствие увеличения релеевского рассеяния, которое может создавать проблемы при практическом использовании. Напротив, если концентрации германия и фтора во внутренней сердцевине 2 меньше, чем указанные диапазоны, преимущество увеличения пороговой мощности SBS может сокращаться, что может препятствовать решению задач настоящего изобретения.

Кроме того, желательно, чтобы отношение диаметра внутренней сердцевины к диаметру внешней сердцевины было в пределах от 0,10 до 0,85. Устанавливая отношение диаметра внутренней сердцевины к диаметру внешней сердцевины в указанных пределах, можно получить пороговую мощность SBS примерно в 1,5 раза выше, чем для типичных одномодовых оптических волокон (далее именуемых типичными SM оптическими волокнами).

Кроме того, более предпочтительно, чтобы отношение диаметра внутренней сердцевины к диаметру внешней сердцевины было в пределах от 0,25 до 0,70. Устанавливая отношение диаметра внутренней сердцевины к диаметру внешней сердцевины в указанных пределах, можно повысить пороговую мощность SBS примерно в 2 раза по сравнению с типичными SM оптическими волокнами.

Кроме того, желательно, чтобы оптические показатели преломления внутренней сердцевины 2 и внешней сердцевины 3 были, по существу, одинаковы. Если оптические показатели преломления внутренней сердцевины 2 и внешней сердцевины 3 различны, то дисперсия волновода (также именуемая структурной дисперсией) в оптическом волокне сдвигается в сторону увеличения длины волны, что может затруднять регулировку оптических характеристик в нужных пределах. Здесь, выражение "оптические показатели преломления, по существу, одинаковы" подразумевает, что каждая разность показателей преломления составляет около 0,07% или менее, применительно к относительной разности показателей преломления (A). Однако внутренняя сердцевина 2 и внешняя сердцевина 3 могут иметь некоторую степень неоднородности показателей преломления в радиальном направлении, обусловленную неоднородностью при изготовлении. Заметим, что лучше сравнивать средние показатели преломления внутренней сердцевины 2 и внешней сердцевины 3. Заметим также, что здесь выражение "в нужных пределах" означает диапазон, удовлетворяющий требованиям, например Рекомендации ITU-T G.652. Среди характеристик, заданных в G.652, очень важно иметь, по меньшей мере, характеристику сравнительной хроматической дисперсии при конструировании линий связи. В других случаях, будет достаточно, чтобы никакого значительного отклонения от оптических характеристик существующих оптических волокон различных типов не вносилось за счет адаптации структуры согласно настоящему изобретению.

Кроме того, для получения оптических характеристик, удовлетворяющих требованиям Рекомендации ITU-T G.652, необходимо, чтобы среднее значение оптического показателя преломления всей области сердцевины, включающей в себя внутреннюю сердцевину 2 и внешнюю сердцевину 3, было в пределах от 0,30% до 0,40% в качестве относительной разности показателей преломления относительно оболочки 4 и чтобы диаметр внешней сердцевины был в пределах от 7,5 мкм до 11 мкм.

Оптические волокна, которые имеют вышеописанную структуру, отвечающую настоящему изобретению, и проявляют оптические характеристики, удовлетворяющие требованиям Рекомендации ITU-T G.652, имеют преимущества в том, что их можно использовать таким же образом, как традиционные оптические волокна, поскольку они имеют такие же оптические характеристики, как оптические волокна, составляющие существующие линии связи, за исключением более высокой пороговой мощности SBS.

На Фиг.3A-3F показаны схемы, иллюстрирующие профили показателя преломления в радиальном направлении оптических волокон, отвечающих настоящему изобретению. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими иллюстрациями.

Оптическое волокно, имеющее профиль показателя преломления, показанный на Фиг.3A, содержит внутреннюю сердцевину 2, которая имеет ступенчатый профиль показателя преломления и имеет наибольший показатель преломления, внешнюю сердцевину 3, которая обеспечена на внешней периферии внутренней сердцевины 2 и имеет чуть меньший показатель преломления, чем внутренняя сердцевина 2, и оболочку 4, которая обеспечена на внешней периферии внешней сердцевины 3 и выполнена из кварцевого стекла.

Оптическое волокно, имеющее профиль показателя преломления, показанный на Фиг.3B, содержит внутреннюю сердцевину 2, которая имеет ступенчатый профиль показателя преломления, внешнюю сердцевину 3, которая обеспечена на внешней периферии внутренней сердцевины 2 и имеет чуть больший показатель преломления, чем у внутренней сердцевины 2, и оболочку 4, которая обеспечена на внешней периферии внешней сердцевины 3 и выполнена из кварцевого стекла.

Оптическое волокно, имеющее профиль показателя преломления, показанный на Фиг.3C, содержит внутреннюю сердцевину 2, которая имеет профиль показателя преломления, в котором показатель преломления постепенно увеличивается к центру, внешнюю сердцевину 3, которая обеспечена на внешней периферии внутренней сердцевины 2, и оболочку 4, которая обеспечена на внешней периферии внешней сердцевины 3 и выполнена из кварцевого стекла.

Оптическое волокно, имеющее профиль показателя преломления, показанный на Фиг.3D, содержит внутреннюю сердцевину 2, которая имеет более высокий показатель преломления вблизи внешней периферии, чем в центре, внутреннюю сердцевину 3, которая обеспечена на внешней периферии внутренней сердцевины 2 и имеет более высокий показатель преломления вблизи внешней периферии, и оболочку 4, которая обеспечена на внешней периферии внешней сердцевины 3 и выполнена из кварцевого стекла.

Оптическое волокно, имеющее профиль показателя преломления, показанный на Фиг.3E, содержит внутреннюю сердцевину 2, которая имеет приблизительно зазубренный профиль показателя преломления, в котором показатель преломления меньше в центральной части, внешнюю сердцевину 3, которая обеспечена на внешней периферии внутренней сердцевины 2 и имеет профиль показателя преломления, в котором показатель преломления внешней периферической части постепенно уменьшается, и оболочку 4, которая обеспечена на внешней периферии внешней сердцевины 3 и выполнена из кварцевого стекла.

Оптическое волокно, имеющее профиль показателя преломления, показанный на Фиг.3F, содержит внутреннюю сердцевину 2, имеющую клиновидный участок с низким показателем преломления в центральной части, внешнюю сердцевину 3, которая обеспечена на внешней периферии внутренней сердцевины 2 и имеет профиль показателя преломления, в котором показатель преломления выше, чем у внутренней сердцевины 2 и постепенно уменьшается к внешней периферии, и оболочку 4, которая обеспечена на внешней периферии внешней сердцевины 3 и выполнена из кварцевого стекла.

Настоящее изобретение также предусматривает систему связи, в которой используется вышеописанное оптическое волокно, отвечающее настоящему изобретению.

Преимущество использования вышеописанного оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению, состоит в возможности ввода светового сигнала повышенной мощности. Поэтому, при осуществлении аналоговой передачи или низкочастотной передачи, для которой требуется сравнительно высокая мощность, использование оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению, обеспечивает передачу большей дальности с увеличенным количеством ответвлений, что дает дополнительные преимущества. Наибольшие преимущества можно получить в системе с дальностью передачи 15 км или более и/или с 32 ответвлениями или более.

Кроме того, с использованием оптического волокна, отвечающего настоящему изобретению, можно также осуществлять мультиплексирование с разделением по длине волны, в котором другую передачу можно осуществлять одновременно с вышеописанной аналоговой передачей или низкочастотной передачей. В отношении мультиплексирования с разделением по длине волны можно рассматривать одну форму FTTH, показанную в ITU-T G.983.3, CWDM и пр. Наибольшие преимущества можно получить в системе с дальностью передачи 15 км или более и/или с 32 ответвлениями или более.

Очевидно, нет необходимости ограничивать оптическое волокно, отвечающее настоящему изобретению, этими применениями в системе связи. Например, его можно использовать не только в обычной общественной системе передачи данных, но также в цифровой, дальнодействующей системе связи без ретрансляторов, интеллектуальной системе транспортировки (ITS), в датчиках, в системе дистанционного лазерного резанья и т.д.

ПРИМЕРЫ

Первый вариант осуществления

Были созданы прототипы оптических волокон согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. В Таблицах 1-3 показаны Примеры №№. 2-25 прототипов оптических волокон совместно с их структурами и оптическими характеристиками. Кроме того, типичное SM оптическое волокно (отвечающее Рекомендации ITU-T G.652) также показано в Таблице 1 под № 1 в качестве сравнительного примера. Заметим, что в Таблицах 1-3 "концентрация Ge" указывает концентрации германия, легирующего внутреннюю сердцевину или внешнюю сердцевину (применительно к оксиду германия) и "концентрация F" указывает концентрации фтора, легирующего внутреннюю сердцевину или внешнюю сердцевину. Кроме того, для оптического волокна каждого из Примеров №№ 2-25 "относительный коэффициент усиления Бриллюэна" указывает относительные значения интенсивности света SBS, измеренные в оптическом волокне каждого Примера, когда значение интенсивности света SBS, измеренное в оптическом волокне сравнительного примера принято за 1. Аналогично, "пороговая мощность" указывает относительные значения пороговой мощности SBS, измеренной в оптическом волокне каждого Примера, когда значение пороговой мощности SBS, измеренное в оптическом волокне сравнительного примера, принято за 1.

Таблица 1
	Единица	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
		Ср.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.
Концентрация Ge внутренней сердцевины	% по массе	3,2	4,3	4,1	4,7	5,0	4,1	5,1	6,2	6,0	6,0
Концентрация F внутренней сердцевины	% по массе	0	0,2	0,2	0,3	0,5	0,2	0,5	0,9	0,8	0,8
Радиус внутренней сердцевины	мкм	-	1,6	2,8	1,4	2,0	2,2	2,4	1,0	1,4	2,2
Относительная разность показателей преломления внутренней сердцевины	%	0,33	0,34	0,31	0,35	0,34	0,32	0,34	0,33	0,33	0,34
Концентрация Ge внешней сердцевины	% по массе	3,2	3,2	3,2	3,3	3,2	3,2	3,2	3,2	3,2	3,1
Концентрация F внешней сердцевины	% по массе	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Радиус внутренней сердцевины	мкм	4,3	4,5	4,5	4,1	4,4	4,4	4,5	4,4	4,6	5,0
Относительная разность показателей преломления внутренней сердцевины	%	0,33	0,33	0,33	0,34	0,33	0,32	0,32	0,33	0,33	0,30
Радиус внутренней сердцевины/радиус внешней сердцевины	-	-	0,36	0,62	0,34	0,46	0,50	0,53	0,22	0,30	0,44
Относительный коэффициент усиления Бриллюэна	-	1	0,66	0,67	0,55	0,41	0,53	0,48	0,61	0,55	0,44
Относительная пороговая мощность	-	1	1,5	1,5	1,8	2,4	1,9	2,1	1,6	1,8	2,3
Оптические характеристики (опорн./извлеч.)
Потери при передаче на 1310 нм	дБ/км	0,332	0,328	0,327	0,331	0,331	0,333	0,322	0,327	0,331	0,329
MFD на 1310 нм	мкм	9,45	9,28	9,43	9,21	9,41	9,43	9,52	9,40	9,44	9,65
Длина волны нулевой дисперсии	нм	1312	1316	1309	1315	1309	1310	1308	1307	1312	1302
Критическая длина волны кабеля	мкм	1,24	1,22	1,26	1,25	1,23	1,23	1,24	1,21	1,23	1,26

Таблица 2
	Единица	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
		Пр.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.	Пр.
Концентрация Ge внутренней сердцевины	% по массе	6,7	7,2	8,3	9,2	8,6	8,3	10,3	10,0	9,9	12,0
Концентрация F внутренней сердцевины	% по массе	1,0	1,2	1,5	1,7	1,7	1,5	2,2	2,0	2,0	2,6
Радиус внутренней сердцевины	мкм	2,9	2,2	3,1	1,6	2,2	1,0	1,6	3,3	2,5	1,0
Относительная разность показателей преломления внутренней сердцевины	%	0,34	0,33	0,33	0,36	0,31	0,34	0,31	0,35	0,33	0,34
Концентрация Ge внешней сердцевины	% по массе	3,4	3,2	3,3	3,3	3,3	3,3	3,3	3,3	3,3	3,3
Концентрация F внешней сердцевины	% по массе	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Радиус внутренней сердцевины	мкм	4,1	4,5	4,4	4,4	4,5	4,3	4,4	4,5	4,4	4,3
Относительная разность показателей преломления внутренней сердцевины	%	0,35	0,33	0,34	0,33	0,33	0,33	0,34	0,33	0,33	0,34
Радиус внутренней сердцевины/радиус внешней сердцевины	-	0,71	0,49	0,70	0,36	0,49	0,23	0,36	0,73	0,56	0,23
Относительный коэффициент усиления Бриллюэна	-	0,64	0,35	0,53	0,42	0,37	0,51	0,44	0,50	0,47	0,47
Относительная пороговая мощность	-	1,6	2,9	1,9	2,4	2,7	2,0	2,3	2,0	2,1	2,1
Оптические характеристики (опорн./извлеч.)
Потери при передаче на 1310 нм	дБ/км	0,333	0,335	0,336	0,337	0,333	0,326	0,336	0,345	0,342	0,355
MFD на 1310 нм	мкм	9,09	9,41	9,43	9,35	9,42	9,33	9,42	9,28	9,43	9,41
Длина волны нулевой дисперсии	нм	1316	1310	1307	1312	1305	1311	1306	1314	1310	1308
Критическая длина волны кабеля	мкм	1,25	1,23	1,25	1,23	1,25	1,21	1,23	1,18	1,22	1,23