ES2236670T3 - Fibra de compensacion de dispersion que utiliza un modo de orden superior. - Google Patents
Fibra de compensacion de dispersion que utiliza un modo de orden superior.Info
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Abstract
Fibra óptica con compensación de dispersión, para un sistema de transmisión de multiplexado en longitud de onda, que incluye sucesivamente desde el centro hacia la periferia un núcleo que presenta un perfil de índice variable y una funda con índice constante, que permite la propagación, para un margen espectral de funcionamiento dado superior a 30 nm, además del modo fundamental LP01, al menos, un modo de orden superior, estando determinado el perfil de índice del núcleo de forma que, para dicho modo superior y para dicho margen espectral de funcionamiento, en primer lugar, la dispersión cromática sea inferior a ¿150 ps/nm.km, en segundo lugar, la pendiente de dispersión cromática sea estrictamente negativa, en tercer lugar, la superficie efectiva sea superior a 40 ìm², caracterizada porque en cuarto lugar, la diferencia, por una parte, entre la longitud de onda correspondiente al mínimo global de dispersión cromática, situada fuera de dicho margen espectral de funcionamiento y, por otra parte la longitud de onda correspondiente al límite superior de dicho margen espectral de funcionamiento sea superior a 35 nm, y en quinto lugar, la variación relativa de la pendiente de dispersión en dicho margen espectral de funcionamiento, es decir el cociente entre, por una parte, la diferencia entre la pendiente máxima de dispersión cromática en dicho margen espectral de funcionamiento y la pendiente mínima de dispersión cromática en dicho margen espectral de funcionamiento y, por otra parte la pendiente media de dispersión cromática en dicho margen espectral de funcionamiento tenga un valor absoluto inferior al 30%.
Description
Fibra de compensación de dispersión que utiliza
un modo de orden superior.
La presente invención se refiere al ámbito de las
fibras ópticas con compensación de dispersión para un sistema de
transmisión con multiplexado en longitud de onda. La función de la
fibra óptica con compensación de dispersión consiste en compensar la
dispersión cromática de la denominada fibra de línea.
De acuerdo con una primera técnica anterior, se
conoce la asociación de ciertos tipos de fibras ópticas de
dispersión desplazada que reducen los efectos no lineales
cruzados("non-zero dispersion shifted fiber",
en terminología anglosajona, correspondiente a las siglas
NZ-DSF) con fibras con compensación de dispersión
("dispersion compensating fiber", en terminología anglosajona,
correspondiente a las siglas DCF), lo que permite obtener una línea
de transmisión cuya dispersión es nula a través de un amplio
intervalo espectral. Un inconveniente de esta asociación de fibras
de dispersión desplazada y fibras con compensación de dispersión
denominadas clásicas reside en las grandes pérdidas que presenta la
fibra con compensación de dispersión, y especialmente, la atenuación
lineal y las pérdidas por curvatura.
De acuerdo con una segunda técnica anterior, se
conoce la utilización de una fibra óptica con gestión de dispersión
(“Dispersion Management”, en terminología anglosajona,
correspondiente a las siglas DMF), que presenta una alternancia
longitudinal de porciones de fibra óptica de dispersión cromática
negativa. La dispersión cromática para el conjunto de la fibra
óptica con gestión de dispersión se compensa de este modo fácilmente
para una longitud de onda dada. Por el contrario, cuando el margen
espectral de utilización de la fibra óptica con gestión de
dispersión, aumenta, la dispersión cromática debe compensarse en un
margen espectral considerable, es decir, que la pendiente de
dispersión cromática debe también ser compensada, siendo dicha
compensación de la pendiente de dispersión cromática, claramente más
difícil de realizar en la práctica, y viéndose a menudo acompañada
de una degradación de algunos de los restantes parámetros de la
fibra óptica con gestión de dispersión como, especialmente, su
superficie efectiva. Además, la fibra óptica con gestión de
dispersión debe sustituir a la vez a la fibra óptica de línea y a la
fibra óptica con compensación de dispersión asociada, no pudiendo
simplemente asociarse a una fibra óptica de línea existente.
De acuerdo con una tercera técnica anterior, se
conoce la utilización de una fibra óptica con compensación de
dispersión para un modo de orden superior
(“Higher-order mode”, en terminología anglosajona,
correspondiente a las siglas HOM). Este tipo de fibra óptica resulta
interesante a causa de diversos factores, como el de tener una
superficie efectiva netamente más elevada que las fibras ópticas con
compensación de dispersión clásicas, y precisar de una longitud de
fibra inferior a la de las fibras ópticas con compensación de
dispersión clásicas para compensar una fibra óptica de línea dada,
ello gracias a unos valores negativos de dispersión cromática muy
bajos, manteniendo al mismo tiempo una atenuación lineal
equivalente.
En el documento US2002/0012510 (Jiang) se
describe una cuarta técnica anterior.
No obstante, la invención está basada en la
constatación de que el trazado de las curvas de dispersión cromática
obtenidas, al presentar una longitud de onda de dispersión cromática
mínima en el margen espectral de funcionamiento o en la proximidad
del margen espectral de funcionamiento, no permite una compensación
apropiada de la pendiente de dispersión cromática, lo que pasa a ser
redhibitorio para el sistema de transmisión cuando el régimen
aumenta de manera considerable. La longitud de onda de dispersión
cromática mínima es la longitud de onda correspondiente a un mínimo
global de dispersión cromática.
Por lo tanto, la solución propuesta por la
invención se basa en la obtención de unas curvas de dispersión
cromática para las cuales la longitud de onda de dispersión
cromática mínima se aleja del margen espectral de funcionamiento, lo
que hace posible obtener una curva de dispersión cromática
prácticamente rectilínea en el margen espectral de funcionamiento en
cuestión, permitiendo de este modo compensar de forma eficaz, aún
incluso en el caso de un régimen elevado, la dispersión cromática de
la fibra óptica de línea cuya pérdida de dispersión, en lo que a
ella respecta, es prácticamente constante.
De acuerdo con la invención, se ha previsto una
fibra óptica con compensación de dispersión, para un sistema de
transmisión con multiplexado en longitud de onda, que incluye
sucesivamente, desde el centro hasta la periferia, un núcleo con un
perfil de índice variable, y una funda con índice constante que
permite la propagación, para un margen espectral de funcionamiento
dado superior a 30 nm, además del modo fundamental LP_{01}, al
menos, de un modo de orden superior, estando determinado el perfil
de índice del núcleo de forma que, para dicho modo superior y para
dicho margen espectral de funcionamiento, en primer lugar la
dispersión cromática sea inferior a -150 ps/nm.km, en segundo lugar
la perdida de dispersión cromática sea estrictamente negativa, en
tercer lugar la superficie efectiva sea superior a 40 \mum^{2},
en cuarto lugar la diferencia entre, por una parte, la longitud de
onda correspondiente al mínimo global de dispersión cromática, que
está situada fuera de dicho margen espectral de funcionamiento, y
por otra, la longitud de onda correspondiente al límite superior de
dicho margen espectral de funcionamiento sea superior a 35 nm, en
quinto lugar, la variación relativa de la pendiente de dispersión
en dicho margen espectral de funcionamiento, es decir, el cociente
entre, por una parte, la diferencia entre la pendiente máxima de
dispersión cromática en dicho margen espectral de funcionamiento y
la pendiente mínima de dispersión cromática en dicho margen
espectral de funcionamiento, y por otra, la pendiente media de
dispersión cromática en dicho margen espectral de funcionamiento,
sea, en valor absoluto, inferior al 30%.
Preferentemente, a fin de mejorar la calidad de
la compensación de dispersión cromática, incluso en el caso de
regímenes elevados, típicamente de 10 Gbit/s o más, por una parte,
el perfil de índice del núcleo se determina de forma que, para dicho
modo superior y para dicho margen espectral de funcionamiento, la
diferencia, por una parte entre la longitud de onda correspondiente
al mínimo global de dispersión cromática, que está situado fuera de
dicho margen espectral de funcionamiento, y por otra, la longitud de
onda correspondiente al límite superior de dicho margen espectral de
funcionamiento sea superior a 50 nm, y por otra parte, el perfil de
índice del núcleo se determina de forma que, para dicho modo
superior y para dicho margen espectral de funcionamiento, la
variación relativa de la pendiente de dispersión en dicho margen
espectral de funcionamiento sea, en valor absoluto, inferior al 15%.
Además, el hecho de que el margen espectral de funcionamiento se
desvíe al menos en 50 nm respecto de la longitud de onda de
dispersión cromática mínima, impone menos limitaciones a los
perfiles de índice de núcleo para que estos presenten una variación
relativa de la pendiente de dispersión en dicho margen espectral de
funcionamiento cuyo valor absoluto sea inferior al 15%.
Preferentemente, el perfil de índice de núcleo se
determina de manera que, para dicho modo superior y para dicho
margen espectral de funcionamiento, la dispersión cromática sea
inferior a -300 ps/nm.km, lo que permite reducir, para una fibra
óptica de línea dada, la longitud de fibra óptica con compensación a
utilizar.
Preferiblemente, el modo de orden superior es el
modo LP_{02}, en cuyo modo pueden obtenerse fácilmente unas fibras
ópticas con compensación de dispersión que presentan unas
dispersiones cromáticas muy negativas, siendo muy poco sensible a
los defectos de geometría circular de la fibra, responsables de los
problemas de polarización. Pero pueden preverse otros modos de orden
superior, como el modo LP_{11} o el modo LP_{03}, por
ejemplo.
Uno de los márgenes espectrales de funcionamiento
preferencial es la banda C, que abarca desde 1530 nm a 1565 nm. Un
sistema de transmisión por fibra óptica con multiplexado de longitud
de onda, descrito en mayor detalle más adelante, que comprende una
fibra óptica con compensación de dispersión del tipo HOM de acuerdo
con la invención presentará preferentemente una dispersión cromática
acumulada cuyo valor absoluto en cada longitud de onda entre 1530 nm
y 1580 nm, es inferior a 50 ps/nm de media, en 100 km de
transmisión.
Preferentemente, el perfil de índice del núcleo
está constituido al menos por cuatro secciones. El perfil de índice
del núcleo está ventajosamente constituido al menos por cinco
secciones. Cuanto más negativa sea la dispersión cromática, más útil
será un número elevado de secciones de perfil de índice del núcleo
para obtener una buena linealidad de la curva de dispersión
cromática en función de la longitud de onda para la fibra óptica con
compensación de dispersión tipo HOM de acuerdo con la invención.
Este número elevado de secciones permite obtener una fibra óptica
con compensación de dispersión tipo HOM que, a pesar de permitir una
excelente compensación de la dispersión cromática, no degrada de
forma demasiado importante las demás propiedades de la fibra óptica
con compensación de dispersión tipo HOM. Un número de cinco
secciones representa un buen compromiso entre las propiedades de la
fibra óptica con compensación de dispersión tipo HOM y su
complejidad de fabricación, para una compensación en una banda
espectral o en una banda espectral ampliada. La forma de las
secciones es, por ejemplo, rectangular, si bien también puede ser
triangular, trapezoidal o en forma de alfa.
En un primer modo de realización preferente de la
invención, la fibra óptica con compensación de dispersión tipo HOM
de acuerdo con la invención incluye un primer tipo de perfil de
índice variable del núcleo con cuatro secciones. El primer tipo de
perfil de índice variable del núcleo está sucesivamente constituido,
desde el centro hacia la periferia, por una sección central con un
índice máximo superior al índice de la funda, por una primera
sección periférica con un índice máximo inferior al índice de la
sección central, por una segunda sección periférica con un índice
máximo inferior al índice de la sección central, y por una tercera
sección periférica con un índice máximo inferior al índice de la
sección central.
A fin de mejorar la calidad de la compensación
proporcionada por la fibra óptica con compensación de dispersión
tipo HOM de acuerdo con la invención, así como el resto de sus
propiedades, se facilitará a continuación un cierto número de
márgenes preferenciales para los índices y radios del primer tipo de
perfil de índice del núcleo.
Preferentemente, la diferencia de índice
\Deltan_{1} entre el índice de la sección central y el índice de
la funda está comprendido entre 20.10^{-3} y 35.10^{-3}, y el
radio exterior r_{1} de la sección central está comprendido entre
3 \mum y 5 \mum.
Preferentemente, el valor absoluto de la
diferencia de índice |\Deltan_{2}| entre el índice de la primera
sección periférica y el índice de la funda continúa siendo inferior
a 5.10^{-3}, y el radio exterior r_{2} de la primera sección
periférica está comprendido entre 6 \mum y 11 \mum. La expresión
"continúa siendo inferior" significa "es inferior" cuando
el parámetro es constante y significa "permanece inferior"
cuando el parámetro es variable en la sección en cuestión.
Preferentemente, el valor absoluto de la
diferencia de índice |\Deltan_{3}| entre el índice de la segunda
sección periférica y el índice de la funda continúa siendo inferior
a 5.10^{-3}, y el radio exterior r_{3} de la segunda sección
periférica está comprendido entre 8 \mum y 15 \mum.
Preferentemente, la diferencia de índice
\Deltan_{4} entre el índice de la tercera sección periférica y
el índice de la funda, permanece comprendido entre 0 y 8.10^{-3},
y el radio exterior r_{4} de la tercera sección periférica está
comprendido entre 10 \mum y 17 \mum.
En un segundo modo de realización preferente de
la invención, la fibra óptica con compensación de dispersión tipo
HOM de acuerdo con la invención incluye un segundo tipo de perfil
de índice variable del núcleo de cinco secciones. El segundo tipo de
perfil de índice variable del núcleo está sucesivamente constituido,
desde el centro hacia la periferia, por una sección central con un
índice máximo superior al índice de la funda, por una primera
sección enterrada con un índice mínimo inferior al índice de la
funda, por una primera sección anular con un índice máximo superior
al índice de la funda e inferior al índice máximo de la sección
central, por una segunda sección enterrada con un índice mínimo
inferior al índice de la funda, y por una segunda sección anular con
un índice máximo superior al índice de la funda e inferior al índice
máximo de la sección central.
A fin de mejorar la calidad de la compensación
proporcionada por la fibra óptica con compensación de dispersión
tipo HOM de acuerdo con la invención, así como el resto de sus
propiedades, se facilitará a continuación un cierto número de
márgenes preferenciales para los índices y radios del segundo tipo
de perfil de índice del núcleo.
Preferentemente, la diferencia de índice máximo
\Deltan_{1} entre el índice de la sección central y el índice de
la funda está comprendida entre 23.10^{-3} y 35.10^{-3}, y el
radio exterior r_{1} de la sección central está comprendido entre
3 \mum y 4,5 \mum.
Preferentemente, la diferencia de índice
\Deltan_{2} entre el índice de la primera sección enterrada y el
índice de la funda continúa estando comprendida entre -8.10^{-3} y
0, y el radio exterior r_{2} de la primera sección enterrada está
comprendido entre 4,5 \mum y 7,5 \mum. La expresión "permanece
comprendido" significa "está comprendido" cuando el
parámetro es constante y significa "permanece comprendido"
cuando el parámetro es variable en la sección en cuestión.
Preferentemente, la diferencia de índice
\Deltan_{3} entre el índice de la primera sección anular y el
índice de la funda continúa estando comprendida entre 2.10^{-3}y
8.10^{-3}, y el radio exterior r_{3} de la primera sección
anular está comprendido entre 6 \mum y 11 \mum.
Preferentemente, la diferencia de índice
\Deltan_{4} entre el índice de la segunda sección enterrada y el
índice de la funda está comprendida entre -8.10^{-3} y 0, y el
radio exterior r_{4} de la segunda sección enterrada está
comprendido entre 10 \mum y 15 \mum.
Preferentemente, la diferencia de índice
\Deltan_{5} entre el índice de la segunda sección anular y el
índice de la funda permanece comprendida entre 0 y 10.10^{-3}, y
el radio exterior r_{5} de la segunda sección anular está
comprendido entre 13 \mum y 17 \mum.
Para que la fibra óptica con compensación de
dispersión del tipo HOM de acuerdo con la invención resulte
especialmente interesante a nivel del equilibrio de pérdidas, dicha
fibra óptica con compensación de dispersión presenta,
preferiblemente, una atenuación inferior a 1,5 dB/km para una
longitud de onda de 1550 nm.
El objeto de la invención hace referencia también
a un módulo para compensación de dispersión cromática que incluye
una fibra óptica con compensación de dispersión cromática del tipo
HOM de acuerdo con la invención. Preferentemente, este módulo
incluye sucesivamente y en serie un primer convertidor de modo,
capaz de convertir el modo fundamental en el modo de orden superior,
una fibra óptica con compensación de dispersión de acuerdo con la
invención y un segundo convertidor de modo, capaz de convertir el
modo de orden superior en el modo fundamental. Este módulo puede
estar integrado en un sistema de transmisión por fibra óptica con
multiplexado en longitud de onda, incluyendo de este modo dicho
sistema sucesivamente y en serie una fibra óptica de línea y un
módulo de compensación de acuerdo con la invención. En este sistema
de transmisión por fibra óptica con multiplexado en longitud de onda
de acuerdo con la invención, la relación entre la longitud de la
fibra óptica de línea y la longitud de la fibra óptica con
compensación de dispersión es preferiblemente de manera esencial la
inversa del valor absoluto de la relación entre la dispersión
cromática de la fibra óptica de línea con una longitud de onda de
1.550 nm y la dispersión cromática de la fibra óptica con
compensación de dispersión con una longitud de onda de 1.550 nm, a
fin de permitir la optimización de la compensación.
Se comprenderá mejor la invención, así como otras
particularidades y ventajas de la misma, con la ayuda de la
descripción y de los dibujos adjuntos, facilitados a título de
ejemplo, en los cuales:
La figura 1 representa una tabla que incluye los
valores de radios y de diferencias de índice máximas expresados como
valor absoluto para quince ejemplos de perfiles del primer, segundo
y otros tipos de fibra óptica con compensación de dispersión tipo
HOM, de acuerdo con la invención;
La figura 2 representa una tabla que incluye
otras propiedades de los perfiles de fibra óptica con compensación
de dispersión tipo HOM, de acuerdo con la invención, representados
en la figura 1 para el modo LP_{02};
La figura 3 representa esquemáticamente un
ejemplo del primer tipo de perfil de cuatro secciones de una fibra
óptica con compensación de dispersión tipo HOM, de acuerdo con la
invención;
La figura 4 representa esquemáticamente, en un
amplio margen espectral, las variaciones de dispersión cromática del
ejemplo de perfil representado en la figura 3;
La figura 5 representa esquemáticamente un
segundo tipo de perfil de cinco secciones de una fibra óptica con
compensación de dispersión tipo HOM, de acuerdo con la
invención;
La figura 6 representa esquemáticamente, en un
amplio margen espectral, las variaciones de dispersión cromática del
ejemplo de perfil representado en la figura 5;
La figura 7 representa esquemáticamente un
sistema de transmisión por fibra óptica con multiplexado en longitud
de onda, de acuerdo con la invención.
La figura 1 representa una tabla que incluye los
valores de los radios y de las diferencias de índice máximas
expresados en valor absoluto para quince ejemplos de perfiles del
primer, del segundo y de otros tipos de fibra óptica con
compensación de dispersión tipo HOM, de acuerdo con la invención. La
columna de la izquierda incluye la denominación de los perfiles
desde el nº 1 al nº 14. La segunda columna indica el número de
secciones que incluye el perfil de índice de núcleo del ejemplo en
cuestión. Las seis columnas siguientes expresan en \mum los radios
del perfil de índice variable del núcleo. Las seis últimas columnas
expresan el valor, multiplicado por mil, de las diferencias de
índice en relación con la funda con índice constante (sin unidad).
No se han rellenado todas las casillas de la tabla al no tener todos
los perfiles el mismo número de secciones.
La figura 2 representa una tabla que incluye
otras propiedades de los perfiles de fibra óptica con compensación
de dispersión tipo HOM, de acuerdo con la invención. Las casillas de
la tabla que no incluyen cifras sino solamente un guión, corresponde
a unas propiedades tan adversas que hacen que la fibra óptica no sea
adecuada para su utilización para la longitud de onda en cuestión o
en el margen espectral de funcionamiento considerado. La columna de
la izquierda incluye la denominación de los perfiles ya explicada
anteriormente. La columna siguiente contiene el número de secciones
que incluye cada perfil considerado. Para cada perfil considerado,
el resto de las columnas representa las propiedades de la porción de
fibra óptica correspondiente al perfil en cuestión. La columna
siguiente representa la superficie efectiva S_{eff} expresada en
\mum^{2} para una longitud de onda de 1.550 nm. La columna
siguiente representa la dispersión cromática expresada en ps/nm.km
para la longitud de onda de 1.550 nm. Las siete columnas siguientes
representan las respectivas pendientes de dispersión cromática
expresadas en ps/nm^{2}.km para las longitudes de onda de 1.530
nm, 1.550 nm, 1.565 nm, 1.570 nm, 1.580 nm, 1.590 nm y 1.605 nm. La
siguiente columna representa la longitud de onda de dispersión
cromática mínima expresada en nm. Las tres últimas columnas
representan las respectivas variaciones relativas máximas de
pendiente expresadas en % en unos márgenes espectrales de
funcionamiento de 1.530 nm a 1.565 nm, de 1.530 nm a 1.580 nm, y de
1.530 nm a 1.605 nm. La variación relativa de la pendiente de
dispersión en un margen espectral de funcionamiento corresponde al
cociente entre, por una parte, la diferencia entre la pendiente
máxima de dispersión cromática en dicho margen espectral de
funcionamiento y la pendiente mínima de dispersión cromática en
dicho margen espectral de funcionamiento y, por otra, la pendiente
media de dispersión cromática en dicho margen espectral de
funcionamiento. Los malos resultados de la última columna, que
corresponden a unas variaciones relativas máximas de pendiente
claramente superiores a las otras columnas pueden explicarse por
unas longitudes de onda de dispersión cromática mínima demasiado
próximas al límite superior del margen espectral de funcionamiento
considerado.
La figura 3 representa esquemáticamente un
ejemplo del primer tipo de perfil con cuatro secciones de una fibra
óptica con compensación de dispersión del tipo HOM, de acuerdo con
la invención. Al eje de abscisas se llevan los radios expresados en
\mum. Al de ordenadas se llevan, multiplicadas por mil, las
diferencies de índice expresadas sin unidad. La primera sección,
denominada sección central, presenta una diferencia máxima de índice
\Deltan1 con el índice constante de la funda y un radio exterior
r1. La diferencia de índice máxima \Deltan1 es positiva.
Preferentemente, entre un radio nulo y el radio r1 el índice es
constante. La segunda sección, denominada primera sección
periférica, presenta una diferencia máxima de índice en valor
absoluto \Deltan2 con el índice constante de la funda y un radio
exterior r2. La diferencia de índice máxima en valor absoluto
\Deltan2 puede ser positiva o negativa. Preferentemente, entre el
radio r1 y el radio r2, el índice resulta ser constante. La tercera
sección, denominada segunda sección periférica, presenta una
diferencia máxima de índice en valor absoluto \Deltan3 con el
índice constante de la funda y un radio exterior r3. El valor
absoluto de la diferencia de índice máxima \Deltan3 puede ser
positivo o negativo. Preferentemente, entre el radio r2 y el radio
r3, el índice resulta ser constante. La cuarta sección, denominada
tercera sección periférica, presenta una diferencia máxima de índice
en valor absoluto \Deltan4 con el índice constante de la funda y
un radio exterior r4. La diferencia de índice máxima en valor
absoluto \Deltan4 es positiva. Preferentemente, entre el radio r3
y el radio r4 el índice resulta ser constante. Más allá del radio r4
se encuentra la funda con índice constante.
La figura 4 representa esquemática en un amplio
margen espectral las variaciones de dispersión cromática del ejemplo
de perfil representado en la figura 3. La curva A representa la
dispersión cromática expresada en ps/nm.km para un margen espectral
de longitudes de onda que va desde 1.450 nm a 1.650 nm para la fibra
óptica con compensación de dispersión tipo HOM, de acuerdo con la
invención. El ejemplo considerado en la figura 4 es el ejemplo nº 11
de las figuras 1 y 2. La curva A que corresponde a un perfil de
cuatro secciones presenta una buena linealidad correspondiente a una
variación relativa máxima de pendiente que tiene un valor del 13%
(véase figura 2) en un margen espectral de funcionamiento que va de
1.530 a 1.580 nm, siendo el valor de la diferencia entre la longitud
de onda de dispersión cromática mínima y el límite superior del
margen espectral de funcionamiento 50 nm.
La figura 5 representa esquemáticamente un
segundo tipo de perfil de cinco secciones de una fibra óptica con
compensación de dispersión tipo HOM de acuerdo con la invención. Al
eje de abscisas se llevan los radios expresados en \mum. Al de
ordenadas se llevan, multiplicadas por mil, las diferencias de
índice expresadas sin unidad. La primera sección, denominada sección
central, presenta una diferencia máxima de índice en valor absoluto
\Deltan1 con el índice constante de la funda y un radio exterior
r1. La diferencia de índice máxima \Deltan1 es positiva.
Preferentemente, entre un radio nulo y el radio r1 el índice es
constante. La segunda sección, denominada primera sección enterrada,
presenta una diferencia máxima de índice, en valor absoluto
\Deltan2 con el índice constante de la funda y un radio exterior
r2. La diferencia de índice máxima en valor absoluto \Deltan2 es
negativa. Preferentemente, entre el radio r1 y el radio r2, el
índice resulta ser constante. La tercera sección, denominada primera
sección anular, presenta una diferencia máxima de índice en valor
absoluto \Deltan3 con el índice constante de la funda y un radio
exterior r3. La diferencia de índice máxima en valor absoluto
\Deltan3 es positiva. Preferentemente, entre el radio r2 y el
radio r3 el índice resulta ser constante. La cuarta sección,
denominada segunda sección enterrada, presenta una diferencia máxima
de índice en valor absoluto \Deltan4 con el índice constante de la
funda y un radio exterior r4. La diferencia de índice máxima en
valor absoluto \Deltan4 es negativa. Preferentemente, entre el
radio r3 y el radio r4 el índice resulta ser constante. La quinta
sección, denominada segunda sección anular, presenta una diferencia
máxima de índice en valor absoluto \Deltan5 con el índice
constante de la funda y un radio exterior r5. La diferencia de
índice máxima en valor absoluto \Deltan5 es positiva.
Preferentemente, entre el radio r4 y el radio 5 el índice resulta
ser constante. Más allá del radio r5 se encuentra la funda con
índice constante.
La figura 6 representa esquemáticamente en un
amplio margen espectral las variaciones de dispersión cromática del
ejemplo de perfil representado en la figura 5. La curva B representa
la dispersión cromática expresada en ps/nm.km para un margen
espectral de longitudes de onda que va desde 1.450 nm a 1.650 nm
para la fibra óptica con compensación de dispersión tipo HOM, de
acuerdo con la invención. El ejemplo considerado en la figura 5 es
el ejemplo nº 5 de las figuras 1 y 2. La curva B que corresponde a
un perfil de cinco secciones presenta una excelente linealidad
correspondiente a una variación relativa máxima de pendiente cuyo
valor es del 6% (véase figura 2) en un margen espectral de
funcionamiento que va de 1.530 a 1.580 nm, siendo el valor de la
diferencia entre la longitud de onda de dispersión cromática mínima
y el límite superior del margen espectral de funcionamiento 45
nm.
La figura 7 representa esquemática un sistema de
transmisión por fibra óptica con multiplexado en longitud de onda,
de acuerdo con la invención. El sistema de transmisión incluye
sucesivamente y en serie los siguientes elementos en orden
descendente desde el punto de vista de la propagación de la señal
luminosa: una fibra óptica de línea 1, seguida de un módulo 3 de
compensación, el cual incluye anteriormente un convertidor de modo 2
que transforma la parte esencial de la energía luminosa que se
propaga según el modo fundamental LP_{01} en un modo de orden
superior, por ejemplo LP_{02}, seguido de una fibra óptica 4 de
compensación de dispersión tipo HOM, de acuerdo con la invención,
que compensa la dispersión cromática de la fibra óptica 1 de línea
pero en el modo de orden superior LP_{02}, seguido de un
convertidor de modo 5 que transforma la parte esencial de la energía
luminosa que se propaga según el modo de orden superior LP_{02} en
el modo fundamental LP_{01}. El sistema de transmisión, de acuerdo
con la invención, puede también incluir otros elementos no
representados en la figura 7 por razones de claridad, como
transmisores, receptores, amplificadores y/o incluir varias veces la
secuencia de elementos representados en la figura 7.
Claims (27)
1. Fibra óptica con compensación de
dispersión,
para un sistema de transmisión de multiplexado en
longitud de onda,
que incluye sucesivamente desde el centro hacia
la periferia un núcleo que presenta un perfil de índice variable y
una funda con índice constante,
que permite la propagación, para un margen
espectral de funcionamiento dado superior a 30 nm, además del modo
fundamental LP_{01}, al menos, un modo de orden superior,
estando determinado el perfil de índice del
núcleo de forma que, para dicho modo superior y para dicho margen
espectral de funcionamiento,
en primer lugar, la dispersión cromática sea
inferior a -150 ps/nm.km,
en segundo lugar, la pendiente de dispersión
cromática sea estrictamente negativa,
en tercer lugar, la superficie efectiva sea
superior a 40 \mum^{2},
caracterizada porque
en cuarto lugar, la diferencia, por una parte,
entre la longitud de onda correspondiente al mínimo global de
dispersión cromática, situada fuera de dicho margen espectral de
funcionamiento y, por otra parte la longitud de onda correspondiente
al límite superior de dicho margen espectral de funcionamiento sea
superior a 35 nm, y
en quinto lugar, la variación relativa de la
pendiente de dispersión en dicho margen espectral de funcionamiento,
es decir el cociente entre, por una parte, la diferencia entre la
pendiente máxima de dispersión cromática en dicho margen espectral
de funcionamiento y la pendiente mínima de dispersión cromática en
dicho margen espectral de funcionamiento y, por otra parte la
pendiente media de dispersión cromática en dicho margen espectral de
funcionamiento tenga un valor absoluto inferior al 30%.
2. Fibra óptica con compensación de dispersión de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el
perfil de índice del núcleo se determina de forma que, para dicho
modo superior y para dicho margen espectral de funcionamiento, la
variación relativa de la pendiente de dispersión en dicho margen
espectral de funcionamiento tenga un valor absoluto inferior al
15%.
3. Fibra óptica con compensación de dispersión de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque el perfil de índice del núcleo se
determina de forma que, para dicho modo superior y para dicho margen
espectral de funcionamiento, la diferencia entre, por una parte, la
longitud de onda correspondiente al mínimo global de dispersión
cromática situada fuera de dicho margen espectral de funcionamiento
y, por otra, la longitud de onda correspondiente al límite superior
de dicho margen espectral de funcionamiento sea superior a 50
nm.
4. Fibra óptica con compensación de dispersión de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque el perfil de índice del núcleo se
determina, de forma que, para dicho modo superior y para dicho
margen espectral de funcionamiento, la dispersión cromática sea
inferior a -300 ps/nm.km.
5. Fibra óptica con compensación de dispersión de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque el modo de orden superior es el modo
LP_{02}.
6. Fibra óptica con compensación de dispersión de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque el margen espectral de funcionamiento es
la banda C que va de 1.530 nm a 1.580 nm.
7. Fibra óptica con compensación de dispersión de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizada porque el margen espectral de funcionamiento es
la banda C ampliada que va de 1.530 nm a 1.580 nm.
8. Fibra óptica con compensación de dispersión de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque el perfil de índice del núcleo está
formado, al menos, por cuatro secciones.
9. Fibra óptica con compensación de dispersión de
acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el
perfil de índice variable del núcleo está constituido sucesivamente,
desde el centro hacia la periferia,
por una sección central con un índice máximo
superior al índice de la funda,
por una primera sección periférica de índice
máximo inferior al índice de la sección central,
por una segunda sección periférica de índice
máximo inferior al índice de la sección central,
por una tercera sección periférica de índice
máximo inferior al índice de la sección central,
10. Fibra óptica con compensación de dispersión
de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque la
diferencia de índice máxima (\Deltan_{1}) en valor absoluto,
entre el índice de la sección central y el índice de la funda está
comprendido entre 20.10^{-3} y 35.10^{-3} y porque el radio
exterior (r_{1}) de la sección central está comprendido entre 3
\mum y 5 \mum.
11. Fibra óptica con compensación de dispersión
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10
caracterizada porque el valor absoluto de la diferencia de
índice (|\Deltan_{2}|) entre el índice de la primera sección
periférica y el índice de la funda continúa siendo inferior a
5.10^{-3} y porque el radio exterior (r2) de la primera sección
periférica está comprendido entre 6 \mum y 11 \mum.
12. Fibra óptica con compensación de dispersión
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11
caracterizada porque el valor absoluto de la diferencia de
índice (|\Deltan_{3}|) entre el índice de la segunda sección
periférica y el índice de la funda continúa siendo inferior a
5.10^{-3} y porque el radio exterior (r3) de la segunda sección
periférica está comprendido entre 8 \mum y 15 \mum.
13. Fibra óptica con compensación de dispersión
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12
caracterizada porque la diferencia de índice
(\Deltan_{4}) entre el índice de la tercera sección periférica y
el índice de la funda permanece comprendida entre 0 y 8.10^{-3} y
porque el radio exterior (r4) de la tercera sección periférica está
comprendido entre 10 \mum y 17 \mum.
14. Fibra óptica con compensación de dispersión
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7
caracterizada porque el perfil de índice del núcleo está
formado, al menos, por cinco secciones.
15. Fibra óptica con gestión de dispersión de
acuerdo con la reivindicación 14, caracterizada porque el
perfil de índice variable del núcleo está constituido sucesivamente,
desde el centro hacia la periferia,
por una sección central con un índice máximo
superior al índice de la funda,
por una primera sección enterrada de índice
mínimo inferior al índice de la funda,
por una primera sección anular de índice máximo
superior al índice de la funda e inferior al índice máximo de la
sección central,
por una segunda sección enterrada de índice
mínimo inferior al índice de la funda,
por una segunda sección anular de índice máximo
superior al índice de la funda e inferior al índice máximo de la
sección central.
16. Fibra óptica con compensación de dispersión
de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizada porque el
la diferencia de índice máxima (\Deltan_{1}) en valor absoluto,
entre el índice de la sección central y el índice de la funda está
comprendido entre 23.10^{-3} y 35.10^{-3} y porque el radio
exterior (r_{1}) de la sección central está comprendido entre 3
\mum y 4,5 \mum.
17. Fibra óptica con compensación de dispersión
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 16
caracterizada porque la diferencia de índice
(\Deltan_{2}) entre el índice de la primera sección enterrada y
el índice de la funda permanece comprendida entre -8.10^{-3} y 0 y
porque el radio exterior (r2) de la primera sección enterrada está
comprendido entre 4,5 \mum y 7,5 \mum.
18. Fibra óptica con compensación de dispersión
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17
caracterizada porque la diferencia de índice
(\Deltan_{3}) entre el índice de la primera sección anular y el
índice de la funda permanece comprendida entre 2.10^{-3} y
8.10^{-3} y porque el radio exterior (r3) de la primera sección
anular está comprendido entre 6 \mum y 11 \mum.
19. Fibra óptica con compensación de dispersión
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18
caracterizada porque la diferencia de índice
(\Deltan_{4}) entre el índice de la segunda sección enterrada y
el índice de la funda está comprendida entre -8.10^{-3} y 0 y
porque el radio exterior (r4) de la segunda sección enterrada está
comprendido entre 10 \mum y 15 \mum.
20. Fibra óptica con compensación de dispersión
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19
caracterizada porque la diferencia de índice
(\Deltan_{5}) entre el índice de la segunda sección anular y el
índice de la funda permanece comprendida entre 0 y 10.10^{-3} y
porque el radio exterior (r5) de la segunda sección anular está
comprendido entre 13 \mum y 17 \mum.
21. Fibra óptica con compensación de dispersión
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes
caracterizada porque dicha fibra óptica con compensación de
dispersión presenta una atenuación inferior a 1,5 dB/km para una
longitud de onda de 1.550 nm.
22. Módulo para compensación de dispersión
cromática caracterizado porque dicho módulo (3) incluye una
fibra óptica (4) con compensación de dispersión de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
23. Módulo de compensación de dispersión
cromática de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado
porque dicho módulo (3) incluye sucesivamente y en serie un primer
convertidor (2) de modo, capaz de convertir el modo fundamental en
el modo de orden superior, dicha fibra óptica (4) con compensación
de dispersión y un segundo convertidor (5) de modo, capaz de
convertir el modo de orden superior en el modo fundamental.
24. Sistema de transmisión por fibra óptica con
multiplexado en longitud de onda, caracterizado porque dicho
sistema incluye sucesivamente y en serie una fibra óptica (1) de
línea y un módulo (3) de compensación, de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 22 a 23.
25. Sistema de transmisión por fibra óptica con
multiplexado en longitud de onda de acuerdo con la reivindicación
24, caracterizado porque la relación entre la longitud de la
fibra óptica (1) de línea y la longitud de la fibra óptica (4) con
compensación de dispersión es esencialmente la inversa del valor
absoluto de la relación entre la dispersión cromática de la fibra
óptica (1) de línea para una longitud de onda de 1.550 nm y la
dispersión cromática de la fibra óptica (4) con compensación de
dispersión para una longitud de onda de 1.550 nm.
26. Sistema de transmisión por fibra óptica con
multiplexado en longitud de onda de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 24 a 25, caracterizado porque la dispersión
cromática acumulada en valor absoluto para cada longitud de onda
entre 1.530 nm y 1.565 nm es inferior a 30 ps/nm de media en 100 km
de transmisión.
27. Sistema de transmisión por fibra óptica con
multiplexado en longitud de onda de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 24 a 25, caracterizado porque la dispersión
cromática acumulada en valor absoluto para cada longitud de onda
entre 1.530 nm y 1.580 nm es inferior a 50 ps/nm de media en 100 km
de transmisión.
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