CN1871502A - 光纤及光纤偏振模色散测定方法 - Google Patents

Abstract

一种光纤偏振模色散测定方法，其特征在于：根据将光纤卷绕于绕线筒的场合的拍长、及将该光纤制成光缆的场合的平均耦合长度，来推定将该光纤制成光缆的场合的偏振模色散。

Description

光纤及光纤偏振模色散测定方法

技术领域

本发明涉及光纤及光纤偏振模色散测定方法。

本申请，对2003年10月22日申请的日本国发明专利申请第2003-361812号主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

近年来，伴随着光纤通信传送速度的高速化、传送距离的长距离化，要求在传送线路即光纤中，降低偏振模色散(以下简称为“PMD”。)。

光纤的PMD是由光纤纤芯形状的非正圆以及在纤芯中产生的应力的非对称性等引起，而在光纤内传播的两个正交的固有偏振成分中产生群速度差所引起的模色散。

作为决定PMD的参数，可举出下列两个参数。一个是光纤的局部双折射大小，另一个是偏振模耦合，其表示光纤双折射轴的方向在光纤的长度方向上如何变化。

光纤的局部双折射的大小，可以用拍长(以下简称“L_B”)来定量化。该L_B是在光纤内入射的任意偏振态再次恢复到入射时的偏振态的传播距离。

此外，作为表示光纤的局部双折射的另一个参数是模双折射率B。该模双折射率B与L_B之间，具有下述式(1)所示的关系。

[数1]

$L_B=\frac{\mathrm{\λ}}{B}\·\·\·\left(1\right)$

在前述式(1)中，λ是光的波长。

在光纤长度较短的情况下，可以视为不存在偏振模耦合，且作为光速C与光纤长度L的函数，由下述式(2)来表示PMD。

[数2]

$\mathrm{PMD}=\frac{\mathrm{\λ}}{L_B\·C}\·L\·\·\·\left(2\right)$

从前述式(2)可知，PMD与光纤长度L成比例地增加。在光纤长度L较长的情况下，PMD由下述式(3)来表示。

[数3]

$\mathrm{PMD}=\frac{\mathrm{\λ}}{L_B\·C}\sqrt{L\·L_C}\·\·\·\left(3\right)$

从前述式(3)可知，PMD与光纤长度L的平方根成比例地增加。

在前述式(3)中，L_C是平均耦合长度，是表示偏振模耦合大小的参数，偏振模耦合越大，它便越小。偏振模耦合的大小，主要由光纤的扭转及从外部施加的力等来决定。

在光纤的长度L短于L_C的情况下，可用前述式(2)来表示PMD。而在光纤的长度L长于L_C的情况下，则可用前述式(3)来表示PMD。

从前述式(2)、(3)可知，L_B越短，或者L_C越长，PMD便越大。

通常，光纤以卷绕于绕线筒上的状态，来输送给制成光缆的工程，或者作为光纤单体来出货输送。因此，最好可以在光纤卷绕于绕线筒上的状态下，来测定PMD。

然而，由于光纤卷绕于绕线筒，而在光纤中会发生弯曲、侧压及扭转等干扰，从而L_B及L_C便会变化，所以PMD会发生变动。因此，在同一光纤中，卷绕于输送用绕线筒上的光纤的PMD、与制成光缆后的光纤的PMD，会呈现完全不同的值(比如，参照非专利文献1)。因此，制成光缆后的光纤的PMD将增加，从而超过规格所规定的PMD上限，因而成为需解决问题。

光纤以20km～100km左右的长度，来向制成光缆的工序供货，但在制成光缆时，则成为1km～10km左右的长度。因此，如果局部存在PMD较大的部分，则即使制成光缆前的全长的PMD较小，在分割而形成电缆后，也会形成PMD较大的部分，从而成为需解决问题。

非专利文献1：Scott Grindstaff，Joseph Hill，Omid Daneshvar，“ExtrinsicStress Effects on Polarization Mode Dispersion in Optical Fiber Cables”，Intemational Wire & Cable Symposium Proceedings，1993，pp.647-654.

发明内容

本发明鉴于前述事实而成，其目的在于提供一种可以在将光纤卷绕到输送用绕线筒上的状态下，可推定制成光缆后光纤的PMD的光纤偏振模色散测定方法、光纤及光缆。

为解决前述课题，本发明提供一种光纤偏振模色散测定方法，其根据将光纤卷绕于绕线筒的场合的拍长、及将该光纤制成光缆的场合的平均耦合长度，来推定将该光纤制成光缆的场合的偏振模色散。

在前述光纤偏振模色散测定方法中，最好采用P-OTDR，来测定前述光纤的瑞利(Rayleigh)散射光强度。

在前述光纤偏振模色散测定方法中，最好使P-OTDR的分辨率，短于在卷绕于绕线筒上的光纤中所推测的最短拍长。

在前述光纤偏振模色散测定方法中，最好按照因在绕线筒上卷绕而引起的光纤双折射的大小，小于光纤本来具有的内部双折射的大小的方式，来设定绕线筒的半径R、以及在绕线筒上卷绕光纤时的张力，并将光纤卷绕到绕线筒上。

在前述光纤偏振模色散测定方法中，最好按照因在绕线筒上卷绕而引起的光纤双折射的大小，小于光纤的规格上所容许的内部双折射的大小的方式，来设定绕线筒的半径R、以及在绕线筒上卷绕光纤时的张力，并将光纤卷绕到绕线筒上。

在前述光纤偏振模色散测定方法中，最好按照绕线筒的半径R、以及光纤的规格上所容许的内部双折射的大小B满足下述式(4)的方式，来设定绕线筒的半径R，并将光纤卷绕到绕线筒上。

[数4]

$R>\sqrt{\frac{{0.25n}^3(p_{11}-p_{12})(1+v)r^2}{B\text{'}}}\·\·\·\left(4\right)$

(式中，n表示构成光纤的玻璃材料(通常是石英玻璃)的折射率，p₁₁及p₁₂表示构成光纤的玻璃材料的普克尔系数，v表示构成光纤的玻璃材料的泊松比，r表示光纤的玻璃部的半径。)

在前述的光纤偏振模色散测定方法中，如果在测定时，在暂时松缓对光纤施加的张力的状态下进行测定，则在测定时，便可除去因卷绕张力而引起的侧压所产生的双折射及PMD的影响，因此是优选的。此外，通过在测定后恢复到测定前的张力，可以在其后的制造工序中，防止光纤难以抽出的问题，因此是优选的。

在前述的光纤偏振模色散测定方法中，绕线筒最好为可暂时松缓对光纤施加的卷绕张力的结构。

在前述的光纤偏振模色散测定方法中，最好测定光纤长度方向的PMD。

本发明还提供一种光纤，其具有纤芯部、以及配置于前述纤芯部周围的包层部，其中，采用前述方法来测定的PMD为0.1ps/km或其以下。

在前述光纤中，卷绕于绕线筒的状态下的拍长最好为15m或其以上，如果该拍长为30m或其以上则更好。

在前述光纤中，卷绕于绕线筒、且基于绕线筒的张力得到松缓的状态下的拍长最好为15m或其以上，如果该拍长为30m或其以上则更好。

本发明还提供一种光缆，其排列配置多个在前述光纤的周围设有保护层的光纤芯线，且在外皮内收容有前述多个光纤芯线。

发明效果

本发明的光纤偏振模色散测定方法，可以在绕线筒上卷绕有光纤的状态下，推定制成光缆后的光纤的PMD。

本发明的光纤偏振模色散测定方法，可以在绕线筒上卷绕有光纤的状态下，判定制成光缆后光纤的PMD是否处于规格内。

本发明的光纤偏振模色散测定方法，不必准备用于自由状态下的测定的光纤，因而可有效利用光纤。

本发明的光纤偏振模色散测定方法，可以根据附近的光纤的偏振模色散的测定结果，在不代用测定结果的情况下，来测定被出货的光纤其本身的偏振模色散，因而可提供品质更高的光纤。

本发明的光纤偏振模色散测定方法，可测定光纤长度方向的PMD值，因而可发现并除去局部PMD较大的部分。因而可提供品质更高的光纤。

附图说明

图1是表示从外部对具有大小各异的内部双折射的两个光纤施力，而产生大小各异的双折射时，计算出平均双折射大小的结果的曲线图。

图2是表示光纤的PMD计算结果的曲线图。

图3是表示利用P-OTDR来实际测定的瑞利散射光强度的波形的一个例子的曲线图。

图4是表示光纤的卷绕于绕线筒状态下的拍长、与使该光纤制成光缆后的PMD的关系的曲线图。

图5是表示光纤的卷绕于绕线筒状态下的PMD、与使该光纤制成光缆后的PMD的关系的曲线图。

图6是表示一例光纤结构的剖视图。

图7是表示一例光纤芯线结构的剖视图。

图8是表示一例光缆结构的剖视图。

符号说明如下：

1...光纤，2...纤芯部，3...包层部，4...一次被覆(保护层)，5...二次被覆(保护层)，10...光纤芯线，11...拉伸件，12...松套管，13...胶体，14...胶体，15...按压卷绕器，16...撕裂绳，17...外皮，20...光缆。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的光纤偏振模色散测定方法。

首先，将光纤卷绕到绕线筒上，由此来分别研究拍长L_B及平均耦合长度L_C如何变化。

L_B因下列原因而发生变化，即：由于将光纤卷绕到绕线筒上时的弯曲半径、张力及侧压的影响，而大致在绕线筒的半径方向上从外部引起双折射。

L_C因下列原因而发生变化，即：在将光纤卷绕到绕线筒上时，光纤发生扭转，或者光纤彼此之间相互接触。

在此，对光纤卷绕于绕线筒后的L_B变化，从光纤内部的双折射与由外部引起的光纤双折射的关系，来进行探讨。

因将光纤卷绕于绕线筒而从外部引起的双折射的方向，是大致绕线筒的半径方向，而光纤内部的双折射轴的角度，则可以是所有的角度。

因此，施加侧压时光纤的平均双折射，被看作是从各种角度来施加侧压时的平均。

图1是表示从外部对具有大小各异的内部双折射的两个光纤施力，而产生大小各异的双折射时，计算出的平均双折射大小的结果的曲线图。

从图1的结果可知，在从外部引起的双折射的大小小于内部双折射的大小的情况下，平均双折射的大小几乎不变化，而如果从外部引起的双折射的大小大于内部双折射的大小，则平均双折射的大小便几乎等于从外部引起的双折射的大小，最终，平均双折射的大小便大于从外部引起的双折射的大小。然而，通过施加侧压，从外部引起双折射后的平均双折射的大小，不会小于内部双折射的大小。因此，通过将光纤卷绕到绕线筒上，平均L_B一定会缩短，从而会使PMD增大。

另一方面，在绕线筒上卷绕光纤后的L_C，因卷绕于绕线筒时光纤的扭转、及光纤彼此之间的相互接触，而变得极短。因此，将光纤卷绕于绕线筒而引起的L_C变化，会使PMD缩小。

因此，在L_C的变化影响大于L_B的变化影响的情况下，在将光纤卷绕于绕线筒时，PMD便降低，而当将光纤制成光缆并处于自由状态时，PMD增大，而成为问题。

以下，说明PMD的计算例。

例如，将光纤长度设为1000m，并将该光纤分割成0.1mm的微小区间，此时，假设在该微小区间内只有直线双折射，并利用琼斯矩阵法(参照IEEE Photonics Technology Letters，1992年9月，第四卷，9号，p.1066-1069)来进行模拟，从而计算出光纤的PMD变化。

在放置于自由状态的情况下，当将L_B为10m及20m、L_C为30m的光纤卷绕到绕线筒上时，L_C便缩短，而且通过在绕线筒的径向上引起双折射，来计算出光纤的PMD如何变化。

将任何一种光纤卷绕于绕线筒，从而使L_C成为3m。计算所用的平均耦合长度，是将光纤置于自由状态的场合、以及卷绕到绕线筒上的场合下的典型值。光纤的PMD计算结果如图2所示。

由图2的结果可知，通过将光纤卷绕于绕线筒，在从外部引起的双折射的大小较小的场合下，卷绕于绕线筒的状态的光纤的PMD，小于置于自由状态的场合。

此外还可知，如果置于自由状态的场合的光纤的L_B相异，则针对从外部引起的双折射大小的PMD的变化大小便相异。因此，在光纤置于自由状态的场合下，尽管PMD成为不同的值，但两者的PMD，将根据从外部引起的双折射大小的不同而成为相同的值。因此，在引起了大于该值的双折射的场合下，两者的PMD大小关系，便与置于自由状态的场合相反。即，只通过测定卷绕到绕线筒上的光纤的PMD，是不可能估算置于自由状态的光纤的PMD的。

在此，发明人想获知的，是制成光缆后光纤的PMD大小，但由于光缆成为一种使作用于光纤的外力尽量小的结构，因而制成光缆后的光纤的PMD，便与置于自由状态的光纤的PMD几乎相等。

因此，只通过测定卷绕于绕线筒后的PMD，是不可能得到制成光缆后的光纤的PMD的。

然而，如果在卷绕于绕线筒状态下能获知光纤的L_B，便可知制成光缆后的光纤的L_B不再短于该值。因此，如果能获知制成光缆后的光纤的L_C，便可用下述式(2)，来推定制成光缆后的PMD。

[数5]

$\mathrm{PMD}=\frac{\mathrm{\λ}}{L_B\·C}\·L\·\·\·\left(2\right)$

制成光缆后的光纤的L_C，主要取决于光缆的结构、光纤及光缆所用的树脂的材质及表面性等外部因素。因此，不另外采用L_C测定用光纤，而预先采用由同一结构、同一材质、同一表面性的树脂构成的其它光缆内的同种光纤，来测定L_C，由此可以获知制成光缆后的光纤的L_C。

接下来，下面说明具体的制成光缆后的光纤的L_C的测定方法的例子。

最初，测定光缆全长光纤的PMD，接着取出5m左右的区间，来再次测定光纤的PMD。

对5m左右的短光缆而言，可以认为不存在偏振模耦合，可以用前述式(2)来求出L_B。

可以根据这里求出的L_B以及光缆全长光纤的PMD，用下述式(3)来求出L_C。

[数6]

$\mathrm{PMD}=\frac{\mathrm{\λ}}{L_B\·C}\sqrt{L\·L_C}\·\·\·\left(3\right)$

这样，可用前述式(2)及(3)，在光纤卷绕到绕线筒上的状态下，根据L_B及之前算出的L_C，来推定制成光缆后的PMD。

接下来，说明采用P-OTDR(Polarization Optical Time DomainRefrectometry)，来推定被测定光纤制成光缆后的PMD的方法。

在该方法中，通过采用P-OTDR，可以在被测定光纤卷绕于绕线筒的状态下，来独立测定L_B及L_C。具体而言，可采用文献A(F.Corsi，AGaltarossa，and L.Palmieri，“Polarization Mode DispersionCharacterization of Single-Mode Optical Fiber Using BackscatteringTechnique”，Journal of Lightwave Technology，Vol.16，No.10，Oct.1998，pp.1832-1843)、以及文献B(M.Wuilpart，G.Ravet，P.Megret，and M.blondel，“PMD measurement with a polarization-OTDR”，ECOC 2002)中所记载的方法。

图3是表示采用P-OTDR来实际测定的瑞利散射光强度的波形的一个例子的曲线图。

根据前述文献A及文献B，作为L_B的计算方法之一，有下列方法：在采用P-OTDR来测定的瑞利散射光强度的波形的获取区间长度L中，存在N个波形极值时，便采用下述式(5)来算出L_B。

[数7]

$L_B=\frac{L}{4N}\·\·\·\left(5\right)$

在光纤具有图3所示的波形的场合，在100m区间内便有19个极值，因而可知L_B为21m。这样，采用P-OTDR来测定卷绕到绕线筒上的光纤的L_B，并另行测定自由状态下的光缆的L_C，由此便可以推定制成光缆后的光纤的PMD。

这里，尽管作为L_B的计算方法，采用了前述式(5)，但L_B的计算方法不限于此，也可以采用其它方法。

这里，在前述文献A及文献B中，采用P-OTDR，来测定了自由状态下的被测定光纤的L_B及L_C。而在本发明中，将光纤卷绕到绕线筒上，来测定L_B，推定制成光缆后的光纤的PMD，这一点与以往方法不同。

接下来，对被测定光纤的L_B、与用于PMD测定的OTDR的分辨率的关系作以说明。

除偏振保持光纤之外的单模光纤，L_B通常为10cm或其以上，因而如果OTDR的分辨率短于10cm，则无论任何单模光纤，均可独立测定L_B及L_C。

在这种用途中，例如，如果采用光子计数OTDR这一技术，便可获得1cm或其以下的分辨率，因此，也可适用于除了偏振保持光纤之外的任何单模光纤。

此外，通过采用仅对成为测定对象的模选择性地激励及受光的方法，可将采用P-OTDR的PMD测定方法，也适用于多模光纤。

接下来，对在卷绕到绕线筒上的状态下，可以推定制成光缆后的光纤的PMD的光纤作以说明。

在因卷绕到绕线筒上而引起的光纤的双折射大小，小于内部双折射的大小的场合下，如上所述，卷绕到绕线筒上时的光纤的双折射大小，便与制成光缆后的光纤的双折射大小几乎相同。

因此，以卷绕到绕线筒上的状态下测定的光纤的L_B，与光缆化后的光纤的L_B几乎相等。因此，可以提供一种如果预先采用同种光纤来测定光缆的L_C，便可推定制成光缆后的光纤的PMD的光纤。

制成光缆后的L_C，主要由以下因素来决定：光纤内部的双折射、以及因光缆的结构而发生的外力。在多数场合下，可认为不管L_B为多少，L_C为恒定。然而，在L_B较短，即光纤内部的双折射较大的场合，即使对光纤施加外力，也难以引起偏振模耦合，因而有时不能将L_C视为恒定。然而在这种场合下，如果将L_C作为L_B的函数来予以获取，则也可适用本方法。

在JP特开平11-208998号公报中，公开了一种卷绕光纤的方法，通过该方法可以使卷绕于绕线筒的光纤的PMD、与置于自由状态的光纤的PMD一致。然而，如上所述，由于因置于自由状态的光纤内部双折射，而使卷绕到绕线筒上的光纤的PMD的变化方式发生改变，因而，在该方法中，如果预先不知道置于自由状态的光纤内部的双折射，便不能决定卷绕方法。

因此，在每一个光纤的L_B相异的场合下，即在实际制造工序中，其效果将小于本发明所获得的效果。

接下来，对在卷绕到绕线筒上的状态下，可判定制成光缆后是否满足光导电缆的PMD的规格的光纤作以说明。

如果可获知因将光纤卷绕到绕线筒上而引起的双折射大小小于光纤规格上所容许的内部双折射的大小，便可知制成光缆后的双折射小于光纤规格上所容许的内部双折射。

这样，通过在将光纤卷绕到绕线筒上的状态下，来测定所引起的双折射大小、及光纤规格上所容许的内部双折射大小，便可以判定该光纤制成光缆后是否满足PMD的规格。

此外，可以根据所规定的PMD上限值、以及光缆的平均耦合长度，并采用前述式(1)、(3)，来算出光纤规格上所容许的内部双折射的最大值。

接下来，对在将光纤卷绕到绕线筒上的状态下，可以判定制成光缆后是否满足光缆中的光纤的PMD规格的绕线筒半径加以说明。

根据文献C(R.Ulrich，S.C.Rashleigh，and W.Eickhoff，“Bending-induced birefringence in single-mode fibers”，Optics letters，Vol.5，No.6，June 1980，pp.273-275)，可以由光纤的折射率n、普克尔系数p₁₁、p₁₂、泊松比v、光纤半径r及绕线筒半径R，通过下述式(6)，来表示将光纤卷绕到绕线筒上时的弯曲所引起的双折射B。

[数8]

$B={0.25n}^3(p_{11}-p_{12})(1+v)\frac{r^2}{R^2}\·\·\·\left(6\right)$

根据前述式(6)，如果因光纤弯曲而引起的双折射的大小B，小于光纤规格上所容许的内部双折射的大小，则可通过将光纤卷绕到绕线筒上的状态下的测定，来判定该光纤制成光缆后是否满足PMD的规格。

绕线筒半径R，最好满足下述式(4)的关系。

[数9]

$R>\sqrt{\frac{{0.25n}^3(p_{11}-p_{12})(1+v)r^2}{B\text{'}}}\·\·\·\left(4\right)$

这里，B’是光纤规格上所容许的内部双折射大小的最大值，可以根据所规定的PMD上限值以及光缆的平均耦合长度，并采用前述式(1)及(3)来算出。

这里，如果绕线筒成为可暂时松缓对光纤施加的张力的结构，则可消除因张力而在光纤内部发生的双折射的影响，因此是优选的。

这里，优选推定光纤长度方向的PMD分布。

在本发明之前，尚不存在不切断光纤来进行拍长测定的测定方法。因此，通过采用本发明的方法，便可以提供在制成光缆的工序之前，可获知制成光缆后的PMD的光纤。

此外，由于本方法可以在光纤长度方向上测定拍长，因而即使局部存在短拍长的部位的场合下，也可以进行特定。因此，采用本发明的方法，特定光纤拍长存在局部较短的部位，这样以后才可以特定其原因及改善制造工序。其结果是，可以提供一种即使在制成光缆的工序中光纤被分割后，也可以在全部光缆中获得良好的PMD的光纤。

在40Gb/s传送中，光纤的PMD最好为0.1ps/km或其以下。此外，由于传送线路由多条光纤构成，因而至少作为传送线路整体，要求PMD为0.1ps/km或其以下。发明人对各种结构的光纤、及光缆的组合来进行了调查，结果发现：在连接制成光缆后的拍长为15m或其以上的光纤来形成一个传送线路的场合下，作为传送线路整体，可使PMD为0.1ps/km或其以下。此外，对制成光缆后的拍长为30m或其以上的光纤而言，在个别光纤中，所有PMD均为0.1ps/km或其以下。因此，采用本发明的方法来测定的拍长最好为15m或其以上，如为30m或其以上则更佳。

以下，通过实施例来进一步具体说明本发明，但本发明并不限于下列实施例。

实施例1

以张力20gf，将成缆之前的被测定光纤，在直径为300mm的绕线筒上卷绕3000m。在测定了该被测定光纤的内部双折射大小时，L_B为30m。

另一方面，与被测定光纤不同，使同种光纤形成3000m的光缆，此时，构成该光缆的光纤的PMD为0.05ps/km，且L_B为30m。因此，根据前述式(3)，可推定使该被测定光纤形成光缆后的L_C约为85m。

根据以上结果可推定：使被测定光纤形成光缆后的PMD为0.05ps/km。当使被测定光纤实际形成光缆时，PMD为0.05ps/km。

实施例2

以张力20gf，将成缆之前的被测定光纤，在直径为300mm的绕线筒上卷绕3000m。在通过P-OTDR测定来测定L_B时，L_B为25m。

另一方面，与被测定光纤不同，使同种光纤形成3000m光缆，此时，PMD为0.07ps/km，且L_B为20m。因此，从前述式(3)可知，使该被测定光纤形成光缆后的L_C约为73m。

根据以上结果可推定：使被测定光纤成缆后的PMD为0.06ps/km。当使被测定光纤实际形成光缆时，PMD为0.06ps/km。

实施例3

以张力20gf，将被测定光纤，在直径为300mm的绕线筒上卷绕3000m，且采用分辨率为2m的OTDR来进行P-OTDR测定时，未能观测到为测定L_B所需的图3所示的波形。

而在采用分辨率为1cm的OTDR来进行P-OTDR测定时，可观测到图3所示的波形，而且发现L_B为1.2m。

而与被测定光纤不同，使同种光纤形成3000m的光缆时，PMD为1.0ps/km，且L_B为2.0m。因此，从前述式(3)可知，使该被测定光纤形成光缆后的L_C约为150m。

根据以上结果可推定：将被测定光纤成缆后的PMD为1.67ps/km。当使被测定光纤实际制成光缆时，PMD为1.60ps/km，从而看出可正确地进行推定。

实施例4

准备与实施例1中采用的相同种类，且在不因外力而引起双折射的状态下L_B为30m的3000m光纤，并以张力20gf，将该光纤卷绕于直径为300mm的绕线筒。

在将该光纤卷绕于绕线筒后，通过P-OTDR来测定L_B，其值为30m。接下来，当以张力70gf来将该光纤卷绕到同一绕线筒上时，L_B为16m，短于未因外力而引起双折射的状态下的L_B。

在将该光纤设为与实施例1同样的光缆的场合下的L_C为85m，因而在以张力20gf来卷绕于绕线筒的场合下，可推定该光纤在制成光缆后的PMD为0.05ps/km。而在以张力70gf来卷绕到绕线筒上的场合下，可推定该光纤在制成光缆后的PMD为0.1ps/km。

尽管这两种光纤在成缆后的PMD均为0.05ps/km，而且可根据在以张力20gf在绕线筒上卷绕的场合下的拍长，来正确地推定PMD，但未能根据在以张力70gf在绕线筒上卷绕的场合下的拍长，来推定PMD。

实施例5

在40Gb/s传送中，光缆的光纤的PMD优选为0.1ps/km或其以下。在将与实施例1相同种类的光纤形成为与实施例1相同种类的光缆的场合下，由于光缆的L_C约为85m，因而根据前述式(3)，如果制成光缆时的L_B大于15m，则可实现0.1ps/km或其以下的PMD。

准备与实施例1中列举的光纤相同种类的、且长度为3000m的光纤，并以张力20gf，将该光纤卷绕于直径为300mm的绕线筒，采用P-OTDR来测定L_B，此时L_B为20m。接下来，以张力70gf来将该光纤卷绕于直径为150mm的绕线筒，并采用P-OTDR来测定L_B，此时L_B为10m。

此外，使该光纤形成光缆时，PMD也为0.06ps/km，为0.1ps/km或其以下。

即，在以张力20gf来将该光纤卷绕到直径为300mm的绕线筒上的场合下，由于因在绕线筒上卷绕而引起的双折射的大小，小于光纤规格上所容许的内部双折射的大小，因而在绕线筒上卷绕有该光纤的状态下，可确认在制成光缆后满足PMD规格。然而，在以张力70gf将该光纤卷绕到直径为150mm的绕线筒上的场合下，在绕线筒上卷绕有该光纤的状态下，未能确认制成光缆后满足PMD规格。

实施例6

在将与实施例1相同种类的光纤，形成为与实施例1相同种类的光缆的场合下，由于光缆的L_C约为85m，因而根据前述式(3)，如果在绕线筒上卷绕有该光纤时的L_B大于15m，则在制成光缆时，便可实现0.1ps/km的PMD。这里，根据前述式(1)及(6)，在波长为1.55μm时，L_B达到15m的绕线筒半径约为0.07m。

为算出该值，作为波长1.55μm下的值，采用n＝1.444，p₁₁＝0.1486，p₁₂＝0.2959，v＝0.186。这是波长1.55μm下的合成石英的值，由于构成光纤的部件几乎都是合成石英，因而可采用该值。此外，设为：r＝62.5×10^-6m，不考虑光纤被覆的影响。

因此，将该光纤卷绕到半径为0.07m或其以上的绕线筒上，如果此时的L_B为15m或其以下，则可确认在制成光缆后光纤的PMD为0.1ps/km或其以下。

另一方面，如果将该光纤卷绕到半径为0.07m或其以下的绕线筒上，则在因弯曲而引起的双折射的影响中，导致L_B成为15m或其以下，因而在卷绕于绕线筒上的状态下，不能确认制成光缆后PMD是否成为0.1ps/km或其以下。

准备与实施例1中列举的光纤相同种类、且长度为3000m的光纤，并以张力20gf，将该光纤卷绕于直径为300mm的绕线筒，用P-OTDR来测定L_B，此时该值为20m。

接下来，以张力20gf来将该光纤卷绕于直径为100mm的绕线筒上，并用P-OTDR来测定L_B，此时该值为7m。

此外，在将该光纤形成为光缆时，PMD也为0.06ps/km，为0.1ps/km或其以下。

即，在将该光纤卷绕到直径为300mm的绕线筒上的场合下，在绕线筒上卷绕的状态下，可确认制成光缆后满足PMD的规格，而在卷绕于直径为100mm的绕线筒的情况下，未能确认。

准备与实施例1中列举的光纤相同种类、且长度为10000m的光纤，并以张力100gf，将该光纤卷绕于直径为300mm的绕线筒，用P-OTDR来测定L_B，此时该值为10m。

卷绕有该光纤的绕线筒，为可松缓张力的结构。

当暂时松缓张力来进行同样的测定时，在0m～9000m区间，L_B为25m。而在9000m～10000m区间，L_B则为10m。

此外，当将该光纤形成为各1000m的10芯光缆时，采用了0m～9000m区间的光导电缆芯线的PMD，处于0.03～0.06ps/km范围内，而采用了9000～10000m区间的芯线，则超过0.1ps/km。

即，通过设为暂缓张力的结构，可确认在制成光缆后是否满足PMD的规格，而在不具备该结构的场合下，则未能确认。此外，由于在测定后，恢复到与测定前相同的张力，因而在其后的制造工序中，光纤也不难以抽出。

通过采用P-OTDR，还可以测定光纤长度方向的PMD。

实施例7

发明人，采用各种结构的光纤、及光缆的组合，来调查了作为传送线路整体达到0.1ps/km或其以下的PMD所需的拍长、以及个别光缆中达到0.1ps/km或其以下的PMD所需的拍长。其结果是，在连接有制成光缆后拍长为15m或其以上的光纤的场合下，作为传送线路整体可达到0.1ps/km或其以下的PMD。此外，对形成光缆时的拍长为30m或其以上的光纤而言，个别光纤的全部PMD均为0.1ps/km或其以下。

即，卷绕于绕线筒状态下的拍长最好为15m或其以上，如果卷绕于绕线筒状态下的拍长为30m或其以上，则不论光缆的种类如何，制成光缆后的PMD均可为0.1ps/km或其以下。

为此，制作出具有各种双折射的光纤，并以张力40gf，在直径为300mm的绕线筒上卷绕了3000m长度。并测定了在绕线筒上卷绕状态下的拍长、与该光纤制成光缆后的PMD的关系。其结果如图4所示。从图4可看出，在绕线筒上卷绕状态下的拍长、与该光纤制成光缆后的PMD之间，存在明确的关系。

在绕线筒上卷绕的状态下的拍长为15m或其以上的光纤的、制成光缆后的PMD平均值为0.05ps/km。

将在绕线筒上卷绕的状态下的拍长为15m或其以上的光纤，在制成光缆后全部连接，形成一条传送线路后测定PMD，此时传送线路的PMD为0.06ps/km，小于0.1ps/km。

实施例8

实施例7中所使用的光纤之中，在绕线筒上卷绕的状态下的拍长为30m或其以上的光纤的、制成光缆后PMD的平均值为0.015ps/km，不存在制成光缆后PMD超过0.1ps/km的光缆。

将在绕线筒上卷绕的状态下的拍长为30m或其以上的光纤，在制成光缆后全部连接，形成一条传送线路后测定PMD，此时传送线路的PMD为0.016ps/km，大大小于0.1ps/km。

比较例

在绕线筒上卷绕状态下，测定了实施例7中所使用光纤的PMD，并测定了在绕线筒上卷绕状态下的PMD、与该光纤制成光缆后的PMD的关系。其结果如图5所示。从图5可看出，在绕线筒上卷绕状态下的PMD、与该光纤制成光缆后的PMD之间，未能发现明确的关系。

在绕线筒上卷绕状态下的PMD为0.1ps/km或其以下的光纤的、制成光缆后的PMD平均值为0.09ps/km，劣于实施例7，并未大大小于0.1ps/km。

将在绕线筒上卷绕状态下的PMD为0.1ps/km或其以下的光纤，在制成光缆后全部连接，并形成一条传送线路后测定PMD，此时传送线路的PMD为0.11ps/km，大于0.1ps/km。

图6是表示根据本发明的光纤结构一个例子的剖视图。图中，符号1表示光纤，符号2表示纤芯部，符号3表示包层部。

图7是表示光纤芯线结构一个例子的剖视图。图中，符号1表示光纤，符号4表示一次被覆，符号5表示二次被覆。一次被覆4及二次被覆5，构成保护光纤1的保护层。

图8是表示根据本发明的光缆结构一个例子的剖视图。图中，符号20表示光缆(松套管型)，符号10表示光纤芯线，符号11表示拉伸件，符号12表示松套管，符号13、14表示胶体，符号15表示按压卷绕器，符号17表示外皮。

以上，说明了本发明的最佳实施例，但本发明不限于这些实施例。在不脱离本发明的宗旨的范围内，可进行结构的附加、省略、置换及其它变更。本发明并不由前述的说明来进行限定，而只由权利要求书来进行限定。

工业上的可利用性

根据本发明的光纤偏振模色散测定方法，可以在将光纤卷绕于输送用绕线筒的状态下，推定光缆化后的光纤的PMD。

Claims (15)

1.一种光纤偏振模色散测定方法，其特征在于：根据将光纤卷绕于绕线筒的场合的拍长、及将该光纤制成光缆的场合的平均耦合长度，来推定将该光纤制成光缆的场合的偏振模色散。

2.根据权利要求1所述的光纤偏振模色散测定方法，其特征在于：采用P-OTDR，来测定前述光纤的瑞利散射光强度。

3.根据权利要求2所述的光纤偏振模色散测定方法，其特征在于：将前述P-OTDR的分辨率，设定为短于在绕线筒上卷绕的光纤中所推测的最短拍长。

4.根据权利要求1所述的光纤偏振模色散测定方法，其特征在于：按照因在绕线筒上卷绕而引起的光纤双折射的大小，小于光纤本来具有的内部双折射的大小的方式，来设定绕线筒的半径R以及在绕线筒上卷绕光纤时的张力，并将光纤卷绕于绕线筒。

5.根据权利要求1所述的光纤偏振模色散测定方法，其特征在于：按照因在绕线筒上卷绕而引起的光纤双折射的大小，小于光纤的规格上所容许的内部双折射的大小的方式，来设定绕线筒的半径R以及在绕线筒上卷绕光纤时的张力，并将光纤卷绕于绕线筒。

6.根据权利要求1所述的光纤偏振模色散测定方法，其特征在于：按照绕线筒的半径R、以及光纤的规格上所容许的内部双折射大小的最大值B’满足下述式的方式，来设定绕线筒的半径R，并将光纤卷绕于绕线筒，

[数1]

$R>\sqrt{\frac{{0.25n}^3(p_{11}-p_{12})(1+v)r^2}{B^{\′}}}$

(式中，n表示光纤的折射率，p₁₁及p₁₂表示普克尔系数，v表示泊松比，r表示光纤的半径。)。

7.根据权利要求1所述的光纤偏振模色散测定方法，其特征在于：在暂时松缓对光纤施加的张力的状态下，进行测定。

8.根据权利要求1所述的光纤偏振模色散测定方法，其特征在于：绕线筒为可暂时松缓对光纤施加的张力的结构。

9.根据权利要求1所述的光纤偏振模色散测定方法，其特征在于：测定偏振模色散的长度方向的分布。

10.一种光纤，具有纤芯部、以及配置于前述纤芯部的周围的包层部，该光线的特征在于：

采用权利要求1所述的方法来测定的PMD为0.1ps/km或其以下。

11.根据权利要求10所述的光纤，其特征在于：卷绕于绕线筒的状态下的拍长为15m或其以上。

12.根据权利要求10所述的光纤，其特征在于：卷绕于绕线筒的状态下的拍长为30m或其以上。

13.根据权利要求10所述的光纤，其特征在于：卷绕于绕线筒、且基于绕线筒的张力得到松缓的状态下的拍长为15m或其以上。

14.根据权利要求10所述的光纤，其特征在于：卷绕于绕线筒、且基于绕线筒的张力得到松缓的状态下的拍长为30m或其以上。

15.一种光缆，其特征在于：排列配置多个在权利要求10所述光纤的周围设有保护层的光纤芯线，且在外皮内收容有前述多个光纤芯线。

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