DE60037365T2

DE60037365T2 - Dispersionkompensierende optische Faser

Info

Publication number: DE60037365T2
Application number: DE60037365T
Authority: DE
Inventors: Pierre Sillard; Louis-Anne De Montmorillon; Ludovic Fleury; Pascale Nouchi
Original assignee: Draka Comteq BV
Current assignee: Draka Comteq BV
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: ATE381033T1; DE60037365D1; FR2795828A1; JP4847659B2; JP2003503751A; EP1067412B1; WO2001001177A1; DK1067412T3; EP1067412A1; FR2795828B1; US6263138B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Übertragung durch optische Fasern.
Für optische Fasern wird allgemein das Indexprofil in Abhängigkeit vom Aussehen des Graphen der Funktion, welche dem Radius der Faser den Brechungsindex zuordnet, eingestuft. In klassischer Weise wird auf den Abszissen die Entfernung r zum Mittelpunkt der Faser und auf den Ordinaten die Differenz zwischen dem Brechungsindex und dem Brechungsindex der Hülle der Faser aufgetragen. Man spricht so vom „Stufen-", „Trapez-" oder „Dreieck-" Indexprofil für Graphen, welche die Form einer Stufe, eines Trapezes bzw. eines Dreiecks aufweisen. Diese Kurven sind allgemein repräsentativ für das theoretische oder Entwurfsprofil der Faser, wobei die Einschränkungen der Herstellung der Faser zu einem wesentlich unterschiedlichen Profil führen können.
Bei den neuen Übertragungsnetzen mit hohem Durchsatz und Wellenlängenmultiplexen ist es vorteilhaft, die chromatische Dispersion insbesondere für Durchsätze größer oder gleich 10 Gbit/s pro Kanal zu steuern; das Ziel ist es, für alle Wellenlängen des Multiplexens eine kumulierte chromatische Dispersion zu erhalten, welche über die Leitung im Wesentlichen null ist, um so die Verbreiterung von Impulsen zu begrenzen. Ein kumulierter Wert von einigen 100 ps/nm für die Dispersion ist im Allgemeinen akzeptabel. Es ist zudem interessant, in der Nachbarschaft der in dem System benutzten Wellenlängen Werte der chromatischen Dispersion von null, für welche nichtlineare Effekte bedeutender sind, zu vermeiden. Schließlich ist es zudem interessant, die Steigung der chromatischen Dispersion in dem Bereich des Multiplexens in einer Weise zu begrenzen, Verzerrungen zwischen den Kanälen des Multiplexens zu vermeiden oder zu begrenzen.
Als Leitungsfaser für Übertragungssysteme mit optischen Fasern werden klassischerweise SMF (für Single Mode Fiber im Englischen) genannte Fasern mit Indexsprung benutzt. Die Anmelderin vertreibt so unter der Bezeichnung ASMF 200 eine Monomodefaser mit Indexsprung, welche eine Wellenlänge λ₀ der Aufhebung der chromatischen Dispersion zwischen 1300 und 1320 nm und eine chromatische Dispersion kleiner oder gleich 3,5 ps/nm/km in einem Bereich von 1285–1330 nm und von 17 ps/nm·km bei 1550 nm aufweist. Die Steigung der chromatischen Dispersion bei 1550 nm ist in der Größenordnung von 0,06 ps/nm²·km.
Um die chromatische Dispersion und die Steigung der chromatischen Dispersion dieser SMF-Fasern zu kompensieren, welche ursprünglich installiert wurden, um um eine Wellenlänge von 1310 nm herum zu funktionieren, und welche man derzeit als Leitungsfasern bei einem Fenster um 1550 nm zu benutzen wünscht, beschreibt das Dokument WO 98/04941 eine optische Faser zur Dispersionskompensation (DCF für Dispersion Compensating Fiber im Englischen), welche bei 1550 nm einen großen negativen Wert der chromatischen Dispersion, typischerweise kleiner als –150 ps/nm·km, aufweist. Mit dem Ziel, die nichtlinearen Effekte zu begrenzen, weist diese Faser unter anderem eine effektive Modenoberfläche größer als 30 μm² bei 1550 nm auf. Auf der anderen Seite kann gemäß den in diesem Dokument beschriebenen Ausführungsbeispielen die Steigung der chromatischen Dispersion dieser Faser zwischen –5 und –0,1 ps/nm²·km, immer bei 1550 nm, enthalten sein.
Derartige Werte erlauben ihr insbesondere, zum Kompensieren der Dispersion einer NZ-DSF (Non-Zero Dispersion Shifted Fiber im Englischen) genannten Faser, deren chromatische Dis persion zwischen 6 und 10 ps/nm·km enthalten ist und deren Steigung der chromatischen Dispersion bei 1550 nm kleiner als 0,07 ps/nm²·km ist, benutzt zu werden.
Als DSF werden derartige Fasern eingestuft, welche derart sind, dass bei der Wellenlänge der Übertragung, bei welcher sie benutzt werden und welche allgemein unterschiedlich von der Wellenlänge von 1,3 μm, für welche die Dispersion des Siliziumdioxids im Wesentlichen null ist, ist, ihre chromatische Dispersion im Wesentlichen null ist, in anderen Worten dass sie die von null verschiedene chromatische Dispersion des Siliziums durch eine Vergrößerung der Indexabweichung Δn zwischen dem Kern der Faser und der optischen Hülle kompensiert – von daher die Verwendung des Begriffs versetzt. Diese Indexabweichung erlaubt es, die Wellenlänge, für welche die chromatische Dispersion im Wesentlichen 0 ist, zu versetzen bzw. zu verschieben, sie wird durch die Einführung von Dotierstoffen in die Vorform während ihrer Herstellung, beispielsweise durch ein MCVD-Verfahren, welches für sich bekannt ist und welches hier nicht detailliert beschrieben ist, erhalten.
Als NZ-DSF werden Fasern mit versetzter Dispersion eingestuft, welche für die Wellenlängen, bei welchen sie benutzt werden, eine von null verschiedene chromatische Dispersion aufweisen.
Die DCF-Faser des Dokuments WO 98/04941 ist, obwohl sie unter Berücksichtigung ihrer optischen Eigenschaften imstande ist, die Dispersion von DSF- und NZ-DSF-Fasern und insbesondere derjenigen mit den weiter oben erwähnten Eigenschaften zu kompensieren, nicht sachgerecht, da sie bedeutende Verluste durch Krümmungen aufweist (der Größenordnung von 0,3 dB/m für ein Aufrollen von 100 Windungen mit einem Radius von 30 mm), wobei die Indexdifferenz zwischen dem zentralen Abschnitt ihres Kerns und ihrer optischen Hülle begrenzt ist.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Faser zur Dispersionskompensation bereitzustellen, welche insbesondere in der Lage ist, die chromatische Dispersion einer NZ-DSF-Faser zu kompensieren, deren chromatische Dispersion zwischen 5 und 11 ps/nm·km enthalten ist und deren Steigung der chromatischen Dispersion bei 1550 nm kleiner als 0,08 ps/nm²·km ist, wobei sie Verluste durch Krümmungen aufweist, welche es ihr erlauben, effektiv in derzeitigen optischen Übertragungssystemen benutzt zu werden.
Hierzu schlägt die vorliegende Erfindung eine optische Faser zur Dispersionskompensation vor, welche bei einer Wellenlänge von 1550 nm eine chromatische Dispersion kleiner oder gleich –40 ps/nm·km, eine negative Steigung der chromatischen Dispersion, ein Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion, welches zwischen 50 und 230 nm enthalten ist, und eine effektive Oberfläche größer oder gleich 12 μm² aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei 1550 nm Verluste durch Krümmungen kleiner oder gleich 0,05 dB für ein Aufwickeln von 100 Windungen mit einem Radius von 30 mm aufweist.
Bevorzugt weist die Faser für eine Wellenlänge von 1550 nm eine chromatische Dispersion kleiner oder gleich –50 ps/(nm·km) auf.
Die Obergrenze des Verhältnisses zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion kann zu 200 nm, 180 nm oder 160 nm gewählt sein.
Die Untergrenze des Verhältnisses zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion kann zu 80 nm, 100 nm oder 120 nm gewählt sein.
Alle Kombinationen zwischen diesen Werten der Obergrenze und Untergrenze sind kombinierbar, um einen bevorzugten Bereich für dieses Verhältnis zu bestimmen.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Faser für eine Wellenlänge von 1550 nm eine effektive Oberfläche größer oder gleich 15 μm², bevorzugt größer oder gleich 20 μm² auf.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist die Faser für eine Wellenlänge von 1550 nm eine Dämpfung kleiner oder gleich 1 dB/km auf.
Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel weist die Faser für eine Wellenlänge von 1550 nm einen Modendurchmesser größer oder gleich 4 μm auf.
Vorteilhafterweise weist die Faser für eine Wellenlänge von 1550 nm eine Empfindlichkeit gegenüber Mikrokrümmungen kleiner oder gleich 1 und bevorzugt kleiner oder gleich 0,5 auf.
Die Faser kann ein rechteckförmiges Indexprofil mit einem eingedrückten Abschnitt und einem Ring aufweisen. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Differenz zwischen dem Index des vergrabenen Abschnitts und dem Index der Hülle größer oder gleich –8·10^–3 ist.
Die Erfindung schlägt zudem die Benutzung einer derartigen Faser als Dispersionskompensationsfaser in einem Übertra gungssystem mit einer optischen Faser und Wellenlängenmultiplexen vor.
Die Kompensationsfaser kann dann verkabelt und als Leitungsfaser benutzt sein oder auch in einem Kompensationsmodul angeordnet sein.
Die Erfindung schlägt anschließend ein faseroptisches Übertragungssystem mit Wellenlängenmultiplexen vor, umfassend einen ersten Abschnitt mit Leitungsfaser und einen zweiten Abschnitt mit Leitungsfaser der oben definierten Art.
Die Leitungsfaser des ersten Abschnitts weist vorteilhafterweise für eine Wellenlänge von 1550 nm eine chromatische Dispersion zwischen 5 und 11 ps/nm·km sowie eine Steigung der chromatischen Dispersion kleiner oder gleich 0,08 ps/nm²·km auf.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis der Länge des ersten Abschnitts zu der Länge des zweiten Abschnitts im Wesentlichen das Inverse des Absolutwertes des Verhältnisses der chromatischen Dispersionen bei 1550 nm der Fasern des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts.
Vorteilhafterweise ist die kumulierte chromatische Dispersion im Mittel über 100 km der Übertragung für jeden Kanal zwischen 1530 und 1620 nm kleiner als 100 ps/nm und bevorzugt kleiner als 50 ps/nm.
Die Erfindung schlägt schließlich ein faseroptisches Übertragungssystem mit Wellenlängenmultiplexen vor, umfassend eine Leitungsfaser und eine Faser der oben definierten Art als Kompensationsfaser in einem Kompensationsmodul.
Die Leitungsfaser des ersten Abschnitts weist vorteilhafterweise für eine Wellenlänge von 1550 nm eine chromatische Dispersion zwischen 5 und 11 ps/nm·km ebenso wie eine Steigung der chromatischen Dispersion kleiner oder gleich 0,08 ps/nm²·km auf.
Bevorzugt ist das Verhältnis der Länge der Leitungsfaser zu der Länge der Kompensationsfaser im Wesentlichen das Inverse des Absolutwertes des Verhältnisses der chromatischen Dispersionen der Leitungsfaser und der Kompensationsfaser bei 1550 nm.
Vorteilhafterweise ist die kumulierte chromatische Dispersion im Mittel über 100 km der Übertragung für jeden Kanal zwischen 1530 und 1620 nm kleiner als 100 ps/nm und bevorzugt kleiner als 50 ps/nm.
Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Lesen der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche beispielhaft und unter Bezugnahme auf die angefügte Zeichnung gegeben werden, worin zeigen:
1–3 schematische Darstellungen des Entwurfsindexprofils der Faser gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung,
4 eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Übertragungssystems, welches die Dispersionskompensationsfaser gemäß der Erfindung benutzt.
Die Erfindung schlägt eine Faser zur Dispersionskompensation vor, welche für eine Wellenlänge von 1550 nm eine chromatische Dispersion kleiner als –40 ps/nm·km, eine negative Steigung der chromatischen Dispersion, ein Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion, welches zwischen 50 und 230 nm enthalten ist, eine effektive Oberfläche größer als 12 μm² und Verluste durch Krümmungen kleiner oder gleich 0,05 dB aufweist.
Die bevorzugten Eigenschaften der Faser der Erfindung sind daher die folgenden:

• Chromatische Dispersion bei 1550 nm kleiner als –40 ps/nm·km und bevorzugt kleiner oder gleich –50 ps/nm·km und größer oder gleich – 150 ps/nm·km,
• Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion bei 1550 nm enthalten zwischen 50 und 230 nm und bevorzugt zwischen 80 und 200 nm oder sogar zwischen 100 und 180 nm oder sogar zwischen 120 und 160 nm,
• Effektive Oberfläche größer als 12 μm² oder sogar 15 μm² oder bevorzugt 20 μm²,
• Empfindlichkeit gegenüber Mikrokrümmungen bei 1550 nm kleiner oder gleich 1 oder bevorzugt kleiner oder gleich 0,5,
• Verluste durch Krümmungen bei 1550 nm kleiner oder gleich 0,05 dB und bevorzugt kleiner als 5·10^–3 dB.

Die Faser der Erfindung kann für die Kompensation in der Leitung einer NZ-DSF-Faser benutzt werden, deren chromatische Dispersion zwischen 6 und 10 ps/nm·km enthalten ist und deren Steigung der chromatischen Dispersion bei 1550 nm kleiner als 0,07 ps/nm²·km ist, oder von Fasern der gleichen Art. Sie ist insbesondere angepasst an Fasern, welche bei 1550 nm eine zwischen 5 und 11 ps/nm·km enthaltene chromatische Dispersion und eine Steigung der chromatischen Dispersion kleiner als 0,08 ps/nm²·km aufweisen, insbesondere aufgrund der Tatsache, dass der Wert ihres Verhältnisses zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion zwischen 50 und 230 nm enthalten ist.
Sie kann als Bestandteil in einem Kompensationsmodul benutzt werden, d. h. nicht als Leitungsfaser, sondern in einem diskreten Modul. Sie weist dann bevorzugt eine effektive Abschneidewellenlänge gemäß der Norm ITU-T G650 kleiner oder gleich 1550 nm auf.
Sie kann auch verkabelt und als Leitungsfaser zur Kompensation benutzt werden, bevorzugt mit einer Abschneidewellenlänge im Kabel kleiner oder gleich 1300 nm.
Die Faser der Erfindung erlaubt es, Übertragungssysteme mit sehr hohem Durchsatz und Wellenlängenmultiplexen zusammenzusetzen und erlaubt beispielsweise, Durchsätze von N·20 Gb/s oder von N·40 Gb/s zu erreichen.
In für sich bekannter Weise werden die Verluste durch Krümmung bestimmt, indem die Verluste gemessen werden, welche in einer Faser durch Aufwickeln von 100 Windungen der Faser um eine Trommel mit Radius 30 mm induziert werden. Die Empfindlichkeit gegenüber Mikrokrümmungen wird in relativer Weise im Verhältnis zu der unter der Bezeichnung ASMF 200 von der Anmelderin vertriebenen Faser bestimmt, man kann das Verfahren des Quetschens der Fasern zwischen zwei Gittern, welches für sich bekannt ist, benutzen.
Im Folgenden wird die Beschreibung unter Bezugnahme auf Figuren von Profilbeispielen der Faser, welche es erlaubt, derartige Werte zu erhalten, gegeben. Die Profile der 1–3 weisen ein identisches Aussehen auf und variieren durch die Zahlenwerte der Radien und der Indices.
1 zeigt eine schematische Darstellung des Indexprofils des Entwurfs einer Faser gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Indexprofil ein Indexprofil des Rechtecktyps mit einem vergrabenen Abschnitt, einem Ring und einer optischen Hülle, welches ausgehend vom Mittelpunkt der Faser aufweist:

• einen zentralen Abschnitt 10 mit im Wesentlichen konstantem Index größer oder gleich dem Index der optischen Hülle 13,
• einen ringförmigen Abschnitt 11 oder vergrabenen Abschnitt mit Index kleiner oder gleich dem Index der Hülle 13, welcher bevorzugt eine Indexdifferenz zu der Hülle größer als 8·10^–3 aufweist, ein derartiger minimaler Wert der Indexdifferenz erleichtert die Herstellung der Faser,
• einen ringförmigen Abschnitt 12 oder Ring mit Index größer oder gleich dem Index der Hülle 13 und kleiner oder gleich demjenigen des zentralen Abschnitts 10,
• eine optische Hülle 13,

Um den vergrabenen Abschnitt herum weist die Faser der 1 einen ringförmigen Abschnitt oder Ring 11 auf, d. h. einen Abschnitt mit Index größer als dem Index der Hülle 13, von daher die Einstufung des Profils als rechteckförmig mit einem vergrabenen Abschnitt und einem Ring.
Die Werte der Indices und der Radien in dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die folgenden. Das zentrale Rechteck weist einen Radius r₁ von 1,9 μm auf, und sein Index weist eine Differenz Δn₁ von 15,8·10^–3 zum Index der Hülle auf.
Der vergrabene Abschnitt erstreckt sich zwischen den Radien r₁ und r₂ mit r₂ = 6,1 μm, und sein Index weist eine Differenz Δn₂ von –6,3·10^–3 zum Index der Hülle auf.
Um den Abschnitt erstreckt sich der Ring zwischen den Radien r₂ und r₃ mit r₃ = 7,6 μm, er weist im Verhältnis zur Hülle eine Indexdifferenz Δn₃ von 9,4·10^–3 auf.
Um den Ring erstreckt sich die Hülle der Faser, im Verhältnis zu der die Indexdifferenzen gemessen sind.
Diese Werte erlauben es, eine Faser zu erhalten, welche die folgenden Eigenschaften aufweist:

• Abschneidewellenlänge λ_c: 1773 nm
• effektive Oberfläche bei 1550 nm: 22 μm²
• chromatische Dispersion bei 1550 nm: –51 ps/nm·km
• Steigung der chromatischen Dispersion bei 1550 nm: –0,35 ps/nm²·km
• Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion: 145 nm
• Durchmesser der Mode 2W₀₂ bei 1550 nm: 5,2 μm
• Dämpfung aufgrund von Krümmungen bei 1550 nm für 100 Windungen um eine Spule mit Radius 30 mm kleiner oder gleich 10^–5 dB
• Empfindlichkeit gegenüber Mikrokrümmungen bei 1550 nm: 0,5.

Die hier angegebene Abschneidewellenlänge ist die theoretische Abschneidewellenlänge, in der Praxis sind die effektive Abschneidewellenlänge gemäß der Norm ITU-T G650 und die im Kabel gemessene Wellenlänge um einige 100 nm kleiner, man versteht, dass die Faser in dem Wellenlängenbereich der Nutzsignale, beispielsweise von 1530 bis 1620 nm, effektiv monomodig ist.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Indexprofils einer anderen Faser gemäß der Erfindung; die Figur zeigt gut, dass das Profil eine ähnliche Form wie dasjenige der 1 mit unterschiedlichen numerischen Werten hat. Diese Werte sind die Folgenden. Das Rechteck weist einen Radius r₁ von 1,7 μm auf, und sein Index weist eine Differenz Δn₁ von 17,8·10^–3 zum Index der Hülle auf.
Der vergrabene Abschnitt erstreckt sich um das Rechteck bis zu einem Radius r₂ von 5,9 μm, und sein Index weist eine Differenz Δn₂ von –6,2·10^–3 zum Index der Hülle auf.
Der Ring erstreckt sich um den Abschnitt herum bis zu einem Radius r₃ mit r₃ = 7,35 μm, er weist im Verhältnis zur Hülle eine Indexdifferenz Δn₃ von 8,8·10^–3 auf.
Um den Ring erstreckt sich die Hülle der Faser, im Verhältnis zu der die Indexdifferenzen gemessen sind.
Diese Werte erlauben es, eine die folgenden Eigenschaften aufweisende Faser zu erhalten:

• Abschneidewellenlänge λ_c: 1788 nm
• effektive Oberfläche bei 1550 nm: 20,5 μm²
• chromatische Dispersion bei 1550 nm: –75 ps/nm·km
• Steigung der chromatischen Dispersion bei 1550 nm: –0,51 ps/nm²·km
• Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion: 147 nm
• Durchmesser der Mode 2W₀₂ bei 1550 nm: 5 μm
• Dämpfung aufgrund von Krümmungen bei 1550 nm für 100 Windungen um eine Spule mit Radius 30 mm kleiner oder gleich 10^–5 dB
• Empfindlichkeit gegenüber Mirkokrümmungen bei 1550 nm: 0,45.

Das Ausführungsbeispiel der 3 entspricht einer Faser, deren chromatische Dispersion noch höher ist als bei den vorhergehenden Fasern. Die Werte der Indices und der Radien sind die folgenden:
r₁ = 1,6 μm, Δn₁ = 20,5·10^–3
r₂ = 5,8 μm, Δn₂ = –6,9·10^–3
r₃ = 6,8 μm, Δn₃ = 16·10^–3
Man erhält für die Faser der 3 die folgenden Eigenschaften:

• Abschneidewellenlänge λ_c: 1790 nm
• effektive Oberfläche bei 1550 nm: 19 μm²
• chromatische Dispersion bei 1550 nm: –106 ps/nm·km
• Steigung der chromatischen Dispersion bei 1550 nm: –0,74 ps/nm²·km
• Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion: 142 nm
• Durchmesser der Mode 2W₀₂ bei 1550 nm: 4,8 μm
• Dämpfung aufgrund von Krümmungen bei 1550 nm für 100 Windungen um eine Spule mit Radius 30 mm kleiner oder gleich 10^–4 dB
• Empfindlichkeit gegenüber Mikrokrümmungen bei 1550 nm: 0,5.

Bei allen diesen Ausführungsbeispielen erlauben Variationen von 5% des Index Δn₁ des zentralen Abschnitts oder von 10% der Indices Δn₂ und Δn₃ des vergrabenen Abschnitts und des Rings, ähnliche Ergebnisse zu erhalten. Es ist dasselbe für die Radien, welche individuell um 5% im Verhältnis zu den in dem Beispiel der Figuren angegebenen Werte variieren können, wobei entsprechende Resultate erhalten werden.
Allgemein weisen die Profile, welche die Bedingungen der Erfindung erfüllen, zumindest die folgenden Eigenschaften auf:
12·10^–3 ≤ Δn₁ ≤ 40·10^–3 und bevorzugt 15·10^–3 ≤ Δn₁ ≤ 30·10^–3
–8·10^–3 ≤ Δn₂ ≤ –3·10^–3 und bevorzugt –8·10^–3 ≤ Δn₂ ≤ –4·10^–3
1 ≤ r₁ ≤ 2,5 μm und bevorzugt 1,3 ≤ r₁ ≤ 2,2 μm
6 ≤ r₃ ≤ 10 μm und bevorzugt 6,5 ≤ r₃ ≤ 9 μm.
Die Profile, welche die Bedingungen der Erfindung erfüllen, können im Übrigen die folgenden zusätzlichen Eigenschaften aufweisen:
0,5·10^–3 ≤ Δn₃ ≤ 20·10^–3 und bevorzugt 2·10^–3 ≤ Δn₃ ≤ 18·10^–3
4 ≤ r₂ ≤ 7 μm und bevorzugt 4,5 ≤ r₂ ≤ 6,5 μm.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Übertragungssystems, bei welchem eine Kompensationsfaser gemäß der Erfindung als Leitungsfaser benutzt wird. In 4 sind zwei Verstärker 1 und 2 benachbart zum Übertragungssystem dargestellt, zwischen den zwei Verstärkern ist die Leitungsfaser aus einem Abschnitt 3 aus Faser des Typs der oben beschriebenen NZ-DSF-Faser (d. h. Fasern, welche eine zwischen 5 und 11 ps/nm·km enthaltene chromatische Dispersion und eine Steigung der chromatischen Dispersion kleiner 0,08 ps/nm²·km bei 1550 nm aufweisen) und einem zweiten Abschnitt 4 aus Faser gemäß der Erfindung zusammengesetzt. Die Faser des ersten Abschnitts weist bei 1550 nm eine chromatische Dispersion von 8 ps/nm·km und eine Steigung der chromatischen Dispersion bei derselben Wellenlänge von 0,055 ps/nm²·km auf. Die Benutzung des zweiten Abschnitts mit einer Dispersionskompensationsfaser gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 erlaubt es, in dem Wellenlängenbereich des Multiplexens die in dem ersten Abschnitt der Faser kumulierte chromatische Dispersion zu kompensieren. Die Dispersionskompensationsfaser weist ein Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion von 145 nm auf, die Leitungsfaser des ersten Abschnitts weist ein Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion von 145 nm auf.
Das Verhältnis der jeweiligen Längen der Fasern des ersten und des zweiten Abschnitts ist in einer Weise gewählt, die über die Verbindung kumulierte chromatische Dispersion zu minimieren, in dem Beispiel kann es in der Größenordnung von 6,4 sein, d. h. in der Nachbarschaft des Inversen des Verhältnisses 8/51 der chromatischen Dispersionen.
In einem derartigen Fall ist für einen ersten Abschnitt der Faser einer Länge von 86 km und einen zweiten Abschnitt der Kompensationsfaser von 14 km die für den Kanal bei 1550 nm des Multiplexens kumulierte chromatische Dispersion nahe bei 0 ps/nm.
In dem Bereich des Multiplexens, d. h. zwischen 1530 und 1620 nm, ist für die 100 km des ersten und zweiten Abschnitts für jeden Kanal die kumulierte chromatische Dispersion kleiner als 50 ps/nm. Man gelangt auf diese Weise dazu, die kumulierte chromatische Dispersion für jeden Kanal im Mittel über 100 km auf Werte kleiner 100 ps/nm zu begrenzen, wie weiter oben angegeben.
Die Faser der Erfindung kann von dem Fachmann mit Hilfe bekannter Techniken wie MCVD oder anderen derzeit benutzten Techniken für die Herstellung von optischen Fasern hergestellt werden.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele und Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern ist für eine Vielzahl von Abwandlungen, welche dem Fachmann zugänglich sind, empfänglich. Es ist klar, dass die Profile der 1–3 nur als Beispiel angegeben sind, und dass es andere Profile erlauben können, Fasern zu erhalten, welche die Eigenschaften der Erfindung aufweisen. Die Faser der Erfindung kann wie in dem Ausführungsbeispiel der 4 in einem Übertragungssystem mit Repeatern benutzt werden, aber auch in einem Übertragungssystem ohne Repeater.

Claims

Optische Faser zur Dispersionskompensation, welche bei einer Wellenlänge von 1550 nm eine chromatische Dispersion kleiner oder gleich –40 ps/nm·km, eine negative Steigung der chromatischen Dispersion, ein Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion, welches zwischen 50 und 230 nm enthalten ist, und eine effektive Oberfläche größer oder gleich 12 μm² aufweist, wobei die Faser eine optische äußere Hülle enthält, wobei sie ein Indexprofil aufweist, welches von innen nach außen aus einem zentralen Abschnitt mit Index größer als dem Index der optischen Hülle, einem ringförmigen Abschnitt oder vergrabenen Abschnitt mit Index kleiner als dem Index der optischen Hülle, einem ringförmigen Abschnitt oder Ring mit Index größer als dem Index der Hülle und kleiner als demjenigen des zentralen Abschnitts und einer optischen Hülle besteht, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei 1550 nm Verluste durch Krümmung kleiner oder gleich 0,05 dB für ein Aufrollen von 100 Windungen mit einem Radius von 30 mm aufweist, wobei das Profil die Eigenschaften aufweist: 12·10^–3 ≤ Δn₁ ≤ 40·10^–3, –8·10^–3 ≤ Δn₂ ≤ –3·10^–3, 1 ≤ r₁ ≤ 2,5 μm, 6 ≤ r₃ ≤ 10 μm, wobei: Δn₁ die Indexdifferenz zwischen dem zentralen Abschnitt und der Hülle ist, Δn₂ der Indexunterschied zwischen dem vergrabenen Abschnitt und der Hülle ist, r₁ der Radius des zentralen Abschnitts ist, r₃ der Radius des Rings ist.
Faser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm eine chromatische Dispersion größer oder gleich –150 ps/nm·km aufweist.
Faser gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm eine chromatische Dispersion kleiner oder gleich –50 ps/nm·km aufweist.
Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm ein Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion kleiner als 200 nm aufweist.
Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm ein Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion kleiner als 180 nm aufweist.
Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm ein Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion kleiner als 160 nm aufweist.
Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm ein Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion größer als 80 nm aufweist.
Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm ein Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion größer als 100 nm aufweist.
Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm ein Verhältnis zwischen der chromatischen Dispersion und der Steigung der chromatischen Dispersion größer als 120 nm aufweist.
Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm eine effektive Oberfläche größer oder gleich 15 μm², bevorzugt größer oder gleich 20 μm² aufweist.
Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm eine Dämpfung kleiner oder gleich 1 dB/km aufweist.
Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm einen Modendurchmesser größer oder gleich 4 μm aufweist.
Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einer Wellenlänge von 1550 nm eine Empfindlichkeit gegenüber Mikrokrümmungen kleiner oder gleich 1 und bevorzugt kleiner oder gleich 0,5 aufweist.
Faser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Index des vergrabenen Abschnitts und dem Index der Hülle größer oder gleich –8·10^–3 ist.
Faser gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden Eigenschaften aufweist: 15·10^–3 ≤ Δn₁ ≤ 30·10^–3, –8·10^–3 ≤ Δn₂ ≤ –4·10^–3, 1,3 ≤ r₁ ≤ 2,2 μm, 6,5 ≤ r₃ ≤ 9 μm.
Faser gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin die folgenden Eigenschaften aufweist: 0,5·10^–3 ≤ Δn₃ ≤ 20·10^–3, und bevorzugt 2·10^–3 ≤ Δn₃ ≤ 18·10^–3, 4 ≤ r₂ ≤ 7 μm, und bevorzugt 4,5 ≤ r₂ ≤ 6,5 μm, wobei: Δn₃ die Indexdifferenz zwischen dem Ring und der Hülle ist, r₂ der Radius des vergrabenen Abschnitts ist.
Verwendung einer Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 als Faser zur Dispersionskompensation in einem System zur faseroptischen Übertragung mit Wellenlängenmultiplexen.
Verwendung gemäß Anspruch 17, wobei die Faser zur Kompensation als Leitungsfaser verkabelt und benutzt ist.
Verwendung gemäß Anspruch 17, wobei die Faser zur Kompensation in einem Kompensationsmodul angeordnet ist.
Faseroptisches Übertragungssystem mit Wellenlängenmultiplexen, umfassend einen ersten Abschnitt (3) einer Leitungsfaser, und einen zweiten Abschnitt (4) einer Leitungsfaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16.
Übertragungssystem gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsfaser des ersten Abschnitts bei einer Wellenlänge von 1550 nm eine chromatische Dispersion zwischen 5 und 11 ps/nm·km aufweist.
Übertragungssystem gemäß einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsfaser des ersten Abschnitts bei einer Wellenlänge von 1550 nm eine Steigung der chromatischen Dispersion kleiner oder gleich 0,08 ps/nm²·km aufweist.
System gemäß einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge des ersten Abschnitts zu der Länge des zweiten Abschnitts im Wesentlichen das Inverse des Absolutwerts des Verhältnisses der chromatischen Dispersionen bei 1550 nm der Fasern des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts ist.
System gemäß einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die kumulierte chromatische Dispersion für jeden Kanal zwischen 1530 und 1620 nm im Mittel über 100 km der Übertragung kleiner als 100 ps/nm und bevorzugt kleiner als 50 ps/nm ist.
Faseroptisches Übertragungssystem mit Wellenlängenmultiplexen, umfassend Leitungsfaser und Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 als Kompensationsfaser in einem Kompensationsmodul.
Übertragungssystem gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsfaser bei einer Wellenlänge von 1550 nm eine chromatische Dispersion zwischen 5 und 11 ps/nm·km aufweist.
Übertragungssystem gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsfaser für eine Wellenlänge von 1550 nm eine Steigung der chromatischen Dispersion kleiner oder gleich 0,08 ps/nm²·km aufweist.
System gemäß einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge der Leitungsfaser zu der Länge der Kompensationsfaser im Wesentlichen das Inverse des Absolutwertes des Verhältnisses der chromatischen Dispersionen der Leitungsfaser und der Kompensationsfaser bei 1550 nm ist.
System gemäß einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die kumulierte chromatische Dispersion für jeden Kanal zwischen 1530 und 1620 nm im Mittel über 100 km der Übertragung kleiner als 100 ps/nm und bevorzugt kleiner als 50 ps/nm ist.