EP1046069A1 - Fibre optique a rapport optimise entre l'aire effective et la pente de dispersion pour systemes de transmission a fibre optique a multiplexage en longueurs d'onde - Google Patents

Fibre optique a rapport optimise entre l'aire effective et la pente de dispersion pour systemes de transmission a fibre optique a multiplexage en longueurs d'onde

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EP1046069A1
EP1046069A1 EP99942999A EP99942999A EP1046069A1 EP 1046069 A1 EP1046069 A1 EP 1046069A1 EP 99942999 A EP99942999 A EP 99942999A EP 99942999 A EP99942999 A EP 99942999A EP 1046069 A1 EP1046069 A1 EP 1046069A1
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fiber according
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ring
radius
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EP99942999A
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Louis-Anne De Montmorillon
Pascale Nouchi
Jean-Claude Rousseau
Rapha[Lle Sauvageon
Jean-François Chariot
Alain Bertaina
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Draka Comteq BV
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Alcatel SA
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Publication date
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Priority claimed from FR9902028A external-priority patent/FR2790107B1/fr
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    • G02B6/03627—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - +

Definitions

  • the present invention relates to the field of transmissions by optical fiber, and more particularly to the field of transmissions by multiplexing wavelengths with offset dispersion line fiber.
  • the index profile is generally qualified as a function of the shape of the graph of the function which associates the refractive index with the radius of the fiber.
  • the distance r to the center of the fiber is represented conventionally on the abscissa, and on the ordinate the difference between the refractive index and the refractive index of the fiber cladding.
  • the fiber To use a fiber in a transmission system, and in particular in a transmission system with wavelength multiplexing, it is advantageous for the fiber to have a large effective area in the wavelength range of the multiplex.
  • a large effective surface makes it possible to limit the power density in the fiber, at constant total power, and to limit or avoid undesirable non-linear effects.
  • the fiber provides single-mode propagation of the multiplex channels.
  • ITU-T G 650 gives a definition of the cable cut wavelength.
  • the theoretical fiber cut-off wavelength is generally several hundred nanometers longer than the cable cut wavelength. It appears in fact that the propagation in an optical fiber can be monomode, even if the theoretical cut-off wavelength is greater than the wavelength of the signals used: in fact, beyond a distance of a few meters or tens of meters, which is small compared to the propagation distances in fiber optic transmission systems, the secondary modes disappear due to too much attenuation. Propagation in the transmission system is then single mode. It is also important that the fiber has as low a sensitivity as possible to bends and microbends.
  • the sensitivity to bending is evaluated as explained in recommendation ITU-T G.650, by measuring the attenuation caused by the winding of 100 turns of a fiber around a coil of radius 30 mm.
  • the sensitivity to microbends is measured in a manner known per se; as in the following, it can be measured in relation to a fiber such as the fiber marketed by the applicant under the reference ASMF 200.
  • DSF offset dispersion shifted fibers
  • NZ-DSF (acronym for "non-zero dispersion shifted fibers") is termed fibers with offset dispersion, having a non-zero chromatic dispersion for the wavelengths at which they are used.
  • the non-zero value of the chromatic dispersion makes it possible to limit the non-linear effects in the fiber, and in particular the four-wave mixing between the channels of the multiplex.
  • EP-A-0 859 247 describes DSF fibers with a ring profile, and explains that there exists for such fibers a range in which the effective surface and the chromatic dispersion slope have different directions of variation.
  • the fibers given by way of example have a negative dispersion slope between -4.5 and - 1.0 ps / (nm.km). They have a cutoff wavelength greater than 1,500 nm, for a fiber length of 2 m.
  • Lucent offers under the name TrueWave / RS a fiber having the following characteristics: wavelength ⁇ o: 1468 nm; chromatic dispersion slope at 1550 nm: 0.045 ps / (nm 2 .km); chromatic dispersion at 1,550 nm: 3.7 ps / (nm.km); mode diameter at 1,550 nm: 8.4 ⁇ m; effective surface at 1,550 nm: 55 ⁇ m 2 .
  • Corning sells NZ-DSF fibers under the LEAF brand with an effective area of 72 ⁇ m 2 at 1550 nm, a chromatic dispersion slope of the order of 0.08 to 0.09 ps / (nm 2 .km) ; the chromatic dispersion is canceled out at approximately 1500 nm.
  • the invention proposes an optical fiber capable of being put in cable, and which presents an advantageous compromise between the effective surface and the chromatic dispersion slope, in particular due to the choice of the cut-off wavelength. More specifically, the invention proposes a single-mode optical fiber in cable, having, for a wavelength of 1,550 nm:
  • the fiber according to the invention has a chromatic dispersion at 1550 nm between 5 and 1 1 ps / (nm.km), and / or a dispersion slope less than 0.07 ps / (nm 2 .km).
  • the ratio between the effective surface and the chromatic dispersion slope preferably remains less than 5000 ⁇ m .nm 2 . km / ps.
  • the effective surface of the fiber is greater than or equal to 70 ⁇ m 2 .
  • the fiber exhibits bending losses at 1550 nm less than or equal to 0.05 dB for 100 turns of fiber around a radius of 30 mm and preferably less than or equal to 0.005 dB. It can also have a sensitivity to microbends less than 1, 2 and preferably less than 0.8.
  • the fiber has a theoretical cut-off wavelength greater than 1,550 nm., And a cable cut-off wavelength less than 1,300 nm.
  • the fiber has an attenuation at 1550 nm less than or equal to 0.23 dB / km, and a modal dispersion of polarization less than or equal to 0.08 ps.km " '.
  • the fiber has a trapezoid index profile with ring.
  • the difference between the index of the central part of the fiber and the index of the cladding is advantageously between 6.1 0 '3 and 9.1 0 "3
  • the difference between the index of the ring and the index of the sheath is between 2.1 0 " 3 and 5.10 " 3 .
  • the fiber is such that the ratio between the radius of the trapezoid and the outside radius of the ring is between 0.42 and 0.58.
  • the ratio between the inside radius of the ring and the outside radius of the ring is advantageously between 0.68 and 0.85. It is also advantageous for the outside radius of the ring to be between 8 and 1 0.5 ⁇ m.
  • the fiber has a profile of coaxial index with ring.
  • the fiber advantageously has one or more of the following characteristics: - difference between the index of the ring and the index of the cladding between 0.5.10 "3 and 5.10 "3 ; ratio between the inner radius of the ring and the outer radius of the ring between 0.65 and 0.85; outer radius of the ring between 7.5 and 11.5 ⁇ m.
  • the fiber can finally have a coaxial index profile with a buried external part. In this case, it is advantageous for the outside radius of the outer sheath to be between 7.5 and 9 ⁇ m.
  • the fiber advantageously has one or more of the following characteristics: - difference between the maximum index of the coaxial part of the fiber and the index of the cladding between 7.2.10 3 and 1 0.5.1 0 "3 ; difference between the index of the inner sheath and the index of the sheath between -6.7.10 " 3 and -4, 1.10 "3 ; ratio between the radius of the central part and the radius of the coaxial part between 0.35 and 0.55.
  • the invention further provides a fiber optic transmission system with wavelength multiplexing, comprising such a fiber as line fiber. It is then possible to additionally provide dispersion compensation fiber.
  • FIG. 1 a schematic representation of the trapezoid index profile with ring of a fiber according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 a schematic representation of the profile of coaxial index with ring of a fiber according to a second embodiment of the invention
  • Figure 3 a schematic representation of the coaxial index profile with buried sheath of a fiber according to a third embodiment of the invention.
  • the invention proposes a fiber which presents an advantageous compromise between the effective surface and the chromatic dispersion slope, which makes it possible to limit the power density in the fiber, without however inducing distortions between the channels of a multiplex.
  • the fiber also has low losses by bending and by micro-bending, which makes it possible to place it in a cable; it ensures single-mode propagation when it is thus placed in a cable.
  • the possible characteristics of the fiber of the invention are therefore the following: effective area greater than or equal to 60 ⁇ m 2 , or even preferably greater than 70 ⁇ m 2 ; chromatic dispersion at 1,550 nm between 3 and 14 ps / (nm.km), and preferably between 5 and 11 1 ps / (nm.km); chromatic dispersion slope at 1,550 nm positive and less than 0.1 ps / (nm 2 .km), preferably less than or equal to 0.07 ps / (nm 2 .km); ratio between the effective surface and the chromatic dispersion slope greater than 1000 ⁇ m 2 .nm 2 .
  • the fiber can also have an attenuation at 1550 nm which is less than 0.23 dB / km, as well as a polarization modal dispersion less than or equal to 0.08 ps / km 0 ' 5 .
  • the radii are given in micrometers and measured relative to the axis of the fiber.
  • the indices are measured by the difference with the index of the fiber cladding.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a trapezoid index profile with ring, which is used in a first embodiment of the invention, for different fibers.
  • the profile presents, starting from the center of the fiber: a central part of radius r, with an index ⁇ n, substantially constant and greater than the index of the cladding; - A first annular part surrounding this central part, up to a radius r 2 , and in which the index decreases in a substantially linear manner as a function of the radius; these first two parts have the shape of a trapezoid; a second annular part, of index ⁇ n 3 substantially constant and less than or equal to the index of the sheath, and which extends to a radius r 3 ; this part is commonly referred to as an inner sheath; a third annular part of index ⁇ n 4 substantially constant and greater than the index of the sheath, which extends to a radius r 4 ; this part is called ring.
  • the fiber sheath extends around the ring
  • Table 1 gives possible radius and index values for fibers with a trapezoidal profile with ring. The rays are given in micrometers. Table 1
  • the difference ⁇ n between the index of the central part of the fiber and the index of the cladding can be between 6.1 0 "3 and 9.10 " 3 .
  • the difference ⁇ n 4 between the index of the ring and the index of the cladding is between
  • the ratio r / r 4 is between 0.42 and 0.58, while the ratio r 3 / r 4 is between 0.68 and 0.85.
  • the radius r 4 of the ring can be between 8 and 10.5 ⁇ m.
  • the fibers obtained for these radius and index values have the characteristics given in the corresponding lines of Table 2.
  • the units are as follows: theoretical cut-off wavelength ⁇ ⁇ : nm wavelength of cancellation of the chromatic dispersion ⁇ 0 : nm chromatic dispersion slope C: ps / (nm 2 .km) - effective area S ⁇ ff : ⁇ m 2 chromatic dispersion C: ps / (nm.km) bending losses PC: dB Bending losses are measured as indicated above by winding 100 turns of the fiber around a radius of 30 mm, and by measuring the induced losses.
  • the micro- bend losses S ⁇ c are measured with respect to the ASMF 200 fiber sold by the applicant, and are dimensionless.
  • the ratio S eff / C presents the dimension ⁇ m 2 .nm 2 . km / ps. Table 2
  • Figure 2 shows a schematic representation of a coaxial profile with ring, which is used in a second embodiment of the invention, for different fibers.
  • the profile starting from the center of the fiber: a central part of radius r, with an index ⁇ ⁇ substantially constant and less than or equal to the index of the cladding; a first annular part, surrounding this central part up to a radius r 2 , with an index ⁇ n 2 substantially constant and greater than the index of the central part; all of these first two parts forming a coaxial profile; a second annular part of index ⁇ n 3 substantially constant and which extends to a radius r 3 ; this part is called the inner sheath; - A third annular part of index ⁇ n 4 substantially constant and greater than the index of the sheath, which extends to a radius r 4 ; this part is called a ring.
  • the fiber sheath extends around the ring.
  • Table 3 again gives possible values of radii and index for fibers having the coaxial profile with ring of FIG. 2; as above, the radii are given in micrometers.
  • the difference ⁇ n 4 between the index of the ring and the index of the cladding is between 0.5.1 0 '3 and 5.1 0 "3.
  • the difference between the maximum index of the coaxial part and the index of the cladding is between 7.2.10 "3 10.5.10 " 3.
  • the difference in index ⁇ n 3 is between - 6.7.10 "3 and -4, 1.10 '3 .
  • the ratio r, / r 2 is between 0.35 and 0.55
  • the ratio r 3 / r 4 is between 0.42 and 0.58
  • the ratio r 3 / r 4 is between 0.65 and 0.85.
  • the radius r 4 of the ring can be between 7.5 and 11.5 ⁇ m.
  • Figure 3 shows a schematic representation of a coaxial profile with buried sheath, which is used in a third embodiment of the invention, for different fibers.
  • the profile has, as in the profile of Figure 2, a heart with a coaxial profile. However, it does not have a ring, and the inner sheath has an index strictly lower than that of the sheath.
  • the difference between the maximum index of the coaxial part and the index of the cladding is between 7.2.1 0 "3 10.5.1 0 " 3 .
  • the difference in index ⁇ n 3 is between -6.7.10 "3 and -4.1 .10 " 3 .
  • the ratio / r 2 is between 0.35 and 0.55, and the radius r 3 is between 7.2 and 10.5 ⁇ m.
  • the fibers obtained for these radius and index values have the characteristics given in table 6, with the same units as above.
  • the invention can be manufactured by a person skilled in the art using known techniques, such as MCVD or the other techniques commonly used for the manufacture of optical fibers.
  • the fiber of the invention can advantageously be used as line fiber in transmission systems, and in particular in transmission systems with wavelength multiplexing.
  • Dispersion compensation fiber arranged at regular intervals in the system, can also be provided in a system using such a line fiber, to limit variations in the dispersion.
  • the present invention is not limited to the examples and embodiments described and shown, but it is susceptible of numerous variants accessible to those skilled in the art.

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Abstract

L'invention propose une fibre optique monomode présentant, pour une longueur d'onde de 1550 nm une aire effective supérieure ou égale à 60 νm2, une dispersion chromatique entre 3 et 14 ps/(nm.km), une pente de dispersion chromatique entre 0 et 0,1 ps/(nm2.km), et un rapport entre l'aire effective et la pente de dispersion chromatique supérieur ou égal à 1000 νm2.nm2..km/ps, ainsi qu'une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique inférieure à 1480 nm. La fibre présente ainsi à la fois une forte aire effective et aussi une faible pente de dispersion chromatique, et est donc bien adaptée aux transmissions à multiplexage en longueurs d'onde. L'invention concerne aussi un système de transmission à fibre optique à multiplexage en longueurs d'onde, utilisant comme fibre de ligne une telle fibre.

Description

FIBRE OPTIQUE A RAPPORT OPTIMISE ENTRE L'AIRE EFFECTIVE ET LA PENTE DE DISPERSION POUR SYSTEMES DE TRANSMISSION A FIBRE OPTIQUE A MULTIPLEXAGE EN LONGUEURS D'ONDE
La présente invention concerne le domaine des transmissions par fibre optique, et plus particulièrement le domaine des transmissions en multiplexage de longueurs d'onde à fibre de ligne à dispersion décalée.
Pour des fibres optiques, on qualifie généralement le profil d'indice en fonction de l'allure du graphe de la fonction qui associe au rayon de la fibre l'indice de réfraction. On représente de façon classique sur les abscisses la distance r au centre de la fibre, et sur les ordonnées la différence entre l'indice de réfraction et l'indice de réfraction de la gaine de la fibre. On parle ainsi de profil d'indice en "échelon", en "trapèze" ou en "triangle" pour des graphes qui présentent des formes respectives d'échelon, de trapèze ou de triangle. Ces courbes sont généralement représentatives du profil théorique ou de consigne de la fibre, les contraintes de fabrication de la fibre pouvant conduire à un profil sensiblement différent.
Pour utiliser une fibre dans un système de transmission, et notamment dans un système de transmission à multiplexage en longueurs d'onde, il est intéressant que la fibre dispose d'une grande surface effective dans la plage de longueurs d'onde du multiplex. Une grande surface effective permet de limiter la densité de puissance dans la fibre, à puissance totale constante, et de limiter ou éviter les effets non- linéaires indésirables.
Pour les systèmes à haut débit, il est aussi utile que la fibre assure une propagation monomode des canaux du multiplex. ITU-T G 650 donne une définition de la longueur d'onde de coupure en câble. La longueur d'onde de coupure théorique de la fibre est généralement supérieure de plusieurs centaines de nanomètre à la longueur d'onde de coupure en câble. Il apparaît en fait que la propagation dans une fibre optique peut être monomode, même si la longueur d'onde de coupure théorique est supérieure à la longueur d'onde des signaux utilisés: de fait, au-delà d'une distance de quelques mètres ou dizaines de mètres, qui est faible devant les distances de propagation dans les systèmes de transmission à fibre optique, les modes secondaires disparaissent du fait d'un affaiblissement trop important. La propagation dans le système de transmission est alors monomode. Il est aussi important que la fibre présente une sensibilité aussi faible que possible aux courbures et aux microcourbures. On évalue la sensibilité aux courbures comme expliqué dans la recommandation ITU-T G.650, en mesurant l'atténuation provoquée par l'enroulement de 100 tours d'une fibre autour une bobine de rayon 30 mm. La sensibilité aux microcourbures est mesurée de façon connue en soi; on peut comme dans la suite la mesurer par rapport à une fibre telle que la fibre commercialisée par la demanderesse sous la référence ASMF 200.
Dans les nouveaux réseaux de transmission à hauts débits et multiplexes en longueurs d'onde, il est avantageux de limiter la pente de dispersion chromatique dans la plage de longueurs d'onde du multiplex ; l'objectif est de minimiser au cours de la transmission les distorsions entre les canaux du multiplex.
Sont apparues sur le marché des fibres à dispersion décalée, ou DSF (acronyme de l'anglais "Dispersion shifted fibers"). Ces fibres sont telles qu'à la longueur d'onde de transmission à laquelle elles sont utilisées, qui est en général différente de la longueur d'onde de 1 ,3 μm pour laquelle la dispersion de la silice est sensiblement nulle, la dispersion chromatique est sensiblement nulle; c'est à dire que la dispersion chromatique de la silice, non nulle, est compensée - d'où l'emploi du terme décalé - par une augmentation de l'écart d'indice Δn entre le cœur de la fibre et la gaine optique. Cet écart d'indice permet de décaler la longueur d'onde pour laquelle la dispersion chromatique est nulle; il est obtenu par l'introduction de dopants dans la préforme, lors de la fabrication de celle-ci, par exemple par un processus de MCVD connu en soi, et qui n'est pas décrit plus en détail ici. On qualifie de NZ-DSF (acronyme de l'anglais "non-zero dispersion shifted fibers") des fibres à dispersion décalée, présentant une dispersion chromatique non-nulle pour les longueurs d'onde auxquelles elles sont utilisées. La valeur non-nulle de la dispersion chromatique permet de limiter les effets non-linéaires dans la fibre, et notamment le mélange à quatre ondes entre les canaux du multiplex. Le problème des fibres DSF, tel qu'expliqué dans EP-A-0 859 247 est que la pente de dispersion chromatique croît généralement lorsque la surface effective augmente. EP-A-0 859 247 décrit des fibres DSF à profil en anneau, et explique qu'il existe pour de telles fibres une plage dans laquelle la surface effective et la pente de dispersion chromatique présentent des sens de variation différents. Les fibres données à titre d'exemple présentent une pente de dispersion négative entre -4,5 et - 1 ,0 ps/(nm.km). Elles présentent une longueur d'onde de coupure supérieure à 1 500 nm, pour une longueur de fibre de 2 m. Le document précise que cette valeur élevée de longueur d'onde de coupure n'est pas gênante dans la mesure où la longueur d'onde de coupure diminue avec la distance de propagation, et qu'une propagation monomode est assurée pour des distances de transmission de l'ordre de 1000 km. Y. Yokohama et autres, Practically feasible dispersion flattened fibers produced by VAD technique, ECOC98 (pi 31 -132), propose encore d'obtenir une surface effective de l'ordre de 50 μm2 et une pente de dispersion chromatique de l'ordre de 0,026 ps/(nm2.km) en repoussant la longueur d'onde de coupure au-delà de 1 550 nm.
P. Nouchi, Maximum effective area for non-zero dispersion-shifted fiber, OFC98 ThK3 propose une étude comparée de la surface effective maximale pour différents profils de fibres, en fonction des pertes par courbures, pour des valeurs de dispersion et de pente de dispersion fixes. Cet article montre notamment que les fibres à profil coaxial avec anneau, ou coaxial présentent toutes choses égales par ailleurs des valeurs de surface effective plus importantes. Sur la figure 3 de cet article apparaissent différents types de fibre, avec les pentes de dispersion correspondantes; la légende précise que la dispersion chromatique à 1 550 nm vaut 4 ps/(nm.km). En supposant la dispersion chromatique sensiblement linéaire autour de la longueur d'onde λ0 pour laquelle la dispersion chromatique est nulle, il apparaît que la longueur d'onde λo est dans tous les cas au-dessus de 1488 nm. la société Lucent propose sous l'appellation TrueWave/RS une fibre présentant les caractéristiques suivantes: longueur d'onde λo : 1468 nm; pente de dispersion chromatique à 1550 nm : 0,045 ps/(nm2.km); dispersion chromatique à 1 550 nm : 3,7 ps/(nm.km); diamètre de mode à 1 550 nm : 8,4 μm; surface effective à 1 550 nm : 55 μm2.
La société Corning vend sous la marque LEAF des fibres NZ-DSF présentant à 1550 nm une surface effective de 72 μm2, une pente de dispersion chromatique de l'ordre de 0,08 à 0,09 ps/(nm2.km); la dispersion chromatique s'annule à environ 1 500 nm. L'invention propose une fibre optique susceptible d'être mise en câble, et qui présente un compromis avantageux entre la surface effective et la pente de dispersion chromatique, notamment du fait du choix de la longueur d'onde de coupure. Plus précisément, l'invention propose une fibre optique monomode en câble, présentant, pour une longueur d'onde de 1 550 nm :
- une surface effective supérieure ou égale à 60 μm2;
- une dispersion chromatique comprise entre 3 et 14 ps/(nm.km);
- une pente de dispersion chromatique entre 0 et 0,1 ps/(nm2.km);
- un rapport entre la surface effective et la pente de dispersion chromatique supérieur à 1000 μmlnm2. km/ps ; et
- une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique inférieure ou égale à 1480 nm.
De préférence, la fibre selon l'invention présente une dispersion chromatique à 1550 nm entre 5 et 1 1 ps/(nm.km), et/ou une pente de dispersion inférieure à 0,07 ps/(nm2.km).
Le rapport entre la surface effective et la pente de dispersion chromatique reste de préférence inférieur à 5000 μm .nm2. km/ps.
Dans un mode de réalisation, la surface effective de la fibre est supérieure ou égale à 70 μm2. Dans un autre mode de réalisation, la fibre présente des pertes par courbures à 1550 nm inférieures ou égales à 0,05 dB pour 1 00 tours de fibre autour d'un rayon de 30 mm et de préférence inférieures ou égale à 0,005 dB. Elle peut aussi présenter une sensibilité aux microcourbures inférieure à 1 ,2 et de préférence inférieure à 0,8. De préférence, la fibre présente une longueur d'onde de coupure théorique supérieure à 1 550 nm., et une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1 300 nm.
Dans un mode de réalisation, la fibre présente une atténuation à 1 550 nm inférieure ou égale à 0,23 dB/km, et une dispersion modale de polarisation inférieure ou égale à 0,08 ps.km" ' .
Dans un autre mode de réalisation, la fibre présente un profil d'indice en trapèze avec anneau. Dans ce cas, la différence entre l'indice de la partie centrale de la fibre et l'indice de la gaine est avantageusement comprise entre 6.1 0'3 et 9.1 0"3, et la différence entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine est comprise entre 2.1 0" 3 et 5.10"3. On peut encore prévoir que la fibre est telle que ce que le rapport entre le rayon du trapèze et le rayon extérieur de l'anneau est compris entre 0,42 et 0,58. Par ailleurs, le rapport entre le rayon intérieur de l'anneau et le rayon extérieur de l'anneau est avantageusement compris entre 0,68 et 0,85. Il est encore avantageux que le rayon extérieur de l'anneau soit compris entre 8 et 1 0,5 μm.
Dans encore un autre mode de réalisation, la fibre présente un profil d'indice coaxial avec anneau. Dans ce cas, la fibre présente avantageusement une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - différence entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine entre 0,5.10"3 et 5.10"3 ; rapport entre le rayon intérieur de l'anneau et le rayon extérieur de l'anneau compris entre 0,65 et 0,85; rayon extérieur de l'anneau compris entre 7,5 et 1 1 ,5 μm. La fibre peut enfin présenter un profil d'indice coaxial avec une partie externe enterrée. Dans ce cas, il est avantageux que le rayon extérieur de la gaine extérieure soit compris entre 7,5 et 9 μm.
Dans les cas de profils coaxial avec anneau ou coaxial, la fibre présente avantageusement un ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - différence entre l'indice maximum de la partie coaxiale de la fibre et l'indice de la gaine comprise entre 7,2.10 3 et 1 0,5.1 0"3; différence entre l'indice de la gaine intérieure et l'indice de la gaine comprise entre -6,7.10"3 et -4, 1 .10"3; rapport entre le rayon de la partie centrale et le rayon de la partie coaxiale compris entre 0,35 et 0,55.
L'invention propose encore un système de transmission à fibre optique à multiplexage en longueurs d'onde, comprenant une telle fibre comme fibre de ligne. Il est alors possible de prévoir en outre de la fibre de compensation de dispersion.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, qui montrent figure 1 , une représentation schématique du profil d'indice en trapèze avec anneau d'une fibre selon un premier mode de réalisation de l'invention; figure 2, une représentation schématique du profil d'indice coaxial avec anneau d'une fibre selon un second mode de réalisation de l'invention; figure 3, une représentation schématique du profil d'indice coaxial avec gaine enterrée d'une fibre selon un troisième mode de réalisation de l'invention. L'invention propose une fibre qui présente un compromis avantageux entre la surface effective et la pente de dispersion chromatique, ce qui permet de limiter la densité de puissance dans la fibre, sans pour autant induire de distorsions entre les canaux d'un multiplex. La fibre présente en outre de faibles pertes par courbures et par microcourbures, ce qui permet de la placer dans un câble; elle assure une propagation monomode lorsqu'elle est ainsi placée dans un câble. Les caractéristiques possibles de la fibre de l'invention sont donc les suivantes: aire effective supérieure ou égale à 60 μm2, voire de préférence supérieure à 70 μm2; dispersion chromatique à 1 550 nm comprise entre 3 et 14 ps/(nm.km), et de préférence entre 5 et 1 1 ps/(nm.km); pente de dispersion chromatique à 1 550 nm positive et inférieure à 0, 1 ps/(nm2.km), de préférence inférieure ou égale à 0,07 ps/(nm2.km); rapport entre la surface effective et la pente de dispersion chromatique supérieur à 1000 μm2.nm2. km/ps, et de préférence inférieur à 5000 μm .nm2. km/ps, voire à 2500 μm2.nm2. km/ps. pertes par courbure à 1 550 nm inférieures à 0,05 dB, pour 1 00 tours de la fibre autour d'un mandrin de 30 mm de rayon et de préférence à 0,005 dB; sensibilité aux microcourbures inférieures à 1 ,2 par rapport à la fibre ASMF 200 connue et de préférence inférieure à 0,8; longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique inférieure à
1480 nm ; longueur d'onde de coupure théorique supérieure à 1 550 nm ; longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1 300 nm. Comme expliqué plus haut, la longueur d'onde de coupure théorique est supérieure de plusieurs centaines de nanomètres à la longueur d'onde de coupure en câble. Il est ainsi possible d'assurer simultanément ces deux dernières caractéristiques.
La fibre peut encore présenter une atténuation à 1550 nm qui est inférieure à 0,23 dB/km, ainsi qu'une dispersion modale de polarisation inférieure ou égale à 0,08 ps/km 0'5.
On donne dans la suite de la description en référence aux figures des exemples de profils de fibre de consigne permettant d'obtenir de telles valeurs. Dans tous les modes de réalisation, les rayons sont donnés en micromètres et mesurés par rapport à l'axe de la fibre. Les indices sont mesurés par la différence avec l'indice de la gaine de la fibre.
La figure 1 montre une représentation schématique d'un profil d'indice en trapèze avec anneau, qui est utilisé dans un premier mode de réalisation de l'invention, pour différentes fibres. Dans ce mode de réalisation, le profil présente, en partant du centre de la fibre: une partie centrale de rayon r, avec un indice Δn, sensiblement constant et supérieur à l'indice de la gaine; - une première partie annulaire entourant cette partie centrale, jusqu'à un rayon r2, et dans laquelle l'indice décroît de façon sensiblement linéaire en fonction du rayon; ces deux premières parties présentent la forme d'un trapèze ; une deuxième partie annulaire, d'indice Δn3 sensiblement constant et inférieur ou égal à l'indice de la gaine, et qui s'étend jusqu'à un rayon r3; cette partie est couramment dénommé gaine intérieure ; une troisième partie annulaire d'indice Δn4 sensiblement constant et supérieur à l'indice de la gaine, qui s'étend jusqu'à un rayon r4; cette partie est appelé anneau. La gaine de la fibre s'étend autour de l'anneau.
Le tableau 1 donne des valeurs possibles de rayons et d'indice pour des fibres présentant un profil en trapèze avec anneau. Les rayons sont donnés en micromètres. Tableau 1
Comme le montrent les exemples, la différence Δn, entre l'indice de la partie centrale de la fibre et l'indice de la gaine peut être comprise entre 6.1 0"3 et 9.10"3. La différence Δn4 entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine est comprise entre
2.10 3 et 5.10'3. Du point de vue des rayons, le rapport r /r4 est compris entre 0,42 et 0,58, tandis que le rapport r3/r4 est compris entre 0,68 et 0,85. Le rayon r4 de l'anneau peut être compris entre 8 et 10,5 μm. Ces caractéristiques permettent de fabriquer la fibre par des méthodes classiques; à titre de comparaison, la valeur de différence d'indice de 1 % couramment mentionnée dans l'art antérieur correspond à une différence de 14,5.10"3. On constate que l'invention n'implique pas de forts indices, ni des couches de rayons très faibles, et évite donc les problèmes d'atténuation excessive de la fibre ou de fabrication.
Les fibres obtenues pour ces valeurs de rayons et d'indices présentent les caractéristiques données dans les lignes correspondantes du tableau 2. Les unités sont les suivantes : longueur d'onde de coupure théorique λ^ : nm longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique λ0: nm pente de dispersion chromatique C : ps/(nm2.km) - surface effective Sβff : μm2 dispersion chromatique C : ps/(nm.km) pertes par courbures PC: dB Les pertes par courbures sont mesurées comme indiqué plus haut par enroulement de 100 tours de la fibre autour d'un rayon de 30 mm, et par mesure des pertes induites. Les pertes par microcourbures Sμc sont mesurées par rapport à la fibre ASMF 200 commercialisée par la demanderesse, et sont sans dimension. Le rapport Seff/C présente la dimension μm2.nm2. km/ps. Tableau 2
La figure 2 montre une représentation schématique d'un profil coaxial avec anneau, qui est utilisé dans un second mode de réalisation de l'invention, pour différentes fibres. Dans ce mode de réalisation, le profil présente, en partant du centre de la fibre: une partie centrale de rayon r, avec un indice Δ^ sensiblement constant et inférieur ou égal à l'indice de la gaine; une première partie annulaire, entourant cette partie centrale jusqu'à un rayon r2, avec un indice Δn2 sensiblement constant et supérieur à l'indice de la partie centrale; l'ensemble de ces deux premières parties formant un profil coaxial ; une deuxième partie annulaire d'indice Δn3 sensiblement constant et qui s'étend jusqu'à un rayon r3; cette partie est appelée gaine intérieure; - une troisième partie annulaire d'indice Δn4 sensiblement constant et supérieur à l'indice de la gaine, qui s'étend jusqu'à un rayon r4 ; cette partie est appelée anneau. La gaine de la fibre s'étend autour de l'anneau.
Le tableau 3 donne de nouveau des valeurs possibles de rayons et d'indice pour des fibres présentant le profil coaxial avec anneau de la figure 2; comme plus haut, les rayons sont donnés en micromètres.
Tableau 3
De nouveau, comme le montrent les exemples, la différence Δn4 entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine est comprise entre 0,5.1 0'3 et 5.1 0"3. La différence entre l'indice maximum de la partie coaxiale et l'indice de la gaine est comprise entre 7,2.10"3 10,5.10"3. La différence d'indice Δn3 est comprise entre - 6,7.10"3 et -4, 1 .10'3. Du point de vue des rayons, le rapport r,/r2 est compris entre 0,35 et 0,55, le rapport r3/r4 est compris entre 0,42 et 0,58, tandis que le rapport r3/r4 est compris entre 0,65 et 0,85. Le rayon r4 de l'anneau peut être compris entre 7,5 et 1 1 ,5 μm. Ces caractéristiques permettent encore de fabriquer la fibre par des méthodes classiques.
Les fibres obtenues pour ces valeurs de rayons et d'indices présentent les caractéristiques données dans les lignes correspondantes du tableau 4, avec les mêmes unités qu'au-dessus.
Tableau 4
La figure 3 montre une représentation schématique d'un profil coaxial avec gaine enterrée, qui est utilisé dans un troisième mode de réalisation de l'invention, pour différentes fibres. Dans ce mode de réalisation, le profil présente, comme dans le profil de la figure 2, un cœur avec un profil coaxial. Toutefois, elle ne présente pas d'anneau, et la gaine intérieure présente un indice strictement inférieur à celui de la gaine.
Des valeurs possibles de rayons et d'indice pour des fibres présentant le profil coaxial avec gaine enterrée de la figure 3 apparaissent dans le tableau 5; comme plus haut, les rayons sont donnés en micromètres. Tableau 5
Comme dans l'exemple de la figure 3, la différence entre l'indice maximum de la partie coaxiale et l'indice de la gaine est comprise entre 7,2.1 0 "3 10,5.1 0"3. La différence d'indice Δn3 est comprise entre -6,7.10"3 et -4,1 .10"3. Du point de vue des rayons, le rapport /r2 est compris entre 0,35 et 0,55, et le rayon r3 est compris entre 7,2 et 10,5 μm. Ces caractéristiques permettent encore une fois de fabriquer la fibre par des méthodes classiques.
Les fibres obtenues pour ces valeurs de rayons et d'indices présentent les caractéristiques données dans le tableau 6, avec les mêmes unités qu'au-dessus.
Tableau 6
Dans tous les exemples des tableaux 1 , 3 et 5, des variations de 5.1 0"3 des indices permettent d'obtenir des résultats similaires. Il en est de même des rayons, qui peuvent varier individuellement de 1 0% par rapport aux valeurs données tout en obtenant des résultats analogues.
D'autres profils que ceux qui sont données à titre d'exemple peuvent permettre de réaliser des fibres présentant les caractéristiques de l'invention.
L'invention peut être fabriquée par l'homme du métier à l'aide de techniques connues, comme le MCVD ou les autres techniques couramment utilisées pour la fabrication des fibres optiques.
La fibre de l'invention peut avantageusement être utilisée comme fibre de ligne dans des systèmes de transmission, et notamment dans des systèmes de transmission à multiplexage en longueur d'onde. On peut aussi prévoir dans un système utilisant une telle fibre de ligne de la fibre de compensation de dispersion, disposée à intervalles réguliers dans le système, pour limiter les variations de la dispersion. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.

Claims

REVENDICATIONS
1. Une fibre optique monomode en câble, présentant, pour une longueur d'onde de 1 550 nm : - une surface effective supérieure ou égale à 60 μm2;
- une dispersion chromatique comprise entre 3 et 14 ps/(nm.km);
- une pente de dispersion chromatique entre 0 et 0, 1 ps/(nm .km);
- un rapport entre la surface effective et la pente de dispersion chromatique supérieur à 1000 μm .nm2. km/ps ; et - une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique inférieure ou égale à 1480 nm.
2. La fibre selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle présente une dispersion chromatique à 1 550 nm entre 5 et 1 1 ps/(nm.km).
3. La fibre selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle présente à 1 550 nm une pente de dispersion inférieure à 0,07 ps/(nm2.km).
4. La fibre selon la revendication 1 , 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle présente un rapport entre la surface effective et la pente de dispersion chromatique inférieur à 5000 μm2.nm2. km/ps.
5. La fibre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle présente une surface effective supérieure ou égale à 70 μm2;
6. La fibre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle présente des pertes par courbures à 1 550 nm inférieures ou égales à 0,05 dB pour 100 tours de fibre autour d'un rayon de 30 mm et de préférence inférieures ou égale à 0,005 dB.
7. La fibre selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle présente une sensibilité aux microcourbures inférieure à 1 ,2 et de préférence inférieure à 0,8.
8. La fibre selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle présente une longueur d'onde de coupure théorique supérieure à 1 550 nm.
9. La fibre selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle présente une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1 300 nm.
5 10. La fibre selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle présente une atténuation à 1 550 nm inférieure ou égale à 0,23 dB/km.
1 1 . La fibre selon l'une des revendications 1 à 1 0 caractérisée en ce qu'elle présente une dispersion modale de polarisation inférieure ou égale à 0,08 ps.km-0'5.
10 12. La fibre selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisée en ce qu'elle présente un profil d'indice en trapèze avec anneau.
13. La fibre selon la revendication 1 2 caractérisée en ce que la différence (Δn,) entre l'indice de la partie centrale de la fibre et l'indice de la gaine est comprise entre 6.10"3 et 9.10"3.
1 5 14. La fibre selon la revendication 1 2 ou 1 3 caractérisée en ce que la différence
(Δn4) entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine est comprise entre 2.1 0 3 et 5.10-3.
15. La fibre selon la revendication 1 2, 13 ou 14 caractérisée en ce que le rapport (r2/r4) entre le rayon (r2) du trapèze et le rayon (r4) extérieur de
20 l'anneau est compris entre 0,42 et 0,58.
16. La fibre selon l'une des revendications 1 2 à 1 5 caractérisée en ce que le rapport (r3/r4) entre le rayon (r3) intérieur de l'anneau et le rayon (r4) extérieur de l'anneau est compris entre 0,68 et 0,85.
1 . La fibre selon l'une des revendications 1 2 à 1 6 caractérisée en ce que le 25 rayon (r4) extérieur de l'anneau est compris entre 8 et 10,5 μm.
18. La fibre selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisée en ce qu'elle présente un profil d'indice coaxial avec anneau.
19. La fibre selon la revendication 1 8 caractérisée en ce que la différence (Δn4) entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine est comprise entre 0,5.1 0"3
5 et 5.10"3.
20. La fibre selon l'une des revendications 1 8 ou 1 9 caractérisée en ce que le rapport (r3/r4) entre le rayon (r3) intérieur de l'anneau et le rayon (r4) extérieur de l'anneau est compris entre 0,65 et 0,85.
21. La fibre selon l'une des revendications 1 8, 1 9 ou 20 caractérisée en ce que 1 0 le rayon (r4) extérieur de l'anneau est compris entre 7,5 et 1 1 ,5 μm.
22. La fibre selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisée en ce qu'elle présente un profil d'indice coaxial avec une partie externe enterrée.
23. La fibre selon la revendication 22 caractérisée en ce que le rayon (r3) extérieur de la gaine extérieure est compris entre 7,5 et 9 μm.
1 5 24. La fibre selon l'une des revendications 1 8 à 23 caractérisée en ce que la différence (Δn2) entre l'indice maximum de la partie coaxiale de la fibre et l'indice de la gaine est comprise entre 7,2.10'3 et 10,5.10 3.
25. La fibre selon la revendication 18 à 24 caractérisée en ce que la différence (Δn3) entre l'indice de la gaine intérieure et l'indice de la gaine est comprise
20 entre -6,7.10-3 et -4, 1 .10-3.
26. La fibre selon l'une des revendications 1 8 à 25 caractérisée en ce que le rapport (rJr2) entre le rayon (r,) de la partie centrale et le rayon (r2) de la partie coaxiale est compris entre 0,35 et 0,55.
27. Un système de transmission à fibre optique à multiplexage en longueurs d'onde, comprenant comme fibre de ligne de la fibre selon l'une des revendications 1 à 26.
28. Le système de transmission selon la revendication 27, comprenant en outre de la fibre de compensation de dispersion.
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