FR2941540A1 - Fibre optique monomode presentant une surface effective elargie - Google Patents

Fibre optique monomode presentant une surface effective elargie Download PDF

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Abstract

Une fibre optique monomode comprend un coeur central (r , Δn ), une première gaine intérieure (w , Δn ), un seconde gaine intérieure (w , Δn ) et une gaine extérieure. La fibre présente une surface effective à la longueur d'onde de 1550 nm supérieure ou égale à 100 µm . La fibre présente aussi une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1260 nm ; une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique comprise entre 1300 nm et 1324 nm ; et une pente de dispersion inférieure à 0,092 ps/nm -km. La fibre présente une surface effective supérieure à 100 µm tout en respectant la norme G.652, à l'exception des spécifications sur le diamètre de mode à la longueur d'onde de 1310 nm

Description

FIBRE OPTIQUE MONOMODE PRESENTANT UNE SURFACE EFFECTIVE ELARGIE
La présente invention concerne le domaine des transmissions par fibre 5 optique, et plus spécifiquement, une fibre de ligne présentant une surface effective élargie. 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 10 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 15 fabrication de la fibre pouvant conduire à un profil légèrement différent. Une fibre optique est classiquement composée d'un coeur optique, ayant pour fonction de transmettre et éventuellement d'amplifier un signal optique, et d'une gaine optique, ayant pour fonction de confiner le signal optique dans le coeur. A cet effet, les indices de réfraction du coeur n, et de la gaine ng sont tels que ne>ng. 20 Comme cela est bien connu, la propagation d'un signal optique dans une fibre optique monomode se décompose en un mode fondamental guidé dans le coeur et en des modes secondaires guidés sur une certaine distance dans l'ensemble coeur-gaine, appelés modes de gaine. On utilise classiquement comme fibre de ligne pour les systèmes de 25 transmission à fibres optiques, des fibres à saut d'indice, appelées aussi fibres SMF (acronyme de l'anglais "Single Mode Fiber"). Ces fibres présentent une dispersion chromatique et une pente de dispersion chromatique répondant à des normes de télécommunication spécifiques ainsi que des valeurs de longueur d'onde de coupure et de surface effective normalisées. 30 Pour des besoins de compatibilité entre systèmes optiques de constructeurs différents, l'union internationale des télécommunications, dont l'acronyme est ITU pour International Telecommunication Union en anglais, a défini un standard R:\Brevets\29700\29733--090126-texte dépôt.doc -
avec une norme, référencée ITU-T G.652, à laquelle doit répondre une fibre optique de transmission standard, dite SSMF pour Standard Single Mode Fiber en anglais. Cette norme G.652 recommande entre autre pour une fibre de transmission la plage [8,6 ; 9,5 m] pour la valeur du diamètre de mode (MFD pour Mode Field Diameter en anglais) à la longueur d'onde de 1310 nm ; un maximum de 1260 nm pour la valeur de la longueur d'onde de coupure en câble, notée Xec ; la plage [1300 ; 1324 nm] pour la valeur de la longueur d'onde d'annulation de la dispersion, notée ZDW ; un maximum de 0,092 ps/nm2-km pour la valeur de la pente de dispersion chromatique à la longueur d'onde ZDW. La longueur d'onde de coupure en câble est classiquement mesurée comme la longueur d'onde à laquelle le signal optique n'est plus monomode après propagation sur vingt deux mètres de fibre, tel que défini par le sous-comité 86A de la commission électrotechnique internationale dans la norme CE1 60793-1-44. De manière connue en soi, une augmentation de la surface effective d'une fibre de transmission contribue à réduire les effets non linéaires dans la fibre. Une fibre de transmission présentant une surface effective élargie permet une transmission sur une distance plus longue et/ou une augmentation des marges de fonctionnement du système de transmission. Typiquement, une SSMF présente une surface effective Aeff de l'ordre de 80 1.1m2.
Pour augmenter la surface effective d'une fibre de transmission, il a été proposé de réaliser des profils de fibres avec un coeur élargi et aplati par rapport à une SSMF. Cependant, une telle modification de la forme du coeur de la fibre conduit à une augmentation des pertes par microcourbures et à une augmentation des longueurs d'onde de coupure effective et en câble sur fibre. La longueur d'onde de coupure effective est classiquement mesurée comme la longueur d'onde à partir de laquelle le signal optique est monomode après propagation sur deux mètres de fibre, tel que défini par le sous-comité 86A de la commission électrotechnique internationale dans la norme CEI 60793-1-44. Le document US-A-6 658 190 décrit des fibres de transmission avec une surface effective élargie, supérieure à 110 m2. Ces fibres présentent un coeur très large, 1,5 à 2 fois celui d'une SSMF, et une configuration avec une gaine constante ou légèrement enterrée. Pour compenser l'augmentation des pertes en R:'Brevets\29700'.29733--090126-texte dépôt.doc 2941540 -3
microcourbures provoquées par une augmentation de la surface effective, ce document propose d'augmenter le diamètre de la fibre (figure 29). Une telle augmentation du diamètre de la fibre implique cependant un coût et entraîne des problèmes de câblage par non comptabilité avec les autres fibres. Ce document 5 indique en outre que la longueur d'onde de coupure diminue avec la longueur de la fibre considérée (figure 5) et notamment que la fibre atteint un caractère monomode après 1 km de transmission. Une telle mesure de la longueur d'onde de coupure n'est cependant pas conforme aux mesures normalisées citées plus haut. Les fibres décrites dans ce document présentent des longueurs d'onde de coupure en câble supérieures à 10 1260 nm et des longueurs d'onde d'annulation de la dispersion chromatique X0 inférieures à 1300 nm. Le document US-B-6 516 123 décrit des fibres optiques présentant une surface effective supérieure à 100 m2, à la longueur d'onde 1550 nm. Les fibres possèdent chacune une longueur d'onde de coupure en câble qui est supérieure à 15 1260 nm et donc en dehors de la norme G.652. Le document US-B-7 076 139 décrit une fibre présentant une surface effective de 120 m2 à la longueur d'onde 1550 nm. Cependant cette fibre présente une longueur d'onde de coupure en câble supérieure à 1260 nm, et une ZDW autour de 1280 nm, valeurs qui ne respectent donc pas la norme G.652. 20 Le document US-A-2005/0 244 120 décrit un exemple d'une fibre de surface effective de 106 m2 à la longueur d'onde 1550 nm. Cette fibre présente cependant une longueur d'onde de coupure de 1858 nm, bien supérieure à la limite imposée par la norme G.652. Le document EP-A-1 477 831 décrit des exemples de fibres possédant une 25 surface effective supérieure à 100 m2 à la longueur d'onde de 1550 nm. L'exemple de la figure 8 montre une fibre optique présentant une longueur d'onde de coupure inférieure ou égale à 1270 nm, mais avec une ZDW de 1295 nm (valeur calculée à partir du profil de la fibre) soit en dehors de la norme G.652. Le document US-B-6 483 975 décrit une fibre présentant une surface 30 effective supérieure à 100 m2 à une longueur d'onde de 1550 nm. Cependant les valeurs de longueur d'onde de coupure de cette fibre sont trop élevées pour respecter la norme G.652. R:13revets\29700\29733--090126-texte dépôt.doc - 4
Le document EP-A-1 978 383 décrit des fibres présentant une surface effective supérieure à 120 m2, mais une longueur d'onde de coupure, qui n'est pas inférieure à 1260 nm, une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique, ainsi qu'une pente de dispersion à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique qui ne respectent pas la norme G.652. Aucun des documents de l'art antérieur identifiés ne décrit une fibre optique présentant une surface effective supérieure à 100 1.tm2 à la longueur d'onde de 1550 nm, et qui respecte les contraintes de la norme G.652 Il existe donc un besoin pour une fibre de transmission qui présente une surface effective élargie, supérieure ou égale à 100 m2 à une longueur d'onde de 1550 nm, et qui possède une longueur d'onde de coupure en câble inférieure ou égale à 1260 nm, une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique comprise entre 1300 nm et 1324 nm, et une pente de dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique inférieure à 0,092 ps/nm2-km ; c'est-à-dire une fibre qui présente une surface élargie et qui respecte les contraintes de la norme G.652 à l'exception du diamètre de mode. A cet effet, l'invention propose un profil de fibre comprenant un coeur central, une première gaine intérieure, une seconde gaine intérieure et une gaine optique extérieure ; chaque zone de la fibre est optimisée conjointement pour élargir la surface effective de la fibre sans détériorer les autres paramètres de transmission imposés par la norme G.652, à l'exception du diamètre de mode. L'invention propose plus particulièrement une fibre optique monomode comprenant un coeur central, une première gaine intérieure, une seconde gaine intérieure, et une gaine extérieure; la fibre présentant une surface effective à la longueur d'onde de 1550 nm supérieure à 100 m2, avec : - une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1260 nm ; - une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique comprise entre 1300 nm et 1324 nm ; - une pente de dispersion inférieure à 0,092 ps/nm2-km à la longueur 30 d'onde d'annulation de la dispersion chromatique. Selon un mode de réalisation, le coeur présente un rayon compris entre 4,0 m et 5,5 1am. R:ABrevets\29700\29733--090126-texte dépôt.doc - 5
Selon un mode de réalisation, la seconde gaine intérieure est un anneau déterré présentant une largeur comprise entre 0,9 gm et 1,6 m ; l'anneau présente une différence d'indice comprise entre 1 x 10-3 et 5,0x 103. Le coeur central peut alors présenter une différence d'indice comprise entre 4,2x10-3 et 5,2x10-3 et la première gaine intérieure peut alors présenter une largeur comprise entre 0,5 m et 1,5 m et une différence d'indice comprise entre -2,0x 10-3 et 1,0x 10-3. Selon un autre mode de réalisation, la seconde gaine intérieure est une tranchée enterrée présentant une largeur comprise entre 2,5 lam et 4,5 m, et une différence d'indice inférieure à -3,5x10-3. La tranchée enterrée peut présenter une différence d'indice supérieure à -10,0x10-3. Le coeur central peut alors présenter une différence d'indice comprise entre 3,5x 10-3 et 5,0x 10-3 et la première gaine intérieure peut présenter une largeur comprise entre 7 gm et 10 gm et une différence d'indice comprise entre -1,0x10-3 et 1,0X10-3. Selon un mode de réalisation, la fibre présente une surface effective 15 strictement supérieure à 100 m2. Selon un mode de réalisation, la fibre présente, pour une longueur d'onde de 1625 nm, des pertes en courbures inférieures ou égales à 0,05 dB/100t0ärs pour un rayon de courbure de 30 mm. Selon un mode de réalisation, la fibre présente, pour une longueur d'onde de 20 1550 nm, des pertes en microcourbures telles que le rapport des pertes en microcourbures de la fibre sur des pertes en microcourbures d'une fibre monomode standard (SSMF) soumise à des contraintes identiques est inférieur ou égal à 2.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture 25 de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple et en référence aux figures annexées, qui montrent : - figure 1, une représentation graphique du profil de consigne d'une fibre selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - figure 2, une représentation graphique du profil de consigne d'une fibre 30 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. R:ABrevets\9700\29733--090126-texte dépôt.doc -6
La fibre de l'invention va être décrite en référence aux figures 1 et 2 qui représentent chacune un profil de consigne, c'est-à-dire représentatif du profil théorique de la fibre, la fibre réellement obtenue après fibrage d'une préforme pouvant présenter un profil légèrement différent.
Typiquement, le coeur central et les gaines intérieures sont obtenus par dépôt de type CVD dans un tube de silice et la gaine extérieure est constituée par la recharge du tube généralement en silice naturelle ou dopée, mais peut également être obtenue par toute autre technique de dépôt (VAD ou OVD). Selon un premier mode de réalisation (figure 1), la fibre de transmission selon l'invention comprend un coeur central présentant une différence d'indice Ani avec une gaine extérieure, faisant fonction de gaine optique, une première gaine intérieure correspondant à une gaine intermédiaire présentant une différence d'indice An2 avec la gaine extérieure, et une seconde gaine intérieure correspondant à un anneau déterré présentant une différence d'indice positive An3 avec la gaine extérieure. La première gaine intérieure (w2, An2) entoure directement le coeur central (ri, Ani) et l'anneau déterré de la deuxième gaine intérieure (w3, An3) entoure directement la première gaine intérieure (w2, An2). Les indices de réfraction dans la gaine intermédiaire et dans l'anneau sont sensiblement constants sur toutes leurs largeurs. Le coeur peut présenter une forme en échelon, trapèze, triangle ou en alpha.
On définit la largeur du coeur par son rayon ri, et les largeurs w2 de la gaine intermédiaire et w3 de l'anneau par la différence entre leur rayon extérieur respectif et leur rayon intérieur respectif. Dans la fibre selon le premier mode de réalisation de l'invention, le coeur central présente un rayon ri compris entre 4,0 m et 5,5 m, et une différence d'indice Ani comprise de préférence entre 4,2x10-3 et 5,2x10-3 par rapport à la gaine optique extérieure (en silice par exemple). La valeur du rayon ri doit être suffisamment grande pour permettre d'augmenter la surface effective, mais aussi assez petite pour obtenir une longueur d'onde de coupure en câble inférieure ou égale à 1260 nm. La gaine intermédiaire de la fibre selon le premier mode de réalisation de l'invention présente une largeur w2 comprise entre 0,5 m et 1,5 m. Cette gaine présente également une différence d'indice An2 avec la gaine extérieure comprise de préférence entre -2xl0-3 et 1,0x10-3. La largeur w2 de la gaine intermédiaire doit être R:\Brevets',29700\29733--090126-texte dépôt.doc 2941540 -7
assez petite pour assurer une surface effective à la longueur d'onde de 1550 nm qui soit supérieure ou égale à 100 m2. L'anneau a une largeur w3 comprise entre 0,9 pm et 1,6 m. Cet anneau présente une différence d'indice An3 avec la gaine extérieure comprise de préférence entre 1,0x 10-3 et 5,Ox 10-3. La largeur w3 de l'anneau doit être 5 assez petite pour obtenir une longueur d'onde de coupure en câble inférieure ou égale à 1260 nm, une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique comprise entre 1300 nm et 1324 nm, et une pente de dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique inférieure à 0,092 ps/nm2-km. Le tableau I ci-dessous donne cinq exemples de profils d'indice possibles 10 pour une fibre de transmission selon le premier mode de réalisation de l'invention, en comparaison avec des profils d'indice de fibres décrites dans l'état de la technique. La première colonne attribue une référence à chaque profil, les trois colonnes suivantes donnent les valeurs de rayon et des largeurs de chaque section (r,,w2, w3), et les dernières colonnes donnent les valeurs des différences d'indice de chaque 15 section avec la gaine extérieure (Ani à An3). Les valeurs d'indices sont mesurées à la longueur d'onde de 633 nm. Les fibres des exemples du tableau I ont un diamètre extérieur de 125 m. Les valeurs du tableau I correspondent à des profils de consigne de fibres.
20 TABLEAU I Exemples de profils r, w2 w3 An, (.103) An2 (.10 3) Ana (.10 3) selon le 1 e` mode ( m) ( m) ( m) @633 nm @633 nm @633 nm d'implémentation 1 4,51 1,10 1,22 4,7 0,4 2,4 2 4,37 0,61 1,44 4,8 -0,7 2,9 3 4,50 0,65 1,39 4,7 -1,1 3,0 4 4,40 0,91 1,27 4,7 0,2 3,0 5 4,87 1,01 1,14 4,5 -1,2 3,0 US-B-6 516 123 5,00 1,20 2,00 4,9 -2,9 3,2 US-B-7 076 139 7,75 18,60 4,65 4,1 -0,7 1,9 R:\Brevets\29700\29733--090126-texte dépôt.doc 2941540 -8
Le tableau II qui suit présente des caractéristiques optiques simulées pour les fibres de transmission correspondant aux profils d'indice du tableau I. Dans le tableau II, la première colonne reprend les références du tableau I. Les colonnes suivantes fournissent, pour chaque profil de fibre, les valeurs de longueur d'onde de 5 coupure en câble fie, de diamètre de mode 2W02 pour la longueur d'onde de 1310 nm, de surface effective Aeff à la longueur d'onde de 1550 nm, de dispersion chromatique D à la longueur d'onde de 1550 nm, et de pente P de la dispersion chromatique à la longueur d'onde de 1550 nm. Les dernières colonnes fournissent, pour chaque profil de fibre, les valeurs de la longueur d'onde d'annulation de la 10 dispersion chromatique ZDW, et de pente PZDW de la dispersion chromatique à cette longueur d'onde.
TABLEAU Il Exemples de profils X cc 2W02 Aeff D P ZDW PZDW selon le 1 e` mode (nm) @1310 nm @1550 nm @1550 nm @1550 nm (nm) @ZDW d'implémentation ( m) ( m2) (ps/nm- (ps/nm2- (ps/nm2- ) km) km) 1 1260 10,1 100 17,5 0,062 1310 0,090 2 1260 10,2 101 17,6 0,062 1310 0,090 3 i 1260 10,4 105 17,6 0,062 1310 0,090 4 1260 10,3 104 17,6 0,062 1310 0,090 5 1250 10,4 106 17,5 0,062 1310 0,090 US-B-6 516 123 >1350 10,0 100 17,4 0,062 1310 0,086 US-B-7 076 139 >1400 12,6 156 21,2 0,064 <1290 >0.095 1 15 Pour les cinq exemples selon le premier mode de réalisation de l'invention, on constate sur le tableau II que la surface effective Aeff à la longueur d'onde de 1550 nm est supérieure ou égale à 100 m2, voire strictement supérieure à 100 1.tm2 pour quatre des exemples. Le diamètre de mode 2W02 pour la longueur d'onde 1310 nm est supérieur à 9,5 m. La fibre selon le premier mode de réalisation ne respecte 20 donc pas l'ensemble des normes G.652. Cependant un diamètre de mode 2W02 pour la longueur d'onde 1310 nm hors de la norme G.652 n'est pas préjudiciable, car la R:\Brevets\29700\29733--090126-texte dépôt.doc -9
plupart des systèmes optiques actuels n'opèrent plus à une longueur d'onde de 1310 nm. On observe une longueur d'onde de coupure en câble ),cc qui est inférieure ou égale à 1260 nm, une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique ZDW qui est comprise entre 1300 nm et 1324 nm, et une pente PZDW de la dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique qui est inférieure à 0,092 ps/nm2-km. Donc la fibre selon le premier mode de réalisation de l'invention respecte les contraintes de la norme G.652 sur la longueur d'onde de coupure en câble, la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique, et la pente de la dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique. La fibre selon le premier mode de réalisation de l'invention est optimisée pour répondre aux contraintes d'une surface effective supérieure ou égale à 100 m2 tout en conservant des paramètres optiques respectant la norme G.652 à l'exception des spécifications sur le diamètre de mode. Pour mieux comprendre ces optimisations, les limitations des fibres de l'état de la technique vont être décrites en relation avec les paramètres représentés en caractères gras dans les tableaux I et II. Dans la fibre décrite dans le document US-B-6 516 123, la longueur d'onde de coupure en câble est supérieure à 1260 nm car la largeur w3 de l'anneau est trop grande. Dans la fibre décrite dans le document US-B-7 076 139 la longueur d'onde de coupure en câble est supérieure à 1260 nm car la largeur w3 de l'anneau est trop grande ; la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique est inférieure à 1300 nm, et la pente de la dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique est supérieure à 0,092 ps/nm2-km car la largeur ri du coeur et la largeur w2 de la gaine intermédiaire sont trop importantes.
Selon un deuxième mode de réalisation (figure 2), la fibre de transmission selon l'invention comprend un coeur central présentant une différence d'indice Ani avec une gaine extérieure faisant fonction de gaine optique, une première gaine intérieure correspondant à une gaine intermédiaire présentant une différence d'indice An2 avec la gaine extérieure, et une seconde gaine intérieure correspondant à une tranchée enterrée présentant une différence d'indice négative An3 avec la gaine extérieure. La première gaine intérieure (w2, An2) entoure directement le coeur central (ri, An)) et la tranchée enterrée de la deuxième gaine intérieure (w3, An3) entoure R:\Brevets\29700\29733--090126-texte dépôt.doc -10-
directement la première gaine intérieure (w2, An2). Les indices de réfraction dans la gaine intermédiaire et dans la tranchée enterrée sont sensiblement constants sur toutes leurs largeurs. Le coeur peut présenter une forme en échelon, trapèze, triangle ou en alpha. On définit la largeur du coeur par son rayon ri, et les largeurs w2 de la gaine intermédiaire et w3 de la tranchée par la différence entre leur rayon extérieur respectif et leur rayon intérieur respectif. Dans la fibre selon le second mode de réalisation de l'invention, le coeur central présente un rayon r1 compris entre 4,0 tm et 5,5 m, et une différence d'indice Ani de préférence comprise entre 3,5X10-3 et 5,0X10-3 par rapport à la gaine optique extérieure (en silice par exemple). La valeur du rayon ri du coeur doit être suffisamment grande pour permettre d'atteindre une surface effective supérieure ou égale à 100 m2, mais également assez petite pour obtenir une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1260 nm. La gaine intermédiaire de la fibre selon le second mode de réalisation de l'invention présente une largeur w2 comprise entre 7,0 m et 10,0 m. Cette gaine présente également une différence d'indice An2 avec la gaine extérieure de préférence comprise entre -1,0X 10-3 et 1,0X 10-3. La largeur w2 de la gaine intermédiaire doit être suffisamment grande pour permettre une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique supérieure à 1300 nm, et une pente de dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique inférieure à 0,092 ps/nm2-km. La fibre selon le second mode de réalisation de l'invention comprend ensuite une tranchée enterrée de largeur w3 comprise entre 2,5 tm et 4,5 m. Cette tranchée enterrée présente une différence d'indice Ana avec la gaine extérieure inférieure à -3,5x10-3 et de préférence supérieure à -10X10-3. La largeur et la profondeur de la tranchée enterrée sont choisies respectivement assez petite et assez grande de façon que, combinées avec les paramètres décrits précédemment, le profil est optimisé pour obtenir une longueur d'onde de coupure en câble inférieure ou égale à 1260 nm, une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique comprise entre 1300 nm et 1324 nm, et une pente de dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique inférieure à 0,092 ps/nm2-km. Le tableau III ci-dessous donne quatre exemples de profils d'indice possibles pour une fibre de transmission selon le second mode de réalisation de R: \Brevets\29700\29733--090126-texte dépôt.doc -11-
l'invention en comparaison avec des profils d'indice de fibres décrites dans l'état de la technique. La première colonne attribue une référence à chaque profil, les trois colonnes suivantes donnent les valeurs de rayon et des largeurs de chaque section (ri, w2, w3), et les dernières colonnes donnent les valeurs des différences d'indice de chaque section avec la gaine extérieure (Ani à An3). Les valeurs d'indices sont mesurées à la longueur d'onde de 633 nm. Les fibres des exemples du tableau III ont un diamètre extérieur de 125 m. Les valeurs du tableau I correspondent à des profils de consigne de fibres.
TABLEAU III Exemples de profils ri w2 w3 3 An2 (.10 3) Ana (.10 3) selon le 2eme mode ( m) ( m) ( m) Ani (.1 0) @633 nm @633 nm d'implémentation @633 nm 1 4,75 8,08 3,17 4,1 0,1 -6,0 2 4,76 7,80 3,44 4,0 0,2 -6,0 3 4,77 7,31 3,92 3,9 0,3 -6,0 4 4,71 7,23 3,06 4,2 0,3 -6,0 EP-A-1 978 383 6,04 5,23 4,73 4,3 0,0 -4,7 US-A-2005/0 244 120 7,10 5,20 12,80 4,6 0,0 -2,9 EP-A-1 477 831 6,00 10,00 18,00 4,0 -0,3 -1,3 Le tableau IV qui suit présente des caractéristiques optiques simulées pour les fibres de transmission correspondant aux profils d'indice du tableau III. Dans le tableau IV, la première colonne reprend les références du tableau III. Les colonnes suivantes fournissent, pour chaque profil de fibre, les valeurs de longueur d'onde de coupure en câble 2ke, de diamètre de mode 2W02 pour la longueur d'onde de 1310 nm, de surface effective Aeff à la longueur d'onde de 1550 nm, de dispersion chromatique D à la longueur d'onde de 1550 nm, et de pente P de la dispersion chromatique à la longueur d'onde de 1550 nm. Les dernières colonnes fournissent, pour chaque profil de fibre, les valeurs de la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique ZDW, et de pente PZDW de la dispersion chromatique à cette longueur d'onde. R:ABrevetsy29700y29733--090126-texte dépôt.doc -12-TABLEAU IV Exemples de profils !PCC 2W02 Aeff D P ZDW PZDW selon le 2eme mode (nm) @1310 nm @1550 nm @1550 nm @1550 nm (nm) @ZDW d'implémentation ( m) ( m2) (ps/nm- (ps/nm2- (ps/nm2- km) km) km) 1 1190 10,2 102 17,9 0,063 1310 0,090 2 1190 10,3 104 18,0 0,063 1310 0,090 3 1200 10,6 108 18,3 0,064 1305 0,091 4 1200 10,3 103 18,1 0,064 1310 0,090 EP-A-1 978 383 >1400 11,3 122 20,5 0,064 <1290 >0.095 US-A-2005/0 244 120 1858 10,5 106 19,2 0,064 1301 0,092 EP-A-1 477 831 ;5_1270 10,8 110 18,6 0,061 <1300 0,092 Pour les quatre exemples selon le second mode de réalisation de l'invention, on constate sur le tableau IV que la surface effective Aeff à la longueur d'onde de 1550 nm est supérieure ou égale à 100 m2, voire strictement supérieure à 100 m2. Le diamètre de mode 2W02 pour la longueur d'onde 1310 nm est supérieur à 9,5 m. La fibre selon le second mode de réalisation de l'invention ne respecte donc pas l'ensemble des normes G.652. Cependant un diamètre de mode 2W02 pour la longueur d'onde 1310 nm hors de la norme G.652 n'est pas préjudiciable, car la plupart des systèmes optiques actuels n'opèrent plus à une longueur d'onde de 1310 nm. On observe une longueur d'onde de coupure en câble ?cc qui est inférieure ou égale à 1260 nm, une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique ZDW qui est comprise entre 1300 nm et 1324 nm, et une pente PZDW de la dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique qui est inférieure à 0,092 ps/nm2-km. Donc la fibre selon le second mode de réalisation de l'invention respecte les contraintes de la norme G.652 sur la longueur d'onde de coupure en câble, la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique, et la pente de la dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique.
La fibre selon le second mode de réalisation de l'invention est optimisée pour répondre aux contraintes d'une surface effective supérieure ou égale à 100 m2, R:\Brevets\29700\29733--090126-texte dépôt.doc -13-
tout en conservant les paramètres optiques respectant la norme G.652 à l'exception des spécifications sur le diamètre de mode. Pour mieux comprendre ces optimisations, les limitations des fibres de l'état de la technique vont être décrites en relation avec les paramètres représentés en caractères gras dans les tableaux III et IV.
Dans la fibre décrite dans le document EP-A-1 978 383 la longueur d'onde de coupure en câble est supérieure à 1260 nm, la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique est inférieure à 1300 nm, et la pente de la dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique est supérieure à 0,092 ps/nm2-km, car le rayon r, du coeur est trop grand et la largeur w2 de la gaine intermédiaire est trop petite. Dans la fibre décrite dans le document US-A-2005/0244120 la longueur d'onde de coupure en câble est supérieure à 1260 nm, car le rayon r, du coeur, la largeur w3 et la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée sont trop grands. Enfin dans la fibre décrite dans le document EP-A-1 477 831, la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique est inférieure à 1300 nm, car la tranchée est très large et peu profonde. La fibre selon l'invention présente des pertes en courbure pour un rayon de 30 mm, qui sont inférieures à 0,05 dB4O0 !ours pour une longueur d'onde de 1625 nm. Ces valeurs de pertes en courbure sont équivalentes à celles des fibres standard. Par ailleurs, la fibre selon l'invention présente des pertes en microcourbures telles que le rapport des pertes en microcourbures d'une fibre selon l'invention sur des pertes en microcourbures dans une SSMF soumise à des contraintes identiques est inférieur ou égal à 2, voire 1,5. Les pertes en microcourbures peuvent être mesurées, par exemple, par une méthode dite du touret à diamètre fixe. Cette méthode est décrite dans la recommandation technique de la commission électrotechnique internationale du sous-comité 86A sous la référence CEI TR-62221. La fibre de transmission selon l'invention est particulièrement adaptée à des systèmes de transmission longue distance. L'augmentation de la surface effective, sans dégradation notable des autres paramètres optiques de la fibre, permet d'augmenter la puissance des signaux optiques transmis sans augmenter les effets non linéaires ; on améliore alors le rapport signal à bruit de la ligne de transmission ce qui est particulièrement recherché dans les systèmes de transmission optique longue distance terrestres ou sous-marins. R:\Brevets\29700\29733--090126-texte dépôt.doc -14-
La fibre selon l'invention présente une valeur de surface effective augmentée par rapport à une SSMF. En outre, la fibre selon l'invention respecte les recommandations de la norme ITU-T G.652 à l'exception des spécifications sur la valeur du diamètre de mode 2W0 à la longueur d'onde de 1310 nm. La fibre selon l'invention peut ainsi être installée dans de nombreux systèmes de transmission avec une bonne compatibilité avec les autres fibres du système. R:\Brevets\29700\29733--090126-texte dépôt.doc

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Une fibre optique monomode comprenant : - un coeur central présentant un rayon (ri) et une différence d'indice positive (Ani) avec une gaine optique extérieure; - une première gaine intérieure présentant une largeur (W2) et une différence d'indice (An2) avec la gaine extérieure; - une seconde gaine intérieure présentant une largeur (w3) et une différence d'indice (An3) avec la gaine extérieure; la fibre présentant une surface effective à la longueur d'onde de 1550 nm supérieure ou égale à 100 m2, avec - une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1260 nm ; - une longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique comprise entre 1300 nm et 1324 nm ; - une pente de dispersion inférieure à 0,092 ps/nm2-km à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique.
  2. 2. La fibre de la revendication 1, dans laquelle le coeur présente un rayon (ri) compris entre 4,0 m et 5,5 m.
  3. 3. La fibre de la revendication 1 ou 2, dans laquelle la seconde gaine intérieure est un anneau déterré présentant une différence d'indice positive (An3) avec la gaine extérieure.
  4. 4. La fibre de la revendication 3, dans laquelle l'anneau de la seconde gaine intérieure présente une largeur (w3) comprise entre 0,9 m et 1,6 m.
  5. 5. La fibre de la revendication 3 ou 4, dans laquelle l'anneau de la seconde gaine intérieure présente une différence d'indice (An3) comprise entre 1x10 - 3et5,0x103. R:\Brevets`29700\29733--090126-texte dépôt.doc-16-
  6. 6. La fibre de l'une des revendications 3 à 5, dans laquelle le coeur central présente une différence d'indice (Ani) comprise entre 4,2X103 et 5,2X10-3.
  7. 7. La fibre de l'une des revendications 3 à 6, dans laquelle la première gaine intérieure présente une largeur (w2) comprise entre 0,5 gm et 1,5 gm.
  8. 8. La fibre de l'une des revendications 3 à 7, dans laquelle la première gaine intérieure présente une différence d'indice (4n2) comprise entre -2,OX 10-3 et 1,OX 10-3.
  9. 9. La fibre de la revendication 1 ou 2, dans laquelle la seconde gaine intérieure est une tranchée enterrée présentant une différence d'indice négative (An3) 10 avec la gaine extérieure.
  10. 10. La fibre de la revendication 9, dans laquelle la tranchée enterrée de la seconde gaine intérieure présente une largeur (w3) comprise entre 2,5 gm et 4,5 gm. 1 1. La fibre de la revendication 9 ou 10, dans laquelle la tranchée enterrée de la 15 seconde gaine intérieure présente une différence d'indice (An3) inférieure à - 3,5x 10-3. 12. La fibre de la revendication 11, dans laquelle la tranchée enterrée de la seconde gaine intérieure présente une différence d'indice (An3) supérieure à -10,0X103. 20 13. La fibre de l'une des revendications 9 à 12, dans laquelle le coeur central présente une différence d'indice (Ani) comprise entre 3,5x 10-3 et 5,Ox I O-3. 14. La fibre de l'une des revendications 9 à 13, dans laquelle la première gaine intérieure présente une largeur (w2) comprise entre 7 gm et 10 gm. R:\Brevets\29700\29733--090126-texte dépôt.doc-17- 15. La fibre de l'une des revendications 9 à 14, dans laquelle la première gaine intérieure présente une différence d'indice (An2) comprise entre -1,0X10-3 et 1,0X 10-3. 16. La fibre de l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente une surface effective strictement supérieure à 100 m2. 17. La fibre de l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente, pour une longueur d'onde de 1625 nm, des pertes en courbures inférieures ou égales à 0,05 dB/100tours pour un rayon de courbure de 30 mm. 18. La fibre de l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes en microcourbures telles que le rapport des pertes en microcourbures de la fibre sur des pertes en microcourbures d'une fibre monomode standard (SSMF) soumise à des contraintes identiques est inférieur ou égal à 2. R:''Brevets\29700\29733--090126-teste dépôt.doc
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