KR100426395B1

KR100426395B1 - 고분산 광섬유를 이용한 광케이블

Info

Publication number: KR100426395B1
Application number: KR10-2001-0067617A
Authority: KR
Inventors: 박혜영
Original assignee: 엘지전선 주식회사
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2004-04-08
Also published as: KR20030035516A

Abstract

본 발명에 따른 고분산 광섬유는, 파장 분할 다중화 방식 광전송 시스템에서 전송로로 사용되는 광케이블을 구성하며, 분산의 부호는 서로 다르나 유사한 절대 크기를 가지는 양분산 광섬유와 음분산 광섬유를 포함한다.

상기 양분산 광섬유는 코어, 1차 클래드, 실리카 튜브로 구성되고, 분산은 +15 ~ +25 ps/nm/km이고, 분산기울기는 0.05 ~ 0.07 ps/nm²/km이며, 유효 단면적은 60 ~ 80 ㎛²이다. 바람직하게는, 상기 코어의 반경 r1_P는 4.5 ~ 6.5 ㎛, 코어의 굴절률차 Δn1_P는 0.35 ~ 0.45 %, 1차 클래드의 반경 r2_P는 9.5 ~ 11.0 ㎛, 1차 클래드의 굴절률차 Δn2_P는 -0.70 ~ -0.08 %이다.

상기 음분산 광섬유는 코어, 1차 클래드, 2차 클래드, 실리카 튜브로 구성되고, 분산은 -23 ~ -13 ps/nm/km이고, 분산기울기는 0.08 ~ 0.13 ps/nm²/km이며, 유효 단면적은 40 ~ 70 ㎛²이다. 바람직하게는, 상기 코어의 반경 r1_N은 1.5 ~ 2.5 ㎛, 코어의 굴절률차 Δn1_N은 1.2 ~ 1.7 %, 1차 클래드의 반경 r2_N은 5.5 ~ 8.5 ㎛, 1차 클래드의 굴절률차 Δn2_N은 -0.2 ~ 0.3 %, 2차 클래드의 반경 r3_N은 9 ~ 10㎛, 2차 클래드의 굴절률차 Δn3_N은 0.0 ~ 0.2 %이다.

본 발명의 또 다른 측면을 따르면, 상기 유사한 절대 크기를 가지는 양분산 광섬유와 음분산 광섬유로 구성되는 광케이블이 제공된다.

이러한 광케이블에 의하면 좁은 채널 간격의 파장 분할 다중화 방식의 광전송 시스템에서도 비선형 현상을 억제할 만한 충분한 분산을 가지면서 누적 분산도 상당히 작아지므로 분산 보상 광섬유를 사용할 필요가 없다. 또한 유효 단면적, 분산 기울기, 손실 등의 특성을 최적화하여 전송 능력을 향상시킬 수 있다.

Description

고분산 광섬유를 이용한 광케이블 {An Optical Cable Using High Dispersion Optical Fiber}

본 발명은 파장 분할 다중화 방식 광전송 시스템에서 전송로로 사용되는 고분산 광케이블에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분산의 부호는 서로 다르나 유사한 절대 크기를 가지는 양분산 광섬유와 음분산 광섬유를 사용하여 분산 보상 광섬유를 사용하지 않고 광섬유만으로 분산 및 비선형 현상으로 인한 신호 왜곡을 최소화할 수 있는 고분산 광케이블에 관한 것이다.

일반적으로, 광섬유라 함은 빛의 전송을 목적으로 하는 섬유 모양의 도파관(導波管)을 말하며, 이 광섬유를 여러 가닥 묶어서 케이블로 만든 것을 광케이블이라 한다. 광케이블을 이용하여 정보를 교환하는 광통신은 동축케이블에 의한 전기통신에 비해 수만배의 정보를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 전파 및 자기장의 영향을 전혀 받지 않아 정보의 전송상태가 양호하므로 현재 그 사용이 증가되고 있는 추세이다.

이러한 광섬유를 이용한 광 전송방식에 있어서, 하나의 광섬유를 통해 두 개 이상의 정보 채널을 동시에 전송할 수 있는 기술을 다중화(multiplexing)라고 하는데, 여기에는 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing, FDM), 시간 분할 다중화(Time Division Multiplexing, TDM), 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing, WDM)가 있다. 특히 파장 분할 다중화 방식은 한 개의 광섬유을 통해 서로 다른 파장의 다수 개의 신호(채널)를 동시에 전송하여 처리하는 것으로서, 광통신 시스템에서 광증폭기와 함께 사용할 경우 여러 파장의 광신호를 전기적 신호로의 변환 과정없이 동시에 증폭시키는 것이 가능하므로, 전송 용량 및전송 거리를 경제적으로 증대 시킬 수 있다.

파장 분할 다중화 방식의 광전송 시스템에서 전송 용량을 증대시키기 위해서는 채널의 전송 속도(Bit rate)를 빠르게 하고 채널 수를 증가시켜야 한다. 채널 수를 증가시키기 위해서는 채널 간의 간격을 줄이고, 증폭할 수 있는 파장 대역을 넓혀야 한다. 현재 전송속도는 10,40 Gbps(Gigabit per second)로 고속화되고 있고, 채널 간격은 100, 50, 25 GHz로 좁혀지고 있으며, 다양한 증폭기의 개발로 증폭 파장대는 넓어지고 있다.

일반적으로, 전송속도가 빨라질수록 전송되는 광신호의 펄스 간격이 좁아져 신호 왜곡의 허용 수준이 작아지므로, 신호를 왜곡시키는 광섬유의 색 분산(Chromatic Dispersion)이 작게 유지되어야만 한다. 상기 색 분산은 다양한 다른 파장의 빛이 광섬유 내에서 각기 다른 속도로 전파되게 하는 유리의 굴절 계수 효과에 기인한 재료분산과 광섬유의 코어와 클래드 영역의 굴절률이 다르고 파장에 따라 클래드로 도파되는 정도가 다르기 때문에 생기는 파장간 속도차이에 의한 구조분산으로 나뉘어진다. 재료분산과 구조분산은 서로 다른 부호를 가지고 있으므로, 두 분산의 크기를 조절하면 분산을 작게할 수 있다. 그러나, 분산으로 인한 신호 왜곡은 누적되므로 장거리 전송을 위해서는 분산 보상(Dispersion compensation)이 필수적이다. 일반적으로, 분산 보상을 위해서는 전송로로 사용되는 광섬유의 누적된 분산과 절대 크기는 유사하면서 부호가 반대인 분산 보상 광섬유(Dispersion compensation fiber)을 사용하는데, 이는 시스템의 비용을 증가시킨다. 따라서, 전송 시스템 구축 비용을 줄이기 위해서라도 광섬유의 분산을 최소화할 필요가 있다.

또한, 고속의 전송신호를 다채널로 다중화하여 장거리 전송을 할 경우에 특정 신호 대 잡음비(Signal to Nosie Ratio, SNR)를 유지하기 위해서는 신호의 광파워 세기가 커지므로 광섬유 비선형 현상(Nonlinearities) 문제를 해결하여야한다. 이러한 비선형 현상에는, 실리카 분자의 유도산란에 의한 것으로서 짧은 파장 신호의 광전력이 긴 파장 신호로 전달되어 광신호 대 잡음비를 감소시키는 라만 산란(Stimulated Raman scattering, SRS)과 광섬유에 인가할 수 있는 최대 파워를 제한하는 브릴리언 산란(Stimulated Brillion scattering, SBS)이 있으며, 비선형 굴절률에 의한 것으로서 자기위상 변조(Self-phase modulation, SPM), 상호위상 변조(Cross-phase modulation, XPM), 및 사광파 혼합(Four wavelength mixing, FWM)이 있다. 특히 파장 분할 다중화 방식과 같은 다채널의 통신 방식에서 채널 간격을 감소시키는 경우 특히 문제가 되는 것은 상호위상 변조와 사광파 혼합이다.

상기 상호위상 변조는 광섬유 굴절률의 광전력에 대한 의존성으로 인해, 한 채널에서의 파워 요동이 다른 채널의 광 위상변화를 유발하는 것이다. 이러한 위상 변화는 잔류 분산(Residual system dispersion)과 상호 작용해서 신호의 세기 왜곡으로 전환됨으로써, 수신단에서 잡음으로 간주되어 전송시스템의 성능을 저하시키게 된다. 이 때, 광섬유의 분산값이 커질수록 작용하는 채널간의 워크-오프(Walk-off)가 증가해서 국지적인 왜곡 발생을 피하는 조건이 되어 상호신호 변조에 의한 신호왜곡이 작아진다. 사광파 혼합은 광섬유 내에서 서로 다른 주파수를 갖는 두 개 이상의 광파들이 3차 전기 감수율(Third-order electricsusceptability)에 의해 결합해서, 다른 파장의 새로운 광파를 만드는 현상으로, 이 새로운 광파가 다른 전파 채널과 간섭하여 신호 왜곡을 야기하는 것이다. 사광파 혼합에 의해 발생되는 새로운 주파수 성분의 광전력의 세기는 광섬유의 분산값 및 유효 단면적(Effective area, A_eff)이 커질수록 위상 부정합이 용이해지므로 감소된다.

요컨대, 광섬유의 누적된 분산으로 인한 신호 왜곡을 줄이고, 분산 보상 광섬유의 사용으로 인한 시스템 비용의 증가를 방지하기 위해서는 광섬유의 분산을 작게 유지하여야 하나, 상기 비선형 현상에 의한 신호 왜곡을 줄이기 위해서는 분산값을 크게 하여 채널들 간 위상 부정합을 유도해야 하는 딜레마(dilema)가 생긴다.

따라서, 전송 용량이 증대된 파장 분할 다중화 시스템에서 사용되는 광섬유는 비선형 현상을 억제할 수 있는 충분한 분산을 가짐과 동시에 누적된 분산을 최소화하기 위해 최소의 분산을 가져야 한다. 또한 유효 단면적을 증대시키고 분산 기울기를 줄여 비선형 현상을 억제함과 동시에 사용 가능한 파장 대역을 넓혀야 한다.

상기한 딜레마를 해결하기 위한 종래기술에는, 기존의 단일 모드 광섬유의 약 17 ps/nm/km의 분산값보다 작은 약 1.5 ~ 4 ps/nm/km 수준의 값을 가지면서 분산이 영이 되지 않게 함으로써, 사용 파장대에서의 분산을 줄임과 동시에 비선형 현상을 감소시키는 비영 분산 천이 광섬유(Non-zero dispersion shifted fiber,NZDSF)가 있다. 그러나, 이러한 광섬유는 50 GHz이하의 수준으로 채널 간격이 좁아지는 경우 사광파 혼합 등의 비선형 현상을 충분히 억제하지 못하므로 전송거리가 매우 제한된다는 새로운 문제점을 야기시켰다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 사용 파장대에서 광섬유의 분산값을 8 ps/nm/km 수준으로 조정하여 50 GHz의 채널 간격에서도 비선형의 신호 왜곡을 효과적으로 억제시킬 수 있는 새로운 형태의 비영 분산 천이 광섬유가 제안되었다. 그러나, 이 또한 증가된 분산값에 의한 추가적인 분산 보상 비용이 발생하고, 분산 보상 주기가 짧아지고 시스템의 복잡성이 증가되는 것 등과 같이 분산과 비선형 현상의 상호 의존적인 문제를 동시에 해결하지 못하는 한계를 여전히 가지고 있었다.

다른 대안으로서, 케이블의 길이에 따라 분산값이 다르게 분포되도록 하여 국지적으로는 큰 분산값을 가지면서 케이블 전체 길이의 평균 분산은 작은 값을 가짐으로써, 분산 및 비선형 현상에 의한 신호 왜곡 문제를 동시에 해결할 수 있는 방법이 제안되었다. 이러한 방법으로 최근 화학 증착법(Modified chemical vapour deposition, MCVD)의 광섬유 프리폼 제조공법으로 길이 방향의 주기적인 굴절률 변화 구조를 갖는 광섬유를 이용하여 최대 +4 ps/nm/km에서 최소 -3 ps/nm/km의 분산값이 약 7km 주기로 분포되도록 하는 것이 보고된 바 있다. 그러나, 이러한 방법은 단지 다른 분산값을 갖는 연속적인 광섬유의 제작 가능성을 보여주는 수준으로 실제로 전송로로 사용된 예는 아직까지 없다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 분산 보상 광섬유를 사용하지 않고 광섬유만으로 분산 및 비선형 현상으로 인한 신호 왜곡을 최소화하기 위해, 분산의 부호는 서로 다르나 유사한 절대 크기를 가지는 양분산 광섬유와 음분산 광섬유를 이용한 광케이블을 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 분산 절대값이 큰 양분산 광섬유와 음분산 광섬유를 함께 사용할 경우 50, 25 GHz의 수준으로 채널 간격이 좁아지는 경우에도 비선형 현상을 억제할 만한 충분한 분산을 가지면서 누적 분산도 상당히 작아지므로 분산 보상 광섬유를 사용할 필요가 없다. 또한 유효 단면적, 분산 기울기, 손실 등의 특성을 최적화하여 전송 능력을 향상시킬 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명에 따른 양분산 광섬유의 구조를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 양분산 광섬유의 굴절률 분포를 나타내는 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 음분산 광섬유의 구조를 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 음분산 광섬유의 굴절률 분포를 나타내는 그래프.

도 5는 본 발명에 따른 광케이블의 분산 상태를 나타내는 그래프.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

10 : 양분산 광섬유 20, 60 : 코어

30, 70 : 1차 클래드 40, 90 : 실리카 튜브

50 : 음분산 광섬유 80 : 2차 클래드

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유사한 절대 크기를 가지는 양분산 광섬유와 음분산 광섬유로 구성되는 광케이블을 제공한다.이때, 상기 양분산 광섬유는 코어, 1차 클래드, 실리카 튜브로 구성되고, 상기 코어의 반경 r1_P는 4.5 ~ 6.5 ㎛, 상기 코어의 굴절률차 Δn1_P는 0.35 ~ 0.45 %, 상기 1차 클래드의 반경 r2_P는 9.5 ~ 11.0 ㎛, 상기 1차 클래드의 굴절률차 Δn2_P는 -0.70 ~ -0.08 %이며, 분산이 +15 ~ +25 ps/nm/km이고, 분산기울기가 0.05 ~ 0.07 ps/nm²/km이며, 유효 단면적이 60 ~ 80 ㎛²인 광섬유로 이루어진다.또한, 상기 음분산 광섬유는 코어, 1차 클래드, 2차 클래드, 실리카 튜브로 구성되고, 상기 코어의 반경 r1_N은 1.5 ~ 2.5 ㎛, 상기 코어의 굴절률차 Δn1_N은 1.2 ~ 1.7 %, 상기 1차 클래드의 반경 r2_N은 5.5 ~ 8.5 ㎛, 상기 1차 클래드의 굴절률차 Δn2_N은 -0.2 ~ 0.3 %, 상기 2차 클래드의 반경 r3_N은 9 ~ 10㎛, 상기 2차 클래드의 굴절률차 Δn3_N은 0.0 ~ 0.2 %이며, 분산이 -23 ~ -13 ps/nm/km이고, 분산기울기가 0.08 ~ 0.13 ps/nm²/km이며, 유효 단면적인 40 ~ 70 ㎛²인 광섬유로 이루어진다.

상기와 같은 본 발명의 고분산 광케이블에 따르면, 비선형 현상을 억제할 만한 충분한 분산을 가지면서 누적 분산도 상당히 작아지므로 분산 보상 광섬유를 사용함이 없이 신호의 왜곡을 방지할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대처할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 양분산 광섬유의 구조 및 굴절률 분포를 나타낸다.

일반적으로, 광섬유의 광특성은 굴절률(Refractive index) 분포에 의해 결정되므로, 목표로 하는 광특성을 가진 광섬유를 설계하기 위해서는 반경 방향으로의 굴절률 변화를 정해야 한다. 광섬유의 굴절률 분포는 코어의 굴절률 분포와 이를 둘러싸는 다수의 클래드 부분 굴절률 분포로 구성된다. 각 영역의 굴절률 분포는 반경과 굴절률차로 나타낼 수 있는데, 반경은 광섬유 중심에서부터 각 영역까지의 반경이며 굴절률차는 다음식과 같이 표현된다.

굴절률차(%) = (영역의 굴절률＾2 - 실리카 튜브의 굴절률＾2) / (2 × 영역의 굴절률＾2) × 100 ( ＾ : 제곱승)

본 발명에 따른 양분산 광섬유(Positive dispersion fiber, 10)는 코어(20), 1차 클래드(30) 및 실리카 튜브(40)로 구성되며, 분산 D_P는 +15 ~ +25 ps/nm/km, 분산 기울기 S_P는 0.05 ~ 0.07 ps/nm²/km이며, 유효 단면적 A_P는 60 ~ 80 ㎛²를 갖는다. 바람직하게는, 상기 코어(20)의 반경 r1_P는 4.5 ~ 6.5 ㎛, 상기 코어(20)의 굴절률차 Δn1_P는 0.35 ~ 0.45 %, 상기 1차 클래드(30)의 반경 r2_P는9.5 ~ 11.0 ㎛, 상기 1차 클래드(30)의 굴절률차 Δn2_P는 -0.70 ~ -0.08 %이다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 음분산 광섬유의 구조 및 굴절률 분포를 나타낸다.

본 발명에 따른 음분산 광섬유(Negative dispersion fiber, 50)는 코어(60), 1차 클래드(70), 2차 클래드(80) 및 실리카 튜브(90)로 구성되고, 분산 D_N은 -23 ~ -13 ps/nm/km이고, 분산기울기 S_N은 0.08 ~ 0.13 ps/nm²/km이며, 유효 단면적 A_N은 40 ~ 70 ㎛²을 갖는다. 바람직하게는, 상기 코어(60)의 반경 r1_N은 1.5 ~ 2.5 ㎛, 상기 코어(60)의 굴절률차 Δn1_N은 1.2 ~ 1.7 %, 상기 1차 클래드(70)의 반경 r2_N은 5.5 ~ 8.5 ㎛, 상기 1차 클래드(70)의 굴절률차 Δn2_N은 -0.2 ~ 0.3 %, 상기 2차 클래드(80)의 반경 r3_N은 9 ~ 10 ㎛, 상기 2차 클래드(80)의 굴절률차 Δn3_N은 0.0 ~ 0.2 %이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 양분산 광섬유와 음분산 광섬유의 구조 및 광특성을 예시하고, 이들로 구성된 광케이블의 광특성을 계산해보면 다음과 같다.

양분산 광섬유(10)는 코어(20), 1차 클래드(30) 및 실리카 튜브(40)로 구성되며, 상기 코어(20)의 반경 r1_P는 5.1 ㎛, 코어(20)의 굴절률차 Δn1_P는 0.4 %, 상기 1차 클래드(30)의 반경 r2_P는 10.4 ㎛, 상기 1차 클래드(30)의 굴절률차 Δn2_P는 -0.22 %일 때, 분산 D_P는 22 ps/nm/km, 분산 기울기 S_P는 0.057 ps/nm²/km이며, 유효 단면적 A_P는 72 ㎛²를 갖는다.

음분산 광섬유(50)는 코어(60), 1차 클래드(70), 2차 클래드(80) 및 실리카 튜브(90)로 구성되며, 상기 코어(60)의 반경 r1_N은 2.1 ㎛, 상기 코어(60)의 굴절률차 Δn1_N은 1.32 %, 상기 1차 클래드(70)의 반경 r2_N은 8.0 ㎛, 상기 1차 클래드(70)의 굴절률차 Δn2_N은 -0.04 %, 상기 2차 클래드(80)의 반경 r3_N은 9.4 ㎛, 상기 2차 클래드(80)의 굴절률차 Δn3_N은 0.18 %일 때, 분산 D_N은 -20 ps/nm/km이고, 분산기울기 S_N은 0.080 ps/nm²/km이며, 유효 단면적 A_N은 55 ㎛²를 갖는다.

상기한 양분산 광섬유(10)와 음분산 광섬유(50)로 광케이블을 구성하되 각각의 길이를 l_P, l_N이라고 하고, 이 l_P, l_N을 각각 20 ㎞로 할 경우 상기 광케이블의 광특성을 나타내는 분산 D, 분산 기울기 S, 유효 단면적 A는 다음 식에 의해 계산된다.

식 (1) : 분산 D = (D_P × l_P + D_N × l_N) / (l_P + l_N)

식 (2) : 분산 기울기 S = (S_P × l_P + S_N × l_N) / (l_P + l_N)

식 (3) : 유효 단면적 A = {L_P × (L_N - 1)} / {(α/α_P) × (L_P - 1)/A_P + (α/α_N) × L_P × (L_N - 1)/A_N}

L_P = exp (-α_P × l_P)

L_N = exp (-α_N × l_N)

α_P = 0.1 × a_P × ln 10 (ln : 자연 로그)

α_N = 0.1 × a_N × ln 10 (ln : 자연 로그)

α = (α_P × L_P + α_N × L_N) / (L_P + L_N)

여기서, a_P는 양분산 광섬유(10)의 손실로 0.20 dB/㎞이며, a_N은 음분산 광섬유(50)의 손실로 0.23 dB/km이다.

상기 양분산 광섬유(10) 및 음분산 광섬유(50)의 구조 및 광특성을 참조하여, 식(1), 식(2), 식(3)으로부터 광케이블의 광특성을 계산하면, 평균 분산 D는 1 ps/nm/km, 분산 기울기 S는 0.069 ps/nm²/km, 유효 단면적 A는 69 ㎛²가 된다.

즉, 분산의 부호는 서로 다르나 유사한 절대 크기를 가지는 양분산 광섬유(10)와 음분산 광섬유(50)로 광케이블을 구성하면, 도 5에서 나타낸 바와 같이, 비선형 현상을 방지할 만한 충분한 분산을 가지면서, 누적 분산도 상당히 작아지므로 분산 보상 광섬유를 사용하지 않아도 분산에 의한 신호 왜곡을 방지할 수 있다.

상기 광케이블의 광특성은 일실시예에 불과하며, 광케이블의 분산 기울기를 더 낮추고, 유효 단면적을 증가시키려면 분산 기울기가 작은 음분산 광섬유(10)와 유효 단면적이 큰 양분산 광섬유(50)를 사용하면 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명의 광케이블에 따르면, 분산의 부호는 서로 다르나 유사한 절대 크기를 가지는 양분산 광섬유와 음분산 광섬유로 구성된 광케이블을 제공함으로써, 분산 보상 광섬유를 사용하지 않고 광섬유만으로 분산 및 비선형 현상으로 인한 신호 왜곡을 최소화할 수 있다.

즉, 양분산 광섬유와 음분산 광섬유를 함께 사용함으로써 50, 25 GHz의 수준으로 채널 간격이 좁아지는 경우에도 비선형 현상을 억제할만한 충분한 분산을 가지면서 분산에 의한 신호왜곡을 방지할만한 충분히 작은 누적 분산을 유지할 수 있다. 또한 유효 단면적, 분산 기울기, 손실 등의 특성을 최적화하여 전송 능력을 향상시킬 수 있다.

Claims

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파장 분할 다중화 방식 광전송 시스템에서 전송로로 사용되는 광케이블로서,

상기 광케이블은

분산의 부호는 서로 다르나 유사한 절대 크기를 가지는 양분산 광섬유와 음분산 광섬유를 임의의 순서로 접속하는 것에 의해 구성되고,

(1) 상기 양분산 광섬유는

코어, 1차 클래드, 실리카 튜브로 구성되고, 상기 코어의 반경 r1_P는 4.5 ~ 6.5 ㎛, 상기 코어의 굴절률차 Δn1_P는 0.35 ~ 0.45 %, 상기 1차 클래드의 반경 r2_P는 9.5 ~ 11.0 ㎛, 상기 1차 클래드의 굴절률차 Δn2_P는 -0.70 ~ -0.08 %이며,

분산이 +15 ~ +25 ps/nm/km이고, 분산기울기가 0.05 ~ 0.07 ps/nm²/km이며, 유효 단면적이 60 ~ 80 ㎛²인 광섬유로 이루어지고,

(2) 상기 음분산 광섬유는

코어, 1차 클래드, 2차 클래드, 실리카 튜브로 구성되고, 상기 코어의 반경 r1_N은 1.5 ~ 2.5 ㎛, 상기 코어의 굴절률차 Δn1_N은 1.2 ~ 1.7 %, 상기 1차 클래드의 반경 r2_N은 5.5 ~ 8.5 ㎛, 상기 1차 클래드의 굴절률차 Δn2_N은 -0.2 ~ 0.3 %, 상기 2차 클래드의 반경 r3_N은 9 ~ 10㎛, 상기 2차 클래드의 굴절률차 Δn3_N은 0.0 ~ 0.2 %이며,

분산이 -23 ~ -13 ps/nm/km이고, 분산기울기가 0.08 ~ 0.13 ps/nm²/km이며, 유효 단면적인 40 ~ 70 ㎛²인 광섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 광케이블.
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