KR20030085556A - 라만을 이용한 전송용 분산조절 케이블 - Google Patents

라만을 이용한 전송용 분산조절 케이블 Download PDF

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KR20030085556A
KR20030085556A KR10-2003-7012108A KR20037012108A KR20030085556A KR 20030085556 A KR20030085556 A KR 20030085556A KR 20037012108 A KR20037012108 A KR 20037012108A KR 20030085556 A KR20030085556 A KR 20030085556A
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KR10-2003-7012108A
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스콧 알. 빅캄
데이비드 지. 달고트
제임스 엠. 그로크오킨스키
미카엘 바실리예프
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

광신호를 전송하기 위한 장치가 제공된다. 적어도 하나의 섹션 네거티브 분산, 출구로 부터 일정한 거리에 위치된 네거티브 기울기 섬유를 구비한 광섬유 스팬의 섹션을 포함하여 구성된다. 출구 근처의 광섬유 스팬에 광학적으로 결합되는 펌프라이트 방출장치는 증폭신호를 생산하기 위해 제공된다.

Description

라만을 이용한 전송용 분산조절 케이블{DISPERSION-MANAGED CABLE FOR RAMAN-ASSISTED TRANSMISSION}
장거리 광섬유를 통해 광신호를 전송할 때, 접하게되는 신호의 성능저하는 전송로를 따라 향상된 광신호 증폭장치의 필요성을 점차적으로 증가시켜 왔다. 구체적으로, 현재 장거리 광신호증폭기는 광신호를 따라 노이즈의 증폭문제를 가져왔다. 따라서, 결과적으로, 수용노드(receiving node)에서 신호 대 노이즈비율(SNR)의 악화를 가져오게 되었다.
현재, 장거리 신호증폭의 한 방법은 라만증폭기를 사용함으로 성취될 수 있다. 라만 펌프 레이저는 광신호의 반대방향에서 전송로를 따라 전파되는 증폭신호를 제공한다. 증폭신호가 전송로를 따라 이동함에 따라, 점차적으로 증폭신호에 의해 활기를 띠는 에너지는 라만 산란을 통해 광신호의 더 긴 파장으로 이동된다.
증폭신호의 파워는 펌프레이저가 광케이블에 입력을 가하는 장거리 광전송 시스템의 출력노드 근처에서 크게된다. 증폭신호의 광학강도는 다음과 같은 등식에 의해 나타난다.: 강도=(레이저 빛 전력/Aeff), 여기서, Aeff는 섬유의 유효면적이다.
네거티브 분산 섬유 및 구체적으로 네거티브 분산 기울기(NDNS) 광섬유, 또는 이른바 기울기 보상 광섬유(SCF)는 포지티브 분산 싱글 모드 전송 섬유에서 전송되는 하나 또는 그 이상의 광신호의 분산 및 분산 기울기에서의 차이를 보상하기 위해 사용된다. NDNS 광섬유는 광신호 전송에 사용되는 광섬유의 다른 형태, 예를 들면, 파장 1,550nm에서 비교되는 경우, 대개 작은 Aeff를 구비한다. 대개 그러한 싱글 모드 섬유는 파장 1,550nm에서 포지티브 분산 전송섬유로서 사용된다. 작은 Aeff는 높은 펌프레이저 강도를 가져오고, 결론적으로 전송되는 광신호의 더 큰 증폭을 가져온다.
증폭 신호파워는 파장 1,550nm에서 장거리 광전송 시스템을 따라 이송됨에 따라, NDNS 광섬유의 1km당 0.25dB에 근접한 비율로 악화된다. 더 나아가, 전체 파장에서의 구체적인 파장의 최저 절대 분산은 대개 0에서 300ps/nm의 범위에 있다. NDNS 광섬유는 파장 사이에서 절대 분산의 차이를 작게하기 위해 사용된다.
종래의 통신 시스템에서, 광신호는 먼저 단일모드 섬유로 들어가고, 그리고 나서, NDNS섬유로 전달된다. 라만 펌프 레이저는 NDNS 섹션의 출력부에 광학적으로결합된다.
라만증폭에서는, 바람직한 입력신호가 증폭되어질 뿐만 아니라, 입력신호가 광섬유의 섹션을 따라 전송됨에 따라 다양한 소스에 의해 생성된 주위의 노이즈도 또한 증폭되고, 결론적으로, 수용노드에서 악화된 SNR을 가져오게 된다. 증폭된 주위 노이즈는 부분적으로 이중 레일레이 백 산란(double-rayleigh back-scattering(DRBS)) 및 증폭된 자발적 방출(ASE)의 레일레이 백 산란으로부터 다중 방해(multi-path interference(MPI))의 문제를 발생시킨다.
상술된 노이즈 악화는 구체적으로 NDNS섬유와 같은 작은 Aeff섬유에서 문제가 된다. 이것은 라만게인의 대부분이 장거리 광전송 시스템의 NDNS 섹션에서 발생되기 때문이다. NDNS섬유의 작은 Aeff(유효면적)는 그것의 전달모드에서 레일레이 백 산란의 파편이 점차적으로 증가되는 원인이 된다.
이런 노이즈는 라만게인의 성장과 함께 증가한다. 덧붙여, 높은 라만게인에서, 섬유섹션 출력의 전체적으로 증폭된 신호전력은 펌프파워에 비교하여 소모되는 원인이 된다. 이것은, 실질적으로 라만노이즈 수치(NF)를 악화시킨다. 분배되는 라만 증폭기의 노이즈 특징은 대개 문제가되는 라만증폭기에서, 같은 게인 및 광학 신호 대 노이즈를 생산하는 섬유스팬의 뒤에서 발생하는 동등한 증폭기의 노이즈수치로 정의되는 '한 무리의 노이즈 수치'를 사용하는 것에 의한다.
증폭기 출력에서 신호파워에 의해 분할되며, 증폭입력에서 신호원이 되는 극-독립(polarization-independent) 게인 GR을 구비한 일반적인 라만증폭기에서,그러한 노이즈 수치는 '노이즈 수치' 또는 '라만 노이즈 수치'로서 언급되어지고, 다음의 등식
NF=[1+PASE/(hvBo)]/GR
을 만족한다.
여기서, PASE는 두개의 극에서 증폭되는 자발적 방출(ASE)의 전원이고, 그것은 주파수 v에서 중심을 갖는 광대역폭 Bo 내에서 라만 증폭기에 의해 발생되고, h=6.62*10-34줄 세컨드(joule* second)는 플랑크 상수이다.
본 출원은 2001년 3월16일 출원된 미국출원 번호 제60/276,108호, 2001년 6월 14일 출원된 미국출원 번호 제60/298,257호, 2001년 10월 9일 출원된 미국출원번호 제60/328,297호, 2001년 10월 30일 출원된 미국출원번호 제60/339,864호의 출원을 기초로 하여 출원한 것이다. 상기 전술된 4개의 출원이 본 출원에서 병합되었다.
본 발명은 일반적으로 장거리 광섬유 네트워크에 관한 것이고, 더 구체적으로는 신호증폭을 구비한 분산조절 광섬유를 포함한 장거리스팬에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따른 장거리 광전송시스템의 제1 실시예의 블록 다이어그램이며,
도2는 본 발명에 따른 장거리 광전송시스템의 제2 실시예의 블록 다이어그램이고,
도3은 상기 제1 및 제2 실시예를 비교하는 실험데이타를 도시한 차트이며,
도4는 수트 프리폼의 레이다운의 개략도이고,
도5는 프리폼의 중앙홀의 양 끝단이 플러그된 프리폼의 개략도이며,
도6은 도5의 플러그된 프리폼의 상부 플러그를 확대한 개략도이고,
도7은 중심영역을 구비한 광섬유 또는 프리폼의 개략도이며,
도8은 PDPS섬유의 바람직한 실시예의 굴절률을 도시하고,
도9는 PDPS섬유의 다른 바람직한 실시예의 굴절률을 도시하며,
도10은 NDNS섬유의 바람직한 실시예의 굴절률을 도시하고,
도11은 NDNS섬유의 다른 바람직한 실시예의 굴절률을 도시하며,
도12는 NDNS섬유의 또 다른 바람직한 실시예의 굴절률을 도시하고,
도13은 NDNS섬유의 또 다른 바람직한 실시예의 굴절률을 도시하며,
도14는 광섬유의 스팬을 조절하는 분산을 정하기 위해 사용되는 광섬유 셋업장치의 개략도이고,
도15는 도14의 셋업에서 정해진 다양한 스팬에서 Q 및 OSNR 대 라만게인의 결과를 도시하며,
도16은 도14의 셋업에서 정해진 다양한 스팬에서 Q 대 거리의 결과를 도시한다.
본 발명은 광신호의 장거리 증폭의 사용에서 신호의 향상과 관련되고, 수용노드에서 SNR을 증가시키는 데 사용된다.
본 발명의 한 면은 적어도 하나의 입력 및 출력을 구비하는 광섬유 스팬을 포함하는 신호파장에서 광신호를 전달하기 위한 장치에 관한 것이고, 펌프라이트 방출장치는 광섬유 스팬에 결합된다. 광섬유스팬은 작은 유효면적(Aeff) 섬유 중의 적어도 하나의 섬유섹션을 포함하고, 작은 Aeff섬유와 출력 사이에 배치되는 작지 않는 Aeff섬유 중 적어도 하나의 섬유섹션을 포함하다. 상기 서술된 작은 것은 약 40um2보다 작은 것을 의미하며, 작지 않은 것은 80 um2보다 큰 것을 의미한다.
본 발명의 다른 면은 광섬유스팬을 통하여 광신호를 전송하는 방법에 관한것이고, 광섬유에 광학적으로 결합되는 펌프라이트 방출장치를 사용하여 광신호를 증폭하는 것에 의해 증폭신호를 제공하는 것이며, 상기 광섬유스팬은 작은 Aeff섬유의 섹션 및 광섬유스팬 사이에 배치되는 작은 유효면적(Aeff)을 구비한 섬유의 길이 및 제2의 작지 않은 Aeff을 구비한 섬유를 포함한다.
본 발명의 또 다른 면은 광섬유를 포함하는 광전송시스템에 관한 것이고, 상기 소정의 파장에서 전송되는 광전송 시스템은 실질적으로 중앙파장을 구비하는 것이 바람직하고, 상기 시스템은 광섬유스팬 및 펌프라이트 방출장치를 포함한다.
바람직하게는, 광섬유스팬은 1,550nm의 신호파장에서 포지티브 분산 및 포지티브 분산기울기를 구비한 두개의 포지티브 분산 포지티브기울기(PDPS) 광섬유섹션과, PDPS 섬유섹션들 사이에서 광학적으로 결합되고, 바람직하게는, 1,550nm의 신호파장에서 네거티브 분산 및 네거티브 분산기울기를 구비하는 NDNS광섬유섹션을 포함하여 구성된다.
펌프라이트 방출장치는 PDPS섬유섹션 중의 하나에 광학적으로 결합된다. 바람직하게는, 상기 시스템은 광섬유스팬섹션에 광학적으로 결합되는 펌프레이저를 포함하고, 상기 펌프레이저는 광섬유스팬을 따라 펌프레이저가 증폭 신호를 제공하도록 상기 PDPS섬유에 광학적으로 결합된다.
본 발명의 또 다른 면은 장거리 전송동안, 광섬유 및 증폭신호 발생기를 포함하여 구성되며, 바람직하게는 광신호를 증폭하기 위해, PDPS섬유섹션 중의 하나에 광학적으로 결합된 광신호 증폭용 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 면은 적어도 하나의 입력노드 및 출력노드와, 그 출력노드로부터 일정거리에 위치한 NDNS섬유의 섹션과, 출력노드에서 증폭신호를 발생시키기 위한 증폭수단과, 출력노드 및 NDNS섬유섹션 중의 사이에서 출력손실의 감소를 가져오며, 증폭신호를 전달하기 위한 수단을 포함하여 구성되는 광섬유를 구비한 장거리 광신호 증폭시스템에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 면은 광섬유스팬 및 펌프라이트 방출장치를 포함하여 구성되는 장거리 전송동안 광신호의 증폭을 하기위한 장치에 관한 것이고, 상기 광섬유스팬은 제1 광섬유섹션과, 상기 광섬유의 제2섹션의 제1단부에서 광섬유의 제1섹션에 광학적으로 결합되는 광섬유의 제2 섹션을 포함하되, 상기 광섬유의 제2섹션은 상기 광섬유의 유효면적에 비해 작은 유효면적을 가지며, 상기 제2섹션의 제2 단부에서 광섬유의 제2 섹션에 광학적으로 결합되는 상기 광섬유의 제3 섹션을 더 포함하며, 상기 광섬유의 제3섹션은 상기 광섬유의 제1 섹션의 유효면적보다 작은 유효면적을 가지고, 상기 광섬유의 제2섹션의 유효면적 보다 더 큰 유효면적을 가진다. 펌프라이트 방출장치는 상기 광섬유에서 증폭신호를 발생하기 위한 광섬유의 제3섹션에 광학적으로 결합된다.
그리하여, 신호증폭기를 구비한 광섬유의 대체 섹션을 포함하는 장거리 광섬유 전송시스템은 본 발명에 따라서 설명된다. 많은 수정 및 변경이 하기에 설명되는 청구범위를 넘어가지 않고 당업자에 의해 자명하게 행해진다. 따라서, 여기에서 설명되는 방법 및 장치는 본 발명의 상세한 설명에 의해 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 특징 및 장점은 이하 설명되는 도면과 상세한 설명에 의해 자명하게 나타난다.
레퍼런스는 본 발명의 바람직한 실시예에서 사용되며, 가능한, 편의를 위해, 도면에서 같거나 유사한 부분은 같은 레퍼런스를 사용한다.
세그멘트의 상대율 또는 상대굴절률은 여기에서 다음과 같은 등식에 의해 정의 된
△% = 100 ×(ni 2-nc 2)/2nc 2
에서, △%로 나타난다. 여기에서 ni는 i 로서 표시되는 상대 프로파일 세그멘트의 최대 굴절률이고, 굴절률인 nc는 클래드(clad) 층의 최소굴절률로서 취급된다. 세그멘트의 모든 점은 상대율과 관련되어있다. 굴절률 프로파일은 굴절률 또는 상대굴절률과 도파로 섬유반경과의 사이의 관계를 나타낸다.
환형영역 또는 세그멘트의 굴절률은 클래딩 영역의 평균 굴절률보다 작고, 상대율 퍼센트는 네거티브이며, 저하된 영역 또는 저하된 굴절률을 구비하여 설명되고, 굴절률이 상술되어 지지 않는다면 최고 네거티브한 지점에서 계산된다. 환형 영역 또는 세그멘트의 굴절률이 클래딩 영역의 평균굴절률 보다 큰 경우에, 상대굴절률 퍼센트는 포지티브하고, 그 영역은 증가된다고 말할 수 있으며, 포지티브 굴절률을 가진다고 말할 수 있다.
'다운 도펀트(downdopant)'는 여기에서 순수한 이산화 규소(SiO2)에 비해 더 낮은 굴절률을 가지도록 첨가된 것을 의미한다.
만일 여기서 다른 언급이 없다면, 도파로 섬유의 분산으로서 나타나는 '착색 분산(chromatic dispersion)'은 물질분산, 도파로 분산 및 내부 분산(inter-modal dispersion)의 합이다. 단일 분산 도파로 섬유의 경우에, 내부분산은 0이다.
여기서 사용되는 광섬유는 광섬유 또는 다수의 광학적으로 연결되고 분리된 또는 연속적으로 함께 결합되어 있는 광섬유들의 길이를 포함하여 구성된다. 스팬은 여기서 설명되는 하나 또는 그 이상의 광섬유섹션을 포함하고, 광섬유의 다른 섹션을 더 포함한다. 예를 들면, 스팬의 단부에서 남아있는 분산과 같은 것으로, 바람직한 시스템 효율 및 파라미터를 성취하도록 선택되어진다. 그리하여, 다수의 광섬유 또는 섬유섹션은 광장치 사이에서 연장 될 수 있다. 예를 들면, 두개의 광증폭기 사이에서, 또는 복합장치 및 광증폭기 사이에서 연장될 수 있다.
광전송시스템은 빛 발신기, 빛 수용기 및 그곳에서 빛을 전송하기 위해 발신기 및 수용기에 광학적으로 결합되어있는 각각의 단부를 구비하는 섬유 또는 광도파로 섬유의 길이를 포함하여 구성된다. 광도파로 섬유의 길이는 각각의 연결단부에서 함께 결합되거나 분리되어 있는 다수의 짧은 길이로서 형성된다.
시스템은 광증폭기, 광감쇠기, 광절연체, 광스위치, 광필터 또는 복합장치또는 간단한 장치와 같은 부가적인 광요소를 포함하여 구성된다.
유효면적은 일반적으로 다음과 같은 공식
Aeff = 2π(∫E2rdr)2/(∫E4rdr)
으로 나타나며, 여기서, 적분의 범위는 0에서 무한대이고, E는 전송되는 빛과 관련된 전기장이다.
광신호를 전송하기 위한 장치의 일실시예는 도1의 다이어그램에서 도시된다. 상기 장치는 입력단부로부터 광섬유의 출력단부로 전송되도록 입력 광신호를 발생시키는 광발신기(1)를 포함하여 구성된다. 광커플러(20)는 광섬유의 출력단부에서 광수용기(2) 및 펌프라이트 방출장치, 바람직하게는 펌프레이저(3)에 광학적으로 결합된다.
광섬유의 '알파 프로파일'은 △(r)%로서 표시되는 굴절률 프로파일을 나타내고, 여기서 r은 반경이며, 다음과 같은 공식
△(r)% = △(r0)(1-[｜r-r0｜/(r1-r0)]α)
으로 나타나며, 여기서, r0는 △(r)%가 최대로 되는 지점이고, r1은 △(r)%가 0이되는 지점이며, r 은 r1≤r ≤rf의 범위에 있고, 여기서 델타는 상술되었으며, r1은 알파 프로파일의 초기 지점이고, α는 실수인 지수이다.
도1을 참조하면, 광섬유스팬은 PDPS섬유(4)의 섹션에 광학적으로 결합되는 NDNS 섬유(5)의 섹션을 포함하는 것이 바람직하다. NDNS섬유(5)는 40um2의 유효면적을 구비한 광섬유를 포함하는 것이 바람직하다.
광발신기(1)는 NDNS섬유(5)의 섹션상에서 광섬유의 입력에 광학적으로 결합된다. 광발신기(1)에서 생성된 입력광신호는 일반적으로 1,520nm 내지 1,610nm사이의 범위에 있다.
광커플러(20)는 PDPS섬유(4)의 섹션 상의 광섬유의 출력에서 광학적으로 결합된다. 펌프라이트 방출장치(LED, 도시되지 않은)는 적절하게 사용될 수 있고, 부가하여, 증폭신호를 제공하기 위해 라만 펌프 레이저(3)가 사용될 수 있다.
광수용기(2)는 광커플러(20)에 의해 PDPS섬유(4)의 섹션에 결합된다. 광수용기(2)는 광신호를 수용하기 위한 종래의 장치이다.
라만 펌프레이저(3)는 광증폭신호를 생성하고, 광섬유의 광신호의 방향에 상대적으로 반대방향으로 전송하기 위해 이송된다. 증폭신호는 일반적으로 1,400nm 내지는 1,500nm의 파장을 가진다.
광증폭신호의 강도는 다음의 등식: 세기 = (라만 펌프 레이저 빛 전력/ Aeff)에 의해 설명된다. 단일 모드 섬유(4)는 NDNS섬유(5) 보다 더 큰 Aeff를 구비하며, 그리하여, 라만 펌프레이저(3)에 의해 제공되는 같은 양의 파워에 비해 PDPS섬유(4)에서는 현저하게 감소된 광증폭 신호의 세기를 가지게 된다.
PDPS섬유(4)를 따라 광증폭신호의 세기를 감소시키는 것에 의해, 실질적으로입력 광신호의 작은증폭이 PDPS섬유(4)를 따라 성취된다. 반대로, 광증폭신호가 NDNS섬유(5)에 도달할 때, 광섬유의 Aeff는 상당히 감소된다. 결론적으로, 광증폭신호의 세기는 증가하고, 입력광신호의 더 큰 증폭은 NDNS섬유(5)의 섹션을 따라 달성된다.
스팬의 출력(또는 발신기 또는 신호원에 근접하게)으로부터 작은 Aeff구비한 NDNS 섬유(5)를 멀리 움직이도록 하는 것에 의해, 라만게인은 광신호를 더 빨리 제공하고, 라만노이즈 수치를 향상시킨다. 또한, NDNS섬유(5)에서 생성된 라만게인의 발생은 더 작게 되고, 다중 방해(MPI)를 감소시킨다.
요구되는 라만 펌프 파워는 증가되고, 그리하여 펌프손실의 가능성을 감소시킨다. 그리하여, 종래의 광통신시스템에서 행해지던 펌프레이저(3)에 NDNS섬유의 섹션을 광학적으로 결합하는 것보다 오히려 펌프레이저(3)에 큰 유효면적 Aeff을 구비한 PDPS광섬유(4)를 광학적으로 결합시키는 것에 의해, 시스템의 개선을 달성할 수 있다.
광신호를 전송하기 위한 장치의 제2실시예는 도2에서 도시된다. 이 실시예는 광섬유가 PDPS섬유(10, 11)의 두개의 섹션 사이에서 광학적으로 결합된 NDNS섬유(5)의 섹션을 포함한다는 데 차이가 있다. 큰 Aeff를 구비한 단일 모드 섬유(10 및 11)는 근접하게 같은 길이를 갖는다.
출력(또는 발신기에 근접하게)으로 부터 멀리 이동되는 작은 Aeff섬유의 상술된 장점은 NDNS섬유(5) 대신에 PDPS섬유(11)의 섹션에 펌프레이저(3)를 결합하는 것에 의해 제2실시예에서 그대로 유지된다. 그러나, 제1실시예에서 설명되는 향상된 결과는 NDNS섬유(5) 및 광발신기(1) 사이에서 PDPS섬유(10)의 제2섹션의 유도에 의해 더 높은 정도로 달성된다.
일반적으로, 증폭은 입력신호가 그것의 신호강도의 손실이 있고 난 후에 행해지는 것이 바람직하고, 광발신기(1)로부터 어느 정도의 거리를 가진 곳에서 발생되는 것이 바람직하다. 광발신기(1)에 광학적으로 결합되는 PDPS섬유(10) 섹션을 제공하는 것에 의해, PDPS섬유의 큰 Aeff는 PDPS섬유(10)의 제1섹션에 걸쳐 입력광신호의 매우 작은 증폭의 결과를 가져온다.
이것은 큰 증폭이 바람직하게 되도록 NDNS섬유(5)를 적절히 위치시키는 것에 의해, 광섬유의 구체적인 섹션을 따라 증폭이 행해지도록 한다. 광섬유의 입력에서 PDPS섬유의 큰 Aeff를 사용하는 것에 의해, 비선형 광효과에 의한 신호의 악화를 감소시킨다.
NDNS섬유는 바람직하게는 NDNS의 유효면적보다는 크고, PDPS의 유효면적보다는 작은 유효면적을 가진다. 펌프라이트 방출장치는 광섬유의 섹션 중의 하나에서 광학적으로 결합되고, 상기 펌프라이트 방출장치는 상기 광섬유를 따라 증폭신호를 제공한다.
PDPS 광섬유섹션과 NDNS 광섬유섹션의 결합된 길이의 비는 약 0.7보다는 크고, 바람직하게는 0.7과 3사이에 있고, 더 바람직하게는 1.25와 3사이에 있으며,더 바람직하게는 약 1.25와 1.75의 사이에 있다. 한 바람직한 실시예에서, PDPS 광섬유섹션과 NDNS 광섬유섹션의 결합된 길이의 비는 약1.4 내지 1.6사이에 있다. 다른 바람직한 실시예에서, PDPS 광섬유섹션과 NDNS 광섬유섹션의 결합된 길이의 비는 약 1.5이다.
바람직하게, 광섬유 섹션 중의 적어도 하나는 파장 1,550nm에서 약 0.2dB/km보다 적은 감쇠를 나타낸다.
바람직하게는, NDNS 광섬유섹션은 파장 1,550nm에서 약 0.3dB/km보다 적은 감쇠를 나타내고, 더 바람직하게는, 파장 1,550nm에서 약 0.26dB/km보다 적은 감쇠를 나타낸다. 바람직하게는, 적어도 하나 또는 그 이상의 광섬유에서, 광섬유의 섹션은 약0.10ps/km1/2보다 작은 PMD를 나타내고, 보다 바람직하게는 약0.05ps/km1/2보다 작은, 보다 더 바람직하게는 약0.01ps/km1/2보다 작은 PMD를 나타낸다.
바람직하게는, 적어도 하나 또는 그이상의 광섬유에서, 광섬유의 섹션은 파장 1,380nm에서 약 0.4dB/km보다 적은 감쇠를 나타내고, 더 바람직하게는, 파장 1,380nm에서 약 0.35dB/km 보다 적은 감쇠를 나타낸다.
바람직하게는, 제1 PDPS 광섬유섹션, 제2 PDPS 광섬유섹션 및 NDNS 광섬유섹션의 결합된 길이는 약 50km 에서 150km 범위에 있고, 더 바람직하게는 약 75km 에서 130km 범위에 있으며, 보다 더 바람직하게는 약 95km 에서 100km 범위에 있다. 바람직한 실시예에서, 제1 PDPS 광섬유섹션, 제2 PDPS 광섬유 섹션 및 NDNS 광섬유섹션의 결합된 길이는 약 75km이고, 보다 더 바람직하게는 100km보다 크다. 한바람직한 실시예에서, 제1 및 제2 PDPS광섬유 섹션은 거의 같은 거리를 가진다.
바람직하게는, PDPS 광섬유섹션의 적어도 하나의 유효면적과 NDNS 광섬유섹션의 유효면적의 비율은 4보다 크지 않다. 한 바람직한 실시예에서, 제1 및 제2 PDPS 광섬유섹션은 같은 유효면적을 가진다. 더 바람직한 실시예에서, 주어진 파장에서, 제2 PDPS 광섬유섹션은 각각의 제1 PDPS 광섬유 및 NDNS 광섬유섹션의 유효면적의 중간유효면적을 구비한다.
상기 장치는 광섬유스팬의 단부 사이에서 배치되는 다수의 광장치를 더 포함하여 구성된다. 예를 들면, 상기 장치는 광섬유스팬의 한 단부에서 배치되는 분산보상모듈(DCM)을 더 포함하여 구성된다.
광신호를 전송하기 위한 장치의 제3 실시예는 광섬유의 제1섹션을 포함하고, 바람직하게는 PDPS섬유를 포함하며, 더 바람직하게는 국소 분산은 거의 10ps/nm를 가진다. 바람직하게는, 광섬유의 제1 섹션은 약 80um2의 Aeff를 구비한다. 광섬유의 제2섹션은 NDNS섬유를 포함하며, 바람직하게는 30um2보다 적은 Aeff를 구비한다. 광섬유의 제3섹션은 PDPS광섬유 섹션보다 적은 Aeff를 구비하고, NDNS광섬유 섹션보다 많은 Aeff를 구비한다. 바람직하게는, 광섬유의 제3섹션은 30um2과 80um2의 범위에 있는 Aeff를 구비한다.
제1 실시예에서 상술된 장점은 이 제3 실시예에 또한 제공된다. PDPS섬유 및NDNS섬유의 사용은 광전송로를 따른 광섬유에서 분산을 보상하고, 전송로에서 노이즈의 증폭을 감소시키기 위해 증폭을 빨리 제공한다.
도3은 광섬유의 두개의 배치에서 지수의 측정으로부터 얻어진 결과를 비교한 라만게인 대 노이즈수치(NF)의 차트를 도시한다.
여기에서 사용되는 '+D'는 PDPS섬유 또는 섬유섹션을 나타내고, '-D'는 NDNS섬유 또는 섬유섹션을 나타낸다.
타입A 및 타입C의 배치는 PDPS섬유의 50km에 선택적으로 결합된 광발신기를 사용하고, 상기 PDPS섬유는 NDNS섬유의 50km에 광학적으로 결합된다.
타입B 및 타입D의 배치는 각각 두개의 PDPS섬유의 25km 섹션 사이에 광학적으로 결합된 50km의 NDNS 섬유를 구비한 광섬유를 가지며, 상기 것 중의 하나는 광발신기에 광학적으로 결합된다.
타입A 및 타입D의 배치에서 사용되는 PDPS는 파장 1,550nm에서 유효면적 110um2, 파장 1,550nm에서 분산 18 내지 19ps/nm/km, 파장 1,550nm에서 분산기울기 0.06ps/nm2/km, 파장 1,550nm에서 감쇠 0.19 dB/km를 구비하는 게르마니아가 첨가된 실리카 스텝 인덱스 섬유(germania-doped silica step-index fiber)이다. 타입A 및 타입D의 배치에서 PDPS섬유의 굴절률은 도8에서 도시되고 이하 설명된다.
타입A 및 타입D의 배치에서 사용되는 NDNS섬유는 게르마니아가 첨가된 중앙코아 세그멘트, 플로린이 첨가된 모트(moat)세그멘트, 바람직하게는 전혀 첨가되지 않은(델타%=0) 링세그멘트 및 클래딩을 구비한 세그멘트된 코아 실리카 섬유이다.NDNS섬유는 파장 1,550nm에서 유효면적 25um2내지는 27um2, 파장 1,550nm에서 분산 -14.4 내지 -20.3ps/nm/km, 파장 1,550nm에서 분산기울기는 -0.04 내지 -0.08ps/nm2/km 및 파장 1,550nm에서 감쇠는 0.23 내지 0.28dB/km를 구비한다. 타입A 및 타입D의 배치에서 NDNS 섬유의 굴절률은 도13에서 도시되고, 이하 설명된다.
타입B 및 타입C의 배치에서 사용되는 PDPS섬유는 파장 1,550nm에서 유효면적 100um2, 파장 1,550nm에서 분산 18 내지 19ps/nm/km, 파장 1,550nm에서 분산기울기 0.06ps/nm2/km, 파장 1,550nm에서 감쇠 0.19 dB/km를 구비하는 게르마니아가 첨가된 실리카 스텝 인덱스 섬유(germania-doped silica step-index fiber)이다. 타입B 및 타입C의 배치에서 PDPS섬유의 굴절률은 도9에서 도시되고 이하 설명된다.
타입B 및 타입C의 배치에서 사용되는 NDNS섬유는 게르마니아가 첨가된 중앙코아 세그멘트, 플로린이 첨가된 모트(moat)세그멘트, 바람직하게는 내부에 전혀 첨가되지 않은(델타%=0) 링세그멘트 및 클래딩을 구비한 세그멘트된 코아 실리카 섬유이다. NDNS섬유는 파장 1,550nm에서 유효면적은 26um2내지 28um2, 파장 1,550nm에서 분산은 -40 내지 -45ps/nm/km, 파장 1,550nm에서 분산기울기는 -0.09 내지 -0.10ps/nm2/km 및 파장 1,550nm에서 감쇠는 0.25 내지 0.26dB/km를 구비한다. 타입B 및 타입C의 배치에서 NDNS 섬유의 굴절률은 도11에서 도시되고, 이하 설명된다.
차트에서 도시된 바와 같이, 향상된 노이즈 수치(NF)는 타입B 및 타입D의 배치 즉, PDPS섬유의 두개의 섹션사이에서 광학적으로 결합되는 NDNS섬유의 섹션을 사용하여 성취된다. 그리하여, 상술된 바와 같이, 적어도 3개의 섹션 광섬유를 사용하는것이 바람직하다.
바람직한 실시예인 도4의 커브B 및 D에서 설명된 바와 같이, 광섬유 스팬의 라만 노이즈 수치는 약 10dB 내지 15dB 사이의 라만게인에서 -2dB보다 작은 값을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 광섬유 스팬의 라만 노이즈지수는 약 12dB 내지 18dB 사이의 라만 게인에서 -3dB보다 작은 값을 갖는다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 광섬유 스팬의 라만 노이즈 지수는 약 18dB 내지 28dB 사이의 라만게인에서 -4dB보다 작은 값을 갖는다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 광섬유 스팬의 라만 노이즈 지수는 약 20dB 보다 큰 게인에서 -4.5dB보다 작은 값을 갖는다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 광섬유 스팬의 라만 노이즈 지수는 약 20dB 보다 큰 라만 게인에서 -5dB보다 작은 값을 갖는다.
다른 면에서, 본 발명은 제1 및 제2 PDPS광섬유 섹션 및 상기 제1 및 제2 PDPS광섬유 섹션 사이에 배치되는 NDNS 광섬유 섹션과; 광섬유스팬에 라만증폭기를 제공하기 위한 PDPS 광섬유섹션 중의 하나에 광학적으로 결합되는 펌프라이트 방출장치를 포함하는 광섬유 스팬을 포함하는 광신호를 전송하기 위한 장치에 있어서, 상기 광섬유스팬의 라만노이즈 수치는 약 10dB 내지는 약 15dB사이의 라만게인에 대해 -2dB 보다 작게 된다. 또한, 광섬유스팬의 라만 노이즈 수치는 약 12dB 내지는 약 18dB사이의 라만게인에 대해 -3dB보다 작게되어진다. 바람직하게는, 상기 장치는 12dB의 라만게인보다 큰 20dB의 라만게인에서 20logQ의 값을 나타낸다.
PDPS 광섬유섹션의 길이 대 NDNS 광섬유섹션의 길이의 비는 발생되는 비선형 광저화를 향상시키기 위해 최적화 되는 것이 바람직하다. 약 1:1 및 약 2:1 의 PDPS섬유의 길이 대 NDNS섬유의 길이의 비는 상술된 향상을 가져오기 위해 도시된다. 이와같은 길이의 비는 당업자에게 명확하다.
바람직한 비율은 0.7:1 내지는 3:1 사이 이다. PDPS섬유의 길이 대 NDNS섬유의 길이의 비는 약 1.25:1이고, 바람직하게는 1.25:1 내지는 3:1의 사이에 있고, 더 바람직하게는 1.25:1 내지는 1.75:1의 사이에 있으며, 더 바람직하게는 1.4:1 내지는 1.6:1의 사이에 있다. 모델링 결과는 1.25:1 내지는 1.75:1의 사이의 비율, 예를 들면, 1.5:1은 10Gbit/sec에서 비선형의 감소로 향상된 스펙트럼효율을 제공하며, 바람직하게는 40Gbit/sec 및 그 이상에서 향상된 스펙트럼효율을 제공한다.
바람직하게는, 스팬에서의 섬유섹션은 진행중인 PDPS섬유의 섹션의 입구에서의 광신호의 상태와 관련하여 NDNS섬유의 신호단부에서 광신호를 압축하기 위해 선택되고 배치된다. 그리하여, 신호파장에서 NDNS 섬유 섹션은 광신호를 압축하기에 충분한 길이 및 분산을 구비하며, 상기 파장은 NDNS 섬유섹션에 광학적으로 결합되는 PDPS 섬유의 입구에서 원래의 폭보다 더 작은 폭을 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 광섬유스팬의 전체 길이는 구체적인 전송시스템에서 최적화 된다. 즉, 50 내지는 150km의 전체길이를 가지며, 바람직하게는 75 내지 130km의 범위를 가진다.
바람직한 실시예에서, 본 발명은 적어도 두개의 광학적으로 결합된 광섬유스팬에서, 제1 및 제2 포지티브 분산 광섬유 섹션을 포함하는 각 스팬을 포함하여 구성되며, 각 스팬은 구체적인 파장에서 포지티브 분산 및 그 구체적인 파장에서 네거티브 분산을 구비하며 제1 및 제2 포지티브 분산 광섬유 섹션 사이에 배치되는 네거티브 분산 광섬유 섹션과; 제1 및 제2 라만 증폭기를 포함하는 라만 증폭기를 제공하기 위한 적어도 두개의 펌프라이트 방출장치를 포함하여 구성되되, 상기 제1 라만 증폭기는 광섬유 스팬의 하나의 포지티브 분산 광섬유 섹션의 하나에 광학적으로 결합되고, 상기 제2 라만 증폭기는 광섬유 스팬의 다른 하나의 포지티브 분산 광섬유 섹션의 하나에 광학적으로 결합되며, 상기 제1 및 제2 라만 증폭기 사이의 광섬유의 길이는 약 50km보다 크다. 바람직하게는, 라만 증폭기는 각 스팬에서 제2 포지티브 분산 광섬유에 연결된다.
많은 수의 광장치 중의 어떤 것은 광전송시스템에 병합된다. 그러한 장치는 다음에 한정되지 않고 광수용기, 광증폭기, 교차연결노드, 광재생기, 절연체, 추가 드롭 멀티플렉서, 브랜치 단위, 라만 증폭기 및 게인 균등장치를 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 광섬유 전송 시스템은 5개의 에르븀이 첨가된 증폭기로 구성되고, 더 바람직하게는, 3개의 에르븀이 첨가된 증폭기, 더 바람직하게는 에르븀이 전혀 첨가되지 않도록 구성된다. 바람직하게는, 광섬유 전송 시스템은 모든 라만이 펌프 된다.
다른 면에서, 본 발명은 10Gbit/sec의 단위 채널의 비트율에서 작동되는 동안 광전송시스템을 통하여 광신호를 전송하기 위한 방법에 관한 것이다.
또 다른 면에서, 본 발명은 40Gbit/sec의 단위 채널의 비트율에서 작동되는 동안 광전송시스템을 통하여 광신호를 전송하기 위한 방법에 관한 것이다.
또 다른 면에서, 본 발명은 3개 또는 그 이상의 파장에서 작동되는 동안 광전송시스템을 통하여 광신호를 전송하기 위한 방법에 관한 것이다.
시스템 및/또는 스팬은 하나의 스팬 또는 다수의 스팬에서 바람직한 잔류 분산을 달성하기 위해 사용되는 트림(trim) 섬유의 하나 또는 그 이상의 섹션을 포함하여 구성된다.
실시예에 의해, 제1 PDPS 광섬유섹션은 20ps/nm-km의 분산 및 30km의 길이를 구비하며, 제2 PDPS 광섬유섹션은 20ps/nm-km의 분산 및 30km의 길이를 구비하며, NDNS 광섬유섹션은 -30ps/nm-km의 분산 및 40km의 길이를 구비한다. 제1 및 제2 PDPS광섬유 섹션 및 NDNS 광섬유 섹션의 결합된 길이는 100km이다. PDPS광섬유 섹션 및 NDNS 광섬유 섹션의 결합된 길이의 비는 약 1.5이다. PDPS광섬유 섹션의 분산 및 NDNS 광섬유 섹션의 분산의 비는 약 1.5이다. 스팬의 잔류분산은 60km@20ps/nm-km 또는 1200ps/nm 및 40km@-30ps/nm-km 또는 -1200ps/nm-km 즉, 0(레조넌트 맵(resonant map)에 대해)의 합이다.
다른 실시예의 스팬에 있어서, 제1 PDPS 광섬유섹션은 20ps/nm-km의 분산 및 31km의 길이를 구비하며, 제2 PDPS 광섬유섹션은 20ps/nm-km의 분산 및 31km의 길이를 구비하며, NDNS 광섬유섹션은 -30ps/nm-km의 분산 및 38km의 길이를 구비한다. 제1 및 제2 PDPS광섬유 섹션 및 NDNS 광섬유 섹션의 결합된 길이는 100km이다. PDPS광섬유 섹션 및 NDNS 광섬유 섹션의 결합된 길이의 비는 약 1.63이다. PDPS광섬유 섹션의 분산 및 NDNS 광섬유 섹션의 분산의 비는 약 1.5이다.
스팬의 잔류분산은 62km@20ps/nm-km 또는 1240ps/nm 및 38km@-30ps/nm-km 또는 -1140ps/nm-km 즉, 100ps/nm(레조넌트 맵에 대해)의 합이다. 길이1km 및 -110ps/nm-km의 분산의 분산 보상섬유(DCF)와 같은 트림섬유는 -10ps/nm의 전체 잔류분산을 달성하기 위해, 스팬의 한 단부 즉, PDPS섬유 섹션의 하나에 광학적으로 결합(예를 들면, 분산보상모듈의 형태에서)될 수 있다.
그리하여, 제1 및 제2 PDPS 광섬유섹션 대 NDNS 광섬유섹션의 결합된 길이의 비는 PDPS광섬유 섹션 대 NDNS 광섬유 섹션의 분산의 비와는 다르다. 실시예에 의해, 트림섬유는 섬유의 제조방법의 변화에서 사용될 수 있다. 또한, 작은 잔류 분산은 10Gbit/sec에 비해 40Gbit/sec에서 뿐만 아니라 증가된 스팬 길이에 대해서 e도 바람직하다.
그리하여, 하나 또는 그 이상의 트림섬유는 바람직한 잔류분산을 달성하기 위해 제공될 수 있고, 광스팬에 대해 잔류분산의 범위가 제공될 수 있다.
스팬의 구성을 위해 적절한 예시적인 광섬유 또는 광섬유섹션은 이하 서술된다. 바람직하게는, 적어도 하나 또는 그 이상의 광섬유섹션은 OVD공정을 통하여 만들어진다.
낮은 물 피크 광섬유 또는 광섬유섹션은 스팬에서 구성되는 것이 바람직하다. 낮은 물 피크 광섬유를 생산하는 방법은 2001년 11월 27일 출원된 미국출원번호 제09/722,804호, 2000년 4월 11일 출원된 미국출원번호 제09/547,598호, 2000년 12월 22일에 출원된 미국출원번호 제60/258,179호, 2001년 2월 28일에 출원된 미국출원번호 제60/275,015호의 각각의 내용이 여기에서 병합된다.
도4에서 상세하게 설명되는 수트(soot) 프리폼 또는 수트 바디(21)는 실리카를 기본으로 하는 반응 생산물을 형성하기 위한 산화 매개체 내에서 적어도 하나의 유리형성 프리커서(precursor) 성분을 포함하여 구성되는 적어도 이동 유체 혼합물의 성분중의 어떤 것을 화학적으로 반응시키는 것에 의해 바람직하게 형성된다.
이 반응 생산물의 적어도 한 부분은 다공성의 실리카 바디를 형성하기 위해 기판을 향해 이동하고, 그것의 적어도 한 부분은 산소와 결합된 수소를 포함하여 구성된다. 예를 들면, 수트 바디는 OVD과정을 통해 베이트(bait) 로드 상으로 수트의 층을 두는 것에 의해 형성될 수 있다. 그러한 OVD 과정은 도4에서 설명된다.
도4에서 도시된 바와 같이, 기판 또는 베이트로드 또는 맨드럴(30)은 공동 또는 관형의 핸들(32)과 같은 유리바디를 통하여 삽입되고, 선반(미도시)에 장착되어 진다. 이 선반은 수트 생산 버너(34)를 구비한 근처에서 맨드럴(30)을 회전 및 병진하도록 설계된다. 맨드럴(30)이 회전 및 병진함에 따라, 실리카를 기본으로 하는 일반적으로 수트로 알려진 반응 생산물(36)은 맨드럴(30)을 향해 직접 이동한다. 적어도 실리카를 기본으로 하는 반응 생산물(36)의 일부분은 맨드럴(30) 및 거기서, 바디(21)를 형성하기 위해 핸들(32) 상에 놓여진다.
수트의 바람직한 질이 맨드럴(30)상에 놓여진다면, 수트위치는 결정되어지고, 맨드럴(30)은 수트바디(21)로부터 제거된다.
맨드럴(30)이 제거되자마자 도5 및 도6에서 도시된 바와 같이, 수트 바디(21)는 그곳을 수직으로 통과하는 중앙홀(40)에서 정의된다. 바람직하게는, 수트바디(21)는 다운피드 장치(42)상의 핸들(32)에 의해 지지되고, 강화로(44) 내에 위치된다. 핸들(32)로부터 멀리떨어진 중앙홀의 단부는 바람직하게는 강화로(44)내에 위치된 수트바디(21)의 이전에서 하부 플러그(46)를 구비하여 놓여진다. 바람직하게는 하부 플러그(46)는 입구에서 이용되도록 바람직하게 테이퍼되고, 수트바디(21) 내에서, 적어도 일시적으로 헐겁게 부착된다.
수트바디(21)는 바람직하게는 화학적으로 건조되고, 예를 들면, 수트 바디(21)를 강화로(44) 내의 상승된 온도에서 클로린을 함유하는 대기에 수트(21)를 노출시키는 것에 의해 행해질 수 있다. 클로린을 함유한 대기(48)는 효과적으로 물 및 다른 불순물을 수트바디(21)로부터 제거하고, 그렇지 않다면, 수트바디(21)로부터 제조된 광도파로 섬유의 특질은 바람직하지 않은 효과를 가지게 된다. 수트바디(21)를 형성하는 OVD과정에서, 클로린은 중앙홀(40)을 둘러싸는 중앙영역으로 구성되는 전체블랭크를 효과적으로 건조시키도록 수트를 통하여 충분히 흐른다.
다음과 같은 화학적 건조단계 동안에, 노의 온도는 수트 블랭크를 소결된 유리프리폼으로까지 강화시키기에 충분한 온도, 바람직하게는 약 1,500℃에까지 온도를 상승시킨다. 중앙홀(40)은 강화단계 동안은 폐쇄되어 있다. 바람직한 실시예에서, 중앙영역은 평균OH의 양이 약 1ppb 보다 적은 양을 가지도록 한다.
바람직하게는, 수소성분을 포함하는 대기로 중앙홀의 노출은 강화단계동안 중앙홀의 폐쇄로 인해 상당히 감소된다.
바람직한 실시예에서, 하부 플러그(46)와 같은 유리바디는 핸들(32)로부터 멀리 떨어진 수트바디(21)의 단부에서 중앙홀(40)에 위치하고, 개공단(64)을 구비한 동공 관형 유리 플러그 또는 상부 플러그(60)와 같은 유리바디는 도5에서 도시되는 플러그(46)의 반대 단의 수트바디(21)에서 중앙홀(40)에 위치한다. 상부 플러그(60)는 관형핸들(32)의 공동 내에 배치 도시된다. 다음과 같은 클로린 건조과정동안, 수트바디(21)는 중앙홀(40)을 밀봉하기 위해서 및 수트바디(21)를 소결된 유리 프리폼으로 강화시키기 위해 강화로(44)의 핫존으로 인발된다.
건조 및 강화는 선택적으로 동시에 발생될 수 있다. 강화 동안, 수트바디(21)는 하부 플러그(46) 및 상부 플러그의 하부단(60)과 맞물리고 어느 정도 접촉하며, 그리하여 플러그(46) 및 플러그(60)에 서 소결된 유리 프리폼으로 녹게 하여 중앙홀(40)을 밀봉하게한다.
중앙홀(40)의 상부 및 하부 양단의 밀봉은 핫존을 통하여 수트바디(21)의 일방통과를 통하여 성취된다. 바람직하게는, 소결된 유리프리폼은 상승된 온도에서 개방되고, 바람직하게는 홀딩오븐에서 불활성의 가스가 밀봉된 중앙홀(40)의 내에서 반응이 없는 진공을 형성하기 위해 중앙홀(40) 내로 확산되도록 허용한다.
바람직하게는, 상부 플러그(60)는 상대적으로 얇은 벽을 구비하며, 불활성 가스의 확산은 매우 급격하게 발생한다. 도6에서 도시된 바와 같이, 상부 플러그(60)는 핸들(32)내에 플러그(60)를 지지하기 위해 확장된 영역(62)을 구비하고 있고, 수트 바디(21)의 중앙홀(40) 내로 연장되는 좁은 영역(64)을 구비하고 있다. 플러그(60)는 핸들(32)의 실질적인 영역을 바람직하게 점유하는 확장된 공동영역(66)을 포함하여 구성된다. 공동영역(66)은 중앙홀(40)에 부가적인 부피를 제공하고, 그리하여 불활성 가스의 확산을 가져오는 중앙홀(40)내에 더 나은 진공을 제공한다.
플러그(60)의 확장된 영역(66)에 의해 제공되는 진공은 증앙홀(40)을 밀봉하기 위해 추가된 부피를 제공하고, 그것의 장점은 이하 상세히 묘사된다.
여기에서 묘사된 바와 같이, 하부 플러그(46) 및 상부 플러그(60)는 무게당 약30ppm보다 적은 양의 물, 즉 녹아있는 1/4의 플러그와, 화학적으로 건조된 실리카 플러그와 같은 무게당 5ppb보다 적은 양의 물을 구비하는 유리바디가 바람직하다. 대개, 그러한 플러그는 클로린이 포함된 대기에서 건조되어지나, 다른 화학건조 약품이 포함된 대기가 적용될 수 있다. 이상적으로, 유리플러그는 무게당 1ppb보다 적은 양의 물을 가진다.
덧붙여, 유리플러그는 두께가 약 200um 내지는 2mm의 범위의 얇은 유리플러그로 형성되는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 플러그(60)의 한 부분은 약 0.2mm 내지 0.5mm의 두께를 가진다. 더 바람직하게는, 연장된 부분(66)은 벽두께가 약 0.3mm 내지 0.5mm를 가진다. 더 얇은 벽은 확산을 향상시키나, 핸들링동안 깨짐에 더 민감하다.
그리하여, 불활성가스는 중앙홀 내에 진공을 생성하도록 중앙홀이 밀봉되어진 후에 중앙홀로부터 확산되는 것이 바람직하고, 얇은 벽을 가지는 유리 플러그는 중앙홀로부터 불활성가스의 빠른 확산을 촉진시킨다. 플러그가 더얇을 수록, 확산의 비율이 증가된다.
강화된 유리 프리폼은 유리프리폼을 스티레치하기에 충분한 온도, 약1950 내지는 2100℃ 까지 가열되며, 그리하여, 코아케인(core cane) 또는 광섬유와 같은원통형의 유리바디로부터 프리폼의 직경을 감소시키게 되며, 상기 중앙홀은 강화된 중앙영역을 형성하기 위해 붕괴되어진다. 강화작용 동안 수동으로 생성된 밀봉된 중앙홀 내에서 유지되는 감소된 압력은 대개 인발(또는 재인발) 작용동안 중앙홀의 폐쇄를 완전히 하는 것을 촉진시킨다.
도7은 중앙축(28), 반지름 Ri를 구비한 내부 클래딩 영역(84)에 의해 둘러싸이고, 그 위에 오버클래딩영역(82)에 의해 둘러싸인 반지름 Ri를 구비한 코아영역(86)을 구비한 광섬유(80)의 대표적인 같은 용적의 섹션을 도시한다.
결론적으로, 전체적으로 낮은 O-H의 오버톤(overtone) 광감쇠는 성취될 수 있다. 예를 들면, 파장 1,383nm에서 물은 피크에 도달하게 될 뿐 아니라 950nm 또는 1240nm와 같은 다른 OH에서 감소된 물 피크는 본 발명에 따라서, 낮게 될 수 있고 심지어는 제거될 수 있다.
적어도 한 바람직한 실시예에서, 중앙영역(84)은 플로린이 전혀 첨가되어 있지 않다. 다른 바람직한 실시예에서, 영역(86)에 포함되어 있는 첨가물에는 플로린이 전혀 첨가되어있지 않다. 다른 바람직한 실시예에서, 중앙영역(84)를 둘러싸고 있는 영역은 플로린이 전혀 첨가되어있지 않는다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 원통형의 유리 바디(21)는 플로린 첨가물을 가지고 있지 않다.
적어도 하나의 바람직한 실시예에서, 원통형의 유리바디(21)는 인을 전혀 첨가하고 있지 않다.
다른 바람직한 실시예에서, 코아 및 클래딩 영역의 각각은 한 단계 인덱스(a step-index) 프로파일을 형성하는 각각의 굴절률을 구비한다.
바람직하게는, 여기서 상술되는 광섬유는 낮은 극성모드 분산(PMD)값을 나타내며, 2001년 7월 31일에 출원된 미국출원번호 제60/309,160호에서 제공되는 방법 및 장치와 같은, OVD공정의 제작에 의해 달성된다. 부가된 프리폼의 중앙홈영역에서의 압력 조절용 방법 및 장치는 2000년 4월 26일에 출원된 미국출원번호 제09/558,700호의 '광섬유 및 낮은 극성 모드분산 및 저감쇠 광섬유를 생산하기 위한 방법'의 제목에 의해 제공되고, 1999년 4월 26일 출원된 미국출원번호 제60/131,033호에서 '낮은 물 피크 광도파로 및 그와 같은 것의 제조방법'의 제목에서 제공되며, 이 모든 것은 여기에서 병합된다.
포지티브 분산 단일 모드 섬유는 게르마니아가 첨가된 실리카 코아를 구비한 한 단계의 굴절률을 구비하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, PDPS광섬유 섹션의 적어도 하나는 플로린을 가지고 있지 않다.
바람직하게는, 포지티브 분산 단일 모드 섬유의 유효면적은 약 80um2보다 같거나 크며, 더 바람직하게는, 약 90um2보다 같거나 크고, 더 바람직하게는, 약 95um2내지는 110um2사이에 있고, 보다 더 바람직하게는, 약 95um2내지는 105um2사이에 있다. 포지티브 분산 단일 모드 섬유의 유효면적은 1,550nm의 파장에서 대응된다.
PDPS섬유는 약 1,550nm의 파장에서 약 0.2dB/km 와 같거나 작은 감쇠를 나타내고, 보다 바람직하게는 약 0.19dB/km 와 같거나 작은 감쇠를 나타낸다.
바람직한 실시예에서, 포지티브 분산 단일 모드 섬유는 약 1,550nm의 파장에서 약16ps/nm-km에서 약22ps/nm-km 범위내의 전체분산을 바람직하게 갖는다. 대개 분산으로서 언급되는 전체분산은 도파로 분산 및 물질 분산의 댜수적 합으로 정의된다. 단일 모드 섬유에 대한 전체 분산은 또한, 당해기술에서 색채분산으로 알려져 있다. 전체분산의 단위는 ps/nm-km 이다.
파장 약 1,550nm에서 PDPS섬유의 도파로에서 전체분산 기울기는 0.09ps/nm2-km와 같거나 적은 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 약 0.045ps/nm2-km 내지는 약 0.075 ps/nm2-km사이에 있는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 파장1,380nm에서 PDPS섬유의 감쇠는 약 0.4dB/km 와 같거나 작은 감쇠를 가지며, 바람직하게는 약 0.35dB/km 와 같거나 작은 감쇠를 나타내며, 보다 바람직하게는 파장1,380nm에서 PDPS섬유의 감쇠는 파장1,310nm에서 PDPS섬유의 감쇠와 같거나 작다.
바람직하게는, PDPS섬유에 의해 나타나는 극성모드 분산(PMD)은 약 0.1ps/km1/2(잡아늘이지 않은)이고, 더 바람직하게는 약 0.05ps/km1/2(잡아늘이지 않은)이다.
바람직하게는, PDPS섬유는 진공증착 공정에 의해 형성된다. 더 바람직하게는, 섬유는 외부 진공증착(OVD)공정에 의해 형성된다. 그리하여, 예를 들면, OVD레이다운 및 인발기술은 본 발명의 섬유를 생산하기 위해 바람직하게 사용될 수 있다. 수정된 화학 증착(MCVD)공정과 같은 다른 공정이 사용될 수 있다.
그리하여, 굴절률 및 포지티브 분산 단일 모드섬유의 교차 섹셔널 프로파일은 OVD 및 MCVD와 같은 공정을 포함하나 이에 한정되지 않고 당업자에게 자명하게 알려진 기술에 의해 달성된다. 굴절률 프로파일의 한 바람직한 실시예는 상대 굴절률 퍼센트(△%)차트 대 도파로 반지름을 도시하는 도8에서 설명된다. 여기에서 서술되는 코아(112)는 굴절률, 상대 굴절률 퍼센트 △1% 및 외부 반지름r1에 의해 묘사된다. 도8에서 도시된 바와 같이, 클래드 층은 코아를 둘러싸고 있는 nc의 굴절률을 구비하며, 상기 코아의 외부 반지름 r1은 최고지점의 중간에서 측정될 수 있다. 즉, 상술되는 코아(112)의 외부반경(118, r1)은 약 5.15um이고, 이는 섬유의 중앙으로부터 코아(112)의 하강 영역의 최대굴절률의 절반에서의 수직라인에 까지 측정된 값이다.
최대지점의 절반은 클래드 층, 즉, 대쉬드(dashed) 라인(117)에 의해 도시되는 △%=0을 사용하여 결정된다. 도8에서, 코아(112)는 약 0.295%에서 최대 굴절률 △1% 또는 굴절률의 피크를 가지며, 그리하여, 클래드층의 △%=0에 관하여 그 값은 약 0.295%이다. 대쉬드 수직 라인(20)은 약 0.1475% 지점으로부터 정해지고, 이것은 △1%의 최대양의 절반이 된다.
도8의 라인(114)은 세그멘트의 굴절률 퍼센트를 계산하기 위해 사용되는 클래딩의 굴절률을 나타낸다. 도파로 섬유의 제조동안, 첨가물의 확산은 도8에서 설명되는 프로파일의 코너를 라운딩하게 하는 요인이 되고, 점선(116)에 의해 나타나는 중앙선의 굴절률이 악화되는 요인이 된다. 반드시 자주 요구되는 것은 아니지만, 예를 들면, 첨가단계에서 그러한 확산을 어느 정도 보상하는 것이 필요하다.
다른 바람직한 실시예에서, PDPS섬유는 도9에서 묘사되는 굴절률을 구비한다. 코아(132)의 외부 반경(138,r1)은 약 5.57um이고, 이는 섬유의 중앙으로부터 코아(112)의 하강 영역의 최대굴절률의 절반에서의 수직라인에 까지 측정된 값이다. 최대지점의 절반은 클래드 층, 대쉬드(dashed) 라인(137)에 의해 도시되는 즉, △%=0을 사용하여 결정된다.
도9에서, 코아(132)는 약 0.27%에서 최대 굴절률 △1% 또는 굴절률의 피크를 가지며, 그리하여, 클래드층의 △%=0에 관하여 그 값은 약 0.27%이다. 대쉬드 수직 라인(140)은 약 0.135% 지점으로부터 정해지고, 이것은 △1%의 최대양의 절반이 된다.
2000년 12월 12일에 출원된 미국출원번호 제60/254,909호 및 2001년 3월 16일에 출원된 미국출원번호 제60/276,350호의 양자는 여기에서 병합되어지고, 포지티브 분산 단일 모드 섬유의 다른 바람직한 실시예를 설명한다.
NDNS섬유 또는 섬유섹션은 작동파장 범위에 걸쳐서 네거티브 분산 및 네거티브 분산 기울기를 가지는 것이 바람직하다. 적절한 NDNS섬유의 바람직한 실시예는 도10 내지 도13에서 설명되는 상대굴절률에 의해 정해진다. 이런 섬유는 다양한 첨가물로부터 형성된 굴절률을 가지며, 도10 내지 13에서 나타나는 이러한 것은 게르마니아 및 플로린이 첨가된 코아영역을 포함하여 구성된다. 도10 내지 13에서 나타나는 섬유는 적어도 3개의 세그멘트 및 클래딩을 구비한다.
조절세그멘트 및 제2의 환형 코아 세그멘트는 제1환형 코아 세그멘트가 플로린이 첨가되는 동안 게르마니아가 첨가되는 것이 바람직하다. 제1 환형 세그멘트는 대개 '모트'영역으로 언급된다. 클래딩은 바람직하게 실리카이다.
도10을 참고하여, NDNS는 중앙 코아 세그멘트(220)를 포함하여 구성되는 중앙 코아영역과; 상기 중앙 코아 세그멘트(220)를 둘러싸며 인접해 있는 제1 환형 코아 세그멘트 및 모트(222)와; 상기 제1 환형 코아 세그멘트(222)를 둘러싸며 인접해 있는 제2 환형 코아 세그멘트(223)와; 제2 환형 코아 세그멘트(223)를 둘러싸며 인접해 있는 외부 환형 클래딩 영역(224)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
제2 환형 코아 세그멘트는 제1 환형 코아 세그멘트에 인접한 평평한 영역이다. 바람직하게는, NDNS광섬유 섹션은 파장 1,550nm에서 약 20 내지는 40um2의 유효면적을 구비한다. 한 바람직한 실시예에서, NDNS 광섬유 섹션은 파장 1,550nm에서 약 25 내지는 30um2의 유효면적을 구비한다.
바람직하게는, NDNS섬유에 의해 나타나는 극성모드분산(PMD)은 약 0.1 ps/km1/2(잡아늘이지 않은)보다 작고, 더 바람직하게는 약 0.05ps/km1/2(잡아늘이지 않은)보다 작다. 섬유의 스피닝(spinning)은 더욱 낮은 PMD가치를 가져올 수 있다. 낮은 PMD를 구비한 NDNS는 예를 들면, 외부진공증착(OVD) 공정에 의해 형성된다.
바람직하게는, 게르마늄 및 실리카 수트는 수트 프리폼을 생산하기 위한 레이다운 동안 기판 상에 놓여진다. 그리고 나서, 수트 프리폼은 가열되고, 건조되고, 강화되며, 감소된 직경의 프리폼 또는 케인 프리폼으로 인발된다. 프리폼은 가열되고 더 작은 직경의 프리폼으로 많은 시간동안 인발되어진다.
바람직하게는, 하나 또는 그 이상의 플로린이 첨가된 실리카 수트를 포함하는 부가된 물질은 예를 들면, 플로린이 첨가된 CF4를 구비한 것에 의한 실리카 수트의 레이다운에 의해 감소된 직경의 프리폼에 적용된다. 부가된 물질은 섬유코아의 다른 세그멘트 즉, 모트를 형성한다. 강화된 유리 및 실리카 수트의 양자를 포함하는 프리폼은 그리고 나서, 가열되고, 강화되며, 감소된 직경 프리폼 또는 케인 프리폼으로 인발된다.
실리카 수트는 강화되는 동안 또는 강화되기 이전의 레이다운 동안 첨가될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실리카 수트 및/또는 게르마니아가 첨가된 실리카 수트를 포함하는 또 다른 물질은 추가된 레이다운 단계에 의해 감소된 직경 프리폼에 적용된다. 첨가되지 않은 실리카 수트는 예를 들면, 평평한 영역을 형성하기 위해 적용될 수 있고, 상기 △%는 0.0과 같으며, 클래딩을 유지하기 위해 모트에 인접해 있거나 모트로부터 멀리 떨어져 있다.
더 포함된 물질은 섬유코아의 또 다른 세그멘트 즉, 링을 형성한다. 링 세그멘트는 그 주위에서 클래딩을 포함하다. 강화된 유리 및 실리카 수트를 포함하는 프리폼은 가열되고, 건조되며, 강화되며, 감소된 직경 프리폼 또는 케인 프리폼으로 인발된다.
바람직하게는, 추가된 실리카 수트는 그곳에서 클래딩 물질을 추가하기 위해, 감소된 직경 프리폼에 적용된다. 강화된 유리 및 실리카 수트를 포함하는 프리폼은 가열되고, 건조되며, 강화되며, 다른 감소된 직경 프리폼 또는 광섬유로 직접 인발된다.
그리하여, OVD 레이다운 및 인발기술은 NDNS섬유를 생산하기 위해 바람직하게 사용될 수 있다.
NDNS섬유는 1.0 내지는 2.5사이의 알파를 구비한 굴절률을 가지는 중앙코아 세그멘트를 포함하고, 바람직하게는 약 1.5 내지는 2.0사이의 값을 가지는 것이 바람직하다. 비록 낮은 알파 값이 낮은 감쇠손실을 가져올 지라도, 더 큰 알파 값은 더 큰 네거티브 분산 즉, 더 큰 분산의 절대치를 제공한다. 대개 장거리 광섬유 네트워크에서 감쇠손실은 상당한 요인이 된다.
도10을 다시 참고하면, 한 바람직한 면에서, NDNS섬유는 세개의 코아 세그멘트, 중앙 코아세그멘트(220), 제1 환형 코아 세그멘트 또는 모트(222) 및 제2 환형 코아 세그멘트 또는 링(223)을 포함하여 구성된다. 바람직하게는, 중앙 코아세그멘트(220)는 0.8 내지 1.4사이에 있는 최대상대 굴절률 또는 피크인 △ 또는 △1%를 포함하여 구성되며, 바람직하게는 0.9 내지 1.3사이, 더 바람직하게는 1.0 내지 1.2사이에 있으며, 약 1 내지 2.5um사이에 있는 피크 높이 반경의 반을 가지고, 바람직하게는 약 1.5 내지 2.25um사이에 있는 피크 높이 반경의 반을 구비한다.
중앙 코아세그멘트(220) 단부 및 제1 환형 코아 세그멘트는 반경 약 1.5 내지는 3.5um 사이에서 포지티브로부터 네거티브로 상대 굴절률이 변하는 위치에서 시작되고, 바람직하게는, 약 2 내지는 3um 사이에서 포지티브로부터 네거티브로 상대 굴절률이 변하는 위치에서 시작된다. 제1 환형 코아 세그멘트(222)는 -0.1 내지는 -0.5 사이에 있는 △ 또는 △2%를 포함하여 구성되며, 바람직하게는 -0.2 내지는 -0.4 사이에 있는 △ 또는 △2%를 포함하여 구성된다.
모트 단부 및 링은 반경 약 3.5 내지는 6.5um 사이에서 네거티브로부터 포지티브로 상대 굴절률이 변하는 위치에서 시작되고, 바람직하게는, 약 4 내지는 6um 사이에서 네거티브로부터 포지티브로 상대 굴절률이 변하는 위치에서 시작된다. 바람직하게는, 제2 환형 코아 세그멘트 또는 링은 바람직하게는 0.0 에서 0.2 사이에 있는 상대 굴절률을 구비한 평평한 영역을 포함하여 구성되며, 바람직하게는 0.0 에서 0.1 사이, 더 바람직하게는 실질적으로 0이 되는 상대 굴절률을 구비한 평평한 영역을 포함하여 구성된다.
제2 환형 세그멘트 또는 링(223)은 약 0.2 내지는 0.5 사이에 있는 피크 △% 또는 △3%를 구비하며, 바람직하게는 약 0.25 내지는 0.4 사이에 있는 피크 △% 또는 △3%를 구비한다. 제2 환형 코아 세그멘트(223)는 △%가 0으로 되는 지점에서 끝난다. 외부 환형 클래딩 영역 또는 클래딩 세그멘트(224)는 제2 환형 코아 세그멘트(223)에 둘러싸여 있으며 그곳에 인접해서 배치되며 바람직하게는 약 6um 내지 12um범위의 반경에서 시작되며, 더 바람직하게는 약 7um 내지 11um범위의 반경에서 시작된다.
제1 면에서, NDNS섬유는 파장 1,550nm에서 -30ps/nm-km 내지는 -60ps/nm-km 사이의 전체 분산을 가지며, 바람직하게는 -30ps/nm-km 내지는 -50ps/nm-km 사이의 전체 분산을 가지며, 파장 1,550nm에서 -0.09ps/nm2-km 내지는 -0.18ps/nm2-km 사이의 전체 분산 기울기를 가지며, 바람직하게는 -0.09ps/nm2-km 내지는 -0.15ps/nm2-km 사이의 전체 분산 기울기를 가지며, 파장1,550nm에서 감쇠는 0.30dB/km 와 같거나 작으며, 더 바람직하게는 0.26dB/km와 같거나 작으며, 파장1,550nm에서 유효면적은 24um2내지는 30um2의 범위에 있다.
바람직한 실시예에서, NDNS 섬유는 약1.1%의 △1% 및 약1.5의 알파를 구비한 중앙코아세그멘트(220)를 구비한다. 중앙코아세그멘트(220)는 약1.9um의 반 피크(half-peak)의 높이 반경을 구비한다. 중앙코아세그멘트(220)의 단부 및 도10에서 제1 환형 코아세그멘트(222)의 시작은 약 2.8um이며, 중앙코아세그멘트(222)의 상대 굴절률은 △%는 0인 축을 구비하여 교차된다.
제1 환형 코아세그멘트(222)는 -0.3%의 △% 또는 △2%의 최소 저하를 포함한다. 모트(222)는 약5um의 반경에서 네거티브로부터 포지티브로 변하는 지점에서 끝나고, 링(223)은 그 지점에서 시작된다. 제2환형 코아 세그멘트 또는 링(223)은 5 내지 6.5um되는 반경에서 실질적으로 0이되는 상대 굴절률을 구비한 평평한 영역으로 구성된다.
제2 환형 코아세그멘트(223) 또는 링은 약 0.27의 △% 또는 △3%의 피크를포함한다. 제2 환형 코아세그멘트(223)는 △%가 실질적으로 0으로 떨어지는 지점에서 끝난다. 외부 환형 클래딩 영역 또는 클래딩 세그멘트(224)는 제2 환형 코아세그멘트(223)에 의해 둘러싸이고 인접해서 배치되고, 바람직하게는 약11um의 반경에서 시작된다. 외부환형클래딩 영역(224)은 바람직하게는 순수한 실리카로 구성된다.
이른바, '중앙 저하'는 NDNS 섬유에서 제공될 수 있고, 섬유의 제조방법의 구체적 방법의 결과로서 0에서 약0.2의 반경에서 발생될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, NDNS 섬유는 도11에서 도시된 바와 같이, 굴절률을 가진다. 중앙 세그멘트(220)는 1.05%의 △0%, 2um의 외부반경을 구비하며, 제1 환형세그멘트 또는 모트(222)는 -0.42%의 △1%, 4.6um의 외부반경(214)을 구비하며; 제2 환형 코아세그멘트(223)는 폭0.3um의 평평영역(225) 및 0에 근접한 상대 굴절률을 구비하며, 0.4%의 △2%의 증가된 굴절영역, 5.3um의 중앙반경(216), 1.0um의 폭 및 대칭의 라운드 형상을 또한 구비한다.
광도파로 섬유는 26um2의 유효영역, 파장 1,550nm에서 -40ps/nm-km의 전체분산, 파장 1,550nm에서 -0.11ps/nm2-km의 전체분산 기울기 및 파장 1,550nm에서 0.255dB/km의 감쇠를 포함하여 구성된다.
도12에 도시된 바와 같이, 다른 바람직한 실시예에서, NDNS섬유는 중앙코아영역(222), 제1 환형 세그멘트 또는 모트(222) 및 제2 환형 세그멘트 또는 링(223)의 3개의 코아 세그멘트를 포함하여 구성된다. 바람직하게는, 중앙코아세그멘트 (220)는 0.8 내지는 1.7 사이에 있는 △% 또는 △1%의 최대 상대 굴절률 또는 피크를 포함하고, 더 바람직하게는 0.9 내지는 1.5 사이, 더 바람직하게는 1 내지는 1.2 사이에 있는 △% 또는 △1%의 최대 상대 굴절률 또는 피크를 포함하며, 1 내지는 2.5 사이에 있는 반 피크 높이 반경, 더 바람직하게는 1.5 내지는 2.25 사이에 있는 반 피크 높이 반경을 포함한다. 바람직하게는, 중앙코아 세그멘트(220)는 1 내지는 2 사이에 있는 알파, 더 바람직하게는 1.5 내지는 2 사이에 있는 알파를 포함한다.
중앙코아 세그멘트(220)는 약 1.5um 내지는 4um의 반경에서 포지티브로부터 네거티브로 변하는 지점에서 끝나고, 제1 환형코아세그멘트(222)는 그 지점에서 시작되며, 바람직하게는 약 2.2um 내지는 3.2um의 반경에서 포지티브로부터 네거티브로 변하는 지점에서 끝나고, 제1 환형코아세그멘트(222)는 그 지점에서 시작된다. 제1 환형코아세그멘트(222)는 -0.1 내지는 -0.5 사이에 있는 △% 또는 △2%의 최소저하, 바람직하게는 -0.28 내지는 -0.45 사이에 있는 최소저하를 포함한다. 모트(222)는 약 4um 내지는 7um의 반경에서 네거티브로부터 포지티브로 변하는 지점에서 끝나고, 링(223)은 그 지점에서 시작되며, 바람직하게는 약 4.5um 내지는 6.5um의 반경에서 네거티브로부터 포지티브로 변하는 지점에서 끝나고, 링은 그 지점에서 시작된다.
바람직하게는, 제2 환형코아세그멘트(223) 또는 링은 0 내지 0.2 사이에서상대 굴절률을 구비한 평평한 영역(225)으로 구성되며, 바람직하게는 0 내지 0.1 사이, 더 바람직하게는 실질적으로 0 이되는 평평한 영역으로 구성된다. 제2 환형 코아세그멘트(223) 또는 링은 약 0.235 내지는 0.55사이의 △% 또는 △3%의 피크를 구비하며, 바람직하게는 약 0.27 내지는 0.5사이의 △% 또는 △3%의 피크를 구비한다.
제2 환형 코아세그멘트(223)는 △%가 실질적으로 0으로 떨어지는 지점에서 끝난다. 외부 환형 클래딩 영역 또는 클래딩 세그멘트(224)는 제2 환형 코아세그멘트(223)에 의해 둘러싸이고 인접해서 배치되고, 바람직하게는 약6um 내지는 12um의 반경에서 시작되며, 바람직하게는 약 7.5um 내지는 11um의 반경에서 시작된다.
도12에서 도시된 바와 같이, 한 바람직한 실시예에서, NDNS 섬유는 중앙코아세그멘트(220), 제1 환형 세그멘트 또는 모트(222) 및 제2 환형 세그멘트 또는 링(223)의 3개의 코아 세그멘트를 포함하여 구성된다. 중앙코아세그멘트(220)는 1.1의 △% 또는 △1%의 최대 상대 굴절률, 약1.7의 알파 및 1.8um의 반 피크 높이 반경을 포함하여 구성된다. 중앙 코아 세그멘트(220)는 약 2.5um의 반경에서 포지티브로부터 네거티브로 변하는 지점에서 끝나고, 제1 환형코아세그멘트(222)는 그 지점에서 시작된다.
제1 환형코아세그멘트(222)는 -0.35의 △% 또는 △2%의 최소저하를 포함한다. 모트(222)는 약 5.3um의 반경에서 네거티브로부터 포지티브로 변하는 지점에서 끝나고, 링(223)은 그 지점에서 시작된다. 제2 환형코아세그멘트(223) 또는 링은약5um에서 약 6.5um의 반경에까지 대개 연장되는 실질적으로 0의 상대 굴절률을 구비한 평평한 영역(225)으로 구성된다.
제2 환형 코아세그멘트(223) 또는 링은 약 0.21의 △% 또는 △3%의 피크를 구비한다. 제2 환형 코아세그멘트(223)는 △%가 실질적으로 0으로 떨어지는 지점에서 끝난다. 외부 환형 클래딩 영역 또는 클래딩 세그멘트(224)는 제2 환형 코아세그멘트(223)에 의해 둘러싸이고 인접해서 배치되며, 약 10.5um의 반경에서 시작된다. 부가된 클래딩 물질은 CVD 공정, 로드-인-튜브 방법 또는 다른 알려진 방법에 추가될 수 있다.
다른 실시예에서, NDNS섬유는 파장 1,550nm에서 약 -12ps/nm-km 내지는 -35ps/nm-km 사이의 전체분산을 구비하며, 파장 1,550nm에서 약 -0.04ps/nm2-km 내지는 -0.11ps/nm2-km 사이의 전체분산 기울기를 구비하며, 극성모드분산(PMD)은 약 0.1 ps/km1/2보다 작다. 바람직하게는 극성모드분산(PMD)은 약 0.05 ps/km1/2보다 작다. 파장1,550nm에서 감쇠는 0.25dB/km보다 작으며, 바람직하게는 0.23dB/km보다 작으며, 더 바람직하게는 0.22dB/km보다 작다. 바람직하게는, NDNS섬유는 파장1,550nm에서 유효면적은 23um2을 구비한다. 보다 바람직하게는 파장1,550nm에서 유효면적은 28um2내지는 30um2사이의 값을 구비한다.
도15에서 도시된 바와 같이, 한 바람직한 실시예에서, NDNS 섬유는 중앙코아세그멘트(220), 제1 환형 세그멘트 또는 모트(222) 및 제2 환형 세그멘트 또는링(223)의 3개의 코아 세그멘트를 포함하여 구성된다. 바람직하게는, 중앙코아세그멘트(220)는 약 0.6 내지는 1.2 사이의 △% 또는 △1%의 최대 상대 굴절률 또는 피크를 포함하며, 바람직하게는 약 0.8 내지는 1.2 사이의 △% 또는 △1%의 최대 상대 굴절률 또는 피크를 포함한다.
중앙 코아 세그멘트(220)는 약 2.2um 내지는 약2.7um 사이의 반경에서 상대굴절률이 포지티브로부터 네거티브로 변하는 지점에서 끝나고, 제1 환형코아세그멘트(222)는 그 지점에서 시작된다. 제1 환형코아세그멘트(222)는 -0.32 내지는 -0.5사이의 △% 또는 △2%의 최소저하를 포함하며, 바람직하게는 -0.4 내지는 -0.45사이의 △% 또는 △2%의 최소저하를 포함한다. 모트(222)는 약 5.4um 내지는 약6.2um 사이의 반경에서 상대굴절률이 네거티브로부터 포지티브로 변하는 지점에서 끝나고, 링(223)은 그 지점에서 시작된다. 바람직하게는, 제2 환형코아세그멘트(223) 또는 링은 약5um에서 약 8um의 반경에까지 대개 연장되는 0에서 0.2 사이의 상대굴절률을 구비하는, 바람직하게는 0에서 0.1 사이, 더 바람직하게는 실질적으로 0의 상대 굴절률을 구비한 평평한 영역(225)으로 구성된다.
제2 환형 코아세그멘트(223) 또는 링은 약 0.28 내지는 ㅇ.35 사이의 △% 또는 △3%의 피크를 구비한다. 제2 환형 코아세그멘트(223)는 △%가 실질적으로 0으로 떨어지는 지점에서 끝난다. 외부 환형 클래딩 영역 또는 클래딩 세그멘트(224)는 제2 환형 코아세그멘트(223)에 의해 둘러싸이고 인접해서 배치되며, 약 8.2um 내지는 약 8.8um의 반경에서 시작된다.
바람직한 실시예에서, 도13에서 묘사되는 NDNS섬유는 1.2의 △% 또는 △1%의 최대 상대 굴절률 또는 피크와, 약1.7의 알파를 구비한 중앙코아세그멘트(220)를 포함하여 구성된다. 중앙 코아 세그멘트(220)는 약 2.94um의 반경에서 상대굴절률이 포지티브로부터 네거티브로 변하는 지점에서 끝나고, 제1 환형코아세그멘트 (222)는 그 지점에서 시작된다.
제1 환형코아세그멘트(222)는 -0.32의 △% 또는 △2%의 최소저하를 포함한다. 모트(222)는 약 5.9um의 반경에서 상대굴절률이 네거티브로부터 포지티브로 변하는 지점에서 끝나고, 링(223)은 그 지점에서 시작된다. 제2 환형코아세그멘트(223) 또는 링은 약 5.5um에서 약 7.5um의 반경에까지 연장되며 실질적으로 0의 상대 굴절률을 구비한 평평한 영역(225)으로 구성된다.
제2 환형 코아세그멘트(223) 또는 링은 약 0.29의 △% 또는 △3%의 피크를 구비한다. 제2 환형 코아세그멘트(223)는 △%가 실질적으로 0으로 떨어지는 지점에서 끝난다. 외부 환형 클래딩 영역 또는 클래딩 세그멘트(224)는 제2 환형 코아세그멘트(223)에 의해 둘러싸이고 인접해서 배치되며, 약 8.7um의 반경에서 시작된다. 제2 환형 코아세그멘트(223)의 포지티브 △%영역의 폭은 2.33um이고, 9.86um의 반경에서 중심을 가진다.
파장 1,550nm에서 도13에 의해 나타나는 광섬유는 약 -16ps/nm-km의 전체분산을 구비하며, 약 -0.059ps/nm2-km의 분산 기울기를 구비하며, 약 0.214dB/km의 감쇠와, 27um2의 유효면적과 약275의 카파(분산/분산기울기)를 구비한다.
2000년 3월 30일에 출원된 미국출원번호 제09/822,168호 및 2001년 5월 30일에 출원된 미국출원번호 제09/870,432호의 양자는 여기에서 병합되어지고, NDNS 섬유의 다른 바람직한 실시예를 설명한다.
도14는 라만 증폭기 및 EDFA에 의해 뒤따르는 +D/-D 또는 +D/-D/+D 광섬유의 1:1의 광섬유의 섹션 중의 100km섹션을 포함하는 재순환 루프에 결합되는 파장1,539nm에서 10Gb/z NRZ변조된 신호의 발신기를 포함하는 광섬유 셋업을 설명한다. 광절연체는 럼프된 반사를 피하기 위해 스팬의 양사이드에 배치된다. 2nm 폭의 필터는 EDFA로부터 ASE밴드로부터 벗어나는 것을 방지하기 위해 루프내에 배치된다. 두개의 음파 광학 스위치, AOS1 및 AOS2 와 광학 스펙트럼분석기, OSA는 셋업에 구성된다.
-100ps/nm의 양을 가지는 분산 보상광섬유(DCF)는 각스팬의 뒤에서 전체 분산이 거의 0으로 되어지도록 구성되고, SMF-28TM섬유는 정련된 분산튜닝을 위해 수용기에 놓여진다. 측정은 모든 라만게인에서 신호원 수준은 양섬유의 브릴로우인(brillouin) 경계이하에 있다.
도15는 14번의 계산(즉1400km)이후에 도14의 셋업에서, 3dB의 스팬 런치 파워를 구비한 +D/-D 및 +D/-D/+D 섬유의 1:1 결합에 대한 라만게인 대 Q인자의 측정된 결과를 도시한다. 도15는 또한, DSNR데이타(편리를 위해 발신기/수용기 변수에 의해 정의되는 고정된 양에의해 수직축을 따라 이동된)를 도시한다. MPI없이,OSNR 및 Q는 +D/-D경우에 유사한 형상을 갖는다.
Q는 15-17dB에서 라만게인에 대해 증가하고, 증가된 라만 게인을 구비하여 향상된 OSNR에도 불구하고 감소된다. 셋업은 분산 보상을 성취하고, 교차채널 비선형성을 제거하기 위해 조립되어 지므로, Q 및 OSNR의 분기점은 MPI에 기인한 악화의 증거로 사용되어진다. 즉, +D/-D에 대해, 라만게인은 DRBS MPI에 기인하여 약 15-17dB가 감소된 것으로 나타난다.
반면에, +D/-D/+D결합의 Q인자는 4dB 내지는 21dB사이의 라만게인의 실질적인 전체범위에 대해서 단조롭게 증가되고, 증가된 라만게인을 구비한 OSNR향상에 대응된다. 도15에 도시된 바와 같이, Q인자의 증가 비율은 Q인자가 -25dB의 연속적인 값에 근접할 수록 늦추어진다. 따라서, MPO와 관련된 효율 악화는 적어도 21dB의 라만게인에서의 +D/-D/+D에서 상당히 감소된다.
+D/-D의 케이블과 비교하여, +D/-D/+D의 결합은 MPI경향의 -D섹션에서 작은 라만 게인을 성취한다. 그리하여, 스팬에서 발생되는 DRBS파워의 전체 양은 감소되고 MPI가 요인된 시스템악화는 감소된다. +D/-D/+D의 최대 Q 및 +D/-D의 최대 Q와의 차이는 3dB이다. 그런 유사한 행동은 1dBm 런치(launch) 파워에서 관찰된다.
도15에서 도시된 바와 같이, +D/-D/+D결합에서의 20logQ는 약12dB보다 큰 라만게인에 대해 19dB과 같거나 큰 값을 가지며, Q값은 약 15dB보다 큰 라만게인에 대해 15dB과 같거나 큰 값을 가진다. 약 20의 라만게인에서 +D/-D/+D결합에 대한 Q값(20logQ)은 약12dB의 라만게인에서의 Q값보다 크며, 반면에 약 20의 라만게인에서 +D/-D결합에 대한 Q값(20logQ)은 약12dB의 라만게인에서의 Q값보다 적다.
도16은 1dBm 런치(launch) 파워를 따라 16dB 라만게인 및 스팬으로 Q인자 대 전파거리의 측정된 결과를 도시한다. 약 500km에 이르는 전송거리에 대해, Q인자는 약 22와 같거나 크다. 약 1000km에 이르는 전송거리에 대해, Q인자는 약 20과 같거나 크다. 약 1400km에 이르는 전송거리에 대해, Q인자는 약 19와 같거나 크다. 초기 계산에서, Q 는 발신기/수용기 페널티(penalty)에 의해 지배되나, 다른 경우에는, +D/-D/+D 및 +D/-D사이의 차이는 1.4dB 내지는 2.6dB사이에서 변한다. 3dBm 및 16dB 라만게인에서, +D/-D/+D결합은 루프주위의 3200km, 4000km 및 4500km에 도달하도록 사용되고, 측정된 Q값은 각각 18.2dB, 17.5dB 및 16.6dB이다.
그리하여, 두개의 +D 섬유 섹션 사이에서 샌드위치된 -D섬유를 구비한 분산 조절 케이블은 알려진 전송섬유 및 다른 분산조절 배치에서 장점을 가진다. 예를 들면, +D/-D배치와는 다르게, +D/-D/+D 배치는 작은 또는 인식할 수 없는 MPI에 기인한 시스템의 악화를 가져온다. 반대 전송신호 및 펌프에 대해, 샌드위치 결합은 라만게인이 스팬에서 상당히 향상된 라만 NF를 조기에 성취되도록 허용한다. 바람직하게 분산 조절 케이블을 포함하는 광전송링크는 800km보다 큰 길이를 구비하며, 더 바람직하게는 약100km보다 큰 길이를 구비한다.
어떤 바람직한 실시예에서, 스팬 또는 광전송라인에서의 평균분산은 0을 구비한 유한한 네거티브 값 또는 작동파장에서 미묘하게 네거티브 평균기울기를 제공하도록 발란스를 유지한다. 다른 바람직한 실시예에서, 스팬 또는 광전송라인에서의 평균분산은 작동파장에서 실질적으로 제로 기울기를 구비한 0값을 제공하도록 균형을 가지고, 더 바람직하게는 작동파장의 범위를 걸쳐서 실질적으로 제로 기울기를 구비한 0값을 제공하도록 균형을 가진다.
다른 적용실시예에 대해, 스팬 또는 광전송라인에서의 평균분산은 작동파장에서 제로 또는 미묘한 포지티브 평균기울기를 구비한 0값을 제공하도록 균형을 가지고, 더 바람직하게는 작동파장의 범위를 걸쳐서 제로 또는 미묘한 포지티브 평균기울기를 구비한 0값을 제공하도록 균형을 가진다. 스팬 또는 0에서의 평균분산은 40Gbit/sec 및 더 큰 작동을 포함하는 적용에서 유용하게 된다.
바람직하게는, PDPS광섬유 섹션의 카파(즉 분산/분산기울기)는 NDNS광섬유 섹션의 카파의 신호와 같다. 바람직하게는, PDPS카파(즉 분산/분산기울기)대 NDNS 카파의 비율은 0.8 내지는 1.2사이에 있고, 바람직하게는 0.95 내지는 1.05사이에 있다. 더 바람직하게는, PDPS광섬유 섹션의 카파는 실질적으로 NDNS광섬유 섹션의 카파와 같다.
바람직하게는, 스팬에서의 평균분산기울기의 절대량은 0.02ps/nm2-km보다 적고, 바람직하게는 0.01ps/nm2-km보다 적다.
적절한 PDPS광섬유 섹션의 실시예는 상기에서 묘사되고, 그러한 것들은 도8 및 도9에서 나타난다. 적절한 NDNS광섬유 섹션의 실시예는 상기에서 묘사되고, 그러한 것들은 도10 내지는 도13에서 나타난다.
예를 들면, 한 바람직한 실시예에서, 광섬유 스팬은 도9 에서 서술되고 상기에서 묘사되는 PDPS광섬유 섹션과, 도10 에서 서술되고 상기에서 묘사되는 NDNS광섬유 섹션을 포함하여 구성된다. PDPS광섬유 섹션의 실시예는 19 ps/nm-km의 분산,파장 1550nm에서 약 0.6ps/nm2-km의 분산기울기를 구비하고, NDNS광섬유 섹션의 실시예는 -38 ps/nm-km의 분산, 파장 1560nm에서 약 -0.12ps/nm2-km의 분산기울기를 구비한다.
스팬당 -190ps/nm의 순수한 축적된 분산에 대해, 30km의 PDPS섬유 및 20km의 NDNS섬유를 포함하는 50km의 스팬에 대해, PDPS섹션의 축적된 분산은 570ps/nm이고, NDNS섹션의 축적된 분산은 -760ps/nm와 같다. 스팬을 교차하는 평균분산은 파장1560nm에서 -3.8ps/nm-km(-190ps/nm÷50km)이다. 스팬당 -0.6ps/nm2의 순수한 축적된 분산에 대해, PDPS섹션의 축적된 분산은 1.8ps/nm2이고, NDNS섹션의 축적된 분산은 -2.4ps/nm2와 같다. 스팬을 교차하는 평균분산 기울기는 파장1550nm에서 -0.012ps/nm2-km(-0.6ps/nm2÷50km)이다.
그리하여, PDPS섬유 및 NDNS광섬유 섹션의 결합은 평균분산 기울기보다 작게 된다. 표1은 파장 1560nm에서 -3.8ps/nm-km의 평균분산 교차스팬으로부터 계산되어진 다양한 파장에서 평균분산 교차스팬을 리스트하며, 파장 1550nm에서 -0.012ps/nm2-km의 평균분산 교차스팬으로부터 리스트된다.
[표 1]
파장(nm)평균분산 교차스팬(ps/nm-km)
1530-3.44
1550-3.68
1560-3.8
1600-4.28
1630-4.64
표1에서 도시된 바와 같이, 평균분산 교차스팬은 파장 1530 내지는 1630nm사이에서 -3.44 에서 -4.64ps/nm-km 범위로 다양하게 변화한다. 즉, 전 파장 1530 내지는 1630nm에 걸쳐서 평균분산 교차스팬은 1.3ps/nm-km보다 작게 변화한다. 축적된 분산 교차스팬은 포지티브 분산 섬유 또는 섬유섹션에 의해 보상된다.
파장범위에 대한 평균분산에서의 변화는 평균분산의 양에 의지한다. 예를 들면, 파장 1560nm에서의 -1.9ps/nm-km의 평균분산은 PDPS 및 NDNS섬유섹션의 실질적으로 0의 값이되는 파장 1530-1630nm를 교차하는 0.6ps/nm-km의 변화를 생산한다. 평균분산(및 평균기울기)은 성분 PDPS 및 NDNS섬유섹션의 길이변화에 의해 변화될 수 있으며, 예로는, 제조동안 일어나는 카파의 값에서의 변화 때문이다.
바람직하게는, PDPS광섬유 섹션의 하나의 분산과 NDNS광섬유 섹션의 분산의 양의 절대값의 비율은 약 0.7 내지는 약 3 사이고, 바람직하게는 작동파장의 범위 내에 있다. 바람직한 실시예에서, 그 비율은 1550nm의 파장에서, 약0.7 내지는 3 사이의 범위에 있다. 바람직한 실시예에서, NDNS광섬유 섹션의 분산의 양 및 PDPS광섬유 섹션의 하나의 분산의 양의 절대값의 비율은 약 1.25 내지는 약 3 사이다.
다른 바람직한 실시예에서, NDNS광섬유 섹션의 분산의 양 및 PDPS광섬유 섹션의 하나의 분산의 양의 절대값의 비율은 약 1.25 내지는 약 1.75 사이다. 또 다른 바람직한 실시예에서, NDNS광섬유 섹션의 분산의 양 및 PDPS광섬유 섹션의 하나의 분산의 양의 절대값의 비율은 약 1.4 내지는 약 1.5 사이고, 더 바람직하게는 약 1.5이다.
바람직하게는, 여기서 서술되는 스팬을 교차하는 전 파장 1530 내지는 1630nm에 걸친 평균분산은 즉, 양의 절대값 또는 스팬을 교차하는 전 파장 1530 내지는 1630nm에 걸친 두개의 평균분산의 값의 최대차이의 절대값은 약 3ps/nm-km보다 적게 변화하고, 0ps/nm-km보다는 크게 변화하며, 바람직하게는 약 2ps/nm-km보다 적게 변화하고, 0.1ps/nm-km보다는 크게 변화하며, 보다 바람직하게는 약 1.5ps/nm-km보다 적게 변화하고, 0.2ps/nm-km보다는 크게 변화한다.
바람직하게는, 파장 1560nm에서 평균분산의 절대값 또는 양의 절대값은 약 0ps/nm-km보다 크게 변화하고, 5ps/nm-km보다는 작게 변화하며, 바람직하게는 약 0.5ps/nm-km 보다 크게 변화하고, 4ps/nm-km보다는 작게 변화한다.
한 바람직한 실시예에서, 파장 1560nm에서 평균분산의 절대값은 약 0.5ps/nm-km보다 크게 변화하고, 2ps/nm-km보다는 작게 변화한다. 보다 바람직한 실시예에서, 파장 1560nm에서 평균분산의 절대값은 실질적으로 0이다.
보다 바람직하게는, 여기서 서술되는 스팬을 교차하는 전 파장 1530 내지는 1630nm에 걸친 평균분산에서의 변화는 약 0.1ps/nm-km 내지는 약 2.0ps/nm-km사이에 있으며, 바람직하게는 약 0.2ps/nm-km 내지는 약 4ps/nm-km 사이에 있으며, 보다 바람직하게는 약 0.5ps/nm-km 내지는 2.0ps/nm-km 사이에서 변화한다. 평균분산의 유사한 값은 구체적으로 10Gbit/sec에서의 낮은 비트율에서 교차단계의변조 및 4개의 파 혼합과 같은, 비선형성을 감소시키기는 경향이 있으며, 평균분산의 큰값은 부가적인 보상섬유 또는 다른 보상장치에 의해 종종 분산보상을 요구한다.
두개 또는 그 이상의 스팬은 연결될 수 있고, 또는 예를 들면, 광전송라인을 형성하기 위해 서로 광학적으로 결합되어진다.
예를 들면, 상기에서 제공된 실시예에서 묘사되는 NDNS광섬유 섹션 및 PDPS광섬유 섹션을 포함하는 10개의 스팬은 파장 1560nm(-3.8ps/nm-km ×50km ×10스팬의 평균스팬분산)에서 -1900ps/nm의 축적된 분산을 제공하고, 파장 1560nm(-0.12ps/nm2-km ×50km ×10스팬)에서 -6ps/nm2의 축적된 분산기울기를 제공한다.
실질적으로 전체 축적된 분산은 10개의 스팬의 단부에 PDPS광섬유의 100km길이를 광학적으로 결합하는 것에의해 성취될 수 있으며, 상기 PDPS광섬유 섹션은 파장 1560nm에서 19 ps/nm-km의 분산을 구비하며, 파장 1550nm에서 0.06ps/nm2-km의 분산기울기를 구비하며, 거기서, 1560nm에서 1900ps/nm 및 파장 1550nm에서 6ps/nm2을 제공한다.
주어진 스팬길이, NDNS광섬유 섹션 및 PDPS광섬유 섹션의 광특성에 대해서, 스팬에서의 평균분산은 NDNS광섬유 섹션 및 PDPS광섬유 섹션의 길이의 비율의 변화에 따라서 변화한다. 표2는 상술된 실시예에서 NDNS광섬유 섹션 및 PDPS광섬유 섹션의 다양한 축적된 길이에 대해 50km 스팬당 축적된 분산에서의 변화를 도시한다.
[표 2]
PDPS길이NDNS길이평균스팬분산
(km)(km)(ps/nm-km)
3020-3.8
3119-2.66
3218-1.52
그리하여, 스팬 및 전송라인에서의 전체분산은 더 높은 국소적 분산이 스팬 또는 라인내의 섬유 또는 섬유 섹션내에 존재하는 동안 조절될 수 있다.
바람직하게는, 광신호를 전송하기 위한 장치 또는 광전송라인은 하나 또는 그 이상의 광섬유 섹션에 광학적으로 결합된 하나 또는 그 이상의 펌프라이트 방출 장치를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 스팬은 광학적으로 결합되어 있는 하나의 펌프라이트 방출장치 보다 더 구비한다.
다른 바람직한 실시예에서, 하나의 스팬은 광학적으로 결합되어 있는 두개 또는 그 이상의 펌프라이트 방출장치를 구비한다. 다른 바람직한 실시예에서, 스팬은 거기에서 광학적으로 결합된 두개 또는 그 이상의 라만 펌프장치를 포함하여 구성된다. 바람직하게는, 라만 펌프는 주어진 파장에서 각각의 극성이 제공된다. 다른 바람직한 실시예에서, 두개의 라만 펌프는 펌프의 파장과는 파장을 제공한다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 에르븀이 첨가된 증폭기(EDFA)는 스팬에 광학적으로 결합되어있다.
바람직한 실시예에서, 광신호를 전송하기 위한 장치는 NDNS광섬유 섹션 및 PDPS광섬유 섹션을 포함하는 광섬유 스팬을 포함하여 구성되며, 상기 평균분산교차스팬의 절대량은 1530 내지는 1630nm의 전파장에 걸쳐서 약 5ps/nm-km 보다 적게 변화한다.
다른 바람직한 실시예에서, 상기 평균분산 교차스팬의 절대량은 1530 내지는 1630nm의 전파장에 걸쳐서 0ps/nm-km 보다 크고, 약 3ps/nm-km 보다 적게 변화한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 평균분산 교차스팬의 절대량은 1530 내지는 1630nm의 전파장에 걸쳐서 0.1ps/nm-km 보다 크고, 약 2ps/nm-km 보다 적게 변화한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 평균분산 교차스팬의 절대량은 1530 내지는 1630nm의 전파장에 걸쳐서 0.2ps/nm-km 보다 크고, 약 1.5ps/nm-km 보다 적게 변화한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 평균분산 교차스팬의 절대량은 1530 내지는 1630nm의 전파장에 걸쳐서 2ps/nm-km 보다 작고, 바람직하게는 1.5ps/nm-km 보다 작고, 보다 바람직하게는 0.6ps/nm-km 보다 작게 변화한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 평균분산 교차스팬의 절대량은 1530 내지는 1630nm의 전파장에 걸쳐서 0ps/nm-km 보다 크고, 5ps/nm-km 보다 작고, 바람직하게는 0.5ps/nm-km 보다 크고, 4ps/nm-km 보다 작고, 보다 바람직하게는0.5ps/nm-km 보다 크고, 2ps/nm-km 보다 작게 변화한다.
다른 바람직한 실시예에서, 상기 평균분산의 절대량은 1530nm의 파장에서 실질적으로 0이다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 스팬을 교차하는 1560nm의 파장에서 상기 평균분산의 절대량은 0.1ps/nm-km 보다 크고, 2ps/nm-km 보다 작고, 평균분산의 절대량은 1560nm의 파장에서 0.2ps/nm-km 보다 크고, 4ps/nm-km 보다 작게 변화한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 평균분산은 1560nm의 파장에서 네거티브 하다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 1560nm의 파장에서 상기 평균분산의 절대량은 2ps/nm-km 보다 크고, 4ps/nm-km 보다 작게 변화한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 1560nm의 파장에서 상기 평균분산의 절대량은 0.5ps/nm-km 보다 크고, 2ps/nm-km 보다 작게 변화한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 평균분산은 1560nm의 파장에서 포지티브 하다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 스팬을 교차하는 평균분산의 절대량은 1530nm내지는 1630nm의 전 파장에 걸쳐서 약 5ps/nm-km 보다 작게 변화한다.
많은 수정 및 변경은 이하 서술되는 발명의 청구범위를 넘지 않는 범위 내에서 여기에 서술되는 상세한 설명의 수정 및 변경이 행해질 수 있다. 따라서, 여기서 서술되는 장치 및 방법은 본 발명의 청구범위에 한정되지 않는 다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (36)

  1. 신호파장에서 포지티브 분산 및 포지티브 분산기울기를 구비하는 제1 및 제2 PDPS 광섬유섹션과, 상기 제1 및 제2 PDPS 광섬유섹션 사이에 배치되며, 상기 신호파장에서 네거티브 분산 및 네거티브 분산기울기를 구비하는 NDNS 광섬유섹션을 포함하는 광섬유스팬과,
    라만증폭을 상기 광섬유스팬에 제공하기 위해, 상기 PDPS 광섬유섹션 중의 하나에 광학적으로 결합된 펌프라이트 방출장치를 포함하는 상기 신호파장에서 광신호전송용 장치에 있어서,
    상기 PDPS 광섬유섹션과 상기 NDNS 광섬유섹션의 결합된 길이의 비율은 약 0.7 보다 큰 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 PDPS 광섬유섹션과 상기 NDNS 광섬유섹션의 결합된 길이의 비율은 약 0.7 내지 약 3 사이에 있는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 PDPS 광섬유섹션과 상기 NDNS 광섬유섹션의 결합된 길이의 비율은 약 1.25 내지 약 1.75 사이에 있는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광섬유섹션 중의 적어도 하나는 1,550nm의 파장에서약 0.2 dB/km 보다 적은 감쇠를 나타내는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광섬유섹션 중의 적어도 하나는 신호파장에서 약 0.10 ps/km1/2보다 적은 PMD를 나타내는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광섬유섹션 중의 적어도 하나는 1,380nm의 파장에서 약 0.4dB/km 보다 적은 감쇠를 나타내는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 PDPS 광섬유 섹션, 제2 PDPS 광섬유 섹션 및 NDNS 광섬유 섹션의 결합된 길이는 약 50km 내지 약 150km의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광섬유스팬의 라만노이즈 수치는 약 10dB 내지는 약 15dB 사이의 라만게인에서 -2dB 보다 적은 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광섬유스팬의 라만노이즈 수치는 약 12dB 내지는 약 18dB 사이의 라만게인에서 -3dB 보다 적은 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광섬유스팬의 라만노이즈 수치는 약 18dB 내지는 약28dB 사이의 라만게인에서 -4dB 보다 적은 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 광섬유스팬의 라만노이즈 수치는 약 20dB 보다 큰 라만게인에서 -4.5dB 보다 적은 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 PDPS 광섬유섹션, 제2 PDPS 광섬유섹션 및 NDNS 광섬유섹션의 결합된 길이는 약 75km 보다 큰 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 PDPS 광섬유섹션 중의 적어도 하나는 파장 1,550nm에서 약 95um2과 같거나 큰 유효면적을 구비하는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 NDNS 광섬유섹션은 파장 1,550nm에서 약 20um2내지는 약 40um2사이의 유효면적을 구비하는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 PDPS 광섬유섹션 중의 하나의 유효면적과 NDNS 광섬유섹션의 유효면적과의 비율은 약 4 보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 광신호장치는 상기 광섬유스팬의 단부 사이에 배치되는 다수의 광장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 광신호장치는 상기 광섬유스팬의 단부 중의 하나에서 배치되는 분산보상모듈(DCM)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 NDNS 광섬유섹션의 분산량 및 PDPS 광섬유섹션 중의 어느 하나의 분산량의 절대값의 비율은 약 0.7 내지 약 3 사이에 있는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 NDNS 광섬유섹션의 분산량 및 PDPS 광섬유섹션 중의 어느 하나의 분산량의 절대값의 비율은 약 1.25 내지 약 1.75 사이에 있는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 스팬에 걸치는 평균분산의 절대량은 약 1,530nm 내지 1,630nm 사이의 전체파장에 걸쳐서 약 5ps/nm-km 보다 적게 변화하는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 스팬에 걸치는 평균분산의 절대량은 약 1,530nm 내지1,630nm 사이의 전체파장에 걸쳐서 약 2ps/nm-km 보다 적게 변화하는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  22. 제1항에 있어서, 상기 스팬에 걸치는 평균분산의 절대량은 약 1,530nm 내지 1,630nm 사이의 전체파장에 걸쳐서 약 0.6ps/nm-km 보다 적게 변화하는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  23. 제1항에 있어서, 상기 평균분산의 절대량은 파장 1,560nm에서 0 보다 크고 5ps/nm-km 보다 작은 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  24. 제1항에 있어서, 상기 평균분산의 절대량은 파장1,560nm에서 실질적으로 0인 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  25. 제1항에 있어서, 상기 스팬에 걸치는 평균분산의 절대량은 0.1ps/nm-km 보다는 크고, 2ps/nm-km 보다는 작게 변화하되, 파장 1,560nm에서 상기 평균분산의 절대량은 0.2ps/nm-km 보다는 크고, 4ps/nm-km 보다는 작게 변하는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  26. 제1항에 있어서, 상기 평균분산은 파장 1,560nm에서 네거티브인 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  27. 제1항에 있어서, 상기 평균분산은 파장 1,560nm에서 포지티브인 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  28. 제1항에 있어서, 상기 광신호전송장치에 있어서,
    광전송라인은 12dB의 라만게인 보다 큰 20dB의 라만게인에서 20logQ의 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  29. 제1항에 있어서, 상기 NDNS 섬유섹션은 입구에서 상기 PDPS 섬유섹션 중의 어느 하나의 폭보다 작은 폭에 광신호를 압축하는 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  30. 제1항에 있어서, 상기 신호파장은 약 1,550nm인 것을 특징으로 하는 광신호전송장치.
  31. 제1 및 제2 포지티브 분산 광섬유섹션 및 상기 제1 및 제2 포지티브 분산 광섬유섹션 사이에 배치되는 네거티브 분산 광섬유섹션을 포함하는 적어도 두개의 광학적으로 결합된 광섬유스팬과,
    제1 및 제2 라만증폭기로 구성되며, 라만증폭을 제공하기 위한 적어도 두개의 펌프라이트 방출장치를 포함하여 구성되는 신호파장에서 광신호의 전송을 위한광전송시스템에 있어서,
    상기 제1 라만증폭기는 상기 광섬유스팬 중의 하나의 포지티브 분산 광섬유 섹션 중의 어느 하나에 광학적으로 결합되고,
    상기 제2 라만증폭기는 상기 광섬유스팬 중의 다른 포지티브 분산 광섬유섹션 중의 다른 하나에 광학적으로 결합되며,
    상기 포지티브 분산 광섬유섹션의 각각은 상기 신호파장에서 포지티브 분산을 구비하며,
    상기 네거티브 분산 광섬유섹션의 각각은 상기 신호파장에서 네거티브 분산을 구비하고,
    상기 제1 및 제2 라만증폭기 사이의 광전송라인에서의 광섬유의 길이는 약 50km 보다 큰 것을 특징으로 하는 광신호 전송용 광전송시스템.
  32. 제31항에 있어서, 상기 포지티브 분산 광섬유섹션 중의 적어도 하나는 상기 신호파장에서 포지티브 분산기울기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광신호 전송용 광전송시스템.
  33. 제31항에 있어서, 상기 네거티브 분산 광섬유섹션은 상기 신호파장에서 네거티브 분산기울기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광신호 전송용 광전송시스템.
  34. 10Gbit/sec의 단위 채널 비트율에서 작동하는 동안, 제31항의 광전송시스템을 통해 광신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 광신호전송방법.
  35. 40Gbit/sec의 단위 채널 비트율에서 작동하는 동안, 제31항의 광전송시스템을 통해 광신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 광신호전송방법.
  36. 3 또는 더 높은 파장에서 작동하는 동안, 제31항의 광전송시스템을 통해 광신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 광신호전송방법.
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