KR20140129105A - 모드 지연이 관리된 소수 모드형 광 섬유 링크 - Google Patents
모드 지연이 관리된 소수 모드형 광 섬유 링크 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140129105A KR20140129105A KR20147024872A KR20147024872A KR20140129105A KR 20140129105 A KR20140129105 A KR 20140129105A KR 20147024872 A KR20147024872 A KR 20147024872A KR 20147024872 A KR20147024872 A KR 20147024872A KR 20140129105 A KR20140129105 A KR 20140129105A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mode
- optical fiber
- wavelength
- group delay
- less
- Prior art date
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 97
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 101710121003 Oxygen-evolving enhancer protein 3, chloroplastic Proteins 0.000 claims description 12
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 7
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02004—Optical fibres with cladding with or without a coating characterised by the core effective area or mode field radius
- G02B6/02009—Large effective area or mode field radius, e.g. to reduce nonlinear effects in single mode fibres
- G02B6/02023—Based on higher order modes, i.e. propagating modes other than the LP01 or HE11 fundamental mode
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02004—Optical fibres with cladding with or without a coating characterised by the core effective area or mode field radius
- G02B6/02009—Large effective area or mode field radius, e.g. to reduce nonlinear effects in single mode fibres
- G02B6/02014—Effective area greater than 60 square microns in the C band, i.e. 1530-1565 nm
- G02B6/02019—Effective area greater than 90 square microns in the C band, i.e. 1530-1565 nm
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02214—Optical fibres with cladding with or without a coating tailored to obtain the desired dispersion, e.g. dispersion shifted, dispersion flattened
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
- G02B6/0288—Multimode fibre, e.g. graded index core for compensating modal dispersion
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
- G02B6/03638—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only
- G02B6/0365—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 3 layers only arranged - - +
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/268—Optical coupling means for modal dispersion control, e.g. concatenation of light guides having different modal dispersion properties
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2581—Multimode transmission
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/04—Mode multiplex systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/028—Optical fibres with cladding with or without a coating with core or cladding having graded refractive index
- G02B6/0281—Graded index region forming part of the central core segment, e.g. alpha profile, triangular, trapezoidal core
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
모드 분할 멀티플렉싱(MDM) 광 전송 시스템에서 사용되기에 적합한 광 섬유 링크가 개시된다. 상기 광 섬유 링크는 1550 nm의 파장에서 X LP 모드들로 광 신호의 전파 및 전송을 지원하는 코어를 가진 제 1 광 섬유를 가지고, 이때, 상기 X는 1 보다 크고 20 이하인 정수이고, 상기 제 1 광 섬유는 1530-1570의 파장에서 LP01 모드와 LP11 모드 간의 양의 차동 모드 그룹 지연을 가진다. 상기 광 섬유 링크는 1550 nm의 파장에서 Y LP 모드들로 광 신호의 전파 및 전송을 지원하는 코어를 가진 제 2 광 섬유를 가지고, 상기 Y는 1 보다 크고 20 이하인 정수이고, 상기 제 2 광 섬유는 1530-1570의 파장에서 LP01 모드와 LP11 모드 간의 음의 차동 모드 그룹 지연을 가진다.
Description
본 출원은 35 U.S.C.§ 119 하에, 2012년 2월 20일에 출원된 미국 가출원 제61/600828호, 및 35 U.S.C.§ 119 하에, 2012년 3월 14일에 출원된 미국 가출원 제61/610700호의 우선권 주장 출원이고, 이들 가출원의 내용은 전반적으로 참조로서 본원에서 병합된다.
본 발명은 일반적으로, 광 섬유에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 소수 모드형 광 섬유(few moded optical fibers)를 사용한 섬유 링크(fiber links)에 관한 것이다.
멀티-미디어 텔레커뮤니케이션 적용의 양 및 변화의 폭발적인 성장은 백본 섬유 광 통신 링크(backbone fiber-optic communication links)의 인터넷 트래픽 및 동기 부여 조사를 위한 빠른 요구를 연속으로 강구하고 있다. 간섭 통신 및 전자 디지털 신호 프로세싱(DSP)-기반 수신기들은, 섬유 비선형성을 포함하여 다양한 전송 장애를 보상하기 위해, 유연성, 확장성 및 성능으로 인해, 장거리 시스템을 위한 차세대 표준으로서 최근에 수용되었다. 섬유 비선형성이 달성 가능한 스펙트럼 효율에 대해 제한점이 있기 때문에, 큰 유효 면적(effective-area, Aeff) 단일-모드 섬유들(SMF들)은 비선형성 불이익을 줄이기 위해 설계되어 왔다.
그러나, 광 섬유의 스펙트럼 효율은 유효 면적이 증가함에 따라 천천히 증가하고, 이로써, 또 다른 해결책이 시스템 용량을 증가시키는데 필요하다.
본 발명의 목적은 소수 모드형 광 섬유를 사용한 섬유 링크를 제공하는 것에 있다.
본원의 제 1 양태는, 1550 nm의 파장에서 X 선형 편파(linearly polarized, LP) 모드들로 광 신호의 전파 및 전송을 지원하는 코어를 가진 제 1 광 섬유(이때, 상기 X는 1 보다 크고 20 이하인 정수이고, 상기 제 1 광 섬유는 1530-1570의 파장에서 LP01 모드와 LP11 모드 간의 양의 차동 모드 그룹 지연(positive differential mode group delay)을 가짐); 및 1550 nm의 파장에서 Y LP 모드들로 광 신호의 전파 및 전송을 지원하는 코어를 가진 제 2 광 섬유(상기 Y는 1 보다 크고 20 이하인 정수이고, 상기 제 2 광 섬유는 1530-1570의 파장에서 LP01 모드와 LP11 모드 간의 음의 차동 모드 그룹 지연을 가짐);를 포함하는 광 섬유 링크이다. 상기 제 1 및 제 2 광 섬유는 소수 모드형 섬유들인 것이 바람직하다. 상기 제 1 및 제 2 광 섬유의 길이는, 1550 nm의 파장에서, 약 1.0 ns/km 미만, 보다 바람직하게 약 0.5 ns/km 미만, 심지어 보다 바람직하게 약 0.25 ns/km 미만, 심지어 보다 바람직하게 약 0.1 ns/km 미만인, 상기 광 섬유 링크 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 모드 그룹 지연의 절대값을 초래하도록 선택될 수 있다. 추가적으로, 원한다면, 제 1 및 제 2 광 섬유의 설계, 및 제 1 및 제 2 광 섬유의 길이는, 1530 내지 1570 nm의 전체 파장 범위에 걸친 모든 파장에서, 약 1.0 ns/km 미만, 보다 바람직하게 약 0.5 ns/km 미만, 심지어 보다 바람직하게 약 0.25 ns/km 미만, 심지어 보다 바람직하게 약 0.1 ns/km 미만인, 상기 광 섬유 링크 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 모드 그룹 지연의 절대값을 초래하도록 선택될 수 있다. 이러한 결과는 50 km 초과, 보다 바람직하게 100 km 초과, 심지어 보다 바람직하게 500 km 초과, 심지어 보다 바람직하게 1000 km 초과하는 거리를 뻗어나가는 광 섬유 링크 길이에 대해서도 달성 가능하다.
일부 실시예들에서, 상기 제 1 및 제 2 광 섬유는 또한, 상기 제 1 광 섬유가 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 양의 차동 모드 그룹 지연 기울기를 나타내고, 상기 제 2 광 섬유가 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 음의 차동 모드 그룹 지연 기울기를 포함하도록 설계될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 제 1 및 제 2 광 섬유는 또한, 상기 제 1 광 섬유가 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 음의 차동 모드 그룹 지연 기울기를 나타내고, 상기 제 2 섬유가 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 양의 차동 모드 그룹 지연 기울기를 포함하도록 설계될 수 있다. 두 유형의 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 광 섬유의 각 길이는 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 약 1.0 ps/nm/km 미만, 보다 바람직하게 0.5 ps/nm/km 미만, 심지어 보다 바람직하게 0.25 ps/nm/km 미만, 심지어 보다 바람직하게 0.1 ps/nm/km 미만인, 상기 광 섬유 링크 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 그룹 지연 기울기의 절대값을 초래하도록 선택될 수 있다. 이러한 결과는 50 km 초과, 보다 바람직하게 100 km 초과, 심지어 보다 바람직하게 500 km 초과, 심지어 보다 바람직하게 1000 km 초과하는 거리를 뻗어나가는 광 섬유 링크 길이에 대해서도 달성 가능하다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명으로부터 나타날 것이고, 본 발명의 추가적인 특징 및 이점의 일부분은 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 설명으로부터 손쉽게 명확해질 수 있거나, 본원에서 기술된 실시예들을 실행함으로써 인식되되, 다음의 상세한 설명, 청구항, 나아가 첨부된 도면을 포함하여 인식될 것이다. 청구항은 하술된 바와 같이 상세한 설명에 병합되어 상기 설명 부분을 구성한다.
이해하여야 하는 바와 같이, 상술된 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 둘다는 다양한 실시예들을 기술하고, 청구항 내용의 특성 및 특징을 이해시키기 위한 개요 또는 틀을 제공하기 위함이다. 첨부된 도면은 다양한 실시예들의 추가적인 이해를 제공하기 위함이고, 본원 명세서의 부분에 통합되고 상기 부분을 구성한다. 상기 도면은 본원에서 기술된 다양한 실시예들을 제시하되, 청구항 내용의 원리 및 동작을 설명하기 위한 설명과 함께 제시한다.
도 1은 본원에 기술된 실시예에 따른, 지연이 관리되는 소수 모드형 광 섬유 링크의 섹션의 측면도이고;
도 2a는 소수 모드형 섬유의 굴절률 프로파일(refractive index profile)을 도시하고;
도 2b는 대안적인 소수 모드형 섬유의 굴절률 프로파일을 도시하고;
도 3은 서로 다른 코어 알파를 가진 여러 개의 광 섬유용 코어 반경의 함수로서, 차동 모드 그룹 지연을 도시하고;
도 4는 서로 다른 코어 알파를 가진 여러 개의 광 섬유용 코어 반경의 함수로서, 모드 그룹 지연 기울기(mode group delay slope)를 도시하고;
도 5는 2 개의 대표적인 섬유들 및 이들의 조합물용 차동 모드 그룹 지연을 도시하고;
도 6은 여러 개의 대표적인 광 섬유들의 굴절률 프로파일을 도시하고;
도 7은 도 6에 도시된 섬유들용 모드 지연들을 도시하고;
도 8은 도 6 및 7에서 섬유들을 조합시킴으로써, 가능한 지연 보상 효과(delay compensation effect)를 도시하며; 그리고
도 9는 대안적인 소수 모드형 섬유의 굴절률 프로파일을 도시한다.
도 2a는 소수 모드형 섬유의 굴절률 프로파일(refractive index profile)을 도시하고;
도 2b는 대안적인 소수 모드형 섬유의 굴절률 프로파일을 도시하고;
도 3은 서로 다른 코어 알파를 가진 여러 개의 광 섬유용 코어 반경의 함수로서, 차동 모드 그룹 지연을 도시하고;
도 4는 서로 다른 코어 알파를 가진 여러 개의 광 섬유용 코어 반경의 함수로서, 모드 그룹 지연 기울기(mode group delay slope)를 도시하고;
도 5는 2 개의 대표적인 섬유들 및 이들의 조합물용 차동 모드 그룹 지연을 도시하고;
도 6은 여러 개의 대표적인 광 섬유들의 굴절률 프로파일을 도시하고;
도 7은 도 6에 도시된 섬유들용 모드 지연들을 도시하고;
도 8은 도 6 및 7에서 섬유들을 조합시킴으로써, 가능한 지연 보상 효과(delay compensation effect)를 도시하며; 그리고
도 9는 대안적인 소수 모드형 섬유의 굴절률 프로파일을 도시한다.
참조 번호는 장거리(long haul) 전송 섬유들을 사용하는 광 섬유들의 실시예의 상세한 설명에서 이제 나타날 것이며, 상기 전송 섬유 각각은 첨부된 도면에 도시된다. 가능하다면, 동일한 참조 번호는 도면을 통해서 동일하거나 유사한 부품을 언급하는데 사용된다.
전문 용어
다음의 전문 용어는 광 섬유들을 본원에서 기술하기 위해 사용될 것이고, 이때 파라미터 일부가 다양한 예시의 실시예들과 관련하여 이하에서 기술되고 정의된다:
용어 "굴절률 프로파일"은, 본원에서 사용되는 바와 같이, 섬유의 굴절률 또는 상대 굴절률과 반경 간의 관계를 의미한다.
용어 "상대 굴절률"은, 본원에서 사용되는 바와 같이, 다음과 같이 정의된다:
여기서, n(r)은 별다른 규정이 없는 한, 반경 r에서의 굴절률이다. 상대 굴절률은 별다른 규정이 없는 한, 1550 nm에서 정의된다. 기준 굴절률 nREF는 클래딩의 굴절률이고, 상기 클래딩은 바람직한 실시예에서, 1550 nm에서의 약 1.444의 굴절률을 가진 순수 실리카를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 상대 굴절률은 △로 표기되고, 상기 상대 굴절률의 값은 별다른 규정이 없는 한, "%"의 단위로 주어진다. 일 영역의 굴절률이 기준 굴절률 nREF 미만일 경우, 상대 굴절률은 음이며, 이는 저하된 영역 또는 저하된 굴절률을 가지는 것을 의미하고, 최소 상대 굴절률은 별다른 규정이 없는 한, 상대 굴절률이 대부분 음인 지점에서 계산된다. 일 영역의 굴절률이 기준 굴절률 nREF을 초과한 경우, 상대 굴절률은 양이며, 그리고 상기 영역은 상승되거나, 양의 굴절률을 가질 수 있다는 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 광 섬유의 "유효 면적" Aeff은, 광이 전파되고 다음과 같이 정의되는 광 섬유의 면적이다:
여기서, E는 섬유에 전파되는 광에 연관된 전계이고, r은 섬유의 반경이다. 유효 면적 Aeff은 별다른 규정이 없는 한, 1550 nm의 파장에서 LP01 모드에 대해 판별된다.
모드 필드 직경(Mode field diameter, MFD)은 단일 모드 섬유에 전파되는 광의 스팟 크기(spot size) 또는 빔 폭의 측정물이다. MFD는 소스 파장, 섬유 코어 반경 및 섬유 굴절률 프로파일의 함수이다. MFD는 Peterman II 방법을 사용하여 측정되고, 여기에서:
여기서, E는 섬유의 전계 분포(electric field distribution)이고, r은 섬유 반경이다. MFD는 별다른 규정이 없는 한, 1550 nm의 파장에서 LP01 모드에 대해 판별된다.
섬유의 색 분산(Chromatic dispersion) 또는 분산은 재료 분산, 도파관 분산 및 다 모드 분산(inter-modal dispersion)의 합이다.
일 모드의 컷오프 파장은, 일 모드가 광 섬유의 전파를 중지시키는 최소 파장이다. 단일 모드 섬유의 컷오프 파장은, 광 섬유가 단지 하나의 전파 모드를 지원할 수 있는 최소 파장이다. 단일 모드 섬유의 컷오프 파장은 고차 모드들(higher order modes) 중에서 가장 높은 컷오프 파장에 대응한다. 단일 모드 섬유들에서, 가장 높은 컷오프 파장은 통상적으로 LP11 모드의 컷오프 파장에 대응한다. 파장 λ에서 X LP 모드를 전파시키는 소수 모드형 섬유에서, 모든 X LP 모드들은 λ 보다 큰 컷오프 파장을 가진다. 컷오프 파장의 수학적인 정의는 Single Mode Fiber Optics, Jeunhomme, pp 39-44, Marcel Dekker, New York, 1990에서 발견되고, 상기 이론적인 섬유 컷오프는 모드 전파 상수가 외부 클래딩의 평면파 전파 상수와 같아지게 되는 파장으로 기술된다. 이러한 이론적인 파장은 무한히 길고, 바람직하게는 직경 변화가 없는 직선형 섬유에 대해 적당하다.
케이블형 섬유의 유효 컷오프 파장은 이론적인 컷오프 파장보다 낮고, EIA-455-170 Cable Cutoff Wavelength of Single-mode Fiber by Transmitted Power, 또는 "FOTP-170"에 기술된 22 m 케이블형 컷오프 테스트에 의해 계산될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 케이블 컷오프는 계산된 테스트를 사용하여 얻어진 값을 의미한다. LP 모드에 대한 케이블형 컷오프 파장은 통상적으로, 이론적인 컷오프 파장보다 낮은 100 내지 300 nm이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "소수 모드형 섬유"는 단일 모드 섬유보다 많지만 정상 멀티모드 섬유보다 적은 모드의 전파를 지원하는 섬유를 의미한다. 임의적인 굴절률 프로파일을 가진 원통형 대칭 광 섬유에서, 전파 모드의 수 및 상기 전파 모드의 특성은 스칼라 파동 방정식(scalar wave equation)을 풀어 얻어진다(예를 들면 T.A.Lenahan, "Calculation of modes in an optical fiber using a finite element method and EISPACK," Bell Syst.Tech.J., vol.62,no.1, p.2663, Feb.1983 참조). 광 섬유 또는 다른 유전체 도파관에서 이동하는 광은 하이브리드 유형의 모드들을 형성하고, 상기 하이브리드 유형의 모드들은 일반적으로 LP(선형 편광, linear polarized) 모드들을 의미한다. LP0p 모드들은 2 개의 편광 자유도(degrees of freedom)를 가지고, 2 배 퇴화 특성(two-fold degenerate)을 가지고, LP1p 모드들은 4 배 퇴화 특성을 가지고, LPmp 모드는 4 배 퇴화 특성을 가지고 이때 m > 1이다. 섬유에 전파되는 LP 모드들의 수를 지정할 시에 이러한 퇴화 특성을 포함하지 않는다. 예를 들면, 단지 LP01 모드가 전파되는 광 섬유는, LP01 모드가 2 개의 가능한 편광을 가질지라도 단일-모드 섬유이다. LP01 및 LP11 모드들이 전파되는 소수-모드형 광 섬유는 LP11 모드가 2 배 퇴화 특성을 가졌기 때문에, 3 개의 공간 모드들을 지원하고, 각 모드 역시 2 개의 가능한 편광을 가지고, 이로써 총 6 개의 모드가 주어지게 된다. 이로써, 섬유가 2 개의 LP 모드들을 가질 시에, 이는 섬유가 LP01 모드 및 LP11 모드 모두의 전파를 지원한다는 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "광 섬유 링크"는 일부 양태에서, 예를 들면, 굴절률 프로파일, 코어 반경, 또는 광학 속성이 서로 다른 적어도 2 개의 섬유를 의미하고, 상기 2 개의 섬유는 서로 통신하도록 부착되고, 그 결과 이들 서로는 하나의 LP 모드보다 많은 전파를 지원한다. 이러한 소수 모드형 섬유 시스템에서, 바람직하게, 적어도 2 개의 섬유 중 적어도 하나는 X LP 모드들의 전파를 지원하고, 여기서 X는 1보다 크고 20 이하인 정수이고, 적어도 2 개의 섬유 중 또 다른 섬유는 Y LP 모드의 전파를 지원하고, 여기서 Y는 1 보다 크고 20 이하인 정수이다. 일부 바람직한 실시예들에서, X = Y이다.
용어 "α-프로파일" 또는 "알파 프로파일"은 본원에서 사용되는 바와 같이, "%"의 단위인 △에 의해 표기되는 상대 굴절률 프로파일을 의미하고, 여기서 r은 반경이며, 그리고 다음 식과 같고:
여기서, Δ0은 최대 상대 굴절률이고, r0은 코어 반경이고, r은 범위 ri ≤ r ≤ rf이고, Δ는 상기에서 정의되고, ri는 α-프로파일의 시작점이고, rf는 α-프로파일의 최종점이고, α는 실수인 지수이다. 계단형 굴절률 프로파일(step index profile)에 있어서, 알파 값은 10 이상이다. 그레이드형 굴절률 프로파일(graded index profile)에 있어서, 알파 값은 10 미만이다. 용어 "포물선"은, 본원에서 사용되는 바와 같이, 실질적으로 포물선 형상을 한 굴절률 프로파일을 포함하고(이때 α= 2), 나아가 코어의 곡률이 코어에서의 하나 또는 그 이상의 지점에서 α=2로부터 다소 변화하는 프로파일, 예를 들면, 중심선 딥(centerline dip)을 가진 프로파일도 포함한다. 여기에서 특히, 코어 반경 및 최대 상대 굴절률에 있어 서로 다른 형성물은 델타(Δ)의 기본적인 정의에 영향을 미침 없이, 이하의 예시에서 사용된다.
본원에서 별다른 규정이 없는 한, 본원에서 기술되고 이하에서 제시되는 광 섬유의 상기 참조된 속성은 1550 nm에서 측정되거나 모델화된다.
이하의 논의에서, 코어가 아닌 광 섬유의 일부 부분은 클래딩의 부분으로 간주된다. 또한, 섬유(10)의 주어진 영역 Y의 상대 굴절률은 일반적으로 반경 ΔY(r)의 함수로 기술되고, 특정 경우에서, 최대 ΔYMAX 및/또는 최소 ΔYMIN을 가질 수 있다. 예시에서, ΔY(r)은 일정하고, ΔY(r) = ΔYMAX = ΔYMIN이고, ΔY를 의미한다.
도 1은 차동 모드 그룹 지연 보상을 사용하는 광 섬유 링크(10)의 개략도를 도시한다. 도 1에서, 섬유 링크(10)는 적어도 2 개의 소수 모드 섬유들(11 및 12)을 포함하고, 이 중 하나의 소수 모드 섬유는 양의 차동 모드 그룹 지연을 가지며, 그리고 다른 하나는 음의 차동 모드 그룹 지연을 가진다. 섬유 링크(10) 및 광 섬유들(11 및 12)의 다양한 예시 실시예들은 이제 이하에서 기술된다. 다중-입력 다중-출력(multiple-input multiple-output, MIMO) 기술을 사용하여 소수 모드 섬유(FMF)의 하나의 공간 전파 모드보다 많은 전파 모드에서 신호를 전송할 수 있다. 소수 모드 섬유들은 이러한 적용에 대해 특히나 매력적인데, 이는 모드 수를 가진 계산 복잡도(computational complexity)의 직접적인 크기, 및 단지 소수 모드의 이용이 다중 경로 간섭(multipath interference, MPI)으로부터 비트 에러율 불이익을 만들어 낼 수 있는 형태 혼합(modal mixing)의 위험성을 줄일 수 있기 때문이다. 광 섬유 통신 시스템에 대해 이전에 제안된 소수 모드형 광 섬유는, 기본적인 LP01 모드와 더불어 LP11 모드들의 전파를 지원하는 계단형 굴절률 또는 포물선 코어들을 가진다. 이전의 설계를 이용하여, 1550 nm 창(window)에서 하나 또는 그 이상의 파장에서의 기본적인 LP01 모드와 LP11 모드 사이에는 지연 차가 크다. 이러한 큰 지연 차는 MIMO를 사용하여 시간 도메인에서 광 신호를 디멀티플렉싱하기 어렵게 한다. 본원에서 개시된 실시예는 이러한 도전 과제를 해결한다.
기본적인 LP01 모드에 대해 고차 모드 LPmn의 차동 모드 그룹 지연은 다음과 같이 정의된다:
Δτmn이 양인 경우, 섬유는 양의 차동 모드 그룹 지연을 가지는 것을 의미하고, Δτmn이 음인 경우, 상기 섬유는 음의 차동 모드 그룹 지연을 가지는 것을 의미한다. 별다른 언급이 없는 이상, 본원에서 사용되는 바와 같이, 차동 모드 지연은 LP01 모드와 LP11 모드 사이의 지연을 의미한다. 광 섬유의 차동 모드 그룹 지연의 기울기는 다음과 같이 정의된다:
별다른 언급이 없는 이상, 본원에서 사용되는 바와 같이, 차동 모드 지연 기울기는 LP01 모드와 LP11 모드 사이의 지연 기울기를 의미한다.
넓은 파장 대역에서 차동 모드 그룹 지연을 보상하기 위해서, 2 개의 섬유들의 차동 모드 그룹 지연과, 차동 모드 그룹 지연의 기울기 둘 다는 서로 반대 기호를 가지는 것이 바람직하다. 2 개의 섬유들이 적당한 차동 모드 그룹 지연을 가지는 것으로 설계함으로써, 차동 모드 그룹 지연 기울기, 및 적당한 섬유 길이와 차동 모드 그룹 지연이 매우 낮은 섬유 링크의 선택이 구성될 수 있다. 예를 들면, 본원에서 개시된 방법을 사용하여, 차동 모드 그룹 지연 보상 광 섬유 링크가 조립될 수 있되, WDM 파장 대역에서, 예를 들면, 1530 nm 내지 1570 nm에서, 특히 1550 nm의 파장에서, 약 0.5 ns/km 미만, 보다 바람직하게 0.25 ns/km 미만, 심지어 보다 바람직하게 50 ps/km 미만, 심지어 보다 바람직하게 10 ps/km 미만, 심지어 보다 바람직하게 5 ps/km 미만인, 광 섬유 링크(10) 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 순수 차동 모드 그룹 지연의 절대값을 나타내도록 조립될 수 있다.
광 섬유 차동 모드 그룹 지연 및 차동 모드 그룹 지연의 기울기는, 광 섬유 굴절률 프로파일 설계들을 변경함으로써, 예를 들면, 코어의 알파 또는 코어의 반경을 변경함으로써, 양 또는 음으로 변경될 수 있다. 도 2a는 간단한 그레이드형 또는 구배 굴절률 알파 프로파일 설계를 이용하는 광 섬유의 굴절률 프로파일을 개략적으로 도시한다. 도 2a에서의 예시는 코어(20), 및 상기 코어를 둘러싸는 클래딩(30)을 가진다. 코어 델타 Δ1는 0.3 내지 0.8%, 보다 바람직하게 0.3 내지 0.6%의 범위에 속한다. 코어 반경 R1은 6 내지 22 ㎛, 보다 바람직하게 8 내지 20 ㎛, 그리고 심지어 보다 바람직하게 10 내지 20 ㎛이다. 코어에서의 굴절률 변화는 다음의 알파 함수에 의해 나타날 수 있다:
일의 알파는 삼각형 프로파일에 대응하고, 2의 알파는 포물선 프로파일을 기술한다. 알파가 20보다 클 시에, 프로파일은 실제 계단형 굴절률 프로파일이다.
모드 수를 제어하고, 모드 그룹 지연을 변경하며, 그리고 굽힘 손실(bending loss)을 개선시키기 위해서, 내부 클래딩(22), 저 굴절률 트렌치(trench) 영역(24), 및 비도핑된 클래딩(30)은 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 섬유들(11 및/또는 12)의 간단한 코어 설계에 첨가될 수 있다. 제시된 실시예에서, 내부 클래딩 영역(22)은 외부 클래딩에 대해 Δ3의 굴절률 차이를 가진다. Δ3은 -0.1 내지 0.05%이다. 굴절률이 낮은 트렌치(24)는, R2의 시작 반경 및 R3의 종료 반경을 가진 내부 클래딩 옆에 위치한다. 굴절률이 낮은 트렌치는 Δ2의 굴절률 변화, 및 R3-R2의 링 폭을 가진다. 바람직하게 Δ2는 -0.1 내지 -0.7%, 보다 바람직하게 -0.2 내지 -0.5%이다. 트렌치(24)의 폭은 바람직하게 2 내지 8 ㎛, 보다 바람직하게 3 내지 6 ㎛이다. 일부 실시예들에서, 트렌치(24)는 코어에 인접하게 위치하고, R2-R1 < 0.5 ㎛이다. 다른 실시예들에서, 상기 트렌치는 코어로부터 이격되어 있고, 0.5 ㎛ > R2-R1 > 10 ㎛이다. 이와 더불어, 트렌치(24)가 사각형으로 도시되었지만, 섬유 설계의 추가 모드 필드 제어에 대해 삼각형 또는 포물선형 등의 다른 형상 역시 가능하다.
일부 실시예들에서, 제 1 섬유(11)는 곡률 α1에 의해 특징이 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일(graded index core refractive profile)로 구성될 수 있으며, 그리고 제 2 섬유는 곡률 α2로 특징이 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성될 수 있고, |α1 - α2| > 0.2이며, α1 및 α2 둘 다는 1.5 내지 3.0이다. 일부 대안적인 실시예들에서, 제 1 섬유는 곡률 αi 및 반경 R1i에 의해 특징이 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성될 수 있으며, 그리고 제 2 섬유는 αj 및 반경 R1j에 의해 특징이 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성될 수 있고, 이때 |αi - αj| < 0.4이고, |R1i - R1j| > 0.1 ㎛이고, 보다 바람직하게 |αi - αj| < 0.2이며, 그리고 | R1i - R1j | > 0.2 ㎛이다. 일부 대안적인 실시예들에서, 제 1 섬유는 곡률 αi로 특징이 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성될 수 있으며, 그리고 제 2 섬유는 곡률 αj로 특징이 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성될 수 있고, 이때 αi > 2.0이며, 그리고 αj < 2.0이다.
코어 프로파일 설계를 변화시킴으로써, 양 및 음의 지연 둘 다는 실현될 수 있다. 도 3은 3 개의 모델화 알파 프로파일용 코어 반경의 함수로서 차동 그룹 지연을 나타내고, 이때 상기 알파 프로파일의 알파 값은 1.8, 2.0 및 2.2이다. 3 개의 프로파일 모두에 있어, 코어 델타 Δ1는 0.5%이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 알파 값 및 코어 반경 중 어느 하나 또는 둘 다를 변화시킴으로써, 차동 그룹 지연은 양, 음, 또는 제로로 구현될 수 있다. 도 4는, 1.8, 2.0 및 2.2의 알파 값을 가진 3 개의 알파 프로파일용 코어 반경의 함수로서 차동 모드 그룹 지연의 기울기를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 양, 음, 또는 제로 차동 모드 지연 기울기는 적당한 프로파일 파라미터를 선택함으로써, 설계될 수 있다.
표 1은, 차동 모드 그룹 지연 보상을 달성하기 위해 결합될 수 있는, 2 개의 모델화의 대표적인 광 섬유들에 대한 굴절률 프로파일 파라미터들 및 이에 관련 속성들을 제공한다. 특히, 각 섬유에 대해 이하에 설명된 것은 코어 델타 퍼센트, 코어 반경(마이크론 단위), 코어 알파, LP02 이론적인 컷오프 파장, LP11 이론적인 컷오프 파장, 1550nm에서의 LP01 및 LP11 분산, 1550 nm에서의 유효 면적, 1550nm에서의 모드 필드 직경, 및 파장 범위 1530-1570 nm 상의 차동 모드 그룹 지연의 기울기이다. 파장의 함수로서 2 개의 섬유들의 차동 모드 그룹 지연은 도 5에 도시된다. 2 개의 섬유들은 서로 반대의 지연 및 지연 기울기를 가진다. 2 개의 섬유들에 대한 1.2:1의 섬유 길이 비율을 선택함으로써, 거의 0의 지연을 가진 섬유 링크는 구성될 수 있다. 예를 들면, 예시 1 섬유의 480 km와 예시 2 섬유의 400 km의 결합은 도 5에 도시된 순수 지연을 초래한다. 1.5 내지 1.6 ㎛의 전체 파장 범위에 걸친 모든 파장에 대한 순수 차동 모드 그룹 지연은 0.5 ps/km 미만이며, 그리고 차동 모드 그룹 지연 기울기의 절대값은 0.5 ps/nm/km 미만이다.
표 1
도 6은 차동 모드 그룹 지연 보상을 달성하기 위해 결합될 수 있는, 3 개의 실제 인발 광 섬유들(예시 3-5)의 굴절률 프로파일을 도시한다. 도 6에 도시된 3 개의 대표적인 광 섬유들에 대한 굴절률 프로파일 파라미터들 및 이에 관련된 속성들은 이하의 표 2에 나열된다. 특히, 각 섬유에 대해 이하에서 제시된 것은 코어 델타 퍼센트, 코어 반경(마이크론 단위), 코어 알파, LP02 컷오프 파장, LP11 컷오프 파장, 1550nm에서의 LP01 및 LP11 분산, 1550 nm에서의 유효 면적, 1550nm에서의 모드 필드 직경, 및 파장 범위 1530-1570 nm 상의 차동 모드 그룹 지연의 기울기이다. 도 7은 3 개의 섬유들에 대해 측정된 차동 모드 그룹 지연을 도시한다. 대표적인 섬유(3)는 음의 차동 모드 그룹 지연 기울기와 함께 양의 차동 모드 그룹 지연을 가지며, 그리고 대표적인 섬유(4) 및 섬유(5)는 음의 차동 모드 그룹 지연 및 양의 차동 모드 그룹 지연 기울기를 가진다. 도 7은, 대표적인 섬유(3)의 32.5 km + 대표적인 섬유(4)의 22.5 km + 대표적인 섬유(5)의 49 km로 구성된 104 km의 긴 길이의 광 섬유 링크의 순수 차동 모드 그룹 지연을 도시한다. 순수 지연(net delay)은 1530 nm 내지 1570 nm의 범위에 속하는 모든 파장에서 3 ps/km 미만이다.
표 2
본원에서 제시되고 개시된 실시예들에서, 코어(20)는, 순수 비도핑된 실리카 유리에 대해 유리 코어의 굴절률을 증가시키는 하나 또는 그 이상의 도펀트를 가진 순수 실리카 유리(SiO2) 또는 실리카 유리를 포함한다. 코어의 굴절률을 증가시키는 적합한 도펀트는 GeO2, Al2O3, P2O5, TiO2, ZrO2, Nb2O5, Ta2O5, 및/또는 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
섬유들 1-5의 LP01 유효 면적 Aeff은 120 내지 260 μm2, 보다 바람직하게 140 내지 240 μm2일 수 있다. 예시에서, LP02 모드의 이론적인 컷오프 파장은 3000 nm 미만이고, 또 다른 예시에서는 2400 nm 미만, 그리고 또 다른 예시에서는 2100 nm 미만이다. 이러한 예시들에서, LP02 모드의 케이블형 컷오프 파장은 LP02 모드의 이론적인 컷오프 파장보다 낮은 약 300 nm이다. 예시에서, LP11 모드의 이론적인 컷오프 파장은 2000 nm보다 크고, 또 다른 예시에서는 2400 nm보다 크며, 그리고 또 다른 예시에서는 2800 nm보다 크다. 예시에서, LP01 모드의 감쇠는 0.21 dB/km 미만이고, 또 다른 예시에서는 0.20 dB/km 미만이고, 또 다른 예시에서는 0.19 dB/km 미만이다. 예시에서, LP11 모드의 감쇠는 0.25 dB/km 미만이고, 또 다른 예시에서는 0.23 dB/km 미만이며, 그리고 또 다른 예시에서는 0.21 dB/km 미만이다. 이러한 광학 속성들 모두는 별다른 언급이 없는 이상, 1550 nm의 파장에서 모델화되었다.
표 3은, 코어의 반경 및 알파 파라미터의 변화가 차동 모드 그룹 지연 및 차동 모드 그룹 지연 기울기의 기호를 변화시키는 5 개의 굴절률 프로파일의 속성을 나타낸다. 예시 6에서, 트렌치는 그레이드형 굴절률 코어에 인접하여 위치하지만, 오프셋 R2 - R1 만큼 예시 7-10의 코어로부터 이격된다. 예시 9c에 대한 굴절률 프로파일은 도 9에 도시된다. 각 실시예 6 - 10은, 미리 정해진 치수에 따라 구현될 시에, 매우 낮은 차동 모드 지연을 제공한다. 섬유 6-10의 LP01 유효 면적 Aeff은 120 μm2 보다 크고, 보다 바람직하게 120 내지 200 μm2이다. 예시에서, LP02 모드의 이론적인 컷오프 파장은 2400 nm 미만이고, 또 다른 예시에서는 2000 nm 미만이며, 그리고 또 다른 예시에서는 1800 nm 미만이다. 이러한 예시에서, LP02 모드의 케이블형 컷오프 파장은 LP02 모드의 이론적인 컷오프 파장보다 낮은 약 300 nm이다. 예시에서, LP11 모드의 이론적인 컷오프 파장은 2000 nm보다 크고, 또 다른 예시에서는 2200 nm보다 크며, 그리고 또 다른 예시에서는 2400 nm보다 크다. 예시에서, LP01 모드의 감쇠는 0.21 dB/km 미만이고, 또 다른 예시에서는 0.20 dB/km 미만이며, 그리고 또 다른 예시에서는 0.19 dB/km 미만이다. 예시에서, LP11 모드의 감쇠는 0.25 dB/km 미만이고, 또 다른 예시에서는 0.23 dB/km 미만이며, 그리고 또 다른 예시에서는 0.21 dB/km 미만이다. 이러한 광학 속성들 모두는 별다른 언급이 없는 이상, 1550 nm의 파장에서 모델화되었다.
표 3
표 4는, 코어의 반경 및 알파 파라미터의 변화가 차동 모드 그룹 지연 및 차동 모드 그룹 지연 기울기의 기호를 변화시키는 예시 9의 4 개의 변화에 대한 굴절률 프로파일 나타낸다. 도 9는 예시 9c의 굴절률 프로파일을 도시한다. 각 실시예 9a-9d는, 미리 정해진 치수에 따라 구현될 시에, 매우 낮은 차동 모드 지연을 제공한다. 예시 9a 및 9d는 유사 알파 값(|αi - αj| < 0.2), 및 다소 서로 다른 코어 반경(| R1i - R1j | > 0.2 ㎛)을 가진다. 예시 9a는 음의 차동 모드 지연 기울기와 함께, 1530, 1550 및 1565 nm에서의 음의 차동 모드 지연을 제공하는 반면, 예시 9a는 양의 차동 모드 지연 기울기와 함께, 1530, 1550 및 1565 nm에서의 양의 차동 모드 지연을 제공한다. 이러한 2 개의 모델화 섬유 예시를 약 1:1 길이 비율로 결합시키면, 거의 제로의 차동 모드 지연 및 차동 모드 지연 기울기를 가진 형태(span)가 제공된다. 예시 9b는 음의 차동 모드 지연 기울기와 함께, 1530, 1550 및 1565 nm에서의 양의 차동 모드 지연을 제공하는 반면, 예시 9c는 양의 차동 모드 지연 기울기와 함께, 1530, 1550 및 1565 nm에서의 음의 차동 모드 지연을 제공한다. 이러한 2 개의 모델화 섬유 예시를 약 1:1 길이 비율로 결합시키면, 거의 제로의 차동 모드 지연 및 차동 모드 지연 기울기를 가진 길이가 제공된다.
표 4
표 5는, 코어의 반경 및 알파 파라미터의 변화가 차동 모드 그룹 지연 및 차동 모드 그룹 지연 기울기의 기호를 변화시키는, 추가 6 개의 굴절률 프로파일의 속성을 나타낸다. 실시예 11-16에서, 트렌치는 오프셋 R2 - R1 만큼 코어로부터 이격된다. 각 실시예 11 - 16은, 미리 정해진 치수에 따라 구현될 시에, 매우 낮은 차동 모드 지연을 제공한다. 섬유들 6-10의 LP01 유효 면적 Aeff는 120 μm2 보다 크고, 보다 바람직하게 120 내지 200 μm2이다. 예시에서, LP02 모드의 이론적인 컷오프 파장은 2400 nm 미만이고, 또 다른 예시에서는 2000 nm 미만이며, 그리고 또 다른 예시에서는 1800 nm 미만이다. 이러한 예시에서, LP02 모드의 케이블형 컷오프 파장은 LP02 모드의 이론적인 컷오프 파장보다 낮은 약 300 nm이다. 예시에서, LP11 모드의 이론적인 컷오프 파장은 2000 nm보다 크고, 또 다른 예시에서는 2200 nm보다 크며, 그리고 또 다른 예시에서는 2400 nm보다 크다. 예시에서, LP01 모드의 감쇠는 0.21 dB/km 미만이고, 또 다른 예시에서는 0.20 dB/km 미만이며, 그리고 또 다른 예시에서는 0.19 dB/km 미만이다. 예시에서, LP11 모드의 감쇠는 0.25 dB/km 미만이고, 또 다른 예시에서는 0.23 dB/km 미만이며, 그리고 또 다른 예시에서는 0.21 dB/km 미만이다. 이러한 광학 속성들 모두는 별다른 언급이 없는 이상, 1550 nm의 파장에서 모델화되었다.
표 5
기술 분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 다양한 변형 및 변화는 청구항 내용의 기술 사상 및 권리 범위로부터 일탈함 없이, 본원에 기술된 실시예들에서 구현될 수 있다. 이로써, 의도한 바와 같이, 본 명세서는 본원에 기술된 다양한 실시예들의 변화 및 변형을 포함하되, 상기와 같은 변화 및 변형이 첨부된 청구항 및 이의 균등물의 권리 범위 내에 일어나는 경우에, 그러하다.
Claims (15)
1550 nm의 파장에서 X LP 모드들로 광 신호의 전파 및 전송을 지원하는 코어를 가진 제 1 광 섬유; 및
1550 nm의 파장에서 Y LP 모드들로 광 신호의 전파 및 전송을 지원하는 코어를 가진 제 2 광 섬유;를 포함하며,
상기 X는 1 보다 크고 20 이하인 정수이고, 상기 제 1 광 섬유는 1530-1570의 파장에서 LP01 모드와 LP11 모드 간의 양의 차동 모드 그룹 지연을 가지고,
상기 Y는 1 보다 크고 20 이하인 정수이고, 상기 제 2 광 섬유는 1530-1570의 파장에서 LP01 모드와 LP11 모드 간의 음의 차동 모드 그룹 지연을 가지는 광 섬유 링크.
1550 nm의 파장에서 Y LP 모드들로 광 신호의 전파 및 전송을 지원하는 코어를 가진 제 2 광 섬유;를 포함하며,
상기 X는 1 보다 크고 20 이하인 정수이고, 상기 제 1 광 섬유는 1530-1570의 파장에서 LP01 모드와 LP11 모드 간의 양의 차동 모드 그룹 지연을 가지고,
상기 Y는 1 보다 크고 20 이하인 정수이고, 상기 제 2 광 섬유는 1530-1570의 파장에서 LP01 모드와 LP11 모드 간의 음의 차동 모드 그룹 지연을 가지는 광 섬유 링크.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 광 섬유 및 제 2 광 섬유의 길이는, 1550 nm의 파장에서 약 0.5 ns/km 미만인, 상기 광 섬유 링크 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연의 절대값을 초래하도록, 선택되는 광 섬유 링크.
상기 제 1 광 섬유 및 제 2 광 섬유의 길이는, 1550 nm의 파장에서 약 0.5 ns/km 미만인, 상기 광 섬유 링크 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연의 절대값을 초래하도록, 선택되는 광 섬유 링크.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 광 섬유는 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 양의 차동 그룹 지연 기울기를 포함하며, 그리고
상기 제 2 광 섬유는 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 음의 차동 그룹 지연 기울기를 포함하는 광 섬유 링크.
상기 제 1 광 섬유는 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 양의 차동 그룹 지연 기울기를 포함하며, 그리고
상기 제 2 광 섬유는 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 음의 차동 그룹 지연 기울기를 포함하는 광 섬유 링크.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 광 섬유는 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 음의 차동 그룹 지연 기울기를 포함하며, 그리고
상기 제 2 광 섬유는 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 양의 차동 그룹 지연 기울기를 포함하는 광 섬유 링크.
상기 제 1 광 섬유는 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 음의 차동 그룹 지연 기울기를 포함하며, 그리고
상기 제 2 광 섬유는 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 양의 차동 그룹 지연 기울기를 포함하는 광 섬유 링크.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 광 섬유 및 제 2 광 섬유의 각 길이는, 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 약 1.0 ps/nm/km 미만인, 상기 광 섬유 링크 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연 기울기의 절대값을 초래하도록, 선택되는 광 섬유 링크.
상기 제 1 광 섬유 및 제 2 광 섬유의 각 길이는, 1530 내지 1570 nm의 파장 범위에 걸쳐서 약 1.0 ps/nm/km 미만인, 상기 광 섬유 링크 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연 기울기의 절대값을 초래하도록, 선택되는 광 섬유 링크.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 광 섬유 및 제 2 광 섬유의 각 길이는, 1550 nm의 파장에서 약 0.25 ns/km 미만인, 상기 광 섬유 링크 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연의 절대값을 초래하도록, 선택되는 광 섬유 링크.
상기 제 1 광 섬유 및 제 2 광 섬유의 각 길이는, 1550 nm의 파장에서 약 0.25 ns/km 미만인, 상기 광 섬유 링크 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연의 절대값을 초래하도록, 선택되는 광 섬유 링크.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 광 섬유 및 제 2 광 섬유의 각 길이는, 1550 nm의 파장에서 약 0.1 ns/km 미만인, 상기 광 섬유 링크 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연의 절대값을 초래하도록, 선택되는 광 섬유 링크.
상기 제 1 광 섬유 및 제 2 광 섬유의 각 길이는, 1550 nm의 파장에서 약 0.1 ns/km 미만인, 상기 광 섬유 링크 상의 LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연의 절대값을 초래하도록, 선택되는 광 섬유 링크.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 광 섬유는 곡률 α1로 특징 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일(graded index core refractive profile)로 구성되고,
상기 제 2 광 섬유는 곡률 α2로 특징 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성되며, 그리고
|α1 - α2| > 0.2이고, α1 및 α2 둘 다는 1.5 내지 3.0인 광 섬유 링크.
상기 제 1 광 섬유는 곡률 α1로 특징 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일(graded index core refractive profile)로 구성되고,
상기 제 2 광 섬유는 곡률 α2로 특징 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성되며, 그리고
|α1 - α2| > 0.2이고, α1 및 α2 둘 다는 1.5 내지 3.0인 광 섬유 링크.
청구항 5에 있어서,
상기 제 1 광 섬유는 곡률 α1로 특징 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성되고,
상기 제 2 광 섬유는 곡률 α2로 특징 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성되며, 그리고
α1 > 2.0이고,α2 < 2.0인 광 섬유 링크.
상기 제 1 광 섬유는 곡률 α1로 특징 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성되고,
상기 제 2 광 섬유는 곡률 α2로 특징 지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성되며, 그리고
α1 > 2.0이고,α2 < 2.0인 광 섬유 링크.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 광 섬유는 곡률 α1 및 반경 R1로 특징지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성되고,
상기 제 2 광 섬유는 곡률 α2 및 반경 R2로 특징지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성되며, 그리고
|α1 - α2| < 0.4이고, |R1 - R2| > 0.1 ㎛인 광 섬유 링크.
상기 제 1 광 섬유는 곡률 α1 및 반경 R1로 특징지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성되고,
상기 제 2 광 섬유는 곡률 α2 및 반경 R2로 특징지어진 그레이드형 굴절률 코어 굴절 프로파일로 구성되며, 그리고
|α1 - α2| < 0.4이고, |R1 - R2| > 0.1 ㎛인 광 섬유 링크.
청구항 10에 있어서,
|R1 - R2| > 0.2 ㎛인 광 섬유 링크.
|R1 - R2| > 0.2 ㎛인 광 섬유 링크.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광 섬유는 약 8 ㎛ 내지 약 20 ㎛의 범위의 반경 R1과, 1550 nm의 파장에서 약 1.5 이상이고 약 3.0 미만인 알파 값을 가진 그레이드형 굴절률 프로파일과, 유리 클래딩에 대한 약 0.3% 내지 약 0.6%의 범위의 최대 상대 굴절률 Δ1MAX과, 그리고 약 120 μm2보다 크고 약 240 μm2미만인, 1550 nm에서의 유효 면적을 가진 유리 코어를 포함하고,
상기 유리 클래딩은 상기 유리 코어를 둘러싸며, 그리고
상기 유리 코어 및 유리 클래딩은, 1500 nm보다 큰 하나 또는 그 이상의 파장에서 LP01 모드 및 LP11 모드의 전파 및 전송을 지원하고,
상기 LP01 모드와 상기 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연의 절대값은 1550 nm의 파장에서 약 0.5 ns/km 미만인 광 섬유 링크.
상기 제 1 및 제 2 광 섬유는 약 8 ㎛ 내지 약 20 ㎛의 범위의 반경 R1과, 1550 nm의 파장에서 약 1.5 이상이고 약 3.0 미만인 알파 값을 가진 그레이드형 굴절률 프로파일과, 유리 클래딩에 대한 약 0.3% 내지 약 0.6%의 범위의 최대 상대 굴절률 Δ1MAX과, 그리고 약 120 μm2보다 크고 약 240 μm2미만인, 1550 nm에서의 유효 면적을 가진 유리 코어를 포함하고,
상기 유리 클래딩은 상기 유리 코어를 둘러싸며, 그리고
상기 유리 코어 및 유리 클래딩은, 1500 nm보다 큰 하나 또는 그 이상의 파장에서 LP01 모드 및 LP11 모드의 전파 및 전송을 지원하고,
상기 LP01 모드와 상기 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연의 절대값은 1550 nm의 파장에서 약 0.5 ns/km 미만인 광 섬유 링크.
청구항 12에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광 섬유는 1550 nm의 파장에서 약 0.3 ns/km 미만인, LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연의 절대값을 포함하는 광 섬유 링크.
상기 제 1 및 제 2 광 섬유는 1550 nm의 파장에서 약 0.3 ns/km 미만인, LP01 모드와 LP11 모드 간의 차동 그룹 지연의 절대값을 포함하는 광 섬유 링크.
청구항 12에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광 섬유는:
3000 nm 미만인 LP02 모드용 컷오프 파장; 및
2400 nm보다 큰 LP11 모드용 컷오프 파장;을 더 포함하는 광 섬유 링크.
상기 제 1 및 제 2 광 섬유는:
3000 nm 미만인 LP02 모드용 컷오프 파장; 및
2400 nm보다 큰 LP11 모드용 컷오프 파장;을 더 포함하는 광 섬유 링크.
청구항 12에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광 섬유는 트렌치를 더 포함하며,
상기 트렌치는 약 2 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 범위의 반경 두께를 포함하는 광 섬유 링크.
상기 제 1 및 제 2 광 섬유는 트렌치를 더 포함하며,
상기 트렌치는 약 2 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 범위의 반경 두께를 포함하는 광 섬유 링크.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261600828P | 2012-02-20 | 2012-02-20 | |
| US61/600,828 | 2012-02-20 | ||
| US201261610700P | 2012-03-14 | 2012-03-14 | |
| US61/610,700 | 2012-03-14 | ||
| PCT/US2013/025880 WO2013126254A1 (en) | 2012-02-20 | 2013-02-13 | Mode delay managed few moded optical fiber link |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140129105A true KR20140129105A (ko) | 2014-11-06 |
Family
ID=47827427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20147024872A KR20140129105A (ko) | 2012-02-20 | 2013-02-13 | 모드 지연이 관리된 소수 모드형 광 섬유 링크 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2817665B1 (ko) |
| JP (1) | JP6148688B2 (ko) |
| KR (1) | KR20140129105A (ko) |
| CN (1) | CN104272150A (ko) |
| IN (1) | IN2014DN07356A (ko) |
| RU (1) | RU2014138020A (ko) |
| WO (1) | WO2013126254A1 (ko) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5937974B2 (ja) * | 2013-01-18 | 2016-06-22 | 日本電信電話株式会社 | マルチモード光ファイバおよび光ファイバ伝送システム |
| JP5789626B2 (ja) * | 2013-03-01 | 2015-10-07 | 株式会社フジクラ | 光ファイバおよび光伝送路 |
| ES2665751T3 (es) | 2013-09-20 | 2018-04-27 | Draka Comteq Bv | Fibras ópticas de pocos modos para multiplexado por división espacio |
| BR112016006066B1 (pt) * | 2013-09-20 | 2022-02-22 | Draka Comteq Bv | Link óptico, e, sistema óptico |
| JP2015212757A (ja) * | 2014-05-02 | 2015-11-26 | 日本電信電話株式会社 | 数モード光ファイバおよび数モード光ファイバの設計方法 |
| CN105182470A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-12-23 | 白昀 | 一种多模光纤主模态的偏振依赖关系及其推导方法 |
| WO2017137793A1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | Draka Comteq Bv | Few mode optical fibers for mode division multiplexing |
| ES2832591T3 (es) | 2016-02-08 | 2021-06-10 | Draka Comteq Bv | Fibras ópticas de pocos modos para la multiplexación por división de modo. |
| JP6677020B2 (ja) * | 2016-03-03 | 2020-04-08 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ伝送システム |
| JP6568979B2 (ja) * | 2018-05-24 | 2019-08-28 | 日本電信電話株式会社 | 数モード光ファイバの設計方法 |
| CN113132007B (zh) * | 2019-12-31 | 2024-06-18 | 华为技术有限公司 | 一种通信系统 |
| US11237324B2 (en) * | 2020-01-31 | 2022-02-01 | Sterlite Technologies Limited | Few mode optical fiber |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5903683A (en) * | 1997-09-10 | 1999-05-11 | The United States Of America As Represented By The National Security Agency | Device for modulating an optical signal using a single wave guide |
| US6418256B1 (en) * | 1999-02-23 | 2002-07-09 | Lasercomm, Inc. | High order spatial mode optical fiber |
| JP5702709B2 (ja) * | 2011-12-19 | 2015-04-15 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバシステム、光ファイバ伝送システム及び光ファイバ伝送方法 |
-
2013
- 2013-02-13 KR KR20147024872A patent/KR20140129105A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-02-13 CN CN201380009999.XA patent/CN104272150A/zh active Pending
- 2013-02-13 RU RU2014138020A patent/RU2014138020A/ru not_active Application Discontinuation
- 2013-02-13 IN IN7356DEN2014 patent/IN2014DN07356A/en unknown
- 2013-02-13 EP EP13707739.2A patent/EP2817665B1/en active Active
- 2013-02-13 JP JP2014557738A patent/JP6148688B2/ja active Active
- 2013-02-13 WO PCT/US2013/025880 patent/WO2013126254A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6148688B2 (ja) | 2017-06-14 |
| WO2013126254A1 (en) | 2013-08-29 |
| EP2817665B1 (en) | 2018-12-12 |
| CN104272150A (zh) | 2015-01-07 |
| RU2014138020A (ru) | 2016-04-10 |
| EP2817665A1 (en) | 2014-12-31 |
| IN2014DN07356A (ko) | 2015-04-24 |
| JP2015515765A (ja) | 2015-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8995803B2 (en) | Mode delay managed few moded optical fiber link | |
| KR20140129105A (ko) | 모드 지연이 관리된 소수 모드형 광 섬유 링크 | |
| US8971682B2 (en) | Few mode optical fibers | |
| JP6397899B2 (ja) | 空間分割多重のための少モード光ファイバ光リンク | |
| US8693834B2 (en) | Few mode optical fibers for mode division multiplexing | |
| JP6071030B2 (ja) | Ｇｅ不含有コアを有する大実効断面積ファイバ | |
| US7450807B2 (en) | Low bend loss optical fiber with deep depressed ring | |
| JP6397898B2 (ja) | 空間分割多重のための少モード光ファイバ | |
| US8670643B2 (en) | Large effective area optical fibers | |
| JP6158329B2 (ja) | モード分割多重のための少数モード光ファイバ | |
| JP5193398B2 (ja) | 光ファイバおよび光伝送システム | |
| EP2115503A2 (en) | Optical fiber with large effective area | |
| JP2016128936A (ja) | モード分割多重伝送のために設計された多重ｌｐモードファイバ | |
| US9857529B2 (en) | Optical fiber span with low differential mode delay | |
| US8861915B2 (en) | Optical fiber, optical transmission system, and method for measuring optical fiber | |
| WO2009070217A1 (en) | Large effective area optical fiber | |
| US7570857B1 (en) | Low bend loss dispersion slope compensating optical fiber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |