工作在1.4μm范围的高容量光纤网络制造技术

高容量光纤网络包括１．４微米波长范围内的波分复用。该系统包括在１．４μｍ范围内的峰值损耗低于１３１０ｎｍ的损耗的光纤。光纤在大约１３１０ｎｍ具有零色散波长，线性色散在１．４μｍ范围内为１．５至８．０ｐｓ／ｎｍ－ｋｍ。至少有三个ＷＤＭ通道在１．４μｍ波长范围内工作在１０Ｇｂ／ｓ，其通道间隔为１００ＧＨｚ．在本发明专利技术的一个示例性实施方案中，具有幅度调制的残留边带调制的广播电视通道同时工作在１．３μｍ范围和／或１．５５μｍ范围。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单模光纤系统，具体地讲是涉及该系统中的波分复用(WDM)。色散是一种不同波长的光以不同的速度通过色散媒质例如玻璃的现象。由于调制载波信号包含多种波长，所以由玻璃光纤远端射出的光信号是由其近端射入的信号的模糊形式。在线性色散的情况下，这可以通过周期性地沿着光纤路径提供补偿来解决，补偿步骤越少越好。普通的单模光纤系统主要工作在1285至1335纳米(nm)的波长范围内，并且具有在大约1310nm处的零色散波长。然而，由于通道之间的非线性作用的混合，该系统中使用的光纤并不适于传送多个紧密间隔的载波波长。这种非线性现象的有限形式-4光子混合(4PM)-在文献中已有描述(见D.Marcuse，A.Chraplyvy and R.Tkach所著的题为“Effect of Fiber Nonlinearity on Long-DistanceTransmission”，Journal of Lightwave Technology，vol.9，No.1，January 1991，pp.121-128的文章)。简而言之，由于不同信号通道之间的相加干涉和相消干涉，4PM表现为增益涨落或损耗。4PM的幅度是与功率有关的，它可以通过降低发射功率而降低。多通道光学系统极其充分地利用了光纤，包括波分复用器，该波分复用器将多个紧密间隔的通道(波长范围)合并到一个传播方向上的单个光学路径中，并将其从另一个传播方向上的光学路径中分离。尽管普通的单模光纤系统可以在1.55μm波长范围内提供WDM操作，但是需要补偿的线性色散(例如，大约为17ps/nm-km)太大。例如，每50至100公里就需要一次补偿，这种短距离是无法实用化的。光纤的预期用途包括分别和/或同时传送各种类型的数字和模拟信息。具体的用途包括数据(例如因特网传送)以及广播电视(TV)信号，该信号通常采用幅度调制的残留边带(AM-VSB)调制。模拟信号本身是对噪声敏感的，噪声在TV图像中很容易观察到。具体地讲，当在单个光纤上传送多种波长例如WDM信号时，受激喇曼散射(SRS)使能量由WDM信号传递到长达120nm的另一个波长范围。现在，还没有能够在同一光纤上提供WDM和模拟TV信号的系统。在Electronics Letters，August 28，1980 vol.16 No.19中题为“Fabrication Of Completely OH-Free V.A.D.Fiber”的文章中得知，在某些情况下，需要完全没有OH的光纤，它在由紫外到红外的损耗谱中的任何波长上都没有OH离子引起的损耗峰；这种光纤在WDM系统中作为传输媒质起到重要作用。然而，该文章没有提供关于该光纤的色散特性的信息，以及在可用的光纤损耗谱中分配光学通道的信息。由于这些和其它原因，最期望的是能够与为普通单模光纤系统设计的装置兼容的光学传输系统，该系统允许WDM操作而不会在WDM信号中产生4PM干涉，并且可以在WDM和模拟TV信号之间消除SRS干扰。本申请书将公开这样一种系统。术语普通光纤-单模玻璃光纤，其特征是零色散在大约1310nm、最小损耗在大约1550nm、高损耗区在大约1385nm，高损耗区是由氢氧基(OH)离子吸收光学能量引起的。色散-在单独使用时，该术语是指色散现象-一种在载波谱中由与波长有关的传播速度引起的线性现象。跨距-是指没有再生器的光纤长度。该长度，可以包括光学放大器，是将信号转换成电信号形式/由电子信号形式转换出信号的基站之间的距离(通常是最近邻的信号再生器之间的距离)。跨距可以确定整个系统，或与一个或多个附加跨距结合在一起。平均系统波长-由一组WDM通道的载波频率的算术平均确定的特定波长。波长范围-波长特定范围的简写表达。1.3微米(μm)波长范围在此的定义是包括1285至1335nm之间所有波长；1.4μm波长范围在此的定义是包括1335至1435nm之间所有波长；1.55μm波长范围在此的定义是包括1500至1600nm之间所有波长。WDM-波分复用。多个通讯通道，合并在单个传输路径例如光纤上的情况，其中每个通道都具有不同的中心波长。我们已经发现现有系统的上述不足可以用在1.4μm波长范围内传输多个WDM通道的光学传输系统中得到克服。这种系统包括在1385nm具有低损耗、在大约1310nm具有零色散波长(λ0)、在1.4μm波长范围内具有大约1.5至8.0ps/nm-km的线性色散的光纤。这种小但重要的色散值显著地降低了四光子混合效应。按照最广泛的术语，本专利技术考虑如下几个实验(i)四光子混合是在设计WDM系统的过程中必需考虑的相关机理；(ii)WDM通道产生的受激喇曼散射对1550nm的模拟信号传输有负面影响，和(iii)期望的是，新的WDM系统应当与普通单模光纤系统中使用的装置兼容。本专利技术的优点是，通过将WDM通道放置在1.4μm的波长范围内，1310nm和1550nm附近的波长范围还可以由工作在那些范围内的设备继续使用。本专利技术的另一个优点是，通过将WDM通道放置在1.4μm的波长范围内，其中的色散小于大约8ps/nm-km，在距离小于200公里的大多数陆上光传输系统中可以不使用色散补偿。本专利技术的另一个优点是，通过将WDM通道放置在1.4μm的波长范围内，将存在足以防止工作在1550nm的模拟信号，例如广播电视信号受到SRS噪声干扰的缓冲区(大约120nm)。在结合附图进行阅读时，由下面的详细描述可以更加清楚地理解本专利技术及其操作模式，其中附图说明图1公开了高容量光纤网络的第一实施方案，包括以高达10Gb/s的速度、在1.4μm的波长范围内工作的各WDM通道，和以高达2.5Gb/s的速度、在1.55μm的波长范围内工作的各WDM通道；图2公开了高容量光纤网络的第二实施方案，包括以高达10Gb/s的速度、在1.4μm的波长范围内工作的各WDM通道，和一个在1.55μm的波长范围内的模拟CATV通道；图3是示出了在本专利技术中使用的光纤的色散(线性)和传输损耗特性的图；图4是用于制作在本专利技术中使用的光纤的商业可行技术的流程图；图5简要示出利用汽相轴向淀积工艺制作芯棒；图6示出用于拉制在本专利技术中使用的玻璃光纤的光纤坯料的剖面图7是示出了在泵捕波长为1500nm、针对石英玻璃的喇曼增益系数对频率漂移的曲线。图1公开了根据本专利技术的高容量光纤网络100。其特点是多个波分复用(WDM)通道工作在1.4μm的波长范围(即，1330-1435nm)内。另外，WDM通道与工作在1.3μm波长范围(即，1285-1335nm)内的模拟CATV信号和工作在1.55μm波长范围(即，1500-1600nm)内的其它WDM通道共享同一光纤。直观地说，示出了具有载波波长(λ11，λ12，λ13，λ14)的四个高速数据通道，每个载波在发射机111中以10千兆比特每秒(Gb/s)的数据速率进行调制。每个通道可以有效地发射相当数量的数字信息，包括电话、数据和视频。这些通道示例性地聚集在1400nm周围，通道间的中心间隔为100千兆(GHz)。尽管只示出了四个通道，还可以使用更多或更少的通道。另外，通道间隔可以大于或小于100GHz，这由网络设计者根据某些考虑例如放大器带宽以及可用性本文档来自技高网...

【技术保护点】
波分复用系统（１００，２００），包括： 第一多路调制器（１１２），将多个数字信息通道接入传输路径； 传输路径包括光纤跨距（１３０），其长度（Ｌ）超过１０公里，其零色散波长（λ↓［０］）大约为１３１０ｎｍ， 其特征在于 光纤在１３８５ｎｍ的损耗低于在１３１０ｎｍ的损耗，在１．４μｍ波长范围内的色散在１．５和８．０ｐｓ／ｎｍ－ｋｍ之间；和 其中，第一多路调制器在１．４μｍ波长范围内至少将三个通道的波分复用信号提供到传输路径上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AR克拉普里弗，BR艾肯鲍姆，GP埃默里，JB哈伯，D卡利斯，RB库默，
申请(专利权)人：卢森特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]