一种多芯光纤及其易分支光缆转让专利
申请号 : CN202110695379.2
文献号 : CN113325510B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 李鹏 , 蔡晶 , 兰小波 , 田巧丽 , 张磊 , 罗杰 , 毛明锋 , 姚钊
申请人 : 长飞光纤光缆股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种多芯光纤,包括有共同外包层和布设在共同外包层中的多个纤芯,其特征在于所述的纤芯为八个,包括有一个中心纤芯和七个外纤芯,所述的中心纤芯布设在共同外包层的中心,其余七个纤芯环绕中心纤芯等距均布在中心纤芯的外周,所述的七个外纤芯与中心纤芯的等间距d1为35‑43μm,七个外纤芯的芯间距为31~37μm,所述的八个纤芯为同质单模光纤,各纤芯从内向外依次包括芯层、内包层和下陷包层,共同外包层为各纤芯的外包层,该光纤满足光信号在O波段和C波段的多芯并行传输;所述芯层半径R1为3.2~4.2μm,芯层相对共同外包层相对折射率差Δ1为0.36%~0.46%,所述内包层的半径R2为5~9μm,内包层相对共同外包层的相对折射率差Δ2为‑0.1%~0.1%,所述下陷包层的半径R3为7~
12μm,下陷包层相对共同外包层的相对折射率差Δ3为‑0.4%~‑1.0%,所述的共同外包层直径为125μm,共同外包层为纯二氧化硅玻璃层。
2.按权利要求1所述的多芯光纤,其特征在于所述的下陷包层的相对折射率差Δ3为‑
0.6%~‑1.0%。
3.按权利要求1或2所述的多芯光纤,其特征在于所述的芯层为锗氟共掺的二氧化硅玻璃层,所述的内包层和下陷包层为锗氟共掺的二氧化硅玻璃层或氟掺杂的二氧化硅玻璃层,其中氟的相对折射率差贡献量为‑0.02%~‑1.0%。
4.按权利要求3所述的多芯光纤,其特征在于所述的芯层锗氟贡献量之比内包层锗氟贡献量之比 下陷包层锗氟贡献量之比
5.按权利要求1或2所述的多芯光纤,其特征在于所述光纤在波长1310nm和1550nm处,任一纤芯与其相邻旁芯之间的芯间串扰<‑37dB/10km,与相邻旁芯以外的纤芯之间的芯间串扰<‑57dB/10km。
6.按权利要求1或2所述的多芯光纤,其特征在于所述光纤在波长1310nm处各信道的衰耗均小于或等于0.45dB/km,在波长1550nm处各信道的衰耗均小于或等于3dB/km。
7.按权利要求1或2所述的多芯光纤,其特征在于所述光纤在60mm直径弯曲100圈条件下,各个信道在波长1310nm处的宏弯损耗小于或等于0.05dB,在波长1550nm处的宏弯损耗小于或等于0.05dB。
8.按权利要求1或2所述的多芯光纤,其特征在于所述光纤各信道的光缆截止波长小于等于1260nm;所述光纤的筛选张力为100~200kpsi;所述光纤各信道在1310nm处的模场直径为5~9μm,在1550nm处的模场直径为7~10μm。
9.一种按权利要求1~8中任一多芯光纤所制成的易分支光缆,其特征在于所述光缆包括有外护套和松套管,松套管内套装有八芯多芯光纤,松套管外包覆外护套,所述的松套管为1~4根,所述的每根松套管中套装的多芯光纤为1~48根。
说明书 :
一种多芯光纤及其易分支光缆
技术领域
背景技术
系统的传输容量呈持续增长趋势,然而,随着单模光纤的传输容量已经逐渐逼近香农极限,
光通信传输技术的发展趋于缓慢(如图4所示)。为应对目前的传输容量危机以及最大限度
的提升系统谱效率,空分复用光纤研究正在如火如荼的展开。
用少模光纤结合MIMO技术能够在一个以上的空间传播模式下传输信号。并且MIMO技术能够
补偿模式间的相互耦合,在接收端将各个空间模式分离开来。美国专利US8948559、
US8848285、US8837892、US8705922以及中国专利CN104067152、CN103946729等提出了抛物
线型或阶跃型剖面的少模光纤,但它们各自存在优缺点。具有阶跃型剖面的少模光纤制造
工艺简单,易于实现大批量生产,但其通常具有较大的DGD,甚至高达几千ps/km。抛物线型
剖面的少模光纤有更多的可调节参数从而使得模间串扰和DGD均达到很低的水平,但其制
备工艺复杂,alpha参数难以精确均匀地控制,可重复性不高。且折射率剖面沿预制棒轴向
上的微小波动就能造成光纤不同段长处DGD的明显变化。
芯,12芯和19芯光纤的多芯光纤等。多芯光纤中每个芯都是独立的光波导,在理论上这些多
芯光纤中的N个芯子相应地可以将系统的总传输容量扩大N倍。
单根光纤超过100Tb/s的传输实验。在2012年国际会议上,日本NICT首次报道了在19芯光纤
上实现了超过305Tb/s的传输。同年ECOC会议上,日本报道了在12芯多芯光纤中实现了1Pb/
s以上的信号传输实验,为未来通信网络扩容提供了技术储备。在2013年OFC会议上,首次有
报道将7芯光纤用于数据中心的建设上,作为高速计算机的高度、高密度的并行互联。已有
的这些多芯光纤在通信线路与高速通信局域连接等领域都已经产生了应用。
曲很容易引起光纤内的芯间串扰以及会导致较大的衰减从而影响光纤的正常使用。尤其是
在高密度连接和特定光纤传输场合应用的多芯光纤,例如光纤到户(FTTH)中使用的光纤对
弯曲状态下的光纤串音指标非常敏感。一旦在弯曲条件下,光纤串音增大将导致传输误码
率的增大,严重时将导致通信失效。
耗,但是很多情况下,弯曲半径相当小,例如用于一些狭小空间曲率半径甚至可以达到
7.5mm/5mm等。其光纤满足G.654光纤类,因其较高的截止波长而不适用于FTTX的无源光网
络PON。
分别为1310nm和1490nm),无法保证在1310nm处的单模状态传输。
构较为紧凑,芯间距无法进一步做大。
芯数量会变少。另一方面,如果增大芯间距并试图增加纤芯数量,则包层直径会变大。同样,
各类文献中显示,在多芯光纤中,在位于最外侧的纤芯中心与包层边缘之间的最短距离小
的情况下,纤芯中传输的光极易泄漏,从而导致极大的附加传输损耗。
引发严重的串扰、附加损耗或宏弯的劣化。中国专利CN106575013A为解决这个问题,提出了
一种直径为125微米的多芯光纤,但是其应用范围局限与1310nm附近的O波段,C波段的光纤
参数非常恶劣,且其弯曲损耗等并未得到完全的解决。
发明内容
耗等综合性能处于良好水平,而且能够满足C波段和O波段的传输,在保持较高的空分复用
维数密度的同时,可与现有的器件兼容。
纤芯,所述的中心纤芯布设在共同外包层的中心,其余七个纤芯环绕中心纤芯等距均布在
中心纤芯的外周,所述的七个外纤芯与中心纤芯的等间距d1为35~43μm,七个外纤芯的芯
间距为31~37μm,所述的八个纤芯为同质单模光纤,各纤芯从内向外依次包括芯层、内包层
和下陷包层,共同外包层为各纤芯的外包层,该光纤满足光信号在O波段和C波段的多芯并
行传输。
率差Δ2为‑0.1%~0.1%,所述下陷包层的半径R3为7~12μm,下陷包层相对共同外包层的
相对折射率差Δ3为‑0.4%~‑1.0%,所述的共同外包层直径为125μm,共同外包层为纯二
氧化硅玻璃层。
量为‑0.02%~‑1.0%。
纤芯与其相邻旁芯之间的芯间串扰<‑42dB/10km,与相邻旁芯以外的纤芯之间的芯间串扰
<‑62dB/10km。
道的衰耗均小于或等于0.4dB/km,在波长1550nm处各信道的衰耗均小于或等于2.25dB/km。
所述的每根松套管中套装的多芯光纤为1~48根。
采用中间一个芯、周围7个芯的八芯结构,相邻各纤芯区彼此之间的纤芯距相同,各外纤芯
区与中心纤芯区的间隔距相同,各纤芯区的布设合理,光纤内应力分布相对均匀;同时光纤
结构紧凑,提高了通信密度,特别适用于数据中心等密集布线或长距离光纤通信环境下使
用。3、采用锗氟共掺的设计,基于多芯光纤的结构严格控制锗氟配比,合理的设计了纤芯结
构的同时优化光纤内部的粘度匹配,减少光纤制备过程中的缺陷,降低光纤的衰减系数。4、
设计了深掺氟的光纤下陷结构,并通过对光纤各层剖面的合理设计,使光纤的芯间串扰和
宏弯损耗较低,并极大的降低了芯层距包层边缘较近所产生的附加衰耗。5、本发明的光纤
各个信道的宏弯损耗等综合性能参数在应用波段良好。可使用空分复用技术,进行八个信
道的信号传输,每个模式均具有较低的衰减系数,可以支持数据中心密集布线的空分复用
传输。6、光缆的纤芯密度高,直径小,节省敷设空间,便于气吹敷设,易于分歧,可实现机房
的快速分歧安装,并优化数据中心光缆布局。
附图说明
具体实施方式
纤芯布设在共同外包层的中心,其余七个纤芯环绕中心纤芯等距均布在中心纤芯的外周,
所述的七个外纤芯与中心纤芯的等间距为d1,七个外纤芯的芯间距为d,所述的八个纤芯为
同质单模光纤,各纤芯从内向外依次包括芯层、内包层和下陷包层,共同外包层为各纤芯的
外包层,八个纤芯为同质单模光纤,共用同一外包层,所述芯层半径为R1,芯层相对共同外
包层折射率差为Δ1,所述内包层的半径为R2,内包层相对于共同外包层的相对折射率差为
Δ2,下陷包层包覆在内包层外,所述下陷包层半径为R3,下陷包层相对于共同外包层的相
对折射率差为Δ3,所述共同外包层直径为125±1.0微米。
镶嵌有加强件12,所述的加强件为非金属加强件,直径为1.0mm;外护套内绞合有9根松套
管,松套管外径约1.2mm,在松套管内套装有多芯光纤10,所述的多芯光纤为八芯多芯光纤,
每根松套管中含有2根八芯多芯光纤,松套管外包覆外护套,外护套外径约9mm,光缆为全干
式结构,可在数据中心中水平布放。
包层直径(μm) 125.1 124.7 124.1 125.9 125.5
周围7芯的芯间距d(μm) 34 32 37 31 35
半径R1(μm) 3.9 3.2 3.5 4.1 3.8
相对折射率差Δ1(%) 0.44 0.39 0.36 0.45 0.38
芯层锗氟配比ΔF/ΔGe 0.17 0.08 0.23 0.15 0.20
半径R2(μm) 8.5 6 6.7 5.4 7.8
相对折射率差Δ2(%) 0.06 ‑0.08 0.04 0 ‑0.07
内包层锗氟配比ΔF/ΔGe 0.76 1.53 0.54 1 1.34
半径R3(μm) 11.3 8.3 9.1 7.5 10.2
相对折射率差Δ3(%) ‑0.8 ‑0.44 ‑0.74 ‑0.93 ‑0.71
下陷层锗氟配比ΔGe/ΔF 0.03 0 0.02 0.01 0