CN1301414C - 光纤以及使用该光纤的光学传输*** - Google Patents

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Abstract

提供了一种包含芯和包层的光纤，特征为：在波长1550nm处，色散为0～17ps/nm/km；有效面积(Aeff)为130μm2或者更大；直径20mm处弯曲损耗为10dB/m或更少；在波长1550nm处的色散斜率为0～0.08ps/nm2/km；且2m长的光纤的截止波长λc为1700nm或更短。本发明的光纤及光纤传输***适合WDM传输。

Description

光纤以及使用该光纤的光学传输***
技术领域
本发明涉及适合波分复用(WDM)传输的光纤，以及使用该光纤的光学传输***。
背景技术
高速大容量的光学传输正在发展中，其中，WDM传输引起了广泛关注。另外在WDM传输中，由于非线性现象，产生了信号光的波失真的问题。输入到光纤的信号光功率较高容易产生非线性现象，如自相位调制(SPM)和交叉相位调制(XPM)等。
通常，SPM或XPM产生的这种波失真λNL可以如下面的表达式显示：
λNL＝(2π·n2·Leff·P)/(λ·Aeff)
(这里，n2是非线性折射率，Leff是有效长度，P是输入光功率、λ是波长，Aeff是光纤的有效面积。)
因此，为了抑制非线性现象如SPM或XPM的发生，使用具有大Aeff的光纤是有效的办法。
在1.31μm波段具有零色散波长的单模光纤(SMF)在1550nm波长处具有较大的Aeff，约为80μm2，大于在1.55μm波段具有零色散波长的色散移位光纤(DSF)的Aeff。因此，当SMF用于1.55μm波段中的光学传输时，不会轻易出现如SPM或XPM的非线性现象。(下文中，1.55μm波段对应1530-1570nm波长波段。)
而且，由于SMF在1.55μm波段具有较大色散(例如，在1550nm波长处，色散为17～22ps/nm/km)，所以容易避免四波混合(FWM)，即其它非线性现象。
另外，它提供了这样的优点：低损耗以及低偏振模式色散(PMD)。
另一方面，由于色散太大，产生了由累计的色散引起的信号光的波失真的问题，而且它导致在光学传输中的较大障碍。
这个问题可以通过使用在1550nm波长处具有负色散的负色散光纤来补偿SMF的色散而解决。
例如，美国专利No.6421489公开的光学传输***使用SMF作为传输线，并利用绝对值大的负色散的色散补偿光纤(DCF)来补偿色散。该DCF通常以类似线圈的滚卷形式使用并存储在紧凑的管壳内，称为模块，并且装配在中继站等中。
另外，美国专利No.6456770公开了使用SMF和逆色散光纤(IDF)作为传输线的光学传输***，IDF具有与SMF几乎相同的绝对值以及负色散。
与SMF相比，这些DCF和IDF的Aeff非常小，因此容易表现出非线性现象，且具有高损耗和高PMD的缺点。
发明内容
未来将发展高速大容量的WDM传输，而且期待比以前功率更高的信号光输入到光纤中。
在输入信号光的功率比以前高的情况下，因为用于补偿SMF的色散的DCF和IDF具有大的非线性特性，所以非线性现象如SPM和XPM的出现将变得很显著。
为了避免这个问题，希望尽可能地缩短传输***中DCF或IDF的长度。
因为将DCF和IDF的长度定为可以消除SMF的色散，使光学传输***的总色散成为零，所以通常如果可以减小SMF的色散，则可以缩短DCF或IDF的长度。
如上所述，SMF的色散在1550nm处是17ps/nm/km或更多。
因此，如果可以将该色散控制到17ps/nm/km或更少，则可以缩短DCF或IDF的长度，并因此可以得到具有低非线性特性的全部传输***。
另一方面，为了对应进一步的高功率输入，建议采用Aeff比SMF扩大了的具有大Aeff的SMF(Large Aeff SMF)。
表1显示了前面建议的具有大Aeff的SMF的特性。如果没有特别说明，色散、色散斜率、传输损耗、Aeff、弯曲损耗、和PMD都是波长为1550nm时的值。
而且，在说明书和权利要求书中如果没有特别说明，色散、色散斜率、传输损耗、Aeff、弯曲损耗及PMD都是波长为1550nm时的值。
【表1】
  序号   反射率分布曲线   色散ps/nm/km   色散斜率ps/nm2/km   损耗dB/km   Aeffμm2   λenm   弯曲损耗*)dB/m   PMDps/km1/2
  01   图7(a)   18.0   0.060   0.19   85   1500   3.0   0.05
  02   图7(b)   17.0   0.063   0.19   100   1550   10.0   0.05
  03   图7(b)   14.0   0.069   0.19   95   1550   10.0   0.05
04 图7(c) 20.0 0.062 0.19 110 1350 1.0 0.05
  05   图7(c)   22.0   0.065   0.20   150   1550   3.0   0.07
  06   图7(d)   12.0   0.070   0.22   120   1400   10.0   0.10
*)弯曲损耗：在直径为20mm的情况下。
这些具有大Aeff的SMF具有如图7(a)～(d)所示的反射率分布曲线，且除图7(a)外，它们由两层的芯组成。
从表1可以清楚地看出，多数现有的具有大Aeff的SMF的Aeff的扩大限度约为120μm2，且在输入高功率信号光的情况下，非线性现象的产生无法充分压抑。
另外，色散是17～22ps/nm/km，几乎与SMF相同。而且如表中序号05，当Aeff增加至150μm2时，色散变大，不能同时增大Aeff而在任何样本中具有低色散。
本发明的目标是提供一种具有减少了色散以及充分扩大Aeff的光纤，以及使用该光纤的传输***。
具体而言，本发明的光纤包含芯和包层，特征为：色散为正，且在波长1550nm处不超过17ps/nm/km；有效面积(Aeff)为130μm2或更大；在波长1550nm处，20mm直径内弯曲损耗为10dB/m或更少；在波长1550nm处色散斜率为正，且不大于0.08ps/nm2/km；以及2m长的光纤的截止波长λc为1700nm或更少。
进一步，在本发明的光纤中，芯至少具有：中心处的第一芯、围绕第一芯的第二芯、以及围绕第二芯的第三芯，而且第一芯与包层的相对折射率差不小于0.25％且不大于0.65％，第二芯与包层的相对折射率差不小于-0.30％且不大于0.10％，第三芯与包层的相对折射率差不小于0.25％且不大于0.65％，第三芯对第一芯的直径比率不小于0.20且不大于0.40，第三芯对第二芯的直径比率不小于0.50且不大于0.80，定义为第一芯的折射率分布曲线的α因子为2或更大。
在本发明的另一光纤中，第一芯与包层的相对折射率差不小于-1.0％且不大于-0.10％，第二芯与包层的相对折射率差不小于0％且不大于0.40％，第三芯与包层的相对折射率差不小于0.45％且不大于0.80％，第三芯对第一芯的直径比率不小于0.20且不大于0.50，第三芯对第二芯的直径比率不小于0.55且不大于0.80。
本发明的光纤传输***至少在传输线的一部分使用本发明的光纤。
附图说明
图1(a)和图1(b)分别显示根据本发明实施例的光纤A的折射率分布曲线和剖面图；
图2(a)和图2(b)分别显示根据本发明实施例的光纤B的折射率分布曲线和剖面图；
图3显示了根据本发明实施例的光纤的Δ1和色散及Aeff之间的关系的例子；
图4显示了根据本发明实施例的光纤的Δ1和λc及色散斜率之间的关系的例子；
图5是显示根据本发明实施例的光学传输***的原理图；
图6是显示根据本发明实施例的光学传输***的另一原理图；和
图7(a)、(b)、(c)和(d)显示了现有的具有大Aeff的SMF的折射率分布曲线。
具体实施方式
使用下列附图解释本发明的实施例。本发明的实施例的光纤的折射率分布曲线及剖面图分别显示于图1(a)、图1(b)、图2(a)和图2(b)。
这里，光纤A的折射率分布曲线显示于图1(a)中，光纤B的折射率分布曲线显示于图2(a)中。
首先解释图1中所示的光纤A。
光纤A的剖面结构如图1(b)所示，芯5包括中央的第一芯1、围绕第一芯1的第二芯2、和围绕第二芯2的第三芯3，包层4围绕芯5。
在光纤A的折射率分布曲线中，当将第一芯1、第二芯2和第三芯3与包层4之间的折射率相对差分别设为“Δ1”、“Δ2”和“Δ3”时，满足关系“Δ1”＞“Δ3”＞“Δ2”或“Δ3”＞“Δ1”＞“Δ2”。另外，第一芯1的折射率分布曲线是α分布曲线。
在这种规格中，当第一芯1、第二芯2、第三芯3和包层4的折射率分别被设为n1、n2、n3和n4时，由下面的公式(1)～(3)定义Δ1、Δ2和Δ3。
Δ1(％)＝{(n12-n42)/(2×n42)}×100...(1)
Δ2(％)＝{[n22-n42)/(2×n42)}×100...(2)
Δ3(％)＝{[n32-n42)/(2×n42)}×100...(3)
另外，由下面的公式(4)定义第一芯1的折射率分布曲线α。在公式中，“r”代表在光纤径向上的位置，n(r)代表在位置“r”的折射率，“a”代表第一芯的直径。
n(r)＝n1×{1-2×Δ1×(2r/a)α}1/2...(4)
0≤r≤a/2
另外，将第一、第二和第三芯的直径分别设为“a”、“b”和“c”。设第三芯3与第一芯1的直径之比为“Ra1”(＝a/c)，且设第三芯3与第二芯2的直径之比为“Ra2”(＝b/c)。
而且，第一芯的直径“a”是第一芯1内折射率为Δ1的二分之一的位置的直径；第二芯的直径“b”是在第二芯2与第三芯3之间的边界中，折射率为Δ2的二分之一的位置的直径；第三芯的直径“c”是在第三芯3与包层4之间的边界中，折射率为Δ3的十分之一的位置的直径。
通过将这些相对折射率差“Δ1”、“Δ2”和“Δ3”、第一芯的“α”、以及直径比“Ra1”和“Ra2”用作参数，通过仿真计算出合适的折射率分布曲线，满足正色散不大于17ps/nm/km、Aeff为130μm2或更多、在直径20mm处弯曲损耗为10dB/m或更小、在1550nm处正色散斜率不大于0.08ps/nm2/km、且λc为1700nm或更短。
这里，截止波长代表ITU-T G.650(ITU是指国际电信联盟)定义的2m长光纤的λc。另外，在本说明书中不作特别定义的术语遵从ITU-T G.650的定义及测量方法，。
满足上述特性的Aeff充分扩大至130μm2的光纤即使在输入信号功率高时，也可以控制由如SPM和XPM这样的非线性现象引起的波失真。而且，由于色散小，为0～17ps/nm/km，所以当光纤与DCF或IDF结合时，可以缩短传输***中DCF或IDF的长度，从而可以抑制非线性特性。而且还有这样的优点：缩短DCF或IDF的长度还可以获得低损耗和低PMD。
另外，色散小还有抑制由累计色散引起的光信号波失真产生的效果，从而得到更高质量且高速的传输。
而且，当假设将其与在波长1550nm处具有负色散的DCF或IDF相连时，希望色散是正的，且当考虑到FWM的产生时，更希望色散为2ps/nm/km或更大。
另外，对于大容量WDM传输，通过将色散斜率合适地抑制到0～0.08ps/nm2/km，可以充分减小累计色散的波长依赖。而且，由于DCF和IDF在波长1550nm处具有负色散斜率，所以考虑到色散斜率补偿，希望色散斜率是正的。
而且，通过使截止波长λc为1700nm或更小，可保证在1.55μm波段中的单模传播。而且，通过将20mm直径内的弯曲损耗固定为10dB/m或更小，使得因制造光缆时的微小弯曲而产生的损耗增加变小，且它成为可以实际使用的光纤。
下面解释优化折射率分布曲线的步骤的例子。
在现有的具有两层芯的具有大Aeff的SMF中，第一芯的相对折射率差“Δ1”是控制Aeff和色散的重要因子。
然后，在实施例的光纤A的情况中，首先计算第一芯“Δ1”的相对折射率差和色散及Aeff之间的关系，以及第一芯“Δ1”的相对折射率差与截止波长及色散斜率之间的关系。并将所有计算波长设置为1550nm。
此时，直径20mm处的弯曲损耗被设为固定值5dB/m。
而且，将“α”固定为5；将第二芯“Δ2”的相对折射率差固定为与包层相同的水平，即“0％”；将第三芯“Δ3”的相对折射率差固定为0.5％；将“Ra1”固定为0.3；并将“Ra2”固定为0.6；且只有第一芯“Δ1”的相对折射率差可变。
仿真的结果分别显示于图3和图4中。
在图3中，实线6显示Δ1与色散之间的关系，虚线7显示Δ1与Aeff之间的关系。在图4中实线8显示Δ1与截止波长λc之间的关系，虚线9显示Δ1与色散斜率之间的关系。
从图3中可以清楚地看出，在Δ1＝0.55％附近，色散最大；再减少或增加Δ1，色散都变小。
然而，当Δ1增大时，Aeff变小。反过来，如果Δ1减小，则Aeff增大。
因此，在光纤A中，如果Δ1减小，则Aeff增大，同时色散也变小。即，减小Δ1是得到低非线性特性和低色散的有效方法。既然这样，如果Δ1小于等于0.38％，则足以使色散为0～17ps/nm/km，且Aeff大于等于130μm2。
然而，另一方面，从图4中可以清楚地看出，如果Δ1减小，则截止波长λc和色散斜率都增加。
当λc变为大于等于1700nm时，难以保证1.55μm波段中的单模传播。从图4中可以清楚地看出，当Δ1变为0.35％或更小时，λc增至1700nm或更多。
而且，由于当色散斜率大时，积累色散的波长依赖增加，所以色散补偿变得困难，且传输容量的扩充受限。因此从这个观点出发，希望色散斜率小，而Δ1大。
在这种情况下，从上面可以看出：Δ1的范围为0.35～0.38％满足λc小于等于1700nm、色散为0～17ps/nm/km、且Aeff大于等于130μm2。此时，可以将色散斜率设为0～0.07ps/nm2/km。
以同样的方式，在将弯曲损耗保持为常量5dB/m的条件下，除了Δ1以外，参数Δ2、Δ3、Ra1、Ra2也可以改变，并且通过重复上述工作来计算合适的折射率分布曲线。因此，为了具有0～17ps/nm/km的色散、大于等于130μm2的Aeff、小于等于1700nm的λc以及0～0.08ps/nm2/km的色散斜率，需要将Δ1设为0.25～0.65％。
即，当Δ1减至小于0.25％时，λc增至1700nm或者更多；而当Δ1增至大于0.65％时，即使其它因子被最优化，也不可能使Aeff大于等于130μm2。
表2中显示了当各参数变化时，色散、色散斜率、Aeff及λc的变化趋势。
【表2】
Figure C0314319300151
这里，指向右上方的箭头代表单调增加，指向右下方的箭头代表单调下降，曲线箭头代表具有最大值或最小值。
根据这些趋势，Δ1在上述范围内变化，并计算Δ2、Δ3、Ra1和Ra2的各参数的最优值。
结果如下。
在光纤A中，当Δ2减小至-0.30％或更小时，色散斜率增加；当Δ2增至0.10％或更大时，Aeff的扩大不充分且色散增加。因此，需要将Δ2设置为-0.30～0.10％。
当Δ3减至0.25％或更小时，色散增加；当Δ增至0.65％或更大时，Aeff的扩大不充分。所以需要将Δ3设为0.25～0.65％。
当Ra1小于0.2时，难以保证单模传播，且色散斜率增加；当Ra1大于0.4时，Aeff的扩大不充分，且色散也增加。所以需要将Ra1设为0.2～0.4。
当Ra2小于0.5时，Aeff的扩大不充分，且色散增加；当Ra2大于0.8时，色散斜率增加。所以需要将Ra2设为0.5～0.8。
另外，当α为2或者更大时，有可能得到极好的结果。
表3中显示了由上述仿真得到的合适的折射率分布曲线的代表例子。
【表3】
序号 Δ1％ α Δ2％ Δ3％ Ra1 Ra2   芯直径μm   色散ps/nm/km   色散斜率ps/nm2/km Aeffμm2 λcnm
  例1   0.50   6   -0.15   0.52   0.32   0.62   10.9   15.4   0.072   159   1596
  例2   0.47   6   -0.15   0.52   0.28   0.60   10.7   14.7   0.073   156   1591
  例3   0.50   8   -0.10   0.50   0.28   0.60   10.6   16.0   0.071   150   1554
  例4   0.50   2   -0.15   0.50   0.30   0.60   11.0   14.4   0.074   175   1692
这里，当制造成光纤时，芯直径是直径“c”。从表3中可以清楚地看出，在所有例子中，色散是0～17ps/nm/km，且Aeff同时扩大至130μm2或者更大。而且，λc短于1700nm，在例1～3中，λc短于1600nm。而且，色散斜率是0～0.08ps/nm2/km，这些光纤适合WDM传输。
接下来，解释图2中所示的光纤B。
光纤B的剖面结构如图2(b)所示，具有三层芯5以及围绕芯5的包层4。
在这个分布中，第一芯1、第二芯2和拥有包层的第三芯3的相对折射率差“Δ1”、“Δ2”和“Δ3”满足关系“Δ3”＞“Δ2”＞“Δ1”。
这里，“Δ1”、“Δ2”和“Δ3”，各个芯的直径“a”、“b”和“c”，以及芯直径比“Ra1”和“Ra2”就如在光纤A的情况下定义。
而且，第一芯1的直径“a”是第一芯1内折射率为Δ1的二分之一的位置的直径；第二芯2的直径“b”是在第二芯2与第三芯3之间的边界中，折射率为Δ3-Δ2的二分之一的位置的直径；第三芯3的直径“c”是在第三芯3与包层4之间的边界中，折射率为Δ3的十分之一的位置的直径。
还是在光纤B的情况中，“Δ1”、“Δ2”和“Δ3”以及芯直径比“Ra1”和“Ra2”用作参数，通过仿真来计算满足正色散不超过17ps/nm/km，Aeff为130μm2或更大，在直径20mm处弯曲损耗为10dB/m或更少，在1550nm处色散斜率为0～0.08ps/nm2/km，且λc为1700nm或更短的适合的折射率分布。
结果是，需要将Δ1设为-1.0～0.10％，Δ2设为0～0.40％，Δ3设为0.45～0.80％，Ra1设为0.20～0.50，Ra2设为0.55～0.80。
这里，在将弯曲损耗保持在5dB/m的条件下，当各参数变化时，色散、色散斜率、Aeff和λc值的变化趋势如表4中所示。
【表4】
Figure C0314319300181
这里，各箭头的意义与表2中相同。
而且，表5中显示了从上述仿真结果得到的合适的折射率分布曲线的代表例子。
【表5】
序号 Δ1％ Δ2％ Δ3％ Ra1 Ra2   芯直径μm   色散ps/nm/km   色散斜率ps/nm2/km Aeffμm2 λcnm
  例5   -0.40   0.10   0.60   0.36   0.65   9.8   11.6   0.073   139   1560
  例6   -0.30   0.10   0.60   0.40   0.63   10.2   11.2   0.074   143   1579
  例7   -0.80   0.15   0.60   0.41   0.64   9.9   8.4   0.072   143   1596
  例8   -0.90   0.15   0.60   0.34   0.62   10.2   9.7   0.071   142   1594
当制造成光纤时，芯直径是直径“c”。
从表5中可以清楚地看出，尽管光纤B的Aeff稍小于光纤A，单光纤B的色散为8～12ps/nm/km，比光纤A的色散还要小。
【例1～3(光纤A)】
制成了图1所示的光纤A。假设的制造目标是表3中的例1～3，并且得到了与目标几乎相等的折射率分布。表6显示了这些光纤的特性。各特性的所有测量波长都设为1550nm。
【表6】
  反射率分布   特性
Δ1 α Δ2 Δ3 Ra1 Ra2 芯直径 损耗 色散 色散斜率 Aeff   弯曲损耗* λc PMD
％ ％ ％ μm dB/km   Ps/nm/km   ps/nm2/km μm2 dB/m nm   Ps/km1/2
  例1   0.50   6   -0.15   0.52   0.32   0.62   10.9   0.195   15.5   0.071   158   5.4   1568   0.06
  例2   0.47   6   -0.15   0.52   0.28   0.60   10.7   0.196   14.3   0.072   152   4.5   1575   0.05
  例3   0.50   8   -0.10   0.50   0.28   0.60   10.6   0.192   16.1   0.069   149   4.3   1549   0.05
*弯曲损耗：在直径为20mm的情况下
从表6中可以清楚地看出，例1～3中光纤的Aeff都是130μm2或更大，且可以适当地抑制由非线性现象如SPM或XPM引起的波失真。而且，由于色散也比SMF小，所以当光纤与DCF或IDF结合时，可以缩短传输***中DCF或IDF的长度，从而抑制非线性特性。而且，可以控制由累计色散引起的光信号波失真的发生，并且由于色散足够大所以还可以控制FWM。
另外，色散斜率约为0.07ps/nm2/km，累计色散的波长依赖足够小且适合大容量WDM传输。例1～3中每个光纤的截止波长λc为1600nm或更小。当测量这些22m长的光纤的光缆截止波长λc时，它们都为1400nm或更小。因此，在这些例子的光纤中，保证在1400nm或更长的波长中的单模传播。
例子中的光纤在1550nm波长处，传输损耗为0.20dB/km或更少，PMD为0.1 或更少。而且弯曲损耗小，因此例子中的这些光纤不仅是供试验用，而且可以实际应用。
【例5～7(光纤B)】
以相同的方式制成图2所示的光纤B。假设的制造目标是表5中的例5～7，并且得到了与目标几乎相等的折射率分布。表7显示了这些光纤的特性。各特性的所有测量波长都设为1550nm。
【表7】
  反射率分布   特性
Δ1 Δ2 Δ3 Ra1 Ra2   芯直径 损耗 色散 色散斜率 Aeff   弯曲损耗 λc PMD
％ ％ ％ μm dB/km   Ps/nm/km   ps/nm2/km μm2 dB/m nm   Ps/Km1/2
 例5   -0.40   0.10   0.60   0.36   0.65   9.8   0.235   11.5   0.072   140   5.9   1568   0.08
 例6   -0.30   0.10   0.60   0.40   0.63   10.2   0.226   11.3   0.074   144   5.5   1588   0.06
 例7   -0.80   0.15   0.60   0.41   0.64   9.9   0.238   9.0   0.072   145   6.1   1591   0.08
*弯曲损耗：在直径为20mm的情况下
从表7中可以清楚地看出，与例1～3相似，例5～7中光纤的Aeff都是130μm2或更大。
而且，由于与例1～3的光纤相比，色散更小，所以可以将DCF或IDF的长度做得更短，并可以得到具有更小的非线性特性的整个传输***。而且可以很好地控制由累计色散引起的光信号波失真的发生，并可以控制FWM。
另外，色散斜率约为0.07ps/nm2/km，截止波长λc为1600nm或更短，且光缆截止波长λcc为1400nm或更短。
而且，例子中的光纤在1550波长处，传输损耗为0.25dB/km或更少，PMD为0.1
Figure C0314319300201
或更少，且弯曲损耗小，因此同例1～3中的光缆一样可以实际应用。
【例子(光学传输***)】
使用下面的附图解释本发明的光学传输***的一些实施例。
通常在光功率强的部分显现出显著的非线性现象。因此，在光学传输***中，通常采用在光放大器后放置具有大Aeff的SMF以控制DCF或IDF的非线性现象的方法。
图5是显示根据本发明的光学传输***的实施例的示意图，本发明的光纤用作传输线，且色散由模块形式的DCF补偿。
从发射机11输入的信号由放大器12放大，并由本发明的光纤13传输。然后，色散由模块形式的DCF14补偿，并在接收器15中接收。
图6是显示了根据本发明的实施例的光学传输***的另一示意图，该例子包含本发明的光纤及IDF作为传输线。
从发射机11输入的信号由放大器12放大，并由本发明的光纤13传输。然后，它由IDF16传输并同时补偿色散。当长距离传输时，该过程重复多次，最终在接收器15中接收到信号。
在实施例的光学传输***中，通过将本发明的光纤用作传输线，可以有低非线性的特性，其中控制了非线性现象如SPM、XPM和FWM的出现，并且得到低色散斜率、低弯曲损耗、低损耗及低PMD。
实施例的光学传输***适合高速大容量WDM传输***。
本发明不限于上述实施例的形式。
例如，如果满足了需要的特性，则本发明的光纤可以有除实施例中显示的以外的组成及折射率分布。
而且，除DCF或IDF外，我们可以使用负色散光纤，且光传输***可以不包含负色散光纤。
另外，可能具有不是从本发明概括中导出的范围内的各种变化。
如上所述，本发明的光纤是将低非线性特性与低色散相结合的具有大Aeff的SMF。
由于与现有的SMF相比，本发明的Aeff非常大，所以即使在输入高功率信号光时，本发明的光纤也可以减小色散，抑制如SPM及XPM等的非线性现象产生。
而且，由于当光纤与DCF或IDF结合时色散小，所以可以在传输***中缩短DCF或IDF的长度。从而可以抑制在整个光学传输***中的非线性特性。另外，可以抑制由累计色散引起的光信号波失真的产生。
而且，本发明的光纤还具有低损耗和低PMD，因此将本发明的光纤用作光学传输线的光学传输***适合高速大容量WDM传输，它的工业价值非常高。

Claims (21)

1.一种包含芯和包层的光纤，其中，
所述芯至少包括中央的第一芯、围绕所述第一芯的第二芯、和围绕所述第二芯的第三芯，其中：
所述第一芯与所述包层的相对折射率差不小于0.25％且不大于0.65％；
所述第二芯与所述包层的相对折射率差不小于-0.30％且不大于0.10％；
所述第三芯与所述包层的相对折射率差不小于0.25％且不大于0.65％；
所述第三芯与所述第一芯的直径比不小于0.20且不大于0.40；
所述第三芯与所述第二芯的直径比不小于0.50且不大于0.80；和
代表所述第一芯的折射率分布曲线的因子α是2或者更大，
并且所述光纤的具有如下光学特征：
在波长1550nm处的正色散不大于17ps/nm/km；
在波长1550nm处的有效面积Aeff为130μm2或者更大；
在波长1550nm处直径20mm中的弯曲损耗为10dB/m或更少；
在波长1550nm处的正色散斜率不大于0.08ps/nm2/km；和
由ITU-TG.650定义的2m长的光纤的截止波长λc为1700nm或更短。
2.如权利要求1的光纤，其中：
在波长1550nm处，偏振模式色散PMD是 或更少。
3.如权利要求1的光纤，其中：
所述截止波长λc为1600nm或更短。
4.如权利要求1的光纤，其中：
所述第三芯的直径不小于8.0μm且不大于13.0μm。
5.如权利要求1的光纤，其中：
在波长1550nm处，有效面积Aeff是145μm2或者更大。
6.如权利要求1的光纤，其中：
在波长1550nm处，传输损耗是0.20dB/km或更少。
7.一种光纤传输***，其中包含有传输线，该传输线的一部分使用权利要求1的光纤。
8.如权利要求7的光学传输***，其中：
至少在所述传输***的一部分使用在波长1550nm处具有负色散的光纤。
9.如权利要求8的光学传输***，其中：
在波长1550nm处具有负色散的光纤是模块形式。
10.如权利要求8的光学传输***，其中：
在波长1550nm处具有负色散的光纤被用作传输线。
11.一种包含芯和包层的光纤，其中，
所述芯包括中央的第一芯、围绕所述第一芯的第二芯、和围绕所述第二芯的第三芯，其中：
所述第一芯与所述包层的相对折射率差不小于-1.0％且不大于-0.10％；
所述第二芯与所述包层的相对折射率差不小于0％且不大于0.40％；
所述第三芯与所述包层的相对折射率差不小于0.45％且不大于0.80％；
所述第三芯与所述第一芯的直径比不小于0.20且不大于0.50；以及
所述第三芯与所述第二芯的直径比不小于0.55且不大于0.80，
并且所述光纤的具有如下光学特征：
在波长1550nm处的正色散不大于17ps/nm/km；
在波长1550nm处的有效面积Aeff为130μm2或者更大；
在波长1550nm处直径20mm中的弯曲损耗为10dB/m或更少；
在波长1550nm处的正色散斜率不大于0.08ps/nm2/km；和
由ITU-TG.650定义的2m长的光纤的截止波长λc为1700nm或更短。
12.如权利要求11的光纤，其中：
在波长1550nm处，偏振模式色散PMD是 或更少。
13.如权利要求11的光纤，其中：
所述截止波长λc为1600nm或更短。
14.如权利要求11的光纤，其中：
所述第三芯的直径不小于8.0μm且不大于13.0μm。
15.如权利要求11的光纤，其中：
在波长1550nm处，色散为正且不大于12ps/nm/km。
16.如权利要求11的光纤，其中：
在波长1550nm处，有效面积Aeff是140μm2或者更大。
17.如权利要求11的光纤，其中：
在波长1550nm处，传输损耗是0.25dB/km或更少。
18.一种光纤传输***，其中包含有传输线，该传输线的一部分使用权利要求11的光纤。
19.如权利要求18的光学传输***，其中：
至少在所述传输***的一部分使用在波长1550nm处具有负色散的光纤。
20.如权利要求19的光学传输***，其中：
在波长1550nm处具有负色散的光纤是模块形式。
21.如权利要求19的光学传输***，其中：
在波长1550nm处具有负色散的光纤被用作传输线。
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