ES2832591T3

ES2832591T3 - Fibras ópticas de pocos modos para la multiplexación por división de modo.

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Publication number: ES2832591T3
Application number: ES16750257T
Authority: ES
Inventors: Pierre Sillard; Denis Molin; Marianne Bigot
Original assignee: Draka Comteq BV
Current assignee: Draka Comteq BV
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2036-02-08
Also published as: US20190033514A1; WO2017137794A1; DK3414604T3; CN109073825B; PL3414604T3; EP3414604B1; BR112018015023A2; EP3414604A1; CN109073825A; US10295735B2

Abstract

Una fibra óptica, que comprende un núcleo central óptico rodeado por un revestimiento óptico, donde dicho núcleo óptico presenta un perfil de índice gradual α n(r), donde α oscila entre 1 y 3, siendo α un parámetro no dimensional que define una forma de perfil de índice de dicho núcleo óptico, y que está en función de una distancia radial r desde el centro de dicho núcleo óptico, y donde dicho núcleo óptico presenta un índice de refracción máximo n0 y un radio exterior R1b con una diferencia en el índice de refracción Dn1b = n(R1b) - nCl con respecto a dicho revestimiento óptico, y cuyo borde exterior presenta un índice de refracción nCl, donde dicho núcleo óptico tiene un radio R1 cuando n(R1) = nCl, comprendido entre 23 μm y 27 μm y una diferencia máxima en el índice de refracción Dn1 = n0 - nCl situada entre 14·10-3 y 17·10-3, donde dicho revestimiento óptico comprende una región de índice de refracción deprimido ntrench, denominada capa intermedia, que rodea al núcleo óptico, teniendo dicha capa intermedia un radio interior R1b, y un radio exterior R3, siendo R3 > R1b, y estando los valores de R3 situados entre 30 μm y 40 μm, y una diferencia en el índice de refracción Dn3 = ntrench - nCl entre la capa intermedia y el revestimiento comprendida entre -15·10-3 y -6·10-3, donde R1b > R1, Dn1b oscila entre unos valores de -10·10-3 y -3·10-3 y siendo Dn1b - Dn3 >= 0.9·10-3, estando dichas diferencias en el índice de refracción determinadas para λ = λC, donde λC es una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual se encuentra destinada dicha fibra óptica.

Description

DESCRIPCIÓN

Fibras ópticas de pocos modos para la multiplexación por división de modo

1. CAMPO DE LA INVENCIÓN

[0001] La presente invención se refiere al campo de las transmisiones mediante fibra óptica, y más concretamente, a unos diseños mejorados de fibra de pocos modos para la multiplexación por división de modo.

2. ANTECEDENTES

[0002] Convencionalmente, una fibra óptica esta constituida por un núcleo óptico, que transmite una señal óptica, y por un revestimiento óptico, que confina la señal óptica en el interior del núcleo óptico. Para ello, el índice de refracción del revestimiento, n0, es mayor que el del revestimiento, nCl. Una fibra óptica suele caracterizarse por un perfil de índice de refracción que asocia el índice de refracción (n) con el radio (r) de la fibra óptica: la distancia r con respecto al centro de la fibra óptica se muestra en el eje x y la diferencia Dn entre el índice de refracción en el radio r, n(r), y el índice de refracción del revestimiento óptico ncL se muestra en el eje y.

[0003] En la actualidad existen dos principales categorías de fibras ópticas: las fibras de modo múltiple y las fibras de modo único. En una fibra de modo múltiple, para una longitud de onda determinada, se pueden propagar a través de la fibra óptica diversos modos ópticos, mientras que en el caso de una fibra de modo único, los modos de orden superior (denominados en adelante HOMs) se han eliminado o se han atenuado mucho.

[0004] Las fibras de modo único se utilizan normalmente para aplicaciones a larga distancia, como las redes de acceso, las redes metropolitanas o las redes de larga distancia. Para obtener una fibra óptica que sea capaz de transmitir una señal óptica de modo único se precisa un núcleo cuyo diámetro sea relativamente pequeño (normalmente, entre 5 pm y 15 pm). Para cumplir los requisitos de las aplicaciones de alta velocidad o elevada tasa binaria (por ejemplo, 10Gbps), las fibras estándar de modo único requieren la utilización de un emisor láser modulado de modo único ajustado para operar normalmente a una longitud de onda de 1550 pm. No obstante, las fibras de modo único suelen padecer problemas de falta de linealidad, que constituyen una de las principales limitaciones de la capacidad de transmisión de la fibra.

[0005] Las fibras de modo múltiple suelen utilizarse para aplicaciones de corta distancia que requieren un elevado ancho de banda, como las redes de área local (LANs) y las unidades multi-domicilio (MDUs), más conocidas como redes in-building. El núcleo de una fibra de modo múltiple suele tener un diámetro de 50 pm, o de 62,5 pm. Las fibras de modo múltiple más prevalentes en el ámbito de las telecomunicaciones son las fibras ópticas de perfil de índice gradual de refracción. Al minimizar la dispersión intermodal (es decir, la diferencia entre los tiempos de retardo de propagación o velocidad de grupo de los modos ópticos a lo largo de la fibra óptica, también denominada DMGD o retardo de grupo de modo diferencial), dicho perfil de índice de refracción garantiza un elevado ancho de banda modal para una longitud de onda determinada.

[0006] Teniendo en cuenta que el tráfico de datos a través de redes de fibra óptica continúa aumentando exponencialmente, existe una creciente demanda de incremento del tráfico por cada fibra, especialmente a través de largas distancias. Con esta finalidad se han desarrollado técnicas de multiplexación que permiten que una pluralidad de flujos de datos independientes comparta la misma fibra óptica. Entre estas técnicas, un enfoque muy prometedor es la multiplexación por división de espacio (SDM), en la cual se dispone de una pluralidad de canales de datos en el interior de una sola fibra óptica mediante una respectiva pluralidad de modos de señal óptica guiados por la fibra.

[0007] Dicha técnica ha exigido el desarrollo de nuevos tipos de fibras ópticas, denominadas fibras ópticas de pocos modos, que soportan más de un modo espacial, pero un número de modos espaciales inferior al de las fibras de modo múltiple. Dichas fibras de pocos modos, que se comentan de forma especial en el documento de patente PCT WO2011/094400, soportan 2 o más modos LP (polarización lineal).

[0008] Así pues, las transmisiones multiplexadas por división de espacio que utilizan fibras de pocos modos (FMF) han sido recientemente objeto de una considerable atención, debido a su potencial de multiplicar la capacidad de las transmisiones de modo único por el número de modos que vaya a utilizarse.

[0009] Una forma de diseñar las fibras de menos modos consiste en minimizar los retardos de grupo de modo diferencial (DMGDs, o lo que es lo mismo, la diferencia entre los respectivos tiempos de llegada de los modos guiados utilizados para la multiplexación espacial), de forma que puedan detectarse simultáneamente todos los modos utilizando técnicas complejas 2Nx2N (siendo N el número total de modos espaciales, es decir, incluyendo degeneraciones del modo LP) de entrada múltiple, salida múltiple (MIMO), dejando a un lado los fenómenos de acoplamiento de modo, que suponen uno de los factores que limitan la posibilidad de cubrir largas distancias.

[0010] Este enfoque requiere un cuidadoso diseño de la FMF, a fin de reducir el DMGD (preferiblemente, por debajo de 300 ps/km, para preservar la eficiencia de la técnica MIMO) facilitando al mismo tiempo unas bajas pérdidas por curvatura para todos los modos guiados LP.

[0011] Sin embargo, esta optimización se hace cada vez más difícil a medida que aumenta el número de modos LP.

[0012] Hasta el momento, tan sólo se ha indicado la existencia de FMF que soportan hasta 20 modos LP utilizables con bajos tiempos de retardo de grupo de modo diferencial (DMGDs).

[0013] En el documento “50 pm Multimode Fibers for Mode Division Multiplexing” (proc. Ecoc 4.2.1 - 2015), P. Sillard et al., describen unas fibras de modo múltiple con núcleo de índice gradual de 50 pm de diámetro, que pueden adaptarse para transmisiones multiplexadas por división de modo que utilizan un tratamiento de la señal digital MIMO y una multiplexación de modo selectivo. Dichas fibras se realizaron, caracterizaron y compararon con fibras de pocos modos con bajos tiempos de retardo de grupo de modo diferencial.

[0014] La figura 1 muestra la diferencia en el índice de refracción con respecto al radio de dicha FMF con un diámetro de núcleo de 50 pm que soporta 30 modos LP a 1550 nm, pero en la que tan sólo pueden utilizarse 20 modos LP. En realidad, una grave degradación de las pérdidas por curvatura impide la utilización de los grupos de modo 9° y 10° en sistemas de multiplexación por división de espacio para este tipo de fibras.

[0015] El documento de patente US 2015/0168643 describe una fibra de pocos modos con un revestimiento de índice gradual y un revestimiento exterior que comprende una capa situada entre el núcleo y la capa intermedia, una capa intermedia negativamente dopada en contacto con la capa y una región de revestimiento sin dopar en contacto con la capa intermedia. El perfil de índice de refracción de la fibra se encuentra configurado de forma que soporte de 9 a 20 modos LP para la transmisión de una señal óptica multiplexada espacialmente. Los modos no deseados poseen unos índices efectivos respectivos que se encuentran próximos, o que son inferiores al índice del revestimiento, y como consecuencia de ello, se producen fugas de los modos no deseados al revestimiento exterior. La separación de índices entre el modo deseado que presenta el índice efectivo más bajo y el modo de fuga con el índice efectivo más elevado es lo suficientemente grande como para impedir sustancialmente el acoplamiento entre los mismos.

[0016] Aunque dichos diseños resultan prometedores, no permiten soportar 25 o 30 modos LP susceptibles de utilización al tiempo que reducen los retardos de grupo de modo diferencial en la medida deseada. Asimismo, los perfiles descritos en ambos documentos no están optimizados para garantizar unas bajas pérdidas por curvatura, lo que, sin embargo, resulta obligatorio en el caso de las FMF.

[0017] De este modo, existe la necesidad de unas fibras ópticas de pocos modos que guíen un número mayor de modos soportados (25 o más modos LP), con reducidos retardos de grupo de modo diferencial entre cualquier combinación de modos guiados LP (preferiblemente por debajo de 200 ps/km) y bajas pérdidas por curvatura (preferiblemente inferiores a 100 dB/vuelta con un radio de curvatura de 10 pm).

3. RESUMEN DE LA INVENCIÓN

[0018] En una realización específica de la presente invención se propone una fibra óptica que comprende un núcleo óptico central rodeado por un revestimiento óptico. El núcleo óptico tiene un perfil de índice gradual a n(r) con un valor de a de entre 1 y 3, siendo a un parámetro adimensional que define la forma del perfil de dicho núcleo óptico, que es una función de una distancia radial r medida desde el centro de dicho núcleo óptico. El núcleo óptico tiene un índice de refracción máximo no y un radio exterior R¹b con una diferencia en el índice de refracción Dn¹b = n(R¹b) -nci con respecto al revestimiento óptico y con un índice de refracción nci en el borde exterior. El núcleo óptico también tiene un radio Ri, tal que n(Ri) = nc, comprendido entre 23 pm y 27 pm y una diferencia máxima en el índice de refracción Dni = no - nci de entre 14 10-3 y 1710-3.

[0019] Asimismo, el revestimiento óptico comprende una región con un índice de refracción deprimido ntrench, que se denomina capa intermedia, y que rodea el núcleo óptico, teniendo dicha capa intermedia un radio interior R¹b, y un radio exterior R³, siendo R³ > Ru, y teniendo R³ entre 30 pm y 40 pm, y una diferencia en el índice de refracción Dn3 = ntrench - nci entre la capa intermedia y el revestimiento comprendida entre -1510-3 y -610-3

[0020] Dicha fibra óptica es tal que el valor de R¹b > Ri, Dn¹b se encuentra situado entre -1010-3 y -3 10-3 y Dn¹b -Dn3 ^ 0,9-10'3, determinándose las diferencias en el índice de refracción para A = Ac, donde Ac es una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la que está destinada dicha fibra óptica.

[0021] Tal y como se utiliza en el presente documento, y a menos que se especifique otra cosa, el término “perfil a de índice gradual” se refiere a un núcleo óptico que presenta un perfil de índice de refracción n(r) definido como sigue:

donde:

r es un valor representativo variable del radio de la fibra óptica,

R^ií> es el radio exterior del núcleo óptico,

A es la diferencia en el índice de refracción normalizado, siendo 2nl

m es el índice de refracción mínimo del núcleo óptico,

n⁰ es el índice de refracción máximo del núcleo óptico,

a es un parámetro adimensional que define la forma de perfil de índice del núcleo óptico.

Un parámetro alfa a = 2 corresponde a una parábola invertida. Un parámetro alfa a = 1 corresponde a una forma triangular, mientras que un parámetro alfa a = ~ corresponde a una función en escalón.

[0022] Dicha fibra óptica FMF presenta un mayor diámetro del núcleo, en comparación con las fibras FMF de la técnica anterior, lo que permite dar soporte a un número mayor de modos LP. Asimismo, comprende una capa intermedia deprimida, lo que permite reducir las pérdidas por macro-curvatura, al mejorar el confinamiento de los modos ópticos en el interior del núcleo. Así pues, dicho diseño permite mejorar de forma significativa la compensación entre DMGD y pérdidas por curvatura.

[0023] Por último, dicha fibra FMF presenta un interface cuidadosamente diseñado entre el núcleo de índice gradual y la capa intermedia, lo que permite mantener un bajo nivel de DMGDs entre cualquier combinación de modos guiados LP al tiempo que también se mantienen bajas las pérdidas por curvatura de cualesquiera modos guiados LP.

[0024] De acuerdo con una realización, dicha fibra óptica tiene una frecuencia normalizad

cuyo valor se sitúa entre 19 y 23.

[0025] De acuerdo con una realización, dicha fibra óptica puede guiar al menos 25 modos LP.

[0026] De acuerdo con una realización, dicha fibra óptica puede guiar al menos 30 modos LP.

[0027] Un número tan alto de modos guiados permite aumentar la capacidad de un sistema óptico que comprende dicha fibra óptica de pocos modos, y responde a la demanda de una mayor amplitud de banda para los sistemas de transmisión mediante fibra óptica de larga distancia.

[0028] Así pues, una fibra óptica de pocos modos conforme a una realización de la presente invención guía un número mayor de modos LP, que pueden ser utilizados eficazmente en transmisiones de multiplexación por división de espacio, en comparación con las FMF de la técnica anterior.

[0029] De acuerdo con una realización adicional, Max|DMGDs| < 200ps/km para A = Ac , donde A^ces una longitud de onda central de transmisión de una banda operativa para la para la cual se encuentra destinada dicha fibra óptica, donde DMGD es el retardo de grupo de modo diferencial entre dos modos guiados en dicha fibra óptica, y donde Max|DMGDs| es el valor máximo absoluto de DMGD entre cualquier combinación de modos guiados. El DMGD puede caracterizarse, por ejemplo, por la utilización del procedimiento estándar de medición del retardo en modo diferencial de las fibras de modo múltiple, es decir, la medición de las respuestas a impulsos de la fibra para lanzamientos de modo único que llevan a cabo un barrido radial del núcleo de la fibra (un lanzamiento centrado excita los modos de orden inferior, mientras que los lanzamientos efectuados con un acusado desplazamiento excitan los modos de orden superior.

[0030] De acuerdo con otra realización adicional, Max|DMGDs| < 500ps/km para A ^ [Ac - 5A; Ac 5A], donde Ac es una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual está destinada dicha fibra óptica y donde 2óA es una amplitud de dicha banda operativa.

[0031] Por ello, los retardos de grupo de modo diferencial son muy bajos, al tiempo que se cumple el requisito de incrementar el número de modos LP hasta unos 25 o 30.

[0032] De acuerdo con una realización, el modo fundamental LP⁰¹guiado por dicha fibra óptica tiene una superficie efectiva Aeff > 150pm2 para A = Ac . Dicha área efectiva relativamente grande limita la no linealidad intramodal.

[0033] De acuerdo con una realización adicional, MaxIBLI < 100dB/vuelta, y preferiblemente <50dB/vuelta, para un radio de curvatura de 10pm y para A = Ac , donde BL son las pérdidas por curvatura de los diferentes modos guiados de dicha fibra óptica, y donde Max\BL\ es el valor máximo absoluto de BL para todos los modos guiados. BL puede caracterizarse, por ejemplo, midiendo la diferencia de pérdida de un modo dado seleccionado por un multiplexor de modo e inyectado en la fibra de pocos modos con y sin aplicar un bucle con un radio de 10 mm utilizando un banco de atenuación espectral.

[0034] Así pues, dicha fibra de pocos modos muestra una buena compensación entre pérdidas por curvatura y retardos de grupo de modo diferencial.

[0035] De acuerdo con una realización, Ac=1550 nm y 6A= 20 nm.

[0036] Debe observarse que las FMFs descritas aquí y a lo largo de todo el documento resultan adecuadas para su uso en, al menos, la totalidad de la “banda C” (1530 nm - 1565 nm), pero en algunos casos, también en las bandas S-(1460 nm - 1530 nm), L-(1565 nm - 1625 nm), y U-(1625 nm - 1675 nm). Los retardos de grupo de modo diferencial de dichas FMFs son por tanto muy bajos a lo largo de toda la banda extendida C.

[0037] Otro aspecto de la invención se refiere a un enlace óptico que comprende al menos una fibra óptica con arreglo a lo descrito hasta ahora en cualquiera de las realizaciones del presente documento.

[0038] Dicho enlace óptico puede comprender cualquier número de fibras ópticas concatenadas, siempre que al menos una de ellas se atenga a las características indicadas en la presente invención. Dicho enlace óptico puede también comprender varias fibras ópticas, que se ajusten todas ellas a las características de la presente invención.

[0039] De acuerdo con una realización, se facilita un enlace óptico que comprende N fibras ópticas, siendo N > 2, y siendo N un número entero, donde cada fibra óptica de índice i £ ElJ N j comprende un núcleo óptico central y un revestimiento óptico que rodea a dicho núcleo óptico, donde el núcleo óptico presenta un perfil de índice gradual a n(r), asumiendo a unos valores de entre 1 y 3, y siendo a un parámetro no dimensional que define la forma de perfil de índice del núcleo óptico, que está en función de una distancia radial r desde el centro de dicho núcleo óptico, y donde el núcleo óptico presenta un índice máximo de refracción na, y un radio exterior Ru, con una diferencia de índice de refracción Dn¹bi = n (R¹b¡) - ncii con respecto a dicho revestimiento óptico cuyo índice de refracción en el borde exterior es ncu, teniendo igualmente dicho núcleo óptico un radio Rn, de forma que n,(R¹,) = ncu, comprendiendo dicho revestimiento óptico una región de índice de refracción deprimido ntrench, denominada capa intermedia, que rodea al núcleo óptico, teniendo dicha capa intermedia un radio interior R¹bi, y un radio exterior R³,, siendo Ra > R¹b.

[0040] Dicho enlace óptico es tal que:

Un radio medio del núcleo óptico Rvmk correspondiente a dicho enlace óptico se encuentra comprendido entre

R l k =

23 pm y 27 pm, donde E^í=ⁱ L> siendo L una longitud de fibra óptica i en dicho enlace,

El valor medio de la diferencia máxima en el índice de refracción Dnvmk correspondiente a dicho enlace óptico D n —

está comprendido entre 14-10-3 y 17-10-3, donde siendo Dm¡ = no/ - ncu la diferencia de índice entre revestimiento y núcleo para la fibra óptica i , para A = Ac, donde Ac es una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual está destinada dicha fibra óptica,

El valor medio del radio exterior de la capa intermedia R3i¡nk correspondiente a dicho enlace óptico se encuentra n _ X fli Ri i Li

.. , . .. , , “ 3IíílJc — yrt , i

situado entre 30 pm y 40 pm, donde ¿f= ₁ Lt

La diferencia media en el índice de refracción entre la capa intermedia y el revestimiento Dn3iink correspondiente a dicho enlace óptico se encuentra situada entre -15-10-3 y -6-10'3 para A = Ac, donde n _ l i l i Pn-jjLj

^{u n 3 l ink ~ yN ,} , siendo Dn3i = ntrenchi - ncu una diferencia en el índice de índice de refracción entre la capa intermedia y el revestimientojcara la fibra óptica i en dicho enlace,

Xi=i Kjbí î

f M l i b l ink — _ yN ]

Rtbiink> Rvhk, donde es el promedio del radio exterior del núcleo óptico para dicho enlace óptico,

El valor medio de la diferencia en el índice de refracción entre el núcleo, en su radio exterior y el revestimiento Dn _ X¿=1 Dn i bjLj

1 blink

Dnibiink se encuentra situado entre -10-10'3 y -3-10'3, donde ¿i y Dn₁b Dn3 > 0.9-10'3.

[0041] Mediante una adecuada selección de las respectivas longitudes Li de todas las fibras ópticas que constituyen el enlace óptico resulta posible construir en enlace de fibra óptica de pocos modos que permite guiar un número mayor de modos LP en comparación con las FMF de la técnica anterior, al tiempo que se consigue el menor retardo de grupo de modo diferencial. Así pues, dicho enlace óptico es un enlace FMF compensado por el DMGD y puede presentar unas propiedades mejoradas con respecto a las FMF individuales incluidas en dicho enlace óptico. Dicho valor reducido del DMGD permite la detección simultánea de todos los modos utilizando 2Nx2N (siendo N el número total de modos espaciales, es decir, incluyendo las degeneraciones del modo LP) técnicas MIMO (“Entrada Múltiple-Salida Múltiple”), sin tener en cuenta los fenómenos de acoplamiento de modo. De este modo, aumenta el alcance del sistema con respecto a la técnica anterior.

[0042] Dicho enlace óptico muestra una serie de propiedades similares a las descritas anteriormente en relación con la fibra óptica FMF, especialmente en lo que se refiere al número de modos LP soportados, y unos reducidos valores de DMGD. Las fibras ópticas comprendidas en este enlace óptico muestran capas intermedias deprimidas, que permiten reducir las pérdidas por macro-curvatura al mejorar el confinamiento de los modos ópticos en el interior del núcleo.

[0043] De acuerdo con una realización, dicho enlace óptico presenta una frecuencia normalizada ^{V n n k —}2nRinnk _ x ü i noiLi

'te \

situada entre 19 y 23, donde n Olink ~ y N i

lí es el , promed ..io d .el , . índ ..ice máximo de n ■ = ncíilji

refracción del núcleo para dicho enlace óptico, y donde ' £;=i Lí es el promedio del índice de refracción del revestimiento para dicho enlace óptico.

[0044] De acuerdo con una realización, dicho enlace óptico puede guiar al menos 25 modos LP.

[0045] De acuerdo con una realización, dicho enlace óptico puede guiar al menos 30 modos LP.

[0046] De acuerdo con una realización adicional, para todas las fibras ópticas i £ [1; N j de dicho enlace, dichas longitudes Li se seleccionan para minimizar el valor de Max|DMGDlink| para dicho enlace, donde DMGDiink es el Retardo de grupo de modo diferencial entre dos modos guiados en dicho enlace óptico, y donde Max|DM- GDlink| es el valor máximo absoluto de Retardo de grupo de modo diferencial entre cualquier combinación de modos guiados en dicho enlace óptico.

[0047] De acuerdo con otra realización adicional, al menos dos fibras ópticas de dicho enlace tienen unos valores de DMGDi que muestran signos opuestos para al menos un modo guiado por dichas fibras ópticas, donde DMGDi es el Retardo de grupo de modo diferencial entre dicho modo específico y cualquier otro modo guiado en la fibra óptica i.

[0048] Así pues, dicho enlace óptico puede estar formado por fibras ópticas que satisfacen los criterios recogidos anteriormente en relación con la fibra óptica según las realizaciones de la presente invención, pero que difieren entre sí dentro de unas ciertas tolerancias y que muestran unos Retardos de grupo de modo diferencial de signo opuesto, que pueden compensarse mutuamente una vez ensamblados en un enlace óptico. Unas tolerancias de ± 0,5x10'3 en la diferencia entre índices de refracción, de ± 0,5pm en los radios de la fibra, y de ± 0,02 en el valor de a resultan aceptables para las fibras ópticas que forman dicho enlace óptico.

[0049] Dicho enlace óptico es un enlace compensado por DMGD.

[0050] De acuerdo con una realización, Max|DMGDlink| < 200ps/km para A = Ac , donde A^ces una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual está destinada dicha fibra óptica.

[0051] De acuerdo con otra realización, Max|DMGDlink| < 500ps/km para A^e [Ac - 5A; Ac + 5A], donde Ac es una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual está destinada dicha fibra óptica y donde 2óA es una amplitud de dicha banda operativa.

[0052] Según otra realización adicional, Max|BLlink| < 100dB/vaelfa, preferiblemente <50dB/vaelfa, a un radio de curvatura de 10pm y para A = Ac , donde BLiink son las pérdidas por curvatura de los diferentes modos guiados de dicho enlace óptico, y donde Max|BLlink| es el valor máximo absoluto de BLiink para todos los modos guiados de dicho enlace óptico.

[0053] Preferiblemente, Ac = 1550 nm y óA = 20 nm.

[0054] La presente invención también se refiere a un enlace óptico que comprende N fibras ópticas, siendo N > 2, y siendo N un número entero. Cada fibra óptica cumple los requisitos estipulados más arriba con arreglo a las realizaciones de la presente invención. Cualesquiera dos fibras ópticas seleccionadas entre las N fibras ópticas que forman el enlace óptico presentan unas diferencias en el índice de refracción Dm y/o Dn²y/o Dn3 para Ac con unos valores que difieren en un máximo de ± 0,5x10-3 y/o unos radios R¹y/o Ru y/o R²y/o R³cuyos valores difieren en un máximo de ± 0,5pm. Además, al menos dos de dichas N fibras ópticas presentan unos valores de DMGD de signo opuesto, donde DMGD es el Retardo de grupo de modo diferencial entre dos modos guiados en dicha fibra óptica.

[0055] Por tanto, dicho enlace óptico puede estar formado por fibras ópticas que no sean exactamente idénticas y que muestren unos retardos de grupo de modo diferencial de signo opuesto, que pueden compensarse mutuamente entre sí una vez ensambladas en un enlace óptico. Por tanto, dicho enlace óptico es un enlace compensado por DMGD. Asimismo, también resultan aceptables unas tolerancias de ± 0,02 en el valor de a, entre cualquier combinación de las fibras ópticas que forman el enlace óptico.

[0056] Otro aspecto de la invención se refiere a un sistema óptico que comprende al menos una fibra óptica o al menos un enlace óptico como el descrito anteriormente en el presente documento, en cualquiera de sus realizaciones.

5. LISTA DE FIGURAS

[0057] Podrán apreciarse otras características y ventajas de la presente invención a través de la descripción que sigue, la cual se facilita a mediante ejemplos indicativos y no exhaustivos, así como a través de las figuras adjuntas, en las cuales:

- La figura 1 proporciona gráficamente el perfil de índice de refracción de una fibra óptica FMF con arreglo a la técnica anterior, que soporta 30 modos LP a 1550 nm, pero en la cual sólo pueden utilizarse 20 modos LP; - La figura 2 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva isométrica de un ejemplo de fibra óptica FMF de acuerdo con una o más de las realizaciones que se describen en este documento;

- La figura 3 muestra gráficamente el perfil de índice de refracción ilustrativo de unas fibras ópticas FMF con arreglo a las realizaciones de la presente invención;

- La figura 4 muestra gráficamente el perfil de índice de refracción de un ejemplo de fibra óptica FMF con arreglo a una realización de la presente invención;

- La figura 5 muestra un enlace óptico conforme a una realización de la presente invención;

- Las figuras 6A y 6B muestran sendas realizaciones de un sistema óptico conforme a la presente invención.

[0058] Los componentes que se muestran en las figuras no están necesariamente a escala y, por el contrario, se ha dado la mayor importancia a la ilustración de los principios de la presente invención.

6. DESCRIPCIÓN DETALLADA

[0059] El principio general de la presente invención consiste en proponer una fibra óptica de pocos modos de índice gradual, asistida mediante capa intermedia, que esté cuidadosamente diseñada, que muestre un reducido retardo de grupo de modo diferencial y que soporte más modos LP en comparación con las FMF de la técnica anterior. Más concretamente, la finalidad de dicho diseño consiste en optimizar la interfaz entre el núcleo de índice gradual y el revestimiento, a fin de aumentar el número de modos LP soportados hasta 25 o 30, manteniendo al mismo tiempo el retardo de grupo de modo diferencial entre cualquier combinación de modos guiados LP preferiblemente por debajo de 200 ps/km, y manteniendo la pérdida por flexión de cualquier modo LP guiado preferiblemente por debajo de 100 dB/vuelta para un radio de curvatura de 10 pm.

[0060] La luz que se desplaza por una fibra óptica forma en realidad modos de tipo híbrido, lo que suele denominarse modos LP (de polarización lineal). Los modos LP⁰p presentan dos grados de libertad de polarización y se degeneran dos veces, mientras que los modos LPmp en los que m>1 se degeneran cuatro veces. Estas degeneraciones no se tienen en cuenta a la hora de designar el número de modos LP que se propagan por el interior de la fibra. De este modo, una fibra óptica de pocos modos que presente dos modos LP soporta la propagación de la totalidad de los modos LP⁰¹y LP¹¹, o una fibra de pocos modos que guíe 6 modos LP soporta la propagación de todos los modos LP⁰¹, LP¹¹, LP⁰², LP²¹, LP¹²y LP³¹.

[0061] Seguidamente se hará referencia de forma más detallada a determinadas realizaciones de fibras ópticas de pocos modos, cuyos ejemplos se muestran gráficamente en las figuras adjuntas. Siempre que sea posible, se utilizarán los mismos números de referencia en todas las figuras para designar los mismos o similares elementos.

[0062] En la figura 2 se muestra esquemáticamente una vista en perspectiva isométrica de una realización de una fibra óptica de pocos modos. La fibra óptica 200 tiene por lo general un núcleo de vidrio 201 rodeado por un revestimiento de vidrio. Más concretamente, la fibra óptica 200 comprende cuatro regiones concéntricas que se encuentran en contacto, a saber:

- un núcleo de índice gradual 201, con un radio exterior R^ií>;

- una capa intermedia 202, con un radio interior R^uy un radio exterior R³;

- un revestimiento exterior 203, con un radio interior R³y un radio exterior R⁴;

- un recubrimiento 204 que rodea el revestimiento. Dicho recubrimiento puede comprender varias capas, y puede ser notablemente un recubrimiento de doble capa, si bien estas diferentes capas no se muestran en la figura 2.

[0063] En las realizaciones de la presente invención, el núcleo de vidrio 201 tiene por lo general un radio R¹con una diferencia cero en el índice de refracción (es decir, n(Ri) = noi, donde na es el índice de refracción del revestimiento exterior 203) de entre 23 pm a unos 27 pm, siendo Ru > R¹. Además, la capa intermedia presenta un radio exterior R³ de entre 30 pm y 40 pm. En las realizaciones que se muestran y se describen en el presente documento, el núcleo 201 y el revestimiento suelen incluir sílice, y más concretamente, cristal de sílice. La sección transversal de la fibra óptica 200 puede ser en general simétrica circular con respecto al centro del núcleo 201. En algunas de las realizaciones que se describen en el presente documento, el radio R⁴(es decir, el radio de la porción de vidrio de la fibra óptica 10) se sitúa en torno a los 62,5 pm. No obstante, ha de entenderse que las dimensiones del revestimiento pueden ajustarse de forma que el radio R⁴pueda ser mayor o menor de 62,5 pm.

[0064] Las diferentes porciones del revestimiento pueden comprender cristal puro de sílice (SO²), cristal de sílice con uno o más dopantes, que aumentan su índice de refracción (por ejemplo, GeO²o cualquier otro dopante conocido, como cuando la porción del revestimiento se encuentra “dopada hacia arriba”, o cristal de sílice con un dopante que disminuya el índice de refracción, como el flúor, como cuando la porción del revestimiento se encuentra “dopada hacia abajo” (como en el caso de la capa intermedia 202).

[0065] Aunque no se muestra en la figura 2, el revestimiento exterior 203 también puede comprender otras porciones o capas con unos índices de refracción más bajos o más altos, para r > R³.

[0066] La figura 3 muestra el perfil de índice de refracción n(r) de la fibra óptica 200 de acuerdo con una realización de la presente invención. En ella se describe la relación entre el valor n del índice de refracción y la distancia r desde el centro de la fibra óptica. El eje x representa la posición radial, y x=0 representa el centro de la región del núcleo, y el eje y representa el índice de refracción, expresado como una diferencia de índices Dn, a menos que se indique otra cosa. A lo largo del presente documento, las diferencias en el índice de refracción se determinan para A = Áo, donde Ao es una longitud de onda central de transmisión de una banda operativa para la que se ha destinado dicha fibra óptica. Por ejemplo, Ao = 1550nm .

[0067] En esta realización, la fibra óptica 200 tiene un núcleo óptico 201 que presenta un perfil de índice de refracción n(r) definido como sigue:

donde:

r es un valor variable representativo del radio de la fibra óptica,

R¹b es el radio exterior del núcleo óptico,

A es la diferencia en el índice de refracción normalizado, siendo 2nl

m es el índice de refracción mínimo del núcleo óptico,

n⁰es el índice de refracción máximo del núcleo óptico,

[0068] El perfil de índice de refracción alfa del núcleo óptico 201 permite reducir la dispersión intermodal de la fibra óptica 200. El núcleo óptico 201 tiene un radio R¹, en el cual la diferencia en el índice de refracción del núcleo con respecto al revestimiento es igual a cero, como n(Ri) = na, siendo ncl el índice de refracción del revestimiento exterior. El núcleo óptico 201 también presenta una diferencia máxima en el índice de refracción con respecto al revestimiento exterior 203 Dni = na - noi de entre 14x10-3 y 17x10-3

[0069] En su radio exterior R™, el núcleo óptico central 201 muestra una diferencia en el índice de refracción Dn¹b = n(R¹b) - noi con respecto al revestimiento exterior 203. Por lo tanto, el índice de refracción mínimo del núcleo 201 no es igual al índice de refracción del revestimiento exterior noi, sino que muestra una diferencia negativa en el índice de refracción Dn¹b con respecto al revestimiento exterior de la fibra óptica comprendida entre -1010-3 y -3-10-3.

[0070] El núcleo óptico 201 está directamente rodeado por un revestimiento óptico, que comprende una región de índice deprimido ^{2 0 2}, denominada también capa intermedia, con un radio interior R¹b y un radio exterior R³, y una capa de revestimiento exterior 203 con un radio interior R³. En algunas realizaciones, dicha capa de revestimiento exterior 203 comprende cristal de sílice puro (SO²) y su índice de refracción noi es por tanto el del cristal de sílice.

[0071] La capa intermedia 202 presenta una diferencia negativa en el índice de refracción Dn3 con respecto al índice de refracción del revestimiento exterior, Dn3 = ntrench - nci comprendida entre -15x10-3 y -6x10-3, de forma que Dn¹b -Dn3 > 0,9x10"3.

[0072] La posición y el tamaño de la capa intermedia 202 se han diseñado de forma que se mejore la resistencia de la fibra frente a las pérdidas por curvatura. Concretamente, el diseño cuidadoso de dicha capa intermedia 202 permite la formación de un interfaz específico optimizado entre el núcleo óptico central y el revestimiento, y de este modo es posible la obtención de Fibras de Pocos Modos que soportan 25 o 30 modos guiados LP.

[0073] Su frecuencia normalizada

(donde Ac es la longitud de onda operativa de la fibra) se encuentra entre 18,4 y 23.

[0074] El valor de Max|DMGD| (es decir el valor máximo absoluto del retardo de grupo de modo diferencial entre dos modos guiados en dicha fibra óptica) entre cualquier combinación de modos guiados LP se encuentra por debajo de 200ps/km para un valor de A, en este caso, de 1550nm (y más generalmente, para A = Ac , donde Ac es la longitud de onda central de cualquier banda operativa para la cual se encuentre destinada la fibra óptica). El valor de Max|DMGD| también es preferiblemente < 500ps/km desde 1530 a 1570nm (y más generalmente, para cualquier banda de longitud de onda operativa [Ac - 5A; Ac 5A], donde 2óA es una amplitud de dicha banda operativa, preferiblemente 6A=20nm, como la banda C- o las bandas L-, S-, o U-, por ejemplo).

[0075] Todos los modos guiados LP de las FMF según una realización de la presente invención presentan unas pérdidas por curvatura <100dB/vuelta, preferiblemente <50dB/vuelta, para un radio de curvatura de 10mm a 1550nm (y más generalmente, para A = Ac, donde Ac es la longitud de onda central de cualquier banda operativa para la cual esté destinada la fibra óptica). Además, el área efectiva Aeff del modo fundamental LP⁰¹, que es el área efectiva más pequeña de todos los modos guiados LP, es > 150^m2 a 1550nm (y más generalmente, para A = Ac , donde Ac es la longitud de onda central de cualquier banda operativa para la cual esté destinada la fibra óptica). Tal y como se utiliza en el presente documento, el área efectiva de una fibra óptica es el área de la fibra óptica en la cual se propaga la luz, y se determina en el modo específico (por ejemplo, LP⁰¹), a una longitud de onda de 1550nm, a menos que se especifique otra cosa.

[0076] En la tabla 1 se facilitan los parámetros de los perfiles de índice de tres ejemplos de FMF con arreglo a la realización mostrada en las figuras 2 y 3 (Ej. 1 a Ej. 3), y los resultados para la frecuencia normalizada V, MaxDMGD|, Max|BL|, y el área efectiva Aeff.

Tabla 1:

[0077] Como puede observarse, en la primera columna de la tabla 1 se facilitan y comparan tres ejemplos de FMFs de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, con un ejemplo comparativo (Ej. Comp.) correspondiente a una fibra de modo múltiple, que se habría adaptado para su utilización con A = 1550nm, en lugar de A = 850nm como suele suceder normalmente con las fibras estándar modo múltiple. Dicha adaptación se lleva a cabo modificando el valor de a para el perfil de índice gradual del núcleo, que se encuentra en torno a 1,94, en lugar de un valor de a = 2,0 como suele suceder con las MMF estándar.

[0078] Para dicho ejemplo comparativo, el radio del núcleo es normalmente Ri = 25pm, y el perfil de índice gradual del núcleo es tal que el índice de refracción mínimo del núcleo es igual al índice de refracción del revestimiento exterior. Dicho de otro modo, Ri = Ru. Además, la capa intermedia 202 no se encuentra directamente en contacto con el núcleo óptico 201, sino que muestra un radio interior R²= 26.16pm. La porción del revestimiento comprendida entre el núcleo óptico 201 y la capa intermedia 202 muestra una diferencia en el índice de refracción Dn2=0 con respecto al revestimiento exterior 203. La capa intermedia 202 tiene un radio exterior R³ = 30,56pm, y una diferencia negativa del índice de refracción Dn3=-6,60x10'3 para A = 1550nm.

[0079] Dicho de otro modo, no existe un diseño específico de la interfaz entre el núcleo óptico y el revestimiento, lo que tiene como resultado unos valores muy elevados, tanto de los retardos máximos de grupo de modo diferencial como de las pérdidas máximas por curvatura, del orden de Max|DMGD|>500ps/km y Max|BL|>1000dB/vuelta.

[0080] Este tipo de fibra (Ej. Comp.) no puede, por lo tanto, utilizarse como fibra de pocos modos para la multiplexación por división de modo.

[0081] Los ejemplos Ej. 1 a Ej. 3 corresponden a FMF que soportan 30 modos guiados LP. Éstos difieren entre sí en el valor del radio exterior del núcleo Ru, y por lo tanto, en la diferencia en el índice de refracción asociado Drn*. No obstante, comparten los mismos valores para el parámetro a del perfil de índice gradual del núcleo (a = 1,.92), para los radios R¹(Ri = 25pm) y R³(R³ = 34.2^m), así como para las diferencias del índice de refracción Dm (Dni = 15,8x10-3) y Dn3 (Dn3 = -7,7x10-3).

[0082] La figura 4 facilita gráficamente el perfil de índice de refracción de un ejemplo de fibra óptica FMF, que corresponde al ejemplo Ej. 1 de la tabla 1. La diferencia en el índice de refracción Dn mostrada en el eje y se mide a 1550nm, y el radio de la fibra FMF que se muestra en el eje x está expresado en pm.

[0083] El núcleo de índice gradual 201 muestra un perfil a donde a=1,92, un radio R1=25pm con una diferencia 0 en el índice de refracción y una diferencia máxima en el índice de refracción Drn=15,8x10'3 a 1550nm. El perfil a finaliza en R1b=28,0 pm, con una diferencia de índice Drnb=-3,9x10'3

[0084] Una capa intermedia 202 está dopada a la baja en comparación con el núcleo óptico 201 y muestra una diferencia en el índice de refracción con el revestimiento exterior 203 Dn3=-7,7x10-3 Finaliza en el radio R3=34,2 pm.

[0085] Para este ejemplo, como se indica en la tabla 1, tenemos V=21,7, Max|DMGD|=177ps/km, Max|BL|=82dB/vuelta y Aeff=174pm2 para el modo guiado LP⁰¹.

[0086] La figura 5 muestra un enlace óptico 50 de acuerdo con una realización de la presente invención. Dicho enlace óptico comprende p tramos de fibras ópticas, siendo p > 2, empalmados entre sí. La figura 5 tan sólo muestra la fibra óptica 501 y la fibra óptica 50p, y el resto de las posibles fibras ópticas del enlace óptico, se encuentran simbolizadas mediante líneas de rayas. Al menos una de las fibras ópticas del enlace óptico 50 está dispuesta de tal manera que comprende las características de una de las realizaciones descritas anteriormente. Dicho de otro modo, al menos una de las fibras ópticas soporta 25 o 30 modos guiados LP y muestra el diseño específico del interfaz entre el núcleo y el revestimiento descrito anteriormente en relación con las figuras 2 a 4, y concretamente:

- Un núcleo de índice gradual con un perfil a en el que el valor de a oscila entre 1 y 3, un radio R¹(con una diferencia 0 en el índice de refracción) de entre 23 y 27pm y una diferencia máxima en el índice de refracción Dm de entre 1410-3 y 1710-3, y un extremo del perfil a en un radio Ru, con una diferencia de índice Drní,; - Una capa intermedia que rodea al núcleo, con un radio R³que oscila entre 30 y 40pm y una diferencia en el índice de refracción Dn3 de entre 1510-3 y -610-3; y

- Un diseño específico de la interfaz entre el núcleo óptico y el revestimiento, tal que R¹b>R¹, situándose Dn¹b entre -1010-3 y -3 10-3, y siendo Dn¹b - Dn3 > 0,9x10'3.

[0087] No obstante, el enlace óptico 50 puede ser tal que varias o la totalidad de las fibras ópticas que comprende se atienen a una realización de la presente invención.

[0088] En una realización específica, el enlace óptico 50 está compuesto por varios tramos de FMF, que presentan unos valores de DMGD de signos opuestos, y que se encuentran combinados en un mismo enlace óptico. Por ejemplo, los tramos de FMF utilizados corresponden a FMF que cumplen todas ellas los criterios y el rendimiento descritos anteriormente para las FMF con arreglo a las realizaciones de la presente invención, pero dichos criterios difieren entre sí, bien deliberadamente o bien a causa de variaciones en el proceso acaecidas durante la fabricación. Por ejemplo, si consideramos cualquier par de fibras que forman el enlace óptico, las diferencias en el índice de refracción a 1550nm registradas para Dm y Dn3 pueden diferir en no más de ±0,5x10'3, los radios R¹, R¹b y R³pueden diferir en no más de ±0.5pm, y el valor de a puede diferir en no más de ±0.02. Dicho de otro modo, la finalidad de dicho enlace óptico consiste, entre otras cosas, en compensar las pequeñas variaciones de perfil que pueden producirse durante el proceso de fabricación de una fibra de pocos modos mediante la concatenación de varias f Mf que presentan diferentes características.

[0089] En realidad, existen unos valores óptimos de a, para los cuales Max|DMGD| presenta unos valores mínimos, y los valores de a inferiores y superiores a este “valor óptimo de a” suelen presentar unos DMGDs de signos opuestos.

[0090] Por consiguiente, los inventores han llegado a la conclusión de que si una FMF se encuentra desfasada en relación con el valor de a (es decir, si el valor a de la FMF es ligeramente superior o inferior al valor “óptimo de a”, siendo, por ejemplo, del orden de ±0,02), es posible asociarlo a otra FMF que muestre un valor adecuado de a (es decir, superior al “valor óptimo de a” si el valor desfasado de a es inferior, o inferior al “valor óptimo de a” si el valor desfasado de a es superior), seleccionando las longitudes adecuadas para ambas FMF, a fin de conseguir un enlace “compensado por DMGD”.

[0091] Esta asociación puede compensar, por ejemplo, la variabilidad del proceso que puede darse como consecuencia de la existencia de FMF con unos valores de alfa ligeramente desfasados con respecto al valor óptimo.

[0092] El enlace de fibra óptica 50 tiene una longitud de L km, que puede oscilar entre varias decenas y varios centenares de kilómetros. En un ejemplo, existen al menos dos tramos de fibra 501 y 502. En otro ejemplo, existen al menos cinco tramos de fibra 501 a 505. En otro ejemplo adicional, existen al menos diez tramos de fibra 501 a 5010.

[0093] Dicho de otro modo, las fibras de pocos modos 1 a p se empalman unas a otras para formar un enlace óptico 50 cuya longitud es de L = Li + ■■■ Li + ■■■ Lp, que puede tener varias decenas o varios centenares de kilómetros.

[0094] Las longitudes Li de los diferentes tramos de fibras se seleccionan de forma que se reduzca al mínimo el valor máximo del DMGD en el enlace óptico, y de forma que el enlace óptico muestre unos parámetros de enlace que se ajusten a los requisitos anteriormente establecidos para las fibras FMF en relación con las realizaciones de la presente invención, a saber:

Un radio medio del núcleo óptico R-uink correspondiente a dicho enlace óptico comprendido entre 23 pm y 27

R l k =

pm, donde Li siendo Li una longitud de fibra óptica i en dicho enlace,

El promedio de la diferencia máxima en el índice de refracción Dnv¡nkcorrespondiente a dicho enlace óptico ha n „ _ X fti Dni iLí

de estar comprendido entre 14-10-3 y 17-10-3, siendo ¿i=ri i y siendo Dnn = no/ - ncu la diferencia de índice entre revestimiento y núcleo para la fibra óptica i, para A = Ac, donde A^ces una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual está destinada dicha fibra óptica,

El promedio del radio exterior de la capa intermedia R³ ank correspondiente a dicho enlace óptico de entre 30 pm n _ i f l i r M Li

^{. . , , n 3 l ink ~ yN , 1}y 40 pm, donde

un promedio de diferencia en el índice de refracción entre la capa intermedia y el revestimiento Dmunk ^{r - .. -} Dn-ilí-i U i l3 l in k — yN t correspondiente a dicho enlace óptico de entre -15-103 y -6-103 para A = Ac, donde ^{¿ *£=1} Li , siendo Dn3i = ntrenchi - ncii una diferencia en el índice de índice de refracción entre la capa intermedia y el revestimiento para la fibra óptica / en dicho enlace,

Un promedio del radio exterior del núcleo óptico R-\bi¡nk> Rvink, donde ^—,

Un promedio de la diferencia en el índice de refracción entre el radio exterior del núcleo y el revestimiento _ X/li

biínk — ^{D l l l b i}un,] ^{L i}

Dmbiink situado entre -10-10-3 y -3-10-3, donde y Drhb - Dm s 0.9-10'3.

[0095] Estos enlaces compensados por el DMGD, que soportan 25 o 30 modos guiados LP, presentan un valor Max|DMGD|<100ps/km para A = 1550nm (y con carácter más general, para A = Ac , donde Ac es la longitud de onda central de una banda operativa para la cual está destinada dicha fibra óptica) y de <300ps/km entre 1530 y 1570nm (y con carácter más general, para cualquier banda de longitud de onda operativa [Ac - 5A; Ac 5A] donde 2^óA es una amplitud de dicha banda operativa, preferiblemente con unos valores de 6A=20nm, como la banda C-, o las bandas L-, S-, o U- por ejemplo).

[0096] Las figuras 6A y 6B muestran realizaciones de un sistema óptico conforme a la presente invención.

[0097] De acuerdo con la primera realización, mostrada en la figura 6A, dicho sistema óptico comprende unos transmisores-receptores 61 y unos receptores 65 conectados ópticamente mediante un enlace de fibra óptica 50 que incluye al menos un tramo de fibra. Los transmisores-receptores 61 comprenden fuentes de luz (como láseres) y generan n modos LP, indicados con las referencias 1, 2, ..., n utilizadas en el sistema óptico de la figura 6A. Un de modo 62, multiplexa los n modos LP y se encuentra conectado ópticamente a un enlace óptico 50, que guía los n modos LP multiplexados hacia un demultiplexor de modo 63, que a su vez se encuentra conectado ópticamente al extremo final del enlace óptico 50.

[0098] El demultiplexor de modo 63 demultiplexa los n modos LP multiplexados, y suministra cada uno de los modos LP a un amplificador 64. En la salida de los amplificadores 64, los modos LP acceden a los receptores 65.

[0099] Dicho sistema óptico puede comprender M enlaces ópticos (o M tramos de fibras ópticas). En un ejemplo, M=1; en otro ejemplo, M=2; en otro ejemplo, M=5; en otro ejemplo adicional, M=10. En el caso de que el sistema óptico comprenda M enlaces ópticos o tramos, también comprenderá M multiplexores de modo 62, M demultiplexores de modo 63, y M amplificadores 64 para cada modo LP guiado por el sistema óptico.

[0100] La realización mostrada en la figura 6B difiere de la primera realización mostrada en la figura 6A en que el amplificador 64 amplifica la totalidad de los modos LP guiados por la fibra óptica 50; como tal, el amplificador 64 se encuentra conectado ópticamente entre la salida del enlace óptico 50 y la entrada del demultiplexor de modo 63. En esta segunda realización, cuando el sistema óptico comprende M enlaces ópticos o tramos, también comprende M amplificadores 64; no obstante, tan sólo hay un multiplexor de modo 62, que se encuentra conectado ópticamente entre los transmisores-receptores 61 y un enlace óptico 50, y tan sólo un demultiplexor de modo 63, que se encuentra conectado ópticamente entre el amplificador 64 y los receptores 65.

[0101] Las realizaciones mostradas en las figuras 6A y 6B se ofrecen meramente a título de ejemplo, y por supuesto, una fibra óptica conforme a la presente invención puede utilizarse en cualquier otro tipo de sistema óptico.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una fibra óptica, que comprende un núcleo central óptico rodeado por un revestimiento óptico, donde dicho núcleo óptico presenta un perfil de índice gradual a n(r), donde a oscila entre 1 y 3, siendo a un parámetro no dimensional que define una forma de perfil de índice de dicho núcleo óptico, y que está en función de una distancia radial r desde el centro de dicho núcleo óptico,

y donde dicho núcleo óptico presenta un índice de refracción máximo n⁰y un radio exterior R¹b con una diferencia en el índice de refracción Dn¹b = n(R¹b) - nci con respecto a dicho revestimiento óptico, y cuyo borde exterior presenta un índice de refracción nci,

donde dicho núcleo óptico tiene un radio R¹cuando n(R¹) = nc, comprendido entre 23 pm y 27 pm y una diferencia máxima en el índice de refracción Dni = n⁰- nci situada entre 1410-3 y 1710-3,

donde dicho revestimiento óptico comprende una región de índice de refracción deprimido ntrench, denominada capa intermedia, que rodea al núcleo óptico, teniendo dicha capa intermedia un radio interior R¹b, y un radio exterior R³, siendo R³ > R¹b, y estando los valores de R³ situados entre 30 pm y 40 pm, y una diferencia en el índice de refracción Dn3 = ntrench - nci entre la capa intermedia y el revestimiento comprendida entre -1510-3 y -610-3, donde R¹b > Ri, Dnw oscila entre unos valores de -Í0-10'3 y -3 10-3 y siendo Dnw - Dn3 > 0.9-10'3, estando dichas diferencias en el índice de refracción determinadas para A = Ac, donde Ac es una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual se encuentra destinada dicha fibra óptica.

.. 27 ^tR\ I 2

2. Una fibra óptica conforme a la reivindicación 1, cuya frecuencia normalizada v = — 4 n° oscila entre unos valores de 19 y 23.

3. Una fibra óptica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, que guía al menos 25 modos LP.

4. Una fibra óptica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que guía al menos 30 modos LP.

5. Una fibra óptica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el valor de Max\DMGDs\ < 200ps/km para A = Ac, donde Ac es una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual se encuentra destinada dicha fibra óptica, y donde DMGD es el retardo de grupo de modo diferencial entre dos modos guiados de dicha fibra óptica, y donde Max\DMGDs\ es el valor máximo absoluto de DMGD entre cualquier combinación de modos guiados.

6. Una fibra óptica conforme a la reivindicación 5, donde Max\DMGDs\ < 500ps/km para Ae[Ac - 5A; Ac 54], donde Ac es una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual se encuentra destinada dicha fibra óptica y donde 2óA es una amplitud de dicha banda operativa.

7. Una fibra óptica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 to 6, donde el modo fundamental LP⁰¹guiado por dicha fibra óptica tiene un área efectiva Aeff>150pm2 para A = Ac.

8. Una fibra óptica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde Max\BL\ < 100dB/vueita, preferiblemente <50dB/vueita, para un radio de curvatura de 10pm cuando A = Ac, donde BL son las pérdidas por curvatura de los distintos modos guiados en dicha fibra óptica, y donde Max\BL\ es el valor máximo absoluto de BL para todos los modos guiados.

9. Una fibra óptica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde Ac=1550 nm y 6A= 20 nm.

10. Un enlace óptico que comprende al menos una fibra óptica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Un enlace óptico que comprende N fibras ópticas, siendo N > 2, y siendo N un número entero,

donde cada fibra óptica con un índice i 6 El; N j comprende un núcleo óptico central y un revestimiento óptico que rodea al núcleo óptico, teniendo el núcleo óptico un perfil de índice gradual a, n(r) donde los valores de a, oscilan entre 1 y 3, siendo a, un parámetro no dimensional que define una forma de perfil de índice del núcleo óptico, que está en función de una distancia radial r desde el centro de dicho núcleo óptico,

y donde el núcleo óptico presenta un índice de refracción máximo na, y un radio exterior R¹b/con una diferencia en el índice de refracción Dn¹bi = n(R¹bi) - ncu con respecto a dicho revestimiento óptico cuyo borde exterior presenta un índice de refracción ncu,

donde dicho núcleo óptico también presenta un radio R¹cuando n(Rn) = ncu, comprendiendo dicho revestimiento óptico una región de índice de refracción deprimido ntrench, denominada una capa intermedia, que rodea al núcleo óptico, teniendo dicha capa intermedia un radio interior R¹bi y un radio exterior R³/, siendo R3Í> R¹bi,

donde el valor medio del radio del núcleo óptico Rv¡nk para dicho enlace óptico se encuentra comprendido entre 23 pm y 27 pm,

R _ l í ,«nt¡

_{i n k}

donde _{l l}

con una longitud Li de fibra óptica i en dicho enlace,

y una diferencia máxima en el índice de refracción Drivink para dicho enlace óptico situada entre 14-10-3 y 17-10-3, Dn ■ —

donde X/=i L¿ , siendo Dnn = m¡ - rica la diferencia de índice entre el núcleo y el revestimiento para una fibra óptica i, para A = Ac, donde A^ces una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual se encuentra destinada dicha fibra óptica,

donde el valor medio del radio exterior de la capa intermedia R3i¡nk para dicho enlace óptico se encuentra situado R3(. = ‘^*=1

entre 30 pm y 40 pm, donde X¡=i , siendo L, una longitud de fibra óptica i en dicho enlace, donde el valor medio de la diferencia en el índice de refracción entre la capa intermedia y el revestimiento Dmank r*-- Xí!, Dn3lLt

para dicho enlace óptico oscila entre -15-10-3 y -6■ 10-3, para A = Ac, donde ^{Dn^iink ~ —yN} , siendo Dri3i = ntrenchi - rica una diferencia en el índice de refracción entre la capa intermedia y el revestimiento para la fibra óptica i

en dicho enlace, R-ibiink > Rv¡nk, donde ¡-, ¡ s¡endo Li una longitud de fibra óptica i en dicho enlace que equivale al valor medio del radio exterior del núcleo óptico para dicho enlace óptico,

donde el valor de la diferencia en el índice de refracción entre el núcleo en su radio exterior y el revestimiento Drhbiink oscila entre 10-103 y -3.103, donde

, siendo Li una longitud de fibra óptica i en dicho enlace y Drhbiink - Dri3iink >0,9-10'3.

12. Un enlace óptico según la reivindicación 11, cuya frecuencia normalizad

_ X¡=i noíLi

n 0 Unk — yN J

oscila entre unos valores de 19 y 23, donde es el valor medio del índice de refracción máximo del núcleo para dicho enlace óptico, y donde

es el valor medio del índice de refracción del revestimiento para dicho enlace óptico.

13. Un enlace óptico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 y 12, que guía al menos 25 modos LP.

14. Un enlace óptico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, que guía al menos 30 modos LP.

15. Un enlace óptico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, donde para todas las fibras ópticas i 6 [1 ; N j de dicho enlace, dichas longitudes Li se seleccionan de forma que se minimice el valor de Max\DMGDi¡nk\ en dicho enlace, donde DMGDiink es el retardo de grupo de modo diferencial entre dos modos guiados en dicho enlace óptico, y donde Max|DMGDlink| es el valor máximo absoluto del retardo de grupo de modo diferencial entre cualquier combinación de modos guiados en dicho enlace óptico.

16. Un enlace óptico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, donde al menos dos fibras ópticas de dicho enlace presentan unos valores de DMGDi de signos opuestos para al menos un modo guiado por dichas fibras ópticas, donde DMGDi es el retardo de grupo de modo diferencial entre dicho mode y cualquier otro modo guiado de la fibra óptica i.

17. Un enlace óptico de acuerdo con la reivindicación 15, donde Max|DMGDlink| < 200ps/km para A = Ac, donde Ac es una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual se encuentra destinada dicha fibra óptica.

18. Un enlace óptico de acuerdo con la reivindicación 17, donde Max|DMGDlink| < 500ps/km para Ae[Ac - óA; A^c+ 5A], donde Ac es una longitud de onda de transmisión central de una banda operativa para la cual se encuentra destinada dicha fibra óptica y donde 2óA es una amplitud de dicha banda operativa.

19. Un enlace óptico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, donde M a x ^ L ^ < 100dB/vuelta, preferiblemente <50dB/vuelta, con un radio de curvatura de 10pm para A = Ac , donde BLiink son las pérdidas por curvatura de los diferentes modos guiados en dicho enlace óptico, y donde M a x ^ L ^ es el valor máximo absoluto de BLiink para todos los modos guiados en dicho enlace óptico.

20. Un enlace óptico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19, donde Ac=1550 nm y ^óA= 20 nm.

21. Un enlace óptico que comprende N fibras ópticas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, donde N > 2, siendo N un número entero, donde cualesquiera dos fibras ópticas seleccionadas entre dichas N fibras ópticas que forman dicho enlace óptico presentan unas diferencias en el índice de refracción Drn y/o Dn2 y/o Dn3 para Ac cuyos valores difieren en un máximo de ±0.5x10^-3y/o unos radios R¹y/o Ru y/o R2 y/o R³cuyos valores difieren en un máximo de ±0.5pm, y donde al menos dos de dichas N fibras ópticas presentan unos valores de DMGD de signo opuesto, donde DMGD es el retardo de grupo de modo diferencial entre dos modos guiados en dicha fibra óptica.

22. Un sistema óptico que comprende al menos una fibra óptica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a ¹⁰o al menos un enlace óptico según cualquiera de las reivindicaciones ¹¹a ^{2 1}.