專利名稱：彎曲不敏感單模光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖傳輸領(lǐng)域，而且更具體地，涉及彎曲損耗顯著降低的光纖。

背景技術(shù)：
對于光纖，通常根據(jù)關(guān)聯(lián)光纖半徑和折射率的函數(shù)圖上的兩點(diǎn)之間的差值來表達(dá)折射率分布。傳統(tǒng)地，沿著該分布的x軸示出到光纖中央的距離r。沿著y軸示出距離r處的折射率和外部光纖包層的折射率之差(圖2，標(biāo)號21-24)。外部包層作為光包層而且具有基本上恒定的折射率；該光包層通常包括純二氧化硅(silica)，但是還可以包含一種或多種摻雜物。光纖折射率分布涉及“階躍”分布、“梯形”分布或“三角形”分布，其圖形分別具有階躍、梯形或三角形的形狀。這些曲線通常表示光纖的理論或參照折射率分布(也就是，設(shè)置分布)。光纖制造約束條件可能導(dǎo)致在實(shí)際光纖中的分布略有不同。
傳統(tǒng)地，光纖包括(i)光纖芯，具有傳輸和可選地放大光信號的功能，以及(ii)光包層，具有將光信號限制在光纖芯中的功能。為此目的，纖芯的折射率(nc)和包層的折射率(ng)滿足nc＞ng。正如本領(lǐng)域所公知，光信號在單模光纖中的傳播被劃分為在纖芯內(nèi)引導(dǎo)的基模(公知為LP01)，以及在纖芯-包層組件內(nèi)的某半徑內(nèi)引導(dǎo)的二次模。
傳統(tǒng)地，階躍折射率光纖，也稱為SMF光纖(“單模光纖”)用作光纖傳輸系統(tǒng)的線路光纖。這些光纖呈現(xiàn)出對應(yīng)于特定電信標(biāo)準(zhǔn)的色散和色散斜率。
為了滿足來自不同制造商的光學(xué)系統(tǒng)的兼容性需求，國際電信聯(lián)盟(ITU)定義了具有標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(SSMF)必須滿足的稱為ITU-TG.652規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。
除其他之外，傳輸光纖的這個G.652標(biāo)準(zhǔn)推薦模場直徑(MFD)在1310納米波長處在8.6微米到9.5微米的范圍；纜線截止波長最大值為1260納米；色散消除波長(用λ0表示)在1300納米到1324納米的范圍；以及最大色散斜率為0.092ps/(nm2.km)(也就是，ps/nm2/km)。
傳統(tǒng)上，將以下波長作為纜線截止波長進(jìn)行測量，在該波長處，光信號通過光纖傳播22米后不再是單模的，比如國際電工委員會的86A子委員會在IEC 60793-1-44標(biāo)準(zhǔn)中定義的那樣。在大部分情形中，對彎曲損耗最具抵抗力的二次模是LP11模。因此，纜線截止波長是這樣的波長，超出該波長，則LP11模在通過光纖傳播22米后都被充分減弱。該標(biāo)準(zhǔn)提出的方法包括，當(dāng)LP11模的衰減大于或等于19.3dB時，認(rèn)為光信號是單模的。
而且，對于給定的光纖，所謂的MAC值被定義為1550納米處光纖的模場直徑與有效截止波長λceff的比值。正如國際電工委員會的86A子委員會在IEC 60793-1-44中定義的那樣，在傳統(tǒng)上將以下波長作為截止波長進(jìn)行測量，在該波長處，光信號通過光纖傳播超過2米后不再是單模的。MAC構(gòu)建了用于評估光纖性能的參數(shù)，特別用于在模場直徑、有效截止波長和彎曲損耗之間找到折衷的參數(shù)。
歐洲專利申請No.1,845,399和歐洲專利申請No.1,785,754闡述了申請人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些在前申請建立了在標(biāo)準(zhǔn)階躍折射率光纖SSMF中曲率半徑為15毫米時的1550納米波長處的MAC值與1625納米波長處的彎曲損耗之間的關(guān)系。在此通過參考而將每個歐洲專利申請整體引入于此。而且，每個申請都指出MAC值影響光纖的彎曲損耗，以及降低MAC會降低這些彎曲損耗。降低模場直徑和/或增加有效截止波長降低MAC值，但是可能導(dǎo)致不符合G.652標(biāo)準(zhǔn)，使得光纖與一些傳輸系統(tǒng)在商業(yè)上不兼容。
降低彎曲損耗同時保持某些光傳輸參數(shù)，對于針對光纖系統(tǒng)到用戶的光纖應(yīng)用(稱為FTTH，光纖到戶)構(gòu)成了挑戰(zhàn)。
國際電信聯(lián)盟(ITU)還定義了稱為ITU-T G.657A和ITU-TG.657B的標(biāo)準(zhǔn)，針對FTTH應(yīng)用的光纖必須滿足該標(biāo)準(zhǔn)，特別是在對彎曲損耗的抵抗力方面。G.657A標(biāo)準(zhǔn)對彎曲損耗值設(shè)定了限制，但是首先尋求與G.652標(biāo)準(zhǔn)保持兼容，特別是在模場直徑MFD和色散放面。另一方面，G.657B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定嚴(yán)格的彎曲損耗限制，特別對于(i)對于15毫米的曲率半徑，在1550納米的波長處小于0.003dB/圈的彎曲損耗，以及(ii)對于15毫米的曲率半徑，在1625納米的波長處小于0.01dB/圈的彎曲損耗。
歐洲專利申請No.1,845,399和歐洲專利申請No.1,785,754提出具有有限彎曲損耗的光纖分布，特別對應(yīng)于G.657A和G.657B標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)范。然而，這些歐洲專利申請中描述的分布，僅可能滿足由G.657B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的彎曲損耗限制。
美國專利No.7,164,835和美國專利申請公開號No.2007/0147756中的每個都通過參考而整體引入于此，它們也描述了呈現(xiàn)出有限彎曲損耗的光纖分布。然而，這些美國專利的光纖僅僅對應(yīng)于G.657A和G.657B標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，特別是在模場直徑MFD和色散方面。
在目前，對于某些應(yīng)用，降低彎曲損耗是必須的，特別是當(dāng)旨在將光纖布設(shè)(staple)或繞在微型化的光盒中時。
孔助光纖技術(shù)使得實(shí)現(xiàn)關(guān)于彎曲損耗的優(yōu)良性能成為可能，但是這個技術(shù)復(fù)雜而且實(shí)施昂貴并且不能用于旨在低成本系統(tǒng)的FTTH系統(tǒng)中使用的光纖。
因此，存在對于明顯比G.657B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的限制更優(yōu)(例如，10倍級地優(yōu)于)的抗彎曲損耗的光纖的需求。滿足這個規(guī)范的光纖還應(yīng)該在傳輸分布方面，特別是在模場直徑方面，保持與G.652標(biāo)準(zhǔn)的兼容。倘若(i)直接的高次LP11模被充分衰減，以及(ii)LP11模在1260納米波長處的衰減達(dá)到19.3dB所需要的光纖長度小于90米，那么彎曲損耗的這種可觀改進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)對更高截止波長的損害。


發(fā)明內(nèi)容
為了上述目的，本發(fā)明包括光纖，具有中央纖芯，中間包層和凹陷槽(depressed trench)。折射率分布被優(yōu)化，以相比G.657標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)定的限制，十倍級地改善彎曲損耗，同時保持模場直徑與G.652標(biāo)準(zhǔn)兼容，并且確保LP11模的充分衰減。
特別地，纖芯的表面以及凹陷槽的表面和體積被優(yōu)化，以顯著改善彎曲損耗。在本發(fā)明的上下文中，纖芯的表面或凹陷槽的表面不能幾何學(xué)地延伸，但應(yīng)該對應(yīng)于考慮了二維的值-半徑與折射率差的積。類似地，凹陷槽的體積對應(yīng)于考慮了三維的值-半徑的平方與折射率差的積。
更具體地，本發(fā)明提出一種單模光纖，從中央到周邊，包括中央纖芯、中間包層、凹陷槽以及外部光包層。中央纖芯具有半徑r1并且與外部光包層之間具有正折射率差Δn1。中間包層具有半徑r2并且與外部光包層之間具有正折射率差Δn2。差Δn 2小于纖芯的折射率差Δn1。凹陷槽具有半徑r3并且與外部光包層之間具有負(fù)折射率差Δn3。本發(fā)明的光纖進(jìn)一步特征在于，它具有(i)1310納米波長處在8.6μm到9.5μm之間的模場直徑(MFD)，以及(ii)對于15毫米曲率半徑和1550納米波長，彎曲損耗小于0.25×10-3dB/圈。對于1260納米波長，LP11模衰減到19.3dB所需要的光纖長度少于90米。
根據(jù)這個發(fā)明的光纖的一個實(shí)施方式，該中央纖芯的面積分(V01)被定義為 其在20.0×10-3μm和23.0×10-3μm之間。
該凹陷槽的面積分(V03)，定義為 其在-55.0×10-3μm和-30.0×10-3μm之間。
該凹陷槽的體積分(V13)，定義為 其在-1200×10-3μm2和-750×10-3μm2之間。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，該光纖具有彎曲損耗抵抗力得到改善的物理屬性和可操作參數(shù)。例如，該光纖具有大于1350納米的有效截止波長λceff，將以下波長作為有效截止波長λceff進(jìn)行測量，在該波長處，光信號進(jìn)行超過2米的光纖傳輸后變?yōu)槭菃文５?。對?550納米波長，對于10毫米的曲率半徑，該光纖具有小于或等于7.5×10-3dB/圈的彎曲損耗，對于7.5毫米的曲率半徑，該光纖具有小于或等于0.05dB/圈的彎曲損耗，以及對于5毫米的曲率半徑，該光纖具有小于0.15dB/圈的彎曲損耗。
這里公開的光纖還在更大的波長處表現(xiàn)出降低的彎曲損耗。例如，在1625納米波長，對于15毫米的曲率半徑，該光纖具有小于1.5×10-3dB/圈的彎曲損耗，對于10毫米的曲率半徑，該光纖具有小于或等于25×10-3dB/圈的彎曲損耗，對于7.5毫米的曲率半徑，該光纖具有小于或等于0.08dB/圈的彎曲損耗，對于5毫米的曲率半徑，該光纖具有小于或等于0.25dB/圈的彎曲損耗。在1550納米波長，對于7.5毫米的曲率半徑，該光纖具有小于或等于0.05dB/圈的彎曲損耗。因此，在優(yōu)選實(shí)施方式中，該光纖具有在1300納米和1400納米之間的截止波長，將以下波長作為截止波長進(jìn)行測量，在該波長處，光信號傳播超過5米的光纖后不再是單模的。截止波長與纜線截止不同，將以下波長作為截止波長進(jìn)行測量，在該波長處，在進(jìn)行超過22米的光纖傳播后LP11模的衰減大于或等于19.3dB。光纖具有在1250納米和1300納米之間的纜線截止波長。
在此討論的第三量度為理論截止波長，測量為LP11模自此以泄漏模進(jìn)行傳播的波長。在一個實(shí)施方式中，該光纖具有小于或等于1250納米的理論截止波長。在1260納米波長處，該光纖在傳播超過22米光纖后LP11模的衰減大于5dB。
上述可操作參數(shù)由光纖的優(yōu)選物理屬性所致。在一個實(shí)施方式中，光纖的中央纖芯具有在3.8μm和4.35μm之間的半徑；該中間包層具有包含在8.5μm和9.7μm之間的半徑；該凹陷槽具有包含在13.5μm和16μm之間的半徑，可以小于或等于15μm，并且該中央纖芯與外部光包層之間具有在5.3×10-3和5.7×10-3之間的折射率差。
如上所述，根據(jù)外部光包層和光纖半徑上的點(diǎn)的折射率差值繪制光纖的折射率分布。中間包層與光包層之間具有在0.1×10-3和0.6×10-3之間的折射率差。該凹陷槽與光包層之間具有在-10.0×10-3和-5.0×10-3之間的折射率差。該光纖在1300納米和1324納米之間具有零色散波長；該光纖在零色散波長處具有小于0.092ps/(nm2.km)的色散斜率值。
本發(fā)明還涉及接納此處公開光纖的至少一部分的光盒。在這樣的盒子中，該光纖可以布置為半徑曲率小于15毫米，其可以處于5毫米的級別。該發(fā)明還涉及包括根據(jù)本發(fā)明的光纖的至少一部分的光纖到戶(FTTH)系統(tǒng)。
在下面的詳細(xì)描述及其附圖中，進(jìn)一步詳述本發(fā)明上述與其它特性和優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)的方式。



圖1描述單模光纖的橫截面，該單模光纖具有在從中央延伸的各半徑處的包層。
圖2描述根據(jù)本發(fā)明的圖1的示例性單模光纖的標(biāo)稱折射率分布。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明的光纖(10)具有中央纖芯(11)、中間包層(12)和凹陷包層(13)。為了此處目的以及不超出本發(fā)明的范圍，凹陷包層表示光纖(10)中具有的折射率小于外部光包層(14)的折射率的徑向部分。典型地，通過硅管中進(jìn)行化學(xué)汽相沉積來獲取中央纖芯(11)、中間包層(12)和凹陷包層(13)。外部光包層(14)包括硅管以及該管上的外包層(overcladding)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，外包層通常是天然的或摻雜硅，還可以通過其它沉積技術(shù)(軸向汽相沉積(“VAD”)或外汽相沉積(“OVD”))來獲取。
圖2示出了圖1的傳輸光纖(10)的折射率分布。圖2的分布為設(shè)置分布，也就是，表示光纖的理論分布，但是在對預(yù)制棒進(jìn)行光纖拉制后獲得的光纖可能具有稍微不同的分布。
通過本領(lǐng)域本身已知的方式，通過預(yù)制棒拉制而獲取光纖(10)。作為實(shí)例，預(yù)制棒可以是最終形成外部光包層(14)的一部分的非常高質(zhì)量的玻璃管(純二氧化硅)。外部光包層(14)包圍光纖(10)的中央纖芯(11)和內(nèi)部包層(12，13)。繼而該管可以被外包(overclad)，以在進(jìn)行到光纖拉制塔的光纖拉制操作之前增加其直徑。對于預(yù)制棒的制造，該管通常水平安裝，并且在其兩端被玻璃棒(glass bar)保持在車床上；接著旋轉(zhuǎn)并且局部加熱該管用于沉積過程，從而確定該預(yù)制棒的構(gòu)成。該構(gòu)成確定未來光纖的光學(xué)特性。
該光纖包括與作為光包層的外部包層(14)之間具有折射率差Δn1的中央纖芯(11)。該光纖(10)進(jìn)一步包括與外部光包層(14)之間具有折射率差Δn2的中間包層(12)，以及與外部光包層(14)之間具有折射率差Δn3的凹陷槽包層(13)。中央纖芯(11)、中間包層(12)和凹陷槽(13)中的折射率在他們各自的整個寬度中基本上恒定，如圖2所示。圖1示出纖芯(11)的寬度由其半徑r1限定并且包層的寬度由其各自外部半徑r2和r3限定。外部光包層由r4表示。
為了定義針對光纖的設(shè)置折射率分布，外部光包層的折射率值通常為標(biāo)號(ng)。接著在圖2中通過折射率差Δn1，2，3表示中央纖芯(11)、中間包層(12)和凹陷槽包層(13)的折射率值。通常，外部光包層(14)由二氧化硅構(gòu)成，但是該包層可能被摻雜以便增加或降低其折射率，例如，以便修改信號的傳播特性。
基于聯(lián)系折射率變量和光纖(10)的每個部分的半徑的積分，還可以定義圖2中示出的每個光纖分布部分(21-24)。因此，可以為本發(fā)明的光纖(10)定義三個面積分，表示纖芯表面V01、中間包層表面V02以及凹陷槽表面V03。術(shù)語“表面”不應(yīng)該按照幾何學(xué)來理解，而應(yīng)該對應(yīng)于考慮了2維的值。這三個面積分可以通過下列表示 類似地，可以為本發(fā)明的光纖(10)定義三個體積分，表示纖芯體積V11、中間包層體積V12以及凹陷槽體積V13。術(shù)語“體積”不應(yīng)該按照幾何學(xué)來理解，而應(yīng)該對應(yīng)于考慮了3維的值。這三個體積分可以通過下列表示 表I(下面)示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，與3個SSMF光纖分布和1個對應(yīng)于G.657A標(biāo)準(zhǔn)和G.657B標(biāo)準(zhǔn)的光纖分布(標(biāo)記為“BIF”彎曲不敏感光纖)相比較的30個光纖分布例子。申請人以商標(biāo)BendBrightXS銷售對于彎曲損耗具有良好抵抗性的彎曲不敏感光纖。表中的值對應(yīng)于每個光纖的設(shè)置分布。
表I的第1列為每個例子指定參考符號；接下來的3列分別給出了纖芯(11)、中間包層(12)和凹陷槽(13)的半徑值。接下來的3列給出了與外部光包層(14)的折射率差的對應(yīng)值。折射率值在633納米波長處測量。表I還示出如上定義的纖芯(11)、中間包層(12)和凹陷槽(13)的面積分和體積分值。
表I


根據(jù)本發(fā)明的光纖(10)是階躍光纖，包括中央纖芯(11)、中間包層(12)和凹陷槽(13)。從表I可以注意到，中央纖芯(11)具有在3.8μm和4.35μm之間的半徑r1，半徑r1優(yōu)選在3.8μm和4.05μm之間，也就是，比SSMF光纖的纖芯要更窄。光纖(10)與外部光包層之間具有折射率差Δn1(21)在5.3×10-3和5.7×10-3之間，也就是，大于SSMF光纖。纖芯的面積分V01在20.0×10-3μm和23.0×10-3μm之間，纖芯的體積分V11在81×10-3μm2和91×10-3μm2之間。
從表I還可以注意到，根據(jù)本發(fā)明的光纖具有凹陷槽(13)。凹陷槽(13)具有大體積，而且使得顯著降低彎曲損耗成為可能。因此，表I示出了凹陷槽(13)具有13.5μm和16μm之間的半徑r3以及與外部光包層(14)具有-10.0×10-3和-5.0×10-3之間的折射率差Δn3(23)。
表I還示出如上定義的凹陷槽的面積分V03在-55.0×10-3μm和-30.0×10-3μm之間，而且如上定義的凹陷槽的體積分V13在-1200×10-3μm2和-750×10-3μm2之間。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，凹陷包層的半徑r3可以限定到15μm以進(jìn)一步降低光纖制造成本(只有例子24和30的凹陷包層具有大于15μm的半徑)。實(shí)際上，可以通過等離子體化學(xué)汽相沉積(PCVD)來制造凹陷槽(13)，使得將大量氟結(jié)合到二氧化硅中以形成深度凹陷包層成為可能。然而，光纖(10)對應(yīng)于管和PCVD沉積的部分是最昂貴的，因此希望盡可能地限制這部分?？梢栽O(shè)想通過結(jié)合微孔或微泡而不是通過氟摻雜來產(chǎn)生凹陷槽(13)。然而，對于工業(yè)生產(chǎn)，氟摻雜比結(jié)合微泡更容易控制。
對應(yīng)于上面定義的表面和體積規(guī)范的凹陷槽(13)，使得可以在相比現(xiàn)有光纖顯著降低彎曲損耗和在1260納米波長處LP11模的充分一致的泄漏體制(regime)之間實(shí)現(xiàn)折衷。
從表IV(其在下文中進(jìn)行詳細(xì)討論)中可以清楚地看出，根據(jù)本發(fā)明光纖的彎曲損耗比由G.657B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的限制小10倍(10x)。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的光纖在截止波長方面并不嚴(yán)格符合G.657標(biāo)準(zhǔn)。正如從表III(其在下文中進(jìn)行詳細(xì)討論)中可以清楚看出的那樣，根據(jù)本發(fā)明的光纖具有大于1350納米的有效截止波長λceff，以及在1250納米和1300納米之間的纜線截止波長λcc。不管怎樣，這里公開的光纖確保在1260納米泄漏模體制中傳播更高次的LP11模。
由表I還可以注意到，光纖的優(yōu)選實(shí)施方式在中央纖芯(11)和凹陷槽(13)之間具有中間包層(12)。這個中間包層(12)使得限制凹陷槽(13)對纖芯中光信號的傳播的影響成為可能。表I示出中間包層(12)具有的半徑r2在8.5μm和9.7μm之間，以及與光包層之間的折射率差Δn2(22)在0.1×10-3和0.6×10-3之間。表I示出了如上定義的中間包層的面積分V02在0.5×10-3μm和3.0×10-3μm之間。如上定義的中間包層的體積分V12在6×10-3μm2和40×10-3μm2之間。
結(jié)合中間包層(12)優(yōu)化了根據(jù)本發(fā)明的光纖(10)的中央纖芯(11)，從而保證光纖中的光傳輸參數(shù)與G.652和G.657A標(biāo)準(zhǔn)相一致，特別是在模場直徑和色散方面。這還有助于確保與其它光系統(tǒng)的光纖的兼容性。
表II(下面)示出根據(jù)本發(fā)明的光纖的光傳輸特性。第一列重復(fù)表I的參考符號。隨后的列針對每種光纖分布來提供針對1310納米和1550納米波長的模場直徑(MFD)值，零色散波長(ZDW)和零色散斜率(ZDS)。
表II 由表II注意到，根據(jù)本發(fā)明的光纖(10)與對應(yīng)于G.652標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范的光纖相兼容。特別地，在1310納米波長處，此處公開的光纖具有在從8.6μm到9.5μm的值的標(biāo)準(zhǔn)化范圍之間的模場直徑MFD，在1300納米和1324納米之間的零色散波長，以及小于0.092ps/(nm2.km)的零色散斜率。這些值中的每一個都是按照G.652標(biāo)準(zhǔn)的。
另一方面，如表III(下面)所示，光纖具有大于1350納米的有效截止波長λceff。如上討論，正如國際電工委員會的86A子委員會在IEC 6-793-1-44標(biāo)準(zhǔn)中所定義的那樣，將以下波長作為截止波長進(jìn)行測量，在該波長處，光信號通過光纖傳播超過2米后不再是單模的。增加的有效截止波長值導(dǎo)致纜線截止波長值λcc在1250納米和1300納米之間。正如國際電工委員會的86A子委員會在IEC6-793-1-44標(biāo)準(zhǔn)中所定義，通過以下方式測量截止波長纜線截止波長，在該波長處，光信號通過光纖傳播超過22米后不再是單模的。當(dāng)LP 11模的衰減大于或等于19.3dB時，光信號是單模的。G.652和G.657標(biāo)準(zhǔn)對于纜線截止波長都設(shè)定最大值為1260納米。
此處公開的發(fā)展的一個目的，是生產(chǎn)在光學(xué)系統(tǒng)采用的所有傳輸帶寬上都能夠使用的光纖，也就是，可以在單模傳輸中使用的光纖，該單模傳輸從原始帶寬(OB)(其從1260納米延伸到1360納米)到超過1625納米的超長(UL)帶寬。低截止波長使得可以在所有可用帶寬上使用該光纖。
然而，表III(下面)的仿真示出從1260納米波長根據(jù)泄漏模傳播直接更高次LP11模。因此，這里公開的光纖可以使用在原始帶寬(OB1260納米到1360納米)的單模傳輸中。
表III(下面)示出根據(jù)本發(fā)明的光纖的一些截止波長值。表III的第一列重復(fù)表I的參考符號。
“理論光纖截止”列提供理論截止波長值，其對應(yīng)于在LP11模的引導(dǎo)傳播和該LP11模的泄漏模傳播之間的躍遷波長。對于超過該有效截止波長的工作波長，在泄漏模中傳播LP11模。
“標(biāo)準(zhǔn)光纖截止”列對應(yīng)于由國際電工委員會的86A子委員會在IEC 60793-1-44標(biāo)準(zhǔn)中定義的有效截止波長λceff。
“5m光纖截止”列對應(yīng)于通過以下方式測量得到的波長，在該波長處光信號在傳播超過5米光纖后不再是單模的。因此，該值對應(yīng)于傳播超過5米光纖而不是2米光纖后測量的有效截止波長。
“標(biāo)準(zhǔn)纜線截止”列對應(yīng)于由國際電工委員會的86A子委員會在IEC 60793-1-44標(biāo)準(zhǔn)中定義的纜線截止波長λcc。根據(jù)國際電工委員會的86A子委員會在IEC 60793-1-44標(biāo)準(zhǔn)中的建議，通過將光纖定位在2個40毫米半徑環(huán)中并且將該光纖的剩余部分(也就是，21.5米的光纖)布置在具有140毫米半徑的心軸(mandrel)上，從而確定纜線截止波長λcc。
通過將光纖定位到兩個各具有40毫米半徑的環(huán)中，以及通過布置基本平直的纜線的剩余部分(也就是，21.5米的光纖)，“平直纜線截止”列對應(yīng)于纜線截止波長。
“22m之后的LP11 LL@1260”列，表示在傳播超過22米的基本平直的光纖后LP11模的泄漏損耗。
“長度-19.3dB LP11 LL@1260nm”列，表示通過基本保持平直的光纖來實(shí)現(xiàn)LP 11模的泄漏損耗等于19.3dB所需要的光纖長度。這表示在該距離處，基本平直布置的光纖在G.652和G.657標(biāo)準(zhǔn)的涵義內(nèi)為單模。
表III 由表III注意到，標(biāo)準(zhǔn)有效截止波長λceff，也就是，如根據(jù)國際電工委員會的86A子委員會在IEC 60793-1-44標(biāo)準(zhǔn)中建議所測量的那樣，大于1350納米。類似地，由表III注意到，標(biāo)準(zhǔn)纜線截止波長λcc，也就是，如根據(jù)國際電工委員會的86A子委員會在IEC6-793-44標(biāo)準(zhǔn)中的建議所測量的那樣，在1250納米和1300納米之間，也就是，經(jīng)常大于由G.652和G.657標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的1260納米的限制。
然而，由表III注意到，無論如何，LP11模從1260納米嚴(yán)重衰減。實(shí)際上，“理論”截止波長小于或者等于1250納米。因此，更高次LP11模在原始帶寬中以泄漏模機(jī)制傳播，并且在本發(fā)明的光纖中只有基模從1260納米波長起保持引導(dǎo)。
類似地，由表III注意到，在光纖中僅進(jìn)行5米的傳播后，光纖截止波長顯著地降低。因此，對于根據(jù)本發(fā)明的光纖，截止波長在1300納米到1400納米之間，其中將以下波長作為截止波長進(jìn)行測量，在該波長處，光信號傳輸超過5米的光纖后不再是單模的。
而且，表III清楚表明，22米的傳播后，LP11模已經(jīng)大幅衰減。特別注意到，當(dāng)光纖基本平直布置時，LP11模在根據(jù)本發(fā)明的光纖(10)中的衰減大于LP11模在SSMF光纖中的衰減。實(shí)際上，在SSMF光纖中，彎曲使得高度衰減LP11模成為可能。因此，對于1260納米波長，在平直光纖中進(jìn)行超過22米的傳播后，該光纖的LP11模衰減大于5dB。
而且，表III還表明，在不到90米之后而不是標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)定的22米，相對迅速地實(shí)現(xiàn)至少19.3dB的LP11模衰減，。
因此，在最嚴(yán)格意義上，在截止波長方面沒有符合G.652和G.657標(biāo)準(zhǔn)這一問題被更高次LP11模從1260納米開始被充分衰減這一事實(shí)最小化，從而不損害基模的傳播質(zhì)量。
而且，有效截止波長的增加，使得可以增加如上定義的MAC值，并且最終降低彎曲損耗。
表IV(下面)報告了這里公開的光纖的優(yōu)選實(shí)施方式的彎曲損耗值。表IV的第1列重復(fù)表I的參考符號。接下來的4列表明1550納米波長處15毫米、10毫米、7.5毫米和5毫米曲率半徑的各自彎曲損耗值PCC。接下來的4列給出1625納米波長處15毫米、10毫米、7.5毫米和5毫米曲率半徑的各自彎曲損耗值PCC。
最后1列具有品質(zhì)因子FOM，其表示根據(jù)本發(fā)明的光纖相對于G.657B的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的限制在彎曲損耗方面改進(jìn)的幅度級。因此，表IV的FOM被定義為，對于每個測量的曲率半徑，G.657B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的上限與本發(fā)明的光纖中彎曲損耗的比率的平均值。
表IV在第一行描述，G.657B標(biāo)準(zhǔn)為每個曲率半徑以及1550納米和1625納米波長所設(shè)定的彎曲損耗限制值。
表IV

由表IV可以注意到，對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明分布的光纖的彎曲損耗明顯小于G.657標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的限制。
因此，對于1550納米波長，與G.657B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的3×10-3dB/圈的限制相對比，對于15毫米曲率半徑，上述光纖的彎曲損耗小于0.25×10-3dB/圈。與G.657B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的0.1dB/圈的限制相對比，上述光纖對于10毫米曲率半徑具有小于或等于7.5×10-3dB/圈的彎曲損耗。與G.657B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的0.5dB/圈的限制相對比，對于7.5毫米曲率半徑，彎曲損耗小于或等于0.05dB/圈，以及對于5毫米曲率半徑，彎曲損耗小于或等于0.15dB/圈。
在根據(jù)本發(fā)明的光纖中，相比于G.657B標(biāo)準(zhǔn)的限制，1550納米波長處的彎曲損耗已經(jīng)改善了超過10倍。
類似地，對于1625納米波長，與G.657B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的10×10-3dB/圈的限制相對比，根據(jù)本發(fā)明的光纖對于15毫米的曲率半徑展現(xiàn)出小于1.5×10-3dB/圈的彎曲損耗。與G.657B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的0.2dB/圈的限制相對比，對于10毫米的曲率半徑，彎曲損耗小于或等于25×10-3dB/圈。與G.657B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的1dB/圈的限制相對比，該光纖對于7.5毫米的曲率半徑展現(xiàn)出小于或等于0.08dB/圈的彎曲損耗，以及對于5毫米的曲率半徑，彎曲損耗小于0.25dB/圈。
在根據(jù)本發(fā)明的光纖中，相比于G.657B標(biāo)準(zhǔn)的限制，1625納米波長處的彎曲損耗已經(jīng)改善了超過10倍?？梢砸庾R到，在光纖預(yù)制棒工業(yè)生產(chǎn)的框架之內(nèi)，與標(biāo)準(zhǔn)相比較，通過僅考慮在標(biāo)準(zhǔn)中指出的重要數(shù)字來執(zhí)行一致性測試。因此，在1625納米波長，當(dāng)G.657B標(biāo)準(zhǔn)對于15毫米的曲率半徑設(shè)定0.01dB/圈的限制時，對于這個曲率半徑，在該波長處制造商容忍的彎曲損耗范圍最多到0.014dB/圈。因此，在1625納米波長，對于15毫米曲率半徑的彎曲損耗小于1.5×10-3dB/圈(也就是，根據(jù)本發(fā)明的光纖)，至少比標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的限制要好10倍。
表IV的FOM列表明，相比現(xiàn)有的對應(yīng)于G.657B標(biāo)準(zhǔn)要求的BIF光纖，本發(fā)明的光纖具有明顯改善的彎曲損耗。
這里公開的光纖非常適于在安裝到用戶家庭的FTTH類型的光學(xué)系統(tǒng)中使用，在這種情況中由于光盒微型化或用釘將光纖保持，光纖容易遭受顯著彎曲應(yīng)力。光纖可以布置在部分緊密的光盒中。實(shí)際上，光纖可以被設(shè)置為具有小于15毫米的曲率半徑，例如，大約5毫米的曲率半徑。該光纖與現(xiàn)有系統(tǒng)的光纖保持兼容，特別是在良好的光纖到光纖耦合的模場直徑方面。由于LP11模從1260納米波長顯著衰減，截止波長的增加并沒有害處。
如關(guān)于抗微彎曲光纖(Microbend-Resistant Optical Fiber)的共同受讓美國專利申請No.60/986,737(Overton)和關(guān)于抗微彎曲光纖(Microbend-Resistant Optical Fiber)的共同受讓美國專利申請No.61/041,484(Overton)中所闡述(每個都通過參考而整體引入)，將彎曲不敏感的玻璃光纖(例如，Draka Comteq的商標(biāo)名為

的可用單模玻璃光纖)和具有非常低模數(shù)的一次涂覆層(例如，DSM Desotech的以商標(biāo)名DeSolite

DF 1011提供的UV-可固化聚氨酯丙烯酸酯產(chǎn)品)配對，實(shí)現(xiàn)了具有非常低損耗的光纖(例如，與采用傳統(tǒng)涂覆層系統(tǒng)的單模光纖相比，降低了至少10倍的微彎曲靈敏度)。因此，美國專利申請No.60/986,737和美國專利申請No.61/041,484中公開的涂覆層應(yīng)用到本發(fā)明的單模光纖也是在本發(fā)明的范圍內(nèi)的。
在這點(diǎn)上，根據(jù)IEC固定直徑砂紙鼓(fixed-diameter sandpaperdrum)測試(其，即使在室溫下也提供影響單模光纖的微彎曲壓力情形)(也就是，IEC TR62221，方法B，40微米等級砂紙)，可以分析微彎曲。IEC TR62221微彎曲-靈敏性技術(shù)報告和標(biāo)準(zhǔn)測試過程(例如，IEC TR62221，方法B(固定直徑砂紙鼓)和方法D(竹籃式織法))在此通過參考而整體引入。
本申請進(jìn)一步通過參考而整體引入以下共同受讓專利、專利申請和專利申請公開，每一個分別討論光纖如下關(guān)于用于光纖光學(xué)引導(dǎo)應(yīng)用的單模彎曲不敏感光纖(Single Mode Bend Insensitive Fiberfor Use in Fiber Optic Guidance Applications)的美國專利No.4,838,643(Hodges及其他人)；美國專利申請公開號No.US2007/0127878A1及其相關(guān)的關(guān)于單模光纖的美國專利申請No.11/556,895(de Montmorillon及其他人)；美國專利申請公開號No.US 2007/0280615A1及其相關(guān)的關(guān)于單模光纖(Single ModeOptical Fiber)的美國專利申請No.11/697,994(de Montmorillon及其他人)；美國專利號No.7,356,234及其相關(guān)的關(guān)于色散補(bǔ)償光纖(Chromatic Dispersion Compensating Fiber)的美國專利申請(deMontmorillon及其他人)；美國專利申請公開號US 2008/0152288A1及其相關(guān)的關(guān)于光纖(Optical Fiber)的美國專利申請No.11/999,333(Flammer及其他人)；以及關(guān)于單模光纖(Single Mode OpticalFiber)的美國專利申請No.61/101,337(de Montmorillon及其他人)。
根據(jù)本發(fā)明的光纖可以進(jìn)一步包括一個或多個涂覆層(例如，一次涂覆層和二次涂覆層)。涂覆層中的至少一個(通常為二次涂覆層)可以著色和/或擁有其它標(biāo)記以幫助標(biāo)識單獨(dú)的光纖。可選地，第三墨色層可以包圍一次涂覆層和二次涂覆層。
根據(jù)本發(fā)明的光纖可以布置在各種結(jié)構(gòu)中，諸如下面公開的這些示例性結(jié)構(gòu)。
例如，可以在緩沖管內(nèi)裝進(jìn)本發(fā)明的一個或多個光纖。例如，光纖可以布置在單光纖松散緩沖管中或者多光纖松散緩沖管中。對于后者，可以在緩沖管或其它結(jié)構(gòu)中卷或絞多個光纖。在這點(diǎn)上，在多光纖松散緩沖管的內(nèi)部，光纖的子束可以與包扎件分離(例如，每個光纖子束封套在包扎件中)。而且，扇出管可以安裝在這樣的松散緩沖管的終端處，從而直接用現(xiàn)場組裝的連接器端接被松散緩沖的光纖。
在其它實(shí)施方式中，緩沖管可以緊固地包圍最外面的光纖涂覆層(也就是，緊緩沖光纖)或包圍最外面的光纖涂覆層或墨色層以提供示例性的大約50到100微米的徑向間隙(也就是，半緊緩沖光纖)。
關(guān)于先前的緊緩沖光纖，通過用固化成分(curable composition)(例如，UV-可固化材料)或熱塑材料涂覆光纖可以形成緩沖。緊緩沖管的外直徑典型的小于1,000微米(例如，大約500微米或大約900微米)，而無論該緩沖管由可固化或非可固化材料形成。
關(guān)于后面的半緊緩沖光纖，可以在光纖和緩沖管之間包括潤滑劑(例如，提供滑動層)。
正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知，可以由聚烯烴(例如，聚乙烯或聚丙烯)，包括氟化的聚烯烴、聚脂(例如，聚對苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(例如，尼龍)以及其它聚合材料和合成物，形成在此公開的包含光纖的示例性緩沖管。通常，可以由一層或多層形成緩沖管。這些層可以是同性質(zhì)的或者可以在每層內(nèi)包括各種材料的混合物或合成物。
在此處的上下文中，緩沖管可以被擠壓(extrude)(例如，受擠壓的聚合材料)或拉擠(pultrude)(例如，被拉擠的光纖增強(qiáng)塑料)。例如，緩沖管可以包括抗高溫和抗化學(xué)的材料(例如，芳族材料或聚砜材料)。
雖然緩沖管典型具有圓形截面，但可選地，緩沖管可以具有不規(guī)則或非圓形形狀(例如，橢圓或梯形截面)。
可選地，一個或多個本發(fā)明的光纖可以簡單地由外部保護(hù)外殼環(huán)繞，或者封裝在密封金屬管中。在每個結(jié)構(gòu)中，并不必然需要中間緩沖管。
這里公開的多種光纖，可以被夾持、封裝，和/或粘邊，以形成光纖帶。光纖帶可以被分成子單元(例如，12光纖帶可以分成6個光纖子單元)。而且，可以聚集多個這種光纖帶，以形成可以具有各種尺寸和形狀的帶垛(ribbon stack)。
例如，可以形成矩形帶垛，或者最上面和最下面的光纖帶比朝向垛中央的光纖帶具有更少光纖的帶垛。這種結(jié)構(gòu)可以有助于增加緩沖管和/或纜線中的光學(xué)元件(例如，光纖)密度。
通常，由于遭受其它的約束(例如，纜線或中跨距衰減)，期望在緩沖管和/或纜線中增加傳播元件的填充。光學(xué)元件自身可以被設(shè)計用于增加的填充密度。例如，光纖可以具有修改的屬性，比如改進(jìn)的折射率分布、纖芯或包層尺寸，或一次涂覆層厚度和/或模數(shù)，以改進(jìn)微彎曲和宏彎曲(macrobending)特性。
例如，可以通過或可以不通過中央絞線(twist)(即“一次絞線”)來形成矩形帶垛。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識到，帶垛通常使用旋轉(zhuǎn)絞線來制造，從而允許管或纜線彎曲，而在纏繞、安裝和使用期間不會將過量的機(jī)械應(yīng)力施加于光纖上。在結(jié)構(gòu)變形中，絞繞的(或沒有絞繞的)矩形帶垛可以進(jìn)一步形成盤繞(coil)狀配置(例如，螺旋)或波狀配置(例如，正弦)。換句話說，帶垛可以具有規(guī)則的“二次”變形。
正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識到，可以將這種光纖帶定位到緩沖管或其它包圍結(jié)構(gòu)中，比如緩沖-管-自由纜線。由于遭受某種約束(例如，衰減)，期望增加諸如緩沖管和/或光纖纜線中的光纖或光纖帶之類的元件的密度。
容納光纖的多個緩沖管(例如，松散的或者帶化的光纖)可以外部定位在中央加強(qiáng)部件附近且股絞(strand)環(huán)繞中央加強(qiáng)部件。可以在一個方向螺旋地實(shí)現(xiàn)該股絞，公知為“S”或“Z”股絞，或者反向擺動層股絞，公知為“S-Z”股絞。當(dāng)在安裝和使用中出現(xiàn)纜線應(yīng)變時，環(huán)繞中央加強(qiáng)部件的股絞降低了光纖應(yīng)變。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在安裝或操作狀態(tài)下將針對拉伸纜線應(yīng)變和縱向壓縮纜線應(yīng)變二者的光纖應(yīng)變最小化的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)于可能發(fā)生在安裝過程中的拉伸纜線應(yīng)變，纜線將變得更長而光纖可以移動到更接近纜線的中軸，以降低(假如不消除)轉(zhuǎn)移到光纖的應(yīng)變。關(guān)于可能在低操作溫度下由于纜線部件的收縮而發(fā)生的縱向壓縮應(yīng)變，光纖將更加遠(yuǎn)離纜線的中軸移動，以降低(假如不消除)變換到光纖的壓縮應(yīng)變。
在一種變形中，緩沖管的兩個或更多基本上同心的層可以定位在中央加強(qiáng)部件的周圍。在進(jìn)一步的變形中，多個股絞元件(例如，股絞環(huán)繞加強(qiáng)部件的多個緩沖管)自身可以相互股絞環(huán)繞，或環(huán)繞一次中央加強(qiáng)部件。
可選地，包含光纖的多個緩沖管(例如，松散的或帶化的光纖)，可以簡單在外部鄰近中央加強(qiáng)部件布置(也就是，不以特定方式有意地將緩沖管股絞或布置環(huán)繞中央，而且緩沖管基本上與中央加強(qiáng)部件平行)。
還是可選地，可以用中央緩沖管定位本發(fā)明的光纖(也就是，中央緩沖管纜線具有中央緩沖管而不是中央加強(qiáng)部件)。這樣的中央緩沖管纜線可以在別處布置加強(qiáng)部件。例如，金屬或非金屬(例如，GRP)加強(qiáng)部件可以布置在纜線外殼自身內(nèi)部，和/或高強(qiáng)度紗(例如，聚芳基酰胺線或非聚芳基酰胺線)的一層或多層可以被定位為平行于或卷繞(例如，反向螺旋)中央緩沖管(也就是，在纜的內(nèi)部空間中)。同樣地，加強(qiáng)部件可以包括在緩沖管的外套內(nèi)。
在其它實(shí)施方式中，光纖可以布置在開槽纖芯纜線中。在開槽纖芯纜線中，光纖(獨(dú)自地或者作為光纖帶)可以布置在中央加強(qiáng)部件表面上預(yù)制形狀的螺旋槽(即，溝道)中，從而形成開槽纖芯單元。開槽纖芯單元可以被緩沖管包繞。一個或多個這種開槽纖芯單元可以布置在開槽纖芯纜線中。例如，多個開槽纖芯單元可以螺旋股絞在中央加強(qiáng)部件周圍。
可選地，可以用雙保險鉤(maxitube)纜線設(shè)計方式來股絞光纖，從而光纖在大的多光纖松散緩沖管內(nèi)股絞環(huán)繞自身，而不是股絞環(huán)繞中央加強(qiáng)部件。換句話說，大的多光纖松散緩沖管中央地布置在雙保險鉤纜線內(nèi)。例如，這樣的雙保險鉤纜線可以部署在光纖地線(OPGW)中。
在其它布線實(shí)施方式中，多個緩沖管可以股絞環(huán)繞自身，而無需存在中央部件。這些股絞緩沖管可以被保護(hù)管包圍。保護(hù)管可以作為光纖纜線的外部殼，或者進(jìn)一步被外殼包圍。保護(hù)管可以緊密或松散環(huán)繞被股絞的緩沖管。
正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知，可以在纜線纖芯內(nèi)包括附加部件。例如，銅纜或者其它有源傳輸元件可以被股絞或被捆扎在纜外殼內(nèi)。無源元件也可以布置在纜芯內(nèi)，比如在緩沖管的內(nèi)壁和封閉的光纖之間?？蛇x地，例如，無源元件還可以布置在緩沖管的外面，在緩沖管各外壁和纜線護(hù)套的內(nèi)壁之間，或者，在緩沖-管-自由纜線的內(nèi)部空間內(nèi)。
例如，可以采用紗、非紡織品、織品(例如，帶子)、泡沫，或包含遇水膨脹材料和/或涂覆有遇水膨脹材料(例如，包括高吸水性樹脂(SAP)，比如SAP粉)的其它材料，以提供水阻(waterblocking)和/或?qū)⒐饫w耦合到環(huán)繞緩沖管和/或纜線護(hù)套(例如，經(jīng)由粘結(jié)、摩擦和/或壓縮)。示例性的遇水膨脹元件公開于共同受讓的美國專利申請公開號US2007/0019915A1及其相關(guān)的美國專利申請?zhí)?1/424112“Water-Swellable Tape，Adhesive-Backed for couplingwhen Used Inside a Buffer Tube(Overton等人)”中，其中每個在此都通過參考而整體引入。
而且，可以在一個或多個無源元件(例如，遇水膨脹材料)上提供膠粘劑(例如，熱熔膠粘劑或可固化膠粘劑，比如通過暴露到光化輻射而交聯(lián)的聚硅酮丙烯酸酯)，以將該元件粘結(jié)到緩沖管。還可以使用膠粘劑材料，以在緩沖管內(nèi)將遇水膨脹部件粘結(jié)到光纖。在關(guān)于“Gel-Free Buffer Tube with Adhesively Coupled OpticalElement(Overton等人)”的共同受讓美國專利申請公開號No.US2008/0145010A1中公開了這種元件的示例性布置，其在此通過參考而整體引入。
緩沖管(或緩沖-管-自由纜)還可以在光纖和緩沖管的內(nèi)壁之間包含觸變(thixotropic)成分(例如，脂肪或類脂膠)。例如，用水阻的油基填充脂填充緩沖管的自由空間，有助于阻止水的進(jìn)入。另外，觸變填充脂機(jī)械地(例如，粘性地)將光纖耦合到圍繞的緩沖管。
這種觸變填充脂相對較重和混亂，從而妨礙連接和接合(slice)操作。因此，本發(fā)明的光纖可以部署到干的纜線結(jié)構(gòu)中(也就是，無脂緩沖管)。
在2008年6月26日遞交的關(guān)于“Coupling Composition forOptical fiber Cables”的共同受讓美國專利申請No.12/146,588(Parris及其他人)中，公開了無觸變填充脂的示例性緩沖管結(jié)構(gòu)，在此通過參考整體引入。這種緩沖管采用由高分子重量彈性聚合物(例如，在重量方面約占百分之35或更少)和在低溫流動的油(例如，在重量方面約占百分之65或更多)的混合物所形成的耦合成分。不同于觸變填充脂，該耦合成分(例如，用為粘膠或泡沫)通常是干的，因此在接合過程中不太混亂。
正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，此處公開的包圍光纖的纜線可以具有根據(jù)各種設(shè)計由各種材料所形成的外殼?？梢杂删酆喜牧闲纬衫|線外殼，比如，例如，聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯(PVC)，聚酰胺(例如，尼龍)，聚酯(例如，PBT)，氟化塑料(例如，丙烯，聚氟乙烯或聚乙二烯二氟化物)，以及乙烯-醋酸乙烯。外殼和/或緩沖管材料還可以包含其它添加物，比如成核劑，阻燃劑，耐煙劑，抗氧化劑，UV吸收劑，和/或增塑劑。
纜線外殼可以是由絕緣材料(例如，非導(dǎo)電聚合物)形成的單個外殼，具有或者不具有可以用于改進(jìn)保護(hù)(例如，防止被侵蝕)和由纜線外殼提供的強(qiáng)度的補(bǔ)充結(jié)構(gòu)元件。例如，隨同一個或多個絕緣外套，一個或多個金屬(例如，鋼)帶層可以形成纜線外殼。金屬或玻璃纖維的加固桿(例如，GRP)還可以結(jié)合到外殼中。另外，還可以在各種外殼材料下采用芳族聚酰胺、玻璃纖維或滌綸紗(例如，在纜線外殼和纜線纖芯之間)，和/或可以例如在纜線外殼內(nèi)定位剝離繩(ripcord)。
類似于緩沖管，光纖纜線外殼通常具有圓形橫截面，但是纜線外殼可選地可以是不規(guī)則的或非圓形的(例如，橢圓，梯形或扁平橫截面)。
例如，根據(jù)本發(fā)明的光纖可以結(jié)合到單光纖引出纜線(singlefiber drop cable)中，比如那些在多住戶單元(MDU)應(yīng)用中采用的纜線。在這樣部署中，纜線外套必須呈現(xiàn)建筑規(guī)范所要求的抗壓性、耐磨性、抗穿刺性、熱穩(wěn)定性和耐火性。這種纜線外套的示例性材料是機(jī)械地保護(hù)光纖而且足夠有彈性以促進(jìn)容易MDU安裝的熱穩(wěn)定的阻燃聚氨酯(PUR)?？蛇x地，可以使用阻燃聚烯烴或聚氯乙烯外殼。
通常，正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知，加強(qiáng)部件典型為棒或股繞/螺旋繞線或光纖的形式，然而其它配置在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的知識范圍內(nèi)。
可以不同地部署包含所公開光纖的光纖纜線，包括作為引出纜線、配電纜線、饋電纜線、干線纜線和連接(stub)纜線，這些中的每一個都可以具有變化的操作需求(例如，溫度范圍，抗壓性，抗紫外線和最小彎曲半徑)。
這樣的光纖纜線可以安裝在管道、微管道、氣室(plenum)或氣口(riser)中。例如，光纖纜線通過牽拉和吹制(blowing)(例如，使用壓縮空氣)可以安裝在現(xiàn)有的管道或微管道中。在關(guān)于“Communication Cable Assembly and Installation Method”的共同受讓美國專利申請公開號No.2007/0263960(Lock及其他人)，以及2008年8月28日遞交的、關(guān)于“Modified Pre-FerrulizedCommunication Cable Assembly and Installation Method”的美國專利申請No.12/200,095(Griffioen及其他人)中公開了示例性纜線安裝方法，它們中每一個在此通過參考而整體引入。
注意的是，包含光纖的緩沖管(例如，松散的或帶化光纖)可以被股絞(例如，環(huán)繞中央加強(qiáng)部件)。在這樣的配置中，光纖纜線的保護(hù)性外殼可以具有帶紋路(textured)的外表面，其沿著纜線的長度方向以重復(fù)下面的緩沖管的股絞形狀的方式周期性地改變。保護(hù)外殼的紋路分布可以改進(jìn)光纖纜線的吹制性能。帶紋路的表面降低了纜線與管道或微管道之間的接觸面，并增加了吹制介質(zhì)(例如，空氣)和纜線之間的摩擦?？梢杂赡軌虼龠M(jìn)吹制安裝的低摩擦系數(shù)材料生成保護(hù)性外殼。而且，可以向保護(hù)性外殼提供潤滑劑以進(jìn)一步促進(jìn)吹制安裝。
通常，為了實(shí)現(xiàn)滿意的長距離吹制性能(例如，大約3000到5000英尺之間或更長)，光纖纜線的外部纜線直徑應(yīng)該不超過管道或微管道內(nèi)部直徑的大約百分之70到80。
在空氣吹制光纖系統(tǒng)中，壓縮空氣還可以用于安裝根據(jù)本發(fā)明的光纖。在空氣吹制光纖系統(tǒng)中，未填充的纜線或微管道的網(wǎng)絡(luò)在光纖安裝之前被安裝。隨后，光纖可以在需要時被吹到安裝纜線中，以支持該網(wǎng)絡(luò)變化的需求。
而且，光纖纜線可以直接埋在地下，或作為懸架在支柱或支撐塔的架空纜線。架空纜線可以是自支撐的或固定或纏掛到支撐體上(例如，吊線或其它纜線)。示例性的架空光纖纜線包括架空地線(OPGW)、全介質(zhì)自承式纜線(ADSS)、全介質(zhì)捆綁式纜線(AD-Lash)以及8字纜線，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員良好地理解這些中的每個纜線。(8字纜線以及其它設(shè)計可以直接埋在或安裝到管道中，而且可選的包括調(diào)色(toning)元件，比如金屬線，從而可以用金屬探測器發(fā)現(xiàn)它們)。
另外，雖然可以用外部纜線外殼進(jìn)一步保護(hù)光纖，但光纖自身可以進(jìn)一步被加強(qiáng)，從而光纖可以包含在允許單獨(dú)光纖的單獨(dú)路由的分支(breakout)纜線中。
為了在傳輸系統(tǒng)中有效地采用本發(fā)明的光纖，網(wǎng)絡(luò)的各點(diǎn)處需要連接。典型通過熔接、機(jī)械接合或機(jī)械連接器形成光纖連接。
在安裝到網(wǎng)絡(luò)上之前，連接器的匹配端部可以在現(xiàn)場(例如在網(wǎng)絡(luò)位置處)或者在工廠中安裝到光纖端部。連接器的端部在現(xiàn)場進(jìn)行匹配，從而將光纖連接在一起，或者將光纖連接到無源或有源部件。例如，特定的光纖纜線組件(例如分叉組件)可以以保護(hù)性方式將單獨(dú)的光纖從通往連接器的多個光纖纜線中分離并轉(zhuǎn)移。
這種光纖纜線的部署可以包括補(bǔ)充裝備。例如，可以包括放大器以改進(jìn)光信號?？梢园惭b色散補(bǔ)償模塊，以降低色散和偏振模色散的效果。類似地，可以包括通過圍繞而受到保護(hù)的接合盒、基座和配線框。例如，附加元件包括遠(yuǎn)程終端交換機(jī)、光網(wǎng)絡(luò)單元、分光器和中心局交換機(jī)。
包含根據(jù)本發(fā)明的光纖的纜線可以部署用在通信系統(tǒng)(例如，網(wǎng)絡(luò)或電信)中。通信系統(tǒng)可以包括光纖纜線架構(gòu)，比如光纖到節(jié)點(diǎn)(FTTN)、光纖到局(FTTE)、光纖到配線盒(FTTC)、光纖到樓(FTTB)和光纖到戶(FTTH)，以及長距離或城域架構(gòu)。
而且，根據(jù)本發(fā)明的光纖可以用在其它應(yīng)用中，包括但是不局限于光纖傳感器或照明應(yīng)用(例如，發(fā)光)。
在說明書和附圖中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的典型實(shí)施方式。本發(fā)明并不局限于這些示例性實(shí)施方式。除非另行表明，否則以通稱和描述意義來使用特定術(shù)語，并不用于限制目的。
權(quán)利要求
1.一種具有降低的彎曲損耗的單模光纖，具有從該光纖的中央到外部光包層延伸的半徑處測量的折射率分布，該光纖包括
中央纖芯，具有半徑r1和與光包層之間的正折射率差Δn1；
中間包層，具有半徑r2和與該光包層之間的正折射率差Δn2，其小于該纖芯的折射率差Δn1；
凹陷槽，具有半徑r3和與該光包層之間的負(fù)折射率差Δn3；
其中該光纖在1310納米波長具有在8.6μm到9.5μm之間的模場直徑(MFD)，而且，對于1550納米波長，15毫米的曲率半徑的彎曲損耗小于0.25×10-3dB/圈；以及
其中，對于1260nm的波長，該光纖的LP11模在小于90米長度處衰減到19.3dB。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中
該中央纖芯的面積分(V01)被定義為
其在20.0×10-3μm和23.0×10-3μm之間。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖，其中
該凹陷槽的面積分(V03)被定義為
其在-55.0×10-3μm和-30.0×10-3μm之間。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖，其中
該凹陷槽的體積分(V13)被定義為
其在-1200×10-3μm2和-750×10-3μm2之間。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖，進(jìn)一步包括大于1350納米的有效截止波長λceff，將以下波長作為有效截止波長λceff進(jìn)行測量在該波長處，光信號進(jìn)行超過2米的光纖傳輸后變?yōu)槭菃文５摹?br> 6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖，進(jìn)一步包括，對于1550納米波長，10毫米的曲率半徑的彎曲損耗小于或等于7.5×10-3dB/圈，優(yōu)選對于1550納米波長，5毫米的曲率半徑的彎曲損耗小于0.15dB/圈。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖，進(jìn)一步包括，對于1625納米波長，10毫米的曲率半徑的彎曲損耗小于或等于25×10-3dB/圈，優(yōu)選對于1625納米波長，5毫米的曲率半徑的彎曲損耗小于0.25dB/圈。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖，進(jìn)一步包括在1250納米和1300納米之間的纜線截止波長，該纜線截止波長是這樣的波長超出該波長，則在LP11模通過22米光纖傳播之后該LP11模的衰減大于或等于19.3dB。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖，進(jìn)一步包括小于或等于1250納米的理論截止波長，該理論截止波長為LP11模自此以泄漏模進(jìn)行傳播的波長。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖，其中該中央纖芯具有在3.8μm和4.35μm之間的半徑(r1)，和/或其中該中央纖芯與光包層之間具有在5.3×10-3和5.7×10-3之間的折射率差(Δn1)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖，其中該中間包層具有包含在8.5μm和9.7μm之間的半徑(r2)，和/或其中該中間包層與光包層之間具有在0.1×10-3和0.6×10-3之間的的折射率差(Δn2)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖，其中該凹陷槽具有在13.5μm和16μm之間的半徑(r3)，優(yōu)選該凹陷槽具有小于或等于15μm和/或理論截止波長的半徑(r3)，和/或該凹陷槽與該光包層之間具有包含在-10.0×10-3和-5.0×10-3之間的折射率差(Δn3)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖，進(jìn)一步包括在1300納米和1324納米之間的零色散波長(ZDW)，和/或進(jìn)一步包括在零色散波長(ZDS)處小于0.092ps/(nm2.km)的零色散斜率值。
14.一種接納根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個或多個的光纖的至少一部分的光盒，其中該光纖具有小于15毫米的曲率半徑，優(yōu)選其中該光纖具有大約5毫米的曲率半徑。
15.一種光纖到戶(FTTH)系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一個或多個的光纖的至少一部分。
全文摘要
一種單模光纖，從中央到周邊包括，中央纖芯、中間包層、凹陷槽和外部光包層。中央纖芯具有半徑r1和與光包層之間的正折射率差Δn1；中間包層具有半徑r2和與光包層之間的正折射率差Δn2，其中Δn2小于纖芯的折射率差Δn1。凹陷槽具有半徑r3和與光包層之間的負(fù)折射率差Δn3。該光纖在1310納米波長處具有在8.6μm到9.5μm之間的模場直徑(MFD)，以及對于1550納米波長，對于15毫米的曲率半徑，該光纖的彎曲損耗小于0.25×10-3dB/圈。在1260納米波長，該光纖的LP11模衰減達(dá)到19.3dB所需要的光纖長度小于90米。這樣的光纖可以用于諸如微型化光盒的不同環(huán)境中。
文檔編號G02B6/44GK101576631SQ20091014080
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者L-A·德蒙莫里永, S·里夏爾, D·莫蘭, M·比戈-阿斯特呂克, P·西亞爾, D·布瓦萬 申請人:德雷卡通信技術(shù)公司