[发明专利]用于采用密集间隔光学频道的波分复用光学传输系统的光学纤维

说明书

本发明的背景

本发明的领域

本发明涉及一种用于波分复用(WDM)光学传送系统的光学纤维(以下称“光纤”)，更具体地涉及一种为了能获得每条光纤的最大传输容量而最大程度地抑制光纤的非线性所引起的影响的光纤。此外，本发明还涉及一种甚至当为了增大传输容量而采用了减小的频道间隔时仍能有效工作的光纤，而且这种光纤甚至可应用于预料未来WDM光学传输系统中将采用的称为“S-波带”的1450nm至1530nm波段。

相关技术的说明

光纤能在减少传输损耗的情形下以很短的时间传输大量的数据。随着现代通信的发展，这种光纤的应用大为增加。特别是，由于能在减少信号损失的情况下长距离地传输信号的新型光纤的发展和诸如半导体激光器这样的超级光源的发展，光学传输技术已得到了巨大的进展。与光学传输技术这种发展相同步的是，与光纤相关的技术也得到了很大的进展。

然而，已知的光纤存在色散现象，也就是说，由于一个信号的不同波长成分即不同的模式频率有不同的相位常数，而群速度的差别反比于相位常数的差别，这样就造成了信号的扩散。由于这种色散，在信号接收端将发生信号重叠，从而造成了不可能解调这样的致命问题。因此，已进行了使色散最小化的各种尝试。通过这些尝试发现，在工作波长1310nm处出现了零色散。

同时还发现了，根据光纤中总损耗与波长的关系，即使与1310nm处相比色散有所增大，但最小信号损耗却出现在1550nm波长处。从这一点来说，通过开发出能放大1530nm至1565nm波段的新光学放大器，就可以采用1550nm的工作波长。其结果是已经有可能实现无中继的长距离传输。这导致了色散移动光纤(DSF)的出现，它能把零色散从通常情况下出现零色散的1310nm波长处移动到1550nm波长处，以获得最小色散和最小信号损耗。

除了光纤的这种发展之外，还已经开发了一种WDM系统，这种系统能把多个不同波长的信号复合在一起，以便能用单条光纤同时传输这些光学信号。利用这种WDM系统便有可能更快地传输更多的数据。采用1550nm波长的WDM方案的光学通信系统已可在市场上获得。

但是，在采用上述DSF的这种WDM光学通信系统中，即使可以达到希望的零色散，也仍然可能发生信号失真。这是因为光纤中的零色散可能造成光纤的非线性，例如发生四波混频现象，使不同波长的光可能混合在一起。

进一步增大的WDM光学传输系统的传输容量的最实用方法是增加所使用的频道数目。然而，由于光学放大器只能利用有限的放大波带，为了增加所用频道的数目，必须采用减小的频道间隔。这种减小的频道间隔可能对光纤的非线性，例如四波混频，造成更严重的问题。光纤的非线性对于减小的频道间隔或减小的光纤色散将变得更为严重。

美国专利NO.5,327,516公开了一种用于WDM系统的光纤，它为了能抑制非线性而在1550nm波长处呈现了1.5ps/nm-km至4ps/nm-km的色散。由于该专利中公开的光纤被设计成能得到非零的色散，所以称做“非零色散移动光纤(以下简称为“NZ-DSF”)。这种光纤可从美国Lucent Technologies In.(公司名)购得。

NZ-DSF在能利用其1.5ps/nm-km-4ps/nm-km的色散值来抑制四波混频现象这个意义上来说是杰出的。但是，美国专利NO.5,327,516中公开的NZ-DSF未能足够地抑制出现在当前采用从200GHz经过100GHz至50GHz的减小频道间隔的WDM系统中的四波混频现象。由于这个原因，要把这种NZ-DSF应用于采用约50GHz的窄频道间隔的长距离WDM光学传输系统是有困难的。

图1原理性地示出采用NZ-DFS的WDM光学传输系统的一个例子。

图1中的光纤系统有8个频道，频道间隔为50GHz。这个用代号10表示的光纤系统从一个光源接收每频道0dBm的光功率。NZ-DSF 14分布在480km的总距离上。在每个延展段上还布置了一个色散补偿光纤(DCF)15和一个光学放大器。图1所示光学传输系统10的详细规范见下表1。