[发明专利]一种多芯光纤

说明书

技术领域

本发明涉及一种多芯光纤，属于光纤通信技术领域。

背景技术

光纤通信的容量以接近每4年扩大10倍的速度发展，大大地超过了半导体的摩尔定律。但是光纤通信的容量受光纤非线性等因素的影响，一般估计最大是100Tb/s。而近年来单波长1Tb/s的传输系统已经研制出来，总容量几十Tb/s的波分复用系统也已经在单根光纤中实现了。但是，面对大数据时代的到来，面对视频和图片等大数据流的传输要求，现有网络还是无法解决网络的拥堵问题。 

因此，科学家在考虑5年之后的传输系统要求可能已经超过了100T，届时通信产业的传输扩容将面临技术瓶颈。针对于此，近年来国际学术界提出采用空分复用的方式可以解决未来的技术难题。空分复用有两种方式，一是模式复用，即采用少模光纤，利用一根光纤传输2个以上的模式实现复用，增大了系统容量。 二是多芯复用，即采用具有多个单模芯子的单根光纤，实现多路复用的新传输技术。多芯光纤可以按照单根光纤中的芯子数量分成4芯，7芯，10芯，12芯和19芯光纤等。这些多芯光纤中的N个芯子相应地可以将系统的总传输容量扩大N倍。

在2011年的OFC会议上，美国OFS公司报道了在7芯光纤中实现了56Tb/s的信号传输。同一年，日本NICT联合日本住友在7芯光纤中实现了109Tb/s的信号传输，这是首次实现单根光纤超过100Tb/s的传输实验。在2012年国际会议上，日本NICT首次报道了在19芯光纤上实现了超过305Tb/s的传输。同年ECOC会议上，日本报道了在12芯多芯光纤中实现了1Pb/s以上的信号传输实验，为未来通信网络扩容提供了技术储备。在2013年OFC会议上，首次有报道将7芯光纤用于数据中心的建设上，作为高速计算机的高度、高密度的并行互联。已有的这些多芯光纤在通信线路与高速通信局域连接等领域都已经产生了应用。设计的多芯光纤也有多种结构，但是这些光纤结构没有研究和涉及多芯光纤在弯曲时的使用场景和性能，而在通信和连接应用上，弯曲是一个最常见的应用场景，弯曲引起的串扰和衰减会限制光纤的使用。尤其是高密度连接和特定光纤传输场合应用的多芯光纤，例如光纤到户（FTTH）中使用的光纤对弯曲状态下的光纤串音指标非常敏感。一旦在弯曲条件下，光纤串音增大将导致传输误码率的增大，严重时将导致通信失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种结构设置合理、抗弯曲性能优异和实用性强的多芯光纤。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：包括有7个纤芯区和1个总外包层，其特征在于所述的7个纤芯区由1个中心纤芯区和6个均布在中心纤芯区外周的外纤芯区构成，每个纤芯区的芯包层结构相同，任意两个相邻的纤芯区之间的纤芯距相同，所述的纤芯区包括有纤芯和包绕芯层的内包层、下陷包层，其余部分为总外包层。

按上述方案，所述的纤芯半径a为4.25~5.25μm，芯层相对折射率差△₁为0.16% ~ 0.33%。

按上述方案，所述的内包层半径b为9~14μm，内包层相对折射率差△₂为-0.05% ~ +0.05%。

按上述方案，所述的下陷包层半径c为16.5~22.5μm，下陷包层相对折射率差△₃为-0.2% ~ -0.4%。

按上述方案，所述的任意两个相邻的纤芯区之间的纤芯距P为33~45μm。

按上述方案，所述的下陷包层外设置有外包层，所述的外包层半径d为17.5~23.5μm，外包层相对折射率差△₄为-0.05% ~ +0.05%。

按上述方案，所述的任意两个相邻的纤芯区之间的纤芯距P为35~47μm。

按上述方案，所述的总外包层为纯二氧化硅玻璃层，总外包层的外径也即光纤的外径2r为125±1.5μm。

按上述方案，所述光纤的模场直径（MFD）在1550nm附近为9.5~11μm，光纤截止波长小于或等于1400nm，零色散波长在1260~1350nm范围内。

按上述方案，所述光纤在1550nm波长处对于围绕7.5毫米弯曲半径绕1圈任意一个纤芯区的弯曲附加损耗小于或等于0.23dB。

按上述方案，纤芯距P等于35微米时，信号功率在1550nm波长处经任意两个纤芯传输100公里后所附加的串扰小于或等于-69.7dB；信号功率在1625nm波长处经任意两个芯子传输100公里后所附加的串扰小于或等于-63.1dB。