[发明专利]海底光纤传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及改进型光纤，和专门适合中长距离海底应用的光缆。

背景技术

海底光缆已经历多年演变而成为当前的设计，其中大量的波分复用(WDM)信道提供了非常高的传输能力。为达到此效果，光纤的性能被仔细地管理以避免过量的累积色散、不利的非线性效应例如四波混频、放大器之间过度的传输损耗、每个放大级上过度的接头损耗等等。典型的现有技术海底光缆使用负色散的非零色散光纤(NZDF)交替以色散补偿光纤(DCF)这样的传输段来控制整个传输长度上的累积色散的量。早期的海底光缆设计有若干“区块”(block)，这些“区块”覆盖着数个放大器跨距长度，即放大器之间的距离。一个区块会具有数个连续的负色散传输光纤段，因而将积累相当大的负色散，在该点处该区块以DCF(正色散)光纤段终止。为保持累积色散较低，这些光纤的色散值更被慎重地降低。

先进的(advanced)光纤放大器协议的引入允许更大的累积负色散。相应地，新式的海底光缆设计是“无区块”的，并且具有单一的负色散系数传输光纤段交替以单一的DCF光纤段。由于传输光纤的每个交替增量被补偿，从而允许累积色散值更高。更先进的这些光缆设计典型地还增加有新的特征，色散斜率管理。负色散传输光纤的色散斜率是微小的负值。这用具有正色散斜率的补偿光纤来匹配。这些光缆设计起来很复杂，这是由于要同时管理两个性能——色散和色散斜率。而且，这些光缆制造起来也很复杂，从而成本增加。负色散、色散斜率管理光纤的相对小的有效面积及相对大的衰减进一步地增加了这种复杂性。这些性能对传输损耗(dB/km)和接头损耗二者都具有负面影响。因此，这种总体设计会导致光缆内端对端损失的显著增加。面对该损耗的增加，为了保持信号强度，就需要在支出相当高附加费用的情况下增加额外的放大器。因此，期望对色散斜率的管理将为增加的损耗提供可接受的权衡。然而在很多情形下这被证实是不可能实现的。

因此，能更有效地在多个光纤性能之间处理权衡，并能以较低成本提供可与色散斜率管理光缆相比的传输能力的新型海底光缆设计是希望的。

发明内容

本发明人已经设计了一种适合于海底应用的光缆，其中在该光缆中使用的光纤更为经济，并且该光缆的制造复杂性被降低。该新型光纤具有相对大的有效面积、大的负色散系数和相对低的衰减。有利地是，该新型光纤与用于无区块海底光缆设计的经济型标准单模纤维(SSMF)或超大有效面积光纤(SLA)配对使用。该负色散系数光纤具有比例如逆色散光纤(IDF)显著大的有效面积，从而能减低接头损耗。

附图说明

图1示出具有本发明传输性能的光纤的折射率分布：

图2示出具有不同芯α的两种折射率分布；

图3是现有技术的海底光缆设计的色散与长度关系的曲线图，其示出了许多对的正色散SLA光纤和逆色散光纤IDF；以及

图4是类似于图3的曲线图，其示出了本发明具有与本发明的负色散系数光纤配对的高正色散系数SLA传输光纤的海底光缆设计。

具体实施方式

本发明的高负色散系数光纤具有以下性能：

  色散系数  -8至-17ps/nm-km，优选-12至-15ps/nm-km  色散斜率  +0.03至+0.07ps/nm²-km  有效面积  40μm²至60μm²，优选45至55μm²  衰减  低于0.205dB/km