[发明专利]用于城域网和接入网系统的光纤

说明书

发明背景

本发明一般涉及一种用于信号传输的光通信系统。更准确地说，本发明涉及一种城域网(a metropolitan network)或接入网中使用的传输光纤。

光传输网络使用包括一系列光纤段的光通信线，将发送机与接收机连接起来。可以根据网络所覆盖的距离对光学系统中的光网络进行分类。覆盖最大距离的网络称为运输网(a transport network)。通常使用运输网来提供城市之间点到点的连接，一般包括80km的光纤段。通常在光纤段之间连接有信号放大器，补偿传输线中的功率损失。

运输网通常连接到称为城域网的较小的网络。城域网提供一个主干结构，用来分配从运输网所接收的信号。城域网所覆盖的距离一般等于运输网的一段。然而，这个距离通常达到150km来覆盖大城市。城域网用来收集和分配来自于和去向城市的信号。最好将城域网看作远程直接传输和与终端接收机相连的短距离分配网的中间网络。

短程分配网通常指的是分配或接入网络。为了简化，术语“接入网络”包括分配和接入网络，还包括任何其它的完成相同功能的网络。接入网络是所有网络中最短的一个，用来将终端接收器与城域网连接起来。

因为每种网络都被设计为完成不同的目的，从而每种网络中所使用光纤的传输特性有很大的区别。例如，传输网络的主要目的是在较长距离上传送信号。因而，传输网络的理想光纤应该具有低功率损耗，或低衰减。较低的衰减将减少沿传输长度发送信号所需放大器的数量，增加网络的总效率。

城域网和接入网的基本功能是分配接收自传输网的信号。由于这两种网络都集中于信号的分配，这两种网络的理想光纤将具有相似的传输特性。更特别地，这两种网络的理想光纤应该能够以高数据传输速率处理大量信号。光纤还应该允许信号被容易地分解。另外，光纤应该具有低衰减(与传输网络光纤相同)，避免需要过多的放大，并且具有相当大的有效面积，便于耦合(例如，通过接头和/或连接器)。

所谓的有效芯面积，简单而言，也就是有效面积，由下式给出： A eff = 2 π [ ∫ 0 ∞ | F ( r ) | 2 rdr ] 2 ∫ 0 ∞ | F ( r ) | 4 rdr - - - - ( 1 ) ]]>

其中r为光纤的径向坐标，F(r)为基模的径向分布。

城域网光纤所需的其它特性，包括处理大光功率和低色散斜率的能力。城域网络光纤上所传输信号的频繁分解，要求信号在耦合到光纤的开头部分时具有较大的功率。从而，城域网络光纤应该具有低衰减，应该具有较低的非线性系数γ，避免高功率信号产生的非线性效应。低色散斜率有助于均衡WDM信道中的色散。