一種通信用抗彎多芯光纖的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通信用抗彎多芯光纖，屬于光纖通信傳輸領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云管端、數(shù)據(jù)中心技術(shù)等對(duì)傳輸容量的需求不斷增大，大數(shù) 據(jù)時(shí)代已然來(lái)臨，尤其是2015年新提出的"互聯(lián)網(wǎng)+"概念，其互聯(lián)網(wǎng)云端更是對(duì)大數(shù)據(jù)容 量提出了更高的需求。而目前單芯單模光纖容量受到光纖非線性等因素的影響，根據(jù)香農(nóng) 定理一般估計(jì)最大是l〇〇Tb/S。因此容量即將達(dá)到100T的極限不容忽視，如何擴(kuò)容是通信 傳輸亟待解決的問(wèn)題。近幾年來(lái)，國(guó)際學(xué)術(shù)界均提出采用空分復(fù)用SDM的方式可以解決未 來(lái)的技術(shù)難題?？辗謴?fù)用有兩種方式，一是模式復(fù)用，即采用少模光纖，利用一根光纖傳輸 2個(gè)以上的模式實(shí)現(xiàn)復(fù)用，增大系統(tǒng)容量。二是空間上的多芯復(fù)用，即單根光纖中具有多個(gè) 單模芯子的光纖，實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用的新傳輸技術(shù)。目前已有提出幾種按單根光纖中的芯子數(shù) 量分成4芯，7芯，10芯，12芯和19芯光纖的多芯光纖等。多芯光纖中每個(gè)芯都是獨(dú)立的光 波導(dǎo)，在理論上這些多芯光纖中的N個(gè)芯子相應(yīng)地可以將系統(tǒng)的總傳輸容量擴(kuò)大N倍。
[0003] 在2011年的0FC會(huì)議上，美國(guó)0FS公司報(bào)道了在7芯光纖中實(shí)現(xiàn)了 56Tb/s的信 號(hào)傳輸。同一年，日本NICT聯(lián)合日本住友在7芯光纖中實(shí)現(xiàn)了 109Tb/s的信號(hào)傳輸，這是 首次實(shí)現(xiàn)單根光纖超過(guò)l〇〇Tb/s的傳輸實(shí)驗(yàn)。在2012年國(guó)際會(huì)議上，日本NICT首次報(bào)道 了在19芯光纖上實(shí)現(xiàn)了超過(guò)305Tb/s的傳輸。同年EC0C會(huì)議上，日本報(bào)道了在12芯多芯 光纖中實(shí)現(xiàn)了lPb/s以上的信號(hào)傳輸實(shí)驗(yàn)，為未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容提供了技術(shù)儲(chǔ)備。在2013 年0FC會(huì)議上，首次有報(bào)道將7芯光纖用于數(shù)據(jù)中心的建設(shè)上，作為高速計(jì)算機(jī)的高度、高 密度的并行互聯(lián)。已有的這些多芯光纖在通信線路與高速通信局域連接等領(lǐng)域都已經(jīng)產(chǎn)生 了應(yīng)用。
[0004] 多芯光纖已有多種結(jié)構(gòu)，但是這些光纖結(jié)構(gòu)沒(méi)有研究和涉及多芯光纖在極限彎曲 時(shí)的使用場(chǎng)景和性能參數(shù)。而在通信和連接應(yīng)用上，彎曲是一個(gè)最常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景，通常彎 曲很容易引起光纖內(nèi)的芯間串?dāng)_以及會(huì)導(dǎo)致較大的衰減從而影響光纖的正常使用。尤其是 在高密度連接和特定光纖傳輸場(chǎng)合應(yīng)用的多芯光纖，例如光纖到戶（FTTH)中使用的光纖 對(duì)彎曲狀態(tài)下的光纖串音指標(biāo)非常敏感。一旦在彎曲條件下，光纖串音增大將導(dǎo)致傳輸誤 碼率的增大，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致通信失效。
[0005] 專利文獻(xiàn)CN201180041565. 9中所提出的多芯光纖具有較大模場(chǎng)直徑和有效面 積，其考慮到了多芯光纖彎曲的狀態(tài)，但是關(guān)注的是曲率半徑較大或滿足特點(diǎn)范圍時(shí)的彎 曲損耗，但是很多情況下，彎曲半徑相當(dāng)小，例如用于一些狹小空間曲率半徑甚至可以達(dá)到 7. 5mm/5mm等。其光纖滿足G. 654光纖類，因其較高的截止波長(zhǎng)而不適用于FTTX的無(wú)源光 網(wǎng)絡(luò)Ρ0Ν。
[0006] 專利文獻(xiàn)CN103415795A中提出的是一種中間芯異質(zhì)結(jié)構(gòu)，降低芯間串?dāng)_，并能抑 制截止波長(zhǎng)長(zhǎng)波化的多芯光纖，其波段不適用于FTTX的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)Ρ0Ν中（上下行工作波 長(zhǎng)分別為1310nm和1490nm)，無(wú)法保證在1310nm處的單模狀態(tài)傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 以下為本發(fā)明中涉及的一些術(shù)語(yǔ)的定義和說(shuō)明：
[0008] 相對(duì)折射率差A(yù)n1:
[0009] 從光纖纖芯軸線開(kāi)始算起，根據(jù)折射率的變化，定義為最靠近軸線的那層為纖芯 層，光纖的最外層即純二氧化硅層定義為光纖外包層。
[0010] 光纖各層相對(duì)折射率Δηι由以下方程式定義，
[0011]
[0012] 其中叫為距離纖芯中心i處的折射率，而η。為純二氧化娃的折射率。
[0013] 光纖芯層Ge摻雜的折射率貢獻(xiàn)量AGe由以下方程式定義，
[0014]
[0015] 其中為假設(shè)纖芯的Ge摻雜物，在摻雜到無(wú)其他摻雜物的純二氧化硅中，引起二 氧化硅玻璃折射率的變化量，而η。為最外包層折射率，即純二氧化硅的折射率。
[0016] 芯間串?dāng)_：是指光纖中任意兩個(gè)芯子之間的能量耦合、多個(gè)芯子中任意一個(gè)芯子 中傳輸?shù)男盘?hào)耦合到另外一個(gè)芯子里形成的噪聲，單位是dB，表示有多少百分比的能量從 一個(gè)芯子耦合到了另外一個(gè)芯子。-10dB表示1/10 ;-20dB表示1/100 ;-30dB表示1/1000; 依次類推。其中相鄰兩個(gè)芯間的串?dāng)_為XT，則中間芯所受到的串?dāng)_最大，其計(jì)算公式為：
[0017]XTcenterCDre=ΧΤ+lOlgn(其中η表示相鄰芯數(shù)目）
[0018] 對(duì)于7芯光纖，則中間芯受到的串?dāng)_即：XTcenterCOTe=XT+101g6=ΧΤ+7. 8
[0019] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)合理，具有優(yōu)異抗彎曲性能的通信用抗彎多芯光纖。
[0020] 本發(fā)明為解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：包括有7個(gè)纖芯區(qū)和1個(gè)總外包層， 其特征在于所述的7個(gè)纖芯區(qū)包括1個(gè)中心纖芯區(qū)和6個(gè)等距均布在中心纖芯區(qū)外周的外 纖芯區(qū)，每個(gè)纖芯區(qū)的芯包層結(jié)構(gòu)相同，任意兩個(gè)相鄰的纖芯區(qū)之間的纖芯距相同，所述的 纖芯區(qū)包括有纖芯和包繞芯層的內(nèi)包層、下陷包層，纖芯區(qū)以外的部分為總外包層，所述的 纖芯半徑a為3. 5~4. 0μm，芯層相對(duì)折射率差Λ 0. 35 %~0. 37 %，所述的內(nèi)包層半 徑b為8~10μm，內(nèi)包層相對(duì)折射率差Λ2為-0. 05%~+0. 05%，所述的下陷包層半徑c為14~17μm，下陷包層相對(duì)折射率差Λ3為-0.7%~-0.5%。
[0021] 按上述方案，在纖芯區(qū)下陷包層外設(shè)置有外包層，所述的外包層半徑d為17. 5~ 23. 5μm，外包層為純二氧化硅玻璃層。
[0022] 按上述方案，光纖的芯層為鍺氟共摻的二氧化硅玻璃層，或?yàn)閾芥N的二氧化硅玻 璃層，其中鍺的摻雜貢獻(xiàn)量AGe為0. 1 %~0.40%。
[0023] 按上述方案，所述的任意兩個(gè)相鄰的纖芯區(qū)之間的纖芯距P為33~46μπι。
[0024] 按上述方案，所述的總外包層為純二氧化硅玻璃層，總外包層的外徑也即光纖的 外徑 2r為 150 ±1.5μm。
[0025]按上述方案，所述光纖每個(gè)纖芯的模場(chǎng)直徑（MFD)在1310nm附近為8. 4~ 9. 2μm，光纜截止波長(zhǎng)小于或等于1260nm，零色散波長(zhǎng)在1300~132