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Dokumentenidentifikation EP1288685 10.04.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1288685
Titel Optische Faser für ein Wellenlängenmultiplexübertragungssystem
Anmelder Alcatel, Paris, FR
Erfinder Sillard, Pierre, 78150 Le Chesnay, FR;
Beaumont, Florent, 78700 Conflans Ste Honorine, FR;
Fleury, Ludovic, 78390 Bois d'Arcy, FR;
Gorlier, Maxime, 75017 Paris, FR;
de Montmorillon, Louis-Anne, 75017 Paris, FR;
Nouchi, Pascale, 78600 Maisons-Lafitte, FR
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, SK, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 01.08.2002
EP-Aktenzeichen 022919476
EP-Offenlegungsdatum 05.03.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.04.2003
IPC-Hauptklasse G02B 6/22
IPC-Nebenklasse G02B 6/16   H04B 10/18   

Beschreibung[fr]

La présente invention concerne le domaine des transmissions par fibre optique, et plus spécifiquement, les systèmes de transmission à multiplexage en longueurs d'onde.

Pour des fibres optiques, on qualifie généralement le profil d'indice en fonction de l'allure du graphe de la fonction qui associe au rayon de la fibre l'indice de réfraction. On représente de façon classique sur les abscisses la distance r au centre de la fibre, et sur les ordonnées la différence entre l'indice de réfraction et l'indice de réfraction de la gaine de la fibre. On parle ainsi de profil d'indice en "échelon", en "trapèze" ou en "triangle" pour des graphes qui présentent des formes respectives d'échelon, de trapèze ou de triangle. Ces courbes sont généralement représentatives du profil théorique ou de consigne de la fibre, les contraintes de fabrication de la fibre pouvant conduire à un profil sensiblement différent.

Dans les nouveaux réseaux de transmission à hauts débits et multiplexés en longueur d'onde, il est avantageux de gérer la dispersion chromatique, notamment pour des débits supérieurs ou égaux à 40 Gbit/s ou à 160 Gbit/s ; l'objectif est d'obtenir, pour toutes les valeurs de longueurs d'onde du multiplex, une dispersion chromatique cumulée sensiblement nulle sur la liaison, de sorte à limiter l'élargissement des impulsions. Une valeur cumulée de quelques dizaines de ps/nm pour la dispersion est en général acceptable. Il est aussi intéressant d'éviter au voisinage des longueurs d'onde utilisées dans le système les valeurs nulles de la dispersion chromatique locale, pour lesquelles les effets non-linéaires sont plus importants. Enfin, il est aussi intéressant de limiter la pente de dispersion chromatique sur la plage du multiplex ; des faibles valeurs de pente limitent les distorsions entre les canaux du multiplex et facilitent la compensation de la dispersion sur l'ensemble du multiplex. Cette pente est classiquement la dérivée de la dispersion chromatique par rapport à la longueur d'onde.

On utilise classiquement comme fibre de ligne pour les systèmes de transmission à fibres optiques des fibres à saut d'indice, appelées aussi fibres SMF (acronyme de l'anglais "Single Mode Fiber"). La demanderesse commercialise ainsi sous référence ASMF 200 une fibre monomode à saut d'indice présentant une dispersion chromatique de l'ordre de 17 ps/(nm.km) à 1550 nm. La pente de dispersion chromatique à 1550 nm est de l'ordre de 0,06 ps/(nm2.km).

Sont aussi apparues sur le marché des fibres à dispersion décalée, ou DSF (acronyme de l'anglais "Dispersion shifted fibers"). On qualifie de NZ-DSF+ (acronyme de l'anglais "non-zero dispersion shifted fibers") des fibres à dispersion décalée, présentant une dispersion chromatique non nulle et positive pour les longueurs d'onde auxquelles elles sont utilisées, typiquement autour de 1550 nm. Ces fibres présentent pour ces longueurs d'onde une dispersion chromatique faible, typiquement inférieure à 11 ps/(nm.km) à 1550 nm, et une pente de dispersion chromatique entre 0,04 et 0,1 ps/(nm2.km).

FR-A2 790 107 propose une fibre de ligne, tout particulièrement adaptée à une transmission à multiplexage en longueurs d'onde dense, avec un espacement entre les canaux de 100 GHz ou moins pour un débit par canal de 10 Gbit/s ou plus ; cette fibre présente pour une longueur d'onde de 1550 nm une surface effective supérieure ou égale à 60 µm2, une dispersion chromatique comprise entre 6 et 10 ps/(nm.km), et une pente de dispersion chromatique inférieure à 0,07 ps/(nm2.km). A cette longueur d'onde, les pertes par courbure sont de l'ordre de 10 dB/m, pour un enroulement de la fibre autour d'un manchon de rayon 10 mm. A une longueur d'onde de 1625 nm, les pertes par courbure atteignent des valeurs de 50 dB/m.

La demande de brevet français n° 0002316 déposée le 24/02/2000 et intitulée "Fibre optique monomode en câble pour réseaux de transmission à fibre optique à multiplexage en longueurs d'onde" propose une fibre de ligne présentant à 1550 nm une dispersion chromatique entre 5 et 11 ps/(nm.km), une pente de dispersion chromatique comprise entre 0,014 et 0,044 ps/(nm2.km) et des pertes par courbures mesurées par enroulement autour d'un manchon de rayon 10 mm de l'ordre de 10 dB/m. A une longueur d'onde de 1625 nm, les pertes par courbure atteignent des valeurs de 50 dB/m.

Par rapport à ces différentes fibres NZ-DSF+, l'invention propose une fibre, qui présente une pente de dispersion chromatique réduite (presque nulle), et donc une dispersion chromatique à peu près constante sur une plage plus large de longueurs d'onde, ce qui limite les distorsions entre canaux. La fibre peut donc être utilisée dans un système de transmission à multiplexage en longueurs d'onde, avec un plus grand nombre de canaux.

Plus précisément, l'invention propose une fibre optique monomode en câble, dans une plage de longueurs d'onde de 1300 à 1700 nm et présentant

  • pour une longueur d'onde de 1550 nm, une dispersion chromatique C comprise entre 3 et 14 ps/(nm.km) et une pente de dispersion chromatique C' inférieure en valeur absolue à 0,014 ps/(nm2.km), et
  • pour une longueur d'onde de 1625 nm, des pertes par courbures mesurées pour un rayon de 10 mm inférieures à 400 dB/m.

    La fibre peut avantageusement présenter une ou plusieurs des caractéristiques optiques suivantes

  • à une longueur d'onde de 1550 nm une surface effective supérieure ou égale à 35 µm2, de préférence supérieure ou égale à 40 µm2;
  • une longueur d'onde λ0 d'annulation de la dispersion chromatique inférieure ou égale à 1400 nm;
  • à une longueur d'onde de 1550 nm un diamètre de mode 2W02 supérieur ou égal à 6,4 µm;
  • à une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure mesurées pour un rayon de 10 mm inférieures à 100 dB/m;
  • à une longueur d'onde de 1675 nm, de préférence à une longueur d'onde de 1625 nm, des pertes par courbure mesurées pour un rayon de 10 mm inférieures à 400 dB/m;
  • à une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure mesurées pour 100 tours de fibre autour d'un manchon de rayon de 30 mm inférieures à 10-2 dB;
  • à une longueur d'onde de 1625 nm, des pertes par courbure mesurées pour 100 tours de fibre autour d'un manchon de rayon de 30 mm inférieures à 0,1 dB;
  • à une longueur d'onde de 1675 nm, des pertes par courbure mesurées pour 100 tours de fibre autour d'un manchon de rayon de 30 mm inférieures à 0,5 dB;
  • une longueur d'onde de coupure théorique inférieure ou égale à 1850nm, et de préférence inférieure ou égale à 1800 nm;
  • une variation de dispersion chromatique entre 1460 nm et 1625 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 35 %, et de préférence inférieure ou égale à 25 %, voire inférieure ou égale à 20 %;
  • une variation de dispersion chromatique entre 1460 et 1675 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 40 %, et de préférence inférieure ou égale à 35 %, voire inférieure ou égale à 25 %;
  • une variation de dispersion chromatique entre 1460 et 1625 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 2 ps/(nm.km), et de préférence inférieure ou égale à 1 ps/(nm.km);
  • une variation de dispersion chromatique entre 1460 et 1675 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 3 ps/(nm.km), et de préférence inférieure ou égale à 2 ps/(nm.km);
  • à une longueur d'onde de 1550 nm, une dispersion chromatique C comprise entre 5 et 11 ps/(nm.km);
  • à une longueur d'onde de 1550 nm, une pente de dispersion chromatique C' inférieure ou égale en valeur absolue à 0,012 ps/(nm2.km), et de préférence inférieure à 0,010 ps/(nm2.km);
  • à une longueur d'onde de 1550 nm, un produit entre la surface effective et le rapport entre la dispersion chromatique et la pente de la dispersion chromatique supérieure en valeur absolue à 1 2000 µm2.nm;
  • à une longueur d'onde de 1550 nm une sensibilité aux microcourbures inférieure ou égale à 1, et de préférence inférieure ou égale à 0,8;
  • à une longueur d'onde de 1550 nm une atténuation inférieure ou égale à 0,24 dB/km;
  • à une longueur d'onde de 1550 nm une dispersion modale de polarisation inférieure ou égale à 0,2 ps/km1/2, et de préférence inférieure ou égale à 0,1 ps/km1/2, voire inférieure ou égale à 0,05 ps/km1/2.

Dans un mode de réalisation, la fibre présente un profil d'indice en trapèze ou rectangle avec une tranchée enterrée et un anneau. Les caractéristiques de ce profil peuvent avantageusement être choisies parmi les suivantes :

  • la différence (Δn1) entre l'indice du trapèze ou du rectangle et l'indice de la gaine est comprise entre 5,7.10-3 et 9.10-3, et le rayon (r1) de la partie de la fibre présentant un indice supérieur à celui de la gaine est compris entre 2,8 et 4,2 µm;
  • la différence (Δn2) entre l'indice de la tranchée déprimée et l'indice de la gaine est comprise entre -9.10-3 et -2,5.10-3, et le rayon extérieur (r2) de cette tranchée est compris entre 5,6 et 7,9 µm;
  • la différence (Δn3) entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine est comprise entre 1.10-3 et 5,7.10-3 et le rayon extérieur (r3) de cet anneau est compris entre 7,8 et 10,5 µm;
  • le rapport entre le rayon intérieur et le rayon extérieur du trapèze est compris entre 0,55 et 1;
  • l'intégrale de l'indice entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur de la partie centrale de la fibre présentant un indice supérieur à celui de la gaine est supérieure à 23.10-3 µm;
  • le double de l'intégrale du produit de l'indice par le rayon, entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur de la partie centrale de la fibre présentant un indice supérieur à celui de la gaine est compris entre 65.10-3 et 90.10-3 µm2;
  • le triple de l'intégrale du produit de l'indice par le carré du rayon, entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur de la partie centrale de la fibre présentant un indice supérieur à celui de la gaine est compris entre 180.10-3 et 305.10-3 µm3;
  • l'intégrale de l'indice entre le rayon (r1) extérieur de la partie centrale de la fibre présentant un indice supérieur à celui de la gaine et le rayon intérieur (r2) de l'anneau est compris entre -27.10-3 et -12.10-3 µm;
  • l'intégrale de l'indice entre le rayon intérieur (r2) et le rayon extérieur (r3) de l'anneau est compris entre 4.10-3 et 12.10-3 µm;

Dans un autre mode de réalisation, la fibre présente un profil d'indice en rectangle avec une première tranchée enterrée, un anneau et une deuxième tranchée enterrée. Les caractéristiques de ce profil peuvent avantageusement être choisies parmi les suivantes :

  • la différence (Δn1) entre l'indice du rectangle et l'indice de la gaine est comprise entre 6.10-3 et 9.10-3, et le rayon extérieur (r1) du rectangle est compris entre 2,3 et 4,1 µm;
  • la différence (Δn2) entre l'indice de la première tranchée déprimée et l'indice de la gaine est comprise entre -9.10-3 et -2,5.10-3, et le rayon extérieur (r2) de cette tranchée est compris entre 4,8 et 8,8 µm;
  • la différence (Δn3) entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine est comprise entre 1.10-3 et 6,5.10-3 et le rayon extérieur (r3) de cet anneau est compris entre 9,5 et 14,2 µm;
  • la différence (Δn4) entre l'indice de la deuxième tranchée déprimée et l'indice de la gaine est comprise entre -8.10-3 et -2.10-3, et le rayon extérieur (r4) de cette tranchée est compris entre 12,6 et 17 µm;
  • l'intégrale de l'indice entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur du rectangle est comprise entre 25.10-3 et 30,5.10-3 µm;
  • le double de l'intégrale du produit de l'indice par le rayon, entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur du rectangle est compris entre 75.10-3 et 105.10-3 µm2;
  • le triple de l'intégrale du produit de l'indice par le carré du rayon, entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur du rectangle est inférieur à 380.10-3 µm3;
  • l'intégrale de l'indice entre le rayon (r1) extérieur du rectangle et le rayon intérieur (r2) de l'anneau est comprise entre -31,5.10-3 et -13,5.10-3 µm;
  • l'intégrale de l'indice entre le rayon intérieur (r2) et le rayon extérieur (r3) de l'anneau est comprise entre 6.10-3 et 21.10-3 µm;
  • l'intégrale de l'indice entre le rayon intérieur (r2) de l'anneau et le rayon extérieur (r4) de la deuxième tranchée enterrée est supérieure à -22.10-3 µm;
  • le double de l'intégrale du produit de l'indice par le rayon entre le rayon extérieur (r1) du rectangle et le rayon extérieur (r3) de l'anneau est compris entre -135.10-3 et 245.10-3 µm2;
  • le double de l'intégrale du produit de l'indice par le rayon entre le rayon intérieur (r2) de l'anneau et le rayon extérieur (r4) de la deuxième partie enterrée est inférieur à 165.10-3 µm2.

L'invention propose encore un système de transmission à multiplexage en longueurs d'onde, comprenant une telle fibre comme fibre de ligne.

Il est avantageux que le système comprenne en outre comme fibre de ligne une fibre présentant pour une longueur d'onde de 1550 nm une dispersion chromatique positive et non nulle et un rapport de la dispersion chromatique à la pente de dispersion chromatique compris entre 50 et 400 nm. Dans ce cas, la longueur de la fibre de l'invention est de préférence supérieure ou égale à la longueur de la fibre présentant un rapport de la dispersion chromatique à la pente de dispersion chromatique entre 50 et 400 nm.

On peut encore prévoir une fibre de compensation de dispersion, présentant pour une longueur d'onde de 1550 nm un rapport de la dispersion chromatique à la pente de dispersion chromatique supérieur ou égal à 250 nm.

Avantageusement, le système de transmission présente une plage d'utilisation comprise entre les longueurs d'onde 1460 et 1625nm, et de préférence entre les longueurs d'onde 1460 et 1675nm, voire entre les longueurs d'onde 1300 et 1700nm.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, qui montrent

  • figure 1, une représentation schématique d'un système de transmission;
  • figure 2 et 3, des représentations schématiques du profil d'indice de consigne de fibres selon l'invention;
  • figure 4, un graphe de la dispersion chromatique en fonction de la longueur d'onde pour des fibres connues et des fibres selon l'invention;
  • figure 5, une vue partielle et à plus grande échelle de la figure 4.

L'invention propose une fibre monomode en câble, présentant, à une longueur d'onde de 1550 nm, une dispersion chromatique comprise entre 3 et 14 ps/(nm.km), et une pente de dispersion chromatique inférieure en valeur absolue à 0,014 ps/(nm2.km). Elle présente aussi des pertes par courbure mesurées pour un rayon de 10 mm inférieures à 400 dB/m pour une longueur d'onde de 1625 nm; on notera de ce point de vue que les pertes par courbure sont une fonction croissante de la longueur d'onde et que la borne supérieure proposée revient à appliquer une borne sur toute la plage en dessous de 1625 nm. Les critères proposés permettent une utilisation de la fibre, dans un système de transmission à multiplexage en longueurs d'onde, sur une large bande de longueurs d'onde ; la fibre peut être câblée et utilisée de 1300 à 1700 nm. Dans toute la plage d'utilisation, la dispersion chromatique et la pente de dispersion chromatique présentent des valeurs acceptables.

Plus précisément, le fait que la fibre soit monomode en câble, dans une plage de longueurs d'onde de 1300 à 1700 nm, lui permet d'assurer une propagation monomode des canaux du multiplex. ITU-T G 650 donne une définition de la longueur d'onde de coupure en câble. La longueur d'onde de coupure théorique de la fibre est généralement supérieure de plusieurs centaines de nanomètres à la longueur d'onde de coupure en câble. Il apparaît en fait que la propagation dans une fibre optique en câble peut être monomode, même si la longueur d'onde de coupure théorique est supérieure à la longueur d'onde des signaux utilisés : de fait, au-delà d'une distance de quelques mètres ou dizaines de mètres, qui est faible devant les distances de propagation dans les réseaux de transmission à fibre optique, les modes secondaires disparaissent du fait d'un affaiblissement trop important. La propagation dans le système de transmission est alors monomode. On pourrait donc aussi remplacer ce critère par un critère sur la longueur d'onde de coupure théorique qui pourrait être inférieure ou égale à 1850 nm, et de préférence inférieure ou égale à 1800 nm.

Le seuil inférieur proposé pour les valeurs proposées de la dispersion chromatique évite ou limite les effets non linéaires dans la fibre -mélange quatre ondes, modulation de phase croisée. Le seuil supérieur de la plage de valeurs de la dispersion chromatique permet de compenser la dispersion chromatique cumulée, sans que la longueur de la fibre de compensation ne soit trop importante. La faible valeur de pente de dispersion chromatique proposée permet d'une part à la fibre de n'être compensée qu'en dispersion, et non plus en dispersion et en pente, sur toute la plage de longueurs d'onde. De fait, la pente de dispersion chromatique est si faible qu'il est possible de ne pas compenser la pente de dispersion chromatique. En outre, cette faible valeur de pente de dispersion limite les distorsions induites entre les différents canaux du multiplex, comme indiqué plus haut.

Le seuil proposé pour les pertes par courbures assure une bonne capacité de la fibre à supporter le câblage, dans toute la plage de longueurs d'onde utilisée dans le système de transmission.

La figure 1 montre une représentation schématique d'un système de transmission à multiplexage en longueurs d'onde. On a représenté à la figure 1 l'émetteur TX 2 et le récepteur RX 4 du système de transmission, entre lesquels s'étend la fibre de ligne. La fibre de ligne est formée de tronçons 61 à 6n, séparés par des répéteurs 81 à 8n-1; chaque répéteur 8i présente un amplificateur 10i, dont la structure est sans incidence sur le fonctionnement de l'invention, et n'est donc pas décrite. En sortie de l'amplificateur est prévue une section 12i de fibre de compensation de dispersion. Placer la fibre de compensation de dispersion en aval de l'amplificateur permet de limiter les effets d'une forte atténuation dans cette fibre. Des modifications au système de transmission de la figure 1 sont possibles : ainsi, peuvent être prévus des filtres, un amplificateur en aval de la fibre de compensation de dispersion, etc. On peut aussi disposer la fibre de compensation de dispersion dans les répéteurs. Dans un système du type de celui de la figure 1, la fibre de l'invention peut être utilisée comme fibre de ligne.

Dans le système de la figure 1, la fibre de l'invention peut être compensée en dispersion, sans qu'il soit nécessaire de compenser aussi la pente de la dispersion chromatique. Plus précisément, la valeur de la pente de dispersion chromatique est telle qu'il n'est plus nécessaire comme dans l'état de la technique de tenter de compenser à la fois la dispersion chromatique et la pente de dispersion chromatique. On peut en fait considérer que la dispersion chromatique est constante, et ne pas compenser la pente de dispersion chromatique.

Il est aussi possible d'utiliser comme fibre de ligne une combinaison de la fibre de l'invention et d'une fibre de l'état de la technique. Dans la mesure où la fibre de l'invention présente une dispersion chromatique sensiblement nulle, cette combinaison permet de faire varier le rapport C/C' de la dispersion chromatique à la pente de dispersion chromatique pour la fibre de compensation de dispersion utilisée dans le système. On note C1 et C'1 la dispersion chromatique et la pente de dispersion chromatique de la fibre de l'invention, C2 et C'2 la dispersion chromatique et la pente de dispersion chromatique de la fibre de l'état de la technique. Soit un tronçon de fibre de ligne, formé d'une longueur I1 de fibre de l'invention, et d'une longueur I2 de fibre de l'état de la technique. Pour compenser la dispersion chromatique et la pente de dispersion chromatique du tronçon, on choisit une fibre de compensation de dispersion chromatique, qui présente un rapport C/C' donné par C/C' = (I1.C1 + I2.C2)/ (I1.C'1 + I2C'2) ∼ (I1.C1 + I2.C2)/ (I2C'2), puisque la fibre de l'invention présente une pente de dispersion chromatique C'1 sensiblement nulle.

Il apparaît clairement de cette équation que la combinaison des fibres permet de faire varier le rapport C/C' de la fibre de compensation de dispersion, par rapport au rapport C2/C'2 de la fibre de l'état de la technique.

On donne maintenant un exemple d'une telle configuration. Dans cet exemple, on considère un tronçon d'une longueur de 100 km, avec des longueurs I1 et I2 de 50 km. La fibre de l'état de la technique est une fibre TeraLight décrite dans FR-A-2 790 107, présentant à 1550 nm une dispersion chromatique de 8 ps/(nm.km) et une pente de dispersion chromatique de 0,058 ps/(nm2.km). Le rapport C2/C'2 pour cette fibre vaut 8/0,058, soit de l'ordre de 140 nm. La fibre de l'invention présente dans un premier cas, le profil 13 du tableau 2 ci-dessous et donc une dispersion chromatique de 8.2 ps/(nm.km) et une pente de dispersion chromatique de 0,0007 ps/(nm2.km), et dans un second cas, le profil 11 du tableau 2 ci-dessous et donc une dispersion chromatique de 4.5 ps/(nm.km) et une pente de dispersion chromatique de 0,0048 ps/(nm2.km). Dans le premier cas, la dispersion chromatique cumulée dans le tronçon est de l'ordre de 810 ps/nm et dans le second cas de l'ordre de 625 ps/nm. On pourra compenser ce tronçon non plus avec une fibre de compensation de rapport C/C' de l'ordre de 140 nm, mais avec une fibre de compensation de rapport 810/2.935 ∼ 16.2/0,058 soit de l'ordre de 280 nm dans le premier cas, et de rapport de l'ordre de 200 nm dans le second cas. La fibre de compensation de dispersion chromatique avec un rapport C/C' de 140 nm adaptée à la fibre TeraLight, ou de rapport C/C' de l'ordre de 200 nm, sont décrites dans FR-A-2 795 828. Une fibre de compensation de dispersion chromatique présentant un rapport C/C' de 280 nm est une fibre adaptée à la compensation de la dispersion chromatique d'une fibre SMF et peut se trouver dans le commerce. Les trois fibres de compensation présentent des valeurs de dispersion chromatique aussi faibles que possible, qui sont comparables. La combinaison d'une fibre de l'invention avec une fibre de l'état de la technique permet soit d'augmenter le rapport C/C' de la fibre de compensation adaptée à la compensation de la fibre de l'état de la technique, et donc de diminuer ses pertes par atténuation et d'augmenter sa surface effective, soit de diminuer sa longueur nécessaire, soit les deux, et donc dans tous les cas de diminuer les pertes par atténuation dans cette fibre.

Toujours dans le même exemple, un tronçon de 100 km de fibre TeraLight peut être compensé en dispersion par une longueur de fibre de compensation de dispersion de l'ordre de 8 km présentant des pertes par atténuation de l'ordre de 0,7 dB/km. En revanche, la combinaison de 50 km de fibre TeraLight avec de la fibre de l'invention peut être compensée en dispersion, dans le premier cas, par une longueur de fibre de compensation de l'ordre de 8,1 km mais qui présente des pertes par atténuation de l'ordre de 0,5 dB/km, et dans le second cas, par une longueur de fibre de compensation de l'ordre de 6,25 km et qui présente des pertes par atténuation de l'ordre de 0,6 dB/km. Les pertes par atténuation dans la fibre de compensation sont dans le cas de la TeraLight de 5,6 dB, et dans les autres de 4,05 dB et de 3,75 dB.

On peut bien entendu utiliser une autre fibre de l'état de la technique que celle de l'exemple. Il est intéressant que cette fibre soit une fibre NZ-DSF+, avec une dispersion chromatique voisine de la fibre de l'invention; ceci limite les variations de la dispersion chromatique lors du passage d'un fibre à l'autre et permet de conserver la valeur initiale et donc optimisée de la dispersion chromatique. La fibre NZ-DSF+ peut donc être caractérisée par une dispersion chromatique positive et non nulle à une longueur d'onde de 1550 nm, et par un rapport entre la dispersion chromatique et la pente de dispersion chromatique compris entre 50 et 400 nm pour cette même longueur d'onde.

Il est avantageux que la fibre de ligne utilisée en amont soit celle qui présente la surface effective la plus grande, dans la mesure où ceci permet de limiter les effets non-linéaires. Dans la fibre avale, la surface effective plus faible n'est pas pénalisante du fait de la diminution du niveau optique.

Le rapport des longueurs des fibres dans la combinaison peut varier, par rapport à l'exemple ci-dessus. Il est préférable que la longueur de la fibre de l'invention soit supérieure ou égale à celle de la fibre à pente non nulle. L'effet de cette limite est que le rapport C/C' de la fibre de compensation peut atteindre le double du rapport C2/C'2 de la fibre de l'état de la technique. Dans l'exemple d'une fibre NZ-DSF+, doubler le rapport C2/C'2 permet d'atteindre les valeurs des rapports C/C' habituels des fibres de compensation pour SMF, ce qui s'accompagne également par une augmentation de la surface effective de ces fibres de compensation. Dans ce cas, la fibre de compensation de dispersion peut être caractérisée par un rapport C/C' supérieur à 250 nm, et une surface effective supérieure à 18 µm2 pour une longueur d'onde de 1550 nm. La limite supérieure du rapport C/C' est atteinte lorsque la fibre de ligne est entièrement composée de fibre de l'invention - comme évoqué plus haut.

Par ailleurs, la fibre selon l'invention permet d'utiliser dans un tel système de transmission des longueurs d'onde s'étendant sur une plage plus importante. Plus spécifiquement, les systèmes de transmission actuels fonctionnent le plus souvent en bande C, c'est-à-dire entre 1530 et 1565 nm; un système utilisant la fibre de l'invention peut fonctionner aussi à des longueurs d'onde plus importantes, et par exemple aussi en bande L et en bande U. On appelle bande L et bande U les plages de longueurs d'onde qui s'étendent au-dessus de la bande C, jusqu'à des longueurs d'onde de l'ordre de 1620 ou 1625 nm pour la bande L et 1675nm pour la bande U. La fibre de l'invention permet de réaliser des systèmes de transmission en bandes C, L et U, voire uniquement en bande L, ou en bande U. La fibre peut aussi être utilisée dans la bande S, qui s'étend en dessous de la bande C, sur des longueurs d'onde comprises entre 1460 et 1530 nm.

Outre les caractéristiques mentionnées plus haut, il est avantageux que la fibre présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

  • une surface effective supérieure ou égale à 35, voire 40 µm2 à une longueur d'onde de 1550 nm;
  • une longueur d'onde λ0 d'annulation de la dispersion chromatique inférieure ou égale à 1400 nm;
  • un diamètre de mode 2W02 supérieur ou égal à 6,4 µm à une longueur d'onde de 1550 nm;
  • des pertes par courbures mesurées par enroulement de la fibre autour d'un manchon de rayon 10 mm inférieures à 100 dB/m à une longueur d'onde de 1550 nm;
  • des pertes par courbures mesurées par enroulement de la fibre autour d'un manchon de rayon 10 mm inférieures à 400 dB/m à une longueur d'onde de 1625 nm, voire à une longueur d'onde de 1675 nm;
  • à une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure mesurées pour 100 tours de fibre autour d'un manchon de rayon de 30 mm inférieures à 10-2 dB ;
  • à une longueur d'onde de 1625 nm, des pertes par courbure mesurées pour 100 tours de fibre autour d'un manchon de rayon de 30 mm inférieures à 0,1 dB ;
  • à une longueur d'onde de 1675 nm, des pertes par courbure mesurées pour 100 tours de fibre autour d'un manchon de rayon de 30 mm inférieures à 0,5 dB ;
  • une sensibilité aux microcourbures inférieure ou égale à 1, et de préférence inférieure ou égale à 0,8 pour une longueur d'onde de 1550 nm;
  • une atténuation inférieure ou égale à 0,24 dB/km à une longueur d'onde de 1550 nm ;
  • une dispersion modale de polarisation inférieure ou égale à 0,2 ps/km1/2, et de préférence inférieure ou égale à 0,1 ps/km1/2, voire inférieure à 0,05 ps/km1/2;

La borne proposée sur la surface effective assure que les effets non-linéaires restent supportables dans la fibre de ligne.

La borne sur la longueur d'onde d'annulation de la dispersion chromatique assure que la dispersion chromatique ne s'annule pas dans la plage de longueurs d'onde utilisée, et limite aussi les effets non-linéaires dans la plage de longueurs d'onde utilisée dans le système de transmission.

La borne sur les pertes par courbures et les pertes par microcourbures permettent notamment à la fibre de présenter un comportement satisfaisant lorsqu'elle est intégrée dans un câble. Ces bornes sont représentatives de la câblabilité de la fibre. On évalue la sensibilité aux courbures en mesurant l'atténuation linéique provoquée par l'enroulement de la fibre autour d'un manchon de 10 mm de rayon. La sensibilité aux microcourbures est mesurée de façon connue en soi ; on peut comme dans la suite la mesurer par rapport à une fibre telle que la fibre commercialisée par la demanderesse sous la référence ASMF 200. Ces contraintes sont de préférence respectées dans toute la plage de longueurs d'onde utilisée dans le système de transmission.

La borne sur l'atténuation limite les pertes dans la fibre.

La fibre présente en outre avantageusement une dispersion modale de polarisation inférieure ou égale à 0,2 ps/km1/2, et de préférence inférieure ou égale à 0,1 ps/km1/2, voire inférieure ou égale à 0,05 ps/km1/2; cette valeur de la dispersion modale de polarisation assure une bonne transmission pour les hauts débits; elle est mesurée au voisinage d'une longueur d'onde de 1550 nm.

Les valeurs proposées sont mesurées au voisinage de 1550 nm. Du fait de la faible pente de dispersion chromatique, la dispersion chromatique ainsi que le diamètre de mode et la surface effective sont sensiblement identiques dans toute la plage de longueurs d'onde utilisée.

On donne maintenant des exemples de fibre vérifiant ces différentes caractéristiques, ayant respectivement comme profil un profil trapèze ou rectangle et anneau ou un profil à quadruple gaine ("quadruple clad").

La fibre peut présenter le profil de la figure 2, avec les valeurs données dans le tableau ci-dessous. Le profil de la figure 2 est un profil d'indice de consigne du type en trapèze, avec une tranchée enterrée et un anneau. Il présente, en partant du centre de la fibre:

  • une partie centrale avec un indice sensiblement constant supérieur ou égal à l'indice de la gaine;
  • une partie avec un indice décroissant sensiblement linéairement depuis cette indice sensiblement constant supérieur ou égal à l'indice de la gaine jusqu'à un indice inférieur ou égal à l'indice de la gaine
  • une partie annulaire présentant un indice sensiblement constant avec une valeur d'indice inférieur ou égal à l'indice de la gaine ;
l'ensemble constituant un profil d'indice dit "en trapèze avec une tranchée enterrée ou déprimée".

Autour de la tranchée enterrée, la fibre de la figure 2 présente un anneau, c'est-à-dire une partie d'indice supérieur à l'indice de la gaine, d'où le qualificatif de profil en trapèze avec une tranchée enterrée et un anneau.

On peut aussi prévoir un profil en rectangle avec une tranchée enterrée et un anneau; par rapport au profil en trapèze et anneau, la fibre présente alors

  • une partie centrale avec un indice sensiblement constant supérieur ou égal à l'indice de la gaine;
  • une partie annulaire présentant un indice sensiblement constant avec une valeur d'indice inférieur ou égal à l'indice de la gaine ;
l'ensemble constituant un profil d'indice dit "en rectangle avec une tranchée enterrée ou déprimée", et étant entouré d'un anneau.

On note dans la suite Δn1 la différence entre l'indice de la partie centrale et l'indice de la gaine de la fibre, Δn2 la différence entre l'indice de la tranchée enterrée et l'indice de la gaine de la fibre et Δn3 la différence entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine de la fibre. Comme expliqué plus haut, Δn1 et Δn3 ont une valeur positive, tandis que Δn2 a une valeur négative.

On note r1a le rayon extérieur de la partie centrale d'indice sensiblement constant, r1b le rayon intérieur de la tranchée enterrée et r1 le rayon de la partie centrale de la fibre présentant un indice supérieur à l'indice de la gaine; dans le cas d'un profil en rectangle, r1 est le rayon de la partie centrale en rectangle. On peut aussi appeler "petite base du trapèze" la partie centrale de rayon r1a et d'indice constant supérieur à l'indice de la gaine. La "grande base du trapèze" correspond au rayon r1b sur la figure, et s'étend jusqu'au rayon intérieur de la tranchée enterrée.

Des exemples de fibres présentant ce profil sont donnés dans le tableau qui suit, avec les notations précisées ci-dessus. r1a (µm) r1 (µm) r1b (µm) r2 (µm) r3 (µm) 103Δn1 103Δn2 103Δn3 1 3,37 3,41 3,44 6,09 9,73 7,7 -4,5 3,0 2 3,28 3,28 3,28 6,82 8,93 8,0 -4,5 5,1 3 2,51 3,38 4,19 5,86 8,65 8,5 -7,9 3,5 4 3,28 3,28 3,28 7,10 9,25 8,1 -4,9 4,6 5 3,16 3,46 3,63 7,09 10,23 7,5 -4,2 3,1 6 3,28 3,28 3,28 6,73 8,74 8,0 -7,0 5,7 7 2,87 3,36 3,81 6,08 8,87 8,8 -8,0 3,8 8 3,14 3,14 3,14 7,00 8,90 7,6 -7,0 5,4 9 2,93 3,20 3,43 6,68 9,63 9,0 -7,6 3,2

Dans le tableau, les profils pairs sont des profils en rectangle, et les profils impairs des profils en trapèze. Du point de vue du profil, les dimensions de la fibre peuvent être choisies en appliquant l'une ou plusieurs des inégalités données ci-dessous; d'une part, en ce qui concerne la partie centrale en trapèze, on a avantageusement :

  • 5,7.10-3 ≤ Δn1 ≤ 9.10-3, et
  • 2,8 ≤ r1 ≤ 4,2 µm.

La pente des flancs du trapèze est avantageusement choisie de sorte que le rapport des rayons r1a et r1b soit compris entre 0,55 et 1; la valeur limite de 1 correspond en fait à un profil en "rectangle" avec anneau, comme les exemples pairs du tableau.

Pour la tranchée enterrée, on peut choisir les valeurs de différence d'indice Δn2 et de rayon extérieur r2 de sorte à vérifier :

  • -9.10-3 = Δn2 = -2,5.10-3,
  • 5,6 = r2 = 7,9 µm,

Pour l'anneau, on peut choisir les valeurs de différence d'indice Δn3 et de rayon extérieur r3 de sorte à vérifier :

  • 1.10-3 = Δn3 = 5,7.10-3,
  • 7,8 = r3 = 10,5 µm,

D'autres caractérisations de la fibre sont possibles. Ainsi, on peut utiliser le paramètre S01 défini par

Ce paramètre est homogène au produit d'un rayon par un indice. Ce paramètre s'applique simplement au profil en trapèze comme au profil en rectangle, et est représentatif de l'augmentation d'indice au voisinage du coeur de la fibre. Il est de préférence supérieur à 23.10-3 µm.

Le paramètre S1 défini par

est homogène au produit du carré d'un rayon par un indice. Ce paramètre s'applique simplement au profil en trapèze comme au profil en rectangle, et est représentatif de l'augmentation d'indice au voisinage du coeur de la fibre. Dans le cas d'un profil d'indice en rectangle, ce paramètre vaut Δn1.r12 ; il est de préférence compris entre 65.10-3 et 90.10-3 µm2.

Un autre paramètre possible est le paramètre S11, qui s'écrit

Ce paramètre homogène au produit d'un rayon à la puissance trois par un indice. Physiquement, ce paramètre est représentatif de la correspondance entre un profil en rectangle et un profil en trapèze, dans la théorie des fibres équivalentes; il est de préférence compris entre 180.10-3 et 305.10-3 µm3.

On peut encore utiliser le paramètre S02, défini par

Ce paramètre est encore homogène au produit d'un rayon par un indice. Ce paramètre est représentatif de la diminution d'indice dans la tranchée enterrée. Il est de préférence compris entre -27.10-3 et -12.10-3µm.

De même, le paramètre S03 défini par

est homogène au produit d'un rayon par un indice et est représentatif de l'augmentation d'indice dans l'anneau. Il est de préférence compris entre 4.10-3 et 12.10-3 µm.

Un de ces paramètres, ou la combinaison de plusieurs de ces paramètres permet de définir le profil de la fibre de l'invention.

La fibre peut encore présenter un profil du type de la figure 3, qui est appelé profil à quadruple gaine ou "quadruple clad" en langue anglaise. En partant du centre de la fibre, ce profil présente :

  • une partie centrale avec un indice sensiblement constant supérieur ou égal à l'indice de la gaine;
  • une partie annulaire présentant un indice sensiblement constant avec cette valeur d'indice inférieur ou égal à l'indice de la gaine ; cette partie est aussi appelée première tranchée enterrée ou déprimée;
  • un anneau, c'est-à-dire une partie d'indice sensiblement constant et supérieur à l'indice de la gaine, et d'indice inférieur à l'indice de la partie centrale;
  • une deuxième partie annulaire présentant un indice sensiblement constant avec une valeur d'indice inférieur ou égal à l'indice de la gaine, et d'indice supérieur ou égal à l'indice de la première partie annulaire. Cette partie est qualifiée de deuxième tranchée enterrée.

On note dans la suite Δn1 la différence entre l'indice de la partie centrale et l'indice de la gaine de la fibre, Δn2 la différence entre l'indice de la première tranchée enterrée et l'indice de la gaine de la fibre, Δn3 la différence entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine de la fibre et Δn4 la différence entre l'indice de la deuxième tranchée enterrée et l'indice de la gaine de la fibre. Comme expliqué plus haut, Δn1 et Δn3 ont une valeur positive, tandis que Δn2 et Δn4 ont une valeur négative.

On note r1 le rayon extérieur de la partie centrale d'indice sensiblement constant, r2 le rayon extérieur de la première tranchée enterrée, r3 le rayon extérieur de l'anneau et r4 le rayon extérieur de la deuxième tranchée enterrée.

Des exemples de fibres présentant ce profil sont donnés dans le tableau qui suit, avec les notations précisées ci-dessus. r1 (µm) r2 (µm) r3 (µm) r4 (µm) 103Δn1 103Δn2 103Δn3 103Δn4 10 3,74 6,38 11,84 13,90 7,0 -5,9 3,2 -5,0 11 3,65 5,94 12,08 14,48 7,3 -6,9 2,6 4,2 12 3,33 5,85 11,17 15,82 8,5 -8,2 3,2 -5,3 13 3,67 6,98 11,48 15,10 7,5 -7,0 4,6 -6,0 14 3,75 6,49 12,46 15,71 7,2 -7,0 3,0 -6,0 15 3,06 6,94 12,56 15,01 8,8 -5,0 2,1 -3,2 16 3,44 7,09 10,48 13,07 8,0 -5,9 5,1 -3,4 17 3,56 6,38 12,25 13,91 7,9 -7,8 3,0 -5,1 18 3,47 7,06 13,87 16,71 7,9 -4,7 2,6 -7,7 19 3,72 6,61 12,90 15,56 7,3 -7,0 2,5 -4,9 20 3,22 7,51 12,91 16,84 8,5 -6,1 3,6 -7,4

Du point de vue du profil, les dimensions de la fibre peuvent être choisies en appliquant l'une ou plusieurs des inégalités données ci-dessous; d'une part, en ce qui concerne la partie centrale en rectangle, on a avantageusement :

  • 6.10-3 ≤ Δn1 ≤ 9.10-3, et
  • 2,3 ≤ r1 ≤ 4,1 µm.

Pour la première tranchée enterrée, on peut choisir les valeurs de différence d'indice Δn2 et de rayon extérieur r2 de sorte à vérifier :

  • -9.10-3 = Δn2 = -2,5.10-3,
  • 4,8 = r2 = 8,8 µm,

Pour l'anneau, on peut choisir les valeurs de différence d'indice Δn3 et de rayon extérieur r3 de sorte à vérifier :

  • 1.10-3 = Δn3 = 6,5.10-3,
  • 9,5 = r3 = 14,2 µm,

Pour la deuxième tranchée enterrée, on peut choisir les valeurs de différence d'indice Δn4 et de rayon extérieur r4 de sorte à vérifier :

  • -8.10-3 = Δn2 = -2.10-3,
  • 12,6 = r2 = 17 µm,

D'autres caractérisations de la fibre sont possibles, par des paramètres définis comme plus haut, en ajoutant les paramètres suivants. Le paramètre S034 s'écrit

Il est homogène au produit d'un rayon par un indice. Ce paramètre est représentatif de la variation d'indice dans l'anneau et la deuxième tranchée déprimée.

Le paramètre S23 défini par

est homogène au produit du carré d'un rayon par un indice. Ce paramètre est représentatif de la variation d'indice dans la région de la première partie enterrée et de l'anneau. Le paramètre S34 est défini de façon similaire, pour l'anneau et la deuxième partie enterrée; il s'écrit

Ces différents paramètres vérifient de préférence les inégalités suivantes :

  • 25.10-3 ≤ S01 ≤ 30,5.10-3 µm,
  • 75.10-3 ≤ S1 ≤ 105.10-3 µm2,
  • S11 ≤ 380.10-3 µm3,
  • -31,5.10-3 ≤ S02 ≤ -13,5.10-3 µm,
  • 6.10-3 ≤ S03 ≤21.10-3 µm,
  • S034 >-22.10-3 µm,
  • -135.10-3 ≤ S23 ≤ 245.10-3 µm2,
  • S34 < 165.10-3 µm2.

Comme plus haut, une ou plusieurs de ces caractéristiques peuvent servir à définir le profil de la fibre.

Les fibres des tableaux 1 et 2 présentent les caractéristiques de propagation indiquées dans les tableau 3 à 6 qui suivent. λcth

nm
λ0

nm
2W02

µm

(1550nm)
C'

ps/nm2-km

(1550nm)
Seff×C/C'

µm2-nm

(1550nm)
Sµc

(1550nm)
1 1820 1385 7,72 0,0130 13580 <0,5 2 1795 1350 7,34 0,0041 51390 <0,6 3 1695 1360 7,03 -0,0063 -18710 <0,6 4 1785 1315 7,42 0,0110 32360 <0,5 5 1840 1325 7,50 0,0095 36230 <0,8 6 1795 1295 7,00 0,0006 585200 <0,5 7 1785 1305 6,76 -0,0004 -730750 <0,5 8 1795 1280 7,14 0,0134 37560 <0,5 9 1805 1285 6,45 0,0097 40530 <0,5
λcth

nm
λ0

nm
2W02

µm

(1550nm)
C'

ps/nm2-km

(1550nm)
Seff×C/C'

µm2-nm

(1550nm)
Sµc

(1550nm)
10 1805 1340 8,00 0,0097 27160 <0,8 11 1695 1340 7,71 0,0048 45660 <0,8 12 1595 1320 6,86 -0,0124 -11270 <0,5 13 1790 1290 7,38 0,0007 535340 <0,6 14 1700 1295 7,57 0,0063 65320 <0,6 15 1580 1320 6,68 0,0088 34890 <0,5 16 1780 1300 7,15 0,0035 100320 <0,5 17 1840 1285 7,06 -0,0084 -42380 <0,5 18 1780 1300 7,28 0,0135 34000 <0,5 19 1695 1285 7,37 0,0091 55020 <0,6 20 1785 1290 6,67 -0,0017 -217800 <0,5

Dans ces tableaux, λcth est la longueur d'onde de coupure théorique de la fibre, exprimée en nanomètres ; dans la pratique, la longueur d'onde de coupure mesurée sur câble est inférieure de plusieurs centaines de nm ; on comprend que la fibre est effectivement monomode dans la plage de longueurs d'onde des signaux utiles, notamment dans les bandes S et C. 2W02 est le diamètre de mode, en micromètres; Seff est l'aire effective, en micromètres carrés. λ0 est en nm la longueur d'onde pour laquelle la dispersion chromatique s'annule. C est la dispersion chromatique exprimée en ps/(nm.km). C' est la pente de dispersion chromatique, c'est-à-dire la dérivée de la dispersion chromatique par rapport à la longueur d'onde, exprimée en ps/(nm2.km); ces divers paramètres sont mesurés à 1550 nm. PC10mm représente les pertes linéiques par courbures, mesurées pour un manchon de 10 mm de rayon et est exprimé en dB/m, et PC30mm représente les pertes par courbures pour 100 tours de fibres autour d'un manchon de 30 mm de rayon et est exprimé en dB. Enfin, Sµc est un coefficient sans dimension, représentatif de la sensibilité de la fibre aux microcourbures; ce coefficient est dans le tableau mesuré à 1550 nm par rapport à une fibre de l'état de la technique commercialisée par la demanderesse sous l'appellation ASMF 200. Ce coefficient peut être mesuré par la méthode d'écrasement de la fibre entre deux grilles, connue en soi.

Les tableaux 3, 4, 5 et 6 montrent que les fibres du tableau 1 ou du tableau 2 présentent des caractéristiques de propagation - dispersion chromatique, pente de dispersion chromatique - permettant leur utilisation en tant que fibre de ligne dans un système de transmission à fibre optique. Dans tous les exemples du tableau 1, comme dans ceux du tableau 2, des variations de 5 % de l'indice Δn1, ou de 10 % des indices Δn2, Δn3 ou Δn4 permettent d'obtenir des résultats similaires. Il en est de même des rayons, qui peuvent varier de 10 % pour r1 et r2 et de 5 % pour r3 et r4 par rapport aux valeurs données dans les exemples, tout en obtenant des résultats analogues.

Plus spécifiquement, les fibres des tableaux vérifient avantageusement l'une ou plusieurs des contraintes suivantes :

  • une variation de dispersion chromatique entre 1460 et 1625 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 35 %, et de préférence inférieure ou égale à 25 %, voire inférieure ou égale à 20 % ;
  • une variation de dispersion chromatique entre 1460 et 1675 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 40 %, et de préférence inférieure ou égale à 35 %, voire inférieure ou égale à 25 % ;
  • une variation de dispersion chromatique entre 1460 et 1625 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 2 ps/(nm.km), et de préférence inférieure ou égale à 1 ps/(nm.km) ;
  • une variation de dispersion chromatique entre 1460 et 1675 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 3 ps/(nm.km), et de préférence inférieure ou égale à 2 ps/(nm.km) ;
  • à une longueur d'onde de 1550 nm, une dispersion chromatique C comprise entre 5 et 11 ps/(nm.km) ;
  • à une longueur d'onde de 1550 nm, une pente de dispersion chromatique C' inférieure ou égale en valeur absolue à 0,012 ps/(nm2.km), et de préférence inférieure à 0,010 ps/(nm2.km) ;
  • à une longueur d'onde de 1550 nm, un produit entre la surface effective et le rapport entre la dispersion chromatique et la pente de la dispersion chromatique supérieure en valeur absolue à 12000 µm2.nm.

Ces différents paramètres ont les effets suivants : les variations de la dispersion chromatique par rapport à la valeur à 1550 nm permettent une utilisation large bande de la fibre. La plage de dispersion chromatique correspond à un optimum pour l'utilisation de la fibre dans les systèmes de transmission. Les avantages de la limitation sur la pente de dispersion chromatique sont décrits plus haut. Le produit Seff.C/C' entre la surface effective et le rapport entre la dispersion chromatique et la pente de la dispersion chromatique est un compromis; le rapport Seff/C' de la surface effective à la pente de dispersion chromatique doit être aussi grand que possible - la surface effective étant aussi grande que possible et la pente de dispersion chromatique aussi faible que possible. Pondérer ce rapport Seff/C' en le multipliant par la dispersion chromatique permet de prendre en compte qu'il est plus facile de faire augmenter le rapport Seff/C' pour de faibles valeurs de C, mais que de faibles valeurs de C peuvent être désavantageuses.

Les figures 4 et 5 montrent, à différentes échelles un graphe de la dispersion chromatique en fonction de la longueur d'onde pour des fibres connues et des fibres selon l'invention; est portée en abscisse la longueur d'onde en µm, et en ordonnée la dispersion chromatique en ps/(nm.km). Chaque graphe montre les valeurs de dispersion chromatique pour :

  • la fibre décrite dans FR-A2 790 107 et commercialisée sous la référence TeraLight, courbe n°1;
  • la fibre présentant le profil 4 du tableau 1 ci-dessus, courbe n°2;
  • la fibre présentant le profil 13 du tableau 2 ci-dessus, courbe n°3.

Le graphe de la figure 4 montre les valeurs de dispersion chromatique pour les longueurs d'onde de 1200 à 1700 nm. Le graphe de la figure 5 ne montre les valeurs de dispersion chromatique pour les longueurs d'onde de 1450 à 1675 nm, c'est-à-dire dans une plage d'utilisation de la fibre de l'invention. Ces graphes montrent que les fibres des tableaux présentent dans la zone utile une dispersion chromatique bien plus plate que les fibres précédentes. La variation de la dispersion chromatique par rapport à sa valeur à 1550 nm pour la fibre 4 entre 1460 et 1675 nm est au maximum de -21 % et +2 %, et pour la fibre 13 au maximum de -10 % et 0 %. A titre de comparaison, la variation correspondante pour la fibre TeraLight est de -66 % à +90 %. On notera en revanche que toutes ces fibres présentent une dispersion chromatique voisine à 1550 nm.

Un système de transmission avec de la fibre de l'invention peut donc présenter une plage d'utilisation entre des longueurs d'onde de 1460 et 1625 nm, de préférence entre des longueurs d'onde de 1460 et 1675 nm, voire entre des longueurs d'onde de 1300 et 1700 nm.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. Ainsi, on pourrait utiliser d'autres profils que ceux proposés dans les exemples des figures 2 et 3, ou d'autres configurations de systèmes que celle de la figure 1.


Anspruch[fr]
  1. Une fibre optique monomode en câble, dans une plage de longueurs d'onde de 1300 à 1700 nm et présentant
    • pour une longueur d'onde de 1550 nm, une dispersion chromatique C comprise entre 3 et 14 ps/(nm.km) et une pente de dispersion chromatique C' inférieure en valeur absolue à 0,014 ps/(nm2.km), et
    • pour une longueur d'onde de 1625 nm, des pertes par courbures rnesurées pour un rayon de 10 mm inférieures à 400 dB/m.
  2. La fibre de la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1550 nm une surface effective supérieure ou égale à 35 µm2, de préférence supérieure ou égale à 40 µm2.
  3. La fibre de la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle présente une longueur d'onde λ0 d'annulation de la dispersion chromatique inférieure ou égale à 1400 nm .
  4. La fibre de la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1550 nm un diamètre de mode 2W02 supérieur ou égal à 6,4 µm.
  5. La fibre de l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure mesurées pour un rayon de 10 mm inférieures à 100 dB/m.
  6. La fibre de l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1625 nm, et de préférence à une longueur d'onde de 1675 nm, des pertes par courbure mesurées pour un rayon de 10 mm inférieures à 400 dB/m.
  7. La fibre de l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure mesurées pour 100 tours de fibre autour d'un manchon de rayon de 30 mm inférieures à 10-2 dB.
  8. La fibre de l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1625 nm, des pertes par courbure mesurées pour 100 tours de fibre autour d'un manchon de rayon de 30 mm inférieures à 0,1 dB.
  9. La fibre de l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1675 nm, des pertes par courbure mesurées pour 100 tours de fibre autour d'un manchon de rayon de 30 mm inférieures à 0,5 dB.
  10. La fibre de l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la longueur d'onde de coupure théorique est inférieure ou égale à 1850nm, et de préférence inférieure ou égale à 1800nm.
  11. La fibre selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle présente une variation de dispersion chromatique entre 1460 nm et 1625 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 35 %, et de préférence inférieure ou égale à 25 %, voire inférieure ou égale à 20 %.
  12. La fibre selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle présente une variation de dispersion chromatique entre 1460 nm et 1675 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 40 %, et de préférence inférieure ou égale à 35 %, voire inférieure ou égale à 25 %.
  13. La fibre selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'elle présente une variation de dispersion chromatique entre 1460 nm et 1625 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 2 ps/(nm.km), et de préférence inférieure ou égale à 1 ps/(nm.km).
  14. La fibre selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'elle présente une variation de dispersion chromatique entre 1460 nm et 1675 nm, par rapport à sa valeur à 1550 nm, inférieure ou égale en valeur absolue à 3 ps/(nm.km), et de préférence inférieure ou égale à 2 ps/(nm.km).
  15. La fibre de l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1550 nm, une dispersion chromatique C comprise entre 5 et 11 ps/(nm.km).
  16. La fibre de l'une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1550 nm, une pente de dispersion chromatique C' inférieure ou égale en valeur absolue à 0,012 ps/(nm2.km), et de préférence inférieure à 0,010 ps/(nm2.km).
  17. La fibre de l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1550 nm, un produit entre la surface effective et le rapport entre la dispersion chromatique et la pente de la dispersion chromatique supérieure en valeur absolue à 12000 µm2.nm.
  18. La fibre de l'une des revendications 1 à 17, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1550 nm une sensibilité aux microcourbures inférieure ou égale à 1, et de préférence inférieure ou égale à 0,8.
  19. La fibre de l'une des revendications 1 à 18, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1550 nm une atténuation inférieure ou égale à 0,24 dB/km.
  20. La fibre de l'une des revendications 1 à 19, caractérisée en ce qu'elle présente à une longueur d'onde de 1550 nm une dispersion modale de polarisation inférieure ou égale à 0,2 ps/km1/2, et de préférence inférieure ou égale à 0,1 ps/km1/2, voire inférieure ou égale à 0,05 ps/km1/2.
  21. La fibre de l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce qu'elle présente un profil d'indice en trapèze ou rectangle avec une tranchée enterrée et un anneau.
  22. La fibre de la revendication 21, caractérisée en ce que la différence (Δn1) entre l'indice du trapèze ou du rectangle et l'indice de la gaine est comprise entre 5.7.10-3 et 9.10-3, et en ce que le rayon (r1) de la partie de la fibre présentant un indice supérieur à celui de la gaine est compris entre 2,8 et 4,2 µm.
  23. La fibre de la revendication 21 ou 22, caractérisée en ce que la différence (Δn2) entre l'indice de la tranchée déprimée et l'indice de la gaine est comprise entre -9.10-3 et -2,5.10-3, et en ce que le rayon extérieur (r2) de cette tranchée est compris entre 5,6 et 7,9 µm.
  24. La fibre de la revendication 21, 22 ou 23, caractérisée en ce que la différence (Δn3) entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine est comprise entre 1.10-3 et 5,7.10-3 et en ce que le rayon extérieur (r3) de cet anneau est compris entre 7,8 et 10,5 µm.
  25. La fibre de l'une des revendications 21 à 24, caractérisée en ce que le rapport entre le rayon intérieur et le rayon extérieur du trapèze est compris entre 0,55 et 1.
  26. La fibre de l'une des revendications 21 à 25, caractérisée en ce que l'intégrale de l'indice entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur de la partie centrale de la fibre présentant un indice supérieur à celui de la gaine est supérieure à 23.10-3 µm.
  27. La fibre de l'une des revendications 21 à 26, caractérisée en ce que le double de l'intégrale du produit de l'indice par le rayon, entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur de la partie centrale de la fibre présentant un indice supérieur à celui de la gaine est compris entre 65.10-3 et 90.10-3 µm2.
  28. La fibre de l'une des revendications 21 à 27, caractérisée en ce que le triple de l'intégrale du produit de l'indice par le carré du rayon, entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur de la partie centrale de la fibre présentant un indice supérieur à celui de la gaine est compris entre 180.10-3 et 305.10-3 µm3.
  29. La fibre de l'une des revendications 21 à 28, caractérisée en ce que l'intégrale de l'indice entre le rayon (r1) extérieur de la partie centrale de la fibre présentant un indice supérieur à celui de la gaine et le rayon intérieur (r2) de l'anneau est compris entre -27.10-3 et -12.10-3 µm.
  30. La fibre de l'une des revendications 21 à 29, caractérisée en ce que l'intégrale de l'indice entre le rayon intérieur (r2) et le rayon extérieur (r3) de l'anneau est compris entre 4.10-3 et 12.10-3 µm.
  31. La fibre de l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce qu'elle présente un profil d'indice en rectangle avec une première tranchée enterrée, un anneau et une deuxième tranchée enterrée.
  32. La fibre de la revendication 31, caractérisée en ce que la différence (Δn1) entre l'indice du rectangle et l'indice de la gaine est comprise entre 6.10-3 et 9.10-3, et en ce que le rayon extérieur (r1) du rectangle est compris entre 2,3 et 4,1 µm.
  33. La fibre de la revendication 31 ou 32, caractérisée en ce que la différence (Δn2) entre l'indice de la première tranchée déprimée et l'indice de la gaine est comprise entre -9.10-3 et -2,5.10-3, et en ce que le rayon extérieur (r2) de cette tranchée est compris entre 4,8 et 8,8 µm.
  34. La fibre de la revendication 31, 32 ou 33, caractérisée en ce que la différence (Δn3) entre l'indice de l'anneau et l'indice de la gaine est comprise entre 1.10-3 et 6,5.10-3 et en ce que le rayon extérieur (r3) de cet anneau est compris entre 9,5 et 14,2 µm.
  35. La fibre de l'une des revendications 31 à 34, caractérisée en ce que la différence (Δn4) entre l'indice de la deuxième tranchée déprimée et l'indice de la gaine est comprise entre -8.10-3 et -2.10-3, et en ce que le rayon extérieur (r4) de cette tranchée est compris entre 12,6 et 17 µm.
  36. La fibre de l'une des revendications 31 à 35, caractérisée en ce que l'intégrale de l'indice entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur du rectangle est comprise entre 25.10-3 et 30,5.10-3 µm.
  37. La fibre de l'une des revendications 30 à 36, caractérisée en ce que le double de l'intégrale du produit de l'indice par le rayon, entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur du rectangle est compris entre 75.10-3 et 105.10-3 µm2.
  38. La fibre de l'une des revendications 31à 37, caractérisée en ce que le triple de l'intégrale du produit de l'indice par le carré du rayon, entre un rayon nul et le rayon (r1) extérieur du rectangle, est inférieur à 380.10-3 µm3.
  39. La fibre de l'une des revendications 31à 38, caractérisée en ce que l'intégrale de l'indice entre le rayon (r1) extérieur du rectangle et le rayon intérieur (r2) de l'anneau est comprise entre -31,5.10-3 et -13,5.10-3 µm.
  40. La fibre de l'une des revendications 31à 39, caractérisée en ce que l'intégrale de l'indice entre le rayon intérieur (r2) et le rayon extérieur (r3) de l'anneau est comprise entre 6.10-3 et 21.10-3 µm.
  41. La fibre de l'une des revendications 31à 40, caractérisée en ce que l'intégrale de l'indice entre le rayon intérieur (r2) de l'anneau et le rayon extérieur (r4) de la deuxième tranchée enterrée est supérieure à -22.10-3 µm.
  42. La fibre de l'une des revendications 31à 41, caractérisée en ce que le double de l'intégrale du produit de l'indice par le rayon entre le rayon extérieur (r1) du rectangle et le rayon extérieur (r3) de l'anneau est compris entre -135.10- 3 et 245.10-3 µm2.
  43. La fibre de l'une des revendications 31à 42, caractérisée en ce que le double de l'intégrale du produit de l'indice par le rayon entre le rayon intérieur (r2) de l'anneau et le rayon extérieur (r4) de la deuxième partie enterrée est inférieur à 165.10-3 µm2.
  44. Un système de transmission à multiplexage en longueurs d'onde, comprenant comme fibre de ligne de la fibre selon l'une des revendications 1 à 43.
  45. Le système de transmission de la revendication 44, caractérisé en ce qu'il comprend en outre comme fibre de ligne une fibre présentant pour une longueur d'onde de 1550 nm une dispersion chromatique positive et non nulle et un rapport de la dispersion chromatique à la pente de dispersion chromatique compris entre 50 et 400 nm.
  46. Le système de la revendication 45, caractérisé en ce que la longueur de la fibre selon l'une des revendications 1 à 43 est supérieure ou égale à la longueur de la fibre présentant un rapport de la dispersion chromatique à la pente de dispersion chromatique entre 50 et 400 nm.
  47. Le système de la revendication 45 ou 46, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une fibre de compensation de dispersion, présentant pour une longueur d'onde de 1550 nm un rapport de la dispersion chromatique à la pente de dispersion chromatique supérieur ou égal à 250 nm.
  48. Le système de transmission de l'une des revendications 44 à 47, caractérisé en ce que la plage d'utilisation est comprise entre les longueurs d'onde 1460 et 1625 nm, et de préférence entre les longueurs d'onde 1460 et 1675 nm, voire entre les longueurs d'onde 1300 et 1700 nm.






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