一種通信用抗彎多芯光纖的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種通信用抗彎多芯光纖，屬于光纖通信傳輸領域。
【背景技術】
[0002] 物聯網、移動互聯網、云管端、數據中心技術等對傳輸容量的需求不斷增大，大數 據時代已然來臨，尤其是2015年新提出的"互聯網+"概念，其互聯網云端更是對大數據容 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，根據香農 定理一般估計最大是l〇〇Tb/S。因此容量即將達到100T的極限不容忽視，如何擴容是通信 傳輸亟待解決的問題。近幾年來，國際學術界均提出采用空分復用SDM的方式可以解決未 來的技術難題。空分復用有兩種方式，一是模式復用，即采用少模光纖，利用一根光纖傳輸 2個以上的模式實現復用，增大系統容量。二是空間上的多芯復用，即單根光纖中具有多個 單模芯子的光纖，實現多路復用的新傳輸技術。目前已有提出幾種按單根光纖中的芯子數 量分成4芯，7芯，10芯，12芯和19芯光纖的多芯光纖等。多芯光纖中每個芯都是獨立的光 波導，在理論上這些多芯光纖中的N個芯子相應地可以將系統的總傳輸容量擴大N倍。
[0003] 在2011年的0FC會議上，美國0FS公司報道了在7芯光纖中實現了 56Tb/s的信 號傳輸。同一年，日本NICT聯合日本住友在7芯光纖中實現了 109Tb/s的信號傳輸，這是 首次實現單根光纖超過l〇〇Tb/s的傳輸實驗。在2012年國際會議上，日本NICT首次報道 了在19芯光纖上實現了超過305Tb/s的傳輸。同年EC0C會議上，日本報道了在12芯多芯 光纖中實現了lPb/s以上的信號傳輸實驗，為未來通信網絡擴容提供了技術儲備。在2013 年0FC會議上，首次有報道將7芯光纖用于數據中心的建設上，作為高速計算機的高度、高 密度的并行互聯。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域都已經產生 了應用。
[0004] 多芯光纖已有多種結構，但是這些光纖結構沒有研究和涉及多芯光纖在極限彎曲 時的使用場景和性能參數。而在通信和連接應用上，彎曲是一個最常見的應用場景，通常彎 曲很容易引起光纖內的芯間串擾以及會導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合應用的多芯光纖，例如光纖到戶（FTTH)中使用的光纖 對彎曲狀態下的光纖串音指標非常敏感。一旦在彎曲條件下，光纖串音增大將導致傳輸誤 碼率的增大，嚴重時將導致通信失效。
[0005] 專利文獻CN201180041565. 9中所提出的多芯光纖具有較大模場直徑和有效面 積，其考慮到了多芯光纖彎曲的狀態，但是關注的是曲率半徑較大或滿足特點范圍時的彎 曲損耗，但是很多情況下，彎曲半徑相當小，例如用于一些狹小空間曲率半徑甚至可以達到 7. 5mm/5mm等。其光纖滿足G. 654光纖類，因其較高的截止波長而不適用于FTTX的無源光 網絡Ρ0Ν。
[0006] 專利文獻CN103415795A中提出的是一種中間芯異質結構，降低芯間串擾，并能抑 制截止波長長波化的多芯光纖，其波段不適用于FTTX的無源光網絡Ρ0Ν中（上下行工作波 長分別為1310nm和1490nm)，無法保證在1310nm處的單模狀態傳輸。
【發明內容】
[0007] 以下為本發明中涉及的一些術語的定義和說明：
[0008] 相對折射率差An1:
[0009] 從光纖纖芯軸線開始算起，根據折射率的變化，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摻雜的折射率貢獻量AGe由以下方程式定義，
[0014]
[0015] 其中為假設纖芯的Ge摻雜物，在摻雜到無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] 芯間串擾：是指光纖中任意兩個芯子之間的能量耦合、多個芯子中任意一個芯子 中傳輸的信號耦合到另外一個芯子里形成的噪聲，單位是dB，表示有多少百分比的能量從 一個芯子耦合到了另外一個芯子。-10dB表示1/10 ;-20dB表示1/100 ;-30dB表示1/1000; 依次類推。其中相鄰兩個芯間的串擾為XT，則中間芯所受到的串擾最大，其計算公式為：
[0017]XTcenterCDre=ΧΤ+lOlgn(其中η表示相鄰芯數目）
[0018] 對于7芯光纖，則中間芯受到的串擾即：XTcenterCOTe=XT+101g6=ΧΤ+7. 8
[0019] 本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足而提供一種結構 設計合理，具有優異抗彎曲性能的通信用抗彎多芯光纖。
[0020] 本發明為解決上述問題所采用的技術方案為：包括有7個纖芯區和1個總外包層， 其特征在于所述的7個纖芯區包括1個中心纖芯區和6個等距均布在中心纖芯區外周的外 纖芯區，每個纖芯區的芯包層結構相同，任意兩個相鄰的纖芯區之間的纖芯距相同，所述的 纖芯區包括有纖芯和包繞芯層的內包層、下陷包層，纖芯區以外的部分為總外包層，所述的 纖芯半徑a為3. 5~4. 0μm，芯層相對折射率差Λ 0. 35 %~0. 37 %，所述的內包層半 徑b為8~10μm，內包層相對折射率差Λ2為-0. 05%~+0. 05%，所述的下陷包層半徑c為14~17μm，下陷包層相對折射率差Λ3為-0.7%~-0.5%。
[0021] 按上述方案，在纖芯區下陷包層外設置有外包層，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，或為摻鍺的二氧化硅玻 璃層，其中鍺的摻雜貢獻量AGe為0. 1 %~0.40%。
[0023] 按上述方案，所述的任意兩個相鄰的纖芯區之間的纖芯距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，所述光纖每個纖芯的模場直徑（MFD)在1310nm附近為8. 4~ 9. 2μm，光纜截止波長小于或等于1260nm，零色散波長在1300~132