BRPI0903858A2 - fibra ótica monomodo insensìvel à curvatura - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a uma fibra ótica monomodo que inclui, do centro para a periferia, um núcleo central, uma casca intermediária, uma depressão e uma casca ótica externa. O núcleo central tem um raio r1 e uma diferença de índice positiva <sym>n1 com a casca ótica; a casca intermediária tem um raio r2 e uma diferença de índice positiva <sym>n1 com a casca ótica, em que <sym>n2 é menor do que a diferença de índice <sym>n1 do núcleo. A depressão tem um raio r3 e uma diferença de índice negativa <sym>n3 com a casca ótica. A fibra ótica tem um diâmetro do campo modal (MFD) entre 8,6 <109>m e 9,5<109>m em um comprimento de onda de 1310 nanómetros e para um comprimento de onda de 1550 nanómetros, a fibra tem perdas por curvatura menores do que 0,25 x 10-3 dB/curva para um raio de curvatura de 15 milímetros. O comprimento de fibra requerido para a atenuação do modo LPI 1 para alcançar 19,3 dB em um comprimento de onda de 1260 nanómetros é menor do que 90 metros. Essa fibra pode ser usada em um ambiente difícil, como caixas óticas miniaturizadas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FIBRA ÓTICA MONOMODO INSENSÍVEL À CURVATURA".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se ao campo de transmissões defibras óticas e, mais especificamente, a uma fibra tendo perdas por curvaturagrandemente reduzidas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Para fibras óticas, o perfil do índice de refração é apresentado,em geral, em termos da diferença em valor entre dois pontos no gráfico dafunção associando o índice de refração com o raio da fibra. Convencional-mente, a distância r até o centro da fibra é mostrada ao longo do eixo de xdo perfil. A diferença entre o índice de refração na distância r e o índice derefração da casca de fibra externo é mostrada ao longo do eixo de y (figura2, referências 21 - 24). A casca externa funciona como uma casca ótica etem um índice de refração substancialmente constante; essa casca ótica écomposta, em geral, de sílica pura, mas também pode conter um ou maisdopantes. O perfil de índice de refração de fibra ótica é referido como umperfil em "degrau", um perfil "trapezoidal ou um perfil "triangular" para gráfi-cos tendo as respectivas formas de um degrau, um trapézio ou um triângulo.Essas curvas, em geral, são representativas do perfil do índice de refraçãoteórico ou de referência (isto é, perfil estabelecido) da fibra. As restrições defabricação de fibra podem levar a um perfil ligeiramente diferente na fibra real.

Uma fibra ótica é composta, convencionalmente, de (i) um nú-cleo ótico, tendo a função de transmitir e, opcionalmente, amplificar um sinalótico; e (ii) uma casca ótica, tendo a função de confinar o sinal ótico no nú-cleo. Com essa finalidade, os índices de refração do núcleo (nc) e da casca(ng) são tais que nc > ng. Como é bem conhecido na técnica, a propagaçãode um sinal ótico em uma fibra ótica monomodo é interrompida em um modofundamental (conhecido como LP01) com orientação no núcleo e em modossecundários com orientação através de um certo raio no conjunto núcleo - casca.De modo convencional, fibras de índice degrau, também chama-das fibras SMF ("Fibras monomodo") são usadas como fibras de linha parasistemas de transmissão de fibra ótica. Essas fibras mostram uma dispersãocromática e uma inclinação de dispersão cromática correspondendo a pa-drões de telecomunicações específicos.

Para as exigências de compatibilidade entre os sistemas óticosde diferentes fabricantes, a International Telecommunication Union (ITU) de-finiu um padrão com uma norma, referenciada ITU-T G.652, que deve sersatisfeita por uma Standard Single Mode Fiber (SSMF - Fibra monomodoPadrão).

Esse padrão G.652 para fibras de transmissão recomenda interalia uma faixa de 8,6 mícrons a 9,5 mícrons para o Mode Field Diameter(MFD - Diâmetro de Campo Modal) em um comprimento de onda de 1310nanômetros; um máximo de 1260 nanômetros para o comprimento de ondade corte do cabo; uma faixa de 1300 nanômetros a 1324 nanômetros para ocomprimento de onda de cancelamento de dispersão (denotado Xo); e umainclinação de dispersão cromática máxima de 0,092 ps/(nm2km) (isto é,ps/nm2/km).

O comprimento de onda de corte do cabo é medido, convencio-nalmente, como o comprimento de onda em que o sinal ótico não é mais demodo único após a propagação através de 22 metros de fibra, tal como defi-nido por Subcommittee 86A da International Electrotechnical Commission nopadrão IEC 60793-1-44. Na maioria dos casos, o modo secundário mais re-sistente às perdas por curvatura é o modo LP11. O comprimento de onda decorte do cabo é, portanto, o comprimento de onda além do qual o modoLP11 é enfraquecido, suficientemente, após propagação através de 22 me-tros de fibra. O método proposto pelo padrão envolve a consideração de queo sinal ótico é de modo único quando a atenuação do modo LP11 é maior doque ou igual a 19,3 dB.

Além disso, para uma dada fibra, um chamado valor MAC é de-finido como a relação do diâmetro do campo modal da fibra em 1550 nanô-metros sobre o comprimento de onda de corte efetivo 10 7^. O comprimen-to de onda de corte é medido, convencionalmente, como o comprimento deonda em que o sinal ótico não é mais de modo único após a propagaçãoatravés de dois metros de fibra, como definido por Subcommittee 86A daInternational Electrotechnical Commission no padrão IEC 60793-1-44. OMAC constitui um parâmetro para avaliar os desempenhos da fibra, em par-ticular para descobrir um compromisso entre o diâmetro do campo modal, ocomprimento de onda de corte efetivo e as perdas por curvatura.

O pedido de patente europeu N° 1.845.399 e pedido de patenteeuropeu N° 1.785.754 ilustram os resultados experimentais do Requerente.

Esses pedidos anteriores estabelecem uma relação entre o valor do MACem um comprimento de onda de 1550 nanômetros e as perdas por curvaturaem um comprimento de onda de 1625 nanômetros com um raio de curvaturade 15 milímetros em uma SSMF de fibra de índice degrau padrão. Cada umdesses pedidos de patente europeus é aqui incorporado através de referên-cia em sua totalidade. Além disso, cada pedido estabelece que o valor do- MAC influencia as perdas por curvatura da fibra e que a redução do MACreduz essas perdas por curvatura. A redução do diâmetro do campo do mo-do e/ou aumento do comprimento de onda de corte efetivo reduz o valor deMAC, mas pode levar à não concordância com o padrão G.652, tornando afibra comercialmente incompatível com alguns sistemas de transmissão.

A redução das perdas por curvatura, ao mesmo tempo em quemantém certos parâmetros de transmissão ótica constitui um desafio paraaplicações de fibras destinadas aos sistemas de fibras óticas para o usuário,chamadas FTTH para Fiber-To-The-Home.

A International Telecommunications Union ITU também definiupadrões referenciados ITU-T G.657A e ITU-T G.657B, que devem ser satis-feitos pelas fibras óticas destinadas às aplicações de FTTH, particularmenteem termos de resistência às perdas por curvatura. O padrão G.657A impõelimites sobre os valores para perdas por curvatura, mas busca, acima de tu-do, preservar a compatibilidade com o padrão G.652, particularmente emtermos de diâmetro do campo do modo MFD e dispersão cromática. Por ou-tro lado, o padrão G.657B impõe limites estritos para as perdas por curvatu-ra, particularmente para (i) perdas por curvatura menores do que 0,003 db/curva em um comprimento de onda de 1550 nanômetros para um raio decurvatura de 15 milímetros e (ii) perdas por curvatura menores do que 0,01dB/ curva, em um comprimento de onda de 1625 nanômetros para um raiode curvatura de 15 milímetros.

O pedido de patente europeu N° 1.845.399 e o pedido de paten-te europeu N° 1.785.754 propõem perfis de fibras tendo perdas por curvaturalimitadas, correspondendo, em particular, aos critérios dos padrões G.657Ae G.657B. Os perfis descritos nesses pedidos de patente europeus, porém,tornam possível obter apenas os limites de perdas por curvatura impostospelo padrão G.657B.

A patente norte-americana N° 7.164.835 e a Publicação de Pe-dido de Patente N° 2007/0147 756, cada uma das quais é aqui incorporadaatravés de referência em sua totalidade, também descrevem perfis de fibrasmostrando perdas por curvatura limitadas. As fibras dessas patentes norte-americanas, contudo, correspondem apenas aos critérios dos padrõesG.657A e G.657B, particularmente em termos de diâmetro do campo do mo-do e dispersão cromática.

No presente, para certas aplicações, a redução das perdas porcurvatura é essencial, especialmente quando a fibra é destinada a ser gram-peada ou enrolada em uma caixa ótica miniaturizada.

A tecnologia da fibra auxiliada por furo torna possível obter exce-lentes desempenhos em termos de perdas por curvatura, mas essa tecnolo-gia é complexa e cara para implementar e não pode ser usada para fibrasdestinadas aos sistemas de FTTH, que são sistemas de baixo custo.

Portanto, existe uma necessidade de uma fibra ótica tendo umaresistência às perdas por curvatura, que seja claramente melhor (por exem-plo, uma ordem de dez vezes melhor) do que os limites impostos pelo pa-drão G.657B. A fibra que satisfaz esse critério também deverá permanecercompatível com o padrão G.652 em termos de perfil de transmissão e, emparticular, diâmetro do campo do modo. Esse aperfeiçoamento apreciável deperdas por curvatura pode ser obtido em detrimento de um comprimento deonda de corte mais alto, desde que (i) o modo de LP11 de ordem diretamen-te mais alta seja atenuado suficientemente; e (ii) que o comprimento de fibrarequerido para a atenuação do modo de LP11 para alcançar 19,3 dB em umcomprimento de onda de 1260 nanômetros seja menor do que 90 metros.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Para os fins descritos acima, a invenção inclui uma fibra com umnúcleo central, uma casca intermediária e uma depressão. O perfil do índicede refração é otimizado para aperfeiçoar as perdas por curvatura por umfator de dez em relação às restrições impostas pelo padrão G.657B, aomesmo tempo em que mantém um diâmetro do campo do modo compatívelcom o padrão G.652 e que assegura uma atenuação suficiente do modoLP11.

Em particular, a superfície do núcleo, bem como a superfície e ovolume da despressão, são otimizados para aperfeiçoar as perdas por cur-vatura, consideravelmente. No contexto da invenção, a superfície do núcleoou a superfície da depressão não deverão se estender geometricamente,mas deverão corresponder a valores que levam em consideração duas di-mensões - o produto do raio e a diferença de índice.

Similarmente, o volume da depressão corresponde a um valorlevando em consideração três dimensões - o produto do quadrado do raio ea diferença de índice.

A invenção propõe, mais particularmente, uma fibra ótica mono-modo, incluindo, a partir do centro até a periferia, um núcleo central, umacasca intermediária, uma depressão e uma casca ótica externa. O núcleocentral tem um raio n e uma diferença de índice positiva Ani com a cascaótica externa. A casca intermediária tem um raio r2 e uma diferença de índicepositiva An2 com a casca ótica externa. A diferença An2 é menor do que adiferença de índice Ani do núcleo. A depressão tem um raio r3 e uma dife-rença de índice negativa An3 com a casca ótica externa. A fibra da presenteinvenção é ainda caracterizada pelo fato de ter (i) um diâmetro do campo domodo (MFD) entre 8,6 ^m e 9,5 ^im em um comprimento de onda de 1310nanômetros; e (ii)perdas por curvatura menores do que 0,25 x 10-3 dB/curvapara um raio de curvatura de 15 milímetros e um comprimento de onda de1550 nanômetros. O comprimento da fibra requerido para a atenuação domodo LP11 para alcançar 19,3 dB em um comprimento de onda de 1260nanômetros é menor do que 90 metros.

De acordo com uma modalidade de uma fibra de acordo com apresente invenção, a superfície integral do núcleo central (V01), definida como

<formula>formula see original document page 7</formula>

está entre 20,0 x 10"3 um e 23,0 x 10"3 ^m

A integral superfície da depressão (V03), definida como

<formula>formula see original document page 7</formula>

está entre -55.0 x 10-3 ^im e -30.0 x 10-3 jim.

O integral volume de depressão (V13), definida como

<formula>formula see original document page 7</formula>

está entre -1200 x 10-3 um2 e -750 x 10-3 um2

Em modalidades preferidas, a fibra tem propriedades físicas eparâmetros operacionais com resistência aperfeiçoada às perdas por curva-tura. Por exemplo, a fibra tem um comprimento de onda de corte efetivo Xceffmaior do que 1350 nanômetros, o comprimento de onda de corte efetivosendo medido como o comprimento de onda em que o sinal ótico se torna demodo único após propagação através de dois metros de fibra. A fibra tem,para um comprimento de onda de 1550 nanômetros, as perdas por curvaturamenores do que ou iguais a 7,5 x 10~3" dB/curva para um raio de curvaturade 10 milímetros, perdas por curvatura menores ou iguais a 0,05 dB/ curvapara um raio de curvatura de 7,5 milímetros e perdas por curvatura de me-nos do que 0,15 dB/ curva para um raio de curvatura de 5 milímetros.

A fibra aqui divulgada também mostra perdas por curvatura re-duzidas em comprimentos de onda mais altos. Por exemplo, em um compri-mento de onda de 1625 nanômetros, a fibra tem perdas por curvatura meno-res do que 1,5 x 10"3 dB/ curva para um raio de curvatura de 15 milímetros,perdas por curvatura menores do que ou igual a 25 x 10"3 dB/ curva para umraio de curvatura de 10 milímetros, perdas por curvatura menores do que ouigual a 0,08 dB/ curva para um raio de curvatura de 7,5 milímetros e perdaspor curvatura menores do que 0,25 dB/ curva para um raio de curvatura de 5milímetros. Em um comprimento de onda de 1550 nanômetros, a fibra temperdas por curvatura menores do que ou igual a 0,05 dB/ curva para um raiode curvatura de 7,5 milímetros.

Em conseqüência, em uma modalidade preferida, a fibra tem umcomprimento de onda de corte entre 1300 nanômetros e 1400 nanômetros,com o comprimento de onda de corte medido como um comprimento de on-da em que o sinal ótico não está mais no modo único após a propagaçãoatravés de 5 metros de fibra. O comprimento de onda de corte é distinguidodo comprimento de onda de corte de cabo, medido como o comprimento deonda em que a atenuação do modo LP11 é maior do que ou igual a 19,3 dBapós a propagação através de 22 metros de fibra. A fibra tem um compri-mento de onda de corte do cabo entre 1250 nanômetros e 1300 nanômetros.

Uma terceira medição na presente questão é o comprimento deonda de corte teórico medido como o comprimento de onda do qual o modoLP11 é propagado no modo vazante. Em uma modalidade, a fibra tem umcomprimento de onda de corte teórico menor do que ou igual a 1250 nanô-metros. A fibra tem uma atenuação do modo LP11 maior do que 5 dB apóspropagação através de 22 metros de fibra em um comprimento de onda de1260 nanômetros.

Os parâmetros operacionais descritos acima resultam de propri-edades físicas preferidas da fibra. Em uma modalidade, o núcleo central dafibra tem um raio entre 3,8 |xm e 4,35 um; a casca intermediária tem um raioentre 8,5 (xm e 9,7 um; a depressão tem um raio entre 13,5 jam e 16 jj.m, quepode ser menor do que ou igual a 15 |am e o núcleo central tem uma diferen-ça de índice com a casca ótica externa entre 5,3 x 10"3 e 5,7 x 10~3.

Conforme notado acima, o perfil do índice de refração de umafibra é plotado em termos da diferença entre valores de índice de retraçãoem pontos no raio da fibra e na casca ótica externa. A casca intermediáriatem uma diferença de índice com a casca ótica entre 0,1 x 10"3 e 0,6 x 10~3.A depressão tem uma diferença de índice com a casca ótica entre -10,0 x103 e -5,0 x 10"3. A fibra tem um comprimento de onda de dispersão cromá-tica zero entre 1300 nanômetros e 1324 nanômetros; a fibra tem um valor deinclinação de dispersão cromática no comprimento de onda de dispersãocromática zero de menos do que 0,092 ps/(nm2km).

A invenção também refere-se a uma caixa ótica recebendo pelomenos uma porção da fibra aqui divulgada. Nessa caixa, a fibra pode serdisposta com um raio de curvatura menor do que 15 milímetros, que podemser da ordem de 5 milímetros. A invenção também se refere a um sistema defibra ótica para a casa do assinante (FTTH) compreendendo pelo menosuma porção de fibra de acordo com a invenção.

O precedente, bem como outras características e vantagens dapresente invenção ei a maneira em que as mesmas são realizadas, são ain-da especificadas dentro da descrição detalhada a seguir e seus desenhosanexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 representa um corte transversal de uma fibra mono-modo com camadas de casca em respectivos raios que se estendem a partirdo centro.

A figura 2 representa o perfil do índice de retração nominal dafibra monomodo exemplificativa da figura 1 de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A fibra 10 da invenção tem um núcleo central 11, uma casca in-termediária 12 e uma casca com depressão 13. Para as presentes finalida-des e sem limitar o escopo da invenção, casca com depressão significa umaporção radial da fibra 10, tendo um índice de refração menor do que o índiceda casca ótica externa 14. Tipicamente, o núcleo central 11, a casca inter-mediária 12 e a casca com depressão 13 são obtidos por deposição químicaa vapor em um tubo de sílica. A casca ótica externa 14 inclui o tubo de sílicae a sobre-casca no tubo. Em modalidades preferidas, a sobre-casca, em ge-ral, é natural ou sílica dopada, mas também pode ser obtida por qualqueroutra técnica de deposição (deposição axial a vapor) ("VAD") ou deposição avapor externa ("OVD").

A figura 2 ilustra um perfil do índice de refração para a fibra detransmissão 10 da figura 1. O perfil da figura 2 é um perfil estabelecido, istoé, representativo do perfil teórico da fibra, mas a fibra realmente obtida apóso puxamento da fibra a partir de uma pré-forma pode ter um perfil ligeira-mente diferente.

De maneira conhecida na técnica por si, uma fibra ótica 10 é ob-tida através do puxamento da pré-forma. À guisa de exemplo, a pré-formapode ser um tubo de vidro de qualidade muito alta (sílica pura), que eventu-almente faz parte da casca ótica externa 14. A casca ótica externa 14 cir-cunda núcleo central 11 e as cascas internas 12, 13 da fibra 10. Esse tubopode receber, então, uma sobre-casca para aumentar seu diâmetro antes deseguir com a operação de puxamento da fibra. Para a produção da pré-forma, o tubo, em geral, é montado horizontalmente e sustentado em ambasas extremidades por barras de vidro em um torno mecânico; então, o tubo égirado e aquecido localmente para o processo de deposição que determina acomposição da pré-forma. Essa composição determina as característicasóticas da futura fibra.

A fibra inclui um grupo central 11, tendo uma diferença de índiceAni com uma casca externa 14 funcionando como uma casca ótica. A fibraainda inclui uma casca intermediária 12 tendo uma diferença de índiceAn2 com a casca ótica externa 14 e uma casca com depressão 13 tendouma diferença de índice An3 com a casca ótica externa 14. Os índices derefração no núcleo central 11, da casca intermediária 12 e da depressão 13são substancialmente constantes por todas as suas respectivas larguras,conforme apresentado na figura 12. A figura 1 ilustra que a largura do núcleo11 é definida por seu raio n e a largura das cascas por seus respectivos rai-os externos X2 e r3. A casca ótica externa é denotada como r4.

A fim de definir um perfil de índice de refração estabelecido parauma fibra ótica, o valor de índice da casca ótica externa é, em geral, tomadocomo uma referência n-i. Os valores de índice do núcleo central 11, a cascaintermediária 12 e da casca com depressão 13 são, então, apresentados nafigura 2 como diferenças de índice Ani,2,3- De um modo geral, a casca óticaexterna 14 é composta de sílica, mas essa casca pode ser dopada para au-mentar ou reduzir seu índice de retração, por exemplo, para modificar ascaracterísticas de propagação do sinal.

Cada seção de perfil de fibra mostrado na figura 2 (21 - 24) tam-bém pode ser definida com base em integrais que ligam as variações de ín-dice com o raio de cada seção da fibra 10. Desse modo, é possível definirtrês integrais de superfície para a fibra 10 da invenção, representativas dasuperfície do núcleo V01, da superfície da casca intermediária V02 e da su-perfície da depressão V03. A expressão "superfície" não deve ser compreen-dida geometricamente, mas corresponde a um valor levando em considera-ção duas dimensõeá. Essas três integrais de superfície podem ser expres-sas como segue:

<formula>formula see original document page 11</formula>

Similarmente, é possível definir três integrais de volume para afibra 10 da invenção, representativas do volume do núcleo Vn, do volume dacasca intermediária V12 e do volume da depresssão V13 . A expressão "Vo-lume" não deve ser compreendida geometricamente, mas corresponde a umvalor que leva em conta três dimensões. Essas três integrais de volume po-dem ser expressas como segue:

<formula>formula see original document page 11</formula><formula>formula see original document page 12</formula>.

A Tabela I (abaixo) mostra 30 exemplos de perfis de fibras deacordo com as modalidades preferidas da invenção em comparação comtrês perfis de fibras SSMF e um perfil de fibra correspondente a padrõesG.657A e G.657B (denotado como "BIF" para Bend Insensitive Fiber - Fibrainsensível à curvatura). O requerente comercializa uma fibra insensível àcurvatura tendo uma boa resistência às perdas por curvatura sob a marcacomercial BendBrightXS. Os valores nas tabelas correspondem aos perfisestabelecidos para cada fibra.

A primeira coluna da tabela 1 atribui uma referência para cadaexemplo; as três colunas seguintes dão os valores correspondentes dos rai-os do núcleo 11, da casca intermediária 12 e da depressão 13, respectiva-mente. As três colunas seguintes dão os valores correspondentes das dife-renças de índices com a casca ótica externa 14. Os valores de índice sãomedidos em um comprimento de onda de 633 nanômetros. A tabela 1 tam-bém mostra os valores das integrais de superfície e de volume do núcleo 11,na casca intermediária 12 e da depressão 13, conforme definido acima.TABELA I

<table>table see original document page 13</column></row><table>TABELA I continuação

<table>table see original document page 14</column></row><table>A fibra 10 de acordo com a invenção é uma fibra de índice de-grau compreendendo núcleo central 11, uma casca intermediária 2 e umadepressão 13. Deve ser notado da tabela 1 que o núcleo central 11 tem umraio r1 entre 3,8 um e 4,35 um e, de preferência, entre 3,8 um e 4,05 um,isto é, mais estreito do que o núcleo de uma fibra SSMF. A fibra 10 tem umadiferença de índice An1 21 com a casca ótica externa 14 entre 5,3 x 10"3 e5,7 x 10-3, isto é, maior do que em uma fibra SSMF. A integral de superfíciedo núcleo V0i está entre 20,0 x 10~3 um e 23,0 x 10"3 um, e a integral de vo-lume do núcleo Vn está entre 81 x 10'3 um2 e 91 x 10"3 um2.

Deve ser notado também da tabela 1 que a fibra de acordo coma invenção tem uma depressão 13. A depressão 13 tem um grande volume etorna possível limitar grandemente as perdas por curvatura. A tabela 1, mos-tra assim que a depressão 13 tem um raio r3 entre 13,5 um e 16 um e umadiferença de índice Án3 23 com a casca ótica externa 14 entre -10,0 x 10"3 e -5,0x10"3.

A tabela 1 também mostra que a integral de superfície da de-pressão V03, conforme definido acima, está entre -55,0 x 10~3 um e -30,0 x10~3 um e a integral de volume da depressão V13 , conforme definido acima,está entre -1200 x 10"3 um2 e -750 x 10~3 um2.

De acordo com uma modalidade preferida, o raio da casca comdepressão r3 pode estar limitado a 15 um, a fim de reduzir ainda o custo deprodução da fibra (apenas os exemplos 24 e 30) têm uma casca com de-pressão, com raio maior do que 15 um. De fato, a depressão 13 pode serproduzido por deposição química a vapor de plasma (PCVD), tornando pos-sível incorporar uma grande quantidade de flúor na sílica para formar cascascom depressões profundas. A parte da fibra 10 que corresponde ao tubo e àdeposição PCVD, porém, é a mais cara; portanto, busca-se limitar essa par-te tanto quanto possível. Também é possível considerar a produção da de-pressão 13 através de incorporação de microfuros ou microbolhas em lugarde flúor dopado. O flúor dopado, porém, permanece mais fácil de controlar aprodução industrial do que a incorporação de micro-bolhas.

Uma depressão 13, que corresponde aos critérios de superfíciee de volume, definidos acima, torna possível obter um bom compromissoentre perdas por curvatura grandemente reduzidas em relação às fibras exis-tentes e um regime de vazamento suficientemente consistente do modoLP11 em um comprimento de onda de 1260 nanômetros.

Como está claro da Tabela IV, que é discutida em detalhes aquidepois, a fibra de acordo com a invenção tem perdas por curvatura que sãodez vezes (10x) menores do que os limites impostos pelo padrão G.657B.Por outro lado, a fibra de acordo com a invenção não está rigorosamente emconformidade como o padrão G.657, em termos de comprimento de onda decorte. Como está claro da tabela III, que também é discutida em detalhesaqui depois, a fibra de acordo com a invenção de um comprimento de ondade corte efetivo Xcen maior do que 1350 nanômetros um comprimento de on-da de corte de cabo Xcc entre 1250 nanômetros e 1300 nanômetros. Nãoobstante, a fibra aqui divulgada assegura que modos LP11 de ordem superi-or são propagados no regime de vazamento de modo de 1260 nanômetros.

Também deve ser notado da tabela 1 que uma modalidade pre-ferida da fibra tem uma casca intermediária 12 entre o núcleo central 11 e adepressão 13. Esta casca intermediária 12 torna possível limitar os efeitosda depressão 13 sobre a propagação do sinal ótico no núcleo. A tabela 1mostra que a casca intermediária 12 tem um raio r2 entre 8,5 |am e 9,7 |im euma diferença de índice An2 22 com a casca ótica entre 0,1 x 10"3 e 0,6 x 10"3.

A tabela I mostra que a integral de superfície da casca intermediária V02,como definido acima, está entre 0,5 x 10"3 ixm e 3,0 x 10"3 ^m. A integral devolume da casca intermediária Vi2, como definida acima, está entre 6 x 10'3nm2e4-x 10 10"3|am2.

O núcleo central 11 de uma fibra 10 de acordo com a invenção éotimizado, em combinação com a casca intermediária 12 para garantir pa-râmetros de transmissão ótica na fibra em conformidade com os padrõesG.652 e G.657A, particularmente em termos de diâmetro do campo do modoe dispersão cromática. Isso também ajuda a segurar a compatibilidade comas fibras de outros sistemas óticos.

A Tabela II abaixo mostra as características de transmissão óticapara fibras de acordo com a invenção. A primeira coluna repete as referên-cias da tabela 1. As colunas seguintes proporcionam, para cada perfil defibra, os valores de diâmetro do campo do modo (MFD) para comprimentosde onda de 1310 nanômetros e 1550 nanômetros, comprimento de onda dedispersão cromática zero (ZDW) e inclinação de dispersão zero (ZDS).

Tabela 2

<table>table see original document page 17</column></row><table>Deve ser notado da tabela 2 que a fibra 10 de acordo com a in-venção é compatível com fibras que correspondem aos critérios do padrãoG.652. Em particular, a fibra aqui divulgada tem um diâmetro de campo mo-dal MFD na faixa padronizada de valores de 8,6 um a 9,5 um, em 1310 na-nômetros, um comprimento de onda de dispersão zero entre 1300 nanôme-tros e 1324 nanômetros e uma inclinação de dispersão erro de menos doque 0,092 ps/(nm2km). Cada um desses valores está de acordo com o pa-drão G.652.

Por outro lado, conforme mostrado pela Tabela III (abaixo), afibra tem um comprimento de onda de corte Xce» efetivo maior do que 1350nanômetros. Como discutido acima, o comprimento de onda de corte é me-dido como sendo o comprimento de onda em que o sinal ótico não está maisno modo único após a propagação através de dois metros de fibra, tal comodefinido pelo Subcommittee 86A da International Electrotechnical Commis-sion no padrão IEC 60793-44. Este valor de comprimento de onda de corteefetivo aumentado conduz a um valor de comprimento de onda de corte decabo A-cc entre 1250 nanômetros e 1300 nanômetros. O comprimento de on-da de corte do cabo é medido como o comprimento de onda no qual o sinalótico não está mais em modo único após a propagação através de 22 metrosde fibra, como definido pelo subcommittee 86A da International Electrotech-nical Commission no padrão IEC 60793-1-44. O sinal ótico é de modo únicoquando a atenuação do modo LP11 é maior do que ou igual a 19,3 dB. Ospadrões G.652 e G.657 impõem um valor máximo de 1260 nanômetros parao comprimento de onda de corte do cabo.

Uma finalidade dos desenvolvimentos aqui divulgados é produzirfibras que podem ser usadas em todas as larguras de banda de transmissãoexploradas por sistemas óticos, isto é, fibras que podem ser usadas em pro-pagação de modo único a partir da largura de banda original (OB), que seestende de 1260 nanômetros até 1360 nanômetros e até a largura de bandaultralonga (UL) além de 1625 nanômetros. Um comprimento de onda de cor-te baixo toma possível garantir a possibilidade de uso da fibra através detodas as larguras de banda disponíveis.As simulações da Tabela III (abaixo), porém, mostram que omodo de LP11 de ordem diretamente superior é propagado de acordo comum modo vazante a partir de um comprimento de onda de 1260 nanômetros.

A fibra aqui divulgada pode, portanto, ser usada em transmissão de modoúnico através da largura de banda original (OB: 1260 nanômetros a 1360nanômetros).

A Tabela III (abaixo) mostra diversos valores de comprimentosde onda de corte para fibras de acordo com a invenção. A primeira coluna daTabela III repete as referências da Tabela I.

A coluna "Corte de Fibra Teórico" proporciona um valor teóricode comprimento de onda de corte, que corresponde ao comprimento de on-da de transição entre uma propagação guiada do modo LP11 e uma propa-gação em modo vazante desse modo LP11. Para trabalhar comprimentos deonda além desse comprimento de onda de corte efetivo, o modo LP11 épropagado em modo vazante.

A coluna "Corte de Fibra Padrão" corresponde ao comprimentode onda de corte efetivo taeff como definido pelo Subcommittee 86A da Inter-national Electrotechnical Commission no padrão IEC 60793-1-44.

A coluna "Corte de Fibra de 5m" corresponde ao comprimentode onda de corte medido como o comprimento de onda em que o sinal óticonão está mais no modo único após propagação através de 5 metros de fibraem lugar de 2 metros de fibra.

A coluna "Corte de Cabo Padrão" corresponde ao comprimentode onda de corte do cabo A,cc como definido pelo Subcommittee 86A da In-ternational Electrotechnical Commission no padrão IEC 60793-1-44. De a-cordo com a recomendação do Subcommittee 86A da International Electro-technical Commission no padrão IEC 60793-1-44, o comprimento de ondade corte do cabo X<x é determinado pelo posicionamento da fibra em doislaços de 40 milímetros de raio e pela disposição do restante da fibra (isto é,21,5 metros de fibra) em um mandril com um raio de 140 milímetros.

A coluna "Corte de Cabo Reto" corresponde ao comprimento deonda de corte de cabo pelo posicionamento da fibra em dois laços, cada umtendo um raio de 40 milímetros e pela disposição do restante da fibra (isto é,21,5 metros de fibra) virtualmente reta.

A coluna "LP11 LL LL @ 1260 nm após 22 mm" indica as fendaspor vazamento do modo LP11 após a propagação através de 22 metros dafibra virtualmente reta.

A coluna "Comprimento - 19,3 dB LP11 LL @1260 nm" indica ocomprimento da fibra requerido para obter perdas por vazamento do modoLP11 igual a 19,3 dB, com a fibra sendo mantida virtualmente reta. Isso indi-ca em que distância a fibra, disposta virtualmente reta, está no modo únicodentro do significado dos padrões G.652 e G.657.TABELA III

<table>table see original document page 21</column></row><table>TABELA III

<table>table see original document page 22</column></row><table>É notado da Tabela III que o comprimento de onda de corte efe-tivo padrão A-ceff, isto é, conforme medido de acordo com as recomendaçõesdo Subcommittee 86A da International Electrotechnical Commission no pa-drão IEC 60793-1-44 é maior do que 1350 nm. Similarmente, é notado daTabela III que o comprimento de onda de corte de cabo padrão A,cc, isto é,conforme medido de acordo com as recomendações do Subcommittee 86Ado International Electrotechnical Commission no padrão IEC 60793-44, estáentre 1250 nanômetros e 1300 nanômetros, isto é, freqüentemente maior doque o limite de 1260 nanômetros, imposto pelos padrões G.652 e G.657.

Porém, é observado da Tabela III que o modo LP11 não obstan-te, é altamente atenuado a partir de um comprimento de onda de 1260 na-nômetros. De fato, o comprimento de onda de corte "teórico" é menor do queou igual a 1250 nanômetros. Desse modo, o modo LP11 de ordem superioré propagado em um iregime de modo vazante na largura de banda original eapenas o modo fundamental permanece guiado na fibra da invenção comode um comprimento de onda de 1260 nanômetros.

Similarmente, é notado da Tabela III que o comprimento de ondade corte de fibra é reduzido, significativamente, após apenas 5 metros depropagação na fibra. Desse modo, o comprimento de onda de corte, medidocomo o comprimento de onda em que o sinal ótico não está mais no modoúnico após a propagação através de 5 metros de fibra, está entre 1300 na-nômetros e 1400 nanômetros para uma fibra de acordo com a invenção.

Além disso, a Tabela III mostra claramente que o modo de LP11já está bem atenuado após 22 metros de propagação. É notado em particu-lar que a atenuação do modo LP11 em uma fibra 10 de acordo com a pre-sente invenção é maior do que a atenuação do modo LP11 em uma fibraSSMF, quando a fibra é disposta virtualmente reta. De fato, em uma fibraSSMF, são as curvaturas que tornam possível atenuar, altamente, o modoLP11. Desse modo, a fibra tem uma atenuação do modo LP11 maior do que5 dB após 22 metros de propagação em fibra reta em um comprimento deonda de 1260 nanômetros.

Além disso, a Tabela III também mostra que a atenuação de pe-lo menos 19,3 dB do modo LP11 é obtida de modo relativamente rápido, a-pós menos do que 90 metros, em vez dos 22 metros impostos pelos pa-drões.

Desse modo, a falha em estar em conformidade, no sentido maisestrito, com os padrões G.652 e G.657 em termos de comprimento de ondade corte é minimizada pelo fato de que o modo LP11 de ordem superior éatenuado suficientemente a partir de um comprimento de onda de 1260 na-nômetros de modo a não prejudicar a qualidade da propagação do modofundamental.

Além disso, o aumento no comprimento de onda de corte efetivotorna possível aumentar o valor do MAC como definido acima e, consequen-temente, reduzir as perdas por curvatura.

A Tabela IV (abaixo) relata valores de perdas por curvatura paramodalidades preferidas de fibras, conforme aqui divulgado. A primeira colu-na da Tabela IV repete as referências da Tabela 1. As quatro colunas se-guintes mostram valores de perdas por curvatura PPC para respectivos raiosde curvatura de 15 milímetros, 10 milímetros, 7,5 milímetros e 5 milímetrosem um comprimento de onda de 1550 nanômetros. As quatro colunas se-guintes dão valores de perdas por curvatura PPC para respectivos raios decurvatura de 15 milímetros, 10 milímetros, 7,5 milímetros e 5 milímetros emum comprimento de onda de 1625 nanômetros.

A última coluna tem um fator de mérito FOM representando aordem de magnitude do aperfeiçoamento nas perdas por curvatura pelasfibras de acordo com a presente invenção em relação aos limites impostospelo padrão G.657B. O FOM da Tabela IV é, assim, definido como uma mé-dia das relações entre os limites superiores impostos pelo padrão G.657B eas perdas por curvatura nas fibras da invenção para cada raio de curvaturamedido.

A Tabela IV relata na primeira linha os valores limites de perdaspor curvatura impostos pelo padrão G.657B para cada raio de curvatura epara os comprimentos de onda de 1550 nanômetros e 1625 nanômetros.<table>table see original document page 25</column></row><table>TABELA IV continuação

<table>table see original document page 26</column></row><table>É notado da Tabela IV que as perdas por curvatura das fibrascorrespondentes ao perfil de acordo com a invenção são claramente meno-res do que os limites impostos pelo padrão G.657B.

Desse modo, a fibra divulgada acima tem, para um comprimentode onda de 1550 nanometros, perdas por curvatura menores do que 0,25 x10"3dB/ curva para um raio de curvatura de 15 milímetros, quando compara-do com um limite de 3 x 10"3 dB/ curva, imposto pelo padrão G.657B. A fibraainda tem perdas por curvatura menores do que ou iguais a 7,5 x 10"3 dB/vez para um raio de curvatura de 10 milímetros, quando comparado com umlimite de 0,1 dB/curva, imposto pelo padrão G.657B. As perdas por curvaturasão menores do que ou iguais a 0,05 dB/ curva para um raio de curvatura de7,5 milímetros, como contra um limite de 0,5 dB/ curva imposto pelo padrãoG.657B e perdas por curvatura menores do que 0,15 dB/ curva para um raiode curvatura de 5 milímetros.

As perdas por curvatura em um comprimento de onda de 1550nanometros em uma fibra de acordo com a invenção têm sido aperfeiçoadaspor um fator maior do que 10X em relação aos limites do padrão G.657B.

Similarmente, a fibra de acordo com a invenção mostra, para umcomprimento de onda de 1625 nanometros, perdas por curvatura menoresdo que 1,5 x 10 3 dB/ curva, quando comparado co um limite de 10 x 10~3 dB/curva, imposto pelo padrão G.657B. As perdas por curvatura são menoresdo que ou iguais 25 x 10"3 dB/ curva para um raio de curvatura de 10 milíme-tros, quando comparado com um limite de 0,2 dB/ curva, imposto pelo pa-drão G.657B. A fibra mostra perdas por curvatura menores ou iguais a 0,08dB/ curva para um raio de curvatura de 7,5 milímetros, comparado com umlimite de 1 dB/ curva, imposto pelo padrão G.657B e perdas por curvaturamenores do que 0,25 dB/ curva para um raio de curvatura de 5 milímetros.

As perdas por curvatura em um comprimento de onda de 1625nanometros em uma fibra de acordo com a invenção foram aperfeiçoadaspor um fator de 10 em relação aos limites do padrão G.657B. Deve ser nota-do que, dentro da estrutura de uma produção industrial de pré-formas defibra ótica, os testes de conformidade, vis-à-vis com os padrões, são realiza-dos levando-se em consideração apenas cifras significativas indicadas nopadrão. Desse modo, quando o padrão G.657B impõe o valor limite de 0,01dB/ curva em um comprimento de onda de 1625 nanômetros para um raio decurvatura de 15 milímetros, o fabricante tolerará perdas por curvatura osci-lando até 0,014 dB/ curva nesse comprimento de onda para esse raio decurvatura. As perdas por curvatura menores do que 1,5 x 10~3 dB/ curva paraum raio de curvatura de 15 milímetros em um comprimento de onda de 1625nanômetros (isto é, a fibra de acordo com a presente invenção) são, portan-to, pelo menos dez vezes melhores do que os limites impostos pelo padrão.

A coluna FOM da Tabela IV mostra que as fibras da invenção,claramente, aperfeiçoaram as perdas por curvatura relativas às fibras de BIFexistentes, que correspondem às exigências do padrão G.657B.

As fibras aqui divulgadas são bem adequadas a um uso em sis-temas óticos instalados na casa do assinante, do tipo FTTH, em que a fibraé submetida a tensões de curvatura significativas devido à miniaturização dacaixa ótica ou a manutenção da fibra no lugar com grampos. A fibra pode sercolocada em caixas óticas particularmente compactas. De fato, a fibra óticapode ser disposta com um raio de curvatura de menos do que 15 milímetros,por exemplo, um raio de curvatura de cerca de 5 milímetros. A fibra perma-nece compatível com as fibras de sistemas existentes, em particular em ter-mos de diâmetro do campo do modo para bom acoplamento de fibra comfibra. O aumento no comprimento de onda de corte não é prejudicial devidoa uma atenuação significativa do modo LP11 de um comprimento de ondade 1260 nanômetros.

Conforme apresentado no Pedido de Patente dos Estados Uni-dos N° 60/986.737, para uma Microbend-Resistant Optical Fiber (Overton) ePedido de Patente dos Estados Unidos N° 61/041.484, para uma Microbend-Resistant Optical Fiber (Overton), cada um dos quais é aqui incorporado a-través de referência em sua totalidade, emparelhando uma fibra de vidroinsensível à curvatura (por exemplo, fibras de vidro monomodo da DrakaComteq, disponíveis sob a marca de comércio e indústria BendBright*8®) euma casca primário tendo módulo muito baixo (por exemplo, produto de acri-lato de uretano curável por UV de DSM Desotech's, fornecido sob a marcade comércio e indústria DeSolite® DP 1011) obtêm-se fibras óticas tendoperdas excepcionalmente baixas (por exemplo, reduções em sensitividade àmicrocurvatura de pelo menos 10X, quando comparado com uma fibra mo-nomodo, empregando um sistema de casca convencional). Em conseqüên-cia, ainda está dentro do escopo da presente invenção empregar os cascasdivulgados no Pedido de Patente dos Estados Unidos N° 60/986.737 e Pedi-do de Patente dos Estados Unidos N° 61/041.484 com a fibra ótica mono-modo da presente invenção.

Com relação a isso, a microcurvatura pode ser analisada de a-cordo com o teste do tambor de lixa de diâmetro fixo do IEC (isto é, papel delixa de grau 4 mícrons, Método B, IEC TR62221), que proporciona uma situ-ação de tensão de microcurvatura, que afeta fibras monomodo, mesmo emtemperatura ambiente. O relatório técnico e procedimentos de teste padrãode sensitividade à microcurvatura TR62221 do IEC (por exemplo, IECTR62221, Método B. (tambor de papel de lixa de diâmetro fixo) e Método D(fundo de cesta)) são aqui incorporados através de referência em sua totalidade.

O presente pedido ainda incorpora inteiramente através de refe-rência as patentes comumente atribuídas, pedidos de patente e publicaçõesde pedidos de patente a seguir, cada um dos quais discute as fibras óticas:patente norte-americana N° 4.838.643 para Single Mode Bend InsensitiveFiber for Use in Fiber Optic Guidance Applications (Hodges e outros); Publi-cação de Pedido de Patente dos Estados Unidos N° 2007/ 0127878 A1 eseu Pedido de Patente dos Estados Unidos N° 11/ 556.895 relacionado parauma Single Mode Optical Fiber (de Montmorillon e outros); Publicação dePedido de Patente dos Estados Unidos N° US 2007/0280615 A1 e seu Pedi-do de Patente dos Estados Unidos N° 11/ 697.994 relacionado para Single-Mode Optical Fiber (de Montmorillon e outros); patente norte-americana N°7.356.234 e seu Pedido de Patente dos Estados Unidos N° 11/743.365 rela-cionado para Chromatic Dispersion Compensating Fiber (de Montmorillon eoutros); Publicação de Pedido de Patente dos Estados Unidos N° US2008/0152288 A1 e seu Pedido de Patente dos Estados Unidos N°11/999.333 relacionado para uma Optical Fiber (Flammer e colaboradores.);e Pedido de Patente dos Estados Unidos N° 61/ 101.337 para uma SingleMode Optical Fiber (de Montmorillon e outros).

A fibra ótica de acordo com a presente invenção pode ainda in-cluir uma ou mais camadas de casca (por exemplo, uma casca primário euma casca secundário). Pelo menos uma das camadas de casca - tipica-mente a casca secundário - pode ser colorido e/ou possuir outras marcaçõespara ajudar a identificar fibras individuais. De modo alternativo, uma camadade tinta terciária pode circundar os cascas primário e secundário.

A fibra ótica de acordo com a presente invenção pode ser em-pregada em várias estruturas, tais como aquelas estruturas exemplificativasaqui divulgadas depois.

Por exemplo, uma ou mais das presentes fibras óticas podemser encerradas no interior de um tubo de proteção. Por exemplo, a fibra óticapode ser colocada ou em um tubo de proteção de fibra única solta ou em umtubo de proteção de fibras múltiplas soltas. Com relação a este último, fibrasóticas múltiplas podem ser enfeixadas ou torcidas dentro de um tubo de pro-teção ou outra estrutura. Com relação a isso, dentro de um tubo de proteção,fibras múltiplas soltas, sub-feixes de fibras podem ser separados com umaglutinante (por exemplo, cada subfeixe de fibras é envolvido em um agluti-nante. Além disso, tubo para facilitar conectorização ("fan-out tube") podeser instalado na terminação desses tubos de proteção com folga, para termi-nar, diretamente, fibras óticas protegida, soltas, com os conectores instala-dos no campo.

Em outras modalidades, o tubo de proteção pode circundar, a-pertadamente, a casca de fibra ótica mais externo (isto é, fibra protegida a-pertada), ou de outro modo, circundar a casca de fibra ótica mais externo oucamada de tinta para proporcionar uma folga radial exemplificativa de entrecerca de 50 e 100 mícrons (isto é, uma fibra armazenada semiapertada).

Com relação à fibra protegida, apertada, anterior, a proteção po-de ser formado por revestindo-se a fibra ótica com uma composição curável(por exemplo, um material curável por UV) ou um material termoplástico. Odiâmetro externo dos tubos de proteção, apertados, independente de se otubo de proteção é formado de um material curável ou não curável, tipica-mente, é menor do que cerca de 1.000 mícrons (por exemplo, cerca de 500mícrons ou cerca de 900 mícrons).

Com relação à última fibra protegida, semiapertada, um lubrifi-cante pode ser incluído entre a fibra ótica e o tubo de proteção (por exemplo,para proporcionar uma camada de deslizamento).

Como será conhecido por aqueles tendo habilidade comum natécnica, um tubo de proteção exemplificativo encerrando fibras óticas comoaqui divulgado pode ser formado de poliolefinas (por exemplo, polietileno oupolipropileno), incluindo poliolefinas fluoradas, poliésteres (por exemplo, te-reftalato de polibutileno), poliamidas (por exemplo, náilon), bem como outrosmateriais poliméricos e combinações. Em geral, um tubo de proteção podeser formado de uma ou mais camadas. As camadas podem ser homogêneasou incluir misturas ou combinações. Em geral, um tubo de proteção pode serformado de uma ou mais camadas. As camadas podem ser homogêneas ouincluir misturas ou combinações de vários materiais dentro de cada camada.

Neste contexto, o tubo de proteção pode ser extrudado (por e-xemplo, um material polimérico extrudado) ou pultruído (por exemplo, umplástico reforçado com fibra pultruído. À guisa de exemplo, o tubo de prote-ção pode incluir um material para proporcionar alta temperatura e resistênciaquímica (por exemplo, um material aromático ou material de polissulfona).

Embora tubos de proteção, tipicamente, tenham uma seçãotransversal circular, tubos de proteção, alternativamente, podem ter umaforma irregular ou não circular (por exemplo, uma seção transversal oval outrapezoidal).

De modo alternativo, uma ou mais das presentes fibras óticaspodem ser, simplesmente, circundadas por uma capa protetora externa ouencapsuladas dentro de um tubo de metal selado. Em ambas as estruturas,nenhum tubo de proteção é requerido, necessariamente.

Fibras óticas múltiplas, conforme aqui divulgado podem ser in-tercaladas, encapsuladas e/ou bordas ligadas para formar uma fita de fibrasóticas. As fitas de fibras óticas podem ser divisíveis em subunidades (porexemplo, uma fita de doze fibras que é dividida em subunidades de seis fi-bras. Além disso, uma pluralidade dessas fitas de fibras óticas pode ser a-gregada para formar uma pilha de fitas, que pode ter vários tamanhos e formas.

Por exemplo, é possível formar uma pilha de fitas retangularesou uma pilha de fitas em que as fitas de fibras óticas superior e inferior têmmenos fibras óticas do que aquelas no sentido do centro da pilha. Essaconstrução pode ser útil para aumentar a densidade de elementos óticos(por exemplo, fibras óticas) dentro do tubo de proteção e/ou cabo.

Em geral, é desejável aumentar o preenchimento dos elementosde transmissão em tubos de proteção ou cabos, sujeito a outras restrições(por exemplo, atenuação de cabo ou de médio alcance). Os próprios ele-mentos óticos podem ser projetados para densidade de empacotamentoaumentada. Por exemplo, a fibra ótica pode possuir propriedades modifica-das, tais como perfil de índice de refração melhorado, dimensões de núcleoou de casca ou espessura e/ou módulo de casca primário, para aperfeiçoarcaracterísticas de microcurvatura e macro-curvatura.

À guisa de exemplo, uma pilha de fitas retangulares pode serformada com ou sem uma torção central (isto é, uma "torção primária"). A-queles tendo uma habilidade comum na técnica apreciarão que uma pilha defitas é fabricada, tipicamente, com torção rotacional para permitir que o tuboou cabo se curve, sem colocar tensão mecânica excessiva sobre as fibrasdurante enrolamento, instalação e uso. Em uma variação estrutural, umapilha de fitas retangulares torcidas (ou não torcidas) pode ser ainda formadaem uma configuração semelhante a uma bobina (por exemplo, uma hélice)ou uma configuração semelhante à onda (por exemplo, uma senóide). Emoutras palavras, a pilha de fitas pode possuir deformações "secundárias"regulares.

Como será conhecido por aqueles tendo habilidade comum natécnica, essas fitas de fibras óticas podem ser posicionadas dentro de umtubo de proteção ou outra estrutura circundante, tal como um cabo de livretubos de proteção. Sujeito a certas restrições (por exemplo, atenuação), édesejável aumentar a densidade de elementos, tais como fibras óticas oufitas de fibras óticas dentro de tubos de proteção e/ou cabos de fibras óticas.

Uma pluralidade de tubos de proteção contendo fibras óticas(por exemplo, fibras soltas ou em fita) pode ser posicionada externamenteadjacente a torcida em torno de um elemento de resistência central. Essaformação torcida pode ser realizada em uma direção, helicoidalmente, co-nhecida como formação torcida "S" ou "Z" ou formação torcida Reverse Os-cillated Lay, conhecida como formação torcida "S - Z". A formação torcidaem torno do elemento de resistência central reduz a tensão de fibra ótica,quando a tensão do cabo ocorre durante instalação e uso.

Aqueles tendo habilidade comum na técnica compreenderão obenefício da minimização da tensão da fibra para tensão de tração do cabo etensão de longitudinal do cabo, durante condições de instalação ou de ope-ração.

Com relação à tensão de tração do cabo, que pode ocorrer du-rante instalação, o cabo se tornará mais longo enquanto as fibras óticas po-dem migrar para mais perto, para o eixo neutro do cabo, a fim de reduzir, senão eliminar, a tensão que está sendo retransmitida para as fibras óticas.Com relação à tensão compressiva longitudinal, que pode ocorrer em baixastemperaturas de operação, devido ao encolhimento dos componentes docabo, as fibras óticas migrarão para mais longe do eixo neutro do cabo a fimde reduzir, se não eliminar, a tensão compressiva sendo transferida para asfibras óticas.

Em uma variação, duas ou camadas substancialmente concên-tricas de tubos de proteção podem ser posicionados em torno de um mem-bro de resistência. Em uma outra variação, múltiplos elementos de formaçãode fios (por exemplo, múltiplos tubos de proteção formados torcidos em tor-no de um elemento de resistência) podem ser formados torcidos em tornoum do outro ou em torno de um elemento de resistência central primário.

De modo alternativo, uma pluralidade de tubos de proteção con-tendo fibras óticas (por exemplo, fibras soltas ou em fitas) pode ser sim-plesmente colocada externamente adjacente ao elemento de resistênciacentral (isto é, os tubos de proteção não são formados torcidos intencional-mente ou dispostos em torno do elemento de resistência central de maneiraparticular e se estendem substancialmente paralelos ao elemento de resis-tência central).

Ainda de modo alternativo, as presentes fibras óticas podem serposicionadas com um tubo de proteção central (isto é, o cabo de tubo deproteção central tem um tubo de proteção central em lugar de um elementode resistência central). Esse cabo de tubo de proteção central pode posicio-nar elementos de resistência noutros locais. Por exemplo, elementos de re-sistência metálicos ou não metálicos (por exemplo, GRP) podem ser posi-cionados dentro da própria capa do cabo e/ou uma ou mais camadas de fiosde alta resistência (por exemplo, fios de aramida ou não aramida) podem serposicionados paralelos ou enrolados (por exemplo, contra-helicoidalmente)em torno do tubo de proteção central (isto é, dentro do espaço interior docabo). Igualmente, elementos de resistência podem ser incluídos dentro doinvólucro de tubo de proteção.

Em outras modalidades, as fibras óticas podem ser colocadasdentro de um cabo de núcleo fendido. Em um cabo de núcleo fendido, asfibras óticas, individualmente, ou como uma fita de fibras, podem ser coloca-das dentro de ranhuras helicoidais pré-formadas (isto é, canais) na superfí-cie de um elemento de resistência central, assim, formando uma unidade denúcleo fendido. A unidade de núcleo fendida pode ser encerrada por um tu-bo de proteção. Uma ou mais dessas unidades de núcleo fendidos podemser colocadas dentro de um cabo de núcleo fendido. Por exemplo, uma plu-ralidade de unidades de núcleo fendido pode ser formadas em fio, helicoi-dalmente, em torno de um elemento de resistência central.

De modo alternativo, as fibras óticas podem ser formadas em fioem um desenho de cabo de maxitubo, pelo que as fibras óticas são forma-das em fios em torno de si mesmas, dentro de um grande tubo de proteçãode multifibras soltas, em lugar de em torno de um elemento de resistênciacentral. Em outras palavras, o grande tubo de proteção de multifibras soltasé posicionado centralmente dentro do cabo de maxitubo. Por exemplo, essescabos de maxi-tubo podem ser empregados em fios óticos de aterramento(OPGW).

Em outra modalidade de cabeamento, múltiplos tubos de prote-ção podem ser formados torcidos em torno de si mesmos, sem a presençade um elemento central. Esses tubos de proteção formados torcidos podemser circundados por um tubo protetor. O tubo protetor pode servir como oinvólucro externo do cabo de fibra ótica ou pode ser ainda circundado poruma capa externa. O tubo protetor pode circundar, apertada ou frouxamente,os tubos de proteção torcidos.

Como será conhecido por aqueles tendo habilidade comum natécnica, elementos adicionais podem ser incluídos dentro de um núcleo decabo. Por exemplo, cabos de cobre ou outros elementos de transmissão ati-vos podem ser formados em fios ou de outro modo enfeixados dentro dacapa do cabo. Elementos passivos também podem ser colocados dentro donúcleo de cabo, como entre as paredes interiores dos tubos de proteção eas fibras óticas encerradas. Alternativamente e à guisa de exemplo, elemen-tos passivos podem ser colocados fora dos tubos de proteção entre as res-pectivas paredes exteriores dos tubos de proteção e a parede interior dacamisa de cabo ou dentro do espaço interior de um cabo livre de tubo deproteção.

Por exemplo, fios, não trançados, tecidos (por exemplo, fitas),espumas ou outros materiais contendo material que pode inchar com águae/ou revestidos com materiais que podem inchar com água (por exemplo,incluindo polímeros superabsorventes (SAPs), tais como pó de SAP), podemser empregados para proporcionar bloqueio de água e/ou acoplar as fibrasóticas ao tubo de proteção circundante e/ou camisa de cabo (por exemplo,via adesão, atrito e/ou compressão). Elementos que podem inchar com águaexemplificativos são divulgados na Publicação de Pedido de Patente dosEstados Unidos, comumente cedido, N° US 2007/0019915 A1 e seu Pedidode Patente dos Estados Unidos N° 11/424,112, relacionado, for uma Water-Swellable Tape, Adhesive-Backed for Coupling When Used Inside a BufferTube (Overton e colaboradores), cada um dos quais é aqui incorporado atra-vés de referência em sua totalidade.

Além disso, um adesivo (por exemplo, um adesivo fundido aquente ou adesivo curável, tal como um acrilato de silicone, reticulado, atra-vés de exposição à radiação actínica) pode ser proporcionado em um oumais elementos passivos (por exemplo, material que pode inchar com água)para ligar os elementos ao tubo de proteção. Um material adesivo tambémpode ser usado para ligar os elementos ao tubo de proteção. Um materialadesivo também pode ser usado para ligar o elemento que pode inchar comágua às fibras óticas dentro do tubo de proteção. Disposições exemplificati-vas desses elementos são divulgadas na Publicação de Pedido de Patentedos Estados Unidos N° US 2008/0145010 A1, comumente cedido, para umGel-Free Buffer Tube with Adhesively Coupled Optical Element (Overton eoutros), que é aqui incorporada através de referência em sua totalidade.

Os tubos de proteção (ou cabos livres de tubos de proteção)também podem conter uma composição tixotrópica (por exemplo, graxa ougéis semelhantes à graxa) entre as fibras óticas e as paredes interiores dostubos de proteção. Por exemplo, encher do espaço livre no interior de umtubo de proteção com bloqueio de água, graxa de enchimento com base empetróleo ajuda a bloquear o ingresso de água. Ainda, a graxa de enchimentotixotrópica, mecanicamente (isto é, viscosamente) acopla as fibras óticas aotubo de proteção circundante.

Essas graxas de enchimento tixotrópicas são relativamente pe-sadas e desalinhadas, assim, impedindo a conexão e operações de emen-das. Desse modo, as presentes fibras óticas podem ser desenvolvidas emestruturas de cabos secos (isto é, tubos de proteção isentos de graxa).

Estruturas de tubos de proteção exemplificativas que estão livresde graxas de enchimento tixotrópicas são divulgadas no Pedido de Patentedos Estados Unidos N° 12/146.588, comumente cedido, para uma CouplingComposition for Optical Fiber Cables, filed June 26, 2008, (Parris e outros),que é aqui incorporado através de referência em sua totalidade. Esses tubosde proteção empregam composições de acoplamento formadas a partir deuma combinação de polímeros elastoméricos de alto peso molecular (porexemplo, cerca de 35 por cento em peso ou menos) e óleos (por exemplo,cerca de 65 por cento em peso ou mais) que fluem em baixas temperaturas.Ao contrário de graxas de enchimento tixotrópicas, a composição de aco-plamento (por exemplo, empregada como gel coesivo ou espuma), tipica-mente, é seca e, portanto, menos desalinhada durante a emenda.

Como será compreendido por aqueles tendo habilidade comumna técnica, um cabo encerrando fibras óticas, como aqui divulgado, pode teruma capa formada de vários materiais em vários desenhos. O encapamentodo cabo pode ser formado de materiais poliméricos, tais como, por exemplo,polietileno, polipropileno, cloreto de polivinila (PVC), poliamidas (por exem-plo, náilon), poliéster (por exemplo, PBT), plásticos fluorados (por exemplo,perfluoroetileno propileno, fluoreto de polivinila ou difluoreto de polivinilideno)e acetato de etileno vinila. Os materiais de capa e/ou tubos de proteção tam-bém podem conter outros aditivos, tais como agentes de nucleação, retar-dantes de chamas, retardantes de fumaça, antioxidantes, absorvedores deUV e/ou plastificadores.

A capa do cabo pode ser uma camisa simples formada de ummaterial dielétrico (por exemplo, polímeros não condutores), com ou semcomponentes estruturais suplementares que podem ser usados para aper-feiçoar a proteção (por exemplo, de roedores) e resistência proporcionadapela capa do cabo. Por exemplo, uma ou mais camadas de fita metálica (porexemplo, aço) junto com uma ou mais camisas dielétricas podem formar acapa do cabo. Hastes de reforço metálicas ou de fibras de vidro (por exem-plo, GRP) também podem ser incorporadas na capa. Além disso, fios de a-ramida, fibra de vidro ou fios de poliéster podem ser empregados sob os vá-rios materiais de capa (por exemplo, entre a capa de cabo e o núcleo de ca-bo) e/ou cordas de abertura podem ser posicionadas, por exemplo, dentroda capa de cabo.

Semelhante a tubos de proteção, as capas dos cabos de fibraótica tipicamente possuem uma seção transversal circular, mas as capasdos cabos podem alternativamente possui uma seção transversal com umaforma oval, trapezoidal ou achatada).

À guisa de exemplo, a fibra ótica de acordo com a presente in-venção pode ser incorporada em cabos de fibra de derivação, tais como a-queles empregados para aplicações Multiple Dwelling Unit (MDU). Nessasaplicações, a camisa de cabo deve exibir resistência ao esmagamento, re-sistência à abrasão, resistência À perfuração, estabilidade térmica e resis-tência ao fogo, conforme requerido pelos códigos de construção. Um materi-al exemplificativo para essas camisas de cabos é poliuretano retardante dechama, termicamente estável (PUR), que protege, mecanicamente, as fibrasóticas, e ainda é suficientemente flexível para facilitar as instalações deMDU. De modo alternativo, uma capa de poliolefina ou cloreto de polivinilaretardante de chama pode ser usada.

Em geral e como será conhecido por aqueles tendo habilidadecomum na técnica, um elemento de resistência está, tipicamente, na formade uma haste ou fios ou fibras trançados/helicoidalmente enrolados, emboraoutras configurações estejam, dentro do conhecimento daqueles tendo habi-lidade comum na técnica.

Cabos de fibras óticas contendo fibras óticas como divulgadopodem ser empregados de modo variado, incluindo-se como cabos de deri-vação, cabos de distribuição, cabos alimentadores, cabos tronco e cabos deponta expostas "stubcables", cada um dos quais pode ter exigências opera-cionais variadas (por exemplo, faixa de temperatura, resistência ao esma-gamento, resistência à UV e raio de curvatura mínimo).

Esses cabos de fibras óticas podem ser instalados dentro dedutos, microdutos, plenums ou tubos ascendentes. À guisa de exemplo, umcabo de fibra ótica pode ser instalado em duto ou microduto existente porpuxamento ou sopramento (por exemplo, usando ar comprimido). Um méto-do de instalação de cabo exemplificativo é divulgado na Publicação de Pedi-do de Patente dos Estados Unidos N° 2007/0263960, comumente cedido,para um Communication Cable Assembly and Installation Method (Lock ecolaboradores,) e Pedido de Patente dos Estados Unidos N° 12/200,095 paraum Modifíed Pre-Ferrulized Communication Cable Assembly and InstallationMethod, depositado em 28 de agosto de 2008, (Gríffioen e colaboradores^,cada um dos quais é incorporado através de referência em sua totalidade.

Conforme observado, tubos de proteção contendo fibras óticas(por exemplo, fibras soltas ou em fitas) podem ser formadas em fios (por e-xemplo, em torno de um elemento de resistência central. Em tais configura-ções, uma capa protetora externa de cabo de fibras óticas pode ter uma su-perfície externa texturizada que varia periodicamente no sentido longitudinalao longo do cabo de maneira que replica a forma em fios dos tubos de pro-teção subjacentes. O perfil texturizado da capa externa protetora pode aper-feiçoar o desempenho de sopramento do cabo de fibra ótica. A superfícietexturizada reduz a superfície de contato entre o cabo e o duto ou microdutoe aumenta o atrito entre o meio de sopramento (por exemplo, ar) e o cabo. Acapa externa protetora pode ser feita de um material de baixo coeficiente deatrito, que pode facilitar a instalação por sopro. Além disso, a capa externaprotetora pode ser dotada de um lubrificante para ainda facilitar a instalaçãopor sopro.

Em geral, para obter desempenho satisfatório de sopramento alonga distância (por exemplo, entre cerca de 0,914 a 1,524 km (3.000 a5.000 pés) ou mais), o diâmetro externo de cabo de um cabo de fibras óticasdeverá ser de não mais do que cerca de setenta a oitenta por cento do diâ-metro interno dos dutos ou microdutos.

Ar comprimido também pode ser usado para instalar fibras óticasde acordo com a presente invenção em um sistema de fibras sopradas a ar.Em um sistema de fibras sopradas a ar, uma rede de cabos ou microdutosnão preenchidos é instalada antes da instalação de fibras óticas. As fibrasóticas podem ser sopradas, subseqüentemente, nos cabos instalados, con-forme necessário para suportar as exigências de variação da rede.

Além disso, os cabos de fibras óticas podem ser enterrados dire-tamente na terra ou, como um cabo aéreo, suspenso de um poste ou coluna.Um cabo aéreo pode ser autos-suportado ou preso ou amarrado a um supor-te (por exemplo, fio mensageiro ou outro cabo). Cabos de fibras óticas aé-reos exemplificativos incluem fios terra suspensos (PGW), cabos de autos-sustentação todo dielétrico (ADSS), cabos de amarrar todo dielétrico (AD-Lash) e cabos de figura oito, todos os quais são bem compreendidos poraqueles tendo habilidade na técnica. Os cabos da figura 8 e outros desenhospodem ser enterrados diretamente ou instalados em dutos e, opcionalmente,podem incluir um elemento de tonalidade, tal como um fio metálico, de modoque possam ser encontrados com um detector de metais.

Além disso, embora as fibras óticas possam ser ainda protegidaspor uma capa de cabo externa, a própria fibra ótica pode ser ainda reforçadade modo que a fibra ótica pode ser incluída dentro de um cabo de penetra-ção, que permite o roteamento individual de fibras óticas individuais.

Para empregar as fibras óticas presentes de maneira eficienteem um sistema de transmissão, são necessárias conexões em vários pontosda rede. As conexões de fibras óticas são tipicamente realizadas por emen-das por fusão, emendas mecânicas ou conectores mecânicas.

As extremidades correspondentes de conectores podem ser ins-taladas nas extremidades de fibras no campo (por exemplo, na localizaçãoda rede) ou em uma fábrica antes da instalação na rede. As extremidadesdos conectores são correspondidas no campo, a fim de conectar as fibrasjuntas ou conectar as fibras aos componentes passivos ou ativos. Por exem-plo, certos conjuntos de cabos de fibras óticas (por exemplo, conjuntos debifurcação) podem se separar e transportar fibras óticas individuais a partirde um cabo de múltiplas fibras óticas aos conectores de maneira protetora.

O emprego desses cabos de fibras óticas pode incluir equipa-mento suplementar. Por exemplo, um amplificador pode ser incluído paraaperfeiçoar sinais óticos. Módulos de compensação de dispersão podem serinstalados para reduzir os efeitos da dispersão cromática e da dispersão domodo de polarização. Caixas de emenda, pedestais e quadros de distribui-ção, que podem ser protegidos por um envoltório podem igualmente ser in-cluídos. Elementos adicionais incluem, por exemplo, chaves de terminaisremotos, unidades de rede ótica, separadores óticos e chaves de centraistelefônicas.Um cabo contendo fibras óticas de acordo com a presente in-venção pode ser empregado para uso em um sistema de comunicação (porexemplo, rede ou telecomunicações). Um sistema de comunicações podeincluir arquitetura de cabos de fibras óticas, tais como fiber-to-the-node(FTTN - fibra até o nó)), fiber-to-the- telecommunications enclosure (FTTE -Fibra para envoltório de telecomunicações), fiber-to-the-curb (FTTC - fibraaté a calçada), fiber-to-the-building (FTTB - fibra até a construção), e fiber-to-the-home (FTTH - fibra até a casa), bem como arquitetura de longa dis-tância ou de metro.

Além disso, fibras óticas de acordo com a presente invençãopodem ser usadas em outras aplicações, incluindo, sem limitação, sensoresde fibras óticas ou aplicações em iluminação (por exemplo, iluminação artifi-cial).

No relatório e nas figuras, modalidades típicas da invenção fo-ram divulgadas. A presente invenção não está limitada a essas modalidadesexemplificativas. A menos que de outro modo observado, termos específicosforam usados em um sentido geral e descritivo e não para fins de limitação.

Claims (15)

1. Fibra ótica monomodo tendo perdas por curvatura reduzidascom um perfil do índice de refração conforme medido em raios que se es-tendem do centro da fibra em direção a uma casca ótica externa, a fibracompreendendo:um núcleo central tendo um raio x<\ e uma diferença de índicepositiva Ani com a casca ótica externa;uma casca intermediária tendo um raio r2 e uma diferença deíndice positiva An2 com a casca ótica menor do que a diferença de índice Anido núcleo;uma depressão tendo um raio r3 e uma diferença de índice nega-tiva An3 com a casca ótica;em que a fibra da presente invenção tem um diâmetro de campodo modal (MFD) entre 8,6 um e 9,5 um em um comprimento de onda de1310 nanômetros; e, para um comprimento de onda de 1550 nanômetros,perdas por curvatura menores do que 0.25 x 10-3 dB/curva para um raio decurvatura de 15 milímetros; eem que, para um comprimento de onda de 1260 nm, o modoLP11 da fibra é atenuado para 19,3 dB em um comprimento menor do que90 metros.

2. Fibra, de acordo com a reivindicação 1, em que:a integral de superfície do núcleo central (Vo1), definida como<formula>formula see original document page 42</formula>está entre 20,0 x 10~3 ^im e 23,0 x 10"3 ^im.

3. Fibra, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindica-ções precedentes, em que:a integral superfície da depressão (V03), definida como<formula>formula see original document page 42</formula>

4. Fibra, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindica-ções precedentes, em que:a integral volume da depressão (Vi3), definida como<formula>formula see original document page 43</formula>está entre -1200 x 10-3 ^m2 and -750 x 10-3 ^m2.

5. Fibra, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindica-ções precedentes, ainda compreendendo um comprimento de onda de corteefetivo ceff maior do que 1350 nanômetros, o comprimento de onda de corteefetivo sendo medido como sendo o comprimento de onda no qual o sinalótico se torna monomodo após a propagação através de dois metros de fi-bra.

6. Fibra, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindica-ções precedentes, ainda compreendendo, para um comprimento de onda de 1550 nanômetros, perdas por curvatura de menos do que ou igual a 7,5 X 10"3 dB/curva para um raio de curvatura de 10 milímetros, de preferência,para um comprimento de onda de 1550 nanômetros, perdas por curvaturamenores do que 0,15 dB/curva para um raio de curvatura de 5 milímetros.

7. Fibra, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindica-ções precedentes, ainda compreendendo, para um comprimento de onda de 1625 nanômetros, perdas por curvatura de menos do que ou igual a 25 X 10"3 dB/curva para um raio de curvatura de 10 milímetros, de preferência,para um comprimento de onda de 1625 nanômetros, perdas por curvaturamenores do que 0,25 dB/curva para um raio de curvatura de 5 milímetros.

8. Fibra, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindica-ções precedentes, ainda compreendendo um comprimento de onda de cortedo cabo entre 1250 nanômetros e 1300 nanômetros, o comprimento de ondade corte do cabo sendo o comprimento de onda além do qual a atenuaçãodo modo LP11 é maior do que ou igual a 19,3 dB, após a propagação atra-vés de 22 metros de fibra.

9. Fibra, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindica-ções precedentes, ainda compreendendo um comprimento de onda de corteteórico menor do que ou igual a 1250 nanômetros, o comprimento de ondade corte teórico sendo o comprimento de onda do qual o modo de LP11 épropagado no modo vazante.

10. Fibra, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindica-ções precedentes, em que o núcleo central tem um raio (ri) entre 3,8 um e 4,35 jim e/ou em que o núcleo central tem uma diferença de índice (Ani)com a casca ótica entre 5,3 x 10"3 e 5,7 x 10"3.

11. Fibra, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindica-ções precedentes, em que a casca intermediário tem um raio (r2) compreen-dido entre 8,5 e 9,7 e/ou em que a casca intermediária tem uma dife-rença de índice (An2) com a casca ótica entre 0,1 x 103 e 0,6 x 10"3.

12. Fibra, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindica-ções precedentes, em que a depressão tem tem um raio entre 13,5 um e 16 /m, de preferência, a depressão tem um raio fo) igual ou menor do quefim, e/ou um comprimento de onda de corte teórico, e/ou a depressãotem uma diferença de índice An3, com a casca ótica compreendida entre-10,0 x 10-3e-5,0x 10"3.

13. Fibra, de acordo com qualquer uma ou mais das reivindica-ções precedentes, ainda compreendendo um comprimento de onda de dis-persão cromática zero (ZDW) entre 1300 nanômetros e 1324 nanômetrose/ou ainda compreendendo um valor de inclinação de dispersão cromáticazero no comprimento de onda de dispersão cromática zero (ZDS) menor doque 0,092 ps/(nm2km).

14. Caixa ótica recebendo pelo menos uma porção da fibra ótica,de acordo com qualquer uma ou mais das reivindicações precedentes, emque a fibra tem um raio de curvatura menor do que 15 milímetros, de prefe-rência, em que a fibra tem um raio de curvatura de cerca de 5 milímetros.

15. Sistema de fibra ótica para a residência do assinante (FT-TH), compreendendo pelo menos uma porção da fibra ótica, como definidoem qualquer uma ou mais das reivindicações 1-13.