JP2000174700A - 分散補償モジュール - Google Patents

分散補償モジュール

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JP2000174700A JP10343115A JP34311598A JP2000174700A JP 2000174700 A JP2000174700 A JP 2000174700A JP 10343115 A JP10343115 A JP 10343115A JP 34311598 A JP34311598 A JP 34311598A JP 2000174700 A JP2000174700 A JP 2000174700A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長帯1.53μm〜1.57μmにおいて
光伝送線路の分散を補償するとともに損失を等化するこ
とができる分散補償モジュールを提供する。 【解決手段】 分散補償モジュール10は、分散補償光
ファイバ11と遷移金属元素添加光ファイバ12とが互
いに光学的に接続されて構成される。分散補償光ファイ
バ11は、この分散補償モジュール10が設けられる光
伝送線路2の波長1.55μm帯における波長分散を補
償する。遷移金属元素添加光ファイバ12は、波長帯
1.53μm〜1.57μmにおいて光伝送線路2およ
び分散補償光ファイバ11が有する損失波長特性を補償
する。分散補償モジュール10全体の総合損失は、光伝
送線路2、分散補償光ファイバ11および遷移金属元素
添加光ファイバ12それぞれの損失波長特性を総合した
ものであり、波長依存性が小さいものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大容量かつ高速の
WDM方式の光伝送システムに好適に用いることができ
る分散補償モジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】WDM(Wavelength Division Multiple
xing)方式を採用した光伝送システムは、波長帯1.5
3μm〜1.57μmの多波長の信号光を光ファイバ伝
送線路網を介して伝送するものであり、大容量かつ高速
の通信を行うことができるものである。この光伝送シス
テムは、信号光の伝送媒体である光ファイバ伝送線路の
他、多波長の信号光を一括光増幅する光増幅器等を備え
て構成される。このようなWDM通信において更に大容
量・高速の通信を可能とすべく種々の研究開発が行われ
ている。
【0003】光伝送線路に関しては分散の低減が重要な
研究課題の1つとなっている。すなわち、信号光の波長
帯域で光伝送線路が分散を有していると、各信号光が単
色であるとはいっても或る帯域幅を有することから、送
信局から送出された信号光が光伝送線路を経て受信局に
到達するときには、信号光の波形が崩れて受信劣化が生
じる。それ故、信号光波長帯域において、光伝送線路の
分散は可能な限り小さいことが望ましい。
【0004】しかし、光伝送線路として既に一般的に用
いられる波長1.3μm帯で零分散波長を有するシング
ルモード光ファイバは、WDM通信で用いられる波長帯
1.53μm〜1.57μmでは16ps/nm/km
程度の分散を有している。既設の光伝送線路のうち多数
のものは、このようなシングルモード光ファイバからな
る。そこで、この既設の光伝送線路を活かしたままとす
る一方で該光伝送線路の分散を補償すべく分散補償モジ
ュールが設けられる。
【0005】この分散補償モジュールは、補償対象であ
る光伝送線路の全長に亘る分散に対して符号が逆であっ
て絶対値が略等しい分散を有するよう設計される。具体
的には、分散補償モジュールは、光伝送線路(シングル
モード光ファイバ)の分散と逆符号の分散を有する分散
補償光ファイバを用い、この分散補償光ファイバを適切
な長さとして、光伝送線路(シングルモード光ファイ
バ)の分散を補償する。また、分散補償モジュールは、
この分散補償光ファイバが小径のコイル状に巻かれてモ
ジュール化されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光増幅器
は、波長帯1.53μm〜1.57μmで一括光増幅す
ることができる信号光の波長帯域の拡大が図られ、ま
た、その汎用性を向上させるため、光増幅可能な信号光
波長帯域における利得偏差の低減化が図られている。こ
のような光増幅器の開発傾向に対して、光伝送線路は信
号光波長帯域において損失偏差を有しており、この光伝
送線路における損失偏差は無視できないほど大きい。ま
た、信号光波長帯域において分散補償光ファイバも損失
偏差を有しており、従来の分散補償モジュールにおける
損失偏差も無視できないほど大きい。
【0007】このような光伝送線路上に従来の分散補償
モジュールおよび光増幅器が複数段設けられていると、
送信局から送出された多波長の信号光は、送出時には波
長間の光パワー偏差が無くても、光伝送線路および従来
の分散補償モジュールにおける損失偏差により光パワー
偏差が生じ、利得偏差が小さい光増幅器により光パワー
偏差が拡大される。そして、受信局に到達する多波長の
信号光は、波長間の光パワー偏差が累積されたものとな
り、波長によっては信号光のパワーが微弱となって受信
エラーが生じ得る。
【0008】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、波長帯1.53μm〜1.57μmに
おいて光伝送線路の分散を補償するとともに損失を等化
することができる分散補償モジュールを提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る分散補償モ
ジュールは、布設される光伝送線路の波長帯1.53μ
m〜1.57μmにおける分散を補償する分散補償手段
と、分散補償手段と光学的に接続され、光伝送線路およ
び分散補償手段の上記波長帯における損失偏差を補償す
る損失等化手段とを備え、上記波長帯における全体の損
失スロープ(波長の増加分に対する伝送損失の変化分)
が正であることを特徴とする。この分散補償モジュール
によれば、光伝送線路の上記波長帯における分散は、分
散補償手段により補償される。また、光伝送線路および
分散補償手段の上記波長帯における損失偏差は、分散補
償手段と光学的に接続された損失等化手段により補償さ
れる。また、上記波長帯における全体の損失スロープが
正であるから、例えば、波長1.3μm帯で零分散波長
を有するシングルモード光ファイバが光伝送線路として
用いられるときのように、光伝送線路の上記波長帯にお
ける損失スロープが負であるときに、光伝送線路および
分散補償モジュールの全体の総合損失を等化することが
できる。
【0010】また、光伝送線路は波長1.3μm帯に零
分散波長を有するシングルモード光ファイバであり、上
記波長帯における分散がD0 (単位:ps/nm/k
m)、分散補償手段による総分散補償量がTD(単位:
ps/nm)としたときに、上記波長帯における全体の
損失スロープが0.000175×TD/D0 ±0.0
05(dB/nm)の範囲内の値であることを特徴とす
る。この場合には、波長1.3μm帯で零分散波長を有
するシングルモード光ファイバが光伝送線路として用い
られるときに、この光伝送線路の上記波長帯における損
失スロープは−0.000175dB/nm/km程度
であるから、光伝送線路の上記波長帯における損失スロ
ープがばらつきを有する場合であっても、分散補償モジ
ュール全体の損失スロープを上記範囲内の値とすること
により、光伝送線路および分散補償モジュールの全体の
総合損失を等化することができる。
【0011】また、損失等化手段は遷移金属元素が添加
されたコア領域と該コア領域の外周に設けられたクラッ
ド領域とを有し、上記波長帯でシングルモードである遷
移金属元素添加光ファイバを含むことを特徴とする。こ
の場合には、損失等化手段である遷移金属元素添加光フ
ァイバは、コア領域中に添加されたCr元素やCo元素
等の遷移金属元素の種類や量を適切に選択することによ
り、光伝送線路および分散補償手段の損失偏差を補償す
るように設計される。
【0012】また、損失等化手段は伝搬モードと放射モ
ードとを結合する長周期ファイバグレーティングが作り
込まれた光ファイバを含むことを特徴とする。あるい
は、分散補償手段中には、損失等化手段として、伝搬モ
ードと放射モードとを結合する長周期ファイバグレーテ
ィングが作り込まれていることを特徴とする。これらの
場合には、損失等化手段である長周期ファイバグレーテ
ィングは、分散補償モジュール全体の損失を大きく劣化
させることなく損失等化が可能になり、また、広い波長
帯域において所望の損失波長特性を容易に得ることがで
きる。特に後者の場合には、分散補償手段である光ファ
イバに直接に損失等化手段である長周期ファイバグレー
ティングを形成したことにより、損失を生ずる接続部を
有さないので、接続部における損失の影響を考慮する必
要がなく、損失波長特性の調整が容易となる。
【0013】また、損失等化手段は1対の光ファイバの
各端部を融着接続することにより得られた融着部を含む
ことを特徴とする。この場合には、損失等化手段である
融着部は、融着条件を適切に設定することにより所望の
損失波長特性を有するものとなる。この融着部におい
て、1対の光ファイバそれぞれの光軸が互いにずらされ
た状態で融着接続されている場合、1対の光ファイバそ
れぞれのコア領域が曲げられた状態で融着接続されてい
る場合、および、1対の光ファイバそれぞれの径が該融
着部に向かって拡大しているコア領域を備える場合、こ
れら何れの場合にも好適に所望の損失波長特性を得るこ
とができる。
【0014】また、損失等化手段はファイバカプラを含
むことを特徴とする。また、損失等化手段は曲げ部を有
する光ファイバを含むことを特徴とする。これらの場合
にも好適に所望の損失波長特性を得ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
【0016】(第1の実施形態)先ず、本発明に係る分
散補償モジュールの第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る分散補償モジュールの概
略構成を示す図である。この図には、本実施形態に係る
分散補償モジュール10に加えて、この分散補償モジュ
ール10に対して上流側にある中継器1、および、中継
器1と分散補償モジュール10との間の光伝送線路2も
示されている。
【0017】本実施形態に係る分散補償モジュール10
は、入力端10aと出力端10bとを有し、これら入力
端10aと出力端10bとの間の光路中に分散補償手段
と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続された状態で
配置されている。特に、分散補償モジュール10は、分
散補償手段としての分散補償光ファイバ11と、損失等
化手段としての遷移金属元素添加光ファイバ12とが接
続部13において融着接続されて構成されたことを特徴
としている。
【0018】分散補償光ファイバ11は、当該分散補償
モジュール10が挿入される光伝送線路2のWDM信号
の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスであ
る。一方、遷移金属元素添加光ファイバ12は、基本的
にはコア領域と該コア領域の外周に設けられたクラッド
領域とを備え、Cr元素やCo元素等の遷移金属元素が
少なくともコア領域中に添加された光ファイバである。
このコア領域に添加される遷移金属元素の種類や量が適
切に選択されることにより、遷移金属元素添加光ファイ
バ12は、光伝送線路2および分散補償光ファイバ11
の波長に依存する損失偏差を補償するよう、その波長に
依存する損失偏差が調節される。したがって、光伝送線
路2および当該分散補償モジュール10の全体の総合損
失は、全体として波長依存性が小さくなる。
【0019】図2は、第1の実施形態に係る分散補償モ
ジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフ
である。同図(a)は、光伝送線路2としてシングルモ
ード光ファイバを用いた場合の光伝送線路2の波長帯
1.53μm〜1.57μmにおける伝送損失と波長と
の関係を示す。同図(b)は、分散補償手段である分散
補償光ファイバ11の波長帯1.53μm〜1.57μ
mにおける伝送損失と波長との関係を示す。同図(c)
は、損失等化手段である遷移金属元素添加光ファイバ1
2の波長帯1.53μm〜1.57μmにおける伝送損
失と波長との関係を示す。同図(d)は、分散補償モジ
ュール10の波長帯1.53μm〜1.57μmにおけ
る伝送損失と波長との関係を示す。同図(e)は、光伝
送線路2および分散補償モジュール10の全体の波長帯
1.53μm〜1.57μmにおける伝送損失と波長と
の関係を示す。
【0020】同図(a),(b)に示すように、光伝送
線路2および分散補償光ファイバ11それぞれは、波長
帯1.53μm〜1.57μmにおいて一般に波長が長
いほど伝送損失が小さく、負の損失スロープを有してい
る。これに対して、同図(c)に示すように、遷移金属
元素添加光ファイバ12は、コア領域にCo元素が濃度
10ppm程度添加されたシングルモード光ファイバで
あり、波長が長いほどその伝送損失が大きく、かつ、光
伝送線路2および分散補償光ファイバ11の波長に依存
する損失偏差を補償することができるように設計されて
いる。
【0021】したがって、同図(d)に示すように、分
散補償モジュール10は、分散補償光ファイバ11およ
び遷移金属元素添加光ファイバ12それぞれの損失を総
合したものであり、波長帯1.53μm〜1.57μm
において波長が長いほど損失が大きく、正の損失スロー
プを有している。そして、同図(e)に示すように、光
伝送線路2および分散補償モジュール10の全体の総合
損失は、各々の損失を総合したものであり、波長帯1.
53μm〜1.57μmで損失の偏差が0.1dB以下
となり、各構成要素と比較して波長依存性が小さくなっ
ている。
【0022】図3は、波長1.3μm帯で零分散波長を
有する標準的なシングルモード光ファイバの損失波長特
性を示す図である。同図(a)は、波長1200μm〜
1700μmの範囲の損失特性を示し、同図(b)は、
同図(a)の一部を拡大して、波長1480μm〜16
20μmの範囲の損失特性を示す。このシングルモード
光ファイバは、シリカをベースとしてコア領域にGe元
素が添加されたステップインデックス型の屈折率プロフ
ァイルを有するものである。この図に示すように、この
シングルモード光ファイバの損失は、波長1530nm
と波長1570nmとでは0.007dB/km程度の
差があり、損失スロープは、波長1.55μm帯におい
て0.000175dB/nm/km程度である。
【0023】図4は、コア領域にCo元素が添加された
損失等化光ファイバの損失波長特性の一例を示す図であ
る。同図(a)は、波長600μm〜1800μmの範
囲の損失特性を示し、同図(b)は、同図(a)の一部
を拡大して、波長1500μm〜1600μmの範囲の
損失特性を示す。この損失等化光ファイバは、シリカを
ベースとしてコア領域にCo元素が添加されたステップ
インデックス型の屈折率プロファイルを有するものであ
る。この図に示すように、この損失等化光ファイバの損
失スロープは、波長帯1.53μm〜1.57μmにお
いて正である。この損失スロープは、Co元素添加量等
により調整可能である。
【0024】以上のように光伝送線路2としてシングル
モード光ファイバを用いた場合、光伝送線路2の波長帯
1.53μm〜1.57μmにおける損失スロープは負
であるから、分散補償モジュール10全体の損失スロー
プを正とすることにより、光伝送線路2および分散補償
モジュール10の全体の総合損失を等化することができ
る。
【0025】また、光伝送線路2として用いられるシン
グルモード光ファイバの波長帯1.53μm〜1.57
μmにおける損失スロープは−0.000175dB/
nm/km程度であるから、光伝送線路2の波長1.5
5μm帯における分散をD0(単位:ps/nm/k
m)とし、分散補償光ファイバ11による総分散補償量
をTD(単位:ps/nm)としたときに、分散補償モ
ジュール10全体の波長帯1.53μm〜1.57μm
における損失スロープを0.000175×TD/D0
±0.005(dB/nm)の範囲内の値とするのが好
適である。
【0026】(第2の実施形態)次に、本発明に係る分
散補償モジュールの第2の実施形態について説明する。
図5は、第2の実施形態に係る分散補償モジュールの概
略構成を示す図である。この図には、本実施形態に係る
分散補償モジュール20に加えて、この分散補償モジュ
ール20に対して上流側にある中継器1、および、中継
器1と分散補償モジュール20との間の光伝送線路2も
示されている。
【0027】本実施形態に係る分散補償モジュール20
は、入力端20aと出力端20bとを有し、これら入力
端20aと出力端20bとの間の光路中に分散補償手段
と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続された状態で
配置されている。特に、分散補償モジュール20は、分
散補償手段としての分散補償光ファイバ21と、損失等
化手段としての長周期ファイバグレーティング22が形
成された光ファイバ23とが、接続部24において融着
接続されて構成されたことを特徴としている。なお、光
ファイバ23としては、波長1.3μm帯で零分散波長
を有するシングルモード光ファイバあるいは分散補償光
ファイバであるのが好適である。
【0028】分散補償光ファイバ21は、当該分散補償
モジュール20が挿入される光伝送線路のWDM信号の
波長帯域における波長分散を補償する光デバイスであ
る。長周期ファイバグレーティング22は、光ファイバ
23の少なくともコア領域中に一定周期の屈折率変化を
生じさせることにより得られ、その屈折率変化の周期が
数百μm程度の長周期であって、コア領域を伝搬するコ
アモード光とクラッド領域へ放射されるクラッドモード
光とを結合するものである。そして、長周期ファイバグ
レーティング22は、その屈折率変化の周期や長さを適
切に選択することにより、例えば、波長1520nmに
おける伝送損失を最小にする一方で、波長1570nm
における伝送損失を最大にし、光伝送線路2および分散
補償光ファイバ21の波長に依存する損失偏差を補償す
るように設計されている。
【0029】したがって、光伝送線路2および分散補償
モジュール20の全体の総合損失は、分散補償光ファイ
バ21及び長周期ファイバグレーティング22それぞれ
の損失偏差と比較して、より波長依存性が小さくなる。
このように損失等化手段として長周期ファイバグレーテ
ィング22を用いることにより、分散補償モジュール2
0全体の伝送損失を大きく低下させることなく各信号光
成分間の損失偏差の平坦化が可能になる。また、広い波
長帯域において所望の伝送特性を容易に得ることができ
る。なお、この長周期ファイバグレーティング22は、
所定波長の信号光成分だけを反射させる短周期ファイバ
グレーティングと明確に区別される光部品である。
【0030】第2の実施形態に係る分散補償モジュール
における伝送損失と波長との関係を示すグラフは図2と
同様であるので、図2を用いて説明する。
【0031】同図(a),(b)に示すように、光伝送
線路2および分散補償光ファイバ21それぞれは、波長
帯1.53μm〜1.57μmにおいて一般に波長が長
いほど伝送損失が小さく、負の損失スロープを有してい
る。これに対して、同図(c)に示すように、損失等化
手段である長周期ファイバグレーティング22は、波長
が長いほどその伝送損失が大きく、光伝送線路2および
分散補償光ファイバ21の波長に依存する損失偏差を効
果的に補償することができるように設計されている。
【0032】したがって、同図(d)に示すように、分
散補償モジュール20は、分散補償光ファイバ21およ
び長周期グレーティング22それぞれの損失を総合した
ものであり、波長帯1.53μm〜1.57μmにおい
て波長が長いほど損失が大きく、正の損失スロープを有
している。そして、同図(e)に示すように、光伝送線
路2および分散補償モジュール20の全体の総合損失
は、各々の損失を総合したものであり、波長帯1.53
μm〜1.57μmで損失の偏差が0.1dB以下とな
る。
【0033】図6は、長周期ファイバグレーティングの
損失波長特性の一例を示す図である。この長周期ファイ
バグレーティングは、シリカをベースとしてコア領域に
Ge元素を添加したステップインデックス型の屈折率プ
ロファイルを有する光ファイバに、紫外光を強度変調マ
スクを介して照射して、これによりコア領域に屈折率変
調を生じせしめたものである。この図に示すように、こ
の長周期ファイバグレーティングの損失スロープは、波
長帯1.53μm〜1.57μmにおいて正である。こ
の損失スロープは、屈折率変化の周期や長さにより調整
可能である。
【0034】以上のように本実施形態でも光伝送線路2
としてシングルモード光ファイバを用いた場合、光伝送
線路2の波長帯1.53μm〜1.57μmにおける損
失スロープは負であるから、分散補償モジュール20全
体の損失スロープを正とすることにより、光伝送線路2
および分散補償モジュール20の全体の総合損失を等化
することができる。
【0035】また、光伝送線路2として用いられるシン
グルモード光ファイバの波長帯1.53μm〜1.57
μmにおける損失スロープは−0.000175dB/
nm/km程度であるから、光伝送線路2の波長1.5
5μm帯における分散をD0(単位:ps/nm/k
m)とし、分散補償光ファイバ21による総分散補償量
をTD(単位:ps/nm)としたときに、分散補償モ
ジュール20全体の波長帯1.53μm〜1.57μm
における損失スロープを0.000175×TD/D0
±0.005(dB/nm)の範囲内の値とするのが好
適である。
【0036】(第3の実施形態)次に、本発明に係る分
散補償モジュールの第3の実施形態について説明する。
図7は、第3の実施形態に係る分散補償モジュールの概
略構成を示す図である。この図には、本実施形態に係る
分散補償モジュール30に加えて、この分散補償モジュ
ール30に対して上流側にある中継器1、および、中継
器1と分散補償モジュール30との間の光伝送線路2も
示されている。
【0037】本実施形態に係る分散補償モジュール30
は、入力端30aと出力端30bとを有し、これら入力
端30aと出力端30bとの間の光路中に分散補償手段
と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続された状態で
配置されている。特に、分散補償モジュール30は、分
散補償手段としての分散補償光ファイバ31を備えると
ともに、この分散補償光ファイバ31に直接に損失等化
手段である長周期ファイバグレーティング32が形成さ
れて構成されたことを特徴としている。
【0038】分散補償光ファイバ31は、当該分散補償
モジュール30が挿入される光伝送線路中のWDM信号
の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスであ
る。長周期ファイバグレーティング32は、この分散補
償光ファイバ31の少なくともコア領域中に一定周期の
屈折率変化を生じさせることにより得られ、その屈折率
変化の周期が数百μm程度の長周期であって、コア領域
を伝搬するコアモード光とクラッド領域へ放射されるク
ラッドモード光とを結合するものである。そして、長周
期ファイバグレーティング32は、その屈折率変化の周
期や長さを適切に選択することにより、例えば、波長1
520nmで伝送損失を最小にする一方、波長1570
nmで伝送損失を最大にし、光伝送線路2および分散補
償光ファイバ31の波長に依存する損失偏差を補償する
ように設計されている。
【0039】したがって、光伝送線路2および分散補償
モジュール30の全体の総合損失も、光伝送線路2の伝
送損失、分散補償光ファイバ31本来の伝送損失、作り
込まれた長周期ファイバグレーティング32それぞれに
起因した伝送損失を総合したものであり、全体として波
長依存性が小さくなる。このように損失等化手段として
長周期ファイバグレーティング32を用いることによ
り、当該分散補償モジュール30全体の伝送損失を大き
く低下させることなく各信号光成分間の損失偏差の平坦
化が可能になる。また、広い波長帯域において所望の損
失特性を容易に得ることができる。また、この第3の実
施形態では、分散補償光ファイバ31に直接に損失等化
手段である長周期ファイバグレーティング32を形成し
たことにより、損失を生ずる接続部を有さないので、該
接続部における損失の影響を考慮する必要がない。
【0040】図8は、第3の実施形態に係る分散補償モ
ジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフ
である。同図(a)は、光伝送線路2としてシングルモ
ード光ファイバを用いた場合の光伝送線路2の波長帯
1.53μm〜1.57μmにおける伝送損失と波長と
の関係を示す。同図(b)は、長周期ファイバグレーテ
ィング32が形成される前の分散補償光ファイバ31の
波長帯1.53μm〜1.57μmにおける伝送損失と
波長との関係を示す。同図(c)は、長周期ファイバグ
レーティング32が形成された後の分散補償光ファイバ
31の波長帯1.53μm〜1.57μmにおけるにお
ける伝送損失と波長との関係、すなわち、分散補償モジ
ュール30の波長帯1.53μm〜1.57μmにおけ
る伝送損失と波長との関係を示す。同図(d)は、光伝
送線路2および分散補償モジュール30の全体の波長帯
1.53μm〜1.57μmにおける伝送損失と波長と
の関係を示す。
【0041】同図(a)に示すように、光伝送線路2
は、波長帯1.53μm〜1.57μmにおいて一般に
波長が長いほど伝送損失が小さく、負の損失スロープを
有している。また、同図(b)に示すように、長周期フ
ァイバグレーティング32が形成される前の分散補償光
ファイバ31も、波長帯1.53μm〜1.57μmに
おいて一般に波長が長いほど伝送損失が小さく、負の損
失スロープを有している。
【0042】これに対して、長周期ファイバグレーティ
ング32の伝送損失は、波長が長いほど損失が大きく、
光伝送線路2および分散補償光ファイバ31本来の各信
号光成分間の損失偏差を補償することができるように設
計されている。同図(c)に示すように、長周期ファイ
バグレーティング32が形成された分散補償光ファイバ
31、すなわち分散補償モジュール30全体の総合損失
は、分散補償光ファイバ31本来の伝送損失及び長周期
ファイバグレーティング32の伝送損失を総合したもの
であり、波長帯1.53μm〜1.57μmで正の損失
スロープを有している。そして、同図(d)に示すよう
に、光伝送線路2および分散補償モジュール30の全体
の総合損失は、各々の損失を総合したものであり、波長
帯1.53μm〜1.57μmで損失の偏差が0.1d
B以下となる。
【0043】以上のように本実施形態でも光伝送線路2
としてシングルモード光ファイバを用いた場合、光伝送
線路2の波長帯1.53μm〜1.57μmにおける損
失スロープは負であるから、分散補償モジュール30全
体の損失スロープを正とすることにより、光伝送線路2
および分散補償モジュール30の全体の総合損失を等化
することができる。
【0044】また、光伝送線路2として用いられるシン
グルモード光ファイバの波長帯1.53μm〜1.57
μmにおける損失スロープは−0.000175dB/
nm/km程度であるから、光伝送線路2の波長1.5
5μm帯における分散をD0(単位:ps/nm/k
m)とし、分散補償光ファイバ31による総分散補償量
をTD(単位:ps/nm)としたときに、分散補償モ
ジュール30全体の波長帯1.53μm〜1.57μm
における損失スロープを0.000175×TD/D0
±0.005(dB/nm)の範囲内の値とするのが好
適である。
【0045】(第4の実施形態)次に、本発明に係る分
散補償モジュールの第4の実施形態について説明する。
図9は、第4の実施形態に係る分散補償モジュールの概
略構成を示す図である。この図には、本実施形態に係る
分散補償モジュール40に加えて、この分散補償モジュ
ール40に対して上流側にある中継器1、および、中継
器1と分散補償モジュール40との間の光伝送線路2も
示されている。
【0046】本実施形態に係る分散補償モジュール40
は、分散補償手段としての分散補償光ファイバ41とシ
ングルモード光ファイバ42とが融着部43において融
着接続されて構成されたことを特徴としている。この構
成において、分散補償光ファイバ41は、この分散補償
モジュール40が挿入される光伝送線路の信号光波長帯
域における波長分散を補償する光デバイスである。融着
部43は、損失を生じさせるが、その波長特性は、融着
接続の際の加熱温度やファイバの押し込み量などの融着
条件に異なるため、その融着条件を適切に設定すること
により当該融着部43における伝送損失の波長依存性を
調整することができる。
【0047】図10は、第4の実施形態に係る分散補償
モジュールの具体例を示す図である。融着部43の具体
的な構造としては、例えば同図(a)に示されたよう
に、分散補償光ファイバ41のコア領域41aと、シン
グルモード光ファイバ42のコア領域42aとを、互い
の光軸AX1、AX2を所定間隔Dだけずらした状態で
融着することにより実現することができる。また、同図
(b)に示されたように、分散補償光ファイバ41のコ
ア領域41bと、シングルモード光ファイバ42のコア
領域42bとに、それぞれ微小曲がりを与えた状態で、
分散補償光ファイバ41とシングルモード光ファイバ4
2とを融着接続しても実現できる。さらに、同図(c)
に示されたように、分散補償光ファイバ41のコア領域
41cと、シングルモード光ファイバ42のコア領域4
2cとを、互いに融着部43に向かってその径が拡大す
るように構成してもよい。なお、上述の具体例はそれぞ
れ組合わせ可能であり、例えば融着部43において、コ
ア領域の曲げ径を拡大させたり、曲げる構造組み合わせ
てもよい。これら何れの場合にも、光伝送線路2および
分散補償モジュール40の全体として、波長帯1.53
μm〜1.57μmにおける総合損失の偏差を0.1d
B以下とすることができる。
【0048】第4の実施形態に係る分散補償モジュール
における伝送損失と波長との関係を示すグラフは図2と
同様であるので、図2を用いて説明する。
【0049】同図(a),(b)に示すように、光伝送
線路2および分散補償光ファイバ41それぞれは、波長
帯1.53μm〜1.57μmにおいて一般に波長が長
いほど伝送損失が小さく、負の損失スロープを有してい
る。これに対して、同図(c)に示すように、損失等化
手段である融着部43は、波長が長いほどその伝送損失
が大きく、光伝送線路2および分散補償光ファイバ41
の波長に依存する損失偏差を効果的に補償することがで
きるように、光軸ずれ量、光軸曲げ量および拡大コア径
の何れかが適切に設計されている。
【0050】したがって、同図(d)に示すように、分
散補償モジュール40は、分散補償光ファイバ41およ
び融着部43それぞれの損失を総合したものであり、波
長帯1.53μm〜1.57μmにおいて波長が長いほ
ど損失が大きく、正の損失スロープを有している。そし
て、同図(e)に示すように、光伝送線路2および分散
補償モジュール40の全体の総合損失は、各々の損失を
総合したものであり、波長帯1.53μm〜1.57μ
mで損失の偏差が0.1dB以下となる。
【0051】図11は、融着部の損失波長特性の一例を
示す図である。この図に示すように、この融着部の損失
スロープは、波長帯1.53μm〜1.57μmにおい
て正である。この損失スロープは、光軸ずれ量、光軸曲
げ量および拡大コア径により調整可能である。
【0052】以上のように本実施形態でも光伝送線路2
としてシングルモード光ファイバを用いた場合、光伝送
線路2の波長帯1.53μm〜1.57μmにおける損
失スロープは負であるから、分散補償モジュール40全
体の損失スロープを正とすることにより、光伝送線路2
および分散補償モジュール40の全体の総合損失を等化
することができる。
【0053】また、光伝送線路2として用いられるシン
グルモード光ファイバの波長帯1.53μm〜1.57
μmにおける損失スロープは−0.000175dB/
nm/km程度であるから、光伝送線路2の波長1.5
5μm帯における分散をD0(単位:ps/nm/k
m)とし、分散補償光ファイバ41による総分散補償量
をTD(単位:ps/nm)としたときに、分散補償モ
ジュール40全体の波長帯1.53μm〜1.57μm
における損失スロープを0.000175×TD/D0
±0.005(dB/nm)の範囲内の値とするのが好
適である。
【0054】なお、この第4の実施形態では、分散補償
光ファイバ41とシングルモード光ファイバ42とを融
着接続について説明したが、融着部43の構成はこれに
限られるものではない。例えば、分散補償光ファイバ4
1に替えてシングルモード光ファイバであってもよい
し、シングルモード光ファイバ42に替えて分散補償光
ファイバまたは他の光ファイバであってもよい。何れの
場合にも、両者の間の融着部における伝送損失の波長依
存性を調整することにより、光伝送線路および分散補償
モジュールの全体における総合損失の波長依存性を小さ
くすることができる。
【0055】(第5の実施形態)次に、本発明に係る分
散補償モジュールの第5の実施形態について説明する。
図12は、第5の実施形態に係る分散補償モジュールの
概略構成を示す図である。この図には、本実施形態に係
る分散補償モジュール50に加えて、この分散補償モジ
ュール50に対して上流側にある中継器1、および、中
継器1と分散補償モジュール50との間の光伝送線路2
も示されている。
【0056】本実施形態に係る分散補償モジュール50
は、入力端50aと出力端50bとの間の光路中に分散
補償手段と損失等化手段とが光学的に接続された状態で
配置されている。具体的に、本実施形態は、分散補償手
段として分散補償光ファイバ51と、損失等化手段とし
てファイバ融着型のカプラ(WDMカプラ)52を備え
る。このWDMカプラ52は、0.2dB以下の偏波依
存損失(PDL)を有するのが好適である。
【0057】分散補償光ファイバ51は、当該分散補償
モジュール50が挿入される光伝送線路のWDM信号の
波長帯域における波長分散を補償する光デバイスであ
る。WDMカプラ52は、2本の光ファイバを並列配置
して互いに融着することにより得られ、その融着条件や
結合長を適切に選択することにより、例えば、波長15
20nmにおける伝送損失を最小にする一方で、波長1
570nmにおける伝送損失を最大にし、光伝送線路2
および分散補償光ファイバ51の波長に依存する損失偏
差を補償するように設計されている。したがって、光伝
送線路2および当該分散補償モジュール50の全体の総
合損失は、全体として波長依存性が小さくなる。
【0058】第5の実施形態に係る分散補償モジュール
における伝送損失と波長との関係を示すグラフは図2と
同様であるので、図2を用いて説明する。
【0059】同図(a),(b)に示すように、光伝送
線路2および分散補償光ファイバ51それぞれは、波長
帯1.53μm〜1.57μmにおいて一般に波長が長
いほど伝送損失が小さく、負の損失スロープを有してい
る。これに対して、同図(c)に示すように、損失等化
手段であるWDMカプラ52は、波長が長いほどその伝
送損失が大きく、光伝送線路2および分散補償光ファイ
バ51の波長に依存する損失偏差を効果的に補償するこ
とができるように、融着条件や結合長が設計されてい
る。
【0060】したがって、同図(d)に示すように、分
散補償モジュール50は、分散補償光ファイバ51およ
びWDMカプラ52それぞれの損失を総合したものであ
り、波長帯1.53μm〜1.57μmにおいて波長が
長いほど損失が大きく、正の損失スロープを有してい
る。そして、同図(e)に示すように、光伝送線路2お
よび分散補償モジュール50の全体の総合損失は、各々
の損失を総合したものであり、波長帯1.53μm〜
1.57μmで損失の偏差が0.1dB以下となる。
【0061】以上のように本実施形態でも光伝送線路2
としてシングルモード光ファイバを用いた場合、光伝送
線路2の波長帯1.53μm〜1.57μmにおける損
失スロープは負であるから、分散補償モジュール50全
体の損失スロープを正とすることにより、光伝送線路2
および分散補償モジュール50の全体の総合損失を等化
することができる。
【0062】また、光伝送線路2として用いられるシン
グルモード光ファイバの波長帯1.53μm〜1.57
μmにおける損失スロープは−0.000175dB/
nm/km程度であるから、光伝送線路2の波長1.5
5μm帯における分散をD0(単位:ps/nm/k
m)とし、分散補償光ファイバ51による総分散補償量
をTD(単位:ps/nm)としたときに、分散補償モ
ジュール50全体の波長帯1.53μm〜1.57μm
における損失スロープを0.000175×TD/D0
±0.005(dB/nm)の範囲内の値とするのが好
適である。
【0063】(第6の実施形態)次に、本発明に係る分
散補償モジュールの第6の実施形態について説明する。
図13は、第6の実施形態に係る分散補償モジュールの
概略構成を示す図である。この図には、本実施形態に係
る分散補償モジュール60に加えて、この分散補償モジ
ュール60に対して上流側にある中継器1、および、中
継器1と分散補償モジュール60との間の光伝送線路2
も示されている。
【0064】本実施形態に係る分散補償モジュール60
は、入力端60aと出力端60bとを有し、これら入力
端60aと出力端60bとの間の光路中に分散補償手段
と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続された状態で
配置されている。特に、分散補償モジュール60は、分
散補償手段としての分散補償光ファイバ61と、損失等
化手段としての曲げ部62を有する光ファイバ63と
が、接続部64において融着接続されて構成されたこと
を特徴としている。なお、光ファイバ63としては、波
長1.3μm帯で零分散波長を有するシングルモード光
ファイバあるいは分散補償光ファイバであるのが好適で
ある。或いは、光ファイバ63は分散補償光ファイバ6
1と共通であるのも好適である。
【0065】分散補償光ファイバ61は、当該分散補償
モジュール60が挿入される光伝送線路のWDM信号の
波長帯域における波長分散を補償する光デバイスであ
る。曲げ部62では、光ファイバ63が所定の長さに亘
り所定の曲率で曲げられており、その長さや曲率を適切
に選択することにより、例えば、波長1520nmにお
ける伝送損失を最小にする一方で、波長1570nmに
おける伝送損失を最大にし、光伝送線路2および分散補
償光ファイバ61の波長に依存する損失偏差を補償する
ように設計されている。したがって、光伝送線路2およ
び分散補償モジュール60の全体の総合損失は、分散補
償光ファイバ61及び曲げ部62それぞれの損失偏差と
比較して、より波長依存性が小さくなる。
【0066】第6の実施形態に係る分散補償モジュール
における伝送損失と波長との関係を示すグラフは図2と
同様であるので、図2を用いて説明する。
【0067】同図(a),(b)に示すように、光伝送
線路2および分散補償光ファイバ61それぞれは、波長
帯1.53μm〜1.57μmにおいて一般に波長が長
いほど伝送損失が小さく、負の損失スロープを有してい
る。これに対して、同図(c)に示すように、損失等化
手段である曲げ部62は、波長が長いほどその伝送損失
が大きく、光伝送線路2および分散補償光ファイバ61
の波長に依存する損失偏差を効果的に補償することがで
きるように設計されている。
【0068】したがって、同図(d)に示すように、分
散補償モジュール60は、分散補償光ファイバ61およ
び曲げ部62それぞれの損失を総合したものであり、波
長帯1.53μm〜1.57μmにおいて波長が長いほ
ど損失が大きく、正の損失スロープを有している。そし
て、同図(e)に示すように、光伝送線路2および分散
補償モジュール60の全体の総合損失は、各々の損失を
総合したものであり、波長帯1.53μm〜1.57μ
mで損失の偏差が0.1dB以下となる。
【0069】以上のように本実施形態でも光伝送線路2
としてシングルモード光ファイバを用いた場合、光伝送
線路2の波長帯1.53μm〜1.57μmにおける損
失スロープは負であるから、分散補償モジュール60全
体の損失スロープを正とすることにより、光伝送線路2
および分散補償モジュール60の全体の総合損失を等化
することができる。
【0070】また、光伝送線路2として用いられるシン
グルモード光ファイバの波長帯1.53μm〜1.57
μmにおける損失スロープは−0.000175dB/
nm/km程度であるから、光伝送線路2の波長1.5
5μm帯における分散をD0(単位:ps/nm/k
m)とし、分散補償光ファイバ61による総分散補償量
をTD(単位:ps/nm)としたときに、分散補償モ
ジュール60全体の波長帯1.53μm〜1.57μm
における損失スロープを0.000175×TD/D0
±0.005(dB/nm)の範囲内の値とするのが好
適である。
【0071】なお、上記何れの実施形態においても、分
散補償手段および損失等化手段のうち何れか上流側にあ
ってもよい。しかし、非線形光学現象(特に四光波混
合)の影響を考慮すると、分散補償手段の上流側に損失
等化手段を設けるのが好適である。すなわち、このよう
にすることにより、信号光は損失等化手段により損失を
受けた後に分散補償手段に入射するので、四光波混合等
の非線形光学現象の発生が抑制される。
【0072】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係る分散補償モジュールによれば、光伝送線路の波長帯
1.53μm〜1.57μmにおける分散は分散補償手
段により補償され、また、光伝送線路および分散補償手
段の波長帯1.53μm〜1.57μmにおける損失偏
差は損失等化手段により補償される。すなわち、光伝送
線路の分散が補償されるだけでなく、光伝送線路および
分散補償モジュールの全体の損失の波長依存性が小さい
ので、受信局に到達する多波長信号光の強度レベルの偏
差は小さく、多波長信号光それぞれは充分な強度レベル
およびS/N比で受信局に到達し、受信局における受信
エラーは生じない。
【0073】特に、分散補償モジュールの波長帯1.5
3μm〜1.57μmにおける全体の損失スロープが正
である場合には、例えば、波長1.3μm帯で零分散波
長を有するシングルモード光ファイバが光伝送線路とし
て用いられるときのように、光伝送線路の波長帯1.5
3μm〜1.57μmにおける損失スロープが負である
ときに、分散補償モジュール全体の損失スロープを正と
することにより、光伝送線路および分散補償モジュール
の全体の総合損失を等化することができる。
【0074】また、光伝送線路の波長1.55μm帯に
おける分散をD0 (単位:ps/nm/km)とし、分
散補償手段による総分散補償量をTD(単位:ps/n
m)としたときに、波長帯1.53μm〜1.57μm
における全体の損失スロープが0.000175×TD
/D0 ±0.005(dB/nm)の範囲内の値である
が好適である。この場合には、波長1.3μm帯で零分
散波長を有するシングルモード光ファイバが光伝送線路
として用いられるときに、この光伝送線路の波長帯1.
53μm〜1.57μmにおける損失スロープは−0.
000175dB/nm/km程度であるから、光伝送
線路の波長帯1.53μm〜1.57μmにおける損失
スロープがばらつきを有する場合であっても、分散補償
モジュール全体の損失スロープを上記範囲内の値とする
ことにより、光伝送線路および分散補償モジュールの全
体の総合損失を等化することができる。
【0075】また、損失等化手段は、遷移金属元素添加
光ファイバ、長周期ファイバグレーティング、融着部、
ファイバカプラおよび曲げ部を有する光ファイバのうち
何れかを含むのが好適である。これら何れの場合にも、
好適に所望の損失波長特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る分散補償モジュールの概
略構成を示す図である。
【図2】第1,第2,第4,第5および第6の実施形態
それぞれに係る分散補償モジュールにおける伝送損失と
波長との関係を示すグラフである。
【図3】波長1.3μm帯で零分散波長を有する標準的
なシングルモード光ファイバの損失波長特性を示す図で
ある。
【図4】コア領域にCo元素が添加された損失等化光フ
ァイバの損失波長特性の一例を示す図である。
【図5】第2の実施形態に係る分散補償モジュールの概
略構成を示す図である。
【図6】長周期ファイバグレーティングの損失波長特性
の一例を示す図である。
【図7】第3の実施形態に係る分散補償モジュールの概
略構成を示す図である。
【図8】第3の実施形態に係る分散補償モジュールにお
ける伝送損失と波長との関係を示すグラフである。
【図9】第4の実施形態に係る分散補償モジュールの概
略構成を示す図である。
【図10】第4の実施形態に係る分散補償モジュールの
具体例を示す図である。
【図11】融着部の損失波長特性の一例を示す図であ
る。
【図12】第5の実施形態に係る分散補償モジュールの
概略構成を示す図である。
【図13】第6の実施形態に係る分散補償モジュールの
概略構成を示す図である。
【符号の説明】
1…中継器、2…伝送線路、10…分散補償モジュー
ル、11…分散補償光ファイバ、12…遷移金属元素添
加光ファイバ、20…分散補償モジュール、21…分散
補償光ファイバ、22…長周期ファイバグレーティン
グ、23…光ファイバ、30…分散補償モジュール、3
1…分散補償光ファイバ、32…長周期ファイバグレー
ティング、40…分散補償モジュール、41…分散補償
光ファイバ、42…シングルモード光ファイバ、43…
融着部、50…分散補償モジュール、51…分散補償光
ファイバ、52…WDMカプラ、60…分散補償モジュ
ール、61…分散補償光ファイバ、62…曲げ部、63
…光ファイバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥野 俊明 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 田中 茂 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Fターム(参考) 5K002 AA06 BA02 BA05 CA01 DA02 FA01 FA02

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 布設される光伝送線路の波長帯1.53
    μm〜1.57μmにおける分散を補償する分散補償手
    段と、 前記分散補償手段と光学的に接続され、前記光伝送線路
    および前記分散補償手段の前記波長帯における損失偏差
    を補償する損失等化手段とを備え、 前記波長帯における全体の損失スロープが正であること
    を特徴とする分散補償モジュール。
  2. 【請求項2】 前記光伝送線路は波長1.3μm帯に零
    分散波長を有するシングルモード光ファイバであり、前
    記波長帯における分散がD0 (単位:ps/nm/k
    m)、前記分散補償手段による総分散補償量がTD(単
    位:ps/nm)としたときに、前記波長帯における全
    体の損失スロープが0.000175×TD/D0 ±
    0.005(dB/nm)の範囲内の値であることを特
    徴とする請求項1記載の分散補償モジュール。
  3. 【請求項3】 前記損失等化手段は、遷移金属元素が添
    加されたコア領域と該コア領域の外周に設けられたクラ
    ッド領域とを有し、前記波長帯でシングルモードである
    遷移金属元素添加光ファイバを含むことを特徴とする請
    求項1記載の分散補償モジュール。
  4. 【請求項4】 前記損失等化手段は、伝搬モードと放射
    モードとを結合する長周期ファイバグレーティングが作
    り込まれた光ファイバを含むことを特徴とする請求項1
    記載の分散補償モジュール。
  5. 【請求項5】 前記分散補償手段中には、前記損失等化
    手段として、伝搬モードと放射モードとを結合する長周
    期ファイバグレーティングが作り込まれていることを特
    徴とする請求項1記載の分散補償モジュール。
  6. 【請求項6】 前記損失等化手段は、1対の光ファイバ
    の各端部を融着接続することにより得られた融着部を含
    むことを特徴とする請求項1記載の分散補償モジュー
    ル。
  7. 【請求項7】 前記融着部において、前記1対の光ファ
    イバは、それぞれの光軸が互いにずらされた状態で融着
    接続されていることを特徴とする請求項6記載の分散補
    償モジュール。
  8. 【請求項8】 前記融着部において、前記1対の光ファ
    イバは、それぞれのコア領域が曲げられた状態で融着接
    続されていることを特徴とする請求項6記載の分散補償
    モジュール。
  9. 【請求項9】 前記融着接続される1対の光ファイバお
    のおのは、径が該融着部に向かって拡大しているコア領
    域を備えることを特徴とする請求項6記載の分散補償モ
    ジュール。
  10. 【請求項10】 前記損失等化手段は、ファイバカプラ
    を含むことを特徴とする請求項1記載の分散補償モジュ
    ール。
  11. 【請求項11】 前記損失等化手段は、曲げ部を有する
    光ファイバを含むことを特徴とする請求項1記載の分散
    補償モジュール。
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