JP2000174705A - 波長分割多重伝送用光伝送路およびその構成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非線形現象および波長分散それぞれに基づく
伝送特性劣化の問題を共に解消し、ＷＤＭ伝送に用いる
のに好適な光伝送線路を提供する。 【解決手段】 この光伝送線路は光ファイバ１１および
１２それぞれの一端が互いに接続されて構成されてお
り、さらに、光ファイバ１１の他端には、信号光を出力
する光源４１が接続され、光ファイバ１２の他端には、
信号光を受信する受信器５１が接続されている。光ファ
イバ１１の実効断面積は、光ファイバ１２の実効断面積
より大きく、光ファイバ１１の波長分散スロープは、光
ファイバ１２の波長分散スロープより大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号光を長距離・
大容量伝送するのに好適な波長分割多重伝送用光伝送路
およびその構成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光ファイバからなる光伝送線
路は、画像通信などの大容量高速通信や国際通信などの
長距離通信に用いられており、更なる大容量化および長
距離化が求められている。大容量化の観点からは、複数
波長の信号光を多重化して波長分割多重（ＷＤＭ: Wave
lengh Division Multiplex）伝送が採用されている。ま
た、長距離化の観点からは、光ファイバ網における中継
器の間隔を長くし、その一方で、中継器における光増幅
率を大きくすることにより、中継器から出力される信号
光の強度を大きくして、次段の中継器まで信号光が十分
な強度で到達するようにしている。

【０００３】ところで、一般に、光が媒質中を伝搬する
と、その媒質において非線形現象が起こることが知られ
ている。この非線形現象は、例えば、自己位相変調、４
波混合、相互位相変調および非線形散乱等であり、その
媒質において単位体積当たりの光エネルギ密度が大きい
ほど大きい。したがって、光ファイバからなる光伝送線
路においても、長距離化を図るべく中継器における光増
幅率を大きくすることは、このような非線形現象を大き
くさせることになる。そして、光伝送線路において非線
形現象が起こると、信号光が劣化するので、受信局にお
いて受信誤りが生じ易くなることになる。

【０００４】そこで、このような問題を解決するための
提案が幾つかなされている。例えば、特開平６−８５７
５７号公報（文献１）には、実効断面積および波長分散
の双方が互いに異なる２本の光ファイバを縦続接続して
光伝送線路を構成することにより、非線形現象および波
長分散に因る伝送特性劣化を低減する技術が開示されて
いる。また、特開平８−２４８２５１号公報（文献２）
には、通常の分散シフト光ファイバの実効断面積より大
きい実効断面積（７０μｍ２以上）を有する分散シフト
光ファイバを用いることで非線形現象に因る伝送特性劣
化を低減する技術が開示されている。さらに、特開平８
−３０４６５５号公報（文献３）には、通常の分散シフ
ト光ファイバの波長分散スロープより小さい波長分散ス
ロープ（０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ）を有する分散シ
フト光ファイバを用いることで非線形現象に因る伝送特
性劣化を低減する技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では以下のような問題点がある。すなわち、文献１
および文献２それぞれに開示された技術によれは、光フ
ァイバの実効断面積を大きくし、単位体積当たりの信号
光の光エネルギを小さくすることで、非線形現象に因る
伝送特性劣化を低減している。しかし、光ファイバの波
長分散スロープのために、波長に依って波長分散が異な
り、したがって、ＷＤＭ伝送の場合に、或る波長の信号
光については波長分散に因る伝送特性劣化の問題は小さ
くても、他の波長の信号光については波長分散に因る伝
送特性劣化の問題は無視できない。したがって、これら
の技術をＷＤＭ伝送に用いることはできない。

【０００６】文献３に開示された技術では、波長分散ス
ロープを小さくしているので、ＷＤＭ伝送の場合であっ
ても、信号光の波長に依る波長分散の差が小さく、波長
分散に因る伝送特性劣化を低減することができる。しか
し、実効断面積については何等考慮されておらず、非線
形現象に因る伝送特性劣化の問題は解消されていない。

【０００７】ところで、非線形現象および波長分散それ
ぞれに因る伝送特性劣化の問題を共に解消してＷＤＭ伝
送に好適に用いられ得る光伝送線路を実現するには、実
効断面積が大きく且つ波長分散スロープが小さい光ファ
イバを用いればよいことは容易に判る。しかしながら、
実効断面積が大きく且つ波長分散スロープが小さい光フ
ァイバを設計・製造することは困難である。

【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、非線形現象および波長分散それぞれに
基づく伝送特性劣化の問題を共に解消し、ＷＤＭ伝送に
用いるのに好適な波長分割多重伝送用光伝送路およびそ
の構成方法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】本発明に係る波長分割多
重伝送用光伝送路は、(1) 第１の実効断面積と第１の波
長分散スロープとを有する第１の光ファイバと、(2) 第
１の実効断面積より小さい第２の実効断面積と、第１の
波長分散スロープより小さい第２の波長分散スロープと
を有し、第１の光ファイバを伝搬してきた信号光を伝搬
する第２の光ファイバとを備えることを特徴とする。

【００１０】この光伝送線路によれば、第１の光ファイ
バを伝搬する信号光は、その強度が大きくても、第１の
実効断面積が大きいので、非線形現象に因る伝送特性劣
化が低減される。また、第１の光ファイバを伝搬した後
に第２の光ファイバを伝搬する信号光は、第１の光ファ
イバを伝搬する際に強度が低下するので、第２の実効断
面積が小さくても、非線形現象に因る伝送特性劣化が低
減される。したがって、光伝送線路全体としても非線形
現象に因る伝送特性劣化が低減される。また、光伝送線
路全体の波長分散スロープは、第１および第２の波長分
散スロープの加重平均となるので、第１の光ファイバの
みを用いた場合と比較して小さく、波長分散に因る伝送
特性劣化も低減される。

【００１１】また、第２の波長分散スロープは第１の波
長分散スロープの２分の１以下であることを特徴とす
る。この場合には、光伝送線路全体の波長分散スロープ
は十分に小さくなる。

【００１２】また、実効断面積が第１の実効断面積と第
２の実効断面積との中間であり、波長分散スロープが第
１の波長分散スロープと第２の波長分散スロープとの中
間である第３の光ファイバを更に備え、その実効断面積
の大きさの順に信号光を伝搬させることを特徴とする。

【００１３】また、信号光波長１．５５μｍ帯において
全体の波長分散の絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であ
ることを特徴とする。

【００１４】本発明に係る波長分割多重伝送用光伝送路
は、第１の実効断面積と第１の波長分散スロープとを有
する第１の光ファイバと、第１の実効断面積より小さい
第２の実効断面積と、第１の波長分散スロープより小さ
い第２の波長分散スロープとを有し、第１の光ファイバ
を伝搬してきた信号光を伝搬する第２の光ファイバとを
備え、信号光強度の低下に伴い実効断面積を変化させ、
光ファイバにおける単位断面積当たりの光エネルギを小
さくすることで、光伝送線路全体として波長分散スロー
プを低減させながら非線形現象による伝送特性劣化を低
減することを特徴とする。

【００１５】また、第１の光ファイバを信号光強度が大
きい光伝送線路の先頭に配置したことを特徴とする。

【００１６】本発明に係る波長分割多重伝送用光伝送路
は、(1) 第１の実効断面積と第１の波長分散スロープと
を有する第１の光ファイバと、(2) 第３の実効断面積と
第３の波長分散スロープとを有する第３の光ファイバ
と、(3) 第１の実効断面積と第３の実効断面積より小さ
い第２の実効断面積と、第１の波長分散スロープと第３
の波長分散スロープより小さい第２の波長分散スロープ
とを有する第２の光ファイバとを備え、第１の光ファイ
バと第３の光ファイバとの間に第２の光ファイバを有
し、信号光を双方向に伝搬することを特徴とする。

【００１７】本発明に係る波長分割多重伝送用光伝送路
の構成方法は、第１の実効断面積と第１の波長分散スロ
ープとを有する第１の光ファイバと、第１の実効断面積
より小さい第２の実効断面積と第１の波長分散スロープ
より小さい第２の波長分散スロープとを有する第２の光
ファイバとを、第１の光ファイバを伝搬してきた信号光
が第２の光ファイバに伝搬するように接続して、光伝送
線路を構成することを特徴とする。

【００１８】本発明に係る波長分割多重伝送用光伝送路
の構成方法は、第１の実効断面積は信号光強度の低下に
伴い実効断面積を変化させ、光ファイバにおける単位断
面積当たりの光エネルギを小さくし、非線形現象による
伝送特性劣化を低減するのに充分な実効断面積を有し、
第２の波長分散スロープは光伝送線路全体として波長分
散スロープを低減するのに充分な波長分散スロープを有
していることを特徴とする。

【００１９】

【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。尚、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。また、以下では、波長分割多重伝送用光伝送路
を単に光伝送線路と呼ぶ。

【００２０】先ず、実施の形態の説明に先だって、光フ
ァイバにおける波長分散、波長分散スロープおよび実効
断面積それぞれについて説明しておく。

【００２１】光源から出力された単一波長の光パルスを
光ファイバの一端に入射させて伝搬させると、その光フ
ァイバの他端に到達する光パルスは、パルス時間幅が拡
がり形状が崩れたものとなる。これは、光源から出力さ
れた信号光は単一波長であると雖も或るスペクトル幅を
有し、また、光ファイバにおける伝搬速度は波長により
異なるからである。光パルスの単位スペクトル幅（単
位：ｎｍ）および光ファイバの単位長さ（単位：ｋｍ）
当たりのパルス時間幅の拡がり（単位：ｐｓ）を波長分
散（単位：ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）という。また、この波長
分散の波長依存性を波長分散スロープ（単位：ｐｓ／ｎ
ｍ２／ｋｍ）という。

【００２２】光ファイバがシングルモード光ファイバで
ある場合には、その波長分散は、材料分散（光ファイバ
の材料に固有の屈折率の波長依存性に因る分散）と構造
分散（伝搬する光の群速度の波長依存性による分散）と
の和である。一般に光ファイバの材料は石英ガラスであ
ることから、材料分散は或る所定範囲の値である。一
方、構造分散は、光ファイバのパラメータ（屈折率プロ
ファイル）に大きく依存する。

【００２３】また、光ファイバを伝搬する光の光エネル
ギは、その光ファイバのコア領域のみに一様に存在する
のではなく、クラッド領域にも存在し、また、コア領域
においても或る分布（横モード分布）に従って存在す
る。実効断面積は、その横モード分布を考慮して求めら
れるものであり、その光ファイバにおける非線形現象に
関する実効的な断面積を表すものである。

【００２４】（第１の実施形態）次に、第１の実施形態
について説明する。図１は、第１の実施形態に係る光伝
送線路の構成図である。

【００２５】本実施形態に係る光伝送線路は、光ファイ
バ１１および１２それぞれの一端が互いに接続されて構
成されており、さらに、光ファイバ１１の他端には、信
号光を出力する光源（例えば、半導体レーザ光源）４１
が接続され、光ファイバ１２の他端には、信号光を受信
する受信器（例えはフォトダイオードを受光素子として
含む受信器）５１が接続されている。光ファイバ１１お
よび光ファイバ１２は、融着接続されていてもよいし、
コネクタ接続されていてもよい。光源４１から出力され
た信号光は、まず光ファイバ１１を伝搬し、次に光ファ
イバ１２を伝搬し、受信器５１に到達して受信される。

【００２６】ここで、前段の光ファイバ１１の実効断面
積は、後段の光ファイバ１２の実効断面積より大きい。
したがって、光源４１から出力された信号光が光ファイ
バ１１を伝搬する際には、その信号光の強度が大きくて
も、光ファイバ１１の実効断面積が大きいので、単位体
積当たりの信号光の光エネルギは小さくなり、非線形現
象に因る伝送特性劣化は低減される。また、後段の光フ
ァイバ１２の実効断面積が光ファイバ１１の実効断面積
より小さくても、信号光は、光ファイバ１１の伝搬の際
に或程度強度が低下した後に光ファイバ１２に入射し伝
搬するので、光ファイバ１２における単位面積当たりの
光エネルギは小さく、やはり非線形現象に因る伝送特性
劣化は低減される。以上より、光ファイバ１１および光
ファイバ１２が縦続接続されてなる光伝送線路の全体に
おいて非線形現象に因る伝送特性劣化が低減される。

【００２７】また、前段の光ファイバ１１の波長分散ス
ロープは、後段の光ファイバ１２の波長分散スロープよ
り大きい。すなわち、光ファイバ１１については、実効
断面積を大きくしたことに伴い、波長分散スロープも大
きくならざるを得ないが、光ファイバ１２については、
光ファイバ１１より実効断面積を小さくしたことで、波
長分散スロープも小さくすることができる。そして、光
ファイバ１１および光ファイバ１２が縦続接続されてな
る光伝送線路の全体の波長分散スロープは、光ファイバ
１１および光ファイバ１２それぞれの波長分散スロープ
をそれぞれの長さに関して加重平均した値となり、光フ
ァイバ１１のみからなる光伝送線路の波長分散スロープ
より小さい値となる。波長分散についても同様である。

【００２８】なお、ここで、光ファイバ１２の波長分散
スロープは光ファイバ１１の波長分散スロープの２分の
１以下であるのが好適であり、このようにすれば、光伝
送線路全体の波長分散スロープを十分に小さくすること
ができる。また、光伝送線路全体の波長分散の絶対値は
５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好適であり、このよ
うにすれば、光伝送線路全体の波長分散を十分に小さく
することができ、波長分散に因る伝送特性劣化を十分に
低減することができる。

【００２９】このようにして構成される光伝送線路は、
非線形現象および波長分散それぞれに基づく伝送特性劣
化の影響を抑えて、光源４１から出力された信号光を受
信器５１に到達させることができる。

【００３０】次に、実験結果について説明する。信号光
波長１５５０ｎｍにおいて、光ファイバ１１および光フ
ァイバ１２それぞれの実効断面積、波長分散スロープ、
波長分散および長さを下記の表に示す値とした。また、
この表には、このような光ファイバ１１および光ファイ
バ１２が縦続接続されてなる光伝送線路において、実験
により得られた全体の波長分散スロープおよび波長分散
を示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】この表に示すように、光ファイバ１１は、
光ファイバ１２と比べて、実効断面積および波長分散ス
ロープが共に大きい。そして、光伝送線路全体の波長分
散スロープは、光ファイバ１１および光ファイバ１２そ
れぞれの波長分散スロープの長さに関する加重平均値と
なっており、全体の波長分散も、光ファイバ１１および
光ファイバ１２それぞれの波長分散の長さに関する加重
平均値となっている。したがって、光伝送線路全体にお
ける波長分散に因る伝送特性劣化は、光ファイバ１１の
みからなる場合と比較して低減されている。

【００３３】また、前段の光ファイバ１１の伝送損失は
０．２０ｄＢ／ｋｍであり、長さ３０ｋｍの光ファイバ
１１を伝搬した信号光の強度は６ｄＢ低下する。したが
って、信号光が光ファイバ１１を伝搬する際には、信号
光の強度が大きくても、実効断面積も大きいので非線形
現象に因る伝送特性劣化が低減され、また、信号光が光
ファイバ１２を伝搬する際には、実効断面積が小さくて
も、信号光の強度も小さいので非線形現象に因る伝送特
性劣化が低減され、そして、光伝送線路全体としても非
線形現象に因る伝送特性劣化は小さいことが確認され
た。

【００３４】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
について説明する。図２は、第２の実施形態に係る光伝
送線路の構成図である。

【００３５】本実施形態に係る光伝送線路は、光ファイ
バ２１，２２および２３がこの順に縦続接続されて構成
されており、さらに、光ファイバ２１の他端には、信号
光を出力する光源４２が接続され、光ファイバ２３の他
端には、信号光を受信する受信器５２が接続されてい
る。光ファイバ２１乃至２３は、融着接続されていても
よいし、コネクタ接続されていてもよい。光源４２から
出力された信号光は、光ファイバ２１，２２および２３
を順次に伝搬し、受信器５２に到達して受信される。

【００３６】ここで、光ファイバ２１，２２および２３
それぞれの実効断面積は、この順に大きい。したがっ
て、光源４２から出力された信号光が光ファイバ２１を
伝搬する際には、その信号光の強度が大きくても、光フ
ァイバ２１の実効断面積が大きいので、単位体積当たり
の信号光の光エネルギは小さくなり、非線形現象に因る
伝送特性劣化は低減される。また、次段の光ファイバ２
２の実効断面積が光ファイバ２１の実効断面積より小さ
くても、信号光は、光ファイバ２１の伝搬の際に或程度
強度が低下した後に光ファイバ２２に入射し伝搬するの
で、光ファイバ２２における単位面積当たりの光エネル
ギは小さく、やはり非線形現象に因る伝送特性劣化は低
減される。さらに、最後段の光ファイバ２３の実効断面
積が光ファイバ２２の実効断面積より更に小さくても、
信号光は、更に強度が低下した後に光ファイバ２３に入
射し伝搬するので、光ファイバ２３における単位面積当
たりの光エネルギは小さく、やはり非線形現象に因る伝
送特性劣化は低減される。以上より、光ファイバ２１乃
至２３が縦続接続されてなる光伝送線路の全体において
非線形現象に因る伝送特性劣化に因る伝送特性劣化が低
減される。

【００３７】また、光ファイバ２１，２２および２３そ
れぞれの波長分散スロープは、この順に大きい。すなわ
ち、光ファイバ２１については、実効断面積を大きくし
たことに伴い、波長分散スロープも大きくならざるを得
ないが、光ファイバ２２については、光ファイバ２１よ
り実効断面積を小さくしたことで、波長分散スロープも
小さくすることができる。光ファイバ２３については、
更に波長分散スロープを小さくすることができる。そし
て、光ファイバ２１乃至２３が縦続接続されてなる光伝
送線路の全体の波長分散スロープは、光ファイバ２１乃
至２３それぞれの波長分散スロープをそれぞれの長さに
関して加重平均した値となり、光ファイバ２１のみから
なる光伝送線路の波長分散スロープより小さい値とな
る。波長分散についても同様である。

【００３８】このようにして構成される光伝送線路は、
非線形現象および波長分散それぞれに基づく伝送特性劣
化の影響を抑えて、光源４２から出力された信号光を受
信器５２に到達させることができる。さらに、本実施形
態に係る光伝送線路では、光ファイバ２１乃至２３それ
ぞれの実効断面積および波長分散スロープが段階的に変
化するようにしたことにより、光ファイバ２１と光ファ
イバ２２との接続点および光ファイバ２２と光ファイバ
２３との接続点それぞれにおける光ファイバの構造上の
乖離を小さくすることができるので、接続損失が小さい
という効果もある。

【００３９】次に、実験結果について説明する。信号光
波長１５５０ｎｍにおいて、光ファイバ２１乃至２３そ
れぞれの実効断面積、波長分散スロープ、波長分散およ
び長さを下記の表に示す値とした。また、この表には、
このような光ファイバ２１乃至２３が縦続接続されてな
る光伝送線路において、実験により得られた全体の波長
分散スロープおよび波長分散を示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】この表に示すように、光ファイバ２１乃至
２３それぞれの実効断面積および波長分散スロープは共
に、この順に大きい。そして、光伝送線路全体の波長分
散スロープは、光ファイバ２１乃至２３それぞれの波長
分散スロープの長さに関する加重平均値となっており、
全体の波長分散も、光ファイバ２１乃至２３それぞれの
波長分散の長さに関する加重平均値となっている。した
がって、光伝送線路全体における波長分散に因る伝送特
性劣化は、光ファイバ２１のみからなる場合と比較して
低減されている。

【００４２】また、初段の光ファイバ２１の伝送損失は
０．２０ｄＢ／ｋｍであり、長さ１０ｋｍの光ファイバ
２１を伝搬した信号光の強度は２ｄＢ低下する。次段の
光ファイバ２２の伝送損失も０．２０ｄＢ／ｋｍであ
り、長さ２０ｋｍの光ファイバ２２を伝搬した信号光の
強度は更に４ｄＢ低下する。したがって、信号光が光フ
ァイバ２１を伝搬する際には、信号光の強度が大きくて
も、実効断面積も大きいので非線形現象に因る伝送特性
劣化が低減され、また、信号光が光ファイバ２２を伝搬
する際には、実効断面積が小さくても、信号光の強度も
小さいので非線形現象に因る伝送特性劣化が低減され、
さらに、信号光が光ファイバ２３を伝搬する際には、実
効断面積が更に小さくても、信号光の強度も更に小さい
ので非線形現象に因る伝送特性劣化が低減される。そし
て、光伝送線路全体としても非線形現象に因る伝送特性
劣化は小さいことが確認された。

【００４３】（第３の実施形態）次に、第３の実施形態
について説明する。図３は、第３の実施形態に係る光伝
送線路の構成図である。

【００４４】本実施形態に係る光伝送線路は、光ファイ
バ３１，３２および３３がこの順に縦続接続されて構成
されている。また、光ファイバ３１の他端には、光合分
波器６１を介して、光源４３および受信器５３が接続さ
れている。光ファイバ３３の他端には、光合分波器６２
を介して、光源４４および受信器５４が接続されてい
る。光ファイバ３１乃至３３は、融着接続されていても
よいし、コネクタ接続されていてもよい。

【００４５】この実施形態では、光源４３から出力され
た信号光は、光合分波器６１を経て、光ファイバ３１，
３２および３３を順次に伝搬し、光合分波器６２を経た
後、受信器５４に到達して受信される。また、光源４４
から出力された信号光は、光合分波器６２を経て、光フ
ァイバ３３，３２および３１を順次に伝搬し、光合分波
器６１を経た後、受信器５３に到達して受信される。

【００４６】ここで、光ファイバ３１および３３それぞ
れの実効断面積は、光ファイバ３２の実効断面積より大
きい。したがって、光源４３から出力された信号光が光
ファイバ３１を伝搬する際には、その信号光の強度が大
きくても、光ファイバ３１の実効断面積が大きいので、
単位体積当たりの信号光の光エネルギは小さくなり、非
線形現象に因る伝送特性劣化は低減される。また、次段
の光ファイバ３２の実効断面積が光ファイバ３１の実効
断面積より小さくても、信号光は、光ファイバ３１の伝
搬の際に或程度強度が低下した後に光ファイバ３２に入
射し伝搬するので、光ファイバ３２における単位面積当
たりの光エネルギは小さく、やはり非線形現象に因る伝
送特性劣化は低減される。そして、信号光は、更に強度
が低下した後に光ファイバ３３に入射し伝搬するので、
光ファイバ３３における単位面積当たりの光エネルギは
小さく、やはり非線形現象に因る伝送特性劣化は低減さ
れる。逆に光源４４から出力された信号光が受信器５３
へ伝搬する場合も同様である。以上より、光ファイバ３
１乃至３３が縦続接続されてなる光伝送線路の全体にお
いて、何れの方向に伝搬する信号光に対しても、非線形
現象に因る伝送特性劣化が低減される。

【００４７】また、光ファイバ３１および３３それぞれ
の波長分散スロープは、光ファイバ３２の波長分散スロ
ープより大きい。すなわち、光ファイバ３１および３３
それぞれについては、実効断面積を大きくしたことに伴
い、波長分散スロープも大きくならざるを得ないが、光
ファイバ３２については、光ファイバ３１および３３よ
り実効断面積を小さくしたことで、波長分散スロープも
小さくすることができる。そして、光ファイバ３１乃至
３３が縦続接続されてなる光伝送線路の全体の波長分散
スロープは、光ファイバ３１乃至３３それぞれの波長分
散スロープをそれぞれの長さに関して加重平均した値と
なり、光ファイバ３１または３３のみからなる光伝送線
路の波長分散スロープより小さい値となる。波長分散に
ついても同様である。

【００４８】このようにして構成される光伝送線路は、
非線形現象および波長分散それぞれに基づく伝送特性劣
化の影響を抑えることができる。さらに、本実施形態に
係る光伝送線路では、何れの方向に伝搬する信号光であ
っても伝送特性劣化が低減されるので、双方向通信に用
いるのに好適である。

【００４９】次に、実験結果について説明する。信号光
波長１５５０ｎｍにおいて、光ファイバ３１乃至３３そ
れぞれの実効断面積、波長分散スロープ、波長分散およ
び長さを下記の表に示す値とした。また、この表には、
このような光ファイバ３１乃至３３が縦続接続されてな
る光伝送線路において、実験により得られた全体の波長
分散スロープおよび波長分散を示す。

【００５０】

【表３】

【００５１】この表に示すように、光ファイバ３１およ
び３３それぞれの実効断面積および波長分散スロープ
は、互いに等しく、光ファイバ３２の実効断面積および
波長分散スロープより大きい。そして、光伝送線路全体
の波長分散スロープは、光ファイバ３１乃至３３それぞ
れの波長分散スロープの長さに関する加重平均値となっ
ており、全体の波長分散も、光ファイバ３１乃至３３そ
れぞれの波長分散の長さに関する加重平均値となってい
る。したがって、光伝送線路全体における波長分散に因
る伝送特性劣化は、光ファイバ３１または３３のみから
なる場合と比較して低減されている。

【００５２】また、光ファイバ３１の伝送損失は０．２
０ｄＢ／ｋｍであり、長さ３０ｋｍの光ファイバ３１を
伝搬した信号光の強度は６ｄＢ低下する。光ファイバ３
２の伝送損失も０．２０ｄＢ／ｋｍであり、長さ３０ｋ
ｍの光ファイバ３２を伝搬した信号光の強度は更に６ｄ
Ｂ低下する。したがって、光源４３から出力された信号
光が光ファイバ３１を伝搬する際には、信号光の強度が
大きくても、実効断面積も大きいので非線形現象に因る
伝送特性劣化が低減され、また、その信号光が光ファイ
バ３２を伝搬する際には、実効断面積が小さくても、信
号光の強度も小さいので非線形現象に因る伝送特性劣化
が低減され、さらに、その信号光が光ファイバ３３を伝
搬する際には、実効断面積が大きく、信号光の強度が更
に小さいので、非線形現象に因る伝送特性劣化が低減さ
れる。そして、光伝送線路全体としても非線形現象に因
る伝送特性劣化は小さいことが確認された。逆に光源４
４から出力された信号光が受信器５３へ伝搬する場合
も、同様に非線形現象に因る伝送特性劣化は小さいこと
が確認された。

【００５３】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、上記第１お
よび第２の実施形態それぞれにおいて、光伝送線路の一
端には光源が接続され、他端には受信器が接続された場
合について説明したが、これに限られるものではない。
例えば、光伝送線路には、光増幅器や光合分波器が接続
されていてもよい。

【００５４】また、第２の実施形態において、光伝送線
路を構成する光ファイバの本数を３としたが、更に多数
本の光ファイバを縦続接続してもよい。この場合にも、
実効断面積および波長分散スロープが大きい光ファイバ
ほど、光源に近い側に接続する。

【００５５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、第１の光ファイバを伝搬する信号光は、その強
度が大きくても、第１の実効断面積が大きいので、非線
形現象に因る伝送特性劣化が低減される。また、第１の
光ファイバを伝搬した後に第２の光ファイバを伝搬する
信号光は、第１の光ファイバを伝搬する際に強度が低下
するので、第２の実効断面積が小さくても、非線形現象
に因る伝送特性劣化が低減される。したがって、光伝送
線路全体としても非線形現象に因る伝送特性劣化が低減
される。また、光伝送線路全体の波長分散スロープは、
第１および第２の波長分散スロープの加重平均となるの
で、第１の光ファイバのみを用いた場合と比較して小さ
く、波長分散に因る伝送特性劣化も低減される。

【００５６】また、さらに、第２の波長分散スロープは
第１の波長分散スロープの２分の１以下である場合に
は、光伝送線路全体の波長分散スロープは十分に小さく
なる。

【００５７】また、さらに、第２の実効断面積より大き
い第３の実効断面積と、第２の波長分散スロープより大
きい第３の波長分散スロープとを有し、第２の光ファイ
バと実質的に縦続接続された第３の光ファイバを更に備
え、第２の光ファイバは、更に第３の光ファイバを伝搬
してきた信号光を入射して伝搬させる場合には、第１、
第２および第３の光ファイバがこの順に縦続接続されて
おり、第１の光ファイバから第３の光ファイバへ伝搬す
る信号光についてだけでなく、第３の光ファイバから第
１の光ファイバへ伝搬する信号光についても、非線形現
象および波長分散それぞれに因る伝送特性劣化は共に低
減される。

【００５８】また、実効断面積が大きいほど大きい波長
分散スロープを有する３以上の所定数の光ファイバがそ
の実効断面積の大きさの順に実質的に縦続接続され信号
光をこの順に伝搬させる場合には、実効断面積および波
長分散スロープが大きい光ファイバから小さい光ファイ
バへ信号光が順次に伝搬するので、非線形現象および波
長分散それぞれに因る伝送特性劣化は共に低減される。
さらに、この場合には、縦続接続された所定数の光ファ
イバそれぞれの実効断面積および波長分散スロープが段
階的に変化するようにしたことにより、光ファイバ接続
点それぞれにおける光ファイバ構造上の乖離を小さくす
ることができるので、光伝送線路全体における接続損失
は小さい。

【００５９】また、さらに、信号光波長１．５５μｍ帯
において全体の波長分散の絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
以下である場合には、光伝送線路全体の波長分散は十分
に小さくなり、波長分散に因る伝送特性劣化は十分に低
減される。

【００６０】以上のように本発明に係る光伝送線路で
は、実効断面積が大きい光ファイバについては波長分散
スロープも大きく、逆に、実効断面積が小さい光ファイ
バについては波長分散スロープも小さいので、光伝送線
路を構成する光ファイバそれぞれの設計・製造が容易で
ある。すなわち、非線形現象および波長分散それぞれに
因る伝送特性劣化を共に抑制することができる光伝送線
路を安価に構成することができる。したがって、本発明
に係る光伝送線路は、ＷＤＭ伝送による大容量・長距離
通信に用いるのに好適なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る光伝送線路の構成図であ
る。

【図２】第２の実施形態に係る光伝送線路の構成図であ
る。

【図３】第３の実施形態に係る光伝送線路の構成図であ
る。

【符号の説明】

１１，１２，２１，２２，２３，３１，３２，３３…光
ファイバ、４１，４２，４３，４４…光源、５１，５
２，５３，５４…受信器、６１，６２…光合分波器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/13 10/12 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の実効断面積と第１の波長分散スロ
   ープとを有する第１の光ファイバと、 前記第１の実効断面積より小さい第２の実効断面積と、
   前記第１の波長分散スロープより小さい第２の波長分散
   スロープとを有し、前記第１の光ファイバを伝搬してき
   た信号光を伝搬する第２の光ファイバとを備えることを
   特徴とする波長分割多重伝送用光伝送路。
2. 【請求項２】 前記第２の波長分散スロープは前記第１
   の波長分散スロープの２分の１以下であることを特徴と
   する請求項１記載の波長分割多重伝送用光伝送路。
3. 【請求項３】 実効断面積が前記第１の実効断面積と前
   記第２の実効断面積との中間であり、波長分散スロープ
   が前記第１の波長分散スロープと前記第２の波長分散ス
   ロープとの中間である第３の光ファイバを更に備え、 その実効断面積の大きさの順に信号光を伝搬させること
   を特徴とする請求項１記載の波長分割多重伝送用光伝送
   路。
4. 【請求項４】 信号光波長１．５５μｍ帯において全体
   の波長分散の絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の波長分割多重伝送用光伝
   送路。
5. 【請求項５】 第１の実効断面積と第１の波長分散スロ
   ープとを有する第１の光ファイバと、 前記第１の実効断面積より小さい第２の実効断面積と、
   前記第１の波長分散スロープより小さい第２の波長分散
   スロープとを有し、前記第１の光ファイバを伝搬してき
   た信号光を伝搬する第２の光ファイバとを備え、 信号光強度の低下に伴い実効断面積を変化させ、光ファ
   イバにおける単位断面積当たりの光エネルギを小さくす
   ることで、光伝送線路全体として波長分散スロープを低
   減させながら非線形現象による伝送特性劣化を低減する
   ことを特徴とする波長分割多重伝送用光伝送路。
6. 【請求項６】 前記第１の光ファイバを信号光強度が大
   きい光伝送線路の先頭に配置したことを特徴とする請求
   項５記載の波長分割多重伝送用光伝送路。
7. 【請求項７】 第１の実効断面積と第１の波長分散スロ
   ープとを有する第１の光ファイバと、 第３の実効断面積と第３の波長分散スロープとを有する
   第３の光ファイバと、 前記第１の実効断面積と前記第３の実効断面積より小さ
   い第２の実効断面積と、前記第１の波長分散スロープと
   前記第３の波長分散スロープより小さい第２の波長分散
   スロープとを有する第２の光ファイバとを備え、 前記第１の光ファイバと前記第３の光ファイバとの間に
   前記第２の光ファイバを有し、信号光を双方向に伝搬す
   ることを特徴とする波長分割多重伝送用光伝送路。
8. 【請求項８】 第１の実効断面積と第１の波長分散スロ
   ープとを有する第１の光ファイバと、 前記第１の実効断面積より小さい第２の実効断面積と前
   記第１の波長分散スロープより小さい第２の波長分散ス
   ロープとを有する第２の光ファイバとを、 前記第１の光ファイバを伝搬してきた信号光が前記第２
   の光ファイバに伝搬するように接続して、光伝送線路を
   構成することを特徴とする波長分割多重伝送用光伝送路
   の構成方法。
9. 【請求項９】 前記第１の実効断面積は信号光強度の低
   下に伴い実効断面積を変化させ、光ファイバにおける単
   位断面積当たりの光エネルギを小さくし、非線形現象に
   よる伝送特性劣化を低減するのに充分な実効断面積を有
   し、前記第２の波長分散スロープは光伝送線路全体とし
   て波長分散スロープを低減するのに充分な波長分散スロ
   ープを有していることを特徴とする請求項８記載の波長
   分割多重伝送用光伝送路の構成方法。