JP2002357735A - 光伝送路、並びに、それに適用される光ファイバ及び分散補償器 - Google Patents
光伝送路、並びに、それに適用される光ファイバ及び分散補償器Info
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Abstract
いて、全体として絶対値の小さな波長分散を有する光伝
送路等を提供する。 【解決手段】 光伝送路(1)は、互いに接続された、シ
ングルモード光ファイバ(11)と分散補償光ファイバ(12)
とを備え、波長1550nmにおける当該光伝送路(1)
全体から見た諸特性として、絶対値が4ps/nm/k
m以下の波長分散と、−0.015ps/nm2/km
以上かつ0ps/nm2/km未満の分散スロープとを
有するとともに、波長範囲1450〜1530nmにお
いて該波長分散の極大値が存在する一方、波長範囲15
70〜1620nmにおいて該波長分散の極小値が存在
する。
Description
(WDM: Wavelength Division Multiplexing)伝送シ
ステムに適した光伝送路、並びに、それに適用可能な光
ファイバ及び分散補償器に関するものである。
数チャネルの信号光を光伝送路を介して伝送することで
大容量の情報の送受信を可能にする。従来、このような
WDM伝送システムにおいて利用される信号波長帯域と
しては、Cバンド(1530nm〜1565nm)が使
用されているが、更なる大容量化の要求に応えて、最近
はLバンド(1565nm〜1625nm)の波長帯域
の信号光も利用されるようになってきた。
値が大きいと信号光の波形劣化が顕著になる。このた
め、信号波長帯域において光伝送路全体から見た波長分
散の絶対値を小さくすることで、中継区間の長距離化が
要求されている。従来、光伝送路として利用されている
シングルモード光ファイバは、1.55μm波長帯にお
いて正の波長分散を有する。特に、一般的なシングルモ
ード光ファイバは、1.3μm波長帯に零分散波長を有
し、波長1.55μmにおいて+16〜+20ps/n
m/km程度の波長分散と、波長1.55μmにおいて
+0.06ps/nm2/km程度の分散スロープを有
する。したがって、シングルモード光ファイバのみで構
成された光伝送路では、信号波長帯域において光伝送路
全体から見た波長分散の絶対値は大きくなる。
ともに、該シングルモード光ファイバの波長分散を補償
する分散補償光ファイバも利用して光伝送路を構成する
ことで、信号波長帯域における光伝送路全体から見た波
長分散の絶対値を小さくしている。すなわち、分散補償
光ファイバは、波長1.55μmの諸特性として、負の
波長分散と、負の分散スロープを有する。このような分
散補償光ファイバとシングルモード光ファイバとを光学
的に接続することにより構成された光伝送路であって、
Cバンド及びLバンドを含む信号波長帯域において絶対
値の小さな波長分散を有する光伝送路は、例えば、文献
1「清水,他,電子情報通信学会総合大会,C-3-33 (20
01)」や文献2「S. N. Knudsen, et al., OFC2000, TuG
5, pp.98-100 (2000)」に開示されている。
伝送路について検討した結果、以下のような課題を発見
した。すなわち、最近は信号波長帯域として、Cバンド
及びLバンドに加えて、Sバンド(1450nm〜15
30nm)の利用も検討されている。この場合、光伝送
路は、Sバンド、Cバンド及びLバンドを含む信号波長
帯域において、波長分散の絶対値は小さいことが要求さ
れる。しかしながら、このような広帯域の信号波長帯域
において、全体として絶対値の小さな波長分散を有する
光伝送路は未だ知られていなかった。
ためになされたものであり、Sバンド、Cバンド及びL
バンドを含む信号波長帯域において、全体として絶対値
の小さな波長分散を有する光伝送路、並びに、それに適
用される光ファイバ及び分散補償器を提供することを目
的としている。
は、1.55μm波長帯において正の波長分散を有する
シングルモード光ファイバと、該シングルモード光ファ
イバの波長分散を補償する分散補償光ファイバとを備え
る。これらシングルモード光ファイバと分散補償光ファ
イバは融着接続されている。なお、一般的なシングルモ
ード光ファイバは、1.3μm波長帯に零分散波長を有
する。
550nmにおける当該光伝送路全体から見た諸特性と
して、絶対値が4ps/nm/km以下の波長分散と、
−0.015ps/nm2/km以上かつ0ps/nm2
/km未満、好ましくは−0.005ps/nm2/k
m以下の分散スロープを有する。さらに、当該光伝送路
において、波長分散の極大値は波長範囲1450〜15
30nm内に存在する一方、波長分散の極小値は波長範
囲1570〜1620nm内に存在する。なお、この明
細書において分散スロープとは、分散の波長依存性(波
長分散特性)を示すグラフの傾きで与えられる。
光伝送路は、Sバンド、Cバンド及びLバンドを含む広
い信号波長帯域において、全体から見た波長分散の絶対
値が小さく、信号波形の劣化が効果的に抑制されるの
で、優れた伝送特性が実現される。
囲1450〜1620nmにおける波長分散の偏差(=
最大値−最小値)は、1.2ps/nm/km以下、好
ましくは0.8ps/nm/km以下であるのがよい。
この場合、当該光伝送路は、長距離に亘って大容量の情
報伝送を可能にする。
囲1480〜1620nmにおける波長分散の偏差は、
0.7ps/nm/km以下、好ましくは0.5ps/
nm/km以下であるのがよい。この場合、当該光伝送
路は、長距離に亘る大容量の情報伝送を可能にするだけ
でなく、希土類元素(例えばErやTm)が添加された
光ファイバが光増幅媒体に適用された光ファイバ増幅器
を利用することで信号光の一括増幅も可能になるので、
このことからもより長距離の情報伝送が可能になる。
囲1450〜1620nmに含まれる幅100nmの波
長範囲における波長分散の偏差は、0.4ps/nm/
km以下であるのが好ましい。また、分散補償光ファイ
バは、ラマン増幅用励起光が供給されることにより信号
光のラマン増幅を可能にする。この場合、当該光伝送路
は、長距離に亘って大容量の情報伝送を可能にするだけ
でなく、分散補償光ファイバにラマン増幅用励起光が供
給されることにより信号光の一括増幅が可能になり、こ
のことからもより長距離の情報伝送が可能になる。
償光ファイバは、波長1550nmにおいて−200p
s/nm/km以上かつ−50ps/nm/km以下の
波長分散を有する。すなわち、当該光伝送路に適用され
る光ファイバ(上記分散補償光ファイバに相当)は、波
長1550nmにおいて0未満の波長分散を有する。ま
た、上記分散補償光ファイバは、波長1550nmの諸
特性として、損失Lに対する波長分散Dの絶対値の比
(|D|/L)で定義される、200ps/nm/dB
以上の性能指数と、0.3ps・km-1/2以下の偏波モ
ード分散を有するのが好ましい。この場合、分散補償量
が大きく、かつ低損失の分散補償光ファイバが得られ
る。
波長1.38μm近傍におけるOH吸収に起因した上記
分散補償光ファイバの損失増分は、0.2dB/km以
下であるのが好ましい。このように、上記分散補償光フ
ァイバはOH吸収に起因した損失増分が小さいことか
ら、Sバンドの信号伝送やラマン増幅用励起光の供給に
適している。
620nmにおける上記分散補償光ファイバの伝送損失
は、波長1450nmにおける上記分散補償光ファイバ
の伝送損失より小さいのが好ましい。一般に、分散補償
光ファイバは、波長1620nmにおける伝送損失が波
長1450nmにおける伝送損失より大きくなることが
ある。しかしながら、この発明に係る光伝送路のよう
に、波長1620nmにおける分散補償光ファイバの伝
送損失が波長1450nmにおける該分散補償光ファイ
バの伝送損失より小さいとき、波長範囲1450〜16
20nmに亘って伝送損失を小さく抑えることが可能に
なる。
散補償光ファイバは、コイル状に巻かれモジュール化さ
れてもよい(この発明に係る分散補償器を構成)。この
とき、コイル状に巻かれた分散補償光ファイバは、25
0mm×250mm×50mm以下の筐体に収納され
る。特に、モジュール化された状態で、分散補償光ファ
イバは、1450nm以下のカットオフ波長と、波長1
550nmにおいて0.3ps・km-1/2以下の偏波モ
ード分散を有するのが好ましい。また、波長1620n
mにおける当該分散補償光ファイバの伝送損失は、波長
1450nmにおける当該分散補償光ファイバの伝送損
失より小さいのが好ましい。この場合、分散補償光ファ
イバは、モジュール化により小型化されるため、中継器
等への設置を可能にし、また、モジュール化された状態
であっても、その損失は小さくカットオフ波長は使用波
長よりも小さい。
る光ファイバ(上記分散補償光ファイバに相当)は、所
定軸に沿って伸びコア領域と、該コア領域の外周に設け
られた溝領域と、該溝領域の外周に設けられたリッジ領
域と、該リッジ領域の外周に設けられた外部クラッド領
域とを、少なくとも備える。上記コア領域は、最大屈折
率n1を有し、上記溝領域は、最小屈折率n2(<n
1)を有し、上記リッジ領域は、最大屈折率n3(>n
2)を有し、そして、上記外側クラッド領域は、最大屈
折率n4(<n3)を有する。さらに、この発明に係る
光導波路に適用される光ファイバにおいて、上記リッジ
領域と外側クラッドとの間には、1又はそれ以上の溝領
域やリッジ領域が設けられた構造を備えてもよい。
の各実施例を、図1〜図18を用いて詳細に説明する。
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。
及び波長分散特性について図1〜図3を用いて説明す
る。図1は、この発明に係る光伝送路1の概略構成を示
す図である。図2は、この発明に係る光ファイバ伝送路
1の波長分散特性を示すグラフである。図3は、比較例
である光伝送路の波長分散特性を示すグラフである。
れたように、シングルモード光ファイバ11と分散補償
光ファイバ12とが融着接続されることにより構成され
ている。
5μm波長帯において正の波長分散を有し(好ましく
は、1.3μm波長帯に零分散波長を有する)、波長
1.55μmにおける諸特性として、+16〜+20p
s/nm/km程度の波長分散と、+0.06ps/n
m2/km程度の分散スロープとを有する。なお、この
明細書において分散スロープとは、分散の波長依存性を
示すグラフの傾きで与えられる。一方、分散補償光ファ
イバ12は、信号波長帯域においてシングルモード光フ
ァイバ11の波長分散を補償する光ファイバであって、
波長1550nmの諸特性として、負の波長分散と負の
分散スロープを有する。
2に示されたように、波長1550nmにおける全体か
ら見た諸特性として、絶対値が4ps/nm/km以下
の波長分散と、−0.015ps/nm2/km以上か
つ0ps/nm2/km未満の分散スロープを有する。
また、この光伝送路1において、波長分散の極大値は波
長範囲1450〜1530nm内に存在し、該波長分散
の極小値は波長範囲1570〜1620nm内に存在し
ている。
様の構成を有するが、図3に示されたように、波長15
50nmにおける全体から見た諸特性として、絶対値の
小さい波長分散と、0ps/nm2/km以上の分散ス
ロープを有する。したがって、比較例である光伝送路に
おいて、波長分散の極大値は、波長範囲1450〜15
30nm内には存在せず、また、該波長分散の極小値も
波長範囲1570〜1620nm内には存在しない。こ
の比較例である光伝送路は、Cバンド及びLバンドの双
方、あるいは、いずれか一方を含む信号波長帯域(Sバ
ンドを含まない)の信号光を対象としたWDM伝送に適
している。
(図2)は、比較例である光伝送路の波長分散特性(図
3)と比較すると、波長1550nmにおいて全体から
見た諸特性として、−0.015ps/nm2/km以
上かつ0ps/nm2/km未満の分散スロープを有す
る点、波長分散の極大値が波長範囲1450〜1530
nm内に存在する点、及び、波長分散の極小値が波長範
囲1570〜1620nm内に存在する点で異なってい
る。このような相違点に起因して、比較例である光伝送
路では、Sバンドにおける波長分散の絶対値が大きくな
らざるを得ないのに対して、この発明に係る光伝送路1
では、Sバンド、Cバンド及びLバンドを含む信号波長
帯域における全体から見た波長分散の絶対値が小さくな
る。したがって、当該光伝送路1は、広帯域の信号波長
帯域において信号光の波形劣化を効果的に抑制すること
を可能にし、結果的に優れた伝送特性が実現される。
て、波長範囲1450〜1620nmにおける波長分散
の偏差が、1.2ps/nm/km以下、好ましくは
0.8ps/nm/km以下であれば、大容量の情報が
長距離に亘って伝送され得る。また、当該光伝送路1に
おいて、波長範囲1480〜1620nmにおける波長
分散の偏差が、0.7ps/nm/km以下、好ましく
は0.5ps/nm/km以下であれば、大容量の情報
の長距離伝送のみならず、希土類元素(例えばErやT
m)が添加された光ファイバを光増幅媒体に適用した光
ファイバ増幅器を利用することにより信号光を一括増幅
することができるので、このことからも更なる長距離伝
送が可能になる。
範囲1450〜1620nmに含まれる幅100nmの
波長範囲における波長分散の偏差は、0.4ps/nm
/km以下であるのが好ましい。また、分散補償光ファ
イバ12は、ラマン増幅用励起光が供給されることによ
り信号光を増幅することも可能である。この場合、大容
量の情報の長距離伝送が可能になるだけでなく、当該分
散補償光ファイバ12自身にラマン増幅用励起光が供給
されることにより信号光の一括増幅が可能になるので、
このことからも更なる長距離伝送が可能になる。
波長1550nmにおける諸特性として、−200ps
/nm/km以上かつ−50ps/nm/km以下の波
長分散と、損失Lに対する波長分散Dの絶対値の比(|
D|/L)で定義される、200ps/nm/dB以上
の性能指数と、0.3ps・km-1/2以下の偏波モード
分散を有し、分散補償量が大きくかつ低損失の光ファイ
バである。
2において、波長1.38μm近傍におけるOH吸収に
起因した損失の増分は、0.2dB/km以下であるの
が好ましく、この場合、OH吸収に起因した損失の増分
が小さいことから、Sバンドの信号光の伝送やラマン増
幅用励起光の供給が可能になる。
いて、波長1620nmにおける伝送損失は、波長14
50nmにおける伝送損失より小さいのが好ましく、こ
の場合、光伝送路1全体の伝送損失は波長範囲1450
〜1620nmに亘って小さく抑えられる。
2は、図4(a)及び(b)に示されたように、コイル
状に巻かれることにより分散補償器120を構成する。
すなわち、図4(a)は、この発明に係る分散補償器1
20の構成を示す図であり、図4(b)は、図4(a)
中のI−I線に沿った当該分散補償器120の断面図で
ある。分散補償器120は、ボビン110の胴111に
巻かれた分散補償光ファイバ12と、該ボビン110を
巻かれた分散補償光ファイバ12とともに収納するケー
スとを備える。このケースは、250mm×250mm
×50mm以下のサイズを有する。このようにモジュー
ル化された状態の当該分散補償器120において、カッ
トオフ波長は1450nm以下であり、偏波モード分散
は0.3ps・km-1/2以下である。また、波長162
0nmにおける伝送損失は波長1450nmにおける伝
送損失より小さく設計されている。この場合、分散補償
光ファイバ12は、モジュール化(小型化)されている
ので中継器等への配置が可能になり、また、モジュール
化された状態であっても損失は小さくカットオフ波長は
使用波長より小さい。
20は、分散補償光ファイバ120がボビン110の胴
111に巻かれているが、該分散補償光ファイバ12は
ボビン110がない状態で巻かれてもよく、この場合、
巻かれた分散補償光ファイバ12は、取り扱いを容易に
するため、樹脂等でモールドされるのが好ましい。
実施例について説明する。図5は、この発明に係る光伝
送路1の第1実施例の構成を示す図である。この第1実
施例に係る光伝送路1は、図5に示されたように、シン
グルモード光ファイバ11及び分散補償光ファイバ12
が互いに融着接続されることにより構成され、中継器
(または送信器)2と中継器(または受信器)3との間
の中継区間に敷設されている。なお、この第1実施例に
係る光伝送路1において、信号光の損失を補償するため
に、中継器3内には、光増幅器(希土類元素添加光ファ
イバ増幅器あるいはラマン増幅器)が設けられるのが好
ましい。
実施例の構成を示す図である。図6に示されたように、
この第2実施例に係る光伝送路1のシングルモード光フ
ァイバ11は、中継器(または送信器)2と中継器(ま
たは受信器)3との間の中継区間に敷設される一方、図
4(a)及び(b)に示されたようにモジュール化され
た分散補償光ファイバ12は、中継器3内に設けられて
いる。また、中継器3内には、光カプラ31及びラマン
増幅用励起光源部32も設けられている。この場合、ラ
マン増幅用励起光源部32から出力されたラマン増幅用
励起光は、光カプラ31を経て分散補償光ファイバ12
に供給される。そして、分散補償光ファイバ12を伝搬
する信号光は、その伝搬の際に増幅される。すなわち、
この第2実施例において、分散補償光ファイバ12は信
号光の分散補償及び増幅を同時に行う。なお、ラマン増
幅用励起光源部32は、単一波長のラマン増幅用励起光
を出力してもよいし、また、複数チャネルあるいは帯域
幅の広いラマン増幅用励起光を出力してもよく、後者の
場合には、ラマン増幅される信号光の波長域が広がるの
で好ましい。
実施例の構成を示す図である。図7に示されたように、
この第3実施例に係る光伝送路1のシングルモード光フ
ァイバ11は、中継器(または送信器)2と中継器(ま
たは受信器)3との間の中継区間に敷設される一方、図
4(a)及び(b)に示されたようにモジュール化され
た分散補償光ファイバ12は、中継器3内に設けられて
いる。また、中継器3内には、分波器33、合波器34
及び光増幅器351〜353も設けられている。この場
合、中継器3に到達したSバンド、Cバンド及びLバン
ドを含む信号波長帯域内の信号光は、分散補償光ファイ
バ12により分散補償された後に、分波器33により各
バンドに分波される。分波器33から出力されたSバン
ドの信号光は、光増幅器351(例えばTm元素添加光
ファイバ増幅器)により光増幅されて、合波器34へ導
かれる。分波器33から出力されたCバンドの信号光
は、光増幅器352(例えばEr元素添加光ファイバ増
幅器)により光増幅されて、合波器34へ導かれる。ま
た、分波器33から出力されたLバンドの信号光は、光
増幅器353(例えばEr元素添加光ファイバ増幅器)
により光増幅されて、合波器34へ導かれる。そして、
Sバンド、Cバンド及びLバンドそれぞれの信号光は合
波器34により再び合波される。なお、分波器33及び
合波器34は、3つの波長域に合分波するのではなく、
更に多くの信号チャネルに合分波してもよい。
実施例の構成を示す図である。図8に示されたように、
この第4実施例に係る光伝送路1のシングルモード光フ
ァイバ11は、中継器(または送信器)2と中継器(ま
たは受信器)3との間の中継区間に敷設される一方、図
4(a)及び(b)に示されたようなモジュール化され
た分散補償光ファイバ121〜123は、中継器3内に設
けられている。また、中継器3内には、分波器33、合
波器34及び光増幅器351〜356も設けられている。
この場合、中継器3に到達したSバンド、Cバンド及び
Lバンドを含む信号波長帯域内の信号光は、分波器33
により各バンドに分波される。分波器33から出力され
たSバンドの信号光は、まず光増幅器351により光増
幅され、続いて分散補償光ファイバ121により分散補
償され、さらに光増幅器354により再び光増幅された
後、合波器34へ導かれる。分波器33から出力された
Cバンドの信号光は、まず光増幅器352により光増幅
され、続いて分散補償光ファイバ122により分散補償
され、さらに光増幅器355により再び光増幅された
後、合波器34へ導かれる。分波器33から出力された
Lバンドの信号光は、まず光増幅器353により光増幅
され、続いて分散補償光ファイバ123により分散補償
され、さらに光増幅器356により再び光増幅された
後、合波器34へ導かれる。そして、Sバンド、Cバン
ド及びLバンドそれぞれの信号光は合波器34により再
び合波される。このように、分散補償光ファイバ12の
前段及び後段の双方に光増幅器35が設けられることに
より、一般に損失が大きい分散補償光ファイバ12を長
尺で使用することができるので、中継区間も長くするこ
とができる。なお、分波器33及び合波器34は、3つ
の波長域に合分波するのではなく、更に多くの信号チャ
ネルに合分波してもよい。
実施例を示す図である。図9に示されたように、この第
5実施例に係る光伝送路1のシングルモード光ファイバ
11は、中継器(または送信器)2と中継器(または受
信器)3との間の中継区間に敷設される一方、図4
(a)及び(b)に示されたようなモジュール化された
分散補償光ファイバ121及び122は、中継器3内に設
けられている。中継器3内には、分波器33、合波器3
4、光増幅器351、352、光カプラ31及びラマン増
幅用励起光源部32も設けられている。この場合、中継
器3に到達したSバンド、Cバンド及びLバンドを含む
信号波長帯域内の信号光は、分波器33により各バンド
に分波される。分波器33から出力されたCバンド、L
バンドの信号光は、まず光増幅器351により光増幅さ
れ、続いて分散補償光ファイバ121により分散補償さ
れ、さらに光増幅器352により再び光増幅された後、
合波器34へ導かれる。一方、分波器33から出力され
たSバンドの信号光は、まず分散補償光ファイバ122
により分散補償されるとともにラマン増幅された後、合
波器34へ導かれる。そして、Sバンド、Cバンド及び
Lバンドそれぞれの信号光は合波器34により再び合波
される。このように、バンドに応じて、光ファイバ増幅
器とラマン増幅器とを使い分けることにより、より高い
光増幅効率が得られる。なお、分波器33及び合波器3
4は、2つの波長域に合分波するのではなく、更に多く
の信号チャネルに合分波してもよい。
れる分散補償光ファイバ12の構造について説明する。
図10(a)は、当該分散補償光ファイバ12の構造を
示す断面図であり、図10(b)はその屈折率プロファ
イルである。
定軸に沿って伸びたコア領域121と、該コア領域12
1の外周に設けられた溝領域122と、該溝領域122
の外周に設けられたリッジ領域123と、該リッジ領域
123の外周に設けられた外側クラッド領域124を備
える。上記コア領域121は、外径2aを有するととも
に屈折率n1を有する。上記溝領域122は、外径2b
を有するとともに屈折率n2(<n1)を有する。上記
リッジ領域123は、外径2cを有するとともに屈折率
n3(>n2)を有する。上記クラッド領域124は屈
折率n4(<n3)を有する。なお、上述のような構造
を有する分散補償光ファイバ12は、石英ガラスを主成
分として、例えば、コア領域121及びリッジ領域12
3それぞれに適量のGeO2が添加され、溝領域122
にF元素が添加されることにより得られる。
ル150は、図10(a)中の線L上における各部位の
屈折率を示しており、領域151は線L上におけるコア
領域121の屈折率、領域152は線L上における溝領
域122の屈折率、領域153は線L上におけるリッジ
領域123の屈折率、そして、領域154は線L上にお
ける外側クラッド領域124の屈折率を、それぞれ表し
ている。
領域124を基準とした、コア領域121の比屈折率差
Δ1、溝領域122の比屈折率差Δ2、リッジ領域12
3の比屈折率差Δ3は、それぞれ以下の式で与えられ
る。 Δ1=((n1)2−(n4)2)/2(n4)2 Δ2=((n2)2−(n4)2)/2(n4)2 Δ3=((n3)2−(n4)2)/2(n4)2
ド領域124に対する各ガラス領域121〜123の比
屈折率差は、百分率で表されており、各式中の屈折率は
順不動である。したがって、比屈折率差が負の値をとる
ガラス層の屈折率は、外部クラッド領域124の屈折率
よりも低いことを意味する。
相当する各サンプルDCF1〜DCF7それぞれの諸特
性がまとめられた表である。なお、この図11におい
て、波長分散、分散スロープ、性能指数、実効断面積
(Aeff)、モードフィールド径(MFD)及び偏波モ
ード分散(PMD)それぞれは、波長1550nmにお
ける値である。図12は、分散補償光ファイバのサンプ
ルDCF1の伝送損失特性を示すグラフである。このグ
ラフにおいて、点線は通常のOH吸収に起因した損失増
加を示しているが、このサンプルDCF1では、OH吸
収による損失増加が小さく0.2dB/km以下であ
る。また、このサンプルDCF1では、波長1620n
mにおける伝送損失が波長1450nmにおける伝送損
失より小さい。他のサンプルDCF2〜DCF7も同様
である。
れた光伝送路1の波長分散特性を示すグラフである。な
お、シングルモード光ファイバ11として2種のサンプ
ルSMF1、SMF2が用意された。シングルモード光
ファイバSMF1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を備えており、該コア領域はGe
O2が添加された石英ガラス、該クラッド領域は純石英
ガラスである。波長1550nmにおける諸特性とし
て、シングルモード光ファイバSMF1は、+16.3
ps/nm/kmの波長分散と、+0.059ps/n
m2/kmの分散スロープと、0.19dB/kmの伝
送損失と、75μm2の実効断面積Aeffを有する。一
方、シングルモード光ファイバSMF2も、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、
該コア領域は純石英ガラス、該クラッド領域はF元素添
加の石英ガラスである。このシングルモード光ファイバ
SMF2は、波長1550nmにおける諸特性として、
+20.4ps/nm/kmの波長分散と、+0.05
9ps/nm2/kmの分散スロープと、0.17dB
/kmの伝送損失と、115μm2の実効断面積Aeffを
有する。
−248251号公報(EP 0 724 171 A2)に示された
ように、以下の式で与えられる。
方向の距離である。
補償光ファイバDCF1及びシングルモード光ファイバ
SMF1からなる光伝送路、グラフG1520は分散補
償光ファイバDCF2及びシングルモード光ファイバS
MF1からなる光伝送路、グラフG1530は分散補償
光ファイバDCF3及びシングルモード光ファイバSM
F2からなる光伝送路、それぞれの波長分散特性を示
す。
れた光伝送路1の諸特性がまとめられた表である。この
表には、分散補償光ファイバDCFn(n=1〜7)及
びシングルモード光ファイバSMF1からなる光伝送
路、及び、分散補償光ファイバDCF3及びシングルモ
ード光ファイバSMF2からなる光伝送路、それぞれの
諸特性が示されている。これらの光伝送路は、波長15
50nmにおける波長分散が0ps/nm/kmとなる
ように、分散補償光ファイバとシングルモード光ファイ
バとの長さ比が調節されている。
F2+SMF1の光伝送路、DCF3+SMF1の光伝
送路及びDCF5+SMF1の光伝送路を除いて、光伝
送路の各サンプルは、光波長1550nmにおける当該
光伝送路全体から見た諸特性として、絶対値が4ps/
nm/km以下の波長分散と、−0.015ps/nm
2/km以上かつ0ps/nm2/km未満の分散スロー
プとを有し、波長範囲1450〜1530nm内には波
長分散の極大値が存在し、波長範囲1570〜1620
nm内には波長分散の極小値が存在する。そして、Sバ
ンド、Cバンド及びLバンドを含む信号波長帯域におい
て当該光伝送路1全体から見た波長分散の絶対値は小さ
い。
れを含む光伝送路について説明する。図15は、この比
較例(分散補償光ファイバ)の屈折率プロファイル16
0である。この比較例は、所定軸に沿って伸びた屈折率
n1のコア領域と、該コア領域の外周に設けられた屈折
率n2(<n1)の溝領域と、該溝領域の外周に設けら
れた外側クラッド領域により構成されたW型の屈折率プ
ロファイル160を有する。なお、屈折率プロファイル
160において、領域161はコア領域の屈折率、領域
162は溝領域の屈折率、領域163は外側クラッド領
域の屈折率を表している。
いて、コア領域の外径は2a、溝領域の外径は2b、外
側クラッド領域に対するコア領域の比屈折率差Δ1は
1.6%、外側クラッド領域に対する溝領域の比屈折率
差Δ2は−0.5%である。また、この比較例サンプル
は、波長1550nmにおける諸特性として、−68.
8ps/nm/kmの波長分散と、−0.21ps/n
m2/kmの分散スロープと、0.27dB/kmの伝
送損失と、255ps/nm/dBの性能指数(|D|
/L)と、19μm2の実効断面積Aeffと、5.0μm
のMFD、0.03ps・km-1/2のPMDを有する。
また、図16は、上述のような諸特性を有する比較例サ
ンプル(分散補償光ファイバ)と上記シングルモード光
ファイバSMF2とが、波長1550nmにおける波長
分散が0ps/nm/kmになるように長さ調整された
光伝送路の波長分散特性を示すグラフである。なお、こ
の比較例サンプルが適用された光伝送路全体において、
波長1550nmにおける分散スロープは−0.001
ps/nm2/km、波長範囲1450〜1620nm
における波長分散の偏差は1.46ps/nm/km、
波長範囲1480〜1620nmにおける波長分散の偏
差は0.86ps/nm/km、波長範囲1500〜1
600nmにおける波長分散の偏差は0.43ps/n
m/kmである。
プロファイル160を有する比較例が適用された光伝送
路では、波長範囲1450〜1530nm内に波長分散
の極大値、波長範囲1570〜1620nm内に波長分
散の極小値が存在するよう設計するのは困難であり、ま
た、波長帯域を拡大することもきわめて困難である。
用可能な分散補償光ファイバのサンプルDCF7を、図
4(a)及び(b)に示されたようにモジュール化した
ときの伝送損失特性を示すグラフである。このモジュー
ル化されたサンプルDCF7は、長さが10.3kmで
あり、両端にシングルモード光ファイバが接続されてい
る。また、サンプルDCF7は、直径150mmで巻か
れ、応力が加わらないように樹脂でモールドされた状態
で、230×230×45mmの筐体に収納されてい
る。このグラフ(図17)から分かるように、モジュー
ル化されたサンプルDCF7の伝送損失は、広い信号波
長帯域において低い。また、長波長側の波長1620n
mにおける曲げ損失が小さく、波長1620nmにおけ
る伝送損失は、波長1450nmにおける伝送損失より
小さい。さらに、このようにモジュール化されたサンプ
ルDCF7は、波長1550nmにおける諸特性とし
て、6.16dBの挿入損失と、1接続あたり0.40
dBの接続損失と、−1640.8ps/nmの波長分
散と、−6.70ps/nm2の分散スロープと、26
6ps/nm/dBの性能指数(|D|/L)と、0.
13psの偏波モード分散(PMD)を有する。また、
このサンプルDCF7が分散補償し得るシングルモード
光ファイバの長さは10kmである。
る分散補償光ファイバ12の構造及び屈折率プロファイ
ルは、図10(a)及び(b)に限定されるものではな
く、リッジ領域と外側クラッド領域との間に、1又はそ
れ以上の溝領域やリッジ領域が設けられた構成であって
もよい。
図18(a)に示されたように、図10(a)に示され
た構造において、リッジ領域123と外側クラッド領域
124との間に別の溝領域が新たに設けられた構造を備
えてもよい。この場合、当該分散補償光ファイバ12
は、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外
周に設けられた第1溝領域と、該第1溝領域の外周に設
けられたリッジ領域と、該リッジ領域の外周に設けられ
た第2溝領域と、該第2溝領域の外周に設けられた外側
クラッド領域とを備える。また、上記コア領域は最大屈
折率n1と外径2aを有する。上記第1溝領域は最小屈
折率n2(<n1)と外径2bを有する。上記リッジ領
域は最大屈折率n3(>n2)と外径2cを有する。上
記第2溝領域は最小屈折率n4(<n3)と外径2dを
有する。上記外側クラッド領域は最大屈折率n5(>n
4)を有する。外側クラッド領域を基準とした、コア領
域の最大比屈折率差はΔ1(=((n1)2−(n
5)2)/2(n5)2)、第1溝領域の最小比屈折率差
はΔ2(=((n2)2−(n5)2)/2(n
5)2)、リッジ領域の最大比屈折率差はΔ3(=
((n3)2−(n5)2)/2(n5) 2)、第2溝領
域の最小比屈折率差はΔ4(=((n4)2−(n
5)2)/2(n5)2)である。なお、図18(a)に
示された屈折率プロファイル170において、領域17
1は上記コア領域の屈折率(図10(a)中の線Lに沿
ったコア領域内の各部位に相当)、領域172は上記第
1溝領域の屈折率、領域173は上記リッジ領域の屈折
率、領域174は上記第2溝領域の屈折率、領域175
は上記外側クラッド領域の屈折率を、それぞれ表してい
る。
図18(b)に示されたように、図10(a)に示され
た構造において、リッジ領域123と外側クラッド領域
124との間に別の溝領域及びリッジ領域が新たに設け
られた構造を備えてもよい。この場合、当該分散補償光
ファイバ12は、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該
コア領域の外周に設けられた第1溝領域と、該第1溝領
域の外周に設けられた第1リッジ領域と、該第1リッジ
領域の外周に設けられた第2溝領域と、該第2溝領域の
外周に設けられた第2リッジ領域と、該第2リッジ領域
の外周に設けられた外側クラッド領域とを備える。ま
た、上記コア領域は最大屈折率n1と外径2aを有す
る。上記第1溝領域は最小屈折率n2(<n1)と外径
2bを有する。上記第1リッジ領域は最大屈折率n3
(>n2)と外径2cを有する。上記第2溝領域は最小
屈折率n4(<n3)と外径2dを有する。上記第2リ
ッジ領域は最大屈折率n5(>n4)と外径2eを有す
る。上記外側クラッド領域は最大屈折率n6(<n5)
を有する。外側クラッド領域を基準とした、コア領域の
最大比屈折率差はΔ1(=((n1)2−(n6)2)/
2(n6)2)、第1溝領域の最小比屈折率差はΔ2
(=((n2)2−(n6)2)/2(n6)2)、第1
リッジ領域の最大比屈折率差はΔ3(=((n3)2−
(n6)2)/2(n6)2)、第2溝領域の最小比屈折
率差はΔ4(=((n4)2−(n6)2)/2(n6)
2)、第2リッジ領域の最大比屈折率差はΔ5(=
((n5)2−(n6)2)/2(n6)2)である。な
お、図18(b)に示された屈折率プロファイル180
において、領域181は上記コア領域の屈折率(図10
(a)中の線Lに沿ったコア領域内の各部位に相当)、
領域182は上記第1溝領域の屈折率、領域183は上
記第1リッジ領域の屈折率、領域184は上記第2溝領
域の屈折率、領域185は上記第2リッジ領域の屈折
率、領域186は上記外側クラッド領域の屈折率を、そ
れぞれ表している。
は、波長1.3μm帯に零分散波長を有するシングルモ
ード光ファイバと、このシングルモード光ファイバの波
長分散を補償する分散補償光ファイバとが接続されるこ
とにより構成される。このような構成において、当該光
伝送路は、波長1550nmにおいて全体から見た諸特
性として、絶対値が4ps/nm/km以下の波長分散
と、−0.015ps/nm2/km以上かつ0ps/
nm2/km未満の分散スロープを有する。さらに、当
該光伝送路において、波長分散の極大値は波長範囲14
50〜1530nm内に存在する一方、波長分散の極小
値は波長範囲1570〜1620nm内に存在してい
る。これにより、当該光伝送路は、Sバンド、Cバンド
及びLバンドを含む信号波長帯域において全体から見た
波長分散の絶対値が小さく、信号光の波形劣化を効果的
に抑制することができる(優れた伝送特性を有する)。
ある。
グラフである。
ラフである。
る。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
償光ファイバの断面構造を示す及び屈折率プロファイル
である。
償光ファイバに相当する複数サンプル(DCF1〜DC
F7)の諸特性を示す表である。
フである。
分散特性を示すグラフである。
性をまとめた表である。
ロファイルである。
ァイバを含む光伝送路の波長分散特性を示すグラフであ
る。
より得られた分散補償器の伝送損失特性を示すグラフで
ある。
償光ファイバの他の屈折率プロファイルである。
…分散補償光ファイバ、120…分散補償器。
Claims (15)
- 【請求項1】 1.55μm波長帯において正の波長分
散を有するシングルモード光ファイバと、該シングルモ
ード光ファイバと接続された、該シングルモード光ファ
イバの波長分散を補償する分散補償光ファイバとを備え
た光伝送路であって、 波長1550nmにおける当該光伝送路全体から見た諸
特性として、絶対値が4ps/nm/km以下の波長分
散と、−0.015ps/nm2/km以上かつ0ps
/nm2/km未満の分散スロープとを有するととも
に、 波長範囲1450〜1530nmにおいて前記波長分散
の極大値が存在する一方、波長範囲1570〜1620
nmにおいて前記波長分散の極小値が存在する光伝送
路。 - 【請求項2】 前記シングルモード光ファイバは、1.
3μm波長帯に零分散波長を有することを特徴とする請
求項1記載の光伝送路。 - 【請求項3】 波長範囲1450〜1620nmにおい
て前記波長分散の偏差は、1.2ps/nm/km以下
であることを特徴とする請求項1記載の光伝送路。 - 【請求項4】 波長範囲1450〜1620nmにおい
て前記波長分散の偏差は、0.8ps/nm/km以下
であることを特徴とする請求項1記載の光伝送路。 - 【請求項5】 波長範囲1480〜1620nmにおい
て前記波長分散の偏差は、0.7ps/nm/km以下
であることを特徴とする請求項1記載の光伝送路。 - 【請求項6】 波長範囲1480〜1620nmにおい
て前記波長分散の偏差は、0.5ps/nm/km以下
であることを特徴とする請求項1記載の光伝送路。 - 【請求項7】 波長範囲1450〜1620nmに含ま
れる幅100nmの波長範囲において前記波長分散の偏
差は、0.4ps/nm/km以下であることを特徴と
する請求項1記載の光伝送路。 - 【請求項8】 前記分散補償光ファイバは、ラマン増幅
用励起光が供給されることにより信号光をラマン増幅す
ることを特徴とする請求項1記載の光伝送路。 - 【請求項9】 前記分散補償光ファイバは、波長155
0nmにおける諸特性として、−200ps/nm/k
m以上かつ−50ps/nm/km以下の波長分散と、
損失Lに対する波長分散Dの絶対値の比(|D|/L)
で定義される、200ps/nm/dB以上の性能指数
と、0.3ps・km-1/2以下の偏波モード分散を有す
ることを特徴とする請求項1記載の光伝送路。 - 【請求項10】 波長1.38μm近傍におけるOH吸
収に起因した前記分散補償光ファイバの損失増分は、
0.2dB/km以下であることを特徴とする請求項1
記載の光伝送路。 - 【請求項11】 波長1620nmにおける前記分散補
償光ファイバの伝送損失は、波長1450nmにおける
前記分散補償光ファイバの伝送損失より小さいことを特
徴とする請求項1記載の光伝送路。 - 【請求項12】 前記分散補償光ファイバは、コイル状
に巻かれモジュール化されて250mm×250mm×
50mm以下の筐体に収納されており、前記分散補償光
ファイバは、モジュール化された状態で、1450nm
以下のカットオフ波長と、波長1550nmにおいて
0.3ps・km-1/2以下の偏波モード分散と、波長1
620nmにおいて波長1450nmの伝送損失より小
さい伝送損失を有することを特徴とする請求項1記載の
光伝送路。 - 【請求項13】 請求項1〜12のいずれか一項記載の
光伝送路に適用される光ファイバであって、波長155
0nmの諸特性として、0未満の波長分散を有する光フ
ァイバ。 - 【請求項14】 所定軸に沿って伸び、最大屈折率n1
を有するコア領域と、該コア領域の外周に設けられ、最
小屈折率n2(<n1)を有する溝領域と、該溝領域の
外周に設けられ、最大屈折率n3(>n2)を有するリ
ッジ領域と、該リッジ領域の外周に設けられ、最大屈折
率n4(<n3)を有する外部クラッド領域とを、少な
くとも備えたことを特徴とする請求項13記載の光ファ
イバ。 - 【請求項15】 コイル状に巻かれた、請求項13又は
14記載の光ファイバを含む分散補償器。
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