JP2002525672A - 高データレートのために最適化された分散シフト単一モード光ファイバ - Google Patents
高データレートのために最適化された分散シフト単一モード光ファイバInfo
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Abstract
Description
する分散シフト単一モード光ファイバに関する。
応する特徴を有していなければならない。その要件とは、第1に単一モードファ
イバは、良好なケーブルにできる性能、すなわち「ケイブラビリティ」を有して
いなければならず、すなわちファイバをケーブル内に入れることによって、非常
に少ない追加の減衰のみが生じるものでなければならず、第2に単一モードファ
イバは、非線形効果が回避されるような大きな有効面積と、ゼロ分散波長λ0に
関して適切な値とを有していなければならない。
システムでのこのようなファイバの使用は、特に伝送チャネルの数、チャネル当
たりのデータレート、および増幅後のパワーの増大と、またチャネル間の間隔の
減少とを伴う、さらなる制約を受ける。非線形効果、特に、複数のチャネルの存
在下での四光波混合(FWM)が回避されるように、伝送波長での波長分散がゼ
ロではないファイバを有することが好ましい。したがって、四光波混合によって
生じる問題が回避されるように、マルチプレックスのチャネルの範囲外に在るゼ
ロ波長分散波長λ0を有する、非ゼロ分散シフトファイバ(NZ−DSF)が使
用される。
チャネルに関して類似する伝搬特性が保たれるように、浅い波長分散勾配を求め
ることが必要である。
イルが提案されてきた。屈折率プロファイルは、一般に、ファイバの半径の関数
として屈折率を表す曲線の外観に応じて記述される。従来、ファイバの中心まで
の距離rはx軸に沿ってプロットされ、ファイバのクラッドの屈折率との差によ
って規定されるその屈折率は、相対的な値(Δn)またはパーセンテージ(Δn
%=100×Δn/n)でy軸にプロットされる。
ップ状、台形状、または三角形状の曲線に関し、それぞれ「ステップ状」、「台
形状」、または「三角形状」であると言われる。
ology,vol.11 No.11の「Transmission cha
racteristics of a coaxial optical fi
ber line」という表題の文献には、「中央トラフ」タイプの基準プロフ
ァイルが記載されている。
大きい有効面積とともに、1450nm付近にゼロ波長分散波長を有する。これ
らの2つの特徴により、非線形効果および四光波混合に関する要件を満たすこと
が可能になる。しかし、このようなプロフィルを有するファイバは、曲げ損失が
非常に高く、実際、すべての仕様に必要とされるよりも相当に高い曲げ損失があ
るために、高データレートの通信システムに使用することができない。
信システムで使用することができる、複数の分散シフト単一モード光ファイバプ
ロファイルを提案している。これらのファイバは、60μm2よりも大きい有効
面積によって非線形効果を回避しながら、1550nm付近で複数のチャネルを
伝えることを可能にする。
近に在るために、これらのファイバは、1550nmあたりに位置する窓の伝送
波長では非常に低い波長分散を有する。その結果、このようなファイバでは四光
波混合現象が回避されない。
−zero dispersion−shifted fiber」(OFC’
98−1998年2月22日〜27日−pp303〜304)という表題の文献
には、有効面積が60μm2よりも大きく、低損失で、1490nm付近にゼロ
波長分散波長を有する、分散シフト単一モード光ファイバが記載されている。こ
れもまた、伝送波長では、波長分散が非常に低いために四光波混合を回避するこ
とができない。
有効面積が大きく、低損失であり、1550nmとは異なるゼロ波長分散波長を
有し、四光波混合現象の回避が可能になる、分散シフト光ファイバを開発するこ
とである。
光ファイバを提供し、 この光ファイバは、ゼロ波長分散波長λ0が1400nmから1480nmの
範囲内に在り、半径30mmの周りにファイバを100回巻いた巻線に関して1
550nmでの曲げ損失が、0.05dB未満であることを特徴とする。
が、1550nmあたりの伝送窓に位置する波長に関し、伝送中の情報損失が生
じないように十分に低く、かつ伝送窓の全体にわたって四光波混合現象も回避さ
れるように十分に高い、分散シフト単一モードファイバである。さらに、本発明
のファイバの波長分散勾配は浅い。
単一モード伝搬をもたらすことも有用である。ITU−T G 650は、ケー
ブルのカットオフ波長の規定を与えている。ファイバの理論的なカットオフ波長
は、一般に、ケーブルのカットオフ波長よりも数百ナノメートル長い。光ファイ
バ中の伝搬は、使用される信号の波長より理論的なカットオフ波長のほうが長い
場合であっても単一モードでよく、光ファイバ伝送システム内の伝搬距離に比べ
て短い距離である、数メートルまたは数十メートルの距離を超えると、減衰が大
きすぎるために、2次的なモードが消滅する。そのとき伝送システム内の伝搬は
単一モードである。
450nmから1480nmの範囲内に在り、好ましくは1475nm付近に在
る。
kmから6ps/nm・kmの範囲内に在ることが有利である。
ps/nm2・kmから0.09ps/nm2・kmの範囲内に在り、好ましく
は0.045ps/nm2・kmから0.075ps/nm2・kmの範囲内に
在る。波長分散勾配に関するこれらの値により、ファイバが使用される範囲内で
は、波長分散が実質上一定のままであることが保証される。したがってこのファ
イバは、波長分割多重の下での使用に適しており、多重の帯域全体にわたって実
質上等しい波長分散値を有する。
ような減衰値により、伝送損失が制限されることが保証される。
nsよりも小さい屈折率n1の中央部分と、クラッドの屈折率よりも大きい屈折
率n2であり前記中央部分の周りに延びる内部リングと、クラッドの屈折率より
も大きい屈折率n4であり前記内部リングの周りに延びる外部リングと、前記内
部リングと前記外部リングの間にあり、前記内部リングおよび前記外部リングの
屈折率よりも小さいか等しい屈折率n3の環状部分とからなる屈折率プロファイ
ルを有する。
−3.8×10−3±10%の範囲内に在ることが好ましい。
有利である。
n2が、11.35×10−3±10%の範囲内に在る。
0.47±5%の範囲内に在るようにすることが可能である。
5.7×10−3±10%の範囲内に在る。
とが有利である。
る。
の屈折率nsよりも大きい中央部分と、最大屈折率n4が光クラッドの屈折率よ
りも大きく前記中央部分を取り囲むリングと、屈折率n2がn1未満かつn4未
満であり、前記中央部分と前記リングとの間にある中間ゾーンとからなる屈折率
プロファイルを有する。
10−3から15×10−3の範囲内に在る。
形態の説明を、図を参照しながら読むことによって明らかにされるであろう。
い大有効面積を有し、曲げ損失が低く、ゼロ分散波長λ0が1400nmから1
480nmの範囲内に在る、分散シフト単一モード光ファイバを提案する。14
50nmから1480nmの範囲内、例えば1475nm付近に在るλ0値は、
波長分割多重伝送に適切である。
、またはファイバ中で少なくとも単一モードであるように、すなわちITU−T
G 650で与えられたファイバλcの規定において単一モードであるように
、選択されることが有利である。
の下で販売されるファイバの感度よりも低く、またはその感度に同等である場合
、このファイバは、良好なケイブラビリティを有することが保証される。勧告I
TU−T G.650で提案されるように、半径30mmのリールにファイバを
100回巻き付けた曲げによって生じる従来通り測定した減衰が、0.5dB未
満である場合、そのケイブラビリティは特に良好であり、0.05dB未満であ
ればなお良好である。
屈折率プロファイル10の図を示す。図1に示す屈折率プロファイルは、外部リ
ングと共に中央トラフを有する屈折率プロファイルである。このプロファイルは
、ファイバの中心からスタートしてクラッドに向かって進むと、半径a1まで屈
折率が実質上一定な中央部分11を有する。この中央部分の屈折率n1は、プロ
ファイル10の部分15によって表されるクラッドのシリカの屈折率nsより小
さく、または等しい。図1に示す実施形態では、屈折率n1とクラッドの屈折率
nsとの差Δn1は−3.8×10−3に等しく、半径a1は1.84μmに等
しい。前記値の±10%の範囲内にある屈折率の値Δn1が適切であり、半径a 1 の値は、提案された値についてどのような問題もなく±5%変えることができ
る。
、半径a1から半径a2まで、クラッドの屈折率よりも大きい屈折率n2の内部
リング12を有する。図1に示す実施形態では、Δn2は11.35×10−3 に等しく、内部リング12は、2.04μmの厚さにわたり延びている。より一
般には、前記値の±10%の範囲内に在るΔn2の値が適切であり、内部リング
12の厚さは、比a1/a2をこの例で提案される基準値1.84/3.88=
0.47に対して±5%変えることができることが好ましい。
い屈折率n4の外部リング14を有し、このリングは、クラッド15の屈折率よ
りも小さくまたはこの屈折率に等しい屈折率n3の環状部分によって、内部リン
グ12から隔てられている。図1に示す実施形態で、環状部分13は、半径a2 から半径a3まで、屈折率Δn3が−5.7×10−3である。この例のように
、本発明のファイバの環状部分13の屈折率Δn3は、ファイバの中央部分11
の屈折率Δn1より小さく、または等しいことが好ましい。屈折率は、この図の
例で提案された値−5.7×10−3について±10%の範囲にわたり変わるこ
とが有利である。内部リング12と外部リング14の間の厚さa3−a2は、約
3.45μmが好ましく、±5%の範囲内での変動が許容可能である。
り、この屈折率について±10%の範囲内の値が適切である。外部リング14の
厚さa4−a3は、この図の例で与えられた値1.46μmについて±10%の
範囲内に在ることが好ましい。
nmの範囲内で、屈折率プロフィルをこのように選択することにより、低い波長
分散勾配と、四光波混合の回避を可能にする波長分散とが保証される。そのため
、本発明の光ファイバを伝送媒体として使用する伝送システム内の中継器同士の
距離を短くすることが可能であり、かつ波長分散補償の問題を軽減することが可
能である。
3μm2であり、分散勾配は1550nmで0.057ps/nm2・kmであ
る。波長分散は、1550nmで4.6ps/nm・kmに等しい。これは、値
が1475nmの場合、ゼロである。
わたる伝送が可能になり、一般に、伝送システムの中継器同士の間には100k
mの長さが保証される。
たファイバの場合、10−4dB未満の曲げ損失を得ることも可能であり、すな
わち1550nm付近の波長に関して、約10−6dB/mの値を得ることも可
能である。マイクロベンドに対する感度は、1550nm付近の波長の場合、上
述のファイバG652の感度の半分である。
用されるその他の技法など、知られている技法を用いて当業者が製造することが
できる。
プロファイルは、本発明で提案された勾配および分散の値への到達を可能にする
ことができる。追加の例を挙げて、得られた特徴の値と同様に、その他のプロフ
ァイルのパラメータを以下に示す。これらのプロファイルは、図1のプロファイ
ルと外観が類似しているが、異なる数値を有している。
を示す。半径はマイクロメートルで示し、屈折率はΔn(相対値)で示す。表の
各行は、可能なプロファイルに対応する。
ることを可能にする。
550nmでの分散勾配dC/dλをps/nm2・kmで、1550nmでの
波長分散DCをps/nm・kmで、1550nmでのモード径W02をμmで
、1550nmでの有効面積Aeffをμm2で、半径30mmに100回巻き
付けた場合の曲げに対する感度Sc(すなわち曲げ損失)をdBで、1550n
mでのマイクロベンドに対する感度をSμcで示す。マイクロベンドに対するこ
の感度は、上述のファイバG652の感度に対する比で示される。
が可能になることを示す。図1に示す例と同様に、表1で提案された基準値につ
いて変動が依然として可能である。その変動は、屈折率Δnが±10%であり、
半径a1が±10%であり、比a2/a1が±10%であり、厚さa3−a2が
±10%であり、厚さa4−a3が±10%であることによって、適切な結果が
得られる。
屈折率プロファイル20を示す図である。図2の屈折率プロファイルは、「台形
およびリング」タイプの屈折率プロファイルである。このプロファイルは、ファ
イバの中心からスタートしてクラッドに向かって進むと、小さい半径a1と大き
い半径a2の、台形の形の中央部分21を有する。この中央部分21の最大屈折
率n1は、プロファイル20の部分24によって表されたクラッドのシリカの屈
折率nSよりも大きく、または等しい。
央部分21の周りに、半径a3から半径a4まで、クラッドの屈折率よりも大き
くかつn1よりも小さい屈折率n3のリング23を有する。
。
その他の技法など、知られている技法を用いて当業者が製造することができる。
になる図2のプロファイルに関する可能なパラメータを以下に示す。
をマイクロメートルで示し、屈折率をΔnで示す。表の各行は、可能なプロファ
イルに対応する。
が可能になる(表2と同様の見出し)。
が可能になることを示す。
多くの変形例が当業者に理解される。特に、図1および図2を参照しながら述べ
たもの以外のプロファイルの族を有する本発明の特徴を得ることが可能である。
Claims (18)
- 【請求項1】 60μm2以上の有効面積を有する分散シフト単一モード光
ファイバであって、 ゼロ波長分散波長λ0が1400nmから1480nmの範囲内に在り、半径
30mmの周りにファイバを100回巻いた巻線に関する曲げ損失が、1550
nmで0.05dB未満であることを特徴とするファイバ。 - 【請求項2】 ファイバ中で単一モードであることを特徴とする請求項1に
記載のファイバ。 - 【請求項3】 波長分散がゼロである波長λ0が、1450nmから148
0nmの範囲内に在り、好ましくは1475nm付近に在ることを特徴とする請
求項1または2に記載のファイバ。 - 【請求項4】 波長1550nmに関し、波長分散が、絶対値で1ps/n
m・kmから6ps/nm・kmの範囲内に在ることを特徴とする請求項1から
3のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項5】 波長1550nmに関し、波長分散勾配が、絶対値で0.0
45ps/nm2・kmから0.09ps/nm2・kmの範囲内に在り、好ま
しくは0.045ps/nm2・kmから0.075ps/nm2・kmの範囲
内に在ることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項6】 1550nmでの減衰が、0.23dB/km未満または0
.23dB/kmに等しいことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記
載のファイバ。 - 【請求項7】 ファイバのクラッド(15)の屈折率nSよりも小さい屈折
率n1の中央部分(11)と、クラッド(15)の屈折率よりも大きい屈折率n 2 であり前記中央部分(11)の周りに延びる内部リング(12)と、クラッド
(15)の屈折率よりも大きい屈折率n4であり前記内部リング(12)の周り
に延びる外部リング(13)と、前記内部リング(12)と前記外部リング(1
4)の間にあり前記内部リング(12)の屈折率および前記外部リング(14)
の屈折率よりも小さい屈折率n3の環状部分(13)とからなる屈折率プロファ
イルを有することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のファイバ
。 - 【請求項8】 ファイバの中央部分(11)の屈折率とクラッド(15)の
屈折率との差が、−3.8×10−3±10%の範囲内に在ることを特徴とする
請求項7に記載のファイバ。 - 【請求項9】 ファイバの中央部分(11)の半径a1が、1.84μm±
5%の範囲内に在ることを特徴とする請求項7または8に記載のファイバ。 - 【請求項10】 ファイバの内部リング(12)の屈折率とクラッド(15
)の屈折率との差が、11.35×10−3±10%の範囲内に在ることを特徴
とする請求項7から9のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項11】 ファイバの中央部分(11)の半径と内部リング(12)
の半径の比が、0.47±5%の範囲内に在ることを特徴とする請求項7から1
0のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項12】 環状部分(13)の屈折率とクラッドの屈折率との差が、
−5.7×10−3±10%の範囲内に在ることを特徴とする請求項7から11
のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項13】 環状部分(13)の厚さが、3.54μm±5%の範囲内
に在ることを特徴とする請求項7から12のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項14】 外部リング(14)の屈折率とクラッド(15)の屈折率
との差が、5.55×10−3±10%の範囲内に在ることを特徴とする請求項
7から13のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項15】 外部リング(14)の厚さが、1.46μm±10%の範
囲内に在ることを特徴とする請求項7から14のいずれか一項に記載のファイバ
。 - 【請求項16】 最大屈折率n1が光クラッド(24)の屈折率nsよりも
大きい中央部分(21)と、最大屈折率n4が光クラッド(24)の屈折率より
も大きくて前記中央部分(21)を取り囲むリング(23)と、屈折率n2がn 1 よりも小さくまたn4よりも小さくて、前記中央部分(21)と前記リング(
23)の間にある中間ゾーン(22)とからなる屈折率プロファイルを有するこ
とを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項17】 中央部分(21)の屈折率とクラッド(24)の屈折率と
の差が、6×10−3から15×10−3の範囲内に在ることを特徴とする請求
項16に記載のファイバ。 - 【請求項18】 リング(23)の屈折率とクラッド(24)の屈折率との
差が、10×10−3より小さいことを特徴とする請求項16または17に記載
のファイバ。
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