JP2002525673A - 高データレート用に最適化された分散シフト単一モード光ファイバ - Google Patents
高データレート用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
適した分散シフト単一モード光ファイバに関する。
応する特性を有しなければならない。第1に、良好なケーブルにできる性能、す
なわち「ケーブラビリティ」を有しなければならない。すなわち、ケーブル内に
ファイバを置くことによって、非常に小さいさらなる減衰しか生じないようにし
なければならない。第2に、非線形効果を避けるために大きな有効面積を有し、
かつゼロ分散波長λ0に適した値を有しなければならない。
ムでのこのようなファイバの使用は、特に、伝送されるチャネルの数、チャネル
当たりのデータレート、および増幅器後のパワーの増加、ならびにチャネル間の
間隔の減少を伴うさらなる制約を含む。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)を避けるように、伝送波長で非ゼロ波長分散を有す
る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
題を避けるように、多重化のチャネルの範囲外にあ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。
ルについて同様の伝搬特性を保持するように、浅い波長分散勾配を求めることが
必要である。
イルが提案されている。屈折率プロファイルは通常、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が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に対する差によ
って規定される屈折率が、相対値(Δn)またはパーセンテージ(Δn%=10
0×Δn/n)でy軸にプロットされる。
または三角形をした曲線に関して、屈折率プロファイルはそれぞれ「ステップ形
」、「台形形状」、または「三角形」と呼ばれる。
nce on Optical Communication,vol.1,p
ages49−52,1996年9月15〜19日の「New dispers
ion shifted fiber with an effective
area larger than 90μm2」と題された文献は、とりわけ
、「中央トラフ」型の基準プロファイルを述べている。
の範囲内にあるゼロ波長分散波長を有し、有効面積が90μm2に近い。これら
2つの特性は、非線形効果および四光波混合に関する要件を満足することを可能
にする。しかし、そのようなファイバは、1550nmで非常に低く、実際には
、絶対値で2ps/nm・kmを下回る波長分散を有するため、高データレート
通信システムでは使用できない。
きな有効面積、低損失、および1550nmとは異なるゼロ波長分散波長を有し
て、四光波混合現象を避けることを可能にする分散シフト光ファイバを開発する
ことである。
ード光ファイバを提供し、 1585nmよりも大きいゼロ波長分散波長λ0、および絶対値で3ps/n
m・kmよりも大きい1550nmでの波長分散を有することを特徴とする。
位置される波長に関して、伝送中に情報損失を生じないように十分小さく、かつ
伝送窓全体にわたって四光波混合現象を避けるのに十分大きい波長分散を有する
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。
を提供することも有用である。ITU−T G 650は、ケーブルにおけるカ
ットオフ波長の規定を与える。ファイバの理論的なカットオフ波長は通常、ケー
ブルにおけるカットオフ波長よりも数百ナノメートル大きい。光ファイバ内の伝
搬は、たとえ理論的なカットオフ波長が、使用される信号の波長よりも大きくて
も、単一モードになることがある。光ファイバ伝送システムにおける伝搬距離と
比較して短い、数メートルまたは数十メートルの距離を超えると、2次的なモー
ドは、非常に大きな減衰のために消える。そこで、伝送システム内の伝搬は単一
モードとなる。
100回巻の巻線に関して、1550nmで0.05dB未満である。
kmから6ps/nm・kmの範囲にある波長分散を有する。
る。波長分散勾配に関するこれらの値は、ファイバが使用される範囲内で、波長
分散がほぼ一定に維持されることを保証する。したがって、このファイバは、波
長分割多重化の下で使用するのに適し、多重の帯域にわたってほぼ等しい波長分
散値を有する。
しい。そのような減衰値は、伝送損失が限られることを保証する。
屈折率n4の、前記内側リングのまわりに延びる外側リングと、前記内側リング
と前記外側リングの間にあり、前記内側リングの屈折率および前記外側リングの
屈折率よりも小さい、またはそれらと等しい屈折率n3の環状部とからなる屈折
率プロファイルを有する。
6.5×10−3±10%の範囲内にあることが好ましい。
利である。
n2が、12.0×10−3±10%の範囲内にある。
.50±10%の範囲内にあるように与えることが可能である。
.5×10−3±10%の範囲内にある。
が有利である。
10%の範囲内にあることが好ましい。
きい最大屈折率n1の中央部と、光クラッドの屈折率よりも大きい最大屈折率n 4 の、前記中央部を取り囲むリングと、前記中央部と前記リングの間にあり、n 1 よりも小さく、かつn4よりも小さい屈折率n2の中間領域とからなる屈折率
プロファイルを有する。
の説明を、図面を参照しながら読むことにより明らかになる。
も大きい大きな有効面積と、低い曲げ損失と、1585nmよりも大きいゼロ分
散波長λ0とを有する分散シフト単一モード光ファイバを提案する。
イバ中で、すなわちファイバλCのITU−T G 650で与えられる規定に
おいて単一モードになるように、カットオフ波長λCが選択される。
よりも小さい、またはそれと同等であるマイクロベンドに対する感度が与えられ
る場合、ファイバは、良好なケーブラビリティを有することを保証される。従来
、半径30mmのリール上に100回巻きつけられたファイバに関して測定され
る曲げによって生じる減衰が、勧告ITU−T G.650で提案される0.5
dBよりも小さい場合、ケーブラビリティは特に良好であり、または、0.05
dBよりも小さい場合、より良好である。
できる屈折率プロファイル10の図を示す。図1に示される屈折率プロファイル
は、外側リングを備えた中央トラフを有する屈折率プロファイルである。ファイ
バの中央からスタートしてクラッドへ向かっていくと、プロファイルは、半径a 1 までほぼ一定な屈折率の中央部11を有する。この中央部の屈折率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
も小さい、またはそれと等しい。図1に示される実施形態では、屈折率n1とク
ラッドの屈折率nSとの差Δn1は、−6.5×10−3であり、半径a1は2
.1μmである。前記値の前後±10%の範囲にある屈折率値Δn1が適当であ
る。半径a1の値は、提案された値の前後±10%まで問題なく変更することが
できる。
ファイバは、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の内側リング12を有する。図1に示される実施形態では、Δn2は12×
10−3であり、内側リング12は、厚さ2.1μmにわたって延びる。より一
般的には、Δn2に関して前記値の前後±10%の範囲内にある値が適切であり
、内側リング12の厚さは、比a1/a2がこの例で提案された基準値2.1/
4.2=0.5に関して±10%だけ変更できるようになっていることが好まし
い。
屈折率n4の外側リング14を有し、このリングは、クラッド15の屈折率より
も小さい、またはそれと等しい屈折率n3の環状部によって、内側リング12か
ら隔てらされている。図1に示される実施形態では、環状部13が、半径a2か
ら半径a3まで、−6.5×10−3の屈折率Δn3を有する。この例における
ように、本発明のファイバの環状部13の屈折率Δn3は、ファイバの中央部1
1の屈折率Δn1よりも小さい、またはそれと等しいことが好ましい。この図面
の例で提案される値−6.5×10−3の前後±10%の範囲にわたって変化す
るのが有利である。内側リング12と外側リング14の間の厚さa3−a2は、
約2.1μmであることが好ましい。±5%の範囲での変動が許容可能である。
の厚さa4−a3は、この図面の例で与えられる値2.1μmの前後±10%の
範囲内にあることが好ましい。
nmの範囲では、この屈折率プロファイルの選択が、大きな有効面積と、低い波
長分散勾配と、四光波混合を避けることを可能にする波長分散とを保証する。し
たがって、伝送媒体として本発明の光ファイバを使用する伝送システムにおいて
、中継器間の距離を減少すること、および波長分散補償の問題を軽減することが
可能になる。
m2であり、分散勾配が1550nmで0.069ps/nm2・kmである。
波長分散は、1550nmで−4.4ps/nm.kmである。1615nmの
値に関してはゼロである。
る伝送を可能にし、典型的には、伝送システムの中継器間の距離100kmを保
証する。
30mmのリールに巻かれた100回巻のファイバについて10−5dB、すな
わち約10−7dB/mの値よりも小さい曲げ損失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近傍の波長に関して、上述したファ
イバG652の感度の半分である。
に使用される他の技法など、知られている技法によって当業者が製造することが
できる。
散波長λ0、ps/nm2・km単位での1550nmにおける分散勾配dC/
dλ、ps/nm・km単位での1550nmにおける波長分散DC、μm単位
での1550nmにおけるモード直径W02、μm2単位での1550nmにお
ける有効面積Aeff、半径30mmでの100回巻に関する曲げに対するdB
単位での感度(すなわち曲げ損失)SC、および1550nmにおけるマイクロ
ベンドに対する感度SμCを与える。このマイクロベンドに対する感度は、上述
したファイバG652の感度に対する比で与えられる。
得ることを可能にすることを示す。
のプロファイルが、本発明で提案された勾配および分散値に到達することを可能
にする場合もある。
でき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、
「台形とリング」型の屈折率プロファイルである。ファイバの中心からスタート
してクラッドに向かっていくと、このプロファイルは、小さな半径a1と大きな
半径a2の台形の形をした中央部21を有する。この中央部21の最大屈折率n 1 は、プロファイル20の部分24によって表されるクラッドのシリカの屈折率
nSよりも大きい、またはそれと等しい。
本発明のファイバは、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。
を提供する。
れる他の技法など、知られている技法によって当業者が製造することができる。
して、得られる特性の値と同様、可能なパラメータが以下に与えられる。
ロメートル単位で与えられ、屈折率はΔn単位で(相対値で)与えられる。表の
各行は、可能なプロファイルに対応する。
出し)を得ることを可能にする。
能にすることを示す。
の多数の変形が当業者に使用可能である。特に、図1および図2を参照して説明
したプロファイル以外のプロファイルの族によって本発明の特性を得ることが可
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、 1585nmよりも大きいゼロ波長分散波長λ0と、絶対値で3ps/nm・
kmよりも大きい1550nmでの波長分散とを有す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】 30mmの半径に巻いたファイバの100回巻の巻線に関し
て、1550nmで0.05dB未満の曲げ損失を有す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に対して、絶対値で3ps/nm・kmか
ら6ps/nm・kmの範囲内にある波長分散を有す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】 絶対値で0.045ps/nm2・kmから0.09ps/
nm2・kmの範囲、好ましくは波長1550nmに対して0.045ps/n
m2・kmから0.075ps/nm2・kmの範囲内にある、波長分散勾配を
有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項6】 1550nmで0.23dB/km以下の減衰を有すること
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(11)と、クラッド(15)の屈折率よりも大きい屈折率n2 の、前記中央部(11)のまわりに延びる内側リング(12)と、クラッド(1
5)の屈折率よりも大きい屈折率n4の、前記内側リング(12)のまわりに延
びる外側リング(13)と、前記内側リング(12)と前記外側リング(14)
の間にあり、前記内側リング(12)の屈折率および前記外側リング(14)の
屈折率よりも小さい屈折率n3の環状部(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(11)の屈折率とクラッド(15)の屈
折率との差が、−6.5×10−3±10%の範囲内にあ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(11)の半径a1が、2.1μm±10
%の範囲内にあ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】 ファイバの内側リング(12)の屈折率とクラッド(15
)の屈折率との差が、12×10−3±10%の範囲内にあ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(11)の半径と内側リング(12)の
半径との比が、0.5±10%の範囲内にあ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(13)の屈折率とクラッドの屈折率との差が、−
6.5×10−3±10%の範囲内にあ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(13)の厚さが、2.1μm±10%の範囲内に
あ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】 外側リング(14)の屈折率とクラッド(15)の屈折率
との差が、3.5×10−3±10%の範囲内にあ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】 外側リング(14)の厚さが、2.1μm±10%の範囲
内にあ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】 光クラッド(24)の屈折率nSよりも大きい最大屈折率
n1の中央部(21)と、光クラッド(24)の屈折率よりも大きい最大屈折率
n4の、前記中央部(21)を取り囲むリング(23)と、前記中央部(21)
と前記リング(23)の間にあり、n1よりも小さく、かつn4よりも小さい屈
折率n2の中間領域(22)を備える屈折率プロファイルとからなることを特徴
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(21)の屈折率とクラッド(24)の屈折率との
差が、9×10−3〜17×10−3の範囲内にあることを特徴とする請求項1
6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、12×10−3未満である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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