JP2003066262A - 光伝送路および光通信システム - Google Patents

光伝送路および光通信システム

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JP2003066262A JP2001259832A JP2001259832A JP2003066262A JP 2003066262 A JP2003066262 A JP 2003066262A JP 2001259832 A JP2001259832 A JP 2001259832A JP 2001259832 A JP2001259832 A JP 2001259832A JP 2003066262 A JP2003066262 A JP 2003066262A
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optical transmission
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Toshiaki Okuno
俊明 奥野
Masayuki Nishimura
正幸 西村
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送距離が長くても信号光の伝送品質が優れ
た光伝送路および光通信システムを提供する。 【解決手段】 光通信システム１は、光中継器１４と光
中継器１５との間に光伝送路１０が敷設されたものであ
る。光伝送路１０は、上流側の第１の光ファイバ１１と
下流側の第２の光ファイバ１２とが融着接続されて構成
されている。第１の光ファイバ１１は、信号光波長であ
る波長１５５０ｎｍにおいて、伝送損失が０．２５ｄＢ
／ｋｍ以下であり、実効断面積が８０μｍ2以上（好適
には１００μｍ2以上）である。第２の光ファイバ１２
は、第１の光ファイバ１１の後段に接続され、長手方向
に沿って波長１５５０ｎｍにおける波長分散が正である
正分散領域と負である負分散領域とが交互に設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号光を伝搬させ
る光伝送路、および、この光伝送路を含む光通信システ
ムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムは、光伝送路に信号光を
伝搬させて情報の伝送を行うものであって、高速に大容
量の情報を伝送することができる。光通信システムにお
いて光伝送路に信号光を伝搬させる際に、その信号光の
波形劣化を抑制することが重要である。この観点から、
長距離であっても光伝送路の累積波長分散の絶対値が小
さいことが望まれ、また、光伝送路における非線形光学
現象の発生が抑制されることが望まれる。
【０００３】ところが、一般に光伝送路として用いられ
る標準的なシングルモード光ファイバは、波長１．３μ
ｍ付近に零分散波長を有し、信号光波長である１．５５
μｍ付近で波長分散が＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度であ
る。それ故、このシングルモード光ファイバのみを用い
て中継区間の光伝送路を構成したのでは、その光伝送路
は伝送距離を長く且つ累積波長分散の絶対値を小さくす
ることはできない。そこで、長距離であっても累積波長
分散の絶対値が小さい光伝送路について種々の提案がな
されている。
【０００４】例えば、特開平９−３１８８２４号公報、
特開平１１−３５５２０６号公報、特開平１０−６２６
３９号公報および特開平１０−３２５９１３号公報それ
ぞれに開示された光伝送路は、波長分散が正である第１
の光ファイバと、波長分散が負である第２の光ファイバ
とが、順に又は交互に接続されて構成されたものである
（以下「従来技術１」という）。この光伝送路は、波長
分散の符号が互いに異なる２種類の光ファイバが組み合
わされて構成されていることで、全体の累積波長分散の
低減が図られる。
【０００５】また、特開平１１−８４１５８号公報に開
示された光伝送路は、実効断面積が大きい非線形低減用
光ファイバ、波長分散が小さい分散調整伝送光ファイ
バ、および、全体の分散スロープを調整する為の分散ス
ロープ低減調整用光ファイバが、順に接続されて構成さ
れたものである（以下「従来技術２」という）。この光
伝送路は、パワーが大きいうちは信号光が非線形低減用
光ファイバを伝搬するので、非線形光学現象の発生の抑
制が図られる。また、この光伝送路は、分散特性が互い
に異なる３種類の光ファイバが組み合わされて構成され
ていることで、全体の累積波長分散の低減が図られる。
【０００６】また、特開平１０−７３７３８号公報に開
示された光伝送路は、波長分散および分散スロープの双
方が正である標準的なシングルモード光ファイバと、波
長分散および分散スロープの双方が負である分散補償光
ファイバと、分散スロープの絶対値が小さい分散フラッ
ト光ファイバとが、順に接続されて構成されたものであ
る（以下「従来技術３」という）。この光伝送路は、分
散特性が互いに異なる３種類の光ファイバが組み合わさ
れて構成されていることで、全体の累積波長分散の低減
が図られる。
【０００７】また、特開平８−３２０４１９号公報に
は、いわゆる分散マネジメント光ファイバが開示されて
いる。分散マネジメント光ファイバは、その長手方向に
沿って波長分散が正である正分散領域と負である負分散
領域とが交互に設けられているものである（以下「従来
技術４」という）。この分散マネジメント光ファイバか
らなる光伝送路は、正分散領域と負分散領域とが交互に
設けられていることで、全体の累積波長分散の低減が図
られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術１〜４それぞれの光伝送路は以下のような問題点
を有している。
【０００９】従来技術１〜３それぞれの光伝送路は、何
れも、波長分散が正である正分散光ファイバの後段に、
波長分散が負である負分散光ファイバが設けられたもの
であり、また、場合によっては更に後段に第３の光ファ
イバが設けられたものである。一般に、負分散光ファイ
バと比較して、正分散光ファイバ（例えば標準的なシン
グルモード光ファイバ）は、実効断面積が大きく、非線
形性が低い。したがって、パワーが大きいうちは信号光
が正分散光ファイバを伝搬するので、非線形光学現象の
発生の抑制が図られ、この点では、信号光の波形劣化が
抑制される。
【００１０】しかし、光中継器（または光送信器）から
正分散光ファイバ（波長分散値Ｄ）に信号光が入射した
地点からの伝送距離Ｌが長くなるに従い、その入射地点
から累積されていく累積波長分散ＤＬは大きくなり、こ
れに因り信号光の波形が劣化する（例えば文献「T. Oku
no, et al., "Optimum dispersion of non-zero disper
sion shifted fiber for high bit rate DWDM system
s", Proceeding of OFC2001, TuH4 (2001)」を参照）。
【００１１】このような正分散光ファイバにおける累積
波長分散に因る信号光の波形劣化を回避するには正分散
光ファイバを短くすればよい。しかし、そうすると、パ
ワーが大きい信号光が負分散光ファイバに入射すること
になり、実効断面積が小さい負分散光ファイバにおいて
非線形光学現象が発生して、これに因り信号光の波形が
劣化する。このように、従来技術１〜３それぞれの光伝
送路は、累積波長分散に因る信号光波形劣化および非線
形光学現象に因る信号光波形劣化の双方を抑制すること
は困難である。この問題は、高ビットレート（例えば１
０Ｇｂ／ｓ以上）の光通信を行う際に特に顕著である。
【００１２】また、従来技術４の分散マネジメント光フ
ァイバを用いた光伝送路は、負分散領域では実効断面積
が小さく非線形性が高い。また、パワーが大きいうちに
信号光はこの負分散領域を伝搬する。したがって、この
光伝送路は、非線形光学現象に因る信号光波形劣化を抑
制することは困難である。
【００１３】なお、光中継器（または光送信器）から光
伝送路へ送出される信号光のパワーを小さくすれば、上
記の問題は回避され得る。しかし、これでは伝送距離が
短くならざるを得ず、光中継器の台数が多くなり、光通
信システムが高価なものとなる。
【００１４】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、伝送距離が長くても信号光の伝送品質
が優れた光伝送路および光通信システムを提供すること
を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光伝送路
は、(1) 波長１５５０ｎｍにおいて実効断面積が８０μ
ｍ2以上である第１の光ファイバと、(2) この第１の光
ファイバと接続され、長手方向に沿って信号光波長域内
の所定波長における波長分散が正である正分散領域およ
び負である負分散領域それぞれを１以上有する第２の光
ファイバとを備えることを特徴とする。
【００１６】この光伝送路では、信号光波長域（波長１
２５０ｎｍ〜１７００ｎｍ内の何れかの信号光波長バン
ド）内の所定波長（例えば波長１５５０ｎｍ）の信号光
は、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。第１の光ファイバを伝搬しているときの信
号光のパワーは比較的大きいが、第１の光ファイバの実
効断面積が比較的大きく、第１の光ファイバが低非線形
性であるので、この第１の光ファイバにおける非線形光
学現象の発生が抑制される。一方、第２の光ファイバを
伝搬しているときの信号光のパワーは比較的小さいこと
から、この第２の光ファイバにおいても非線形光学現象
の発生が抑制される。このように、光伝送路の全体に亘
って、非線形光学現象の発生が抑制され、これに因る信
号光波形劣化が抑制される。また、光伝送路の各位置に
おける累積波長分散は、第１の光ファイバの区間では次
第に大きくなっていき、第２の光ファイバの区間では変
化が小さい。すなわち、光伝送路の各位置における累積
波長分散は、第１の光ファイバの全体の累積波長分散
（ファイバ長と波長分散との積）を超えたとしても僅か
である。したがって、光伝送路の全体に亘って、累積波
長分散の上限が抑制され、これに因る信号光波形劣化が
抑制される。
【００１７】また、本発明に係る光伝送路では、第１の
光ファイバの実効断面積が所定波長において１００μｍ
2以上であるのが好適である。この場合には、第１の光
ファイバの非線形性が更に低いので、非線型光学現象に
因る信号光波形の劣化が更に抑制され、入射する信号光
のパワーを大きくすることができる。
【００１８】また、本発明に係る光伝送路では、第１の
光ファイバのコア領域が実質的に純石英ガラスからなる
のが好適である。この場合には、第１の光ファイバの伝
送損失が低く且つ非線形性が低いので、伝送距離を長く
することができ、また、入射する信号光のパワーを大き
くすることができる。
【００１９】また、本発明に係る光伝送路では、第１の
光ファイバの累積波長分散が所定波長において４００ｐ
ｓ／ｎｍ以下であるのが好適である。この場合には、第
１の光ファイバにおける累積波長分散に因る信号光波形
の劣化が充分に抑制される。
【００２０】また、本発明に係る光伝送路では、第１の
光ファイバの伝送損失が所定波長において０．２５ｄＢ
／ｋｍ以下であるのが好適である。この場合には、第１
の光ファイバの伝送損失が低いので、伝送距離を長くす
ることができる。
【００２１】また、本発明に係る光伝送路では、第１の
光ファイバの伝送損失が第２の光ファイバの伝送損失よ
り小さいのが好適である。この場合にも、第１の光ファ
イバの伝送損失が低いので、伝送距離を長くすることが
できる。
【００２２】また、本発明に係る光伝送路では、第２の
光ファイバの正分散領域における分散スロープの絶対値
が所定波長において０．０４ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下で
あるのが好適であり、また、第２の光ファイバの負分散
領域における分散スロープの絶対値が所定波長において
０．０４ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であるのが好適であ
る。これらの場合には、光伝送路は、広帯域において多
波長の信号光を伝送することができ、伝送容量の拡大を
図ることができる。
【００２３】また、本発明に係る光伝送路では、第２の
光ファイバの全体の累積波長分散の絶対値が所定波長に
おいて１００ｐｓ／ｎｍ以下であるのが好適である。こ
の場合には、光伝送路の各位置における累積波長分散
は、第１の光ファイバの全体の累積波長分散を超えたと
しても１００ｐｓ／ｎｍ以下である。したがって、光伝
送路の全体に亘って、累積波長分散の上限が抑制され、
これに因る信号光波形劣化が抑制される。
【００２４】また、本発明に係る光伝送路では、第２の
光ファイバの全体の平均波長分散の絶対値が所定波長に
おいて５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好適である。
この場合には、光伝送路の各位置における累積波長分散
は、第１の光ファイバの全体の累積波長分散を超えたと
しても僅かである。したがって、光伝送路の全体に亘っ
て、累積波長分散の上限が抑制され、これに因る信号光
波形劣化が抑制される。
【００２５】また、本発明に係る光伝送路では、第２の
光ファイバは長手方向に沿って正分散区間および負分散
区間が交互に配置されているのが好適である。この場合
には、光伝送路の各位置における累積波長分散は、第１
の光ファイバの区間では次第に大きくなっていき、第２
の光ファイバの区間では増減を繰り返す。すなわち、光
伝送路の各位置における累積波長分散は、第１の光ファ
イバの全体の累積波長分散（ファイバ長と波長分散との
積）を超えたとしても僅かである。したがって、光伝送
路の全体に亘って、累積波長分散の上限が抑制され、こ
れに因る信号光波形劣化が抑制される。
【００２６】また、本発明に係る光伝送路では、第２の
光ファイバは、正分散区間における波長分散が所定波長
において５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であり、正分散区間の
長さが５ｋｍ以下であるのが好適である。また、第２の
光ファイバは、負分散区間における波長分散の絶対値が
所定波長において５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であり、負分
散区間の長さが５ｋｍ以下であるのが好適である。ま
た、第２の光ファイバは、正分散区間における平均波長
分散が所定波長において４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上である
のが好適である。また、第２の光ファイバは、負分散区
間における平均波長分散の絶対値が所定波長において４
ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であるのが好適である。この場合
には、第２の光ファイバ中での非線形現象に因る信号光
波形劣化が抑制される。
【００２７】また、本発明に係る光伝送路では、第２の
光ファイバに含まれる負分散区間が第１の光ファイバと
接続されているのが好適である。第２の光ファイバに含
まれる正分散区間が第１の光ファイバと接続されている
場合と比較して、第２の光ファイバに含まれる負分散区
間が第１の光ファイバと接続されている場合には、第２
の光ファイバの各位置における累積波長分散の上限が更
に抑制される。
【００２８】また、本発明に係る光伝送路では、第２の
光ファイバは、(1) 光軸中心を含み第１の屈折率を有す
るコア領域と、(2) コア領域を取り囲み、第１の屈折率
より小さい第２の屈折率を有する第１クラッド領域と、
(3) 第１クラッド領域を取り囲み、第２の屈折率より大
きい第３の屈折率を有する第２クラッド領域とを含むの
が好適である。または、第２の光ファイバは、(1) 光軸
中心を含み第１の屈折率を有するコア領域と、(2) コア
領域を取り囲み、第１の屈折率より小さい第２の屈折率
を有する第１クラッド領域と、(3) 第１クラッド領域を
取り囲み、第２の屈折率より大きい第３の屈折率を有す
る第２クラッド領域と、(4) 第２クラッド領域を取り囲
み、第３の屈折率より小さい第４の屈折率を有する第３
クラッド領域とを含むのが好適である。または、第２の
光ファイバは、(1) 光軸中心を含み第１の屈折率を有す
る第１コア領域と、(2) 第１コア領域を取り囲み、第１
の屈折率より大きい第２の屈折率を有する第２コア領域
と、(3) 第２コア領域を取り囲み、第２の屈折率より小
さい第３の屈折率を有するクラッド領域とを含むのが好
適である。または、第２の光ファイバは、(1) 光軸中心
を含み第１の屈折率を有する第１コア領域と、(2) 第１
コア領域を取り囲み、第１の屈折率より大きい第２の屈
折率を有する第２コア領域と、(3) 第２コア領域を取り
囲み、第２の屈折率より小さい第３の屈折率を有する第
１クラッド領域と、(4) 第１クラッド領域を取り囲み、
第３の屈折率より大きい第４の屈折率を有する第２クラ
ッド領域とを含むのが好適である。これらの場合には、
分散スロープの絶対値を小さくする上で好適であり、ま
た、曲げ損失を小さくする上でも好適である。また、第
２の光ファイバは、例えば、各領域の外径が調整され
る、コア径や内側クラッド径が調整される、線引き速度
を変える、各領域のドーパント量を変えるなどにより、
波長分散が正および負の何れかに調整され得る。
【００２９】また、本発明に係る光伝送路は、全体の偏
波モード分散が所定波長において０．２ｐｓ／ｋｍ1/2
以下であるのが好適である。この場合には、ビットレー
ト１０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝送が可能となる。
【００３０】また、本発明に係る光伝送路は、第１の光
ファイバが第２の光ファイバの両端に接続されているの
が好適である。この場合には、この光伝送路を用いて双
方向伝送することができる。
【００３１】また、本発明に係る光伝送路では、第１の
光ファイバおよび第２の光ファイバの双方の所定波長に
おける波長分散の絶対値を低減する分散補償器を更に備
えるのが好適である。また、第１の光ファイバおよび第
２の光ファイバの双方の所定波長における波長分散の絶
対値を低減する第３の光ファイバが更に敷設されている
のが好適である。この第３の光ファイバは所定波長にお
いて波長分散が−３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり実効
断面積が１５μｍ2以上であるのが好適である。そし
て、本発明に係る光伝送路の全体の累積波長分散の絶対
値が所定波長において１００ｐｓ／ｋｍ以下であるのが
好適である。このように、分散補償器が中継器等に設け
られることにより、或いは、第３の光ファイバが敷設さ
れていることにより、光伝送路の全体の波長分散の絶対
値が低減され、累積波長分散に因る信号光波形劣化が抑
制される。
【００３２】本発明に係る光通信システムは、上記の本
発明に係る光伝送路を含み、この光伝送路の第１の光フ
ァイバおよび第２の光ファイバ（更に第３の光ファイ
バ）の順に信号光を伝搬させて光通信を行うことを特徴
とする。この光通信システムは、上述した光伝送路を含
むものであることから、非線型光学現象および累積波長
分散の何れに因る信号光波形劣化も抑制され、伝送距離
が長くても信号光の伝送品質が優れたものとなる。
【００３３】また、本発明に係る光通信システムは、光
伝送路における信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬する
励起光を供給する励起光供給手段を備え、この励起光供
給手段により励起光を光伝送路に供給することで、この
光伝送路において信号光をラマン増幅するのが好適であ
る。この場合には、信号光がラマン増幅されることによ
り、光伝送路の損失が補償される。特に、光伝送路にお
ける信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬する励起光が供
給されるので、第１の光ファイバより第２の光ファイバ
において高利得で信号光がラマン増幅される。
【００３４】
【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。
【００３５】（第１実施形態）先ず、本発明に係る光通
信システムおよび光伝送路の第１実施形態について説明
する。図１は、第１実施形態に係る光通信システム１お
よび光伝送路１０の説明図である。同図（ａ）は光通信
システム１の構成を示し、同図（ｂ）は光伝送路１０の
各位置における累積波長分散を示し、同図（ｃ）は光伝
送路１０の各位置における信号光パワーを示す。
【００３６】光通信システム１は、図１（ａ）に示され
るように、光中継器（または光送信器）１４と光中継器
（または光受信器）１５との間に光伝送路１０が敷設さ
れたものである。また、光伝送路１０は、上流側の第１
の光ファイバ１１と下流側の第２の光ファイバ１２とが
融着接続されて構成されている。
【００３７】第１の光ファイバ１１は、信号光波長であ
る波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積が８０μｍ2
以上（好適には１００μｍ2以上）である。また、第１
の光ファイバ１１は、信号光波長において伝送損失が
０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適である。すなわ
ち、この第１の光ファイバ１１は、低損失かつ低非線形
性のものである。例えば、第１の光ファイバ１１は、シ
ングルモード光ファイバであって、波長１．３μｍ付近
に零分散波長を有し、信号光波長である１．５５μｍ付
近で波長分散が１７〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度であ
る。
【００３８】第２の光ファイバ１２は、第１の光ファイ
バ１１の後段に接続され、長手方向に沿って波長１５５
０ｎｍにおける波長分散が正である正分散領域および負
である負分散領域それぞれを１以上有する。この第２の
光ファイバ１２は、正分散領域と負分散領域とが交互に
設けられている場合には、分散マネジメント光ファイバ
である。図１（ａ）は、分散マネジメント光ファイバの
場合の例を示す。
【００３９】この光伝送路１０の各位置における累積波
長分散（光中継器１４から送出された信号光が光伝送路
１０に入射する位置から光伝送路１０の各位置までの累
積波長分散）は、図１（ｂ）に示されるように、 第１
の光ファイバ１１の区間と第２の光ファイバ１２の区間
とでは、その様相が異なっている。すなわち、長手方向
に沿って波長分散が一定値である第１の光ファイバ１１
の区間では、入射位置からの伝搬距離の増加に伴って、
累積波長分散は次第に大きくなっていく。一方、長手方
向に沿って正分散領域と負分散領域とが交互に設けられ
た第２の光ファイバ１２の区間では、位置によらず累積
波長分散の変化は小さい。
【００４０】また、光伝送路１０の各位置における信号
光パワーは、図１（ｃ）に示されるように、第１の光フ
ァイバ１１および第２の光ファイバ１２それぞれの区間
の何れにおいても漸減していく。ただし、第２の光ファ
イバ１２より第１の光ファイバ１１の方が低損失であ
る。
【００４１】この光通信システム１では、光中継器１４
から送出された信号光は、初めに第１の光ファイバ１１
を伝搬し、その後に第２の光ファイバ１２を伝搬して、
光中継器１５に到達する。第１の光ファイバ１１を伝搬
しているときの信号光のパワーは比較的大きいが、第１
の光ファイバ１１の実効断面積が比較的大きく、第１の
光ファイバ１１が低非線形性であるので、この第１の光
ファイバ１１における四光波混合等の非線形光学現象の
発生が抑制される。一方、第２の光ファイバ１２を伝搬
しているときの信号光のパワーは比較的小さく、第２の
光ファイバ１２の正分散領域および負分散領域それぞれ
の波長分散の絶対値が比較的大きいことから、この第２
の光ファイバ１２においても四光波混合等の非線形光学
現象の発生が抑制される。このように、光伝送路１０の
全体に亘って、非線形光学現象の発生が抑制され、これ
に因る信号光波形劣化が抑制される。
【００４２】図１（ｃ）に示されるように、光中継器１
４から第１の光ファイバ１１に入射するときの信号光の
パワーは、第１の光ファイバ１１における非線形光学現
象に因る信号光波形劣化の程度が許容範囲となるように
所定パワーＰ1以下とされる。また、第１の光ファイバ
１１から第２の光ファイバ１２に入射するときの信号光
のパワーは、第２の光ファイバ１２における非線形光学
現象に因る信号光波形劣化の程度が許容範囲となるよう
に所定パワーＰ2以下とされる。すなわち、第１の光フ
ァイバ１１から出力され第２の光ファイバ１２に入力す
る信号光のパワーが所定パワーＰ2以下となるように、
第１の光ファイバ１１の長さが設定される。
【００４３】また、図１（ｂ）に示されるように、光伝
送路１０の各位置における累積波長分散は、第１の光フ
ァイバ１１の区間では次第に大きくなっていき、第２の
光ファイバ１２の区間では変化が小さい。すなわち、光
伝送路１０の各位置における累積波長分散は、第１の光
ファイバ１１の全体の累積波長分散（ファイバ長と波長
分散との積）を超えたとしても僅かである。したがっ
て、光伝送路１０の全体に亘って、累積波長分散の上限
が抑制され、これに因る信号光波形劣化が抑制される。
なお、この観点からは、第１の光ファイバ１１の累積波
長分散が波長１５５０ｎｍにおいて４００ｐｓ／ｎｍ以
下であるのが好適である。
【００４４】図２は、第１の光ファイバ１１の屈折率プ
ロファイルの一例を示す図である。この図に示された屈
折率プロファイルを有する第１の光ファイバ１１は、光
軸中心を含むコア領域（屈折率ｎ1）と、このコア領域
を取り囲むクラッド領域（屈折率ｎ2）とを備えてい
て、各屈折率の大小関係が ｎ1＞ｎ2 である。第１の光
ファイバ１１は、石英系ガラスをベースとして、コア領
域にＧｅＯ2が添加されて、コア領域が高屈折率とされ
る。或いは、第１の光ファイバ１１は、石英系ガラスを
ベースとして、コア領域が実質的に純石英ガラス（ただ
し、塩素等の不純物が微量含まれていてもよい。）から
なり、クラッド領域にＦ元素が添加されて、クラッド領
域が低屈折率とされるのが好適である。コア領域にＧｅ
Ｏ2が添加された前者のものと比較して、コア領域が実
質的に純石英ガラスからなる後者のものは、伝送損失が
低く且つ非線形性が低いので、伝送距離を長くすること
ができ、また、入射する信号光のパワーを大きくするこ
とができる。これら何れの場合にも、第１の光ファイバ
１１は、信号光波長である波長１５５０ｎｍにおいて、
伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であり、第２の光フ
ァイバ１２より低損失である。また、第１の光ファイバ
１１は、信号光波長である波長１５５０ｎｍにおいて、
実効断面積が８０μｍ2以上であり、好適には実効断面
積が１００μｍ2以上である。実効断面積が大きいほ
ど、非線形性が低いので、入射する信号光のパワーを大
きくすることができる。
【００４５】図３は、第２の光ファイバ１２の説明図で
ある。同図（ａ）は第２の光ファイバ１２の外観を示
し、同図（ｂ）は第２の光ファイバ１２の波長分散の長
手方向分布を示し、同図（ｃ）は第２の光ファイバ１２
の累積波長分散の長手方向分布を示す。第２の光ファイ
バ１２は、波長１５５０ｎｍにおいて正の波長分散ＤA
を有する正分散領域１２Ａと、同波長において負の波長
分散ＤBを有する負分散領域１２Ｂとが、長手方向に沿
って交互に設けられている。第２の光ファイバ１２の累
積波長分散は、正分散領域１２Ａでは次第に増加し、負
分散領域１２Ｂでは次第に減少して、このように、入射
位置からの距離の増加に伴い増減を繰り返す。なお、前
の図１（ｂ）では、この増減を無視してマクロに累積波
長分散の長手方向分布を示した。
【００４６】図３（ｃ）に示されるように、ミクロに見
れば実際には、第２の光ファイバ１２の累積波長分散
は、入射位置からの距離の増加に伴い増減を繰り返す。
したがって、正分散領域１２Ａおよび負分散領域１２Ｂ
それぞれが長く、波長分散ＤAおよび波長分散ＤBそれぞ
れの絶対値が大きいと、第２の光ファイバ１２の各位置
における累積波長分散は、位置によっては許容範囲を超
える可能性がある。そこで、特に、正分散領域１２Ａの
長さと波長分散ＤAとの積はあまり大きくならない方が
好ましいことになる。一方、波長分散ＤAが小さ過ぎて
も非線形劣化が生じ易くなることから、波長分散ＤAを
或る程度以上の値にする必要もある。
【００４７】例えば、正分散領域１２Ａの波長分散ＤA
は＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、負分散領域１２Ｂの
波長分散ＤBは−１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであって、正分
散領域１２Ａと負分散領域１２Ｂとの長さ比は１：１で
ある。或いは、正分散領域１２Ａの波長分散ＤAは＋４
ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、負分散領域１２Ｂの波長分散
ＤBは−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであって、正分散領域１２
Ａと負分散領域１２Ｂとの長さ比は１：１である。或い
は、正分散領域１２Ａの波長分散ＤAは＋８ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍであり、負分散領域１２Ｂの波長分散ＤBは−３
２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであって、正分散領域１２Ａと負分
散領域１２Ｂとの長さ比は４：１である。或いは、正分
散領域１２Ａの波長分散ＤAは＋４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍで
あり、負分散領域１２Ｂの波長分散ＤBは−４０ｐｓ／
ｎｍ／ｋｍであって、正分散領域１２Ａと負分散領域１
２Ｂとの長さ比は１０：１である。
【００４８】図４は、第２の光ファイバ１２の屈折率プ
ロファイルの一例を示す図である。この図に示された屈
折率プロファイルを有する第２の光ファイバ１２は、光
軸中心を含むコア領域（屈折率ｎ1）と、このコア領域
を取り囲む第１クラッド領域（屈折率ｎ2）と、この第
１クラッド領域を取り囲む第２クラッド領域（屈折率ｎ
3）とを備えていて、各屈折率の大小関係が ｎ1＞ｎ3＞
ｎ2 である。この第２の光ファイバ１２は、石英系ガラ
スをベースとして、例えば、コア領域にＧｅＯ 2が添加
されることでコア領域が高屈折率とされ、第１クラッド
領域にＦ元素が添加されることで第１クラッド領域が低
屈折率とされる。
【００４９】図５は、第２の光ファイバ１２の屈折率プ
ロファイルの他の一例を示す図である。この図に示され
た屈折率プロファイルを有する第２の光ファイバ１２
は、光軸中心を含むコア領域（屈折率ｎ1）と、このコ
ア領域を取り囲む第１クラッド領域（屈折率ｎ2）と、
この第１クラッド領域を取り囲む第２クラッド領域（屈
折率ｎ3）と、この第２クラッド領域を取り囲む第３ク
ラッド領域（屈折率ｎ4）とを備えていて、各屈折率の
大小関係が ｎ1＞ｎ3＞ｎ4＞ｎ2 である。この第２の光
ファイバ１２は、石英系ガラスをベースとして、例え
ば、コア領域および第２クラッド領域それぞれにＧｅＯ
2が添加されることで各領域が高屈折率とされ、第１ク
ラッド領域にＦ元素が添加されることで第１クラッド領
域が低屈折率とされる。
【００５０】図６は、第２の光ファイバ１２の屈折率プ
ロファイルの他の一例を示す図である。この図に示され
た屈折率プロファイルを有する第２の光ファイバ１２
は、光軸中心を含む第１コア領域（屈折率ｎ1）と、こ
の第１コア領域を取り囲む第２コア領域（屈折率ｎ2）
と、この第２コア領域を取り囲むクラッド領域（屈折率
ｎ3）とを備えていて、各屈折率の大小関係が ｎ2＞ｎ1
且つ ｎ2＞ｎ3 である。この第２の光ファイバ１２
は、石英系ガラスをベースとして、例えば、第２コア領
域にＧｅＯ2が添加されることで該領域が高屈折率とさ
れ、第１コア領域にＦ元素が添加されることで該領域が
低屈折率とされる。
【００５１】図７は、第２の光ファイバ１２の屈折率プ
ロファイルの他の一例を示す図である。この図に示され
た屈折率プロファイルを有する第２の光ファイバ１２
は、光軸中心を含む第１コア領域（屈折率ｎ1）と、こ
の第１コア領域を取り囲む第２コア領域（屈折率ｎ2）
と、この第２コア領域を取り囲む第１クラッド領域（屈
折率ｎ3）と、この第１クラッド領域を取り囲む第２ク
ラッド領域（屈折率ｎ4）とを備えていて、各屈折率の
大小関係が ｎ2＞ｎ1 且つ ｎ2＞ｎ3 且つ ｎ4＞ｎ 3 で
ある。この第２の光ファイバ１２は、石英系ガラスをベ
ースとして、例えば、第２コア領域にＧｅＯ2が添加さ
れることで該領域が高屈折率とされ、第１コア領域およ
び第１クラッド領域それぞれにＦ元素が添加されること
で各領域が低屈折率とされる。
【００５２】図４〜図７の何れかに示された屈折率プロ
ファイルを有する第２の光ファイバ１２は、分散スロー
プの絶対値を小さくする上で好適であり、また、曲げ損
失を小さくする上でも好適である。また、この第２の光
ファイバ１２は、各領域の外径が調整されることで、波
長分散が正および負の何れかに調整され得る。例えば、
各領域の外径が長手方向に沿って一定である光ファイバ
母材が用意され、この光ファイバ母材が線引されて光フ
ァイバ１２が製造される際に正分散領域１２Ａと負分散
領域１２Ｂとでファイバ径が異なるものとされる。これ
により、正分散区間１２Ａと負分散区間１２Ｂとが長手
方向に沿って交互に設けられた第２の光ファイバ１２が
製造される。
【００５３】また、第２の光ファイバ１２の正分散領域
１２Ａにおける分散スロープの絶対値が波長１５５０ｎ
ｍにおいて０．０４ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下であるのが
好適であり、負分散領域１２Ｂにおける分散スロープの
絶対値が波長１５５０ｎｍにおいて０．０４ｐｓ／ｎｍ
2／ｋｍ以下であるのが好適である。このようにするこ
とで、光伝送路１０は、広帯域において多波長の信号光
を伝送することができ、伝送容量の拡大を図ることがで
きる。
【００５４】また、第２の光ファイバ１２の全体の累積
波長分散の絶対値が波長１５５０ｎｍにおいて１００ｐ
ｓ／ｎｍ以下であるのが好適である。この場合には、光
伝送路１０の各位置における累積波長分散は、第１の光
ファイバ１１の全体の累積波長分散を超えたとしても１
００ｐｓ／ｎｍ以下である。したがって、光伝送路１０
の全体に亘って、累積波長分散の上限が抑制され、これ
に因る信号光波形劣化が抑制される。
【００５５】また、第２の光ファイバ１２の全体の平均
波長分散の絶対値が波長１５５０ｎｍにおいて５ｐｓ／
ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好適である。この場合には、
光伝送路１０の各位置における累積波長分散は、第１の
光ファイバ１１の全体の累積波長分散を超えたとしても
僅かである。したがって、光伝送路１０の全体に亘っ
て、累積波長分散の上限が抑制され、これに因る信号光
波形劣化が抑制される。
【００５６】また、第２の光ファイバ１２は、図３に示
されるように、長手方向に沿って正分散区間１２Ａおよ
び負分散区間１２Ｂが交互に配置されているのが好適で
ある。この場合には、光伝送路１０の各位置における累
積波長分散は、第１の光ファイバ１１の区間では次第に
大きくなっていき、第２の光ファイバ１２の区間では増
減を繰り返す。すなわち、光伝送路１０の各位置におけ
る累積波長分散は、第１の光ファイバ１１の全体の累積
波長分散を超えたとしても僅かである。したがって、光
伝送路１０の全体に亘って、累積波長分散の上限が抑制
され、これに因る信号光波形劣化が抑制される。
【００５７】また、第２の光ファイバ１２は、正分散区
間１２Ａにおける波長分散が波長１５５０ｎｍにおいて
５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であり、正分散区間１２Ａの長
さが５ｋｍ以下であるのが好適である。また、第２の光
ファイバ１２は、負分散区間１２Ｂにおける波長分散の
絶対値が波長１５５０ｎｍにおいて５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
以上であり、負分散区間１２Ｂの長さが５ｋｍ以下であ
るのが好適である。また、第２の光ファイバ１２は、正
分散区間１２Ａにおける平均波長分散が波長１５５０ｎ
ｍにおいて４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であるのが好適であ
る。また、第２の光ファイバ１２は、負分散区間１２Ｂ
における平均波長分散の絶対値が波長１５５０ｎｍにお
いて４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であるのが好適である。こ
の場合には、第２の光ファイバ１２中での非線形現象に
因る信号光波形劣化が抑制される。
【００５８】また、図８（ａ），（ｂ）に示されるよう
に、第２の光ファイバ１２に含まれる負分散区間１２Ｂ
が第１の光ファイバ１１と接続されているのが好適であ
る。正分散区間１２Ａが第１の光ファイバ１１と接続さ
れている場合と比較して、負分散区間１２Ｂが第１の光
ファイバ１１と接続されている場合には、図８（ｃ）に
示されるように、第２の光ファイバ１２の各位置におけ
る累積波長分散の上限が更に抑制される。
【００５９】また、この光伝送路１０の全体の偏波モー
ド分散は、波長１５５０ｎｍにおいて０．２ｐｓ／ｋｍ
1/2以下であるのが好適である。この場合には、光通信
システム１は、ビットレート１０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝
送が可能となる。
【００６０】また、この光通信システム１では、第１の
ファイバ１１の波長分散と異符号の波長分散を有する分
散補償器が光中継器１５内に設けられていて、この分散
補償器により、光伝送路１０の波長分散を補償するのが
好適である。そして、光伝送路１０および分散補償器の
全体の累積波長分散の絶対値が波長１５５０ｎｍにおい
て１００ｐｓ／ｋｍ以下であるのが好適である。
【００６１】（第２実施形態）次に、本発明に係る光通
信システムおよび光伝送路の第２実施形態について説明
する。図９は、第２実施形態に係る光通信システム２お
よび光伝送路２０の説明図である。同図（ａ）は光通信
システム２の構成を示し、同図（ｂ）は光伝送路２０の
各位置における累積波長分散を示し、同図（ｃ）は光伝
送路２０の各位置における信号光パワーを示す。
【００６２】光通信システム２は、図９（ａ）に示され
るように、光中継器（または光送信器）１４と光中継器
（または光受信器）１５との間に光伝送路２０が敷設さ
れたものである。また、光伝送路２０は、上流側から下
流側に向かって順に第１の光ファイバ１１、第２の光フ
ァイバ１２および第３の光ファイバ１３が融着接続され
て構成されている。本実施形態における第１の光ファイ
バ１１、第２の光ファイバ１２、光中継器１４および光
中継器１５それぞれは、既述した第１実施形態における
ものと同様のものである。本実施形態に係る光通信シス
テム２および光伝送路２０は、第１実施形態の場合と比
較すると、第３の光ファイバ１３が更に設けられている
点で相違する。第３の光ファイバ１３は、第２の光ファ
イバ１２の後段に接続されており、波長１５５０ｎｍに
おける波長分散が第１の光ファイバ１１と異符号であ
る。また、好適には、この第３の光ファイバ１３は、波
長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が−３０ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍ以下であり、実効断面積が１５μｍ2以上であ
る。
【００６３】この光伝送路２０の各位置における累積波
長分散（光中継器１４から送出された信号光が光伝送路
２０に入射する位置から光伝送路２０の各位置までの累
積波長分散）は、図９（ｂ）に示されるように、 第１
の光ファイバ１１、第２の光ファイバ１２および第３の
光ファイバ１３それぞれの区間で、その様相が異なって
いる。すなわち、長手方向に沿って波長分散が一定値で
ある第１の光ファイバ１１の区間では、入射位置からの
伝搬距離の増加に伴って、累積波長分散は次第に大きく
なっていく。一方、長手方向に沿って正分散領域と負分
散領域とが交互に設けられた第２の光ファイバ１２の区
間では、位置によらず累積波長分散の変化は小さい。こ
の図では、図１（ｂ）と同様にマクロに累積波長分散の
長手方向分布を示している。そして、第１の光ファイバ
１１とは波長分散が異符号であって長手方向に沿って波
長分散が一定値である第３の光ファイバ１３の区間で
は、入射位置からの伝搬距離の増加に伴って、累積波長
分散は次第に小さくなっていく。このように、第３の光
ファイバ１３が設けられていることにより、光伝送路２
０の全体の累積波長分散の絶対値は小さくなる。各光フ
ァイバの長さの比を適切に設定することで、光伝送路２
０の全体の累積波長分散を０に近づけることができる。
【００６４】また、光伝送路２０の各位置における信号
光パワーは、図９（ｃ）に示されるように、第１の光フ
ァイバ１１、第２の光ファイバ１２および第３の光ファ
イバ１３それぞれの区間の何れにおいても漸減してい
く。ただし、一般には、第３の光ファイバ１３より第２
の光ファイバ１２の方が低損失であり、第２の光ファイ
バ１２より第１の光ファイバ１１の方が低損失である。
【００６５】この光通信システム２では、光中継器１４
から送出された信号光は、初めに第１の光ファイバ１１
を伝搬し、その後に第２の光ファイバ１２を伝搬し、更
に第３の光ファイバ１３を伝搬して、光中継器１５に到
達する。第１の光ファイバ１１を伝搬しているときの信
号光のパワーは比較的大きいが、第１の光ファイバ１１
の実効断面積が比較的大きく、第１の光ファイバ１１が
低非線形性であるので、この第１の光ファイバ１１にお
ける四光波混合等の非線形光学現象の発生が抑制され
る。一方、第２の光ファイバ１２を伝搬しているときの
信号光のパワーは比較的小さく、第２の光ファイバ１２
の正分散領域および負分散領域それぞれの波長分散の絶
対値が比較的大きいことから、この第２の光ファイバ１
２においても四光波混合等の非線形光学現象の発生が抑
制される。また、第３の光ファイバ１３を伝搬している
ときの信号光のパワーは更に小さいことから、第３の光
ファイバ１３の非線型性が高くても、この第３の光ファ
イバ１３においても四光波混合等の非線形光学現象の発
生が抑制される。このように、光伝送路２０の全体に亘
って、非線形光学現象の発生が抑制され、これに因る信
号光波形劣化が抑制される。
【００６６】図９（ｃ）に示されるように、光中継器１
４から第１の光ファイバ１１に入射するときの信号光の
パワーは、第１の光ファイバ１１における非線形光学現
象に因る信号光波形劣化の程度が許容範囲となるように
所定パワーＰ1以下とされる。また、第１の光ファイバ
１１から第２の光ファイバ１２に入射するときの信号光
のパワーは、第２の光ファイバ１２における非線形光学
現象に因る信号光波形劣化の程度が許容範囲となるよう
に所定パワーＰ2以下とされる。さらに、第２の光ファ
イバ１２から第３の光ファイバ１３に入射するときの信
号光のパワーは、第３の光ファイバ１３における非線形
光学現象に因る信号光波形劣化の程度が許容範囲となる
ように所定パワーＰ3以下とされる。すなわち、第１の
光ファイバ１１から出力され第２の光ファイバ１２に入
力する信号光のパワーが所定パワーＰ2以下となるよう
に、第１の光ファイバ１１の長さが設定される。また、
第２の光ファイバ１２から出力され第３の光ファイバ１
３に入力する信号光のパワーが所定パワーＰ3以下とな
るように、第１の光ファイバ１１および第２の光ファイ
バ１２それぞれの長さが設定される。
【００６７】また、図９（ｂ）に示されるように、光伝
送路２０の各位置における累積波長分散は、第１の光フ
ァイバ１１の区間では次第に大きくなっていき、第２の
光ファイバ１２の区間では変化が小さく、第３の光ファ
イバ１３の区間では次第に小さくなっていく。すなわ
ち、光伝送路２０の各位置における累積波長分散は、第
１の光ファイバ１１の全体の累積波長分散（ファイバ長
と波長分散との積）を超えたとしても僅かである。した
がって、光伝送路２０の全体に亘って、累積波長分散の
上限が抑制され、これに因る信号光波形劣化が抑制され
る。なお、この観点からは、第１の光ファイバ１１の累
積波長分散が波長１５５０ｎｍにおいて４００ｐｓ／ｎ
ｍ以下であるのが好適である。
【００６８】また、この光伝送路２０の全体の偏波モー
ド分散は、波長１５５０ｎｍにおいて０．２ｐｓ／ｋｍ
1/2以下であるのが好適である。この場合には、光通信
システム２は、ビットレート１０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝
送が可能となる。
【００６９】第３の光ファイバ１３は、波長１５５０ｎ
ｍにおいて、波長分散が−３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下で
あり、実効断面積が１５μｍ2以上であるのが好適であ
る。このように波長分散の絶対値が大きいことにより第
３の光ファイバ１３を短くすることができ、実効断面積
が大きいことにより非線型性を低減することができる。
また、そして、光伝送路２０の全体の累積波長分散の絶
対値が波長１５５０ｎｍにおいて１００ｐｓ／ｋｍ以下
であるのが好適である。
【００７０】（第３実施形態）次に、本発明に係る光通
信システムおよび光伝送路の第３実施形態について説明
する。図１０は、第３実施形態に係る光通信システム３
および光伝送路３０の説明図である。同図（ａ）は光通
信システム３の構成を示し、同図（ｂ）は光伝送路３０
の各位置における信号光パワーを示す。
【００７１】光通信システム３は、図１０（ａ）に示さ
れるように、光中継器（または光送信器または光受信
器）１４と光中継器（または光受信器または光送信器）
１５との間に光伝送路３０が敷設されたものである。ま
た、光伝送路３０は、順に光ファイバ１１Ａ、光ファイ
バ１２および光ファイバ１１Ｂが融着接続されて構成さ
れている。本実施形態における光ファイバ１１Ａおよび
１１Ｂそれぞれは、既述した第１実施形態における第１
の光ファイバ１１と同様のものである。本実施形態にお
ける光ファイバ１２、光中継器１４および光中継器１５
それぞれは、既述した第１実施形態におけるものと同様
のものである。本実施形態に係る光通信システム３およ
び光伝送路３０は、第１実施形態の場合と比較すると、
第２の光ファイバ１２の両端に第１の光ファイバ１１
Ａ，１１Ｂが接続されている点で相違する。
【００７２】この光伝送路３０の各位置における累積波
長分散（光中継器１４から送出された信号光が光伝送路
３０に入射する位置から光伝送路３０の各位置までの累
積波長分散）は、第１の光ファイバ１１Ａ、第２の光フ
ァイバ１２および第３の光ファイバ１３Ｂそれぞれの区
間で、その様相が異なっている。すなわち、長手方向に
沿って波長分散が一定値である第１の光ファイバ１１Ａ
の区間では、入射位置からの伝搬距離の増加に伴って、
累積波長分散は次第に大きくなっていく。一方、長手方
向に沿って正分散領域と負分散領域とが交互に設けられ
た第２の光ファイバ１２の区間では、位置によらず累積
波長分散の変化は小さい。そして、長手方向に沿って波
長分散が一定値である第１の光ファイバ１１Ｂの区間で
は、入射位置からの伝搬距離の増加に伴って、累積波長
分散は次第に大きくなっていく。
【００７３】また、光伝送路３０の各位置における信号
光パワーは、図１０（ｂ）に示されるように、第１の光
ファイバ１１Ａ、第２の光ファイバ１２および第１の光
ファイバ１１Ｂれぞれの区間の何れにおいても漸減して
いく。ただし、一般には、第２の光ファイバ１２より第
１の光ファイバ１１Ａ，１１Ｂの方が低損失である。
【００７４】この光通信システム３では、光中継器１４
から送出された信号光は、初めに第１の光ファイバ１１
Ａを伝搬し、その後に第２の光ファイバ１２を伝搬し、
更に第１の光ファイバ１１Ｂを伝搬して、光中継器１５
に到達する。第１の光ファイバ１１Ａを伝搬していると
きの信号光のパワーは比較的大きいが、第１の光ファイ
バ１１Ａの実効断面積が比較的大きく、第１の光ファイ
バ１１Ａが低非線形性であるので、この第１の光ファイ
バ１１Ａにおける四光波混合等の非線形光学現象の発生
が抑制される。一方、第２の光ファイバ１２を伝搬して
いるときの信号光のパワーは比較的小さく、第２の光フ
ァイバ１２の正分散領域および負分散領域それぞれの波
長分散の絶対値が比較的大きいことから、この第２の光
ファイバ１２においても四光波混合等の非線形光学現象
の発生が抑制される。また、第１の光ファイバ１１Ｂを
伝搬しているときの信号光のパワーは更に小さいことか
ら、この第１の光ファイバ１１Ｂにおいても四光波混合
等の非線形光学現象の発生が抑制される。このように、
中継器１４から中継器１５へ信号光が伝搬する場合、光
伝送路３０の全体に亘って、非線形光学現象の発生が抑
制され、これに因る信号光波形劣化が抑制される。
【００７５】また、この光通信システム３では、光中継
器１５から送出された信号光は、初めに第１の光ファイ
バ１１Ｂを伝搬し、その後に第２の光ファイバ１２を伝
搬し、更に第１の光ファイバ１１Ａを伝搬して、光中継
器１４に到達する。第１の光ファイバ１１Ｂを伝搬して
いるときの信号光のパワーは比較的大きいが、第１の光
ファイバ１１Ｂの実効断面積が比較的大きく、第１の光
ファイバ１１Ｂが低非線形性であるので、この第１の光
ファイバ１１Ｂにおける四光波混合等の非線形光学現象
の発生が抑制される。一方、第２の光ファイバ１２を伝
搬しているときの信号光のパワーは比較的小さく、第２
の光ファイバ１２の正分散領域および負分散領域それぞ
れの波長分散の絶対値が比較的大きいことから、この第
２の光ファイバ１２においても四光波混合等の非線形光
学現象の発生が抑制される。また、第１の光ファイバ１
１Ａを伝搬しているときの信号光のパワーは更に小さい
ことから、この第１の光ファイバ１１Ａにおいても四光
波混合等の非線形光学現象の発生が抑制される。このよ
うに、中継器１５から中継器１４へ信号光が伝搬する場
合にも、光伝送路３０の全体に亘って、非線形光学現象
の発生が抑制され、これに因る信号光波形劣化が抑制さ
れる。
【００７６】図１０（ｂ）に示されるように、光中継器
１４から第１の光ファイバ１１Ａに入射するときの信号
光のパワーは、第１の光ファイバ１１Ａにおける非線形
光学現象に因る信号光波形劣化の程度が許容範囲となる
ように所定パワーＰ1以下とされる。また、第１の光フ
ァイバ１１Ａから第２の光ファイバ１２に入射するとき
の信号光のパワーは、第２の光ファイバ１２における非
線形光学現象に因る信号光波形劣化の程度が許容範囲と
なるように所定パワーＰ2以下とされる。なお、第２の
光ファイバ１２から第１の光ファイバ１１Ｂに入射する
ときの信号光のパワーは、通常、既に所定パワーＰ1以
下となっているので問題にならない。すなわち、第１の
光ファイバ１１Ａから出力され第２の光ファイバ１２に
入力する信号光のパワーが所定パワーＰ2以下となるよ
うに、第１の光ファイバ１１の長さが設定される。な
お、この伝送路３０で信号光をラマン増幅する場合に
は、このパワーマネジメントの関係が複雑になるので、
長さの設計管理には特に注意する必要がある。
【００７７】また、光伝送路２０の各位置における累積
波長分散は、第１の光ファイバ１１Ａの区間では次第に
大きくなっていき、第２の光ファイバ１２の区間では変
化が小さく、第１の光ファイバ１１Ｂの区間では次第に
大きくなっていく。したがって、本実施形態の場合に
は、中継器１４または中継器１５内に分散補償器が設け
られるのが好適である。
【００７８】また、この光伝送路３０の全体の偏波モー
ド分散は、波長１５５０ｎｍにおいて０．２ｐｓ／ｋｍ
1/2以下であるのが好適である。この場合には、光通信
システム３は、ビットレート１０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝
送が可能となる。
【００７９】（第４実施形態）次に、本発明に係る光通
信システムの第４実施形態について説明する。図１１
は、第４実施形態に係る光通信システム４の説明図であ
る。同図（ａ）は光通信システム４の構成を示し、同図
（ｂ）は光伝送路１０の各位置における累積波長分散を
示し、同図（ｃ）は光伝送路１０の各位置における信号
光パワーを示す。同図（ｂ）は、図１（ｂ）と同様にマ
クロに累積波長分散の長手方向分布を示している。本実
施形態に係る光通信システム４に含まれる光伝送路１０
は、第１実施形態におけるものと同様のものである。第
１実施形態のものと比較すると、本実施形態に係る光通
信システム４は、中継器１５内に励起光合成器１５ａお
よび励起光源１５ｂが設けられている点で相違する。
【００８０】励起光源１５ｂは、光伝送路１０において
信号光をラマン増幅するための励起光を出力するもので
ある。励起光合成器１５ａは、励起光源１５ｂから出力
された励起光を、光伝送路１０における信号光の伝搬方
向と逆の方向に伝搬するよう供給する。すなわち、励起
光源１５ｂから出力された励起光は、励起光合成器１５
ａを経て中継器１５から送出され、先ず第２の光ファイ
バ１２を伝搬し、次に第１の光ファイバ１１を伝搬す
る。
【００８１】一方、中継器１４から出力された信号光
は、先ず第１の光ファイバ１１を伝搬し、次に第２の光
ファイバ１２を伝搬する。この伝搬の際に信号光は損失
を被るが、励起光が供給されていることによりラマン増
幅され、この損失が補償される。また、信号光の損失が
大きい第２の光ファイバ１２において、信号光のラマン
増幅の利得が大きい。このように信号光がラマン増幅さ
れることにより、光伝送路１０の損失が補償される。特
に、光伝送路１０における信号光の伝搬方向と逆の方向
に伝搬する励起光が供給されるので、第１の光ファイバ
１１より第２の光ファイバ１２において高利得で信号光
がラマン増幅される。
【００８２】（第５実施形態）次に、本発明に係る光通
信システムの第５実施形態について説明する。図１２
は、第５実施形態に係る光通信システム５の説明図であ
る。同図（ａ）は光通信システム５の構成を示し、同図
（ｂ）は光伝送路２０の各位置における累積波長分散を
示し、同図（ｃ）は光伝送路２０の各位置における信号
光パワーを示す。同図（ｂ）は、図１（ｂ）と同様にマ
クロに累積波長分散の長手方向分布を示している。本実
施形態に係る光通信システム５に含まれる光伝送路２０
は、第２実施形態におけるものと同様のものである。第
２実施形態のものと比較すると、本実施形態に係る光通
信システム５は、中継器１５内に励起光合成器１５ａお
よび励起光源１５ｂが設けられている点で相違する。
【００８３】励起光源１５ｂは、光伝送路２０において
信号光をラマン増幅するための励起光を出力するもので
ある。励起光合成器１５ａは、励起光源１５ｂから出力
された励起光を、光伝送路２０における信号光の伝搬方
向と逆の方向に伝搬するよう供給する。すなわち、励起
光源１５ｂから出力された励起光は、励起光合成器１５
ａを経て中継器１５から送出され、先ず第３の光ファイ
バ１３を伝搬し、次に第２の光ファイバ１２を伝搬し、
次に第１の光ファイバ１１を伝搬する。
【００８４】一方、中継器１４から出力された信号光
は、先ず第１の光ファイバ１１を伝搬し、次に第２の光
ファイバ１２を伝搬し、次に第３の光ファイバ１３を伝
搬する。この伝搬の際に信号光は損失を被るが、励起光
が供給されていることによりラマン増幅され、この損失
が補償される。また、信号光の損失が大きい第３の光フ
ァイバ１３において、信号光のラマン増幅の利得が大き
い。このように信号光がラマン増幅されることにより、
光伝送路２０の損失が補償される。特に、光伝送路２０
における信号光の伝搬方向と逆の方向に伝搬する励起光
が供給されるので、第１の光ファイバ１１より第２の光
ファイバ１２において高利得で信号光がラマン増幅さ
れ、第２の光ファイバ１２より第３の光ファイバ１３に
おいて更に高利得で信号光がラマン増幅される。
【００８５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、光伝送路の前段に、低損失で低非線型性の第１
の光ファイバが設けられ、その後段に、長手方向に沿っ
て正分散領域と負分散領域とが設けられている第２の光
ファイバが設けられていることにより、光伝送路の全体
に亘って、非線形光学現象の発生が抑制されるととも
に、累積波長分散の上限が抑制されて、伝送距離が長く
ても信号光の伝送品質が優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る光通信システム１および光
伝送路１０の説明図である。
【図２】第１の光ファイバ１１の屈折率プロファイルの
一例を示す図である。
【図３】第２の光ファイバ１２の説明図である。
【図４】第２の光ファイバ１２の屈折率プロファイルの
一例を示す図である。
【図５】第２の光ファイバ１２の屈折率プロファイルの
他の一例を示す図である。
【図６】第２の光ファイバ１２の屈折率プロファイルの
他の一例を示す図である。
【図７】第２の光ファイバ１２の屈折率プロファイルの
他の一例を示す図である。
【図８】第１の光ファイバ１１と第２の光ファイバ１２
との接続を説明する図である。
【図９】第２実施形態に係る光通信システム２および光
伝送路２０の説明図である。
【図１０】第３実施形態に係る光通信システム３および
光伝送路３０の説明図である。
【図１１】第４実施形態に係る光通信システム４の説明
図である。
【図１２】第５実施形態に係る光通信システム５の説明
図である。
【符号の説明】
１〜５…光通信システム、１０，２０，３０…光伝送
路、１１…第１の光ファイバ、１２…第２の光ファイ
バ、１３…第３の光ファイバ、１４，１５…中継器。
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 10/18 Ｆターム(参考） 2H050 AC13 AC28 AC71 AC90 AD01 AD16 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 EA08 HA24 5K002 AA06 CA01 CA13 FA01 FA02

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 波長１５５０ｎｍにおいて実効断面積が
    ８０μｍ2以上である第１の光ファイバと、 この第１の光ファイバと接続され、長手方向に沿って信
    号光波長域内の所定波長における波長分散が正である正
    分散領域および負である負分散領域それぞれを１以上有
    する第２の光ファイバとを備えることを特徴とする光伝
    送路。
  2. 【請求項２】 前記第１の光ファイバの実効断面積が前
    記所定波長において１００μｍ2以上であることを特徴
    とする請求項１記載の光伝送路。
  3. 【請求項３】 前記第１の光ファイバのコア領域が実質
    的に純石英ガラスからなることを特徴とする請求項１記
    載の光伝送路。
  4. 【請求項４】 前記第１の光ファイバの累積波長分散が
    前記所定波長において４００ｐｓ／ｎｍ以下であること
    を特徴とする請求項１記載の光伝送路。
  5. 【請求項５】 前記第１の光ファイバの伝送損失が前記
    所定波長において０．２５ｄＢ／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。
  6. 【請求項６】 前記第１の光ファイバの伝送損失が前記
    第２の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。
  7. 【請求項７】 前記第２の光ファイバの正分散領域にお
    ける分散スロープの絶対値が前記所定波長において０．
    ０４ｐｓ／ｎｍ2／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。
  8. 【請求項８】 前記第２の光ファイバの負分散領域にお
    ける分散スロープの絶対値が前記所定波長において０．
    ０４ｐｓ／ｎｍ2／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。
  9. 【請求項９】 前記第２の光ファイバの全体の累積波長
    分散の絶対値が前記所定波長において１００ｐｓ／ｎｍ
    以下であることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
  10. 【請求項１０】 前記第２の光ファイバの全体の平均波
    長分散の絶対値が前記所定波長において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。
  11. 【請求項１１】 前記第２の光ファイバは長手方向に沿
    って前記正分散区間および前記負分散区間が交互に配置
    されていることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
  12. 【請求項１２】 前記第２の光ファイバは、前記正分散
    区間における波長分散が前記所定波長において５ｐｓ／
    ｎｍ／ｋｍ以上であり、前記正分散区間の長さが５ｋｍ
    以下であることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
  13. 【請求項１３】 前記第２の光ファイバは、前記負分散
    区間における波長分散の絶対値が前記所定波長において
    ５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であり、前記負分散区間の長さ
    が５ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光
    伝送路。
  14. 【請求項１４】 前記第２の光ファイバは、前記正分散
    区間における平均波長分散が前記所定波長において４ｐ
    ｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であることを特徴とする請求項１記
    載の光伝送路。
  15. 【請求項１５】 前記第２の光ファイバは、前記負分散
    区間における平均波長分散の絶対値が前記所定波長にお
    いて４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上でることを特徴とする請求
    項１記載の光伝送路。
  16. 【請求項１６】 前記第２の光ファイバに含まれる負分
    散区間が前記第１の光ファイバと接続されていることを
    特徴とする請求項１記載の光伝送路。
  17. 【請求項１７】 前記第２の光ファイバは、 光軸中心を含み第１の屈折率を有するコア領域と、 前記コア領域を取り囲み、前記第１の屈折率より小さい
    第２の屈折率を有する第１クラッド領域と、 前記第１クラッド領域を取り囲み、前記第２の屈折率よ
    り大きい第３の屈折率を有する第２クラッド領域とを含
    むことを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
  18. 【請求項１８】 前記第２の光ファイバは、 光軸中心を含み第１の屈折率を有するコア領域と、 前記コア領域を取り囲み、前記第１の屈折率より小さい
    第２の屈折率を有する第１クラッド領域と、 前記第１クラッド領域を取り囲み、前記第２の屈折率よ
    り大きい第３の屈折率を有する第２クラッド領域と、 前記第２クラッド領域を取り囲み、前記第３の屈折率よ
    り小さい第４の屈折率を有する第３クラッド領域とを含
    むことを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
  19. 【請求項１９】 前記第２の光ファイバは、 光軸中心を含み第１の屈折率を有する第１コア領域と、 前記第１コア領域を取り囲み、前記第１の屈折率より大
    きい第２の屈折率を有する第２コア領域と、 前記第２コア領域を取り囲み、前記第２の屈折率より小
    さい第３の屈折率を有するクラッド領域とを含むことを
    特徴とする請求項１記載の光伝送路。
  20. 【請求項２０】 前記第２の光ファイバは、 光軸中心を含み第１の屈折率を有する第１コア領域と、 前記第１コア領域を取り囲み、前記第１の屈折率より大
    きい第２の屈折率を有する第２コア領域と、 前記第２コア領域を取り囲み、前記第２の屈折率より小
    さい第３の屈折率を有する第１クラッド領域と、 前記第１クラッド領域を取り囲み、前記第３の屈折率よ
    り大きい第４の屈折率を有する第２クラッド領域とを含
    むことを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
  21. 【請求項２１】 全体の偏波モード分散が前記所定波長
    において０．２ｐｓ／ｋｍ1/2以下であることを特徴と
    する請求項１記載の光伝送路。
  22. 【請求項２２】 前記第１の光ファイバが前記第２の光
    ファイバの両端に接続されていることを特徴とする請求
    項１記載の光伝送路。
  23. 【請求項２３】 前記第１の光ファイバおよび前記第２
    の光ファイバの双方の前記所定波長における波長分散の
    絶対値を低減する分散補償器を更に備えることを特徴と
    する請求項１記載の光伝送路。
  24. 【請求項２４】 前記第１の光ファイバおよび前記第２
    の光ファイバの双方の前記所定波長における波長分散の
    絶対値を低減する第３の光ファイバが更に敷設されてい
    ることを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
  25. 【請求項２５】 前記第３の光ファイバは前記所定波長
    において波長分散が−３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり
    実効断面積が１５μｍ2以上であることを特徴とする請
    求項２４記載の光伝送路。
  26. 【請求項２６】 全体の累積波長分散の絶対値が前記所
    定波長において１００ｐｓ／ｋｍ以下であることを特徴
    とする請求項２３または２４に記載の光伝送路。
  27. 【請求項２７】 請求項１記載の光伝送路を含み、前記
    光伝送路の前記第１の光ファイバおよび前記第２の光フ
    ァイバの順に信号光を伝搬させて光通信を行うことを特
    徴とする光通信システム。
  28. 【請求項２８】 請求項２４記載の光伝送路を含み、前
    記光伝送路の前記第１の光ファイバ、前記第２の光ファ
    イバおよび前記第３の光ファイバの順に信号光を伝搬さ
    せて光通信を行うことを特徴とする光通信システム。
  29. 【請求項２９】 前記光伝送路における前記信号光の伝
    搬方向と逆の方向に伝搬する励起光を供給する励起光供
    給手段を備え、この励起光供給手段により前記励起光を
    前記光伝送路に供給することで、前記光伝送路において
    前記信号光をラマン増幅することを特徴とする請求項２
    ７または２８に記載の光通信システム。
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