JP2003084159A - 光ファイバおよび光ケーブル - Google Patents
光ファイバおよび光ケーブルInfo
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
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- G02B6/29374—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating principle based on material dispersion in an optical light guide
- G02B6/29376—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating principle based on material dispersion in an optical light guide coupling light guides for controlling wavelength dispersion, e.g. by concatenation of two light guides having different dispersion properties
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- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 時分割多重（ＴＤＭ）／波長多重（ＷＤＭ）
の光伝送路で使用されるＤＭＦの、ケーブル化時のファ
イバ端末の切断の影響を減らすこと。 【解決手段】 図（ａ）に示す、非零の波長分散を持つ
ＳＭＦで代表される、１．５５μｍ帯付近で波長分散、
波長分散スロープ共に正の値を持つ＋Ｄファイバ１１
と、ＤＣＦと呼ばれる波長分散、波長分散スロープ共に
負の値を持つ−Ｄファイバ１２とを接続してハイブリッ
ドファイバで波長分散０、スロープ０の特性のＤＭＦを
形成する。中継器１０、１０間の中継距離Ｌの長さのケ
ーブルを製造するケーブル化工程で素ファイバ両端は切
断され捨てられるので、図（ｂ）に示すように、＋Ｄフ
ァイバによる付加ファイバ１５、１６をケーブル化工程
中の合計切断長ＬＤだけ−Ｄファイバ１２の下流端に接
続し、切断後もＬＡ＋ＬＢ＝Ｌを保つようにする。図
（ｃ）のように両端に合計切断長ＬＤの長さの波長分散
特性が＋Ｄファイバに類似の＋Ｄ類似ファイバ（１７〜
２０）を接続しても良い。
の光伝送路で使用されるＤＭＦの、ケーブル化時のファ
イバ端末の切断の影響を減らすこと。 【解決手段】 図（ａ）に示す、非零の波長分散を持つ
ＳＭＦで代表される、１．５５μｍ帯付近で波長分散、
波長分散スロープ共に正の値を持つ＋Ｄファイバ１１
と、ＤＣＦと呼ばれる波長分散、波長分散スロープ共に
負の値を持つ−Ｄファイバ１２とを接続してハイブリッ
ドファイバで波長分散０、スロープ０の特性のＤＭＦを
形成する。中継器１０、１０間の中継距離Ｌの長さのケ
ーブルを製造するケーブル化工程で素ファイバ両端は切
断され捨てられるので、図（ｂ）に示すように、＋Ｄフ
ァイバによる付加ファイバ１５、１６をケーブル化工程
中の合計切断長ＬＤだけ−Ｄファイバ１２の下流端に接
続し、切断後もＬＡ＋ＬＢ＝Ｌを保つようにする。図
（ｃ）のように両端に合計切断長ＬＤの長さの波長分散
特性が＋Ｄファイバに類似の＋Ｄ類似ファイバ（１７〜
２０）を接続しても良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は個々には波長分散値
が零でない光ファイバを組み合わせて波長分散および波
長分散のスロープを所定値以下に押さえた、時分割多重
・波長多重伝送に好適で、特にケーブル化時の端末切断
によって発生する光学特性変化にも対応できる光ファイ
バ及び光ケーブルに関する。
が零でない光ファイバを組み合わせて波長分散および波
長分散のスロープを所定値以下に押さえた、時分割多重
・波長多重伝送に好適で、特にケーブル化時の端末切断
によって発生する光学特性変化にも対応できる光ファイ
バ及び光ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを伝送路として使用した伝送
システムでは、システムの拡張性や総合性能およびコス
トを追求するために高速の時分割多重（TDM:Time Divis
ion Multiplexing 以下ＴＤＭと略称する場合あり）
で、且つ、波長多重（WDM:Wavelength Division Multip
lexing 以下ＷＤＭと略称する場合あり）を取り入れる
必要が生じてきた。
システムでは、システムの拡張性や総合性能およびコス
トを追求するために高速の時分割多重（TDM:Time Divis
ion Multiplexing 以下ＴＤＭと略称する場合あり）
で、且つ、波長多重（WDM:Wavelength Division Multip
lexing 以下ＷＤＭと略称する場合あり）を取り入れる
必要が生じてきた。
【０００３】ＴＤＭの長距離高速化伝送には光ファイバ
の波長分散（Chromatic Dispersion）の影響による信号
波形歪みが問題となり、高速化するには伝送路の波長分
散をできるだけ零に近づけることが要求される。
の波長分散（Chromatic Dispersion）の影響による信号
波形歪みが問題となり、高速化するには伝送路の波長分
散をできるだけ零に近づけることが要求される。
【０００４】一方、ＷＤＭ伝送では非線形現象による伝
送劣化がシステム性能を制限する要因としてある。ＷＤ
Ｍ伝送では非線形現象の１つである、四光波混合（FWM:
FourWave Mixing）が伝送劣化を招く大きな要因である
が、ＦＷＭ（四光波混合）は使用波長帯において、波長
分散が零に近いほど発生する確率が高くなる。対策とし
ては、光ファイバ自体の非線形性の軽減と、光ファイバ
の波長分散を零から遠ざけることが有効であるとされ
る。
送劣化がシステム性能を制限する要因としてある。ＷＤ
Ｍ伝送では非線形現象の１つである、四光波混合（FWM:
FourWave Mixing）が伝送劣化を招く大きな要因である
が、ＦＷＭ（四光波混合）は使用波長帯において、波長
分散が零に近いほど発生する確率が高くなる。対策とし
ては、光ファイバ自体の非線形性の軽減と、光ファイバ
の波長分散を零から遠ざけることが有効であるとされ
る。
【０００５】このように、波長分散に対する要求はＴＤ
ＭとＷＤＭでは相反しており、長距離大容量高速化伝送
を成立させるために、分散マネージメントと呼ばれる、
光伝送路自体に分散補償機能を持たせる方法が採用され
る場合があり、このような目的で作られたファイバはＤ
ＭＦ（Dispersion Management Fiber ）と呼ばれる。即
ち、個々の光伝送路自体の波長分散を零でない値にしな
がら、伝送路１区間としての波長分散を零に近づけるよ
うにする。また、使用可能な波長帯域を広げるために、
光伝送路全体としての波長分散スロープ（波長分散の変
化率）を低減することが望ましい。
ＭとＷＤＭでは相反しており、長距離大容量高速化伝送
を成立させるために、分散マネージメントと呼ばれる、
光伝送路自体に分散補償機能を持たせる方法が採用され
る場合があり、このような目的で作られたファイバはＤ
ＭＦ（Dispersion Management Fiber ）と呼ばれる。即
ち、個々の光伝送路自体の波長分散を零でない値にしな
がら、伝送路１区間としての波長分散を零に近づけるよ
うにする。また、使用可能な波長帯域を広げるために、
光伝送路全体としての波長分散スロープ（波長分散の変
化率）を低減することが望ましい。
【０００６】ＤＭＦは使用波長帯域で正と負の波長分散
を持つ少なくとも２種の光ファイバを組み合わせて接続
して形成する。図３（ａ）は、このようなハイブリッド
光伝送路の構成を概念図として示したもので、光増幅中
継器１００、１００間の伝送路の構成を示し、横軸は伝
送距離、縦軸に光信号パワーを記入している。光信号は
上流（図で左側）の光増幅中継器１００でパワーアップ
され、従来型シングルモードファイバ（SMF:Single Mod
e Fiber ）１０１に入射し、次第にパワーを落として、
下流に接続された分散補償ファイバ（DCF:Dispersion C
ompensating Fiber ）１０２に入射し、下流の（図で右
側）の光増幅中継器１００に至る。光信号はこの光増幅
中継器１００で増幅されて、（図示しない）次段の光フ
ァイバに送出される。
を持つ少なくとも２種の光ファイバを組み合わせて接続
して形成する。図３（ａ）は、このようなハイブリッド
光伝送路の構成を概念図として示したもので、光増幅中
継器１００、１００間の伝送路の構成を示し、横軸は伝
送距離、縦軸に光信号パワーを記入している。光信号は
上流（図で左側）の光増幅中継器１００でパワーアップ
され、従来型シングルモードファイバ（SMF:Single Mod
e Fiber ）１０１に入射し、次第にパワーを落として、
下流に接続された分散補償ファイバ（DCF:Dispersion C
ompensating Fiber ）１０２に入射し、下流の（図で右
側）の光増幅中継器１００に至る。光信号はこの光増幅
中継器１００で増幅されて、（図示しない）次段の光フ
ァイバに送出される。
【０００７】上記のＳＭＦおよびＤＣＦの波長分散（フ
ァイバの長さ１ｋｍ当たりの値として定義される）は同
図（ｂ）に示され、横軸の波長と縦軸の波長分散に対応
してプロットされている。常用される信号波長帯は、エ
ルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA:Erbium-Doped Fi
ber Amplifier ）の増幅波長帯である１．５５μｍ帯近
辺とされ、この信号波長帯で見ると、ＳＭＦ１０１の波
長分散は＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）近辺の正の値を持
ち、波長分散スロープは右肩上がりで正の値を持つ。
ァイバの長さ１ｋｍ当たりの値として定義される）は同
図（ｂ）に示され、横軸の波長と縦軸の波長分散に対応
してプロットされている。常用される信号波長帯は、エ
ルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA:Erbium-Doped Fi
ber Amplifier ）の増幅波長帯である１．５５μｍ帯近
辺とされ、この信号波長帯で見ると、ＳＭＦ１０１の波
長分散は＋２０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）近辺の正の値を持
ち、波長分散スロープは右肩上がりで正の値を持つ。
【０００８】同図（ｂ）に示されたＤＣＦの特性の１例
によれば、上記のＳＭＦに組み合わされるＤＣＦは波長
１．５５μｍ付近の信号波長帯で波長分散の値はほぼ−
４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）であり、波長分散スロープは
右肩下がりの負の値である。従ってＳＭＦ１０１とＤＣ
Ｆ１０２を或る長さ比で組み合わせれば、ハイブリッド
光伝送路として破線で示すように、波長１．５５μｍ付
近で波長分散が０の特性が得られ、更に、ＤＣＦ１０２
の波長分散スロープを適当な値に選べば、波長分散スロ
ープも０に近い（波長によって波長分散がほとんど変化
しない）特性が得られる。なお、本明細書では波長分散
値と波長分散スロープを一括して波長分散特性と呼び、
波長分散値と波長分散スロープの両者が共に正の値を持
つときに正の波長分散特性、両者が共に負の値を持つと
きに負の波長分散特性と呼び分ける。
によれば、上記のＳＭＦに組み合わされるＤＣＦは波長
１．５５μｍ付近の信号波長帯で波長分散の値はほぼ−
４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）であり、波長分散スロープは
右肩下がりの負の値である。従ってＳＭＦ１０１とＤＣ
Ｆ１０２を或る長さ比で組み合わせれば、ハイブリッド
光伝送路として破線で示すように、波長１．５５μｍ付
近で波長分散が０の特性が得られ、更に、ＤＣＦ１０２
の波長分散スロープを適当な値に選べば、波長分散スロ
ープも０に近い（波長によって波長分散がほとんど変化
しない）特性が得られる。なお、本明細書では波長分散
値と波長分散スロープを一括して波長分散特性と呼び、
波長分散値と波長分散スロープの両者が共に正の値を持
つときに正の波長分散特性、両者が共に負の値を持つと
きに負の波長分散特性と呼び分ける。
【０００９】このように、非零の波長分散を持つＳＭＦ
１０１と、このＳＭＦ１０１と逆符号の非零の分散特性
を持つＤＣＦ１０２を適当な長さで接続すれば、前記の
ＤＭＦが得られることになる。ここで１区間の長さが決
まれば、ＳＭＦとＤＣＦを組み合わせたＤＭＦ特性はＳ
ＭＦとＤＣＦの長さの比のみによって定まることにな
る。
１０１と、このＳＭＦ１０１と逆符号の非零の分散特性
を持つＤＣＦ１０２を適当な長さで接続すれば、前記の
ＤＭＦが得られることになる。ここで１区間の長さが決
まれば、ＳＭＦとＤＣＦを組み合わせたＤＭＦ特性はＳ
ＭＦとＤＣＦの長さの比のみによって定まることにな
る。
【００１０】光ファイバは水分の付着を防ぎ機械的な強
度を確保するために、製造直後に光ファイバのクラッド
の外周にプラスチック等の被覆が施される。被覆の程度
によりファイバ素線、ファイバ心線と呼ばれるが、ここ
では単芯の光ファイバを総称して素ファイバと呼ぶ。実
際に伝送路として使用するには、外部の環境変化や布設
時の外力等から素ファイバを保護するために、これらの
素ファイバを１本乃至複数本挿通して、その外周を補強
した光ケーブルが使用される。
度を確保するために、製造直後に光ファイバのクラッド
の外周にプラスチック等の被覆が施される。被覆の程度
によりファイバ素線、ファイバ心線と呼ばれるが、ここ
では単芯の光ファイバを総称して素ファイバと呼ぶ。実
際に伝送路として使用するには、外部の環境変化や布設
時の外力等から素ファイバを保護するために、これらの
素ファイバを１本乃至複数本挿通して、その外周を補強
した光ケーブルが使用される。
【００１１】光ケーブルの１例として、海底光ケーブル
の構造とケーブル化工程を、図５を参照して説明する。
図５は海底光ケーブルの構造の１例を模式的な斜視図と
して示している。中心部分はタイト型の光ファイバユニ
ット１で、複数本の光ファイバ心線（素光ファイバ）１
ａを撚り合わせた集合体を紫外線硬化型合成樹脂（例え
ば、紫外線硬化ウレタン）、あるいは熱可塑性合成樹脂
によって固めたものである。なお、上記のタイト型に代
わってルースチューブ型ユニットが使用されることもあ
る。
の構造とケーブル化工程を、図５を参照して説明する。
図５は海底光ケーブルの構造の１例を模式的な斜視図と
して示している。中心部分はタイト型の光ファイバユニ
ット１で、複数本の光ファイバ心線（素光ファイバ）１
ａを撚り合わせた集合体を紫外線硬化型合成樹脂（例え
ば、紫外線硬化ウレタン）、あるいは熱可塑性合成樹脂
によって固めたものである。なお、上記のタイト型に代
わってルースチューブ型ユニットが使用されることもあ
る。
【００１２】２は前記光ファイバユニット１を水圧から
保護するための耐圧層で、断面が扇形の分割個片（２
ａ、２ｂ、２ｃ）を３個縦沿えして組み合わせて使用し
ている。３はケーブルに加わる引張力に十分対応できる
ように、主として鋼線で形成される複数の抗張力線（３
ａ、３ｂ、３ｃ、・・・）を撚り合わせて構成した抗張
力線層３で図では１層とされている。この抗張力線層３
は１層または多層構造とされ、ケーブルの布設時の負荷
に十分耐える抗張力を付加し、かつ、障害等に対してケ
ーブルを保護する。４は前記抗張力線層３の結束と気密
を保ち、中継器への給電路となる金属チューブ層で、通
常、銅またはアルミ等からなる金属テープを縦添え溶接
して縮径し、チューブ状に形成したものである。また、
５及び６は海水との絶縁及び機械的保護を目的としてポ
リエチレン等で形成する絶縁シース層である。なお、図
では扇形断面の分割個片（２ａ、２ｂ、２ｃ）で耐圧層
を形成しているが、複数本の鋼線を撚り合わせて耐圧層
を形成する場合もある。
保護するための耐圧層で、断面が扇形の分割個片（２
ａ、２ｂ、２ｃ）を３個縦沿えして組み合わせて使用し
ている。３はケーブルに加わる引張力に十分対応できる
ように、主として鋼線で形成される複数の抗張力線（３
ａ、３ｂ、３ｃ、・・・）を撚り合わせて構成した抗張
力線層３で図では１層とされている。この抗張力線層３
は１層または多層構造とされ、ケーブルの布設時の負荷
に十分耐える抗張力を付加し、かつ、障害等に対してケ
ーブルを保護する。４は前記抗張力線層３の結束と気密
を保ち、中継器への給電路となる金属チューブ層で、通
常、銅またはアルミ等からなる金属テープを縦添え溶接
して縮径し、チューブ状に形成したものである。また、
５及び６は海水との絶縁及び機械的保護を目的としてポ
リエチレン等で形成する絶縁シース層である。なお、図
では扇形断面の分割個片（２ａ、２ｂ、２ｃ）で耐圧層
を形成しているが、複数本の鋼線を撚り合わせて耐圧層
を形成する場合もある。
【００１３】このようなケーブル化作業は数次の工程に
分けて行われる。中心部分のタイト型の光ファイバユニ
ット１の形成が１工程で行われ、光ファイバユニット１
は一度ドラムに巻き取られる。次いで光ファイバユニッ
ト１を中心にして、耐圧層２、抗張力線層３、金属チュ
ーブ層４等が形成され、更に、絶縁シース層５、６が金
属チューブ層４の外側に形成される。数工程に分かれた
ケーブル化工程で、素ファイバや光ファイバユニット等
はドラムから巻き戻されて張力を掛けた状態で保持さ
れ、加工が進むに従い、再度ドラム等に巻き取られて行
く。工程毎にケーブル化されない端末部分が発生し、そ
の都度素ファイバの端末は切り取られ、捨てられて行
く。更に、安定したケーブル化工程の条件出しのため消
費される素ファイバもある。
分けて行われる。中心部分のタイト型の光ファイバユニ
ット１の形成が１工程で行われ、光ファイバユニット１
は一度ドラムに巻き取られる。次いで光ファイバユニッ
ト１を中心にして、耐圧層２、抗張力線層３、金属チュ
ーブ層４等が形成され、更に、絶縁シース層５、６が金
属チューブ層４の外側に形成される。数工程に分かれた
ケーブル化工程で、素ファイバや光ファイバユニット等
はドラムから巻き戻されて張力を掛けた状態で保持さ
れ、加工が進むに従い、再度ドラム等に巻き取られて行
く。工程毎にケーブル化されない端末部分が発生し、そ
の都度素ファイバの端末は切り取られ、捨てられて行
く。更に、安定したケーブル化工程の条件出しのため消
費される素ファイバもある。
【００１４】このように各ケーブル化工程で切り取られ
る素ファイバの長さはかなり長くなるが、各工程でどの
程度の長さが必要かは経験的に推定でき、切断される長
さの全長である合計切断長はかなり良い精度で推定でき
る。しかし、ある工程でどちらの端末が切り取られるか
は、そのときのドラム等の巻き取り状態（それまでに何
回ドラム等に巻きとられたか）で定まり、製造工程が時
に変更になったり、途中に特別の検査工程が挿入された
りすると、どちらの端末で切り取られるかは、初めから
予測はできない。
る素ファイバの長さはかなり長くなるが、各工程でどの
程度の長さが必要かは経験的に推定でき、切断される長
さの全長である合計切断長はかなり良い精度で推定でき
る。しかし、ある工程でどちらの端末が切り取られるか
は、そのときのドラム等の巻き取り状態（それまでに何
回ドラム等に巻きとられたか）で定まり、製造工程が時
に変更になったり、途中に特別の検査工程が挿入された
りすると、どちらの端末で切り取られるかは、初めから
予測はできない。
【００１５】図４を参照してＤＭＦの形成方法を説明す
る。図４（ａ）は増幅中継器１００、１００間に往復の
素ファイバ２本を連結した基本図を示し、同図（ｂ）は
ケーブル化工程で素ファイバの端末が切り取られても、
ＤＭＦの分散特性への影響を少なくする方法を説明図と
して模式的に描いている。
る。図４（ａ）は増幅中継器１００、１００間に往復の
素ファイバ２本を連結した基本図を示し、同図（ｂ）は
ケーブル化工程で素ファイバの端末が切り取られても、
ＤＭＦの分散特性への影響を少なくする方法を説明図と
して模式的に描いている。
【００１６】前述のように波長分散とそのスロープは素
ファイバの長さ１ｋｍ当たりで定義されているので、Ｄ
ＭＦを構成するＳＭＦ１０１とＤＣＦ１０２の波長分散
によって中継器間の距離である中継区間長Ｌが決まれ
ば、全体の波長分散を０とするそれぞれの長さＬＡ、Ｌ
Ｂは計算できる。又、後述するように光信号の伝送方向
はＳＭＦ１０１側を上流端とされる。
ファイバの長さ１ｋｍ当たりで定義されているので、Ｄ
ＭＦを構成するＳＭＦ１０１とＤＣＦ１０２の波長分散
によって中継器間の距離である中継区間長Ｌが決まれ
ば、全体の波長分散を０とするそれぞれの長さＬＡ、Ｌ
Ｂは計算できる。又、後述するように光信号の伝送方向
はＳＭＦ１０１側を上流端とされる。
【００１７】従って、図４（ｂ）に示すように、ケーブ
ルとしての最終必要長さより少し短く、所定の長さ比の
ＬＡ１、ＬＢ１のＳＭＦ１０１とＤＣＦ１０２を接続し
た後、絶対値が比較的小さい波長分散を持つ付加ファイ
バ（１０５〜１０８）をＳＭＦ（１０１、１０３）の上
流端及びＤＣＦ（１０２、１０４）の下流端に接続し
て、ケーブル化工程では付加ファイバ（１０５〜１０
８）が切断され、中間のＳＭＦ（１０１、１０３）とＤ
ＣＦ（１０２、１０４）は無傷で残す方法が提案されて
いる。
ルとしての最終必要長さより少し短く、所定の長さ比の
ＬＡ１、ＬＢ１のＳＭＦ１０１とＤＣＦ１０２を接続し
た後、絶対値が比較的小さい波長分散を持つ付加ファイ
バ（１０５〜１０８）をＳＭＦ（１０１、１０３）の上
流端及びＤＣＦ（１０２、１０４）の下流端に接続し
て、ケーブル化工程では付加ファイバ（１０５〜１０
８）が切断され、中間のＳＭＦ（１０１、１０３）とＤ
ＣＦ（１０２、１０４）は無傷で残す方法が提案されて
いる。
【００１８】計算上は、各付加ファイバ（１０５〜１０
８）の長さを合計切断長としておけば、素ファイバの片
側のみが切り取られても中間のＳＭＦ１０１とＤＣＦ１
０２は無傷で残り、付加ファイバは合計切断長が残るこ
とになる。このようにケーブル化で端末を切断した後残
る付加ファイバ（１０５〜１０８）の長さは合計切断長
と等しい値となり、図４（ｂ）でＬＡ１＋ＬＢ１＋ＬＣ
をＬに等しくすればよい。この式から付加ファイバの特
性も予め計算に入れてＤＭＦを構成することができる。
８）の長さを合計切断長としておけば、素ファイバの片
側のみが切り取られても中間のＳＭＦ１０１とＤＣＦ１
０２は無傷で残り、付加ファイバは合計切断長が残るこ
とになる。このようにケーブル化で端末を切断した後残
る付加ファイバ（１０５〜１０８）の長さは合計切断長
と等しい値となり、図４（ｂ）でＬＡ１＋ＬＢ１＋ＬＣ
をＬに等しくすればよい。この式から付加ファイバの特
性も予め計算に入れてＤＭＦを構成することができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ケーブ
ル完成長が定められている場合、各ケーブル製造工程で
必要とする切断長はかなり良い精度で決定できるので、
切断長の総計はおのずと明確になり、ＤＭＦを設計でき
る。付加ケーブルの長さは合計切断長を要するので、Ｓ
ＭＦとＤＣＦの長さ合計（ＬＡ１＋ＬＢ１）を中継区間
長Ｌより短くする必要が生じ、分散特性の悪化が懸念さ
れる。この対策として、両端の切断長が等しくなるよう
に各工程の切断端を指定すれば、分散特性は基本設計値
が得られるが、ときにケーブルを巻き返して切断する必
要が生じ、工数増加によるコストの上昇を招くと言う問
題がある。
ル完成長が定められている場合、各ケーブル製造工程で
必要とする切断長はかなり良い精度で決定できるので、
切断長の総計はおのずと明確になり、ＤＭＦを設計でき
る。付加ケーブルの長さは合計切断長を要するので、Ｓ
ＭＦとＤＣＦの長さ合計（ＬＡ１＋ＬＢ１）を中継区間
長Ｌより短くする必要が生じ、分散特性の悪化が懸念さ
れる。この対策として、両端の切断長が等しくなるよう
に各工程の切断端を指定すれば、分散特性は基本設計値
が得られるが、ときにケーブルを巻き返して切断する必
要が生じ、工数増加によるコストの上昇を招くと言う問
題がある。
【００２０】また、この方法では、両端に付加する波長
分散の絶対値の比較的少ないファイバとして、負の分散
と比較的大きな正の波長分散スロープを持つ非零分散シ
フトファイバ（NZ-DSF:Non-Zero Dispersion Shifted F
iber）等を使用するので、全体の波長分散スロープは正
側にシフトすることになる。これは現在のＤＭＦが技術
的の理由により、僅かに正の波長分散スロープが残る傾
向が有ることから、スロープの正の増加傾向を助長し、
波長分散特性の劣化原因となり問題となっている。
分散の絶対値の比較的少ないファイバとして、負の分散
と比較的大きな正の波長分散スロープを持つ非零分散シ
フトファイバ（NZ-DSF:Non-Zero Dispersion Shifted F
iber）等を使用するので、全体の波長分散スロープは正
側にシフトすることになる。これは現在のＤＭＦが技術
的の理由により、僅かに正の波長分散スロープが残る傾
向が有ることから、スロープの正の増加傾向を助長し、
波長分散特性の劣化原因となり問題となっている。
【００２１】本発明はケーブル化工程でケーブルの巻き
返しを不要として経済性を向上し、分散特性を悪化させ
ないために提案され、ケーブルの製造工程中に光ファイ
バの端部が任意長切り取られても、所定の波長分散値と
分散のスロープを確保することを目的とする。
返しを不要として経済性を向上し、分散特性を悪化させ
ないために提案され、ケーブルの製造工程中に光ファイ
バの端部が任意長切り取られても、所定の波長分散値と
分散のスロープを確保することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点を解決するために、信号波長帯の波長分散特性が所
定の値を持ち、且つ、所定の中継区間長を持つＤＭＦを
構成する、長手方向に波長分散特性が変化する光ファイ
バであって、光ファイバの上流端に接続された、正の波
長分散特性を有するＳＭＦである素ファイバと、ＳＭＦ
である素ファイバの下流端に接続された、負の波長分散
特性を有するＤＣＦである素ファイバと、ＤＣＦである
素ファイバの下流端に接続された、正の波長分散特性を
有するＳＭＦである付加ファイバと、を備えた光ファイ
バを提供する。
題点を解決するために、信号波長帯の波長分散特性が所
定の値を持ち、且つ、所定の中継区間長を持つＤＭＦを
構成する、長手方向に波長分散特性が変化する光ファイ
バであって、光ファイバの上流端に接続された、正の波
長分散特性を有するＳＭＦである素ファイバと、ＳＭＦ
である素ファイバの下流端に接続された、負の波長分散
特性を有するＤＣＦである素ファイバと、ＤＣＦである
素ファイバの下流端に接続された、正の波長分散特性を
有するＳＭＦである付加ファイバと、を備えた光ファイ
バを提供する。
【００２３】また、この光ファイバの付加ファイバの長
さは５ｋｍ以下の所定の長さとされ、さらに、ＳＭＦで
ある素ファイバの実効断面積が５０μｍ2 以上であり、
付加ファイバの実効断面積が前記ＳＭＦである素ファイ
バの実効断面積と同等またはそれより小さく、且つ、５
０μｍ2 以上である光ファイバを提供する。
さは５ｋｍ以下の所定の長さとされ、さらに、ＳＭＦで
ある素ファイバの実効断面積が５０μｍ2 以上であり、
付加ファイバの実効断面積が前記ＳＭＦである素ファイ
バの実効断面積と同等またはそれより小さく、且つ、５
０μｍ2 以上である光ファイバを提供する。
【００２４】別の形式の発明として、信号波長帯の波長
分散特性が所定の値を持ち、且つ、所定の中継区間長を
持つＤＭＦを構成する、長手方向に波長分散特性が変化
する光ファイバであって、光ファイバの上流端に接続さ
れた、正の波長分散特性を有するＳＭＦと波長分散特性
が類似で、所定の長さの第１の付加ファイバと、第１の
付加ファイバの下流端に接続された、正の波長分散特性
を有するＳＭＦである素ファイバと、ＳＭＦである素フ
ァイバの下流端に接続された、負の波長分散特性を有す
るＤＣＦである素ファイバと、ＤＣＦである素ファイバ
の下流端に接続された、正の波長分散特性を有するＳＭ
Ｆと波長分散特性が類似で所定の長さの第２の付加ファ
イバと、を備えた光ファイバを提供する。
分散特性が所定の値を持ち、且つ、所定の中継区間長を
持つＤＭＦを構成する、長手方向に波長分散特性が変化
する光ファイバであって、光ファイバの上流端に接続さ
れた、正の波長分散特性を有するＳＭＦと波長分散特性
が類似で、所定の長さの第１の付加ファイバと、第１の
付加ファイバの下流端に接続された、正の波長分散特性
を有するＳＭＦである素ファイバと、ＳＭＦである素フ
ァイバの下流端に接続された、負の波長分散特性を有す
るＤＣＦである素ファイバと、ＤＣＦである素ファイバ
の下流端に接続された、正の波長分散特性を有するＳＭ
Ｆと波長分散特性が類似で所定の長さの第２の付加ファ
イバと、を備えた光ファイバを提供する。
【００２５】又、第１および第２の両付加ファイバの長
さを５ｋｍ以下の所定の長さとすること、及び、ＳＭＦ
である素ファイバの実効断面積が５０μｍ2 以上であ
り、第１及び第２の付加ファイバの実効断面積がＳＭＦ
である素ファイバの実効断面積と同等またはそれより小
さく、且つ、５０μｍ2 以上である光ファイバを提供す
る。
さを５ｋｍ以下の所定の長さとすること、及び、ＳＭＦ
である素ファイバの実効断面積が５０μｍ2 以上であ
り、第１及び第２の付加ファイバの実効断面積がＳＭＦ
である素ファイバの実効断面積と同等またはそれより小
さく、且つ、５０μｍ2 以上である光ファイバを提供す
る。
【００２６】さらにまた、本発明は、上記の発明にかか
る光ファイバの複数本を並列して挿通した光ケーブルも
提供する。
る光ファイバの複数本を並列して挿通した光ケーブルも
提供する。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態である光ファ
イバの構造例を図１により説明する。図１は非零の波長
分散を持つＳＭＦと、このＳＭＦと逆符号の分散特性を
持つＤＣＦを適当な長さで接続したＤＭＦの原理と構成
方法を模式的に示したもので、図（ａ）は素ファイバの
長さ比を求める原理図を、図（ｂ）、（ｃ）はケーブル
化工程で端末の切断に対応する方法を示す模式図であ
る。
イバの構造例を図１により説明する。図１は非零の波長
分散を持つＳＭＦと、このＳＭＦと逆符号の分散特性を
持つＤＣＦを適当な長さで接続したＤＭＦの原理と構成
方法を模式的に示したもので、図（ａ）は素ファイバの
長さ比を求める原理図を、図（ｂ）、（ｃ）はケーブル
化工程で端末の切断に対応する方法を示す模式図であ
る。
【００２８】図１（ａ）で、中継区間長Ｌ（ｋｍ）の２
台の光中継増幅器１０、１０の間に伝送方向が逆の２本
のＤＭＦ素ファイバを接続した場合を示している。上の
素ファイバは左から右に信号を伝送し、下は右から左に
伝送する。今後、非零の波長分散を持つＳＭＦで代表さ
れる、信号波長帯である１．５５μｍ帯付近で波長分散
が正の値を持ち、波長分散スロープは右肩上がりで正の
値を持つファイバを＋Ｄファイバと略記し、ＤＣＦと呼
ばれる波長分散の値が負で、波長分散スロープも右肩下
がりの負の値を持つファイバを−Ｄファイバと略記す
る。即ち、＋Ｄファイバと−Ｄファイバを接続したハイ
ブリッドファイバで波長分散０、スロープ０の特性のＤ
ＭＦを形成する方策を探ることになる。なお、通常は上
記のように波長分散０、スロープ０を目的とし、本明細
書でも０として説明するが、特殊の要求により波長分
散、スロープ共０も含む所定の値とされる場合もある。
台の光中継増幅器１０、１０の間に伝送方向が逆の２本
のＤＭＦ素ファイバを接続した場合を示している。上の
素ファイバは左から右に信号を伝送し、下は右から左に
伝送する。今後、非零の波長分散を持つＳＭＦで代表さ
れる、信号波長帯である１．５５μｍ帯付近で波長分散
が正の値を持ち、波長分散スロープは右肩上がりで正の
値を持つファイバを＋Ｄファイバと略記し、ＤＣＦと呼
ばれる波長分散の値が負で、波長分散スロープも右肩下
がりの負の値を持つファイバを−Ｄファイバと略記す
る。即ち、＋Ｄファイバと−Ｄファイバを接続したハイ
ブリッドファイバで波長分散０、スロープ０の特性のＤ
ＭＦを形成する方策を探ることになる。なお、通常は上
記のように波長分散０、スロープ０を目的とし、本明細
書でも０として説明するが、特殊の要求により波長分
散、スロープ共０も含む所定の値とされる場合もある。
【００２９】一般にＤＣＦはコアへの添加物濃度が高
く、且つコアの実効断面積（Ａｅｆｆ）が小さいため非
線形性が高くなる。ここに実効断面積（Ａｅｆｆ）は光
ファイバ中の電磁波の実効的な伝搬領域（の面積）を表
す数値である。従って、光増幅中継器１００で増幅され
た直後の光信号パワーの高い前半にＳＭＦ、又は、より
低損失の純石英コアファイバ（PSCF:Pure silica Core
fiber）を接続し、パワーの落ちた後半にＤＣＦを接続
すると非線形現象の発生を低減できる。図では光ファイ
バへ信号が入射する側を上流、出射する側を下流と呼ん
で区別する。
く、且つコアの実効断面積（Ａｅｆｆ）が小さいため非
線形性が高くなる。ここに実効断面積（Ａｅｆｆ）は光
ファイバ中の電磁波の実効的な伝搬領域（の面積）を表
す数値である。従って、光増幅中継器１００で増幅され
た直後の光信号パワーの高い前半にＳＭＦ、又は、より
低損失の純石英コアファイバ（PSCF:Pure silica Core
fiber）を接続し、パワーの落ちた後半にＤＣＦを接続
すると非線形現象の発生を低減できる。図では光ファイ
バへ信号が入射する側を上流、出射する側を下流と呼ん
で区別する。
【００３０】上流側（図で左側）に＋Ｄファイバ１１
を、次いで−Ｄファイバ１２を接続し、その長さをそれ
ぞれＬＡ、ＬＢとする。伝送方向が逆の下側のＤＭＦフ
ァイバは向きが逆になっただけで、＋Ｄファイバ１３、
−Ｄファイバ１４の長さは、やはりＬＡ、ＬＢで変わら
ない。
を、次いで−Ｄファイバ１２を接続し、その長さをそれ
ぞれＬＡ、ＬＢとする。伝送方向が逆の下側のＤＭＦフ
ァイバは向きが逆になっただけで、＋Ｄファイバ１３、
−Ｄファイバ１４の長さは、やはりＬＡ、ＬＢで変わら
ない。
【００３１】ＤＭＦは使用波長帯域で正と負の波長分散
を持つ少なくとも２種の光ファイバを組み合わせて接続
するか、又は、光ファイバ製造時に、１本の光ファイバ
中で長手方向に同様な波長分散の分布となるように形成
しても良い。本明細書では複数の素ファイバを接続して
ＤＭＦを形成すると述べている場合は、１本の光ファイ
バの製造過程で長手方向の波長分散特性を変化させ、素
ファイバ１本のみで形成されたＤＭＦを含むものとす
る。
を持つ少なくとも２種の光ファイバを組み合わせて接続
するか、又は、光ファイバ製造時に、１本の光ファイバ
中で長手方向に同様な波長分散の分布となるように形成
しても良い。本明細書では複数の素ファイバを接続して
ＤＭＦを形成すると述べている場合は、１本の光ファイ
バの製造過程で長手方向の波長分散特性を変化させ、素
ファイバ１本のみで形成されたＤＭＦを含むものとす
る。
【００３２】次に、形成されたＤＭＦの波長分散と波長
分散スロープを求める。中継区間長Ｌ（ｋｍ）、＋Ｄフ
ァイバ１０１の長さをＬＡ（ｋｍ）、波長分散をＤＡ
（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、波長分散スロープをＤａ（ｐｓ
／ｎｍ2／ｋｍ ）とし、−Ｄファイバ１０２の長さをＬ
Ｂ（ｋｍ）、波長分散が負の値のＤＢ（ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍ）、波長分散スロープも負の値のＤｂ（ｐｓ／ｎｍ2
／ｋｍ ）とする。
分散スロープを求める。中継区間長Ｌ（ｋｍ）、＋Ｄフ
ァイバ１０１の長さをＬＡ（ｋｍ）、波長分散をＤＡ
（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、波長分散スロープをＤａ（ｐｓ
／ｎｍ2／ｋｍ ）とし、−Ｄファイバ１０２の長さをＬ
Ｂ（ｋｍ）、波長分散が負の値のＤＢ（ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍ）、波長分散スロープも負の値のＤｂ（ｐｓ／ｎｍ2
／ｋｍ ）とする。
【００３３】＋Ｄファイバと−Ｄファイバを接続したハ
イブリッドファイバの波長分散が中継区間全体で０、ま
た、波長分散スロープも同様に０となればよいから、
｛（ＤＡ×ＬＡ）＋（ＤＢ×ＬＢ）｝／Ｌ＝０の式から
ＬＡ、ＬＢを求め、｛（Ｄａ×ＬＡ）＋（Ｄｂ×Ｌ
Ｂ）｝／Ｌ＝０になるようなＤａおよびＤｂ、または、
なるべく０に近くなるＤａおよびＤｂを選択する。
イブリッドファイバの波長分散が中継区間全体で０、ま
た、波長分散スロープも同様に０となればよいから、
｛（ＤＡ×ＬＡ）＋（ＤＢ×ＬＢ）｝／Ｌ＝０の式から
ＬＡ、ＬＢを求め、｛（Ｄａ×ＬＡ）＋（Ｄｂ×Ｌ
Ｂ）｝／Ｌ＝０になるようなＤａおよびＤｂ、または、
なるべく０に近くなるＤａおよびＤｂを選択する。
【００３４】ここで、具体的な数値で計算してみる。１
例として、中継区間長Ｌ＝４５ｋｍ、ＤＡ＝＋２０（ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍ）、Ｄａ＝＋０．０６（ｐｓ／ｎｍ2／
ｋｍ）、−ＤＢ＝−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、Ｄｂ＝
−０．１２（ ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ）とし、波長分散０の
条件からＬＡ＝３０（ｋｍ）、ＬＢ＝１５（ｋｍ）を得
る。即ち、この長さを代入すれば波長分散＝｛（＋２０
×３０）＋（−４０×１５）｝／４５＝０（ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍ）が成立する。次に、このＬＡ、ＬＢの長さで、
波長分散スロープを求める。スロープ＝｛（＋０．０６
×３０）＋（−０．１２×１５）｝／４５＝０（ｐｓ／
ｎｍ2／ｋｍ）となり、理想的なＤＭＦが得られる。こ
れがＤＭＦの基本設計値であって、ケーブル化工程でフ
ァイバ端が切り取られても、この基本設計値からの乖離
を少なくする必要がある。
例として、中継区間長Ｌ＝４５ｋｍ、ＤＡ＝＋２０（ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍ）、Ｄａ＝＋０．０６（ｐｓ／ｎｍ2／
ｋｍ）、−ＤＢ＝−４０（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、Ｄｂ＝
−０．１２（ ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ）とし、波長分散０の
条件からＬＡ＝３０（ｋｍ）、ＬＢ＝１５（ｋｍ）を得
る。即ち、この長さを代入すれば波長分散＝｛（＋２０
×３０）＋（−４０×１５）｝／４５＝０（ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍ）が成立する。次に、このＬＡ、ＬＢの長さで、
波長分散スロープを求める。スロープ＝｛（＋０．０６
×３０）＋（−０．１２×１５）｝／４５＝０（ｐｓ／
ｎｍ2／ｋｍ）となり、理想的なＤＭＦが得られる。こ
れがＤＭＦの基本設計値であって、ケーブル化工程でフ
ァイバ端が切り取られても、この基本設計値からの乖離
を少なくする必要がある。
【００３５】本発明の１例が同図（ｂ）に示されてい
る。図は中継区間長ＬのＤＭＦを形成する素ファイバを
模式的に示している。図の２本の素ファイバは同図
（ａ）の素ファイバに対応する。２本のＤＭＦは上流側
から見れば同一な構成で、上側のＤＭＦは長さＬＡの＋
Ｄファイバ１１、長さＬＢの−Ｄファイバ１２、ケーブ
ル化工程で切り取られる合計切断長ＬＤに等しい長さを
持つ付加ファイバ１５で構成される。下側も＋Ｄファイ
バ１３、−Ｄファイバ１４、付加ファイバ１６で構成さ
れる。
る。図は中継区間長ＬのＤＭＦを形成する素ファイバを
模式的に示している。図の２本の素ファイバは同図
（ａ）の素ファイバに対応する。２本のＤＭＦは上流側
から見れば同一な構成で、上側のＤＭＦは長さＬＡの＋
Ｄファイバ１１、長さＬＢの−Ｄファイバ１２、ケーブ
ル化工程で切り取られる合計切断長ＬＤに等しい長さを
持つ付加ファイバ１５で構成される。下側も＋Ｄファイ
バ１３、−Ｄファイバ１４、付加ファイバ１６で構成さ
れる。
【００３６】今、ケーブル化工程の合計切断長を１．５
ｋｍとすると、−Ｄファイバの下流側に付加される付加
ファイバ１５、１６の長ｓは１．５ｋｍとなる。付加フ
ァイバ１５、１６は波長分散特性が＋Ｄファイバと同一
のファイバを使用する。＋Ｄファイバ１１の長さは３０
ｋｍ、−Ｄファイバの長さは１５ｋｍの基本設計値であ
り、これに付加ファイバ１５、１６の各１．５ｋｍ（Ｌ
Ｄ）が付加されることになる。＋Ｄファイバの長さは合
計３１．５ｋｍとなる。ケーブル化工程で素ファイバの
端部をどのような切り方で１．５ｋｍ切り取っても、＋
Ｄファイバのみが１．５ｋｍ切り取られる。従って、＋
Ｄファイバ１１と付加ファイバ１５の合計残り長さは３
０ｋｍ、−Ｄファイバが切断されることは無いから、そ
の長さは１５ｋｍで設計基本値そのままである。波長分
散、スロープの値は勿論０で変化しない。ケーブル化工
程後もＤＭＦとして理想的な波長分散特性を保持してい
ることが分かる。
ｋｍとすると、−Ｄファイバの下流側に付加される付加
ファイバ１５、１６の長ｓは１．５ｋｍとなる。付加フ
ァイバ１５、１６は波長分散特性が＋Ｄファイバと同一
のファイバを使用する。＋Ｄファイバ１１の長さは３０
ｋｍ、−Ｄファイバの長さは１５ｋｍの基本設計値であ
り、これに付加ファイバ１５、１６の各１．５ｋｍ（Ｌ
Ｄ）が付加されることになる。＋Ｄファイバの長さは合
計３１．５ｋｍとなる。ケーブル化工程で素ファイバの
端部をどのような切り方で１．５ｋｍ切り取っても、＋
Ｄファイバのみが１．５ｋｍ切り取られる。従って、＋
Ｄファイバ１１と付加ファイバ１５の合計残り長さは３
０ｋｍ、−Ｄファイバが切断されることは無いから、そ
の長さは１５ｋｍで設計基本値そのままである。波長分
散、スロープの値は勿論０で変化しない。ケーブル化工
程後もＤＭＦとして理想的な波長分散特性を保持してい
ることが分かる。
【００３７】別の方法として、図４（ｂ）と同様な付加
ファイバの接続でも、使用する光ファイバの特性によっ
ては、波長分散特性の変動を低減することができる。図
１（ｃ）に示すように、＋Ｄファイバと類似の波長分散
特性を有する＋Ｄ類似ファイバを上流端、下流端のそれ
ぞれに合計切断長ＬＤの長さの付加ファイバ（１７、１
８、１９、２０）として接続する。当初、両端の付加フ
ァイバの長さの合計は合計切断長ＬＤの２倍となるが、
ケーブル化工程で付加ファイバが合計切断長ＬＤだけ切
り取られ、付加ファイバはＬＤが残ることになる。従っ
て、同図（ｃ）の上側の素ファイバについては、付加フ
ァイバ（１８の残）と＋Ｄファイバ１１、−Ｄファイバ
１２、付加ファイバ（１７の残）の長さ合計（ＬＡ１＋
ＬＢ１＋ＬＤ）が中継区間長Ｌとなり、下側の素ファイ
バも同様な関係となる。
ファイバの接続でも、使用する光ファイバの特性によっ
ては、波長分散特性の変動を低減することができる。図
１（ｃ）に示すように、＋Ｄファイバと類似の波長分散
特性を有する＋Ｄ類似ファイバを上流端、下流端のそれ
ぞれに合計切断長ＬＤの長さの付加ファイバ（１７、１
８、１９、２０）として接続する。当初、両端の付加フ
ァイバの長さの合計は合計切断長ＬＤの２倍となるが、
ケーブル化工程で付加ファイバが合計切断長ＬＤだけ切
り取られ、付加ファイバはＬＤが残ることになる。従っ
て、同図（ｃ）の上側の素ファイバについては、付加フ
ァイバ（１８の残）と＋Ｄファイバ１１、−Ｄファイバ
１２、付加ファイバ（１７の残）の長さ合計（ＬＡ１＋
ＬＢ１＋ＬＤ）が中継区間長Ｌとなり、下側の素ファイ
バも同様な関係となる。
【００３８】中継区間長Ｌ、合計切断長ＬＤ、および、
＋Ｄ、−Ｄ両ファイバの分散特性は、図１（ａ）と同一
とし、付加ファイバ（１７〜２０）に使用する＋Ｄ類似
ファイバの波長分散は＋１９（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、波
長分散スロープ＋０．００６（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ ）と
する。
＋Ｄ、−Ｄ両ファイバの分散特性は、図１（ａ）と同一
とし、付加ファイバ（１７〜２０）に使用する＋Ｄ類似
ファイバの波長分散は＋１９（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、波
長分散スロープ＋０．００６（ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ ）と
する。
【００３９】ケーブル化後の波長分散を０とする＋Ｄ、
−Ｄ両ファイバの長さを求めると、＋Ｄファイバ（１
１、１３）が２８．５２５ｋｍ、−Ｄファイバ（１２、
１４）が１４．９７５ｋｍで（＋Ｄ類似ファイバの長さ
は１．５ｋｍ）、スロープは＋０．０００１（ｐｓ／ｎ
ｍ2／ｋｍ ）となる。同様の条件で図４（ｂ）に示すよ
うに、＋Ｄ類似ファイバの代わりに非零分散シフトファ
イバ（NZ-DSF）を接続すると、波長分散０のときの各フ
ァイバの長さは＋Ｄファイバ（１１、１３）が２９．０
７５ｋｍ、−Ｄファイバ（１２、１４）が１４．４２５
ｋｍで、スロープは−０．００３７（ｐｓ／ｎｍ2／ｋ
ｍ ）となる。
−Ｄ両ファイバの長さを求めると、＋Ｄファイバ（１
１、１３）が２８．５２５ｋｍ、−Ｄファイバ（１２、
１４）が１４．９７５ｋｍで（＋Ｄ類似ファイバの長さ
は１．５ｋｍ）、スロープは＋０．０００１（ｐｓ／ｎ
ｍ2／ｋｍ ）となる。同様の条件で図４（ｂ）に示すよ
うに、＋Ｄ類似ファイバの代わりに非零分散シフトファ
イバ（NZ-DSF）を接続すると、波長分散０のときの各フ
ァイバの長さは＋Ｄファイバ（１１、１３）が２９．０
７５ｋｍ、−Ｄファイバ（１２、１４）が１４．４２５
ｋｍで、スロープは−０．００３７（ｐｓ／ｎｍ2／ｋ
ｍ ）となる。
【００４０】この両者を比較すれば、波長分散の値は共
に０であるが、スロープは＋Ｄ類似ファイバでは＋０．
０００１であるのに対し、ＮＺ−ＤＳＦは−０．００３
７と非常に大きな値となっている。＋Ｄ類似ファイバ使
用の場合はスロープが僅かに基本設計値を上回るとは言
え、ＮＺ−ＤＳＦを接続するよりはるかに小さな変動で
済んでいる。この程度のスロープの変動であれば充分実
用となる。
に０であるが、スロープは＋Ｄ類似ファイバでは＋０．
０００１であるのに対し、ＮＺ−ＤＳＦは−０．００３
７と非常に大きな値となっている。＋Ｄ類似ファイバ使
用の場合はスロープが僅かに基本設計値を上回るとは言
え、ＮＺ−ＤＳＦを接続するよりはるかに小さな変動で
済んでいる。この程度のスロープの変動であれば充分実
用となる。
【００４１】素ファイバの両端に各種のファイバを接続
した場合のシミュレーションの結果が図２に表形式で示
されている。同図（ａ）にシミュレーションに使用した
各種ファイバの特性値を記入し、（ｂ）は各種の両端の
構成別にケーブル化後の切断済みのＤＭＦ用素ファイバ
の特性値を記載してある。表中、両側の切断長さにより
特性値が変化する組み合わせでは、＋Ｄファイバ側（上
流端）を０．５ｋｍ及び１ｋｍ切り取った場合の２種類
を掲載する。即ち、＋Ｄファイバ、−Ｄファイバの両端
をそのまま０．７５ｋｍづつ延長した場合、と下流端に
のみ＋Ｄファイバと類似の特性を持つファイバを接続し
た場合などが該当する。この場合、両端をそれぞれ０．
７５ｋｍ切断したときに波長分散が０となるよう、各フ
ァイバの切断前の長さを定めている。
した場合のシミュレーションの結果が図２に表形式で示
されている。同図（ａ）にシミュレーションに使用した
各種ファイバの特性値を記入し、（ｂ）は各種の両端の
構成別にケーブル化後の切断済みのＤＭＦ用素ファイバ
の特性値を記載してある。表中、両側の切断長さにより
特性値が変化する組み合わせでは、＋Ｄファイバ側（上
流端）を０．５ｋｍ及び１ｋｍ切り取った場合の２種類
を掲載する。即ち、＋Ｄファイバ、−Ｄファイバの両端
をそのまま０．７５ｋｍづつ延長した場合、と下流端に
のみ＋Ｄファイバと類似の特性を持つファイバを接続し
た場合などが該当する。この場合、両端をそれぞれ０．
７５ｋｍ切断したときに波長分散が０となるよう、各フ
ァイバの切断前の長さを定めている。
【００４２】同図（ｂ）の形式１ではＤＭＦの分散、ス
ロープ共に０となる基本設計値を示し、必要な＋Ｄファ
イバ、−Ｄファイバの長さが示されている。形式２で
は、ケーブル化の切断に対応するため素ファイバ（＋Ｄ
ファイバまたは−Ｄファイバ）の両端を単に０．７５ｋ
ｍづつ延長した場合、上流下流の切断長さの違いで対と
なる素ファイバの特性が正負反対の符号を持つことを示
す。また、形式４、５で＋Ｄ類似ファイバとＮＺ−ＤＳ
Ｆと＋Ｄ類似ファイバを両端に付けた場合の比較を行っ
ている。これは、図２（ｃ）を参考にして説明した事項
を再掲したものである。であり。さらに、形式６は下流
端にのみ＋Ｄファイバを付加する形式３のときに付加す
る＋Ｄファイバの代わりに＋Ｄ類似ファイバを使用した
ときの
ロープ共に０となる基本設計値を示し、必要な＋Ｄファ
イバ、−Ｄファイバの長さが示されている。形式２で
は、ケーブル化の切断に対応するため素ファイバ（＋Ｄ
ファイバまたは−Ｄファイバ）の両端を単に０．７５ｋ
ｍづつ延長した場合、上流下流の切断長さの違いで対と
なる素ファイバの特性が正負反対の符号を持つことを示
す。また、形式４、５で＋Ｄ類似ファイバとＮＺ−ＤＳ
Ｆと＋Ｄ類似ファイバを両端に付けた場合の比較を行っ
ている。これは、図２（ｃ）を参考にして説明した事項
を再掲したものである。であり。さらに、形式６は下流
端にのみ＋Ｄファイバを付加する形式３のときに付加す
る＋Ｄファイバの代わりに＋Ｄ類似ファイバを使用した
ときの
【００４３】図２（ｂ）から、最良の形式として、形式
３の下流端に１．５ｋｍの＋Ｄファイバを付加したもの
であり、総合の分散特性は変化しない。次に形式６の下
流端に１．５ｋｍの＋Ｄ類似ファイバを付加しても、誤
差は非常に小さい。このように、＋Ｄファイバに類似の
分散特性のファイバで有れば、分散特性に多少の差が有
っても充分使用できる。また、形式５の両端に１．５ｋ
ｍの＋Ｄ類似ファイバを付加したものでも、ＮＺ−ＤＳ
Ｆを使用するよりはるかに好結果を得ることが示されて
いる。
３の下流端に１．５ｋｍの＋Ｄファイバを付加したもの
であり、総合の分散特性は変化しない。次に形式６の下
流端に１．５ｋｍの＋Ｄ類似ファイバを付加しても、誤
差は非常に小さい。このように、＋Ｄファイバに類似の
分散特性のファイバで有れば、分散特性に多少の差が有
っても充分使用できる。また、形式５の両端に１．５ｋ
ｍの＋Ｄ類似ファイバを付加したものでも、ＮＺ−ＤＳ
Ｆを使用するよりはるかに好結果を得ることが示されて
いる。
【００４４】上記のように、ケーブル化に際して合計切
断長は１．５ｋｍとしてシミュレーションを行ったが、
実際の工程では多少余裕を持たせる必要がある。また、
ケーブル布設時および保守時にもケーブル端が切断され
ることもあるので、ここでも安全係数を考えねばならな
い。経験的に安全係数は３前後とされ、付加ファイバの
最大長は５ｋｍとすれば無難であり、ケーブル化工程の
都度ケーブル化工程の安定度等を勘案して５ｋｍ以下の
所定長として合計切断長を指定すればよい。
断長は１．５ｋｍとしてシミュレーションを行ったが、
実際の工程では多少余裕を持たせる必要がある。また、
ケーブル布設時および保守時にもケーブル端が切断され
ることもあるので、ここでも安全係数を考えねばならな
い。経験的に安全係数は３前後とされ、付加ファイバの
最大長は５ｋｍとすれば無難であり、ケーブル化工程の
都度ケーブル化工程の安定度等を勘案して５ｋｍ以下の
所定長として合計切断長を指定すればよい。
【００４５】ところで、通常伝送路として使用される光
ファイバの端末に接続される中継器等の機器類には、俗
にピッグテイルなどと呼ばれる、接続用の短い光ファイ
バを付属している場合が多い。このピッグテイルと光ケ
ーブルの素ファイバを接続することにより、機器と光フ
ァイバケーブルが接続される。このピッグテイルには従
来型単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）または類似のファ
イバが使用される。光ファイバ同士を接続する際、コア
の中心の横方向のズレ、端面間の距離、ファイバの角度
等の狂いによる接続損失が知られているが、両者の実効
断面積（Ａｅｆｆ）が異なる場合も接続損失が発生す
る。この実効断面積（Ａｅｆｆ）の違いに起因する接続
損失は接続技術で改善することは非常に困難であるの
で、なるべく実効断面積（Ａｅｆｆ）の値の近いファイ
バを用いることが望ましい。
ファイバの端末に接続される中継器等の機器類には、俗
にピッグテイルなどと呼ばれる、接続用の短い光ファイ
バを付属している場合が多い。このピッグテイルと光ケ
ーブルの素ファイバを接続することにより、機器と光フ
ァイバケーブルが接続される。このピッグテイルには従
来型単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）または類似のファ
イバが使用される。光ファイバ同士を接続する際、コア
の中心の横方向のズレ、端面間の距離、ファイバの角度
等の狂いによる接続損失が知られているが、両者の実効
断面積（Ａｅｆｆ）が異なる場合も接続損失が発生す
る。この実効断面積（Ａｅｆｆ）の違いに起因する接続
損失は接続技術で改善することは非常に困難であるの
で、なるべく実効断面積（Ａｅｆｆ）の値の近いファイ
バを用いることが望ましい。
【００４６】既に述べたように、負の分散を持つ分散補
償ファイバ（ＤＣＦ）は実効断面積（Ａｅｆｆ）が従来
型単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）よりも非常に小さ
い。従って、ＳＭＦと同程度の実効断面積（Ａｅｆｆ）
を持つファイバを光ケーブルの素ケーブルの両端に配置
すると、ピッグテイルとの接続損失を低下できる。図２
（ｂ）の形式３、５、６はいずれも素ファイバの両端に
ＳＭＦ相当の＋Ｄファイバ、または、＋Ｄ類似ファイバ
を使用するので、ピッグテイルの実効断面積（ほぼ５０
μｍ2）に近い実効断面積（Ａｅｆｆ）となり、接続損
失も低下する。光ケーブル用の素ファイバとしては、ケ
ーブル化時の端末切断の補償を主目的とする付加ケーブ
ルとして、＋Ｄまたは＋Ｄ類似ファイバの使用が、同時
にピッグテイルとの接続損失低減にも役立っている。
償ファイバ（ＤＣＦ）は実効断面積（Ａｅｆｆ）が従来
型単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）よりも非常に小さ
い。従って、ＳＭＦと同程度の実効断面積（Ａｅｆｆ）
を持つファイバを光ケーブルの素ケーブルの両端に配置
すると、ピッグテイルとの接続損失を低下できる。図２
（ｂ）の形式３、５、６はいずれも素ファイバの両端に
ＳＭＦ相当の＋Ｄファイバ、または、＋Ｄ類似ファイバ
を使用するので、ピッグテイルの実効断面積（ほぼ５０
μｍ2）に近い実効断面積（Ａｅｆｆ）となり、接続損
失も低下する。光ケーブル用の素ファイバとしては、ケ
ーブル化時の端末切断の補償を主目的とする付加ケーブ
ルとして、＋Ｄまたは＋Ｄ類似ファイバの使用が、同時
にピッグテイルとの接続損失低減にも役立っている。
【００４７】以上素ファイバの端末に付加ケーブルを付
ける方式を説明した。このようにして形成されたＤＭＦ
としての素ファイバのみでなく、ケーブルとしての完成
品も当然発明対象であり、海底光ケーブルの１例を説明
したが、本発明のＤＭＦ素ファイバと光ケーブルは海底
光ケーブルのみならず、広く、陸上その他の用途の光ケ
ーブルに適応可能である。
ける方式を説明した。このようにして形成されたＤＭＦ
としての素ファイバのみでなく、ケーブルとしての完成
品も当然発明対象であり、海底光ケーブルの１例を説明
したが、本発明のＤＭＦ素ファイバと光ケーブルは海底
光ケーブルのみならず、広く、陸上その他の用途の光ケ
ーブルに適応可能である。
【００４８】
【発明の効果】以上、説明したように本発明は、非零の
波長分散を持つＳＭＦと、このＳＭＦと逆符号の分散特
性を持つＤＣＦを適当な長さで接続して形成したＤＭＦ
の下流端、又は、両端末にＳＭＦまたはＳＭＦ類似の特
性を持つ素ファイバを接続しているので、ケーブル化工
程での端末切断後もＤＭＦとして最適の波長分散値及び
波長分散スロープを保ち得るので、ＴＤＭ／ＷＤＭ併用
方式に最適のケーブルを得ることができる。又、ケーブ
ル化工程で任意の端末を切断できるので、たとえ、工程
変更が有ってもケーブルの巻き返し等の必要が無く、工
数ロスの発生を防止して経済的なケーブルを供給でき
る。さらに、中継器等に付属の接続用光ケーブルとケー
ブル端末の実効断面積とを、ほぼ等しくできるので、接
続損失を低下できる効果も有する。
波長分散を持つＳＭＦと、このＳＭＦと逆符号の分散特
性を持つＤＣＦを適当な長さで接続して形成したＤＭＦ
の下流端、又は、両端末にＳＭＦまたはＳＭＦ類似の特
性を持つ素ファイバを接続しているので、ケーブル化工
程での端末切断後もＤＭＦとして最適の波長分散値及び
波長分散スロープを保ち得るので、ＴＤＭ／ＷＤＭ併用
方式に最適のケーブルを得ることができる。又、ケーブ
ル化工程で任意の端末を切断できるので、たとえ、工程
変更が有ってもケーブルの巻き返し等の必要が無く、工
数ロスの発生を防止して経済的なケーブルを供給でき
る。さらに、中継器等に付属の接続用光ケーブルとケー
ブル端末の実効断面積とを、ほぼ等しくできるので、接
続損失を低下できる効果も有する。
【図１】本発明の実施の形態であるＤＭＦの構成例を模
式的に示す図である。
式的に示す図である。
【図２】実地の数値により、ＤＦＭの数種の形式の分散
特性を計算し、表形式で優劣を示した図である。
特性を計算し、表形式で優劣を示した図である。
【図３】特性の異なる光ファイバを接続したハイブリッ
ド光伝送路の概念図である。
ド光伝送路の概念図である。
【図４】従来例のＤＭＦを模式的に示す図である。
【図５】海底光ケーブルの構造例を示す斜視図である。
５０、 海底光ケーブル、１ 光ファイバユニット、１
ａ 光ファイバ心線、２ 耐圧層、２ａ、２ｂ、２ｃ
分割個片、３ 抗張力線層、３ａ、３ｂ・・・ 鋼線
（抗張力線）、４ 金属チューブ層、５、６ 絶縁シー
ス層、１０、１００ 光増幅中継器、１１、１３、１
５、１６ ＋Ｄファイバ、１２、１４ −Ｄファイバ、
１７、１８、１９、２０ ＋Ｄ類似ファイバ、１５、１
６、１７、１８、１９、２０ 付加ファイバ、Ｌ 中継
区間長、ＬＡ ＋Ｄファイバの長さ、ＬＢ −Ｄファイ
バの長さ、ＬＣ、ＬＤ 付加ファイバの長さ（又は合計
切断長）、１０１、１０３ ＳＭＦ（従来型シングルモ
ードファイバ）、１０２、１０４ ＤＣＦ（分散補償フ
ァイバ）、
ａ 光ファイバ心線、２ 耐圧層、２ａ、２ｂ、２ｃ
分割個片、３ 抗張力線層、３ａ、３ｂ・・・ 鋼線
（抗張力線）、４ 金属チューブ層、５、６ 絶縁シー
ス層、１０、１００ 光増幅中継器、１１、１３、１
５、１６ ＋Ｄファイバ、１２、１４ −Ｄファイバ、
１７、１８、１９、２０ ＋Ｄ類似ファイバ、１５、１
６、１７、１８、１９、２０ 付加ファイバ、Ｌ 中継
区間長、ＬＡ ＋Ｄファイバの長さ、ＬＢ −Ｄファイ
バの長さ、ＬＣ、ＬＤ 付加ファイバの長さ（又は合計
切断長）、１０１、１０３ ＳＭＦ（従来型シングルモ
ードファイバ）、１０２、１０４ ＤＣＦ（分散補償フ
ァイバ）、
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 アキノ トーレス ホアン カルロス
東京都港区芝浦１丁目２番１号 株式会社
オーシーシー内
(72)発明者 岩下 寛子
東京都港区芝浦１丁目２番１号 株式会社
オーシーシー内
Ｆターム(参考） 2H050 AC09 AC81 AD01
Claims (8)
- 【請求項１】 信号波長帯の波長分散特性が所定の値を
持ち、且つ、所定の中継区間長を持つＤＭＦを構成す
る、長手方向に波長分散特性が変化する光ファイバであ
って、 前記光ファイバの上流端に接続された、正の波長分散特
性を有するＳＭＦである素ファイバと、 該ＳＭＦである素ファイバの下流端に接続された、負の
波長分散特性を有するＤＣＦである素ファイバと、 該ＤＣＦである素ファイバの下流端に接続された、正の
波長分散特性を有するＳＭＦである付加ファイバと、 を備えたことを特徴とする光ファイバ。 - 【請求項２】 前記光ファイバの前記付加ファイバの長
さは５ｋｍ以下の所定の長さとされたことを特徴とする
請求項１に記載の光ファイバ。 - 【請求項３】 前記ＳＭＦである素ファイバの実効断面
積が５０μｍ2 以上であり、前記付加ファイバの実効断
面積が前記ＳＭＦである素ファイバの前記実効断面積と
同等またはそれより小さく、且つ、５０μｍ2 以上であ
ることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。 - 【請求項４】 前記ＤＣＦである素ファイバの下流端に
接続された、正の波長分散特性を有するＳＭＦである前
記付加ファイバは、前記光ファイバの上流端に接続され
た、前記正の波長分散特性を有するＳＭＦである前記素
ファイバと、類似の正の波長分布特性を有することを特
徴とする請求項１に記載の光ファイバ。 - 【請求項５】 信号波長帯の波長分散特性が所定の値を
持ち、且つ、所定の中継区間長を持つＤＭＦを構成す
る、長手方向に波長分散特性が変化する光ファイバであ
って、 前記光ファイバの上流端に接続された、正の波長分散特
性を有するＳＭＦと波長分散特性が類似で、所定の長さ
の第１の付加ファイバと、 該第１の付加ファイバの下流端に接続された、正の波長
分散特性を有するＳＭＦである素ファイバと、 該ＳＭＦである素ファイバの下流端に接続された、負の
波長分散特性を有するＤＣＦである素ファイバと、 該ＤＣＦである素ファイバの下流端に接続された、正の
波長分散特性を有するＳＭＦと波長分散特性が類似で所
定の長さの第２の付加ファイバと、 を備えたことを特徴とする光ファイバ。 - 【請求項６】 前記第１および第２の両付加ファイバの
長さを５ｋｍ以下の所定の長さとすることを特徴とする
請求項５に記載の光ファイバ。 - 【請求項７】 前記ＳＭＦである素ファイバの実効断面
積が５０μｍ2 以上であり、前記第１及び第２の付加フ
ァイバの実効断面積が前記ＳＭＦである素ファイバの前
記実効断面積と同等またはそれより小さく、且つ、５０
μｍ2 以上であることを特徴とする請求項５に記載の光
ファイバ。 - 【請求項８】 複数本の請求項１又は／及び請求項５に
記載の光ファイバを並列して挿通したことを特徴とする
光ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001276988A JP2003084159A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 光ファイバおよび光ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001276988A JP2003084159A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 光ファイバおよび光ケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003084159A true JP2003084159A (ja) | 2003-03-19 |
Family
ID=19101604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001276988A Pending JP2003084159A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 光ファイバおよび光ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003084159A (ja) |
-
2001
- 2001-09-12 JP JP2001276988A patent/JP2003084159A/ja active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080801 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090903 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090908 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100112 |