JP2003232952A - 光ファイバおよびその光ファイバを用いた光通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｓ―ｂａｎｄからＬ−ｂａｎｄに至る波長帯
（主にＣ−ｂａｎｄ）において、ラマン増幅技術を利用
した波長分割多重伝送を実現する光ファイバを提供す
る。 【解決手段】 波長１．５５μｍにおける分散値を４ｐ
ｓ／ｎｍ／ｋｍ以上、波長１．５５μｍ帯の少なくとも
一部の設定波長帯における分散スロープを０．０５０ｐ
ｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下の正の値、長さ２ｍにおけるカッ
トオフ波長を１．５５μｍ以下、ゼロ分散波長を１．４
６μｍ以下、波長１３８５ｎｍ付近における伝送損失の
ピークを１．５ｄＢ／ｋm以下とする。屈折率プロファ
イルは、例えば最内層の第１ガラス層１の基準層６に対
する比屈折率差Δ１と内側から３層目の第３ガラス層３
の屈折率の基準層６に対する比屈折率差Δ３を正、内側
から２層目の第２ガラス層の基準層６に対する比屈折率
差Δ２を負とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重伝送
に適した光ファイバおよびその光ファイバを用いた光通
信システムに関するものである。

【０００２】

【背景技術】情報社会の発展により、通信情報量が飛躍
的に増大する傾向にあり、このような情報の増大化に伴
い、波長分割多重伝送が通信分野に広く受け入れられて
いる。波長分割多重伝送は、複数の波長の光を１本の光
ファイバで伝送する方式である。

【０００３】従来、エルビウム添加光ファイバの利得帯
域である波長１．５５μｍ帯（Ｃ−ｂａｎｄ）を中心と
する波長帯を上記波長分割多重伝送の伝送帯域とするこ
とが検討されてきたが、最近では、ラマン増幅技術の発
達が注目され、波長分割多重伝送の伝送帯域を拡大する
ことが検討されるようになった。

【０００４】ラマン増幅技術は、光ファイバに強い光
（励起光）を入射した際に起こる誘導ラマン散乱によっ
て励起光波長から１００ｎｍ程度長波長側にゲイン（利
得）が現れる現象を利用し、このように励起された状態
の光ファイバに上記利得を有する波長域の信号光を入射
してその信号光を増幅するという光信号の増幅方法であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ラマン
増幅技術を波長分割多重伝送に適用するために必要なラ
マン増幅器の技術は実用化まであと一歩のところまでき
ているが、ラマン増幅器を用いた高品質の波長分割多重
伝送を行う光ファイバの開発は十分に行われていなかっ
た。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、ラマン増幅技術を適
用した波長分割多重伝送に好適な光ファイバおよびその
光ファイバを用いた光通信システムを提供することにあ
る。

【０００７】つまり、本発明の光ファイバおよびその光
ファイバを用いた光通信システムは、主にＣ−ｂａｎｄ
帯（波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）における波長分
割多重伝送を可能とし、さらには、Ｓ−ｂａｎｄ帯（波
長１４６０ｎｍ〜１５３０ｎｍ）、Ｌ−ｂａｎｄ帯（波
長１５６５ｎｍ〜１６２０ｎｍ）を用いた波長分割多重
伝送をも可能とすることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明の光ファイ
バは、波長１．５５μｍにおける分散値を４ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍ以上、波長１．５５μｍ帯の少なくとも一部の設
定波長帯における分散スロープを０．０５０ｐｓ／ｎｍ
^２／ｋｍ以下の正の値、長さ２ｍにおけるカットオフ波
長を１．５５μｍ以下、ゼロ分散波長を１．４６μｍ以
下とし、波長１３８５ｎｍ付近における伝送損失のピー
クを１．５ｄＢ／ｋm以下とした構成をもって課題を解
決する手段としている。

【０００９】また、第２の発明の光ファイバは、上記第
１の発明の構成に加え、波長１．５μｍ帯の少なくとも
一部の設定波長帯における実効コア断面積を４０μm^２
〜６０μm^２とした構成をもって課題を解決する手段と
している。

【００１０】さらに、第３の発明の光ファイバは、上記
第１または第２の発明の構成に加え、波長１．５μｍ帯
における直径２０ｍｍの曲げ損失を５ｄＢ／ｍ以下とし
た構成をもって課題を解決する手段としている。

【００１１】さらに、第４の発明の光ファイバは、上記
第１または第２または第３の発明の構成に加え、長さ２
ｍにおけるカットオフ波長を１．４５μm以下とした構
成をもって課題を解決する手段としている。

【００１２】さらに、第５の発明の光ファイバは、上記
第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、波長
１．５μｍ帯の偏波モード分散を０．０８ｐｓ／√ｋｍ
以下とした構成をもって課題を解決する手段としてい
る。

【００１３】さらに、第６の発明の光ファイバは、波長
１．５５μｍにおける分散値を４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以
上、波長１．５５μｍ帯の少なくとも一部の設定波長帯
における分散スロープを０．０２５ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ
以下の正の値、長さ２ｍにおけるカットオフ波長を１．
５５μｍ以下、ゼロ分散波長を１．４６μｍ以下とし、
波長１３８５ｎｍ付近における伝送損失のピークを１．
５ｄＢ／ｋm以下とした構成をもって課題を解決する手
段としている。

【００１４】さらに、第７の発明の光ファイバは、上記
第６の発明の構成に加え、ゼロ分散波長を１．４０μm
以下とした構成をもって課題を解決する手段としてい
る。

【００１５】さらに、第８の発明の光ファイバは、上記
第６または第７の発明の構成に加え、波長１．５μｍ帯
の少なくとも一部の設定波長帯における実効コア断面積
を４５μm^２以下とした構成をもって課題を解決する手
段としている。

【００１６】さらに、第９の発明の光ファイバは、上記
代６または第７または第８の発明の構成に加え、波長
１．５μｍ帯における直径２０ｍｍの曲げ損失を５ｄＢ
／ｍ以下とした構成をもって課題を解決する手段として
いる。

【００１７】さらに、第１０の発明の光ファイバは、上
記第６乃至第９のいずれか一つの発明の構成に加え、長
さ２ｍにおけるカットオフ波長を１．４５μm以下とし
た構成をもって課題を解決する手段としている。

【００１８】さらに、第１１の発明の光ファイバは、上
記第６乃至第１０のいずれか一つの発明の構成に加え、
波長１．５μｍ帯の偏波モード分散を０．０８ｐｓ／√
ｋｍ以下とした構成をもって課題を解決する手段として
いる。

【００１９】さらに、第１２の発明の光ファイバは、上
記第１乃至第１１のいずれか一つの発明の構成に加え、
隣り合った層同士で組成の異なる多層のガラス層を有
し、これらのガラス層のうち屈折率分布の基準となる基
準層の内側に少なくとも３層のガラス層が形成されてい
る光ファイバであって、該光ファイバの最も内側に形成
されている第１ガラス層の最大屈折率と光ファイバの内
側から３層目の第３ガラス層の最大屈折率を前記基準層
の屈折率より高くし、前記光ファイバの内側から２層目
の第２ガラス層の最小屈折率を前記基準層の屈折率より
低くした構成をもって課題を解決する手段としている。

【００２０】さらに、第１３の発明の光ファイバは、上
記第１２の発明の構成に加え、前記第１ガラス層の基準
層に対する比屈折率差Δ１を０．３％以上０．８％以下
とし、第２ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ２を
−０．６％以上−０．０５％以下とし、第３ガラス層の
基準層に対する比屈折率差Δ３を０．０５％以上０．４
％以下の範囲とし第１ガラス層の直径ａを基準とした第
２ガラス層の直径比ｂ／ａを１．５以上２．２以下、第
１ガラス層の直径ａを基準とした第３ガラス層の直径比
ｃ／ａを２．２以上３．５以下の範囲とした構成をもっ
て課題を解決する手段としている。

【００２１】さらに、第１４の発明の光通信システム
は、上記第１乃至第１３のいずれか一つの発明の光ファ
イバを光伝送路として適用した構成をもって課題を解決
する手段としている。

【００２２】さらに、第１５の発明の光伝送システム
は、上記第１４の発明の構成に加え、前記光伝送路にラ
マン増幅器を接続した構成をもって課題を解決する手段
としている。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づき説明する。図１の（ａ）には本発明に係る光フ
ァイバの第１実施形態例の屈折率分布プロファイルが示
されており、同図の（ｂ）には、この光ファイバの断面
構成が示されている。

【００２４】本発明の光ファイバの屈折率分布のプロフ
ァイルとしては、様々な形態の屈折率プロファイルのも
のとすることが可能であるが、本実施形態例では、構造
が比較的単純で、屈折率構造の設計、制御がしやすい、
図１の（ａ）に示すような屈折率プロファイルを採用し
ている。

【００２５】本実施形態例の光ファイバは、隣り合った
層同士で組成の異なる多層（ここでは４層）のガラス層
（第１ガラス層１、第２ガラス層２、第３ガラス層３、
基準層６）を有しており、これらのガラス層は同図の
（ｂ）に示すように同心円状に形成されている。基準層
６は、上記４層のガラス層のうち屈折率分布の基準とな
る層であり、この基準層６の内側に、第１ガラス層１と
第２ガラス層２と第３ガラス層３の３層のガラス層が形
成されている。

【００２６】また、本実施形態例の光ファイバは、光フ
ァイバの最も内側に形成されている第１ガラス層１の最
大屈折率と内側から３層目の第３ガラス層３の最大屈折
率を基準層６の屈折率より高くし、内側から２層目の第
２ガラス層２の最小屈折率を基準層６の屈折率より低く
している。第１ガラス層１の屈折率分布形状はα乗を呈
している。

【００２７】また、本実施形態例の光ファイバは、第１
ガラス層１の基準層６に対する最大比屈折率差をΔ１、
第２ガラス層２の基準層６に対する最小比屈折率差をΔ
２、第３ガラス層３の基準層６に対する最大比屈折率差
をΔ３としたとき、Δ１>Δ３>Δ２と成している。

【００２８】なお、本明細書においては、第１ガラス層
の屈折率最大部の屈折率をｎ_１、第２ガラス層の屈折率
最小部の屈折率をｎ_２、第３ガラス層の屈折率最大部の
屈折率をｎ_３、基準層の屈折率をｎ_６としたとき、上記
各比屈折率差Δ１、Δ２、Δ３を以下の各式（１）〜
（３）により定義している。

【００２９】 Δ１＝｛（ｎ_１ ^２−ｎ_６ ^２）／２ｎ_６ ^２｝×１００・・・・・（１）

【００３０】 Δ２＝｛（ｎ_２ ^２−ｎ_６ ^２）／２ｎ_６ ^２｝×１００・・・・・（２）

【００３１】 Δ３＝｛（ｎ_３ ^２−ｎ_６ ^２）／２ｎ_６ ^２｝×１００・・・・・（３）

【００３２】また、第１ガラス層１の直径をａ、第２ガ
ラス層２の直径をｂ、第３ガラス層３の直径をｃとして
いる。

【００３３】本実施形態例の屈折率プロファイルにおい
て、各比屈折率差Δ１、Δ２、Δ３の値や各直径ａ、
ｂ、ｃの値は特に限定されるものではないが、以下の範
囲にすることが望ましく、本実施形態例は、これらの値
を適用している。

【００３４】つまり、比屈折率差Δ１は０．３％以上
０．８％以下、比屈折率差Δ２は−０．６％以上〜−
０．０５％以下、比屈折率差Δ３は０．０５％以上０．
４％以下の範囲としている。また、径の比は、直径ａを
基準とし、直径比ｂ／ａを１．５以上２．２以下、直径
比ｃ／ａを２．２以上３．５以下の範囲としている。

【００３５】さらに、本実施形態例の光ファイバは、波
長１．５５μｍにおける分散値を４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以
上、波長１．５５μｍ帯の少なくとも一部の設定波長帯
における分散スロープを０．０５０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ
以下の正の値（好ましくは０．０２５ｐｓ／ｎｍ^２／ｋ
ｍ以下の正の値）としている。

【００３６】さらに、本実施形態例の光ファイバは、長
さ２ｍにおけるカットオフ波長を１．５５μｍ以下（好
ましくは１．４５μm以下）、ゼロ分散波長を１．４６
μｍ以下（好ましくは１．４０μm以下）とし、波長１
３８５ｎｍ付近における伝送損失のピークを１．５ｄＢ
／ｋｍ以下としている。

【００３７】さらに、本実施形態例の光ファイバは、波
長１．５μｍ帯の少なくとも一部の設定波長帯における
実効コア断面積を４０μm^２〜６０μm^２（好ましくは４
５μm^２以下）とし、波長１．５μｍ帯における直径２
０ｍｍの曲げ損失を５ｄＢ／ｍ以下とし、波長１．５μ
ｍ帯の偏波モード分散を０．０８ｐｓ／√ｋｍ以下とし
ている。

【００３８】ところで、本発明者は、まず、主にＣ−ｂ
ａｎｄ帯における波長分割多重伝送を可能とするため
に、本実施形態例の構成を決定するにあたり、以下の検
討を行った。

【００３９】Ｃ−ｂａｎｄ帯（波長１５３０ｎｍ〜１５
６５ｎｍ）における信号光をラマン増幅する場合、一般
に、Ｃ−ｂａｎｄの最短波長（１５３０ｎｍ）の励起に
１４２０ｎｍ〜１４３０ｎｍ、最長波長（１５６５ｎ
ｍ）の励起に１４５５ｎｍ〜１４６５ｎｍの波長が適用
される。この際、それぞれの波長での励起光パワーの損
失偏差（損失値の最大値と最小値との差）を±１０％以
内にすることが望ましい。

【００４０】つまり、励起波長帯での伝送用光ファイバ
の損失偏差が±１０％以内であれば、光ファイバによっ
て、ほぼ一定の強度の励起光でラマン増幅を行うことが
できる。逆に、上記損失偏差が±１０％より大きい場合
は、例えば励起光パワーを光ファイバごとに個別に調整
する必要がある。この場合、ラマン増幅器の敷設に非常
に手間がかかることになる。

【００４１】図４の特性線ａには、波長１３８５ｎｍに
現れるＯＨ基損失ピーク値（光ファイバ内の水酸基濃度
に基づく損失ピーク値）と１４２０ｎｍ〜１４３０ｎｍ
のロス偏差との関係が示されており、同図の特性線ｂに
は、ＯＨ基損失ピーク値と１４５５ｎｍ〜１４６５ｎｍ
のロス偏差との関係が示されている。なお、この場合、
損失偏差は、それぞれの波長帯において波長が１０ｎｍ
変化したときのロス変動である。

【００４２】同図の特性線ａ、ｂから明らかなように、
伝送損失の波長依存性を考慮すると、１４２０ｎｍ〜１
４３０ｎｍおよび１４５５ｎｍ〜１４６５ｎｍの波長で
の伝送損失偏差を±１０％以内に押さえるためには、つ
まり、この場合、波長が１０ｎｍ変化したときのロス変
動を±１０％以内とするためには、ＯＨ基損失のピーク
値を１．５ｄＢ／ｋｍ以下に押さえればよいことがわか
る。

【００４３】図５の（ａ）には、ＯＨ基損失のピーク値
を１．５ｄＢ／ｋｍ以下に押さえた場合の光ファイバの
損失波長依存性が示されており、同図の（ｂ）には、Ｏ
Ｈ基損失のピーク値を１．５ｄＢ／ｋｍより大きくした
場合の、光ファイバの損失波長依存性が示されている。

【００４４】そこで、本実施形態例の光ファイバは、上
記の如く、光ファイバの波長１３８５ｎｍ付近における
伝送損失のピークを１．５ｄＢ／ｋｍ以下とした。した
がって、本実施形態例の光ファイバは、励起波長帯での
伝送用光ファイバの損失偏差が±１０％以内とすること
ができ、光ファイバによって、ほぼ一定の強度の励起光
でラマン増幅を行うことができる。

【００４５】また、ラマン増幅の利得係数は、光ファイ
バの実効コア断面積に反比例するので、実効コア断面積
が大きすぎると、ラマン増幅器の効率低下を招いてしま
う。そこで、本実施形態例の光ファイバは、波長１．５
μｍ帯の少なくとも一部の設定波長帯における実効コア
断面積を６０μm^２以下とした。よって、本発明の光フ
ァイバに分布型と定数型のどちらのラマン増幅を採用す
る際にも、ラマン増幅器の効率低下を抑制できる。

【００４６】なお、光ファイバの実効コア断面積が小さ
すぎると自己位相変調（ＳＰＭ）や相互位相変調（ＸＰ
Ｍ）といった非線形現象による信号光劣化が大きくなる
ので、本実施形態例の光ファイバは、実効コア断面積を
４０μm^２以上とした。したがって、本実施形態例の光
ファイバは、自己位相変調や相互位相変調による信号光
劣化を抑制できる。

【００４７】さらに、Ｃ−ｂａｎｄ伝送をする際、波長
１５５０ｎｍでの分散値があまり小さいと４光波混合等
の干渉が起こってしまう。そこで、本実施形態例の光フ
ァイバは、波長１５５０ｎｍでの分散値を４ｐｓ／ｎｍ
／ｋｍ以上とした。したがって、本実施形態例の光ファ
イバは４光波混合の干渉による信号光の波形歪みを抑制
できる。

【００４８】さらに、Ｃ−ｂａｎｄ伝送でシングルモー
ド動作をするために、本実施形態例の光ファイバは、カ
ットオフ波長を１５５０ｎｍ以下とした。したがって、
本実施形態例の光ファイバは、Ｃ−ｂａｎｄ伝送でシン
グルモード動作することができる。

【００４９】なお、カットオフ波長は小さければ小さい
ほど好ましく、本実施形態例の光ファイバをラマン増幅
等の技術に応用することを考えると、カットオフ波長を
１４５０ｎｍ以下とすることがより望ましい。

【００５０】さらに、波長分割多重伝送を行う光ファイ
バの分散波長勾配（分散スロープ）が大きいと、波長毎
の分散の格差が大きくなってしまい、大容量高速通信に
大きな弊害をもたらす。その逆に、波長分割多重伝送を
行う光ファイバの分散スロープを低減できれば、波長毎
の分散の格差を抑制することが可能となる。

【００５１】そこで、本実施形態例の光ファイバは、波
長１．５５μｍ帯の少なくとも一部の設定波長帯におけ
る分散スロープを０．０５０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下の
正の値とした。そして、本実施形態例の光ファイバは、
この分散スロープの値と前記分散値との関係から、ゼロ
分散波長を１．４６μｍ以下とした。したがって、本実
施形態例の光ファイバは、波長ごとの分散の格差を抑制
し、分散による波形歪みを抑制することができる。

【００５２】さらに、本実施形態例において、より好ま
しい光ファイバは、波長１．５５μｍ帯の少なくとも一
部の設定波長帯における分散スロープを０．０２５ｐｓ
／ｎｍ^２／ｋｍ以下の正の値としている。この光ファイ
バは、この分散スロープの値と前記分散値との関係か
ら、ゼロ分散波長を１．４０μｍ以下としている。この
光ファイバは、波長ごとの分散の格差をより一層抑制
し、分散による波形歪みをより一層抑制することができ
る。

【００５３】さらに、光ファイバの曲げ損失が大きい
と、光ファイバをモジュール化して使用する等といった
場合に弊害が生じる。そこで、本実施形態例の光ファイ
バは波長１．５μｍ帯における直径２０ｍｍφの曲げ損
失を５ｄＢ／ｍ以下とした。よって、本実施形態例の光
ファイバは、例えばコイル状にモジュール化して適用し
ても、損失増加の問題を抑制できる。なお、曲げ損失も
小さければ小さいほど好ましく、曲げ損失が小さいほど
高信頼性が得られる。

【００５４】さらに、偏波モード分散が大きいと、特に
高速伝送の際に偏光方向による信号光の遅延時間の差が
大きくなり、信号光伝送に悪影響を与える。そこで、本
実施形態例の光ファイバは、波長１．５μｍ帯の偏波モ
ード分散を０．０８ｐｓ／√ｋｍ以下とした。したがっ
て、本実施形態例の光ファイバは、偏波モード分散の影
響も少なく、ラマン増幅技術に適している。

【００５５】なお、本発明者は、上記構成を有する光フ
ァイバの屈折率プロファイルの最適化を以下のようにし
て行い、本実施形態例の光ファイバの屈折率プロファイ
ルを上記のように特定した。

【００５６】つまり、図１に示した屈折率プロファイル
について、各比屈折率差Δ１、Δ２、Δ３と光ファイバ
の特性との関係を検討したところ、第１ガラス層１の比
屈折率差Δ１を０．８％より大きくにすると、上記分散
スロープ０．０５０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下の正の値と
実効コア断面積４０μm^２以上を同時に実現するのは難
しいことが分かった。また、比屈折率差Δ１を０．３％
より小さくすると曲げ損失は５ｄＢ／ｍ以上に大きくな
ることが分かった。そこで、比屈折率差Δ１の範囲を
０．３％以上０．８％以下とした。

【００５７】さらに、比屈折率差Δ１を０．３％以上
０．８％以下とする範囲内で、実効コア断面積を拡大し
たときに、分散スロープが増大しないα定数を求めたと
ころ、４以上が適切であると判断した。

【００５８】また、第２ガラス層２の比屈折率差Δ２を
−０．０５％より大きくすると、上記分散スロープが
０．０５０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍより大きくなってしま
い、比屈折率差Δ２を−０．６％より小さくすると実効
コア断面積が４０μm^２より小さくなってしまうことが
分かった。そこで、比屈折率差Δ２の範囲を−０．６％
以上−０．０５％以下とした。

【００５９】さらに、第２ガラス層２の直径ｂを第１ガ
ラス層１の直径ａの２．２倍より大きくすると分散スロ
ープが０．０５０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍより大きくなって
しまい、第２ガラス層２の直径ｂを第１ガラス層１の直
径ａの１．５倍より小さくすると実効コア断面積が４０
μm^２より小さくなってしまうことが分かった。そこ
で、ｂ／ａの範囲を１．５以上２．２以下とした。

【００６０】さらに、第３ガラス層３の比屈折率差Δ３
を０．４％より大きくすると、上記カットオフ波長が
１．５５μmより大きくなってしまい、比屈折率差Δ３
を０．０５％より小さくすると、上記分散スロープが
０．０５０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍより大きくなってしまう
ことが分かった。そこで、比屈折率差Δ３の範囲を０．
０５％以上０．４％以下とした。

【００６１】さらに、第３ガラス層３の直径ｃを第１ガ
ラス層１の直径ａの３．５倍より大きくすると上記カッ
トオフ波長が１．５５μmより大きくなってしまい、第
３ガラス層３の直径ｃを第１ガラス層１の直径ａの２．
２倍より小さくすると上記分散スロープが０．０５０ｐ
ｓ／ｎｍ^２／ｋｍより大きくなってしまうか、実効コア
断面積が４０μm^２より小さくなってしまうことが分か
った。そこで、ｃ／ａの範囲を２．２以上３．５以下と
した。

【００６２】本実施形態例は、上記屈折率プロファイル
の決定により、上記優れた効果を奏する光ファイバであ
るので、Ｃ−ｂａｎｄにおけるラマン増幅技術を適用し
た波長分割多重伝送に適した光ファイバを実現すること
ができる。

【００６３】また、本実施形態例の光ファイバを光伝送
路として適用した光通信システムは、ラマン増幅器等を
用いた高品質の波長分割多重伝送を行うことが可能な優
れた光通信システムを実現できる。

【００６４】（実施例）以下、本実施形態例の実施例に
ついて説明する。本実施形態例の実施例として、表１、
表２に示す光ファイバを実際に試作した。

【００６５】

【表１】

【００６６】

【表２】

【００６７】なお、表１の分散値の単位はｐｓ／ｎｍ／
ｋｍ、分散スロープの単位はｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍであ
り、それぞれの値は、それぞれの項目の下に示した波長
における値である。

【００６８】また、ＭＦＤはモードフィールド径、Ａｅ
ｆｆは実効コア断面積、ロスは伝送損失、曲げロス２０
φは直径２０ｍｍφの曲げ損失をそれぞれ示し、それぞ
れの値は、これらの項目の下に示した波長における値を
示す。ＭＦＤの単位はμｍ、Ａｅｆｆの単位はμｍ^２、
伝送損失の単位はｄＢ／ｋｍ、曲げロスの単位はｄＢ／
ｍである。

【００６９】さらに、λｃはカットオフ波長、λ０はゼ
ロ分散波長を示し、これらの単位はｎｍである。ＰＭＤ
は偏波モード分散を示し、その単位はｐｓ／√ｋｍであ
る。

【００７０】また、図２の特性線ａには、表２の試作光
ファイバ（Ｎｏ．８）の分散の波長依存性を示す。同図
の特性線ｂ、ｃには、それぞれ、波長１５５０ｎｍにお
ける分散値が４．９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ（表２の試作光フ
ァイバＮｏ．８と同じ値）で、分散スロープが０．０４
５ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍの光ファイバと０．０６０ｐｓ／
ｎｍ^２／ｋｍの光ファイバにおける分散の波長依存性を
示す。

【００７１】図２の特性線ａに示すように、試作光ファ
イバ（Ｎｏ．８）の分散特性は、Ｃ−ｂａｎｄ帯（波長
１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）のみならず、Ｓ−ｂａｎ
ｄ帯（波長１４６０ｎｍ〜１５３０ｎｍ）、Ｌ−ｂａｎ
ｄ帯（波長１５６５ｎｍ〜１６２０ｎｍ）を含む広い範
囲において、分散値が＋２〜＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとな
った。

【００７２】このように、波長１．５５μｍにおける分
散値を４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上、波長１．５５μｍ帯の
少なくとも一部の設定波長帯における分散スロープを
０．０２５ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下の正の値とすると、
Ｓ−ｂａｎｄからＬ−ｂａｎｄに至る広い範囲におい
て、分散値を＋２〜＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとすることが
できる。したがって、試作光ファイバ（Ｎｏ．８）は、
この波長範囲内で４光波混合を抑制でき、高品質の波長
分割多重伝送を実現できる。

【００７３】なお、図２の特性線ｃに示した特性を有す
る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける分散値は試
作光ファイバ（Ｎｏ．８）と同じであるが、分散スロー
プが０．０６０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍであり、この値は試
作光ファイバ（Ｎｏ．８）の分散スロープの３倍程度な
ので、Ｓ−ｂａｎｄにおいて分散値の絶対値が小さす
ぎ、４光波混合の問題が生じる。また、この光ファイバ
は、Ｌ−ｂａｎｄにおいては分散の絶対値が大きいの
で、分散による信号光歪みの問題が生じることになる。

【００７４】また、図２の特性線ｂに示した特性を有す
る光ファイバは、分散スロープが０．０４５ｐｓ／ｎｍ
^２／ｋｍであり、試作光ファイバ（Ｎｏ．８）よりやや
大きく、Ｌ−ｂａｎｄにおける分散値が多少大きくなっ
ている程度であるが、Ｓ−ｂａｎｄにおける分散値の絶
対値が２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下となり、この領域におい
て４光波混合発生の確率が高くなってしまう。ただし、
図２の特性線ｂに示した特性を有する光ファイバは、同
図の特性線ｃに示す特性を有する光ファイバに比べて良
好な分散特性を有している。

【００７５】また、図３の（ａ）〜（ｃ）には、表２の
試作光ファイバ（Ｎｏ．６，７，８）の分散の波長依存
性がそれぞれ示されており、Ｎｏ．６，７の試作光ファ
イバも、Ｎｏ．８の試作光ファイバと同様にＳ−ｂａｎ
ｄからＬ−ｂａｎｄに至る広い範囲において、分散値が
＋２〜＋８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとなり、４光波混合や分散
による信号光歪みを抑制でき、高品質の波長分割多重伝
送が実現できる。

【００７６】なお、本発明は上記各実施形態例に限定さ
れることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例え
ば、上記実施形態例は、コア４が第１コア層１と第２コ
ア層２と第３コア層３の３層のコア層を有する構成とし
たが、本発明の光ファイバは、４層以上のコア層を有す
る光ファイバとしてもよい。

【００７７】また、本発明の光ファイバにおいて、波長
１．５５μｍにおける曲げ損失、分散値、伝送損失は、
上記実施形態例に示した範囲が好ましいが、この範囲か
ら多少はずれていても構わない。

【００７８】

【発明の効果】本発明の光ファイバは、ラマン増幅技術
を適用する際の、励起波長帯での伝送用光ファイバの損
失偏差を±１０％以内とすることができ、光ファイバに
よってほぼ一定の強度の励起光でラマン増幅を行うこと
ができるし、波長１．５５μｍ帯における分散値を適切
な値とすることによって４光波混合を抑制でき、ラマン
増幅を用いた高品質の波長分割多重伝送を実現できる。

【００７９】また、本発明の光ファイバにおいて、波長
１．５μｍ帯における実効コア断面積を４０μm^２〜６
０μm^２にした構成や、波長１．５μｍ帯における実効
コア断面積を４５μm^２以下にした構成においては、ラ
マン増幅効率が良好な光ファイバを実現できる。

【００８０】さらに、本発明の光ファイバにおいて、波
長１．５５μｍにおける直径２０ｍｍφの曲げ損失を５
ｄＢ／ｍ以下とした構成によれば、曲げ損失を抑制でき
ることから、例えば光ファイバをコイル状に巻回してモ
ジュール化した時の特性劣化等を抑制できる。

【００８１】さらに、本発明の光ファイバにおいて、カ
ットオフ波長を１．４５μm以下とした構成によれば、
ラマン増幅技術を適用するのにより一層適した光ファイ
バを実現することができる。

【００８２】さらに、本発明の光ファイバにおいて、偏
波モード分散値を０．０８ｐｓ／√ｋｍ以下とした構成
によれば、特に高速伝送の際、障害となる偏波モード分
散を抑制することができる。

【００８３】さらに、本発明の光ファイバにおいて、分
散スロープを０．０２５ｐｓ／ｎｍ ^２／ｋｍ以下の正の
値とし、かつ、ゼロ分散波長を１．４μm以下とした構
成によれば、４光波混合や分散による信号光歪みをさら
により一層確実に抑制でき、高品質の波長分割多重伝送
を実現することができる。

【００８４】さらに、本発明の光ファイバにおいて、光
ファイバの屈折率プロファイルを具体的に設定した構成
によれば、上記優れた効果を奏する光ファイバを確実に
得ることができる。

【００８５】さらに、本発明の光通信システムによれ
ば、上記優れた効果を奏する本発明の光ファイバに、例
えばラマン増幅器を接続する等して、ラマン増幅技術を
適用した高品質の波長分割多重伝送を実現できる。

【００８６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバの一実施形態例の屈折
率プロファイルを示す説明図である。

【図２】上記実施形態例の試作光ファイバの分散波長依
存性を、分散スロープが大きい光ファイバにおける分散
波長依存性と共に示すグラフである。

【図３】上記実施形態例の３種の試作光ファイバの分散
波長依存性を示すグラフである。

【図４】ＯＨ基に起因する光ファイバの伝送損失ロスの
違いによる、光ファイバのロス偏差の違いを示すグラフ
である。

【図５】ＯＨ基に起因する光ファイバの伝送損失ロスの
違いによる、光ファイバの伝送損失の波長依存性を示す
グラフである。

【符号の説明】

１ 第１ガラス層 ２ 第２ガラス層 ３ 第３ガラス層 ６ 基準層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H050 AB02Z AC15 AC73 AC75 AC76 AD00 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 HA23 5F072 AB07 AK06 JJ02 QQ07 YY17

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長１．５５μｍにおける分散値を４ｐ
   ｓ／ｎｍ／ｋｍ以上、波長１．５５μｍ帯の少なくとも
   一部の設定波長帯における分散スロープを０．０５０ｐ
   ｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下の正の値、長さ２ｍにおけるカッ
   トオフ波長を１．５５μｍ以下、ゼロ分散波長を１．４
   ６μｍ以下とし、波長１３８５ｎｍ付近における伝送損
   失のピークを１．５ｄＢ／ｋm以下としたことを特徴と
   する光ファイバ。
2. 【請求項２】 波長１．５μｍ帯の少なくとも一部の設
   定波長帯における実効コア断面積を４０μm^２以上６０
   μm^２以下としたことを特徴とする請求項１記載の光フ
   ァイバ。
3. 【請求項３】 波長１．５μｍ帯における直径２０ｍｍ
   の曲げ損失を５ｄＢ／ｍ以下としたことを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の光ファイバ。
4. 【請求項４】 長さ２ｍにおけるカットオフ波長を１．
   ４５μm以下としたことを特徴とする請求項１または請
   求項２または請求項３記載の光ファイバ。
5. 【請求項５】 波長１．５μｍ帯の偏波モード分散を
   ０．０８ｐｓ／√ｋｍ以下としたことを特徴とする請求
   項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の光ファイバ。
6. 【請求項６】 波長１．５５μｍにおける分散値を４ｐ
   ｓ／ｎｍ／ｋｍ以上、波長１．５５μｍ帯の少なくとも
   一部の設定波長帯における分散スロープを０．０２５ｐ
   ｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下の正の値、長さ２ｍにおけるカッ
   トオフ波長を１．５５μｍ以下、ゼロ分散波長を１．４
   ６μｍ以下とし、波長１３８５ｎｍ付近における伝送損
   失のピークを１．５ｄＢ／ｋm以下としたことを特徴と
   する光ファイバ。
7. 【請求項７】 ゼロ分散波長を１．４０μm以下とした
   ことを特徴とする請求項６記載の光ファイバ。
8. 【請求項８】 波長１．５μｍ帯の少なくとも一部の設
   定波長帯における実効コア断面積を４５μm^２以下とし
   たことを特徴とする請求項６または請求項７記載の光フ
   ァイバ。
9. 【請求項９】 波長１．５μｍ帯における直径２０ｍｍ
   の曲げ損失を５ｄＢ／ｍ以下としたことを特徴とする請
   求項６または請求項７または請求項８記載の光ファイ
   バ。
10. 【請求項１０】 長さ２ｍにおけるカットオフ波長を
    １．４５μm以下としたことを特徴とする請求項６乃至
    請求項９のいずれか一つに記載の光ファイバ。
11. 【請求項１１】 波長１．５μｍ帯の偏波モード分散を
    ０．０８ｐｓ／√ｋｍ以下としたことを特徴とする請求
    項６乃至請求項１０のいずれか一つに記載の光ファイ
    バ。
12. 【請求項１２】 隣り合った層同士で組成の異なる多層
    のガラス層を有し、これらのガラス層のうち屈折率分布
    の基準となる基準層の内側に少なくとも３層のガラス層
    が形成されている光ファイバであって、該光ファイバの
    最も内側に形成されている第１ガラス層の最大屈折率と
    光ファイバの内側から３層目の第３ガラス層の最大屈折
    率を前記基準層の屈折率より高くし、前記光ファイバの
    内側から２層目の第２ガラス層の最小屈折率を前記基準
    層の屈折率より低くしたことを特徴とする請求項１乃至
    請求項１１のいずれか一つに記載の光ファイバ。
13. 【請求項１３】 第１ガラス層の基準層に対する比屈折
    率差Δ１を０．３％以上０．８％以下とし、第２ガラス
    層の基準層に対する比屈折率差Δ２を−０．６％以上−
    ０．０５％以下とし、第３ガラス層の基準層に対する比
    屈折率差Δ３を０．０５％以上０．４％以下の範囲とし
    第１ガラス層の直径ａを基準とした第２ガラス層の直径
    比ｂ／ａを１．５以上２．２以下、第１ガラス層の直径
    ａを基準とした第３ガラス層の直径比ｃ／ａを２．２以
    上３．５以下の範囲としたことを特徴とする請求項１２
    記載の光ファイバ。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至請求項１３のいずれか一
    つに記載の光ファイバを光伝送路として適用したことを
    特徴とする光通信システム。
15. 【請求項１５】 光伝送路にラマン増幅器を接続したこ
    とを特徴とする請求項１４記載の光通信システム。