JP2003503751A - 波長分散補償光ファイバ - Google Patents
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Abstract
Description
付ける関数グラフの形状に応じて表される。ファイバの中心からの距離rは、従
来、横座標軸上にプロットされ、屈折率とファイバクラッドの屈折率との差は、
従来、縦座標軸上にプロットされている。「ステップ屈折率プロファイル」、「
台形屈折率プロファイル」および「三角形屈折率プロファイル」という表現は、
それぞれステップ形状、台形形状および三角形状のグラフについて使用される表
現である。これらの曲線は、通常、ファイバの理論的あるいは設定ポイントプロ
ファイルを表しており、ファイバ製造上の制約により、プロファイルに大きな相
違が生じることもある。
りのビットレートが10ギガビット/秒以上では、波長分散を制御することが有
利である。その目的は、パルスの拡大を制限するために、全ての多重波長値に対
するリンク上の累積波長分散を実質的にゼロにすることである。数百ps/nm
の累積分散値が、一般に許容されている。また、波長分散値がゼロになることを
避けることは有益であり、ゼロの波長分散値では、システムで使用されている波
長の近傍において、非線形効果が大きくなる。最後に、多重チャネル間のひずみ
を防止し、あるいは制限するために、多重の全範囲に渡る波長分散勾配を制限す
ることも有益である。
テムにおけるラインファイバとして使用されている。本出願人は、波長分散相殺
波長λ0が1300〜1320nmであり、1285〜1330nmの範囲にお
ける波長分散が3.5ps/nm/km以下であり、1550nmにおける波長
分散が17ps/nm・kmである、ステップ屈折率単一モードファイバASM
F200を販売している。1550nmにおける波長分散勾配は、0.06ps
/nm2・km程度である。
1310nm付近の波長で動作するように設置され、現在、1550nm付近の
ウィンドウにおいてラインファイバとして使用されている、分散補償ファイバ(
DCF)が、文献WO98/04941に記載されている。該分散補償ファイバ
(DCF)の1550nmにおける波長分散値は、大きい負の値であり、通常、
−150ps/nm・km以下の値である。また、非線形効果を制限するために
、1550nmにおけるファイバの有効モード表面積は、30μm2より広くな
っている。上記文献に記載されている一実施形態では、1550nmにおけるフ
ァイバの波長分散勾配は、−5〜−0.1ps/nm2・kmである。
m、波長分散勾配が0.07ps/nm2・km未満の、非ゼロ分散シフトファ
イバ(Non−Zero Dispersion Sifted Fibre、
NZ−DSF)の分散補償用としてのファイバの使用を可能にしている。
.3μmの波長とは異なる伝送波長において、分散シフトファイバは、実質的に
波長分散を示さない。つまり、ファイバのコアと光クラッドとの間の屈折率の差
Δnが増加することにより、シリカの非ゼロ波長分散が補償される(そのため「
シフト」という用語が使用されている)。この屈折率の差が、波長分散がほぼ存
在しない波長をシフトさせる。分散シフトファイバは、本明細書では詳細は省略
するが、例えば、当分野で知られているMCVDプロセスを用いて、製造時に、
ドーパントをプリフォーム中に導入することによって得られる。
ている。
が、分散シフトファイバおよび非ゼロ分散シフトファイバの分散の補償を可能に
しているが、特に、上記の特徴を有するファイバは、コアの中心部分と光クラッ
ドとの間の制限された屈折率の差により、そのベンド損失が極めて高くなる(半
径30mmの100回巻きの場合、0.3dB/m程度になる)ため、適切では
ない。
550nmにおける波長分散が5〜11ps/nm・kmであり、波長分散勾配
が0.08ps/nm2・km未満であり、および、現在の光伝送システムにお
いて有効に使用できることを可能にするベンド損失を有する、非ゼロ分散シフト
ファイバの波長分散を補償する、分散補償ファイバケーブルを開発することであ
る。
s/nm・km以下の波長分散と、負の波長分散勾配と、50〜230nmの波
長分散勾配に対する波長分散の比と、12μm2以上の有効表面積とを有する、
分散補償光ファイバを提供する。
mの巻き数100に対して、0.05dB以下であることを特徴としている。
m)以下であることが好ましい。
160nmとすることができる。
20nmとすることができる。
ができる。
m2以上であり、20μm2以上であることが好ましい。
m以下である。
4μm以上である。
であることが有利であり、0.5以下であることが好ましい。
ロファイルを有することができる。この場合、埋設部分の屈折率とクラッドの屈
折率との差は、−8×10−3以上であることが好ましい。
イバとしての、上記ファイバの使用を提供する。
き、あるいは補償器モジュール内に置くこともできる。
2のラインファイバ区間を含む、波長分割多重光ファイバ伝送システムを提供す
る。
11ps/nm・kmであり、および波長分散勾配が0.08ps/nm2・k
m以下であることが好ましい。
に、第1の区間および第2の区間のファイバの1550nmにおける波長分散の
比の絶対値の逆数である。
わたる伝送に対する平均が、100ps/nm未満であることが有利であり、5
0ps/nm未満であることが好ましい。
ジュール内の補償ファイバとしてのファイバを備えている、波長分割多重光ファ
イバ伝送システムを提供する。
11ps/nm・kmであり、および波長分散勾配0.08ps/nm2・km
以下であることが有利である。
ファイバおよび補償ファイバの1550nmにおける波長分散の比の絶対値の逆
数であることが好ましい。
わたる伝送に対する平均が、100ps/nm未満であることが有利であり、5
0ps/nm未満であることが好ましい。
、本発明の実施形態に関する次の説明を読むことによって明らかになるであろう
。
、負の波長分散勾配、50〜230nmの波長分散勾配に対する波長分散の比、
12μm2を超える有効表面積、および0.05dB以下のベンド損失を有する
、分散補償ファイバを提供する。
ps/nm・km以下、−150ps/nm・km以上であることが好ましい。
・1550nmにおける、波長分散勾配に対する波長分散の比が50〜230n
mである。80〜200nmであることが好ましく、100〜180nmである
ことがさらに好ましく、120〜160nmであることが、さらにまた好ましい
。 ・有効表面積が12μm2を超える。15μm2を超えることが好ましく、20
μm2を超えることがさらに好ましい。 ・1550nmにおける、マイクロベンドに対する感度が1以下である。0.5
以下であることが好ましい。 ・1550nmにおけるベンド損失が0.05dB以下である。5×10−3d
B未満であることが好ましい。
m・kmであり、および波長分散勾配が0.07ps/nm2・km未満の非ゼ
ロ分散シフトファイバ、または類似タイプのファイバのインライン補償に使用す
ることができる。特に、波長分散と波長分散勾配との比の値が、50〜230n
mのため、1550nmにおける波長分散が5〜11ps/nm・kmであり、
および波長分散勾配が0.08ps/nm2・km未満であるファイバに適して
いる。
ンファイバとしてではなく、ディスクリートモジュール内に使用することができ
る。したがって、ITU−T基準G650に規定されているように、1550n
m以下の有効カットオフ波長を有することが好ましい。
。この場合、ファイバは、光ファイバケーブル内に組み込まれ、1300nm以
下のインケーブルカットオフ波長を有することが好ましい。
送システムを構築し、N×20ギガビット/秒またはN×40ギガビット/秒ま
でのビットレートを提供することができる。
バ内に誘導される損失を測定することによって評価される。このことは、当分野
では知られている。マイクロベンドに対する感度は、本出願人が、製品参照番号
ASMF200で販売しているファイバに対して評価される。当分野で知られて
いる、2つのグリッド間のファイバをクラッシュする方法を使用することができ
る。
例を示す。図1〜図3に示すプロファイルは、同一の形状を有しているが、半径
および屈折率の数値が変化している。
ァイルを示したものである。この実施形態では、屈折率プロファイルは、埋設ト
レンチ、リング、および光クラッドを有する長方形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、以下を備える。 ・屈折率が、実質的に一定であり、光クラッド13の屈折率以上である中央部分
10。 ・屈折率が、光クラッド13の屈折率以下である埋設トレンチすなわち環状部分
11。光クラッドとの屈折率の差は、−8×10−3より大きいことが好ましく
、この屈折率の差の最小値が、ファイバの製造を容易にしている。 ・屈折率が、光クラッド13の屈折率以上であり、中央部分10の屈折率以下で
ある環状部分12すなわちリング。 ・光クラッド13。
プロファイルを構成している。
光クラッド13の屈折率より大きい部分であるリング11を有しており、そのた
めに、「埋設トレンチおよびリングを有する長方形プロファイル」と呼ばれてい
る。
半径r1は1.9μm、光クラッドに対する屈折率の差Δn1は、15.8×1
0−3である。
1μmであり、光クラッドに対する屈折率の差Δn2は、−6.3×10−3で
ある。
、r3=7.6μmであり、光クラッドに対する屈折率の差Δn3は、9.4×
10−3である。
する屈折率の差が測定される。
ンドによる減衰:≦10−5dB ・1550nmにおける、マイクロベンドに対する感度:0.5。
は、有効カットオフ波長はITU−T標準G650に従い、ケーブル内で測定さ
れる波長は、数百nm小さい。ファイバは、所望の信号波長範囲、例えば153
0〜1620nmにおいては、単一モードファイバが有効である。
。図は明らかに、図1と同様の形状のプロファイルを示しているが、数値が異な
っている。これらの値は次の通りである。長方形の半径r1は1.7μmであり
、光クラッドに対する屈折率の差Δn1は、17.8×10−3である。
光クラッドに対する屈折率の差Δn2は、−6.2×10−3である。
μmであり、光クラッドに対する屈折率の差Δn3は、8.8×10−3である
。
する屈折率の差が測定される。
ンドによる減衰:≦10−5dB ・1550nmにおける、マイクロベンドに対する感度:0.45。
ファイバに対応するものである。屈折率および半径の値は、次の通りである。
ンドによる減衰:≦10−4dB ・1550nmにおける、マイクロベンドに対する感度:0.5。
または埋設トレンチの屈折率の差Δn2およびリングの屈折率の差Δn3の10
%の変動は、同様の結果を生じる。同じことは、半径についても当てはまり、図
に示す例に与えられた値に対して、それぞれ5%変動し、同様の結果を生じる。
性を有する。
n1≦30×10−3、 −8×10−3≦Δn2≦−3×10−3、好ましくは−8×10−3≦Δ
n2≦−4×10−3、 1≦r1≦2.5μm、好ましくは1.3≦r1≦2.2μm、および 6≦r3≦10μm、好ましくは6.5≦r3≦9μm。
とができる。
n3≦18×10−3、 4≦r2≦7μm、好ましくは4.5≦r2≦6.5μm。
、伝送システムの一部を示したものである。図4は、伝送システムの2つの隣接
する増幅器1および2を示す。該2つの増幅器の間に、既に説明した非ゼロ分散
シフトファイバ(すなわち、1550nmにおける波長分散が5〜11ps/n
m・km、および波長分散勾配が0.08ps/nm2・km未満)型の区間3
、および、本発明によるファイバである第2の区間4で構成されるラインファイ
バである。第1の区間のファイバは、1550nmにおける波長分散が8ps/
nm・kmであり、同じ波長における波長分散勾配が0.055ps/nm2・
kmである。図1に示す種類の分散補償ファイバを第2の区間に使用することに
よって、多重波長範囲に渡って、第1のファイバ区間の累積波長分散を補償して
いる。分散補償ファイバの波長分散勾配に対する波長分散の比は145nmであ
り、第1の区間のラインファイバの波長分散と波長分散勾配の比も145nmで
ある。
長分散が最小化される。この例では、比は6.4程度であり、すなわち波長分散
比率8/51の逆数に近い。
第2のファイバ区間について、多重の1550nmにおけるチャネルに対する累
積波長分散は、0ps/nmに近い。
第1および第2の区間の各チャネルに対して、累積波長分散は50ps/nm未
満である。既に指摘したように、これは、各チャネルの累積波長分散を、100
kmにわたる平均で100ps/nm未満の値に制限している。
よび他の技法など、当分野で知られている技法を用いて、本発明によるファイバ
を製造することができる。
はなく、また、当分野の技術者には、多くの変形態様が可能であろう。図1〜3
のプロファイルは、例として示したものに過ぎず、他のプロファイルを用いて、
本発明の特徴を有するファイバを作ることができることは明らかである。図4の
実施形態に示すように、本発明によるファイバを、中継器を備えた伝送システム
に使用することができるが、中継器のない伝送システムにも使用することができ
る。
線図である。
示す線図である。
イルを示す線図である。
。
Claims (30)
- 【請求項1】 波長1550nmにおいて、−40ps/nm・km以下の
波長分散と、負の波長分散勾配と、50〜230nmの波長分散勾配に対する波
長分散の比と、12μm2以上の有効表面積とを有する分散補償光ファイバであ
って、1550nmにおけるベンド損失が、半径30mmの100回巻きに対し
て、0.05dB以下であることを特徴とする分散補償光ファイバ。 - 【請求項2】 波長1550nmにおける波長分散が、−150ps/nm
・km以上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1550nmにおける波長分散が、−50ps/nm・
km以下であ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における波長分散勾配に対する波長分散の
比が、200nm未満であ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における波長分散勾配に対する波長分散の
比が、180nm未満であ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】 波長1550nmにおける波長分散勾配に対する波長分散の
比が、160nm未満であ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】 波長1550nmにおける波長分散勾配に対する波長分散の
比が、80nmより大きい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】 波長1550nmにおける波長分散勾配に対する波長分散の
比が、100nmより大きいことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に
記載のファイバ。 - 【請求項9】 波長1550nmにおける波長分散勾配に対する波長分散の
比が、120nmより大きいことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に
記載のファイバ。 - 【請求項10】 波長1550nmにおける有効表面積が、15μm2以上
であり、好ましくは20μm2以上であることを特徴とする請求項1から9のい
ずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項11】 波長1550nmにおける減衰が、1dB/km以下であ
ることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項12】 波長1550nmにおけるモード径が、4μm以上である
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項13】 波長1550nmにおけるマイクロベンドに対する感度が
、1以下であり、好ましくは0.5以下であることを特徴とする請求項1から1
2のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項14】 ファイバが、外部光クラッドを含み、屈折率プロファイル
を有し、該屈折率プロファイルが、内側から外側へ向かって、屈折率が光クラッ
ドの屈折率以上である中央部分と、屈折率が光クラッドの屈折率以下である環状
または埋設部分と、屈折率が光クラッドの屈折率以上であり、かつ、中央部分の
屈折率以下である環状部分またはリングと、光クラッドとを備えた、ことを特徴
とする請求項1から13のいずれか一項に記載のファイバ。 - 【請求項15】 埋設部分の屈折率と光クラッドの屈折率との差が、−8×
10−3以上であることを特徴とする請求項14に記載のファイバ。 - 【請求項16】 ファイバが、以下の特性、 12×10−3≦Δn1≦40×10−3、好ましくは15×10−3≦Δn 1 ≦30×10−3、 −8×10−3≦Δn2≦−3×10−3、好ましくは−8×10−3≦Δn 2 ≦−4×10−3、 1≦r1≦2.5μm、好ましくは1.3≦r1≦2.2μm、および 6≦r3≦10μm、好ましくは6.5≦r3≦9μm を有し、 上式で、 Δn1は、中央部分と光クラッド間の屈折率の差、 Δn2は、埋設部分と光クラッド間の屈折率の差、 r1は中央部分の半径、および r3はリングの半径 であることを特徴とする請求項15に記載のファイバ。
- 【請求項17】 ファイバがさらに、以下の特性、 0.5×10−3≦Δn3≦20×10−3、好ましくは2×10−3≦Δn 3 ≦18×10−3、および 4≦r2≦7μm、好ましくは4.5≦r2≦6.5μm を有し、 上式で、 Δn3は、リングと光クラッド間の屈折率の差、および r2は埋設部分の半径 であ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】 波長分割多重光ファイバ伝送システムにおける分散補償フ
ァイバとして使用される、請求項1から17のいずれか一項に記載のファイバの
使用方法。 - 【請求項19】 補償ファイバが、ケーブル内に組み込まれ、ラインファイ
バとして使用される、請求項18に記載の使用方法。 - 【請求項20】 補償ファイバが、補償器モジュール内に置かれる、請求項
18に記載の使用方法。 - 【請求項21】 請求項1から17のいずれか一項に記載の、第1のライン
ファイバ区間(3)と、第2のラインファイバ区間(4)とを含む、波長分割多
重光ファイバ伝送システム。 - 【請求項22】 第1の区間のラインファイバの、波長1550nmにおけ
る波長分散が、5〜11ps/nm・kmであることを特徴とする請求項21に
記載の伝送システム。 - 【請求項23】 第1の区間のラインファイバの、波長1550nmにおけ
る波長分散勾配が、0.08ps/nm2・km以下であることを特徴とする請
求項21または22に記載の伝送システム。 - 【請求項24】 第2の区間の長さに対する第1の区間の長さの比が、実質
的に、第1の区間および第2の区間のファイバの、1550nmにおける波長分
散比の絶対値の逆数であることを特徴とする請求項21から23のいずれか一項
に記載のシステム。 - 【請求項25】 1530〜1620nmの各チャネルに対する累積波長分
散が、100kmにわたる伝送の平均で、100ps/nm未満であり、好まし
くは50ps/nm未満であることを特徴とする請求項21から24のいずれか
一項に記載のシステム。 - 【請求項26】 ラインファイバと、補償器モジュール内の補償ファイバと
して、請求項1から17のいずれか一項に記載のファイバとを備えている、波長
分割多重光ファイバ伝送システム。 - 【請求項27】 ラインファイバの波長1550nmにおける波長分散が、
5〜11ps/nm・kmであることを特徴とする請求項26に記載の伝送シス
テム。 - 【請求項28】 ラインファイバの波長1550nmにおける波長分散勾配
が、0.08ps/nm2・km以下であることを特徴とする請求項26または
27に記載の伝送システム。 - 【請求項29】 補償ファイバの長さに対するラインファイバの長さの比が
、実質的に、ラインファイバおよび補償ファイバの、1550nmにおける波長
分散比の絶対値の逆数であることを特徴とする請求項26から28のいずれか一
項に記載のシステム。 - 【請求項30】 1530〜1620nmの各チャネルに対する累積波長分
散が、100kmにわたる伝送の平均で、100ps/nm未満であり、好まし
くは50ps/nm未満であることを特徴とする請求項26から29のいずれか
一項に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (3)
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