JP2004054047A - Dispersion management optical transmission line - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispersion management optical transmission line which can perform high-speed WDM (Wavelength Division Multiplexing) transmission in a 1,570 to 1,620nm band (L-band). <P>SOLUTION: The dispersion management optical transmission line includes at least one positive dispersion fiber having a positive dispersion and a positive dispersion slope in the 1,570 to 1,620nm band and and at least one negative dispersion fiber having the negative dispersion and negative dispersion slope in the same wavelength band, in which the dispersion value at 1,620nm of the positive dispersion fiber is 5 to 20ps/nm/km. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

この式（１）で、補償率が１００％に近いほど、広帯域零分散が可能となる。特開平８−１３６７５８号公報では、このモジュール型ＤＣＦの最適設計が提案されている。
【０００６】
しかし、このように短尺化を目指してきたモジュール型ＤＣＦは、現在、敷設されている通常のＳＭＦのみに有効で、それ自体だけでは、新しいファイバ線路にはならない。また、従来、ＤＣＦは、なるべく短い長さで従来のＳＭＦを補償しようとしているため、一般的に、センタコアの比屈折率差（Δ１）が大きくなってしまっている。そのため、非常に非線形現象を生じ易くなっており、伝送損失やＰＭＤも大きくなりやすい。
【０００７】
そこで、最近では、ＥＣＯＣ‘９７Ｖ０ｌ．１Ｐ１２７にあるようなＳＭＦと逆分散特性を有するＲＤＦと呼ばれる線路型の分散補償ファイバが、低非線形の分散及び分散スロープ補償ファイバとして盛んに検討されている。
【０００８】
このＳＭＦ＋ＲＤＦを用いて、１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯（Ｃ−ｂａｎｄ）だけでなく、１５７０ｎｍ〜１６２０ｎｍ帯（Ｌ−ｂａｎｄ）を伝送しようという試みが、盛んになされている。また、このＳＭＦ＋ＲＤＦを用いた、１０Ｇｂ／ｓベースの長距離伝送実験が盛んに行われ、報告されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のＳＭＦ＋ＲＤＦは、１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯（Ｃ−ｂａｎｄ）でさえ、分散値が１４〜２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであるので、Ｌ−ｂａｎｄでの分散絶対値は１８〜２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと非常に大きくなってしまう。トータルでの分散が零に抑制されていても、局所の分散絶対値が大きいと、高速伝送時には大きな障害となる。例として、ＳＭＦと従来型ＲＤＦを接続した線路の分散特性の概念図を図５に示す。
【００１０】
ＳＭＦと従来型ＲＤＦを接続した線路では、図５の概念図に示されるように、Ｃ−Ｂａｎｄで１４〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の分散特性を有している。しかし、これでは、Ｌ−　ｂａｎｄ　の最長波長域である１６２０ｎｍはもちろんのこと、場合によってはＬ−　ｂａｎｄ全帯域にわたって２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上になってしまう。トータル線路での分散が零近辺にマネージされているとはいえ、大きな累積分散があると、高速伝送は難しくなる。
【００１１】
分散値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの時でさえ、４０ｋｍ伝送時には、正分散ファイバと負分散ファイバの長さが等しいとすると、最大で４００ｐｓ／ｎｍの累積分散を生じるので、４０Ｇｂ／ｓ伝送は難しくなるが、これ以上大きい分散を生じているＬ−Ｂａｎｄでは、例えば、４０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝送が不可能になってしまう。しかし、Ｌ−Ｂａｎｄで累積分散を抑制するための分散マネージメント線路は、今まで提案されてこなかった。
【００１２】
本発明は、以上のような事情の下になされ、１５７０ｎｍ〜１６２０ｎｍ帯（Ｌ−ｂａｎｄ）において高速ＷＤＭ伝送が可能な分散マネ−ジメント光伝送路を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、１５７０〜１６２０ｎｍの帯域で正分散及び正分散スロープを有する少なくとも１つの正分散ファイバと、同波長帯域で負分散及び負分散スロープを有する少なくとも１つの負分散ファイバを含む分散マネージメント光伝送路であって、前記正分散ファイバの１６２０ｎｍにおける分散値が５〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであることを特徴とする分散マネ−ジメント光伝送路を提供する。
【００１４】
本発明の分散マネ−ジメント光伝送路において、正分散ファイバの１６２０ｎｍにおける分散値は、５〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。正分散ファイバの１６２０ｎｍにおける分散値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満では、四光波混合（以下；ＦＷＭ）が発生し、２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍを越えると、Ｌ−Ｂａｎｄ帯域での高速伝送への対応が困難となる。
【００１５】
以上のように構成される本発明の分散マネ−ジメント光伝送路によると、ＦＷＭを生ずることなく、Ｌ−Ｂａｎｄ帯域での高速ＷＤＭ伝送が可能である。
【００１６】
本発明の分散マネ−ジメント光伝送路の望ましい構成として、以下のものを挙げることが出来る。
（１）負分散ファイバの１６２０ｎｍにおける最大分散値の絶対値が５〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであること。
（２）正分散ファイバの１５７０〜１６２０ｎｍの帯域における伝送損失が０．３０ｄＢ／ｋｍ以下、負分散ファイバの同帯域における伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であること。
【００１７】
（３）正分散ファイバの１５９０ｎｍにおける分散スロープが０．１００ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下、負分散ファイバ１５９０ｎｍにおける分散スロープが−０．０２ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下であり、トータル線路の分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下であること。
（４）正分散ファイバの１５９０ｎｍにおけるＡ_ｅｆｆが６０μｍ^２以上、負分散ファイバの１５９０ｎｍにおけるＡ_ｅｆｆが２０μｍ^２以上であること。
【００１８】
（５）正分散ファイバおよび負分散ファイバのカットオフ波長（λｃ）が１５５０ｎｍ以下であり、１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍφでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下であること。
（６）正分散ファイバおよび負分散ファイバのＰＭＤが０．２ｐｓ／ｋｍ^１／２以下であること。
【００１９】
（７）正分散ファイバが、単峰型、階段型構造、およびセグメントコア型構造のいずれかの屈折率プロファイルを有すること。
（８）負分散ファイバが、Ｗ＋セグメントコア型屈折率プロファイルを有すること。
（９）負分散ファイバをラマン増幅媒体として用いていること。
【００２０】
以下、本発明の分散マネージメント光伝送路について、より詳細に説明する。
【００２１】
本発明は、Ｌ−Ｂａｎｄの最長波長である１６２０ｎｍの局所分散が、２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である分散マネージメント光伝送路を提供する。ただし、零分散付近で顕著に見られる四光波混合（以下；ＦＷＭ）の発生を抑制するため、分散絶対値は５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上でなければならない。
【００２２】
少なくとも正分散ファイバ、より好ましくは、正負両方のファイバが、このような分散特性を有していることが望ましい。そうすることで、累積分散による信号波形の歪みを抑制することができ、Ｌ−ｂａｎｄ帯域での高速伝送への対応が可能となる。
【００２３】
本発明に係る分散マネージメント光伝送路の分散特性の概念図を図６に示す。図６から、Ｌ−ｂａｎｄ（１５７０〜１６２０ｎｍ）帯域で、２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散を有する正分散ファイバ（以下、Ｌ−ＰＤＦ）と絶対値で２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散を有する負分散ファイバ（以下、Ｌ−ＮＤＦ）を用いれば、Ｌ−ｂａｎｄでの高速伝送に対応することが可能になることがわかる。ただし、分散があまりにも小さいと、ＦＷＭ現象が起きてしまうので、分散は５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であることが望ましい。
【００２４】
４０ｋｍスパンを仮定した場合の、従来型のＮＺ−ＤＳＦ、ＳＭＦ＋ＤＣＦ（Ｌ−ｂａｎｄ伝送用）、ＳＭＦ＋ＲＤＦ（Ｌ−ｂａｎｄ伝送用）、および本発明に係るＬ−ＰＤＦ＋Ｌ−ＮＤＦの１５９０ｎｍ（Ｌ−ｂａｎｄ中心波長付近）での累積分散特性を図７に示す。なお、それぞれのファイバの波長１５９０ｎｍでの分散値は、次の通りである。
【００２５】
ＳＭＦ：２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
ＤＣＦ：−１０５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
ＲＤＦ：−２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
Ｌ−ＰＤＦ：１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
Ｌ−ＮＤＦ：−１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
ＮＺ−ＤＳＦ：７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
図７から、本発明に係るＬ−ＰＤＦ＋Ｌ−ＮＤＦは、最大の累積分散値が、１５９０ｎｍにおいて、ＳＭＦ＋ＤＣＦやＳＭＦ＋ＲＤＦに比べて、抑制されていることが分かる。これにより、本発明に係る線路を用いることで、Ｌ−　ｂａｎｄ帯域でのさらなる高速伝送への対応が可能であることが分かる。
【００２６】
ＮＺ−ＤＳＦと比べた場合には、累積分散は多少大きくなるが、ＮＺ−ＤＳＦの場合は、分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以上と大きいことや、Ｃ−ｂａｎｄでの分散値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下なので、ＦＷＭ現象が生じるという点で問題がある。
【００２７】
ただし、Ｌ−ｂａｎｄでの局所分散とＦＷＭによる波形の劣化を抑制しても、伝送損失が大きくては、Ｌ−ｂａｎｄ帯域での伝送は不可能になる。一般的に、光ファイバは長波長域で伝送損失が増大する傾向にある。よって、Ｌ−ｂａｎｄ帯域（１５７０−１６２０ｎｍ）において、正分散ファイバの伝送損失が０．３０ｄＢ／ｋｍ以下、負分散ファイバの伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であることが望ましい。
【００２８】
正分散ファイバおよび負分散ファイバの伝送損失をこのように規定することにより、線路の伝送損失は０．３２５ｄＢ／ｋｍ以下になるため、４０ｋｍ線路を仮定した場合のトータル線路の損失は、１３ｄＢとなり、Ｌ−　ｂａｎｄ用のＥＤＦＡを用いることで、十分対応可能な損失となる。もちろん、伝送損失が低ければ低いほど、より好ましいのは言うまでもない。
【００２９】
仮に、上記のように、累積分散特性と伝送損失特性を最適化することで、高速伝送が可能になるが、トータルでの分散スロープが大きい場合は、分散により波形歪みを生じてしまい、広帯域でのＷＤＭ伝送が不可能となる。よって、トータルでの分散スロープが少なくとも従来型のＮＺ−ＤＳＦよりは抑制されていることが望ましい。
【００３０】
従来型ＮＺ−ＤＳＦの分散スロープは０．０４ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以上と大きいため、トータルで０．０４ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下の分散スロープを有していることが望ましい。そのためには、Ｌ−ＰＤＦの分散スロープが０．１００ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下、Ｌ−ＮＤＦの分散スロープが−０．０２０ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下であることが望ましい。
【００３１】
一般的に、負分散ファイバは、正分散ファイバに比べて非線形性が高い。光ファイバの非線形現象は、光のパワーが強いところで非常に顕著なので、線路で光増幅器の後により低非線形なファイバである正分散ファイバ、その後、光が弱まったところにより高非線形なファイバである負分散ファイバという順番が有効であると考えられる。もちろん、この系は、１スパンが正分散ファイバと負分散ファイバの２ファイバで構成される単純なものだけでなく、例えば、双方向通信を考慮して、Ｌ−ＰＤＦ＋Ｌ−ＮＤＦ＋Ｌ−ＰＤＦのような形で構成されるものでも構わない。
【００３２】
いずれにせよ、高い光パワーが正分散ファイバに入射されることが予想されるので、Ｌ−ＰＤＦのＡ_ｅｆｆは、従来型のＮＺ−ＤＳＦ（Ａ_ｅｆｆ：５０〜６０μｍ^２程度）よりも大きな６０μｍ^２以上であることが望ましい。また、後段のＬ−ＮＤＦのＡ_ｅｆｆも、従来型のＤＣＦ（Ａ_ｅｆｆ：１５〜２０μｍ^２程度）よりも大きな２０μｍ^２以上であることが望ましい。
【００３３】
更に、ケ−ブルカットオフ波長λｃｃが信号光波長よりも長波長側にあると、伝搬する光がＳＭ条件を満たさなくなるので、λｃｃは少なくとも１５５０ｎｍ以下であることが望ましい。更にまた、曲げ損失が大きい場合には、ケーブル化時の伝送損失増など、深刻な問題を引き起こすので、１５９０ｎｍの２０ｍｍφでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下であることが望ましい。そうすることで、ケーブル化の際の構造による損失の増加を抑制することが可能である。
【００３４】
また、高速伝送時には、偏波モード分散（ＰＭＤ）の値も非常に重要である。ＰＭＤの値が大きいと、偏波分散による波形歪みが顕著になるためである。高速伝送においては、その影響がより一層顕著になる。そこで、ＰＭＤが０．２ｐｓ／ｋｍ^１／２以下であることが望ましい。もちろん、このＰＭＤの値も小さければ小さいほど望ましいことは言うまでもない。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態では、まず、上述した特性を満たす正分散ファイバのプロファイル設計に関して説明する。
【００３６】
従来のＳＭＦは、図１に示すような１層構造のコア１を有している。このような１層構造のコア１をベースに、分散の抑制を検討した。図８に、コア１のクラッド２に対する比屈折率差Δ１とαを変化させた場合の、１５９０ｎｍでの分散とＡ_ｅｆｆの変化のグラフを示す。ただし、λｃｃを１５５０ｎｍに設定した。図８に示すように、□で示した範囲内で６０μｍ^２以上のＡ_ｅｆｆを維持しながら、２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散値を達成できることが分かった。
【００３７】
上記のように、１層構造のコア１を用いることで、１６２０ｎｍにおける分散値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑えることが可能であることが分かった。最適化された屈折率プロファイルの例（＃０１、＃０２、＃０３）を、典型的なＳＭＦ（Δ１＝０．４０％、α＝８、コア径＝１０．０μｍ）の例（典１）と併せて下記表１に示す。ただし、Ａ_ｅｆｆの拡大を達成するため、λｃは１５００ｎｍ付近と大きめの値に設定した。
【００３８】
【表１】

【００３９】
上記表１から、典型的なＳＭＦでは、Ｌ−　ｂａｎｄの中心波長帯である１５９０ｎｍでは２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散を達成しているが、Ｌ−　ｂａｎｄの最長波長域１６２０ｎｍでは、分散値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍを越えていることが分かる。これに対し、試料＃０１〜＃０３の最適化された単峰型の屈折率プロファイルを有するファイバでは、Ａ_ｅｆｆを６０μｍ^２以上に保ちながら、１６２０ｎｍにおける分散が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑えられていることが分かる。よって、このような単峰型の構造が有効である。
【００４０】
しかしながら、１６２０ｎｍの分散値は２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑えられているが、Ａ_ｅｆｆは６０〜６５μｍ^２程度と十分な値とは言えない。そこで、図２に示すような、典型的なＳＭＦにサイドコア層２を付加した階段型の屈折率プロファイルを採用した場合に、分散値とＡ_ｅｆｆがどのように変化するかを調べた。
【００４１】
その結果を下記表２に示す。
【００４２】
【表２】

【００４３】
上記表２に示すように、典型的なＳＭＦにサイドコア層３を付加した階段型の屈折率プロファイとすることで、分散を抑制することが可能である。サイドコア層２のクラッド２に対する比屈折率差Δ２を大きくしていくと、分散は小さくなっていくが、ある一定量を超えると、逆に分散が大きくなってしまう。例えば、＃０１〜＃０３を比較してみると、Δ２が０．０５％から０．１０％に変化すると、１５９０ｎｍにおける分散値は１８．６１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから１８．４５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍへと減少するが、Δ２が０．１５％になると、１８．５８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと逆に増加してしまう。
【００４４】
このことから、Δ２が０．１０％付近が分散の最小値付近であることがわかる。例えば、＃０５や＃０６のようなファイバでは、Ａ_ｅｆｆを８５μｍ^２程度に拡大しながら、１６２０ｎｍにおける分散値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑制することに成功している。
【００４５】
サイドコア層３の幅を広くすることや適切な△２にすることは、分散の抑制やＡ_ｅｆｆ拡大の点から、大きな効果がある。しかし、上記表２からも明らかなように、それらの効果が得られる代わりに、曲げ損失や分散スロープ劣化のトレードオフがある。よって、曲げ損失や分散スロープが損なわれない範囲で、最適値を選ぶことが重要である。
【００４６】
上述の屈折率プロファイル範囲で、１６２０ｎｍ（Ｌ−　ｂａｎｄ最長波長）における分散値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑制しながら、Ａ_ｅｆｆを８０μｍ^２以上に拡大することも可能であることが確認できた。また、Ａ_ｅｆｆを９０μｍ^２以上に拡大できることも分かったが、その場合は、２０ｍｍφの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ付近の大きめの値になり、好ましくないことが分かった。屈折率プロファイルは若干複雑になってしまうものの、Ａ_ｅｆｆを８０μｍ^２以上に出来るので、この屈折率プロファイルを用いることは、非常に有効な手段である。
【００４７】
しかし、階段型構造を用いた場合も、１６２０ｎｍでの分散は、やっと２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下になる程度であり、まだ、分散値の抑制が十分でない可能性がある。
【００４８】
そこで、図３に示すようなセグメントコア型屈折率プロファイルのファイバを用いて、６０μｍ^２以上のＡ_ｅｆｆを得ながら、１６２０ｎｍの分散をさらに抑制可能かどうか検討した。センターコア１のΔ１を０．４％、センターコア径（２ａ）に対するセグメントコアの径（２ｃ）の倍率（ｃ／ａ）を２倍にして、各セグメントコア層４のクラッド２に対する比屈折率差Δ３に対して、サイドコア径（２ｂ）の２ａに対する倍率（Ｒａ）（概念的には、２倍の階段層のうち、Δをシリカレベルに戻す幅）を変化させた場合の特性の変化を図９に示す。図９（ａ）のうち、（ａ）は分散値の変化を、（ｂ）はＡ_ｅｆｆの変化をそれぞれ示す。
【００４９】
図９（ａ）に示すように、分散値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍを大きく下回るＲａ２の範囲が存在する。その範囲で、Ａ_ｅｆｆがなるべく大きいところを選択する必要があるが、曲げ損失が増大しないような範囲を選ぶことが重要である。このような範囲を選択し、最適化した特性例を下記表３に示す。
【００５０】
【表３】

【００５１】
上記表３に示すように、セグメントコア型屈折率プロファイルのファイバは、階段型屈折率プロファイルのファイバと比べて、比較的小さい曲げ損失と抑制された分散値を得ることが可能であることが分かる。即ち、１６２０ｎｍにおける分散値は、小さいものでは１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度まで抑制されている。これは、通常、ＳＭＦの１５５０ｎｍにおける分散値に相当し、Ｌ−　ｂａｎｄでの累積分散を大きく抑制していることが分かる。更に、Ａ_ｅｆｆも６０μｍ^２から大きいものでは８０μｍ^２と拡大されている。よって、このような構造が、Ｌ−　ｂａｎｄ　の分散抑制に有効であることが分かる。
【００５２】
最後に、上記のような構造のΔ２を変化させて、分散を更に抑制することが可能かどうかを検討した。下記表４に、上記表３の試料０４についての結果を例にして、Δ２を変化させた場合の特性の変化を示す。
【００５３】
【表４】

【００５４】
上記表４から、Δ２は、１６２０ｎｍにおける分散値でみると−０．０５％が、１５９０ｎｍにおける分散値や曲げ損失でみると−０．１５％が、１５９０ｎｍにおけるＡ_ｅｆｆでみると＋０．１０％が最も有利であることが分かる。システムの要求に応じて、上記のようにΔ２の値を調整することが可能である。
【００５５】
以上のような観点から、１層構造、２層構造、３層構造の屈折率プロファイルを最適化することで、Ｌ−ＰＤＦとして非常に良好な特性が得られることが分かった。１６２０ｎｍにおける分散値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑制しつつ、Ａ_ｅｆｆを６０μｍ^２以上に拡大することも可能であることが分かった。例えば、このようなプロファイル構造を有する光ファイバを用いることにより、本発明に係る伝送路の特性を達成することが可能である。
【００５６】
負分散ファイバは、１６２０ｎｍにおける分散絶対値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍを越えるものでもよいが、分散値の抑制という観点からは、負分散ファイバの分散絶対値も、２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑制されている方が好ましい。よって、Ｌ−ＮＤＦに関しても同様に検討した。一般的に、Δ１と分散値との間には大きな相関がある。従来から検討されているＷ型ＤＣＦ（ＲＤＦ）のΔ１と分散値との関係を図１０に示す。なお、典型的なＷ型ＤＣＦを仮定し、分散スロープがＳＭＦをほぼ完全に補償するものを想定している。
【００５７】
図１０に示すように、従来型のＤＣＦ（ＲＤＦ）においては、Δ１の値を小さくしていくことで、分散絶対値を小さくしていくことが可能である。しかし、従来、１５５０ｎｍにおける分散値を小さくしていく検討はなされているが、Ｌ−Ｂａｎｄ帯における分散絶対値を抑制する検討はなされていなかった。ここで、負分散ファイバの１６２０ｎｍにおける分散絶対値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下にすることで、Ｌ−Ｂａｎｄ帯における分散の抑制を検討する。
【００５８】
前述のように、一般的にΔ１を下げることにより分散抑制の効果が発揮されるのであるが、単にΔ１を下げるだけでは、曲げ損失の増大を招いてしまう。従来のＷ型屈折率プロファイルのファイバで、１６２０ｎｍにおける分散値を−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ（分散絶対値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）にすると、Δ１が１０％以下に下がり、曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以上に大きくなってしまう。高補償率を維持しながら、分散値と曲げ損失を抑制するためには、図４に示すように、Ｗ型の外側に、セグメントコア層５を付加した屈折率プロファイルとすることが効果的である。
【００５９】
下記表５に、Ｗ型の外側にセグメントコア層５を付加した屈折率プロファイルの最適化の例を示す。
【００６０】
【表５】

【００６１】
負分散ファイバにおいては、Δ１を０．７０〜０．７５％に設定した上記のような屈折率プロファイルで、１６２０ｎｍにおける分散を−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上（絶対値で２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）にすることも可能であることが分かった。このような屈折率プロファイルを有するＬ−ＮＤＦは、分散スロープ補償率も高く、Ｌ−ＰＤＦと接続したときに、Ｌ−　ｂａｎｄの広帯域で、低分散特性を期待することが出来る。
【００６２】
なお、上述したように、Ｌ−ＮＤＦのＡ_ｅｆｆは３０μｍ^２以上であり、従来のファイバに比べると、かなり拡大していることが分かる。しかしながら、Ｌ−ＰＤＦのＡ_ｅｆｆと比べると、かなり非線形性が大きいのが実状である。しかし、そのことを利用して、Ｌ−ＮＤＦに入射光を入れることで、このＬ−ＮＤＦをラマン増幅媒体として利用することも考えられる。
【００６３】
以上のように、本発明は、Ｌ−　ｂａｎｄで高速伝送可能な分散抑制分散マネージメント光伝送路を提供する。この光伝送路が１６２０ｎｍにおいて低分散であるという特性は、Ｌ−ｂａｎｄあるいはＬ−ｂａｎｄ＋Ｃ−ｂａｎｄでの高速ＷＭＤ伝送の可能性を示している。この新しいタイプのＲＤＦ線路は、将来のＷＤＭ伝送の本命になりうるファイバであり、それを達成することができる屈折率プロファイルを完成したことにより、高速大容量伝送に適したファイバを容易に作製できるようになった。
【００６４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示し、今回の発明の有効性を説明する。
まず、正分散ファイバの試作を行った。シミュレーションの結果を参考に、実際に行った試作の結果を下記表６に示す。
【００６５】
【表６】

【００６６】
上記表６に示すように、１６２０ｎｍにおける分散値は、いずれの場合も２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下になっている。１５９０ｎｍにおける分散値はさらに小さく、試作ファイバ「表３−＃０１」では、１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度に抑制されている。伝送損失も０．２００ｄＢ／ｋｍ以下と低い値に抑制されている。分散スロープ、Ａ_ｅｆｆ、λｃ、曲げ損失等の値も、シミュレーションの結果を反映して、良好な結果を達成できたことがわかる。よって、本発明に係る正分散光ファイバが、低損失で実際に実現可能であることを確認することが出来た。
【００６７】
負分散ファイバに関しても、上記表５のシミュレーション結果を参考に、いくつかの試作を行った。試作の結果を下記表７に示す。
【００６８】
【表７】

【００６９】
上記表７に示すように、１６２０ｎｍにおける分散値は、いずれの場合も−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上（絶対値で２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）になっている。伝送損失も０．２１０〜０．２２０ｄＢ／ｋｍ程度と低い値に抑制されている。分散スロープ、Ａ_ｅｆｆ、λｃ、曲げ損失等の値も、シミュレーションの結果を反映して、良好な結果を達成できたことがわかる。よって、本発明に係る負分散光ファイバが、低損失で実際に実現可能であることを確認することが出来た。
【００７０】
上記表６に示す試作ファイバ「表２−＃０８」と表７に示す試作ファイバ「表５−＃０９」とを接続した線路の波長分散特性を図１１に、上記表６に示す試作ファイバ「表３−＃０３」と表７に示す試作ファイバ「表５−＃０５」とを接続した線路の波長分散特性を図１２に示す。
【００７１】
図１１および図１２から、Ｌ−　ｂａｎｄ帯において、各線路の分散絶対値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑えられていることが分かる。特に、図１２に示すように、Ｌ−Ｂａｎｄ全域において、従来のＳＭＦのＣ−　ｂａｎｄの分散（１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度）よりも低い分散値に抑えられていることがわかる。また、Ｌ−ＰＤＦとＬ−ＮＤＦを足したトータル分散は、±０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以内と低く抑えられていることが分かった。
【００７２】
また、図１１に波長分散特性を示す、試作ファイバ「表２−＃０８」と試作ファイバ「表５−＃０９」とを接続した線路の波長損失スペクトルを図１３に示す。
【００７３】
図１３に示すように、Ｌ−　ｂａｎｄ帯域において、０．２３ｄＢ／ｋｍ以下の低損失特性が得られることが分かった。よって、大幅な損失の増加なしに、Ｌ−　ｂａｎｄの伝送が可能であることが分かった。
【００７４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によると、１５７０ｎｍ〜１６２０ｎｍ帯（Ｌ−ｂａｎｄ）において高速ＷＤＭ伝送が可能な分散マネ−ジメント光伝送路が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光伝送路に用いる光ファイバの単峰型屈折率プロファイルを示す図。
【図２】本発明の他の実施形態に係る光伝送路に用いる光ファイバの階段型屈折率プロファイルを示す図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る光伝送路に用いる光ファイバのセグメントコア型屈折率プロファイルを示す図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る光伝送路に用いる光ファイバのＷ＋セグメントコア型プロファイルを示す図。
【図５】ＳＭＦと従来型ＲＤＦを接続した線路の分散特性を示す概念図。
【図６】本発明の分散メネージメント線路の分散特性を示す概念図。
【図７】従来型のＮＺ−ＤＳＦ、ＳＭＦ＋ＤＣＦ、ＳＭＦ＋ＲＤＦ、および本発明に係るＬ−ＰＤＦ＋Ｌ−ＮＤＦの累積分散特性を示す特性図。
【図８】単峰型屈折率プロファイルの光ファイバのコアの比屈折率差Δと、Ａ_ｅｆｆおよび分散値との関係を示す特性図。
【図９】単峰型屈折率プロファイルの光ファイバのセグメントコアの比屈折率差Δ３毎にＲａを変化させたときの分散値およびＡ_ｅｆｆを示す特性図。
【図１０】Ｗ型屈折率プロファイルを有するＤＣＦ（ＲＤＦ）のコアの比屈折率差Δ１と分散絶対値との関係を示す特性図。
【図１１】試作正ファイバと試作負ファイバとを接続した線路の波長分散スペクトルを示す特性図。
【図１２】試作正ファイバと試作負ファイバとを接続した線路の波長分散スペクトルを示す特性図。
【図１３】試作正ファイバと試作負ファイバとを接続した線路の波長損失スペクトルを示す特性図。
【符号の説明】
１・・・コア
２・・・クラッド
３・・・サイドコア
４，５・・・セグメントコア[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a WDM transmission line.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to use a single-mode fiber (SMF) for 1.55 μm transmission, a dispersion-compensating fiber used in a short module type has been actively studied. For example, by increasing the refractive index of the center core to obtain a large negative dispersion, a high performance index (FOM: FIG. Of Merit: = dispersion (ps / nm / km) / loss (dB / km)) can be obtained. Dispersion compensating fibers (DCFs) have also been developed.
[0003]
In a slope compensation type dispersion compensating fiber (DFCF) that simultaneously compensates for the dispersion slope, not only control of the FOM but also control of the compensation rate is indispensable. For example, a DCF having a unimodal refractive index profile has a positive dispersion slope. Therefore, when a single-peak DCF is connected to the SMF, the dispersion at one wavelength is compensated, but the dispersion slope is further increased, and is not suitable for WDM transmission.
[0004]
On the other hand, a fiber having a multi-clad refractive index profile such as a W-shaped fiber is designed to cancel dispersion and dispersion slope, and is attracting attention as a fiber suitable for WDM transmission. Here, normally, the dispersion compensation performance when the SMF and the DCF are connected is expressed by the following compensation rate.
[0005]

In this equation (1), the closer the compensation rate is to 100%, the wider the zero dispersion becomes. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-136758 proposes an optimal design of this modular DCF.
[0006]
However, the modular DCF which has been aiming at shortening in this way is effective only for the ordinary SMF currently laid, and does not become a new fiber line by itself. Further, conventionally, the DCF attempts to compensate for the conventional SMF with a length as short as possible, so that the relative refractive index difference (Δ1) of the center core generally increases. Therefore, a non-linear phenomenon is easily caused, and transmission loss and PMD are also likely to be increased.
[0007]
Therefore, recently, ECOC'97V01. A line-type dispersion compensating fiber called RDF having an inverse dispersion characteristic with SMF as in 1P127 has been actively studied as a low nonlinear dispersion and dispersion slope compensating fiber.
[0008]
Attempts to transmit not only the 1530 nm to 1570 nm band (C-band) but also the 1570 nm to 1620 nm band (L-band) using the SMF + RDF have been actively made. Also, long-distance transmission experiments based on 10 Gb / s using this SMF + RDF have been actively performed and reported.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the SMF + RDF has a dispersion value of 14 to 22 ps / nm / km even in the 1530 nm to 1570 nm band (C-band), and therefore the absolute value of the dispersion in the L-band is 18 to 25 ps / nm / km. It becomes very large. Even if the total dispersion is suppressed to zero, if the local dispersion absolute value is large, it becomes a major obstacle at the time of high-speed transmission. As an example, FIG. 5 shows a conceptual diagram of dispersion characteristics of a line connecting an SMF and a conventional RDF.
[0010]
The line connecting the SMF and the conventional RDF has a dispersion characteristic of about 14 to 20 ps / nm / km in C-Band as shown in the conceptual diagram of FIG. However, in this case, not only 1620 nm, which is the longest wavelength region of L-band, but also 20 ps / nm / km or more over the entire L-band in some cases. Even though the dispersion in the total line is managed near zero, high cumulative transmission makes high-speed transmission difficult.
[0011]
Even when the dispersion value is 20 ps / nm / km, 40 Gb / s transmission is difficult when transmitting at 40 km, since if the lengths of the positive dispersion fiber and the negative dispersion fiber are equal, the accumulated dispersion of 400 ps / nm is generated at the maximum. However, in an L-Band having larger dispersion, high-speed transmission of, for example, 40 Gb / s or more is impossible. However, a dispersion management line for suppressing the cumulative dispersion in the L-Band has not been proposed until now.
[0012]
The present invention has been made under the above circumstances, and has as its object to provide a distributed management optical transmission line capable of high-speed WDM transmission in the 1570 nm to 1620 nm band (L-band).
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides at least one positive dispersion fiber having a positive dispersion and a positive dispersion slope in a band of 1570 to 1620 nm, and at least one negative dispersion having a negative dispersion and a negative dispersion slope in the same wavelength band. A dispersion management optical transmission line including a fiber, wherein the positive dispersion fiber has a dispersion value at 1620 nm of 5 to 20 ps / nm / km.
[0014]
In the dispersion management optical transmission line of the present invention, the dispersion value of the positive dispersion fiber at 1620 nm is 5 to 20 ps / nm / km. When the dispersion value of the positive dispersion fiber at 1620 nm is less than 5 ps / nm / km, four-wave mixing (hereinafter, FWM) occurs. When the dispersion value exceeds 20 ps / nm / km, high-speed transmission in the L-Band band is not supported. It will be difficult.
[0015]
According to the dispersion management optical transmission line of the present invention configured as described above, high-speed WDM transmission in the L-Band band is possible without generating FWM.
[0016]
Preferred configurations of the dispersion management optical transmission line of the present invention include the following.
(1) The absolute value of the maximum dispersion value at 1620 nm of the negative dispersion fiber is 5 to 20 ps / nm / km.
(2) The transmission loss of the positive dispersion fiber in the band of 1570 to 1620 nm is 0.30 dB / km or less, and the transmission loss of the negative dispersion fiber in the same band is 0.35 dB / km or less.
[0017]
(3) The dispersion slope of the positive dispersion fiber at 1590 nm is 0.100 ps / nm. ² / Km or less, the dispersion slope at -590 nm of the negative dispersion fiber is -0.02 ps / nm. ² / Km or less, and the dispersion slope of the total line is 0.04 ps / nm. ² / Km or less.
(4) A at 1590 nm of positive dispersion fiber _eff Is 60 μm ² As described above, A at 1590 nm of the negative dispersion fiber _eff Is 20 μm ² That's all.
[0018]
(5) The cut-off wavelength (λc) of the positive dispersion fiber and the negative dispersion fiber is 1550 nm or less, and the bending loss at a diameter of 20 mmφ at 1590 nm is 20 dB / m or less.
(6) PMD of positive dispersion fiber and negative dispersion fiber is 0.2 ps / km ^1/2 It must be:
[0019]
(7) The positive dispersion fiber has a refractive index profile of any one of a single peak type, a stepped type structure, and a segment core type structure.
(8) The negative dispersion fiber has a W + segment core type refractive index profile.
(9) The negative dispersion fiber is used as a Raman amplification medium.
[0020]
Hereinafter, the dispersion management optical transmission line of the present invention will be described in more detail.
[0021]
The present invention provides a dispersion-managed optical transmission line in which the local dispersion at 1620 nm, which is the longest wavelength of L-Band, is 20 ps / nm / km or less. However, the absolute value of the dispersion must be 5 ps / nm / km or more in order to suppress the generation of four-wave mixing (hereinafter, referred to as FWM) which is remarkably observed near zero dispersion.
[0022]
It is desirable that at least the positive dispersion fiber, more preferably both the positive and negative fibers have such dispersion characteristics. By doing so, it is possible to suppress signal waveform distortion due to cumulative dispersion, and it is possible to cope with high-speed transmission in the L-band band.
[0023]
FIG. 6 shows a conceptual diagram of the dispersion characteristics of the dispersion management optical transmission line according to the present invention. From FIG. 6, in the L-band (1570 to 1620 nm) band, a positive dispersion fiber (hereinafter, L-PDF) having a dispersion of 20 ps / nm / km or less and a negative dispersion having a dispersion of 20 ps / nm / km or less in absolute value. It is understood that the use of a dispersion fiber (hereinafter, L-NDF) makes it possible to support high-speed transmission in L-band. However, if the dispersion is too small, the FWM phenomenon occurs. Therefore, the dispersion is desirably 5 ps / nm / km or more.
[0024]
Assuming a 40 km span, the conventional NZ-DSF, SMF + DCF (for L-band transmission), SMF + RDF (for L-band transmission), and 1590 nm (L-band center) of L-PDF + L-NDF according to the present invention FIG. 7 shows the cumulative dispersion characteristics at (around the wavelength). The dispersion value of each fiber at a wavelength of 1590 nm is as follows.
[0025]
SMF: 21 ps / nm / km
DCF: -105 ps / nm / km
RDF: -21 ps / nm / km
L-PDF: 17 ps / nm / km
L-NDF: -17 ps / nm / km
NZ-DSF: 7 ps / nm / km
From FIG. 7, it can be seen that the L-PDF + L-NDF according to the present invention has the maximum accumulated dispersion value suppressed at 1590 nm as compared with SMF + DCF or SMF + RDF. Thus, it can be seen that the use of the line according to the present invention makes it possible to cope with higher-speed transmission in the L-band band.
[0026]
When compared with NZ-DSF, the cumulative dispersion is slightly larger, but in the case of NZ-DSF, the dispersion slope is 0.04 ps / nm. ² / Km or more and the dispersion value in the C-band is 5 ps / nm / km or less, which causes a problem in that the FWM phenomenon occurs.
[0027]
However, even if the local dispersion in the L-band and the waveform degradation due to the FWM are suppressed, transmission in the L-band becomes impossible if the transmission loss is large. Generally, an optical fiber tends to increase transmission loss in a long wavelength region. Therefore, in the L-band band (1570-1620 nm), it is desirable that the transmission loss of the positive dispersion fiber is 0.30 dB / km or less and the transmission loss of the negative dispersion fiber is 0.35 dB / km or less.
[0028]
By defining the transmission loss of the positive dispersion fiber and the negative dispersion fiber in this manner, the transmission loss of the line becomes 0.325 dB / km or less. Therefore, the loss of the total line assuming a 40 km line is 13 dB. By using the EDFA for L-band, the loss can be sufficiently dealt with. Of course, it goes without saying that the lower the transmission loss, the better.
[0029]
As described above, high-speed transmission is possible by optimizing the accumulated dispersion characteristics and the transmission loss characteristics.However, if the total dispersion slope is large, waveform distortion occurs due to dispersion, resulting in a wide band. WDM transmission becomes impossible. Therefore, it is desirable that the total dispersion slope is suppressed at least as compared with the conventional NZ-DSF.
[0030]
Conventional NZ-DSF has a dispersion slope of 0.04 ps / nm ² / Km or more, a total of 0.04 ps / nm ² It is desirable to have a dispersion slope of / km or less. For this purpose, the dispersion slope of L-PDF is 0.100 ps / nm. ² / Km or less, the dispersion slope of L-NDF is -0.020 ps / nm ² / Km or less.
[0031]
Generally, a negative dispersion fiber has higher nonlinearity than a positive dispersion fiber. Non-linear phenomena in optical fibers are very prominent where the optical power is strong, so that a positive dispersion fiber, which is a less nonlinear fiber after the optical amplifier on the line, and a negatively nonlinear fiber, which is more highly nonlinear when the light is weakened. The order of the dispersion fibers is considered to be effective. Of course, this system is not only a simple one in which one span is composed of two fibers of a positive dispersion fiber and a negative dispersion fiber, but also, for example, L-PDF + L-NDF + L-PDF in consideration of bidirectional communication. It may be composed of shapes.
[0032]
In any case, since it is expected that high optical power will be incident on the positive dispersion fiber, the L-PDF A _eff Is a conventional NZ-DSF (A _eff : 50-60 μm ² 60μm larger than ² It is desirable that this is the case. Also, A of the subsequent L-NDF _eff Also, conventional DCF (A _eff : 15 to 20 μm ² 20μm larger than ² It is desirable that this is the case.
[0033]
Further, if the cable cutoff wavelength λcc is on the longer wavelength side than the signal light wavelength, the light to be propagated does not satisfy the SM condition. Therefore, λcc is desirably at least 1550 nm or less. Furthermore, if the bending loss is large, a serious problem such as an increase in transmission loss at the time of conversion into a cable is caused. By doing so, it is possible to suppress an increase in loss due to the structure when the cable is used.
[0034]
At the time of high-speed transmission, the value of polarization mode dispersion (PMD) is also very important. This is because when the value of PMD is large, waveform distortion due to polarization dispersion becomes remarkable. In high-speed transmission, the effect becomes even more remarkable. Therefore, PMD is 0.2ps / km ^1/2 It is desirable that: Of course, it goes without saying that the smaller the value of this PMD, the better.
[0035]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, first, a profile design of a positive dispersion fiber satisfying the above-described characteristics will be described.
[0036]
A conventional SMF has a one-layer core 1 as shown in FIG. The suppression of dispersion was studied based on the core 1 having such a one-layer structure. FIG. 8 shows the dispersion at 1590 nm and A when the relative refractive index differences Δ1 and α of the core 1 with respect to the clad 2 were changed. _eff 3 shows a graph of the change of the. However, λcc was set to 1550 nm. As shown in FIG. 8, 60 μm ² A above _eff It was found that a dispersion value of 20 ps / nm / km or less could be achieved while maintaining the following.
[0037]
As described above, it was found that the use of the core 1 having a one-layer structure enables the dispersion value at 1620 nm to be suppressed to 20 ps / nm / km or less. An example of the optimized refractive index profile (# 01, # 02, # 03) is a typical SMF (Δ1 = 0.40%, α = 8, core diameter = 10.0 μm) (Reference 1). The results are shown in Table 1 below. However, A _eff In order to achieve the expansion of λc, λc was set to a relatively large value near 1500 nm.
[0038]
[Table 1]

[0039]
From Table 1 above, a typical SMF achieves a dispersion of 20 ps / nm / km or less at 1590 nm, which is the central wavelength band of L-band, but has a dispersion value of 1620 nm at the longest wavelength region of L-band. It turns out that it exceeds 20 ps / nm / km. On the other hand, in the fibers having the optimized single-peak type refractive index profiles of samples # 01 to # 03, A _eff Is 60 μm ² It can be seen that the dispersion at 1620 nm is suppressed to 20 ps / nm / km or less while keeping the above. Therefore, such a single-peak structure is effective.
[0040]
However, the dispersion value at 1620 nm is suppressed to 20 ps / nm / km or less. _eff Is 60-65 μm ² It is not enough value. Therefore, when a step-type refractive index profile in which the side core layer 2 is added to a typical SMF as shown in FIG. _eff How it changes.
[0041]
The results are shown in Table 2 below.
[0042]
[Table 2]

[0043]
As shown in Table 2 above, dispersion can be suppressed by forming a step-type refractive index profile in which the side core layer 3 is added to a typical SMF. As the relative refractive index difference Δ2 of the side core layer 2 with respect to the cladding 2 increases, the dispersion decreases. However, when the relative refractive index difference Δ2 exceeds a certain amount, the dispersion increases. For example, comparing # 01 to # 03, when Δ2 changes from 0.05% to 0.10%, the dispersion value at 1590 nm changes from 18.61 ps / nm / km to 18.45 ps / nm / km. However, when Δ2 becomes 0.15%, it increases to 18.58 ps / nm / km.
[0044]
From this, it can be seen that Δ2 is around 0.10% is around the minimum value of the variance. For example, in a fiber such as # 05 or # 06, A _eff Is 85 μm ² While expanding to a degree, the dispersion value at 1620 nm has been successfully suppressed to 20 ps / nm / km or less.
[0045]
Increasing the width of the side core layer 3 or appropriately setting it to △ 2 suppresses dispersion and increases A _eff In terms of expansion, it has a great effect. However, as is clear from Table 2 above, instead of obtaining these effects, there is a trade-off between bending loss and dispersion slope deterioration. Therefore, it is important to select an optimum value as long as the bending loss and the dispersion slope are not impaired.
[0046]
In the above-described refractive index profile range, while controlling the dispersion value at 1620 nm (L-band longest wavelength) to 20 ps / nm / km or less, A _eff Is 80 μm ² It was confirmed that it was possible to expand the above. Also, A _eff 90 μm ² It was also found that the above could be enlarged, but in that case, the bending loss of 20 mmφ became a relatively large value near 20 dB / m, which proved to be undesirable. Although the refractive index profile is slightly complicated, A _eff Is 80 μm ² As described above, using this refractive index profile is a very effective means.
[0047]
However, even when the stepped structure is used, the dispersion at 1620 nm is only about 20 ps / nm / km or less, and the suppression of the dispersion value may not be sufficient.
[0048]
Therefore, using a fiber having a segment core type refractive index profile as shown in FIG. ² A above _eff While obtaining, it was examined whether the dispersion at 1620 nm could be further suppressed. The relative refractive index of each segment core layer 4 with respect to the clad 2 is increased by doubling the Δ1 of the center core 1 to 0.4% and doubling the magnification (c / a) of the diameter (2c) of the segment core to the center core diameter (2a). The change in the characteristics when the magnification (Ra) of the side core diameter (2b) with respect to 2a (conceptually, the width of returning the Δ to the silica level among the double step layers) with respect to the difference Δ3 is shown. As shown in FIG. In FIG. 9A, (a) shows the change in the variance, and (b) shows the change in A. _eff The change of each is shown.
[0049]
As shown in FIG. 9A, there is a range of Ra2 in which the dispersion value is significantly lower than 20 ps / nm / km. In that range, A _eff Must be selected as large as possible, but it is important to select a range where the bending loss does not increase. Table 3 below shows an example of characteristics obtained by selecting and optimizing such a range.
[0050]
[Table 3]

[0051]
As shown in Table 3 above, the fiber having the segment core type refractive index profile can obtain a relatively small bending loss and a suppressed dispersion value as compared with the fiber having the step type refractive index profile. . That is, the dispersion value at 1620 nm is suppressed to about 16 ps / nm / km at a small value. This usually corresponds to the dispersion value of SMF at 1550 nm, and it can be seen that the cumulative dispersion in the L-band is largely suppressed. Furthermore, A _eff Also 60μm ² 80 μm for large ones ² It has been expanded. Therefore, it is understood that such a structure is effective for suppressing the dispersion of L-band.
[0052]
Finally, it was examined whether the dispersion can be further suppressed by changing Δ2 of the above structure. Table 4 below shows changes in the characteristics when Δ2 is changed, taking the results for sample 04 in Table 3 above as an example.
[0053]
[Table 4]

[0054]
From the above Table 4, Δ2 is −0.05% when viewed from the dispersion value at 1620 nm, −0.15% when viewed from the dispersion value and bending loss at 1590 nm, and A is 1590 nm. _eff It can be seen that + 0.10% is most advantageous. It is possible to adjust the value of Δ2 as described above according to the requirements of the system.
[0055]
From the above viewpoints, it has been found that by optimizing the refractive index profiles of the one-layer structure, the two-layer structure, and the three-layer structure, very good characteristics can be obtained as L-PDF. While suppressing the dispersion value at 1620 nm to 20 ps / nm / km or less, A _eff Is 60 μm ² It has been found that it is possible to enlarge the above. For example, by using an optical fiber having such a profile structure, it is possible to achieve the characteristics of the transmission line according to the present invention.
[0056]
The negative dispersion fiber may have a dispersion absolute value of more than 20 ps / nm / km at 1620 nm, but from the viewpoint of suppressing the dispersion value, the dispersion absolute value of the negative dispersion fiber is also suppressed to 20 ps / nm / km or less. Is preferred. Therefore, L-NDF was also examined in the same manner. Generally, there is a large correlation between Δ1 and the variance. FIG. 10 shows the relationship between Δ1 and the variance of the W-type DCF (RDF) which has been conventionally studied. Note that it is assumed that a typical W-type DCF is used, and that the dispersion slope almost completely compensates for the SMF.
[0057]
As shown in FIG. 10, in the conventional DCF (RDF), the variance absolute value can be reduced by decreasing the value of Δ1. However, conventionally, studies have been made to reduce the dispersion value at 1550 nm, but no studies have been made to suppress the dispersion absolute value in the L-Band band. Here, the suppression of dispersion in the L-Band band will be studied by setting the absolute value of the dispersion at 1620 nm of the negative dispersion fiber to 20 ps / nm / km or less.
[0058]
As described above, the effect of suppressing dispersion is generally exhibited by lowering Δ1, but simply lowering Δ1 causes an increase in bending loss. When the dispersion value at 1620 nm is -20 ps / nm / km (absolute dispersion value is 20 ps / nm / km or less) in a conventional fiber having a W-type refractive index profile, Δ1 is reduced to 10% or less, and the bending loss is reduced to 20 dB / km. m or more. In order to suppress the dispersion value and the bending loss while maintaining a high compensation rate, it is effective to have a refractive index profile in which a segment core layer 5 is added to the outside of the W-shape as shown in FIG. is there.
[0059]
Table 5 below shows an example of optimization of the refractive index profile in which the segment core layer 5 is added to the outside of the W-shape.
[0060]
[Table 5]

[0061]
In the negative dispersion fiber, the dispersion at 1620 nm is -20 ps / nm / km or more (absolute value is 20 ps / nm / km or less) with the above-mentioned refractive index profile in which Δ1 is set to 0.70 to 0.75%. It turns out that it is also possible. The L-NDF having such a refractive index profile has a high dispersion slope compensation rate, and when connected to the L-PDF, can expect low dispersion characteristics in a wide band of L-band.
[0062]
As described above, A of L-NDF _eff Is 30 μm ² As described above, it can be seen that the fiber is considerably enlarged as compared with the conventional fiber. However, L-PDF A _eff Compared with, the fact is that the nonlinearity is considerably large. However, utilizing this fact, it is conceivable to use the L-NDF as a Raman amplification medium by inputting incident light into the L-NDF.
[0063]
As described above, the present invention provides a dispersion-suppressed dispersion-managed optical transmission line capable of high-speed transmission in L-band. The characteristic that this optical transmission line has low dispersion at 1620 nm indicates the possibility of high-speed WMD transmission in L-band or L-band + C-band. This new type of RDF line is a fiber that can be a favorite in future WDM transmission, and by perfecting a refractive index profile that can achieve it, a fiber suitable for high-speed and large-capacity transmission can be easily manufactured. It became so.
[0064]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described, and the effectiveness of the present invention will be described.
First, a trial production of a positive dispersion fiber was performed. Table 6 below shows the results of actual trial production with reference to the results of the simulation.
[0065]
[Table 6]

[0066]
As shown in Table 6 above, the dispersion value at 1620 nm is 20 ps / nm / km or less in each case. The dispersion value at 1590 nm is even smaller, and is suppressed to about 15 ps / nm / km in the prototype fiber “Table 3- # 01”. The transmission loss is also suppressed to a low value of 0.200 dB / km or less. Dispersion slope, A _eff , Λc, bending loss and the like can be understood to have achieved good results by reflecting the results of the simulation. Therefore, it was confirmed that the positive dispersion optical fiber according to the present invention can be actually realized with low loss.
[0067]
For the negative dispersion fiber, several prototypes were made with reference to the simulation results in Table 5 above. The results of the prototype are shown in Table 7 below.
[0068]
[Table 7]

[0069]
As shown in Table 7, the dispersion value at 1620 nm is -20 ps / nm / km or more (absolute value is 20 ps / nm / km or less) in each case. The transmission loss is also suppressed to a low value of about 0.210 to 0.220 dB / km. Dispersion slope, A _eff , Λc, bending loss and the like can be understood to have achieved good results by reflecting the results of the simulation. Therefore, it was confirmed that the negative dispersion optical fiber according to the present invention can be actually realized with low loss.
[0070]
FIG. 11 shows the chromatic dispersion characteristics of a line connecting the prototype fiber “Table 2- # 08” shown in Table 6 and the trial fiber “Table 5- # 09” shown in Table 7, and FIG. 11 shows the prototype fiber “ FIG. 12 shows the chromatic dispersion characteristics of the lines connecting Table 3- # 03 ”and the prototype fiber“ Table 5- # 05 ”shown in Table 7.
[0071]
From FIG. 11 and FIG. 12, it is understood that the dispersion absolute value of each line is suppressed to 20 ps / nm / km or less in the L-band band. In particular, as shown in FIG. 12, it can be seen that the dispersion value is suppressed to a lower value than the C-band dispersion (about 16 ps / nm / km) of the conventional SMF in the entire L-Band. In addition, it was found that the total dispersion obtained by adding L-PDF and L-NDF was kept low within ± 0.5 ps / nm / km.
[0072]
FIG. 13 shows a wavelength loss spectrum of a line connecting the prototype fiber “Table 2- # 08” and the trial fiber “Table 5- # 09”, whose wavelength dispersion characteristics are shown in FIG. 11.
[0073]
As shown in FIG. 13, it was found that a low loss characteristic of 0.23 dB / km or less was obtained in the L-band band. Therefore, it was found that L-band transmission was possible without a significant increase in loss.
[0074]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a dispersion management optical transmission line capable of high-speed WDM transmission in the 1570 nm to 1620 nm band (L-band) is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a single-peak refractive index profile of an optical fiber used for an optical transmission line according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a step-shaped refractive index profile of an optical fiber used for an optical transmission line according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a segment core type refractive index profile of an optical fiber used for an optical transmission line according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a W + segment core type profile of an optical fiber used for an optical transmission line according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing dispersion characteristics of a line connecting an SMF and a conventional RDF.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing dispersion characteristics of the dispersion management line of the present invention.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing cumulative dispersion characteristics of conventional NZ-DSF, SMF + DCF, SMF + RDF, and L-PDF + L-NDF according to the present invention.
FIG. 8 shows a relative refractive index difference Δ of a core of an optical fiber having a single-peak refractive index profile, and A _eff FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between the variance and the variance.
FIG. 9 shows a dispersion value and A when Ra is changed for each relative refractive index difference Δ3 of a segment core of an optical fiber having a single-peak type refractive index profile. _eff FIG.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between a relative refractive index difference Δ1 of a core of a DCF (RDF) having a W-type refractive index profile and an absolute value of dispersion.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a chromatic dispersion spectrum of a line connecting a prototype positive fiber and a trial negative fiber.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a chromatic dispersion spectrum of a line connecting a prototype positive fiber and a trial negative fiber.
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a wavelength loss spectrum of a line connecting a prototype positive fiber and a trial negative fiber.
[Explanation of symbols]
1 ... core
2 ... Clad
3 ... side core
4,5 ... Segment core

Claims (10)

A dispersion management optical transmission line including at least one positive dispersion fiber having a positive dispersion and a positive dispersion slope in a band of 1570 to 1620 nm and at least one negative dispersion fiber having a negative dispersion and a negative dispersion slope in the same wavelength band. A dispersion management optical transmission line, wherein the dispersion value of the positive dispersion fiber at 1620 nm is 5 to 20 ps / nm / km. 2. The dispersion management optical transmission line according to claim 1, wherein the absolute value of the maximum dispersion value of the negative dispersion fiber at 1620 nm is 5 to 20 ps / nm / km. The transmission loss of the positive dispersion fiber in the band of 1570 to 1620 nm is 0.30 dB / km or less, and the transmission loss of the negative dispersion fiber in the same band is 0.35 dB / km or less. 3. The dispersion management optical transmission line according to item 1. The dispersion slope at 1590 nm of the positive dispersion fiber is 0.100 ps / nm ² / km or less, the dispersion slope at 1590 nm of the negative dispersion fiber is -0.02 ps / nm ² / km or less, and the dispersion slope of the total line is 0.10 ps / nm ² / km. The dispersion management optical transmission line according to claim 1, wherein the dispersion management optical transmission line is equal to or less than 04 ps / nm ² / km. 5. The dispersion management light according to claim 1, wherein A _eff at 1590 nm of the positive dispersion fiber is 60 μm ² or more, and A _eff at 1590 nm of the negative dispersion fiber is 20 μm ² or more. 6. Transmission path. The cut-off wavelength (λc) of the positive dispersion fiber and the negative dispersion fiber is 1550 nm or less, and the bending loss at a diameter of 20 mmφ at 1590 nm is 20 dB / m or less. The dispersion management optical transmission line as described in the above. 7. The dispersion management optical transmission line according to claim 1, wherein a polarization mode dispersion (PMD) of the positive dispersion fiber and the negative dispersion fiber is 0.2 ps / km ^1/2 . The dispersion management optical transmission according to any one of claims 1 to 7, wherein the positive dispersion fiber has one of a refractive index profile of a single peak type, a stepped type structure, and a segment core type structure. Road. 9. The dispersion management optical transmission line according to claim 1, wherein the negative dispersion fiber has a W + segment core type refractive index profile. The dispersion management optical transmission line according to any one of claims 1 to 9, wherein the negative dispersion fiber is used as a Raman amplification medium.

Images