JP2004102092A

JP2004102092A - Optical fiber

Info

Publication number: JP2004102092A
Application number: JP2002266306A
Authority: JP
Inventors: Fumio Takahashi; 高橋　文雄; Masahide Kuwabara; 桑原　正英; Hideya Morihira; 森平　英也
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-04-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber which can be matched with an existing transmission line of a 1,500 nm band, is yet adequate for CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) of a 1300 nm band, and is excellent in productibity. <P>SOLUTION: The optical fiber is ≥8 μm in a mode field diameter (MFD) at 1,310 nm, does not have a zero dispersion wavelength in a wavelength region of 1,280 to 1,324 nm, is 0.1 to 8.0 ps/nm/km in the absolute value of the dispersion in the above wavelength region, is ≤0.1 ps/nm<SP>2</SP>/km in dispersion slope, is ≤1,270 nm in the cut off wavelength in a 22 m method and is ≤0.4 dB/km in the transmission loss at a wavelength 1,310 nm. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重光伝送を行なうときに用いる光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光ファイバを用いた光伝送における伝送容量を増大させる技術の検討が盛んに行われている。
一般に、光ファイバの伝送損失は波長１５５０ｎｍ付近で最も小さくなるため、この波長帯を用いた光伝送を行うことが望まれ、これまで、波長１５５０ｎｍ付近にゼロ分散波長を有する分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）が開発された。この光ファイバにより、波長１５５０ｎｍ帯において伝送容量が数Ｇｂｐｓの光伝送が可能となった。
また、近年では、伝送容量を増大させるための技術として波長分割多重（ＷＤＭ）光伝送についての研究開発がきわめて盛んに行われている。そして、ＷＤＭ光伝送に好適に用いられる光ファイバについても多くの検討がなされている。
【０００３】
光ファイバをＷＤＭ光伝送に使用する場合には、使用波長帯にゼロ分散波長が存在しないことが四光波混合を防ぐ観点から要求されるため、使用波長帯に零分散をもたないノンゼロ分散シフト光ファイバ（ＮＺＤＳＦ）が開発された。このＮＺＤＳＦの開発により、波長１５３０〜１５６５ｎｍの波長領域（Ｃバンド）および波長１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍの波長領域（Ｌバンド）でのＷＤＭ伝送が可能となり、伝送容量は飛躍的に増大した。
このようなＷＤＭ伝送システムにおいて、さらに、伝送容量を拡大するために、信号光の波長帯域の幅を広げる試みがなされている。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５９０５８３８号明細書
【特許文献２】
米国特許第６２０５２６８号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
米国特許第６２０５２６８号に開示されている発明は、標準シングルモード光ファイバとほぼ同様のファイバパラメータを維持しながら、１．３８μｍの水酸基（ＯＨ）吸収による損失ピークを低減させ、かつ、１４００ｎｍ帯の分散値を低減させることにより、１３００ｎｍ帯〜１５００ｎｍ帯の幅広い波長領域でのＣＷＤＭ（Ｃｏａｒｓｅ　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムを実現している。
このＣＷＤＭ伝送システムにおいて、光ファイバは１３１０ｎｍ近傍にゼロ分散波長を有するため、波長１３００ｎｍ帯は、アナログＣＡＴＶ伝送に使用し、波長１４００ｎｍ帯で１０Ｇｂｐｓ以上の伝送が提案されている。
また、この新しいＣＷＤＭ伝送方式の提案により、１４００ｎｍ帯でのＣＷＤＭ伝送に不可欠な伝送装置も近年開発され、実用化されつつある。
【０００６】
ＷＤＭ伝送のメトロポリタン系（大都市向）光伝送路への適用を考慮した場合、今日、布設されている伝送路の圧倒的多数が標準シングルモード光ファイバであることを考えれば、米国特許第６２０５２６８号に記載されている提案は優れていると思われる。しかしながら、そのような光伝送路同様、すでに実用化されている伝送装置の圧倒的多数もまた、１．３μｍ帯伝送用装置であることを考えれば、ＷＤＭ伝送用に、１３００ｎｍ帯を使わずに、１４００ｎｍ帯を使用することは、コスト的にも、また現用のシステムとの整合性の面からも望ましいことではない。
【０００７】
一方、米国特許第５９０５８３８号に開示されている発明は、ゼロ分散波長を１３５０〜１４５０ｎｍにシフトさせ、１３１０ｎｍと１５５０ｎｍの分散の絶対値を１．０〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとすることで、両波長帯でのＷＤＭ伝送を実現する光ファイバを提案している。しかしながら、両波長帯でのＷＤＭ伝送を実現させようとすると、モードフィールド径（ＭＦＤ）または実効コア断面積（Ａｅｆｆ）を小さくせざるをえなかった。上記米国特許第５９０５８３８号に開示されている発明では、Ａｅｆｆが４９μｍ^２を上限とされている。
しかしながら、ＷＤＭ伝送のメトロポリタン系への適用を考慮した場合、伝送距離が高々４０〜６０ｋｍ程度であるため、伝送損失が最小となるという理由だけで、１５５０ｎｍ帯を使うという積極的な必然性はない。
【０００８】
メトロポリタン系においては、１０００心程度の多心光伝送ケーブルが実用化されており、小さな伝送損失の光ファイバよりも、光ファイバ間の接続や光ファイバの曲げ・側圧等の取り扱い性に優れた光ファイバの方が不可欠となる。こうした観点からみれば、米国特許第５９０５８３８号で提案されている光ファイバでは、ＭＦＤ（Ａｅｆｆ）が小さく、標準シングルモード光ファイバ等の接続では、接続損失が０．３ｄＢ以上となり、実用的ではない。
【０００９】
このように、既存の伝送路との完全な整合を図ろうとすると、伝送装置の面で不整合が生じ、既存の伝送装置との完全な整合を図ろうとすれば、伝送路の面で不整合が生じるという二律背反する問題に遭遇する。
この整合性について、伝送路・伝送装置の両面から、最適化しようとする試みは、これまでのところ実施されていない。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、１５００ｎｍ帯にも使用でき、１３１０ｎｍ帯のＣＷＤＭ伝送に好適で、製造性にすぐれた光ファイバを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明者が鋭意検討し、実験したところ、本発明は次のような構成を持つことが好ましいことを見いだした。
本発明の光ファイバは、１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）が８μｍ以上で、１２８０〜１３２４ｎｍの波長領域にゼロ分散波長をもたず、該波長領域における分散の絶対値が０．１〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが０．１ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下であり、２２ｍ法におけるカットオフ波長が１２７０ｎｍ以下であり、波長１３１０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴としている。
【００１２】
１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８μｍ以上であるため、標準シングルモード光ファイバとの接続を０．１ｄＢ以下にすることが可能となり、既設の伝送路との整合性を保つことが可能となる。
また、１２８０〜１３２４ｎｍの波長領域にゼロ分散波長をもたず、該波長領域における分散の絶対値が０．１〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであるため、四光波混合等の非線形現象により波形の歪が実用上無視できる。分散スロープの絶対値が０．１ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下であるため、各信号光間での波長分散値の差が小さくなり、各信号光間の波長分散による波形歪量の差を効果的に低減した光伝送が可能となる。
２２ｍ法によるカットオフ波長が１２７０ｎｍ以下であるため、１２８０〜１３２４ｎｍの波長領域において基底モード光のみが伝搬し得る。波長１３１０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下であるため、波長１３００ｎｍ帯における光通信が可能である。
【００１３】
また、本発明の光ファイバは、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが９．５μｍ以下である場合や、ゼロ分散波長が１３２５〜１３５０ｎｍである場合には、標準シングルモード光ファイバのプロファイルの変更を最小限に抑えるだけで実現可能となり、製造性に優れた光ファイバが実現可能となる。
【００１４】
また、本発明の光ファイバでは、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤをＡ（μｍ）、２２ｍ法におけるカットオフ波長をＢ（ｎｍ）とした場合に、Ａ×Ｂ≦１１＊１０００の関係を満足させることで上記特性が実現できる。
【００１５】
さらに、本発明の光ファイバでは、波長１３８３ｎｍの伝送損失が、波長１３１０ｎｍの伝送損失よりも小さく、分散の絶対値が０．１〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが０．１ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下とすることにより、将来の波長領域拡大の際に、１４００ｎｍ帯を活用することができ、好適である。
【００１６】
水素エージング試験前後での波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増加が０．０４ｄＢ／ｋｍ以下であることにより、対水素性を加味した長期信頼性に優れた光ファイバを提供できることになる。
【００１７】
【用語の定義】
本明細書において使用する技術用語の定義を下記に記す。
（１）水素エージング試験とは、ＩＥＣ６０７９３−２−５０（ｆｉｒｓｔ　ｅｄｉｔｉｏｎ２００２−０１）　Ｃ３．１で規定された方法を云う。
（２）本発明において波長λｙは１３８３ｎｍとする。
（３）カットオフ波長とはＩＴＵ−Ｔ　Ｇ．６５０で定義されるカットオフ波長λｃｃを指す。
その他、本文で特に定義されない用語については、ＩＴＵ−Ｔ　Ｇ．６５０の定義、測定方法に従うものとする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ファイバの実施の形態を添付図面を参照して述べる。
【００１９】
第１実施の形態
図１（Ａ）、（Ｂ）を参照して、本発明の第１実施の形態に係る光ファイバについて述べる。
図１（Ａ）は本発明の第１実施の形態の光ファイバの断面図であり、図１（Ｂ）は第１実施の形態の光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
図１（Ａ）、（Ｂ）に図解したように、本発明の第１実施の形態に係る光ファイバは、光軸中心に直径２ａ、屈折率ｎ１を有するコア領域１と、コア領域１の周囲に外径２ｄ、屈折率ｎ２を有するクラッド領域２とを備える。
屈折率の大小関係は、ｎ１＞ｎ２　である。このような光ファイバは、シリカをベースとして、例えば、コア領域１にクラッド領域２の屈折率より屈折率を高めるドーパント、たとえば、Ｇｅ元素を添加することにより実現することができる。
比屈折率差Δ１は下記式で規定される。
【００２０】
【数１】

【００２１】
第１実施の形態の光ファイバは、コア領域の外周に、たとえば、ＶＡＤ法によってスート（煤体）を合成し、そのスート体を脱水・焼結して透明ガラス化し、プリフォーム（光ファイバ母材）を形成し、そのプリフォームを線引きして、コア領域１とクラッド領域２からなる光ファイバを形成する。さらに、クラッド領域２の外周に２層のＵＶ硬化型樹脂を被覆して、外径２５０μｍの光ファイバ素線とした。
その後、常温・常圧でＤ２ガス雰囲気内に２時間放置したあとで、下記に示す各種特性を確認した。
【００２２】
第１実施例
第１実施例に係る光ファイバは、図１（Ｂ）に示す屈折率プロファイルを有しており、モードフィールド径（ＭＦＤ）が８．５μｍであり、零分散波長が１３２６ｎｍであり、１２８０〜１３２４ｎｍの波長領域における分散スロープが０．０８ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍであり、該波長領域における分散値の絶対値は０．４〜３．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、カットオフ波長λ_ｃ　が１１５２ｎｍである。したがって、１．３１μｍにおけるＭＦＤをＡ（μｍ）、２２ｍ法におけるカットオフ波長をＢ（ｎｍ）としたときに、ＭＦＤとカットオフ波長の積であるＡ×Ｂは９．７９＊１０００であった。
また、波長１３１０ｎｍにおける伝送損失は０．３４ｄＢ／ｋｍ、波長１３８３ｎｍにおける伝送損失は０．２９ｄＢ／ｋｍであった。
また、第１実施の形態の光ファイバを水素エージング試験を実施したところ、試験前後での波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増加は０．００ｄＢ／ｋｍであった。
【００２３】
第２実施例
第２実施例に係る光ファイバは、図１（Ｂ）に示す屈折率プロファイルを有しており、ＭＦＤが８．１μｍであり、零分散波長が１３４０ｎｍであり、１２８０〜１３２４ｎｍの波長領域における分散スロープが０．０８ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍであり、該波長領域における分散値の絶対値は１．６〜５．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、カットオフ波長λｃｃ　が１１００ｎｍである。従って、Ａ×Ｂ（ＭＦＤとカットオフ波長の積）は８．９＊１０００である。
また、波長１３１０ｎｍにおける伝送損失は０．３４ｄＢ／ｋｍであり、波長１３８３ｎｍにおける伝送損失は０．２９ｄＢ／ｋｍであった。
また、第２実施の形態の光ファイバを水素エージング試験を実施したところ、試験前後での波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増加は０．００ｄＢ／ｋｍであった。
【００２４】
第１および第２実施例から明らかなように、第１実施形態に係る光ファイバは下記になる。
１．３１μｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）が８μｍ以上で、１２８０〜１３２４ｎｍの波長領域にゼロ分散波長をもたず、該波長領域における分散の絶対値が０．１〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが０．１ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下であり、２２ｍ法におけるカットオフ波長が１２７０ｎｍ以下であり、波長１３１０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下である。また、本発明に係わる光ファイバは、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが９．５μｍ以下である場合や、ゼロ分散波長が１３２５〜１３５０ｎｍである場合に、好適となる。上記特性は、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤをＡ（μｍ）、２２ｍ法におけるカットオフ波長をＢ（ｎｍ）とした場合に、Ａ×Ｂ≦１１＊１０００の関係を満足させることで実現できる。
【００２５】
さらに、本発明に係わる光ファイバは、波長１３８３ｎｍの伝送損失が、波長１３１０ｎｍの伝送損失よりも小さく、分散の絶対値が０．１〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが０．１ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下とすることが好適である。
【００２６】
水素エージング試験前後での波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増加が０．０４ｄＢ／ｋｍ以下とすることにより、長期信頼性に優れた光ファイバを提供でき、好適である。
【００２７】
第２実施の形態
本発明に係わる光ファイバの構成および屈折率プロファイルは図１（Ａ）、（Ｂ）に示すものに限定されるものではなく、例えば図２（Ａ）、（Ｂ）に示すようなものでもかまわない。
図２（Ａ）、（Ｂ）を参照して、本発明の第２実施の形態に係る光ファイバについて述べる。
図２（Ａ）は本発明の第１実施の形態の光ファイバの断面図であり、図２（Ｂ）は第２実施の形態の光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
図２（Ａ）、（Ｂ）に図解したように、第２実施の形態に係る光ファイバは、光軸中心に直径２ａ、屈折率ｎ１１を有する中心コア（第１コア）領域１１と、第１コア領域１１の周囲に直径２ｂ、屈折率ｎ１２を有する第２コア領域１２と、第２コア領域１３の周囲に直径２ｃ、屈折率ｎ１３を有する第３コア領域１３と、第３コア領域１３の周囲に外径２ｄ、屈折率ｎ１４を有するクラッド領域１４とを備える。各屈折率の大小関係は、ｎ１１＞ｎ１３＞ｎ１４＞ｎ１２である。
比屈折率差Δ１１〜Δ１３は下記式で規定される。
【００２８】
【数２】

【００２９】
このような光ファイバは、クラッド領域１４の屈折率ｎ１４　より高い屈折率を持つ第１コア領域１１および第３コア領域１３には、シリカをベースとして、例えば、屈折率を高めるドーパント、たとえば、Ｇｅ元素を添加することにより実現することができる。ただし、第１コア領域１１に添加する屈折率を高めるドーパントの量は第３コア領域１３に添加する屈折率を高めるドーパントの量より多い。また、クラッド領域１４の屈折率ｎ１４　より低い屈折率ｎ１２　を持つ第２コア領域１２には、屈折率を低くするドーパント、たとえば、フッ素元素を添加する。
【００３０】
第２実施の形態の光ファイバは、コア領域１１の周囲に、たとえば、ＶＡＤ法によって製造されたスート（煤体）を、脱水・焼結により透明ガラス化して第２コア領域１２を形成する。さらに、第２コア領域１２の周囲に、たとえば、ＶＡＤ法によってスート（煤体）を合成し、スート体を脱水・焼結により透明ガラス化して第３コア領域１３を形成する。この第３コア領域１３の周囲に、たとえば、ＶＡＤ法によってスート（煤体）を合成し、このスート体を脱水・焼結により透明ガラス化してクラッド領域１４を形成して、プリフォーム（光ファイバ母材）を形成し、そのプリフォームを線引きして、図２（Ａ）、（Ｂ）に図解した光ファイバを形成し、さらに、クラッド領域１４の外周に２層のＵＶ硬化型樹脂を被覆して、外径２５０μｍの光ファイバ素線とした。
その後、常温・常圧でＤ２ガス雰囲気内に２時間放置したあとで、第１および第２実施例と同様の試験を行なったところ、上述した結果と同様の結果を得た。
【００３１】
すなわち、第２実施の形態の光ファイバについても、第１実施の形態の光ファイバと同様、１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）が８μｍ以上で、１２８０〜１３２４ｎｍの波長領域にゼロ分散波長をもたず、該波長領域における分散の絶対値が０．１〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが０．１ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下であり、２２ｍ法におけるカットオフ波長が１２７０ｎｍ以下であり、波長１３１０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下である。
また、本発明に係わる光ファイバは、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが９．５μｍ以下である場合や、ゼロ分散波長が１３２５〜１３５０ｎｍである場合に、好適となる。上記特性は、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤをＡ（μｍ）、２２ｍ法におけるカットオフ波長をＢ（ｎｍ）とした場合に、Ａ×Ｂ≦１１＊１０００の関係を満足させることで実現できる。
【００３２】
さらに、本発明に係わる第２実施の形態の光ファイバは、波長１３８３ｎｍの伝送損失が、波長１３１０ｎｍの伝送損失よりも小さく、分散の絶対値が０．１〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが０．１ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下とすることが好適である。
【００３３】
水素エージング試験前後での波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増加が０．０４ｄＢ／ｋｍ以下とすることにより、長期信頼性に優れた光ファイバを提供でき、好適である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の光ファイバは、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが８μｍ以上で、１２８０〜１３２４ｎｍの波長領域にゼロ分散波長をもたず、該波長領域における分散の絶対値が０．１〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍで、分散スロープが０．１ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下であり、２２ｍ法におけるカットオフ波長が１２７０ｎｍ以下であり、波長１３１０ｎｍにおける伝送損失が０．４ｄＢ／ｋｍ以下とすることにより既設の伝送路との整合性を保つことができた。したがって、１３１０ｎｍ帯で、４光波混合の発生を抑制したＷＤＭ用光ファイバとして適用できる。
【００３５】
また、本発明の光ファイバは、１３１０ｎｍにおけるＭＦＤが９．５μｍ以下である場合や、ゼロ分散波長が１３２５〜１３５０ｎｍである場合には、製造性に優れた光ファイバが実現可能となり、好適である。
【００３６】
さらに、本発明の光ファイバでは、波長１３８３ｎｍの伝送損失が、波長１３１０ｎｍの伝送損失よりも小さく、分散の絶対値が０．１〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが０．１ｐｓ／ｎｍ^２／ｋｍ以下とすることにより、将来の波長領域拡大の際に、１４００ｎｍ帯を活用することができ、好適である。
【００３７】
水素エージング試験前後での波長１３８３ｎｍにおける伝送損失の増加が０．０４ｄＢ／ｋｍ以下の場合には、長期信頼性に優れた光ファイバを提供でき、さらに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る第１実施の形態の光ファイバの断面構成図およびその屈折率プロファイルの一例を示す図である。
【図２】図２は（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る第２実施の形態の光ファイバの断面構成図およびその本発明に係る他の光ファイバの屈折率プロファイルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・コア領域（屈折率ｎ１　）
２・・クラッド領域（屈折率ｎ２）
１１・・中心コア（第１コア）領域（屈折率ｎ１１）
１２・・第２コア領域（屈折率ｎ１２）
１３・・第３コア領域（屈折率ｎ１３）
１４・・クラッド領域（屈折率ｎ１４）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber used when performing wavelength division multiplexing optical transmission.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques for increasing transmission capacity in optical transmission using an optical fiber have been actively studied.
In general, since the transmission loss of an optical fiber is minimized near a wavelength of 1550 nm, it is desired to perform optical transmission using this wavelength band. Until now, a dispersion-shifted optical fiber (DSF) having a zero dispersion wavelength near a wavelength of 1550 nm has been desired. ) Was developed. With this optical fiber, optical transmission with a transmission capacity of several Gbps in the wavelength band of 1550 nm has become possible.
In recent years, research and development on wavelength division multiplexing (WDM) optical transmission as a technique for increasing the transmission capacity has been very active. Many studies have been made on optical fibers suitably used for WDM optical transmission.
[0003]
When an optical fiber is used for WDM optical transmission, it is required that the zero-dispersion wavelength does not exist in the operating wavelength band from the viewpoint of preventing four-wave mixing. Optical fiber (NZDSF) was developed. With the development of this NZDSF, WDM transmission in the wavelength range of 1530 to 1565 nm (C band) and the wavelength range of 1565 nm to 1625 nm (L band) has become possible, and the transmission capacity has increased dramatically.
In such a WDM transmission system, attempts have been made to further increase the width of the wavelength band of the signal light in order to further increase the transmission capacity.
[0004]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 5,905,838 [Patent Document 2]
US Pat. No. 6,205,268.
[Problems to be solved by the invention]
The invention disclosed in U.S. Pat. No. 6,205,268 reduces loss peaks due to hydroxyl (OH) absorption of 1.38 .mu.m while maintaining fiber parameters similar to standard single mode optical fibers, and reduces the 1400 nm band. By reducing the dispersion value, a CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) system in a wide wavelength range of 1300 nm to 1500 nm is realized.
In this CWDM transmission system, since an optical fiber has a zero dispersion wavelength near 1310 nm, a wavelength of 1300 nm is used for analog CATV transmission, and transmission of 10 Gbps or more in a wavelength of 1400 nm has been proposed.
In addition, with the proposal of this new CWDM transmission system, a transmission device indispensable for CWDM transmission in the 1400 nm band has recently been developed and is being put to practical use.
[0006]
Considering the application of WDM transmission to a metropolitan (metropolitan) optical transmission line, considering that the overwhelming majority of the installed transmission lines today are standard single mode optical fibers, US Pat. No. 6,205,268. The proposal in the issue seems to be excellent. However, like such an optical transmission line, the overwhelming majority of transmission devices already in practical use are also devices for 1.3 μm band transmission. The use of the 1400 nm band is not desirable in terms of cost and compatibility with the current system.
[0007]
On the other hand, the invention disclosed in U.S. Pat. No. 5,905,838 shifts the zero-dispersion wavelength to 1350 to 1450 nm and sets the absolute values of the dispersion at 1310 nm and 1550 nm to 1.0 to 8.0 ps / nm / km. Has proposed an optical fiber that realizes WDM transmission in both wavelength bands. However, in order to realize WDM transmission in both wavelength bands, the mode field diameter (MFD) or the effective core area (Aeff) has to be reduced. In the invention disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 5,905,838, the upper limit of Aeff is 49 μm ² .
However, considering the application of the WDM transmission to the metropolitan system, the transmission distance is at most about 40 to 60 km, and there is no necessity to use the 1550 nm band merely because the transmission loss is minimized.
[0008]
In the metropolitan system, multi-core optical transmission cables of about 1000 fibers have been put into practical use, and optical fibers that are superior in handling properties such as connection between optical fibers and bending and lateral pressure of optical fibers are better than optical fibers with small transmission loss. Fiber is more indispensable. From this viewpoint, the optical fiber proposed in US Pat. No. 5,905,838 has a small MFD (Aeff) and a connection loss of 0.3 dB or more in connection with a standard single mode optical fiber or the like, which is not practical. .
[0009]
As described above, perfect matching with the existing transmission line causes a mismatch in the transmission device, and attempts to achieve perfect matching with the existing transmission device result in a mismatch in the transmission line. Encounters the conflicting problem of the occurrence of
So far, no attempt has been made to optimize this consistency from both the transmission line and the transmission device side.
[0010]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical fiber that can be used in the 1500 nm band, is suitable for CWDM transmission in the 1310 nm band, and has excellent manufacturability. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the inventor of the present application has conducted intensive studies and conducted experiments, and found that the present invention preferably has the following configuration.
The optical fiber of the present invention has a mode field diameter (MFD) at 1310 nm of 8 μm or more, has no zero-dispersion wavelength in the wavelength region of 1280 to 1324 nm, and has an absolute value of dispersion in the wavelength region of 0.1 to 8.0. 0 ps / nm / km, the dispersion slope is 0.1 ps / nm ² / km or less, the cutoff wavelength in the 22 m method is 1270 nm or less, and the transmission loss at the wavelength of 1310 nm is 0.4 dB / km or less. It is characterized by.
[0012]
Since the MFD at 1310 nm is 8 μm or more, the connection with the standard single mode optical fiber can be made 0.1 dB or less, and the consistency with the existing transmission line can be maintained.
Further, since there is no zero-dispersion wavelength in the wavelength region of 1280 to 1324 nm and the absolute value of dispersion in the wavelength region is 0.1 to 8.0 ps / nm / km, the waveform is caused by a nonlinear phenomenon such as four-wave mixing. Is practically negligible. Since the absolute value of the dispersion slope is 0.1 ps / nm ² / km or less, the difference in the chromatic dispersion between the signal lights is reduced, and the difference in the amount of waveform distortion due to the chromatic dispersion between the signal lights is effectively reduced. Optical transmission can be reduced.
Since the cutoff wavelength according to the 22m method is 1270 nm or less, only the fundamental mode light can propagate in the wavelength range of 1280 to 1324 nm. Since the transmission loss at a wavelength of 1310 nm is 0.4 dB / km or less, optical communication in a 1300 nm wavelength band is possible.
[0013]
Further, when the MFD at 1310 nm is 9.5 μm or less, or when the zero dispersion wavelength is 1325 to 1350 nm, the optical fiber of the present invention only minimizes the change in the profile of the standard single mode optical fiber. And an optical fiber with excellent manufacturability can be realized.
[0014]
Further, in the optical fiber of the present invention, when the MFD at 1310 nm is A (μm) and the cutoff wavelength in the 22 m method is B (nm), the above characteristic is satisfied by satisfying the relationship of A × B ≦ 11 * 1000. Can be realized.
[0015]
Further, in the optical fiber of the present invention, the transmission loss at the wavelength of 1383 nm is smaller than the transmission loss at the wavelength of 1310 nm, the absolute value of the dispersion is 0.1 to 8.0 ps / nm / km, and the dispersion slope is 0.1 ps. By setting the ratio to / nm ² / km or less, the 1400 nm band can be utilized when expanding the wavelength range in the future, which is preferable.
[0016]
When the increase in transmission loss at a wavelength of 1383 nm before and after the hydrogen aging test is 0.04 dB / km or less, it is possible to provide an optical fiber that is excellent in long-term reliability in consideration of hydrogen resistance.
[0017]
【Definition of terms】
The definitions of technical terms used in this specification are described below.
(1) The hydrogen aging test refers to a method defined in IEC60793-2-50 (first edition 2002-01) C3.1.
(2) In the present invention, the wavelength λy is 1383 nm.
(3) What is the cut-off wavelength? 650 refers to the cutoff wavelength λcc.
For other terms not specifically defined in the text, refer to ITU-TG. 650, according to the measurement method.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the optical fiber of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0019]
First Embodiment An optical fiber according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (A) and 1 (B).
FIG. 1A is a cross-sectional view of the optical fiber according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram illustrating a refractive index profile of the optical fiber according to the first embodiment.
As illustrated in FIGS. 1A and 1B, the optical fiber according to the first embodiment of the present invention has a core region 1 having a diameter 2a and a refractive index n1 at the optical axis center, and a core region 1 having a refractive index n1. A cladding region 2 having an outer diameter 2d and a refractive index n2 is provided around the periphery.
The magnitude relationship of the refractive indices is n1> n2. Such an optical fiber can be realized based on silica, for example, by adding a dopant, for example, a Ge element, that increases the refractive index of the core region 1 to a value higher than the refractive index of the cladding region 2.
The relative refractive index difference Δ1 is defined by the following equation.
[0020]
(Equation 1)

[0021]
In the optical fiber according to the first embodiment, a soot (soot body) is synthesized on the outer periphery of the core region by, for example, the VAD method, and the soot body is dehydrated and sintered to form a transparent glass. ) Is formed, and the preform is drawn to form an optical fiber including the core region 1 and the cladding region 2. Further, the outer periphery of the cladding region 2 was coated with two layers of a UV curable resin to obtain an optical fiber having an outer diameter of 250 μm.
Then, after leaving it to stand in a D2 gas atmosphere at normal temperature and normal pressure for 2 hours, various characteristics shown below were confirmed.
[0022]
First Embodiment An optical fiber according to a first embodiment has a refractive index profile shown in FIG. 1B, a mode field diameter (MFD) of 8.5 μm, and a zero dispersion wavelength. Is 1326 nm, the dispersion slope in the wavelength range of 1280 to 1324 nm is 0.08 ps / nm ² / km, and the absolute value of the dispersion value in the wavelength range is 0.4 to 3.4 ps / nm / km. cut-off wavelength λ _c is 1152nm. Therefore, when the MFD at 1.31 μm is A (μm) and the cutoff wavelength in the 22 m method is B (nm), A × B, which is the product of the MFD and the cutoff wavelength, was 9.79 * 1000. .
The transmission loss at a wavelength of 1310 nm was 0.34 dB / km, and the transmission loss at a wavelength of 1383 nm was 0.29 dB / km.
Further, when a hydrogen aging test was performed on the optical fiber of the first embodiment, an increase in transmission loss at a wavelength of 1383 nm before and after the test was 0.00 dB / km.
[0023]
Second Embodiment An optical fiber according to a second embodiment has a refractive index profile shown in FIG. 1B, has an MFD of 8.1 μm, a zero dispersion wavelength of 1340 nm, The dispersion slope in the wavelength range of 1280 to 1324 nm is 0.08 ps / nm ² / km, the absolute value of the dispersion value in the wavelength range is 1.6 to 5.2 ps / nm / km, and the cutoff wavelength λcc is 1100 nm. Therefore, A × B (product of MFD and cutoff wavelength) is 8.9 * 1000.
The transmission loss at a wavelength of 1310 nm was 0.34 dB / km, and the transmission loss at a wavelength of 1383 nm was 0.29 dB / km.
Further, when a hydrogen aging test was performed on the optical fiber of the second embodiment, the increase in transmission loss at a wavelength of 1383 nm before and after the test was 0.00 dB / km.
[0024]
As is clear from the first and second examples, the optical fiber according to the first embodiment is as follows.
When the mode field diameter (MFD) at 1.31 μm is 8 μm or more, there is no zero-dispersion wavelength in the wavelength region of 1280 to 1324 nm, and the absolute value of dispersion in the wavelength region is 0.1 to 8.0 ps / nm / km. The dispersion slope is 0.1 ps / nm ² / km or less, the cutoff wavelength in the 22 m method is 1270 nm or less, and the transmission loss at the wavelength of 1310 nm is 0.4 dB / km or less. Further, the optical fiber according to the present invention is suitable when the MFD at 1310 nm is 9.5 μm or less, or when the zero dispersion wavelength is 1325 to 1350 nm. The above characteristics can be realized by satisfying the relationship of A × B ≦ 11 * 1000 when the MFD at 1310 nm is A (μm) and the cutoff wavelength in the 22 m method is B (nm).
[0025]
Further, in the optical fiber according to the present invention, the transmission loss at a wavelength of 1383 nm is smaller than the transmission loss at a wavelength of 1310 nm, the absolute value of the dispersion is 0.1 to 8.0 ps / nm / km, and the dispersion slope is 0.1. It is preferable to be 1 ps / nm ² / km or less.
[0026]
When the increase in transmission loss at a wavelength of 1383 nm before and after the hydrogen aging test is 0.04 dB / km or less, an optical fiber having excellent long-term reliability can be provided, which is preferable.
[0027]
Second Embodiment The configuration and the refractive index profile of the optical fiber according to the present invention are not limited to those shown in FIGS. 1A and 1B. For example, FIGS. The one shown in B) may be used.
An optical fiber according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2A is a sectional view of the optical fiber according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a diagram showing a refractive index profile of the optical fiber according to the second embodiment.
As illustrated in FIGS. 2A and 2B, the optical fiber according to the second embodiment includes a central core (first core) region 11 having a diameter 2a and a refractive index n11 at the center of the optical axis, and a second core. A second core region 12 having a diameter 2b and a refractive index n12 around one core region 11, a third core region 13 having a diameter 2c and a refractive index n13 around the second core region 13, and a third core region 13; And a cladding region 14 having an outer diameter 2d and a refractive index n14. The magnitude relation between the refractive indices is n11>n13>n14> n12.
The relative refractive index differences Δ11 to Δ13 are defined by the following equations.
[0028]
(Equation 2)

[0029]
In such an optical fiber, the first core region 11 and the third core region 13 having a refractive index higher than the refractive index n14 of the cladding region 14 are based on silica, for example, a dopant that increases the refractive index, for example, Ge. This can be realized by adding an element. However, the amount of the dopant for increasing the refractive index added to the first core region 11 is larger than the amount of the dopant for increasing the refractive index added to the third core region 13. The second core region 12 having a refractive index n12 lower than the refractive index n14 of the cladding region 14 is doped with a dopant for lowering the refractive index, for example, elemental fluorine.
[0030]
In the optical fiber according to the second embodiment, the soot (soot body) manufactured by, for example, the VAD method is transparently vitrified by dehydration and sintering to form the second core region 12 around the core region 11. Further, a soot (soot body) is synthesized around the second core region 12 by, for example, the VAD method, and the soot body is transparently vitrified by dehydration and sintering to form the third core region 13. A soot (soot body) is synthesized around the third core region 13 by, for example, the VAD method, and the soot body is transparently vitrified by dehydration and sintering to form a clad region 14, and the preform (optical fiber A base material is formed, and the preform is drawn to form the optical fiber illustrated in FIGS. 2A and 2B. Further, the outer periphery of the cladding region 14 is coated with two layers of UV curable resin. Thus, an optical fiber having an outer diameter of 250 μm was obtained.
After that, the same test as that of the first and second examples was performed after leaving it in a D2 gas atmosphere at normal temperature and normal pressure for 2 hours, and the same result as described above was obtained.
[0031]
That is, similarly to the optical fiber of the first embodiment, the optical fiber of the second embodiment has a mode field diameter (MFD) at 1310 nm of 8 μm or more and has a zero dispersion wavelength in a wavelength range of 1280 to 1324 nm. The absolute value of the dispersion in the wavelength region is 0.1 to 8.0 ps / nm / km, the dispersion slope is 0.1 ps / nm ² / km or less, and the cutoff wavelength in the 22 m method is 1270 nm or less. The transmission loss at a wavelength of 1310 nm is 0.4 dB / km or less.
Further, the optical fiber according to the present invention is suitable when the MFD at 1310 nm is 9.5 μm or less, or when the zero dispersion wavelength is 1325 to 1350 nm. The above characteristics can be realized by satisfying the relationship of A × B ≦ 11 * 1000 when the MFD at 1310 nm is A (μm) and the cutoff wavelength in the 22 m method is B (nm).
[0032]
Further, in the optical fiber according to the second embodiment of the present invention, the transmission loss at the wavelength of 1383 nm is smaller than the transmission loss at the wavelength of 1310 nm, and the absolute value of the dispersion is 0.1 to 8.0 ps / nm / km. It is preferable that the dispersion slope is 0.1 ps / nm ² / km or less.
[0033]
When the increase in transmission loss at a wavelength of 1383 nm before and after the hydrogen aging test is 0.04 dB / km or less, an optical fiber having excellent long-term reliability can be provided, which is preferable.
[0034]
【The invention's effect】
The optical fiber of the present invention has an MFD at 1310 nm of 8 μm or more, does not have a zero dispersion wavelength in a wavelength region of 1280 to 1324 nm, and has an absolute value of dispersion in the wavelength region of 0.1 to 8.0 ps / nm / km. The dispersion slope is 0.1 ps / nm ² / km or less, the cut-off wavelength in the 22 m method is 1270 nm or less, and the transmission loss at the wavelength of 1310 nm is 0.4 dB / km or less. Was able to maintain consistency. Therefore, it can be applied as an optical fiber for WDM in which the generation of four-wave mixing is suppressed in the 1310 nm band.
[0035]
Further, the optical fiber of the present invention is suitable when the MFD at 1310 nm is 9.5 μm or less, or when the zero dispersion wavelength is 1325 to 1350 nm, since an optical fiber excellent in manufacturability can be realized. .
[0036]
Further, in the optical fiber of the present invention, the transmission loss at the wavelength of 1383 nm is smaller than the transmission loss at the wavelength of 1310 nm, the absolute value of the dispersion is 0.1 to 8.0 ps / nm / km, and the dispersion slope is 0.1 ps. By setting the ratio to / nm ² / km or less, the 1400 nm band can be utilized when expanding the wavelength range in the future, which is preferable.
[0037]
When the increase in transmission loss at a wavelength of 1383 nm before and after the hydrogen aging test is 0.04 dB / km or less, an optical fiber having excellent long-term reliability can be provided, which is more preferable.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are a cross-sectional configuration diagram of an optical fiber according to a first embodiment of the present invention and a diagram illustrating an example of a refractive index profile thereof.
FIGS. 2A and 2B are a cross-sectional configuration diagram of an optical fiber according to a second embodiment of the present invention and an example of a refractive index profile of another optical fiber according to the present invention. It is.
[Explanation of symbols]
1..Core region (refractive index n1)
2 .... Clad region (refractive index n2)
11. Central core (first core) region (refractive index n11)
12. Second core region (refractive index n12)
13. Third core region (refractive index n13)
14 ··· Clad region (refractive index n14)

Claims

A mode field diameter (MFD) at a wavelength of 1310 nm is 8 μm or more, and does not have a zero dispersion wavelength in a wavelength range of 1280 to 1324 nm;
An absolute value of dispersion in the wavelength region is 0.1 to 8.0 ps / nm / km, and a dispersion slope is 0.1 ps / nm ² / km or less;
The cut-off wavelength in the 22 m method is 1270 nm or less,
An optical fiber, wherein a transmission loss at a wavelength of 1310 nm is 0.4 dB / km or less.

2. The optical fiber according to claim 1, wherein a mode field diameter (MFD) at a wavelength of 1310 nm is 9.5 [mu] m or less.

The optical fiber according to claim 1, wherein the zero-dispersion wavelength is 1325 to 1350 nm.

2. A × B ≦ 11 * 1000 when a mode field diameter (MFD) at a wavelength of 1310 nm is A (μm) and a cutoff wavelength in a 22 m method is B (nm). Optical fiber.

The transmission loss at a wavelength of 1383 nm is smaller than the transmission loss at a wavelength of 1310 nm, the absolute value of dispersion is 0.1 to 8.0 ps / nm / km, and the dispersion slope is 0.1 ps / nm ² / km or less. The optical fiber according to claim 1, wherein:

6. The optical fiber according to claim 5, wherein an increase in transmission loss at a wavelength of 1383 nm before and after the hydrogen aging test is 0.04 dB / km or less.