JP2004502331A - 広帯域光伝送システムにおける波長分散補償 - Google Patents

Abstract

本発明は、光ファイバー伝送システムにおける波長分散および波長分散勾配の補償に関する。本発明は、伝送ファイバー（４_ｉ）における波長分散を補償するために、分散補償光ファイバー（１２）と、複数のブラッグ格子（１５、１６、１７）とを使用することを提案する。各ブラッグ格子は、２５ｎｍ以上の帯域幅を有するので、広帯域でシステムを使用可能になる。さらに、各ブラッグ格子による補償は、絶対値で２５０ｐｓ／ｎｍ未満であるので、広帯域にもかかわらず製造が容易である。本発明は、特に、使用帯域が１２５０から１６５０ｎｍの超高速システム（各チャンネルに対して４０Ｇｂｉｔ／秒を超える）に適用される。

Description

【０００１】
本発明は、光ファイバー伝送の分野に関し、特に、光ファイバー伝送システムにおける波長分散および波長分散勾配の補償に関する。
【０００２】
新しい波長分割多重高速伝送ネットワークでは、特に１０Ｇｂｉｔ／秒以上の高速伝送の場合、波長分散を管理することが有利である。その目的は、分割多重化された全ての波長値に対して、リンクにわたって累積される波長分散を実質的にゼロにすることにより、パルスの広がりを制限することにある。分散に対しては数１０ｐｓ／ｎｍの累積値が許容される。このため、波長分散を制限することが求められ、また、複数のチャンネルに作用を及ぼせるように波長分散勾配を制限することが求められる。さらに、システムで使用される波長付近で波長分散の値をゼロにしないことが有利である。非線形効果はゼロの値においてより大きくなるからである。こうした波長分散および波長分散勾配の補償問題は、超高速伝送システム、一般には各チャンネルのビットレートが４０Ｇｂｉｔ／秒以上の波長分割多重化伝送システムに対して、特に重大である。帯域幅がふえて２５ｎｍ以上の値に達すると問題はますます深刻になる。
【０００３】
従来は、光ファイバー伝送システムのラインファイバーとして、ラインファイバー（ＳＭＦファイバーまたは「ｓｉｎｇｌｅ　ｍｏｄｅ　ｆｉｂｅｒｓ」）のようなステップインデックス型のファイバーを使用する。このため、本出願人がＡＳＭＦ２００という整理番号で市販しているステップインデックス型のシングルモードファイバーは、波長分散がゼロになる波長λ０を１３００から１３２０ｎｍの間に有し、１２８５から１３３０ｎｍの範囲で波長分散が３．５ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）になり、１５５０ｎｍで１７ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）になる。１５５０ｎｍにおける波長分散勾配は、約０．０６ｐｓ／（ｎｍ^２．ｋｍ）である。
【０００４】
分散シフト光ファイバーまたはＤＳＦ（「Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｓｈｉｆｔｅｄ　ｆｉｂｅｒｓ」）もまた市場化されている。このファイバーは、ファイバーが使用される伝送波長、すなわちシリカの分散が実質的にゼロになる波長１．３μｍとは一般に異なる伝送波長において、ファイバーコアと光クラッドとの間の屈折率の差Δｎの増加によって、ガイドされるモードの波長分散が実質的にゼロになるように、つまり、ゼロでないシリカの波長分散が補償されるようになっている。これはシフトという言葉を用いて呼ばれる。こうした屈折率の差により、波長分散がゼロになる波長をシフトさせることができる。これは、ここでは詳述しないが、プリフォームの製造時にたとえばそれ自体既知のＭＣＶＤプロセスによりドーピング剤を入れることによって得られる。
【０００５】
使用される波長に対して波長分散がゼロでない分散シフト光ファイバーをＮＺ−ＤＳＦ（非ゼロ分散シフトファイバー「Ｎｏｎ−ｚｅｒｏ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｓｈｉｆｔｅｄ　ｆｉｂｅｒｓ」）と呼ぶ。このファイバーは、使用波長に対して、一般に波長分散が１５５０ｎｍの波長で２から１４ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）（ＮＺ−ＤＳＦ＋）または−６から−２ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）（ＮＺ−ＤＳＦ−）と小さい値をとる。既存の様々なＮＺ−ＤＳＦファイバーの勾配範囲は、０．０４から０．１２ｐｓ／（ｎｍ^２．ｋｍ）と、きわめて変化に富んでいる。たとえば、Ｃｏｒｎｉｎｇ社が市販しているＬＥＡＦ商標のファイバーは、１５５０ｎｍで波長分散が約４ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）、波長分散勾配が約０．０８から０．０９ｐｓ（ｎｍ^２．ｋｍ）である。Ｌｕｃｅｎｔ社が市販しているＴｒｕｅＷａｖｅ商標のファイバーは、１５５０ｎｍで波長分散が約４ｐｓ（ｎｍ^２．ｋｍ）、波長分散勾配が約０．０４５ｐｓ（ｎｍ^２．ｋｍ）である。本出願人が市販しているＴｅｒａＬｉｇｈｔ商標のファイバーは、この同じ値１５５０ｎｍで、波長分散が８ｐｓ（ｎｍ^２．ｋｍ）、波長分散勾配が０．０５８ｐｓ（ｎｍ^２．ｋｍ）である。
【０００６】
ラインファイバーとして用いられるＳＭＦファイバーまたはＮＺ−ＤＳＦファイバーで波長分散および波長分散勾配を補償するために、短い長さの波長分散ファイバーまたはＤＣＦ（分散補償光ファイバー「Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ　Ｆｉｂｅｒ」）を用いることが知られている。ステップインデックス型のラインファイバーまたはＳＭＦファイバー（「ｓｉｎｇｌｅ　ｍｏｄｅ　ｆｉｂｅｒ」）を用いた場合の一例は、Ｌ．Ｇｒｕｎｅｒ−Ｎｉｅｌｓｅｎ他による「Ｌａｒｇｅ　ｖｏｌｕｍｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｏｆ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ　ｆｉｂｅｒｓ」（ＯＦＣ’９８　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｇｅｓｔ　ＴｕＤ５）に開示されている。
【０００７】
この解決方法は、ＳＭＦラインファイバーよりも波長分散が小さいＮＺ−ＤＳＦラインファイバーに対しては非常に実施しにくい。事実、ＮＺ−ＤＳＦラインファイバーの場合、波長分散と波長分散勾配との比がＳＭＦファイバーよりも小さく、分散補償光ファイバーの実現がずっと困難である。実際には、製造上の公差がもっとずっと厳密である。従って、ファイバーの製造は微妙である。特に、有効面、カットオフ波長、曲率損失など、様々な伝播特性の間で許容される妥協策を見つけることはより困難になる。Ｋ．Ｍｕｋａｓａ他による「Ｎｏｖｅｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｆｉｂｅｒ　ｔｏ　ｍａｎａｇｅ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ａｔ　１．５５μｍ　ｗｉｔｈ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　１．３μｍ　ｚｅｒｏ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｓｉｎｇｌｅ　ｍｏｄｅ　ｆｉｂｅｒ」（ＥＣＯＣ９７、１９９７年９月２２−２５日、Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　第４４８号）で提案されているＲＤＦファイバー（「Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｆｉｂｅｒ」）は、波長分散特性および波長分散勾配特性がＳＭＦラインファイバーの特性と反対である。このファイバーは、１５５０ｎｍで波長分散が−１５．６ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）であり、波長分散勾配が−０．０４６ｐｓ／（ｎｍ^２．ｋｍ）である。この文献では、ＲＤＦファイバーがＳＭＦファイバーの代わりにラインファイバーとして使用されている。すなわち、ＳＭＦファイバー区間で累積される波長分散および波長分散勾配は、後続するＲＤＦファイバーの区間における伝播により補償される。
【０００８】
上記のＤＣＦファイバーによる解決方法と同様に、ＲＤＦファイバーによる解決方法は、ＮＺ−ＤＳＦファイバーの波長分散および波長分散勾配の補償が問題で実施がより難しい。
【０００９】
以下、ケーブルまたはモジュール内部で使用されてＳＭＦラインファイバーまたはＮＺ−ＤＳＦファイバーの波長分散を補償するファイバーを「分散補償光ファイバー」と呼ぶ。すなわち、「分散補償光ファイバー」というこうした包括的な表現で、上記の文献に記載されたＤＣＦおよびＲＤＦファイバーの概念を意味する。
【００１０】
さらに、波長分散および波長分散勾配を補償するためにブラッグ格子を使用することが知られている（Ｒ．Ｉ．　Ｌａｍｉｎｇ他による「Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ　ｆｉｂｒｅ　Ｂｒａｇｇ　ｇｒａｔｉｎｇｓ」（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ＷＦＯＰＣ’９８、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐａｖｉａ　１０８から１１５ページ））。この場合、ピッチの２次変化により、スペクトル分散の勾配を補償することができる（Ｍ．Ｉｂｓｅｎ他による「Ｌｏｎｇ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ　ｃｈｉｒｐｅｄ　ｆｉｂｒｅ　Ｂｒａｇｇ　ｇｒａｔｉｎｇｓ　ｆｏｒ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｉｎｅａｒ　ａｎｄ　３^ｒｄ　ｏｒｄｅｒ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ」（ＥＣＯＣ９７、１９９７年９月、４９から５２ページ））。このタイプの解決方法の欠点は、カバーされるスペクトル範囲が、コンポーネントの波長分散（ｐｓ／ｎｍ）に光書き込み（ｐｈｏｔｏ−ｉｎｓｃｒｉｔ）されたブラッグ格子の長さに比例することにある。そのため、上記のタイプのＬＥＡＦファイバー（商標）においてＣバンド（一般に１５３０から１５６５ｎｍ）で送信される信号を１００ｋｍ伝播後、波長分散および波長分散勾配を補償するように１メートルの長さのブラッグ格子を組み入れるが、このブラッグ格子の通過帯域は、２５ｎｍを超えることができない。本出願人によるＴｅｒａＬｉｇｈｔファイバー（商標）の波長分散および波長分散勾配を補償するための最大通過帯域は１３ｎｍである。このスペクトル幅は、Ｓバンド（一般には１４６０から１４９０ｎｍ）、Ｃバンド、またはＬバンドの幅（一般に１５７０から１６１０ｎｍ）よりずっと小さく、３５ｎｍ前後である。
【００１１】
Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ第４１９０９号「Ｈｙｂｒｉｄ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ　Ｍｏｄｕｌｅ」（出版社：Ｋｅｎｎｅｔｈ　Ｍａｓｏｎ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｌｔｄ．第４１９号１９９９年３月）は、正の分散ラインファイバーによる光ファイバー伝送システムにおける分散補償の問題について記載している。この文献は、ファイバーの損失が大きく、コストがかかることから、分散補償光ファイバーの使用を勧めない。従って、分散を補償するためにブラッグ格子の使用を勧めている。その場合、提起される問題は、ブラッグ格子が固定された波長分散値に対して構成されており、波長分散の局部的な変化に応じて現場で容易に適応させることができないことである。従って、上記の文献は、サーキュレータと、分散補償光ファイバー区間と、反射時に動作するブラッグ格子とからなるモジュールの使用を提案する。光はサーキュレータと、分散補償光ファイバーを通過し、ブラッグ格子により反射され、再び分散補償光ファイバーを通過し、次いでサーキュレータを通過する。ブラッグ格子は、波長分散の大半を補償するので、ブラッグ格子の利点を維持することができ、特に挿入損失を小さくすることができる。分散補償光ファイバー区間が存在するために、分散補償モジュールを容易に適合させることができ、ブラッグ格子の様々な特性の定着を緩和する。しかし、この文献は、帯域幅の問題には解決方法をもたらさない。分散補償光ファイバーは、実際には、ブラッグ格子を適合させるためだけに用いられている。
【００１２】
また、日本の特開平１１−１１９０３０は、分散補償光ファイバーと、組み込まれたブラッグ格子との組合せにより、伝送システムで波長分散を補償することを提案している。組み込まれたブラッグ格子は、特に、伝送または反射時のブラッグ格子か、または伝送時の傾斜ブラッグ格子とすることができる。分散補償光ファイバーは、ラインファイバーの波長分散を補償するために使用される。組み込まれたブラッグ格子は、減衰を補償するために使用される。この減衰は、分散補償光ファイバーによって引き起こされる波長分散または波長分散勾配に依存するのではなく、分散補償光ファイバーの波長に依存する。使用されるラインファイバーのタイプは明記されていない。
【００１３】
本発明は、ブロードバンド伝送システムにおける波長分散および波長分散勾配の補償問題に対する解決方法を提案するものである。前述のＲｅｓｅａｒｃｈ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅに比べて、本発明は、システムの帯域が広くてもブラッグ格子を生成しやすい解決方法を提案する。本発明は、帯域幅が広いときに高速伝送に適した解決方法を提案する。
【００１４】
より詳しくは、本発明は、分散補償光ファイバー区間（１２、１０_１、１０_ｎ）と、それぞれが２５ｎｍ以上の幅の通過帯域を備えた複数のブラッグ格子（１５、１６、１７、２０、２２、２４）とによって、波長分散を補償される伝送ファイバー区間（４_１、４_ｎ、９_１、９_ｎ）を有し、波長の個別帯域で波長分散を補償する、光ファイバー伝送システムを提案する。前記ブラッグ格子は、直列およびまたは並列接続可能である。
【００１５】
実施形態では、各ブラッグ格子の通過帯域が３０ｎｍ以上であり、好適には３５ｎｍ以上である。
【００１６】
好適には、各ブラッグ格子に累積される波長分散が、絶対値で２５０ｐｓ／ｎｍ以下である。
【００１７】
有利には、各ブラッグ格子が、その使用範囲の中央波長において、伝送ファイバーの波長分散の３分の２未満、好適には伝送ファイバーの波長分散の３分の１未満を補償する。
【００１８】
実施形態では、各ブラッグ格子が、その使用範囲の中央波長において、伝送ファイバーの波長分散勾配の少なくとも半分を補償する。
【００１９】
別の実施形態では、各ブラッグ格子が、その使用範囲の中央波長において、波長分散と波長分散勾配との比が絶対値で１５ｎｍより大きく、好適には２０ｎｍより大きい。
【００２０】
有利には、分散補償光ファイバーが、使用波長において伝送ファイバーと反対の符号の波長分散を有し、好適には、絶対値で伝送ファイバーの波長分散以上の波長分散を有する。
【００２１】
実施形態では、システムの使用帯域が、１２５０ｎｍ以上、１６５０ｎｍ以下である。使用帯域は、１４６０ｎｍから１４９０ｎｍでＳバンドを含み、１５３０ｎｍから１５６５ｎｍでＣバンドを含み、１５７０ｎｍから１６１０ｎｍでＬバンドを含み、各バンドがブラッグ格子に結合される。
【００２２】
有利には、使用波長帯域の一部をなす各チャンネルに対して累積される波長分散が、１００ｋｍの伝送で平均して１００ｐｓ／ｎｍ未満であり、好適には５０ｐｓ／ｎｍ未満、さらに好適には１０ｐｓ／ｎｍ未満である。
【００２３】
本発明は、さらに、分散補償光ファイバー区間（１２）と、それぞれが幅２５ｎｍ以上の通過帯域を有する複数のブラッグ格子（１５、１６、１７）とを含み、それぞれが波長の個別帯域で波長分散を補償する、光ファイバー伝送システムの波長分散補償モジュールを提案する。前記ブラッグ格子は、直列または並列接続可能である。
【００２４】
好適には、各ブラッグ格子に累積される波長分散が、絶対値で２５０ｐｓ／ｎｍ以下である。
【００２５】
有利には、また、各ブラッグ格子の通過帯域が、３０ｎｍ以上であり、好適には３５ｎｍ以上である。
【００２６】
実施形態では、各ブラッグ格子で累積される波長分散が、使用波長において、分散補償光ファイバーで累積される波長分散の２倍以下であり、好適には、波長分散の２分の１未満である。
【００２７】
別の実施形態では、ブラッグ格子で累積される波長分散勾配が、各ブラッグ格子の使用範囲の中央波長において負であり、分散補償光ファイバーに累積される波長分散勾配以下である。
【００２８】
さらに有利には、各ブラッグ格子が、その使用範囲の中央波長において、波長分散と勾配との比が１５ｎｍより大きく、好適には２０ｎｍより大きい。
【００２９】
好適には、使用帯域が１２５０ｎｍ以上、１６５０ｎｍ以下に及ぶ。使用帯域が、１４６０ｎｍから１４９０ｎｍでＳバンドを含み、１５３０ｎｍから１５６５ｎｍでＣバンドを含み、１５７０ｎｍから１６１０ｎｍでＬバンドを含み、各バンドがブラッグ格子に結合される。
【００３０】
本発明は、また、それぞれが２５ｎｍ以上の通過帯域を有する複数のブラッグ格子を含み、波長の個別帯域で波長分散を補償する、光ファイバー伝送システムの波長分散補償モジュールを提案する。
【００３１】
モジュールは、直列接続される複数のブラッグ格子およびまたは並列接続される複数のブラッグ格子を含むことができる。
【００３２】
いずれの場合にも、ブラッグ格子の使用により、波長分散と波長分散勾配との比に対する応力の影響を制限可能である。かくして、システムの観点から許容される伝播特性を備えた分散補償光ファイバーを使用可能になる。しかも、分散補償光ファイバーを使用することで、ブラッグ格子により補償される必要のある波長分散を制限可能になるので、帯域幅に関する制約を乗り越えることができる。
【００３３】
本発明の他の特徴および長所は、添付図面に関して例として挙げられた本発明の実施形態の以下の説明を読めば明らかになるであろう。
【００３４】
図１の実施形態では、ラインファイバーとしていわゆる伝送ファイバー、すなわちＳＭＦ、ＮＺ−ＤＳＦその他のファイバーを使用し、補償は、補償モジュールすなわち小型ケース内で行われる。反対に、図２の実施形態では、分散補償部分がケーブルで実施されている。その場合、伝送ファイバー（ＳＭＦ、ＮＺ−ＤＳＤＦその他のファイバー）および分散補償光ファイバーを「ラインファイバー」と呼ぶ。
【００３５】
図１では、送信機ＴＸ１および受信機ＲＸ２を示した。この二つのエレメントは、複数のラインファイバー区間４_１から４_ｎによって接続されている。ここで、ラインファイバーとは、伝送システムに沿って延びるファイバーを意味し、ファイバーの長さは、システムの長さに実質的に対応する。図１の例では、このラインファイバーが、ＮＺ−ＤＳＦタイプまたはその他のタイプの伝送ファイバーから構成されている。ファイバー区間の間には分散補償モジュール５_１から５_ｎ−１が配置されている。図では、本発明の動作に直接影響を及ぼさないフィルタ、増幅器、およびその他のエレメントを記載していない。分散補償モジュール５_１を図３に詳しく示した。この実施形態では、波長分散および波長分散勾配の補償全体がモジュール内で実施される。
【００３６】
図２は、本発明による伝送システムの別の実施形態の概略図である。図２の例では、分散補償光ファイバーが、ラインファイバーとしても使用されている。伝送システムは、図１の場合と同様に送信機ＴＸ１および受信機ＲＸ２を含む。この二つのエレメントは、複数のファイバー区間６_１から６_ｎににより接続され、これらの区間の間に分散補償モジュール７_１から７_ｎ−１が配置されている。２個の分散補償モジュールの間で、各区間６_ｉがＮＺ−ＤＳＦその他の伝送ファイバー区間９_ｉと、分散補償光ファイバー区間１０_ｉとを有する。換言すれば、図１の実施形態と比べて、ラインファイバーは、波長分散が反対である異なるファイバー区間から構成される。
【００３７】
この二つの図の例では、また、補償モジュールとして作用する一部分を受信機ＲＸに設けることが有利である。一般には、送信機および受信機で前補償または後補償を実施可能である。
【００３８】
図３は、図１のタイプの伝送システムに適合された分散補償モジュールの実施形態を示しており、分散補償が、分散補償モジュール５_ｎ−１でのみ行われる。信号は、分散補償ファイバー１２を通過し、次いでデマルチプレクスされる。例では、Ｓバンド、Ｃバンド、Ｌバンドの３つのバンドに従ってデマルチプレクスが行われているが、別のバンドを使用してもよいし、あるいはバンド数を減らしてもよい。デマルチプレクスされた信号の各部分は、その後、１個の分枝を通過する。各分枝は、３個のポートを備えたサーキュレータと、反射時に使用されるブラッグ格子とを備える。サーキュレータの１個のポートは、分散補償光ファイバーの出力に接続され、サーキュレータのもう１個のポートはブラッグ格子に接続され、サーキュレータの３番目のポートは、分散補償モジュールの出力を構成する。従って、図は、各分枝において、反射ブラッグ格子１５、１６、１７を備えたサーキュレータ２５、２６、２７を示している。対応するブラッグ格子における反射およびサーキュレータの通過後、３個のバンドの信号は、再び多重化されるか、あるいは組み合わされる。言い換えれば、異なるバンドで分散を補償するブラッグ格子が並列接続されている。この場合、ＤＣＦおよびブラッグ格子の組合せによって柔軟性がもたらされる。
【００３９】
図４は、図２の伝送システム用の分散補償モジュールを概略的に示している。このモジュールは、図３のモジュールと似ているが、分散補償光ファイバーを含まない。従って、モジュールは、サーキュレータ２５、２６、２７およびブラッグ格子１５、１６、１７を備えた３個の分枝だけを示している。
【００４０】
図５は、図１のタイプの伝送システム用のモジュールの実施形態をさらに示している。様々なバンドに対して一連の分散補償光ファイバーおよびブラッグ格子を使用する。換言すれば、図５の実施形態では、異なるバンドの分散を補償するブラッグ格子が直列接続されている。この例はＳ、Ｃ、Ｌの３個のバンドに対応するが、別のバンドを設けてもよい。そのため、モジュールは、３個のポートを備える１個のサーキュレータ１３を有する。サーキュレータの１個のポートは、モジュールの入力に接続され、サーキュレータのもう１個のポートは、一連の分散補償光ファイバーおよびブラッグ格子とに接続され、サーキュレータの第三のポートは分散補償モジュールの出力を構成する。特に、一連の光ファイバーおよびブラッグ格子は、第一の分散補償光ファイバー１９と、第一のブラッグ格子２０と、第二の分散補償光ファイバー２１と、第二のブラッグ格子２２と、第三の分散補償光ファイバー２３と、第三のブラッグ格子２４とを含む。モジュールに入る光は、サーキュレータを通ってブラッグ格子を通過する。第一のバンドの光は第一の分散補償光ファイバー１９を通過し、第一のブラッグ格子２０によって反射される。この光は、再び第一の分散補償光ファイバー１９とサーキュレータとを通って、分散補償モジュールから出る。第二のバンドの光は、第一の分散補償光ファイバー１９、第一のブラッグ格子２０、第二の分散補償光ファイバー２１を通り、第二のブラッグ格子２２によって反射される。この光は、再び同じ構成要素、次いでサーキュレータを通って、分散補償モジュールから出る。さらに、第三のバンドの光は、第一の分散補償光ファイバー１９、第一のブラッグ格子２０、第二の分散補償光ファイバー２１、第二のブラッグ格子２２、第三の分散補償光ファイバー２３を通り、第三のブラッグ格子２４によって反射される。この光は、再び同じ構成要素、次いでサーキュレータを通り、分散補償モジュールから出る。かくして、反射時に使用されて波長に適合されたブラッグ格子により、様々なバンドの光に異なる処理を行うことができる。ここで、ブラッグ格子は、その複屈折性が許せば同一の分散補償光ファイバーに組み込み可能であるので、溶接により発生する損失が回避されるということに注意すべきである。
【００４１】
図３、４、５の実施形態は、ラインファイバーとモジュールとの間に分散補償光ファイバーを配分することによって、あるいは並列または直列接続される使用を混合したブラッグ格子のいっそう複雑な組合せを用いることによって、組合せ可能である。実際、上記の実施形態は、考えられる解決方法の範囲で極端な例を示しているにすぎない。
【００４２】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００４３】
（例１）
分散および分散勾配の補償は、図３または４の原理を用いてＳ、Ｃ、Ｌの三つの波長バンドで行われる。数値は以下の通りである。
【００４４】
−補償が必要な伝送ファイバー：
それぞれ波長１４７５ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５９０ｎｍで、波長分散３．６、８および１０．３ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）、波長分散勾配０．０６１、０．０５８、０．０５７ｐｓ／（ｎｍ^２．ｋｍ）である１００ｋｍのＮＺ−ＤＳＦ＋ファイバー区間
ＮＺ−ＤＳＦ＋ファイバー区間において三つの波長で累積される波長分散：３６０、８００および１０３０ｐｓ／ｎｍ、ＮＺ−ＤＳＦ＋ファイバー区間で累積される波長分散勾配：６．１、５．８、５．７ｐｓ／ｎｍ^２。
【００４５】
−分散補償光ファイバー：
長さ：７．２ｋｍ
三つの波長における波長分散：局部的に−７８．４、−１００および−１１３．５ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）、累積では−５６４．５、−７２０、−８１７．２ｐｓ／ｎｍ。
波長分散勾配：局部的に−０．２３９、−０．３３０および−０．３３５ｐｓ／ｎｍ^２、累積では−１．７、−２．４、−２．４ｐｓ／ｎｍ^２。
【００４６】
−Ｓバンドのチャンネルから見たブラッグ格子１５
通過帯域：３５ｎｍ；長さ約１ｍ
１４７５ｎｍにおける波長分散：＋２０４．５ｐｓ／ｎｍ
波長分散勾配：−４．４ｐｓ／ｎｍ^２。
ブラッグ格子に対して１４７５ｎｍにおける波長分散と波長分散勾配との比：−４６ｎｍ
【００４７】
−Ｃバンドのチャンネルから見たブラッグ格子１６
通過帯域：３５ｎｍ、長さ約０．５ｍ
１５５０ｎｍにおける波長分散：−８０ｐｓ／ｎｍ
波長分散勾配：−３．４ｐｓ／ｎｍ^２
ブラッグ格子に対して１５５０ｎｍにおける波長分散と波長分散勾配との比：２４ｎｍ
【００４８】
−Ｌバンドのチャンネルから見たブラッグ格子１７
通過帯域：３５ｎｍ、長さ約１ｍ
１５９０ｎｍにおける波長分散：−２１３ｐｓ／ｎｍ
波長分散勾配：−３．３ｐｓ／ｎｍ^２
ブラッグ格子に対して１５９０ｎｍにおける波長分散と波長分散勾配との比：６５ｎｍ
【００４９】
伝送ファイバー区間、分散補償光ファイバー、およびそれぞれのブラッグ格子で累積される１４７５ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５９０ｎｍの波長分散の和、および波長分散勾配の和は、ゼロである。この例では、図３、４の構成を使用可能である。
【００５０】
（例２）
この例では、上記の例で提案されたものと同じ分散補償光ファイバーおよび伝送ファイバーを使用する。ここでは、分散および勾配補償が図５の原理を用いてＳ、Ｃ、Ｌの三つの波長バンドで行われる。数値は以下の通りである。
【００５１】
−補償が必要な伝送ファイバー：
それぞれ波長１４７５、１５５０、１５９０ｎｍで、波長分散３．６、８および１０．３ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）、波長分散勾配０．０６１、０．０５８、０．０５７ｐｓ／（ｎｍ^２．ｋｍ）である１００ｋｍのＮＺ−ＤＳＦ＋ファイバー区間
ＮＺ−ＤＳＦ＋ファイバー区間において三つの波長で累積される波長分散：３６０、８００および１０３０ｐｓ／ｎｍ、ＮＺ−ＤＳＦ＋ファイバー区間で累積される波長分散勾配：６．１、５．８、５．７ｐｓ／ｎｍ^２。
【００５２】
−分散補償光ファイバー：
長さ：Ｓバンドのチャンネルを反射するブラッグ格子までファイバー１９を１．１ｋｍ、次いでＣバンドのチャンネルを反射するブラッグ格子までファイバー２１を１．９ｋｍ追加し、さらにＬバンドのチャンネルを反射するブラッグ格子までファイバー２３を０．７ｋｍ追加する。
三つの波長における波長分散：局部的に−７８．４、−１００および−１１３．５ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）、累積では−１７２．５、−６００、−８４０ｐｓ／ｎｍ（往復と、各チャンネルから見た異なる長さとを考慮する）。
波長分散勾配：局部的に−０．２３９、−０．３３０および−０．３３５ｐｓ／（ｎｍ^２．ｋｍ）、累積では−０．５、−２．０、−２．５ｐｓ／ｎｍ^２（往復と、各チャンネルから見た異なる長さとを考慮する）。
【００５３】
−Ｓバンドのチャンネルを反射するブラッグ格子２０
通過帯域：３５ｎｍ；長さ約１ｍ
１４７５ｎｍにおける波長分散：−１８７．５ｐｓ／ｎｍ
波長分散勾配：−５．６ｐｓ／ｎｍ^２。
ブラッグ格子に対して１４７５ｎｍにおける波長分散と波長分散勾配との比：３３ｎｍ
【００５４】
−Ｃバンドのチャンネルを反射するブラッグ格子２２
通過帯域：３５ｎｍ、長さ約１ｍ
１５５０ｎｍにおける波長分散：−２００ｐｓ／ｎｍ
波長分散勾配：−３．８ｐｓ／ｎｍ^２
ブラッグ格子に対して１５５０ｎｍにおける波長分散と波長分散勾配との比：５３ｎｍ
【００５５】
−Ｌバンドのチャンネルを反射するブラッグ格子２４
通過帯域：３５ｎｍ、長さ約１ｍ
１５９０ｎｍにおける波長分散：−１９０ｐｓ／ｎｍ
波長分散勾配：−３．２ｐｓ／ｎｍ^２
ブラッグ格子に対して１５９０ｎｍにおける波長分散と波長分散勾配との比：５９ｎｍ
【００５６】
上記のように、伝送ファイバー区間、分散補償光ファイバー、およびブラッグ格子で累積される１４７５ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５９０ｎｍの波長分散の和、および波長分散勾配の和は、ゼロである。
【００５７】
（例３）
この例では、例１と同じ構成を使用する。この場合に使用する伝送ファイバーはＳＭＦファイバーである。数値は以下の通りである。
【００５８】
−補償が必要な伝送ファイバー：
それぞれ波長１４７５、１５５０、１５９０ｎｍで、波長分散１２．４、１７および１９．３ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）、波長分散勾配０．０６４、０．０５８、０．０５６ｐｓ／（ｎｍ^２．ｋｍ）である１００ｋｍのＳＭＦファイバー区間
ＳＭＦファイバー区間において三つの波長で累積される波長分散：１２４０、１７００および１９２０ｐｓ／ｎｍ、ＳＭＦファイバー区間で累積される波長分散勾配：６．４、５．８、５．６ｐｓ／ｎｍ^２。
【００５９】
−分散補償光ファイバー：
長さ：１５ｋｍ
三つの波長における波長分散：局部的に−７８．４、−１００および−１１３．５ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ）、累積では−１１７６、−１５００、−１７０２．５ｐｓ／ｎｍ
波長分散勾配：局部的に−０．２３９、−０．３３０および−０．３３５ｐｓ／（ｎｍ^２．ｋｍ）累積では−３．６、−５．０、−５．０ｐｓ／ｎｍ^２。
【００６０】
−Ｓバンドのチャンネルから見たブラッグ格子１５
通過帯域：３５ｎｍ；長さ約１ｍ
１４７５ｎｍにおける波長分散：−６４ｐｓ／ｎｍ
波長分散勾配：−２．８ｐｓ／ｎｍ^２。
ブラッグ格子に対して１４７５ｎｍにおける波長分散と波長分散勾配との比：２３ｎｍ
【００６１】
−Ｃバンドのチャンネルから見たブラッグ格子１６
通過帯域：３５ｎｍ、長さ約０．５ｍ
１５５０ｎｍにおける波長分散：−２００ｐｓ／ｎｍ
波長分散勾配：−０．８ｐｓ／ｎｍ^２
ブラッグ格子に対して１５５０ｎｍにおける波長分散と波長分散勾配との比：２５０ｎｍ
【００６２】
−Ｌバンドのチャンネルから見たブラッグ格子１７
通過帯域：３５ｎｍ、長さ約１ｍ
１５９０ｎｍにおける波長分散：−２１７．５ｐｓ／ｎｍ
波長分散勾配：−０．６ｐｓ／ｎｍ^２
ブラッグ格子に対して１５９０ｎｍにおける波長分散と波長分散勾配との比：３６３ｎｍ
【００６３】
伝送ファイバー区間、分散補償光ファイバー、およびブラッグ格子で累積される１４７５ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５９０ｎｍの波長分散の和、および波長分散勾配の和は、ゼロである。この例では、図３、４の構成を使用可能である。
【００６４】
もちろん、本発明は、記載および図示した実施例および実施形態に制限されるものではなく、当業者が想到できる多数の変形実施形態を含むことができる。図１から５に示した以外のモジュールまたはシステムの構成も可能である。特に、二次変形以外のもっと複雑なピッチ変形を有する反射ブラッグ格子、モード結合ブラッグ格子、あるいは伝送用接続ブラッグ格子など、他のタイプのブラッグ格子の使用を検討してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による伝送システムの概略図である。
【図２】
本発明による伝送システムの別の実施形態を示す概略図である。
【図３】
本発明による分散補償モジュールの実施形態を示す図である。
【図４】
本発明による分散補償モジュールの実施形態を示す図である。
【図５】
本発明による分散補償モジュールの実施形態を示す図である。

Claims (25)

1. 分散補償光ファイバー区間（１２、１０_１、１０_ｎ）と、それぞれが２５ｎｍ以上の幅の通過帯域を備えた複数のブラッグ格子（１５、１６、１７、２０、２２、２４）とによって、波長分散を補償される伝送ファイバー区間（４_１、４_ｎ、９_１、９_ｎ）を有し、波長の個々の帯域で波長分散を補償する、光ファイバー伝送システム。
2. 前記ブラッグ格子（２０、２２、２４）が、直列接続されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記ブラッグ格子（１５、１６、１７）が、並列接続されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 各ブラッグ格子の通過帯域が３０ｎｍ以上であり、好適には３５ｎｍ以上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システム。
5. 各ブラッグ格子に累積される波長分散が、絶対値で２５０ｐｓ／ｎｍ以下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システム。
6. 各ブラッグ格子が、その使用範囲の中央波長において、伝送ファイバーの波長分散の３分の２未満、好適には伝送ファイバーの波長分散の３分の１未満を補償す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システム。
7. ブラッグ格子が、その使用範囲の中央波長において、伝送ファイバーの波長分散勾配の少なくとも半分を補償する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システム。
8. ブラッグ格子は、その使用範囲の中央波長において、波長分散と波長分散勾配との比が絶対値で１５ｎｍより大きく、好適には２０ｎｍ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システム。
9. 分散補償光ファイバーが、使用波長において伝送ファイバーと反対の符号の波長分散を有し、好適には、絶対値で伝送ファイバーの波長分散以上の波長分散を有する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システム。
10. 使用帯域が、１２５０ｎｍ以上、１６５０ｎｍ以下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システム。
11. 使用帯域が、１４６０ｎｍから１４９０ｎｍでＳバンドを含み、１５３０ｎｍから１５６５ｎｍでＣバンドを含み、１５７０ｎｍから１６１０ｎｍでＬバンドを含み、各バンドがブラッグ格子に結合され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システム。
12. 使用波長帯域の一部をなす各チャンネルに対して累積される波長分散が、１００ｋｍの伝送で平均して１００ｐｓ／ｎｍ未満であり、好適には５０ｐｓ／ｎｍ未満、さらに好適には１０ｐｓ／ｎｍ未満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システム。
13. 分散補償光ファイバー区間（１２）と、それぞれが幅２５ｎｍ以上の通過帯域を有する複数のブラッグ格子（１５、１６、１７）とを含み、それぞれが波長の個別帯域で波長分散を補償する、光ファイバー伝送システムの波長分散補償モジュール。
14. 前記ブラッグ格子が直列接続されることを特徴とする請求項１３に記載のモジュール。
15. 前記ブラッグ格子が並列接続されることを特徴とする請求項１３に記載のモジュール。
16. 各ブラッグ格子に累積される波長分散が、絶対値で２５０ｐｓ／ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項に記載のモジュール。
17. 各ブラッグ格子の通過帯域が、３０ｎｍ以上であり、好適には３５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１３から１６のいずれか一項に記載のモジュール。
18. 各ブラッグ格子で累積される波長分散が、使用範囲の中央波長において、分散補償光ファイバー（１２）で累積される波長分散の２倍以下であり、好適には、波長分散の２分の１未満であることを特徴とする請求項１３から１７のいずれか一項に記載のモジュール。
19. ブラッグ格子で累積される波長分散勾配が、各ブラッグ格子の使用範囲の中央波長において負であり、分散補償光ファイバー（１２）に累積される波長分散勾配以下であることを特徴とする請求項１３から１８のいずれか一項に記載のモジュール。
20. 各ブラッグ格子は、その使用範囲の中央波長において、波長分散と波長分散勾配との比が絶対値で１５ｎｍより大きく、好適には２０ｎｍより大きいことを特徴とする請求項１３から１９のいずれか一項に記載のモジュール。
21. 使用帯域が１２５０ｎｍ以上、１６５０ｎｍ以下に及ぶことを特徴とする請求項１３から２０のいずれか一項に記載のモジュール。
22. 使用帯域が、１４６０ｎｍから１４９０ｎｍでＳバンドを含み、１５３０ｎｍから１５６５ｎｍでＣバンドを含み、１５７０ｎｍから１６１０ｎｍでＬバンドを含み、各バンドがブラッグ格子に結合されることを特徴とする請求項１３から２１のいずれか一項に記載のモジュール。
23. 光ファイバー伝送システムの波長分散補償モジュールであって、それぞれが２５ｎｍ以上の通過帯域を有する複数のブラッグ格子（１４、１５、１６、１７）を含み、波長の個別帯域で波長分散を補償するモジュール。
24. 前記ブラッグ格子が直列接続されることを特徴とする請求項２３に記載のモジュール。
25. 前記ブラッグ格子が並列接続されることを特徴とする請求項２３に記載のモジュール。

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