JP2005031581A - 光ファイバ、光ファイバ伝送路及び光伝送システム - Google Patents

光ファイバ、光ファイバ伝送路及び光伝送システム Download PDF

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Abstract

【課題】 広波長範囲に亘って波長分散の波長間バラツキの低減及び非線形光学効果の抑制を可能にする構造を備えた光伝送システム等を提供する。
【解決手段】 光ファイバ伝送路(20)は、広波長帯域に亘って波長依存性が低減された正の波長分散を有する第１光ファイバ(200)と、該波長帯域に亘って波長依存性が低減された負の波長分散を有する第２光ファイバ(300)で構成される。このように第１及び第２光ファイバ(200,300)それぞれは異なる極性の波長分散を有するため、光ファイバ伝送路(20)全体として累積波長分散を小さく抑えることができる一方、該第１及び第２光ファイバ(200,300)それぞれではある程度の波長分散が発生するため、四光波混合が効果的に抑制される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、波長分割多重（WDM: Wavelength Division Multiplexing）光通信に適した光伝送路として利用可能な光ファイバ、光ファイバ伝送路及び光伝送システムに関するものである。
ＷＤＭ光伝送システムは、伝送路である光ファイバを介して、互いに波長が異なる複数チャネルの信号光（ＷＤＭ信号光）を伝送するシステムであって、高速かつ大容量の情報伝送を可能にする。一般的に、伝送路ファイバはシリカガラスを主成分とする光ファイバであって、１．５５μｍ波長帯の光に対して伝送損失が最も小さくなることから、このような光ファイバを光伝送路とするＷＤＭ伝送システムでは１．５５μｍ波長帯の信号光が利用されている。一方、１．３μｍ波長帯に零分散波長を有する標準的なシングルモード光ファイバは、１．５μｍ波長帯で正の波長分散を有する。この波長分散は波長に大きく依存する一方、該波長分散が大きいと信号光の波形が劣化し易く、また、波長分散と非線形光学現象との相互作用により信号光の波形がさらに劣化する。
そこで、従来の光伝送システムには、広波長範囲に亘って波長分散の波長依存性を低減させる一方、該波長分散の絶対値を小さく抑え、この波長分散に起因した信号光の波形歪みを抑制する分散フラットファイバが提案されている（例えば、米国特許第６，１６９，８３７Ｂ１号参照）。
米国特許第６，１６９，８３７Ｂ１号公報
発明者は、従来の光伝送システム及びこれに適用される分散フラットファイバについて検討した結果、以下のような課題を発見した。
すなわち、ＷＤＭ光伝送では、信号伝送の更なる高速化、情報伝送量の大容量化を図るため、より広い波長帯域において伝送路における累積波長分散の絶対値をできる限り小さくする必要がある。そのため、従来の分散フラットファイバは、波長分散の絶対値がよりゼロに近づくよう設計されている。
しかしながら、多重化された複数チャネルのＷＤＭ信号光を伝送する場合、波長分散の絶対値がよりゼロに近づくよう小さく設計された従来の分散フラットファイバでは、非線形光学効果、特に四光波混合が起こりやすく、光ファイバ伝送路全体の伝送特性を劣化させる要因となっていた。
この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、より広い波長範囲に亘って波長分散の波長間バラツキを低減させるとともに、四光波混合等の非線形光学効果をも効果的に抑制するための構造を備えた光伝送システム、それに適用可能な光ファイバ及び光ファイバ伝送路を提供することを目的としている。
この発明に係る光伝送システムは、互いに波長の異なる複数チャネルの信号光を伝送する光ファイバ伝送路を含み、この光ファイバ伝送路は、１４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において互いに異なる極性の波長分散を有する少なくとも一対の光ファイバから構成される。
特に、上記光伝送システムには、互いに符号の異なる波長分散を有する光ファイバが含まれ、少なくともいずれかの光ファイバには、１４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長範囲において、絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するとともに、該波長帯域において波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である光ファイバが適用される。すなわち、上記光ファイバ伝送路の一部として適用可能な第１光ファイバは、１４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において上方に凸形状の分散−波長特性を有するとともに正の波長分散を有する光ファイバであり、上記光ファイバ伝送路の一部に適用可能な第２光ファイバは、上記波長帯域において下方に凸形状の分散−波長特性を有するとともに、負の波長分散を有する光ファイバである。具体的に、上記第１光ファイバは、上記波長帯域において＋５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するとともに、該波長帯域において波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である光ファイバである。一方、上記第２光ファイバは、上記波長帯域において−１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ−５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するとともに、該波長帯域において波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である光ファイバである。なお、波長分散の波長依存性を低減すべく、上記第１及び第２光ファイバのいずれにおいても、波長１５５０ｎｍにおいて絶対値が０．０２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下の分散スロープを有するのが好ましい。
以上のように、上記光ファイバ伝送路（この発明に係る光ファイバ伝送路）は、互いに極性の異なる波長分散を有する光ファイバで構成され、これら光ファイバ（この発明に係る光ファイバ）は、従来の分散フラットファイバと比較して大きい一方、標準的なシングルモード光ファイバと比較して小さな波長分散を有するため、この発明に係る光ファイバ、該光ファイバを含む光ファイバ伝送路、さらには該光ファイバ伝送路を含む光伝送システムは、いずれも波長分散の発生に起因した信号波形の歪みを標準的なシングルモード光ファイバと比較して小さくできるとともに、発生する波長分散の波長依存性も小さくできるので、広帯域ＷＤＭ光伝送システムとしての利用価値が極めて大きい。
なお、上述のような第１及び第２光ファイバにおいて、波長分散の波長依存性をより低減させるためには、波長１４６０ｎｍ（上記波長帯域の下限波長）における波長分散と波長１６２０ｎｍ（上記波長帯域の上限波長）における波長分散との差が、１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好ましい。
上記第１及び第２光ファイバそれぞれは、所定軸に沿って伸びたコア領域と、該コア領域の外周に設けられたクラッドにより構成される。具体的に、上記コア領域は、所定軸に沿って伸び、最大屈折率ｎ1を有する外径２ａの第１コアと、該第１コアの外周に設けられ、該第１コアよりも低い屈折率ｎ2を有する外径２ｂの第２コアと、該第２コアの外周に設けられ、該第２コアよりも高い屈折率ｎ3を有する外径２ｃの第３コアとにより構成される。上記クラッドは、第３コアの外周に設けられ、該第３コアよりも低い屈折率ｎ4を有する。
上述のような構造を有する第１及び第２光ファイバにおいて、上記クラッドに対する上記第２コアの比屈折率差Δ-の上限は、−０．３％以下であるのが好ましい。一方、上記クラッドに対する上記第２コアの比屈折率差Δ-の下限は、−０．７％以上であるのが好ましい。なお、上記第１光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて４３μｍ2以上の実効断面積Ａeffを有するとともに、上記クラッドに対する上記第１コアの比屈折率差Δ+は、０．５％以上かつ０．６％以下であるのが好ましい。一方、上記第２光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて３５μｍ2以上の実効断面積Ａeffを有するとともに、上記クラッドに対する上記第１コアの比屈折率差Δ+は、０．６５％以上かつ０．８０％以下であるのが好ましい。
なお、上記実効断面積Ａeffは、特開平８−２４８２５１号公報（EP 0 724 171 A2）に示されたように、以下の式で与えられる。
Figure 2005031581
 ここで、Ｅは伝搬光に伴う電界、ｒはコア中心からの径方向の距離である。
さらに、上記第１光ファイバは、上記波長帯域、好ましくは波長１５５０ｎｍにおいて、７．５μｍ〜８．５μｍのモードフィールド径を有するのが好ましい。
この発明に係る光伝送システムに適用可能な光ファイバ伝送路は、上述のような構造を備えた第１及び第２光ファイバの対からなる線路要素単体で構成することが可能であるが、この光ファイバ伝送路は、それぞれが上記線路要素と同じ構造を有する複数の線路要素を含んでもよい。このとき、該複数の線路要素それぞれに含まれる第１光ファイバは、上記波長帯域において７．５μｍ〜８．５μｍのモードフィールド径を有するのが好ましい。伝搬する信号光の光パワー密度を低減することができるので、非線形光学効果に起因した伝送特性の劣化が効果的に抑制されるからである。また、複数の線路要素により構成された光ファイバ伝送路は、該複数の線路要素に含まれる第１光ファイバ同士が互いに隣接するよう配置されるとともに、該複数の線路要素に含まれる第２光ファイバ同士が互いに隣接するように配置された構成であってもよい。当該光ファイバ伝送路の長手方向に沿って発生する波長分散の極性変化回数を抑えることにより、非線形光学効果に起因した伝送特性の劣化が効果的に抑制されるからである。
以上のようにこの発明によれば、光ファイバ伝送路２０は、１４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの広い波長帯域に亘って波長依存性が低減された正の波長分散を有する第１光ファイバと、該波長帯域に亘って波長依存性が低減された負の波長分散を有する第２光ファイバで構成される。このように第１及び第２光ファイバそれぞれは異なる極性の波長分散を有するため、光ファイバ伝送路全体として累積波長分散を小さく抑えることができる一方、該第１及び第２光ファイバそれぞれではある程度の波長分散が発生するため、四光波混合などの非線形光学効果が効果的に抑制される。
以下、この発明に係る光伝送システム等の各実施形態を図１〜図５を用いて説明する。なお、図面の説明において同一部位には同一符号を付して重複する説明を省略する。
まず、図１は、この発明に係る光伝送システムの構造を示す図である。この図１に示された光伝送システムは、信号光を送出する送信局１０と、該信号光が伝搬する伝送媒体である光ファイバ伝送路２０と、該信号光を受信する受信局３０とを備える。この光ファイバ伝送路２０の信号入射端Ａは送信局１０の信号出力端と接続される一方、該光ファイバ伝送路２０の信号出射端Ｂは受信局３０の信号入射端と接続されている。
上記送信局１０は、波長λ1〜λnの光をそれぞれ出力する光源（ＴＸ１〜ＴＸｎ）１１ａ〜１１ｎと、これら光源１１ａ〜１１ｎから出力された波長λ1〜λnの光を合波する合波器１２とを備え、光ファイバ伝送路２０へ向かって波長λ1〜λnの信号チャネルが多重化された信号光（ＷＤＭ信号光）を出力する。
上記受信器３０は、光伝送路２０を伝搬したＷＤＭ信号光に含まれる波長λ1〜λnの各信号チャネルを分波する分波器３１と、該分波器３１により分波された波長λ1〜λnの光をそれぞれ受信する光受信器（ＲＸ１〜ＲＸｎ）３２ａ〜３２ｎとを備える。
なお、この発明に係る光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路２０は、１４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において互いに異なる極性の波長分散を有する少なくとも一対の光ファイバから構成され、例えば図２（ａ）に示されたように、１４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において正の波長分散を有する第１光ファイバ２００と、該波長帯域において負の波長分散を有する第２光ファイバ３００とが融着接続された構造を備える。いずれの光ファイバ２００、３００も、上記波長範囲において絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有する。
すなわち、上記第１光ファイバ２００は、図２（ｃ）中のグラフＧ２１０で示されたように上記波長範囲において上方に凸形状の分散−波長特性を有する。具体的には、上記第１光ファイバ２００は、上記波長帯域において＋５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の正の波長分散を有するとともに、該波長帯域において波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。一方、上記第２光ファイバ３００は、図２（ｃ）中のグラフＧ２２０で示されたように上記波長範囲において下方に凸形状の分散−波長特性を有する。具体的には、上記第２光ファイバ３００は、上記波長帯域において−１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ−５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するとともに、該波長帯域において波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。波長分散の波長依存性をより低減させるためには、上記第１及び第２光ファイバ２００、３００のいずれにおいても、波長１５５０ｎｍにおいて絶対値が０．０２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下の分散スロープを有するのが好ましい。
以上のように、上記光ファイバ伝送路２０は、互いに極性の異なる波長分散を有する第１及び第２光ファイバ２００、３００で構成され、これら第１及び第２ファイバ２００、３００は、従来の分散フラットファイバの波長分散（使用波長帯域において略ゼロ）と比較して大きい一方、標準的なシングルモード光ファイバの波長分散（波長１６２０ｎｍにおいて約２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）と比較して小さな波長分散を有する。また、第１及び第２光ファイバ２００、３００で構成された上記光ファイバ伝送路２０は図２（ｃ）中のグラフＧ２３０で示されたような波長分散特性を実現する。したがって、このような波長分散特性を有する光ファイバ伝送路２０を備えた当該光伝送システムは、波長分散の発生に起因した信号波形の歪みを標準的なシングルモード光ファイバと比較して小さくできるとともに（光ファイバ伝送路全体から見た累積波長分散が小さい）、発生する波長分散の波長依存性も小さくできるので、広帯域ＷＤＭ光伝送システムとしての利用が可能である。
なお、上述のような第１及び第２光ファイバ２００、３００において、波長分散の波長依存性をさらに低減させるためには、波長１４６０ｎｍ（上記波長帯域の下限波長）における波長分散と波長１６２０ｎｍ（上記波長帯域の上限波長）における波長分散との差が、１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好ましい。このとき、光ファイバ伝送路２０全体としては、１４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長範囲において、絶対値が１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有する。
また、上記光ファイバ伝送路２０は、図２（ａ）に示されたように第１及び第２光ファイバ２００、３００の対（線路要素）で構成することが可能であるが、それぞれが上記線路要素と同じ構造を有する複数の線路要素を含んでもよい。このとき、光ファイバ伝送路２０は、図２（ｂ）に示されたように、該複数の線路要素に含まれる第１光ファイバ２１０、２２０同士が互いに隣接するよう配置されるとともに、該複数の線路要素に含まれる第２光ファイバ３１０、３２０同士が互いに隣接するように配置された構成であってもよい。この場合、光ファイバ伝送路２０の長手方向に沿って発生する波長分散の極性変化回数を抑えることにより、非線形光学効果に起因した伝送特性の劣化が効果的に抑制される。
この発明に係る光伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路２０は、図３に示されたように、第１及び第２光ファイバ２００、３００の一方を光伝送路として機能され、他方をモジュール化して伝送路上に配置する構成であってもよい。
例えば、図３（ａ）は、第１光ファイバ２００と、第２光ファイバ３００を含むファイバモジュール３５０により構成された光ファイバ伝送路２０を示す。図３（ａ）の光ファイバ伝送路２０において、ファイバモジュール３５０は、直径ｄで巻かれた第２光ファイバ３００を収納する容器を備える。この容器には、第２光ファイバ３００の信号入射端と第１光ファイバ２００の信号出射端とを光学的に接続するためのコネクタ３０５と、該第２光ファイバ３００の信号出射端と受信局２０の信号入射端とを光学的に接続するためのコネクタ３０６が設けられている。
一方、図３（ｂ）は、第１光ファイバ２００を含むファイバモジュール２５０と、第２光ファイバ３００により構成された光ファイバ伝送路２０を示す。図３（ｂ）の光ファイバ伝送路２０において、ファイバモジュール２５０は、直径ｄで巻かれた第１光ファイバ２００を収納する容器を備える。この容器には、第１光ファイバ３００の信号入射端と送信局の信号出射端とを光学的に接続するためのコネクタ２０５と、該第１光ファイバ２００の信号出射端と第２光ファイバ３００の信号入射端とを光学的に接続するためのコネクタ２０６が設けられている。
上述のような波長分散特性は、図４（ｂ）に示されたような屈折率プロファイルにより実現可能である。
図４は、この発明に係る光ファイバの代表的な構造を示す断面図及びその屈折率プロファイルである。図３（ａ）において、第１及び第２光ファイバ２００、３００は、いずれもコア領域２１と、該コア領域２１の外周に設けられた屈折率ｎ4のクラッド２２とを備える。特に、コア領域２１は、所定軸に沿って伸びた、外径２ａを有する屈折率ｎ1（＞ｎ4）の第１コア２１ａと、該第１コア２１ａの外周に設けられ、外径２ｂを有する屈折率ｎ2（＜ｎ1、ｎ4）の第２コア２１ｂと、該第２コア２１ｂの外周に設けられ、外径２ｃを有する屈折率ｎ3（＜ｎ1、＞ｎ2、ｎ4）の第３コア２１ｃとを備える。
なお、クラッド２２を基準領域としたとき、該クラッド２２に対する第１コア２１ａの比屈折率差Δ+、第２コア２１ｂの比屈折率差Δ-、第３コア２１ｃの比屈折率差Δｒは、それぞれ以下の式で与えられる。
Δ+≒（ｎ１−ｎ４）／ｎ１×１００
Δ-≒（ｎ２−ｎ４）／ｎ２×１００
Δｒ≒（ｎ３−ｎ４）／ｎ３×１００
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示された第１及び第２光ファイバ２００、３００それぞれに相当する光ファイバの屈折率プロファイル２９０であり、この屈折率プロファイル２９０において、領域２９１は第１コア２１ａの線Ｌ上における各部の屈折率、領域２９２は第２コア２１ｂの線Ｌ上における各部の屈折率、領域２９３は第３コア２１ｃの線Ｌ上における各部の屈折率、領域２９４はクラッド２２の線Ｌ上における各部の屈折率をそれぞれ示している。
次に、この発明に係る光ファイバの実施例について説明する。図５は、この発明に係る光ファイバの実施例として、９種類の光ファイバの諸元を纏めた表である。なお、タイプ１〜タイプ５の光ファイバは、１４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において正の波長分散を有する第１光ファイバ２００の各サンプルであり、タイプ６〜タイプ９の光ファイバは、上記波長帯域において負の波長分散を有する第２光ファイバ３００の各サンプルである。また、これら第１及び第２光ファイバ２００、３００のいずれかに相当するタイプ１〜タイプ９の光ファイバは、いずれも図４に示された断面構造及び屈折率プロファイルを有する。
（タイプ１）
タイプ１の光ファイバは第１光ファイバ２００に相当し、第１コアの外径２ａは７．９２μｍ、第２コアの外径２ｂは１２．２９μｍ、そして、第３コアの外径は１８．２０μｍである。基準領域であるクラッドに対する第１コアの比屈折率差Δ+は０．６５％、第２コアの比屈折率差Δ-は−０．７％、そして、第３コアの比屈折率差Δｒは０．３％である。さらに、このタイプ１の光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、７．７４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、−０．００２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープと、３７．５５μｍの実効断面積Ａeffと、６．８７μｍのモードフィールド径ＭＦＤを有する。なお、タイプ１の光ファイバは、波長１４６０ｎｍ及び波長１６３０ｎｍのそれぞれにおいて６．７１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ及び７．０９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する。また、カットオフ波長λｃは１．４１μｍである。
（タイプ２）
タイプ２の光ファイバは第１光ファイバ２００に相当し、第１コアの外径２ａは７．９７μｍ、第２コアの外径２ｂは１３．５４μｍ、そして、第３コアの外径は１９．２０μｍである。基準領域であるクラッドに対する第１コアの比屈折率差Δ+は０．６５％、第２コアの比屈折率差Δ-は−０．５％、そして、第３コアの比屈折率差Δｒは０．３％である。さらに、このタイプ２の光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、８．３８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、０．００７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープと、３８．０６μｍの実効断面積Ａeffと、６．９７μｍのモードフィールド径ＭＦＤを有する。なお、タイプ２の光ファイバは、波長１４６０ｎｍ及び波長１６３０ｎｍのそれぞれにおいて６．６７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ及び８．４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する。また、カットオフ波長λｃは１．４０μｍである。
（タイプ３）
タイプ３の光ファイバも第１光ファイバ２００に相当し、第１コアの外径２ａは６．６６μｍ、第２コアの外径２ｂは１６．９８μｍ、そして、第３コアの外径は２２．２０μｍである。基準領域であるクラッドに対する第１コアの比屈折率差Δ+は０．７７％、第２コアの比屈折率差Δ-は−０．３％、そして、第３コアの比屈折率差Δｒは０．３％である。さらに、このタイプ３の光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、８．５３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、０．０２４ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープと、３１．３７μｍの実効断面積Ａeffと、６．４３μｍのモードフィールド径ＭＦＤを有する。なお、タイプ３の光ファイバは、波長１４６０ｎｍ及び波長１６３０ｎｍのそれぞれにおいて５．３２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ及び９．６４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する。また、カットオフ波長λｃは１．４４μｍである。
（タイプ４）
タイプ４の光ファイバも第１光ファイバ２００に相当し、第１コアの外径２ａは８．４２μｍ、第２コアの外径２ｂは１３．９６μｍ、そして、第３コアの外径は１９．８０μｍである。基準領域であるクラッドに対する第１コアの比屈折率差Δ+は０．５７％、第２コアの比屈折率差Δ-は−０．５％、そして、第３コアの比屈折率差Δｒは０．３％である。さらに、このタイプ４の光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、８．０６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、０．００３ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープと、４３．８４μｍの実効断面積Ａeffと、７．４４μｍのモードフィールド径ＭＦＤを有する。なお、タイプ４の光ファイバは、波長１４６０ｎｍ及び波長１６３０ｎｍのそれぞれにおいて６．７１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ及び７．７９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する。また、カットオフ波長λｃは１．４６μｍである。
（タイプ５）
さらに、タイプ５の光ファイバも第１光ファイバ２００に相当し、第１コアの外径２ａは８．４２μｍ、第２コアの外径２ｂは１３．９６μｍ、そして、第３コアの外径は１９．８０μｍである。基準領域であるクラッドに対する第１コアの比屈折率差Δ+は０．５４％、第２コアの比屈折率差Δ-は−０．５％、そして、第３コアの比屈折率差Δｒは０．３％である。このタイプ５の光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、８．３５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、０．００２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープと、４５．４７μｍの実効断面積Ａeffと、７．５７μｍのモードフィールド径ＭＦＤを有する。なお、タイプ５の光ファイバは、波長１４６０ｎｍ及び波長１６３０ｎｍのそれぞれにおいて７．０４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ及び８．００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する。また、カットオフ波長λｃは１．４８μｍである。
（タイプ６）
一方、タイプ６の光ファイバは第２光ファイバ３００に相当し、第１コアの外径２ａは６．８３μｍ、第２コアの外径２ｂは１０．２１μｍ、そして、第３コアの外径は１６．０８μｍである。基準領域であるクラッドに対する第１コアの比屈折率差Δ+は０．７６％、第２コアの比屈折率差Δ-は−０．７％、そして、第３コアの比屈折率差Δｒは０．３％である。さらに、このタイプ６の光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、−７．９５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、−０．０２１ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープと、３５．２４μｍの実効断面積Ａeffと、６．６５μｍのモードフィールド径ＭＦＤを有する。なお、タイプ６の光ファイバは、波長１４６０ｎｍ及び波長１６３０ｎｍのそれぞれにおいて−６．２８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ及び−９．２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する。また、カットオフ波長λｃは１．３９μｍである。
（タイプ７）
タイプ７の光ファイバは第２光ファイバ３００に相当し、第１コアの外径２ａは６．６４μｍ、第２コアの外径２ｂは１０．８７μｍ、そして、第３コアの外径は１６．５２μｍである。基準領域であるクラッドに対する第１コアの比屈折率差Δ+は０．７７％、第２コアの比屈折率差Δ-は−０．５％、そして、第３コアの比屈折率差Δｒは０．３％である。さらに、このタイプ７の光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、−７．９２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、−０．０１９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープと、３５．１１μｍの実効断面積Ａeffと、６．６９μｍのモードフィールド径ＭＦＤを有する。なお、タイプ７の光ファイバは、波長１４６０ｎｍ及び波長１６３０ｎｍのそれぞれにおいて−６．５２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ及び−９．０６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する。また、カットオフ波長λｃは１．４０μｍである。
（タイプ８）
タイプ８の光ファイバも第２光ファイバ３００に相当し、第１コアの外径２ａは６．１８μｍ、第２コアの外径２ｂは１２．２７μｍ、そして、第３コアの外径は１７．４０μｍである。基準領域であるクラッドに対する第１コアの比屈折率差Δ+は０．８１％、第２コアの比屈折率差Δ-は−０．３％、そして、第３コアの比屈折率差Δｒは０．３％である。さらに、このタイプ８の光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、−７．７９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、−０．０２０ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープと、３３．１７μｍの実効断面積Ａeffと、６．５８μｍのモードフィールド径ＭＦＤを有する。なお、タイプ８の光ファイバは、波長１４６０ｎｍ及び波長１６３０ｎｍのそれぞれにおいて−６．７０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ及び−９．２８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する。また、カットオフ波長λｃは１．３９μｍである。
（タイプ９）
そして、タイプ９の光ファイバも第２光ファイバ３００に相当し、第１コアの外径２ａは７．１３μｍ、第２コアの外径２ｂは１１．５３μｍ、そして、第３コアの外径は１７．６０μｍである。基準領域であるクラッドに対する第１コアの比屈折率差Δ+は０．６９％、第２コアの比屈折率差Δ-は−０．５％、そして、第３コアの比屈折率差Δｒは０．３％である。さらに、このタイプ９の光ファイバは、波長１５５０ｎｍの諸特性として、−７．７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散と、−０．０１６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍの分散スロープと、４０．５２μｍの実効断面積Ａeffと、７．１１μｍのモードフィールド径ＭＦＤを有する。なお、タイプ９の光ファイバは、波長１４６０ｎｍ及び波長１６３０ｎｍのそれぞれにおいて−６．２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ及び−８．４７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの波長分散を有する。また、カットオフ波長λｃは１．４８μｍである。
上述のように、タイプ１〜タイプ９の光ファイバにおいて、クラッド２２に対する第２コア２１ｂの比屈折率差Δ-は、−０．７％以上かつ−０．３％以下である。また、波長１５５０ｎｍにおいて４３μｍ2以上の実効断面積Ａeffを有するとともに、クラッド２２に対する第１コア２１ａの比屈折率差Δ+は、０．５％以上かつ０．６％以下である。なお、他の特性として、これらタイプ１〜タイプ９の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて０．２１ｄＢ／ｋｍ以下の伝送損失と、直径２０ｍｍで曲げたときに１０ｄＢ／ｍ以下となるマクロベンドロスと、波長１５５０ｎｍにおいて０．２５ｄＢ・ｋｍ-1/2以下の偏波モード分散を有する。
この発明に係る光伝送システムに適用可能な光ファイバ伝送路は、上述のような構造を備えた第１及び第２光ファイバの対からなる線路要素単体で構成することが可能であるが、この光ファイバ伝送路は、それぞれが上記線路要素と同じ構造を有する複数の線路要素を含んでもよい。このとき、該複数の線路要素それぞれに含まれる第１光ファイバ２００は、上記波長帯域において７．５μｍ〜８．５μｍのモードフィールド径を有するのが好ましい。伝搬する信号光の光パワー密度を低減することができるので、非線形光学効果に起因した伝送特性の劣化が効果的に抑制されるからである。
この発明に係る光伝送システムの構造を示す図である。 この発明に係る光伝送システムにおける光ファイバ伝送路の構成及び波長分散特性を説明するための図及びグラフである。 この発明に係る光伝送システムにおける光ファイバ伝送路の他の構成を説明するための図である。 この発明に係る光ファイバの代表的な構造を説明するための断面図及びその屈折率プロファイルである。 この発明に係る光ファイバの複数サンプル（サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．９）について、それらの諸元を纏めた表である。
符号の説明
１０…送信局、２０…光ファイバ伝送路、３０…受信局、１１ａ〜１１ｎ…送信器、１２…合波器、３１…分波器、３２ａ〜３２ｎ…受信器、２５０、３５０…ファイバモジュール。

Claims (18)

  1. １４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において、絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するとともに、該波長帯域において波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である光ファイバ。
  2. １４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において、＋５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するとともに、該波長帯域において波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である光ファイバ。
  3. １４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において、−１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ−５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するとともに、該波長帯域において波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である光ファイバ。
  4. 波長１４６０ｎｍにおける波長分散と波長１６２０ｎｍにおける波長分散との差が、１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の光ファイバ。
  5. 所定軸に沿って伸び、最大屈折率ｎ1を有する外径２ａの第１コアと、該第１コアの外周に設けられ、該第１コアよりも低い屈折率ｎ2を有する外径２ｂの第２コアと、該第２コアの外周に設けられ、該第２コアよりも高い屈折率ｎ3を有する外径２ｃの第３コアと、該第３コアの外周に設けられ、該第３コアよりも低い屈折率ｎ4を有するクラッドとを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の光ファイバ。
  6. 前記クラッドに対する前記第２コアの比屈折率差Δ-は、−０．３％以下であることを特徴とする請求項５記載の光ファイバ。
  7. 前記クラッドに対する前記第２コアの比屈折率差Δ-は、−０．７％以上であることを特徴とする請求項６記載の光ファイバ。
  8. 所定軸に沿って伸び、最大屈折率ｎ1を有する外径２ａの第１コアと、該第１コアの外周に設けられ、該第１コアよりも低い屈折率ｎ2を有する外径２ｂの第２コアと、該第２コアの外周に設けられ、該第２コアよりも高い屈折率ｎ3を有する外径２ｃの第３コアと、該第３コアの外周に設けられ、該第３コアよりも低い屈折率ｎ4を有するクラッドとを備えた光ファイバであって、
    波長１５５０ｎｍにおいて４３μｍ2以上の実効断面積を有するとともに、
    前記クラッドに対する前記第１コアの比屈折率差Δ+は、０．５％以上かつ０．６％以下であることを特徴とする請求項２記載の光ファイバ。
  9. 所定軸に沿って伸び、最大屈折率ｎ1を有する外径２ａの第１コアと、該第１コアの外周に設けられ、該第１コアよりも低い屈折率ｎ2を有する外径２ｂの第２コアと、該第２コアの外周に設けられ、該第２コアよりも高い屈折率ｎ3を有する外径２ｃの第３コアと、該第３コアの外周に設けられ、該第３コアよりも低い屈折率ｎ4を有するクラッドとを備えた光ファイバであって、
    波長１５５０ｎｍにおいて３５μｍ2以上の実効断面積を有するとともに、
    前記クラッドに対する前記第１コアの比屈折率差Δ+は、０．６５％以上かつ０．８０％以下であることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ。
  10. 波長１５５０ｎｍにおいて、７．５μｍ〜８．５μｍのモードフィールド径を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の光ファイバ。
  11. １４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において、絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するとともに、該波長帯域において波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である第１光ファイバと、
    前記第１光ファイバと光学的に接続される光ファイバであって、前記波長帯域において該第１光ファイバとは逆符号の波長分散を有する第２光ファイバとを備えた光伝送システム。
  12. １４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において、＋５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ＋１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するとともに、該波長帯域において波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である第１光ファイバと、
    前記第１光ファイバと光学的に接続される光ファイバであって、前記波長帯域において負の波長分散を有する第２光ファイバとを備えた光伝送システム。
  13. １４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において正の波長分散を有する第１光ファイバと、
    前記波長帯域において、−１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ−５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有するとともに、該波長帯域において波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である第２光ファイバとを備えた光伝送システム。
  14. １４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯域において正の波長分散を有する光ファイバであって、絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、絶対値が０．０２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下の分散スロープを有し、波長１５５０ｎｍにおいて波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である第１光ファイバと、
    前記波長帯域において負の波長分散を有する光ファイバであって、絶対値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上かつ１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散と、絶対値が０．０２ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下の分散スロープを有し、波長１５５０ｎｍにおいて波長分散の最大値と最小値との差が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である第２光ファイバとからなる線路要素を含む光ファイバ伝送路。
  15. 前記第１光ファイバは、上方に凸形状の分散−波長特性を有し、
    前記第２光ファイバは、下方に凸形状の分散−波長特性を有することを特徴とする請求項１４記載の光ファイバ伝送路。
  16. それぞれが前記線路要素と同じ構造を有する複数の線路要素を含み、
    前記複数の線路要素それぞれに含まれる第１光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて７．５μｍ〜８．５μｍのモードフィールド径を有することを特徴とする請求項１４記載の光ファイバ伝送路。
  17. それぞれが前記線路要素と同じ構造を有する複数の線路要素を含み、
    前記複数の線路要素に含まれる第１光ファイバ同士が互いに隣接するよう配置されるとともに、前記複数の線路要素に含まれる第２光ファイバ同士が互いに隣接するように配置されたことを特徴とする請求項１６記載の光ファイバ伝送路。
  18. 上方に凸形状の分散−波長特性を有するとともに、正の波長分散を有する第１光ファイバと、
    下方に凸形状の分散−波長特性を有するとともに、負の波長分散を有する第２光ファイバを備えた光ファイバ伝送路であって、
    １４６０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長範囲において、絶対値が１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散を有する光ファイバ伝送路。
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