JP2006133277A - Quality assurance method for optical fiber, optical fiber, and optical cable - Google Patents

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庄二 谷川
Ryuichiro Goto
龍一郎 後藤
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Kuniharu Himeno
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new quality assurance method for preventing deterioration in the transmission quality in a single optical fiber caused by dispersion of a polarization mode, and to provide an optical fiber assured by the above assurance method. <P>SOLUTION: The quality assurance method for an optical fiber is characterized in that: the birefringence of an optical fiber before processed into a cable is measured; and only an optical fiber showing a measurement value lower than a preliminarily determined reference value is selected to suppress the probability of inducing deterioration in the transmission quality caused by dispersion of a polarization mode in a transmission line after the fiber is processed into a cable. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、伝送路等に用いられる光ファイバに関し、伝送路の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化を防ぐための光ファイバの品質保証方法及び該方法により品質保証した光ファイバと該光ファイバを用いて作製された光ケーブルに関する。   The present invention relates to an optical fiber used for a transmission line and the like, and relates to an optical fiber quality assurance method for preventing deterioration of transmission quality caused by polarization mode dispersion of the transmission line, an optical fiber quality-guaranteed by the method, and the optical fiber. The present invention relates to an optical cable manufactured using

伝送路等に用いられる光ファイバにおいて、分散は信号パルス波形の歪みを誘起するため、伝送品質上重要な特性である。
分散の一つとして、偏波モード分散がある。光通信の伝送速度が上がるにつれて、その伝送路の伝送速度限界を決定する要因として、この偏波モード分散がクローズアップされてきている(例えば、非特許文献1参照。)。
F.Kapron,et.al.,NFOEC ’96,pp.757−768,1996 岡本、“光ファイバ通信の基礎 第3回 光ファイバの分散の諸要因”、OplusE,pp.706−714,1999年6月 谷川ら、2004年信学総大,B−10−37,2004 M.Wuilpart et.al.,ECOC2002,PMD/PDL 9.3.3,2002
In an optical fiber used for a transmission line or the like, dispersion is an important characteristic in terms of transmission quality because it induces distortion of a signal pulse waveform.
One type of dispersion is polarization mode dispersion. As the transmission speed of optical communication increases, this polarization mode dispersion has been highlighted as a factor for determining the transmission speed limit of the transmission path (see, for example, Non-Patent Document 1).
F. Kapron, et. al. , NFOEC '96, pp. 757-768, 1996 Okamoto, “Fundamentals of Optical Fiber Communication, Part 3: Factors of Optical Fiber Dispersion”, Oplus E, pp. 706-714, June 1999 Tanikawa et al., 2004 Shingaku Sodai, B-10-37, 2004 M.M. Wilpart et. al. , ECOC2002, PMD / PDL 9.3.3, 2002

しかしながら、偏波モード分散は、外的環境(温度、側圧、曲がり等)によって変動するものであり、ファイバメーカが出荷時に偏波モード分散を測定して一定の規格を満足するものとして納品しても、ケーブルメーカがそのファイバを用いてケーブル化したときに、外的環境の変化の影響で偏波モード結合の値が変化してしまい、偏波モード分散が大きくなってしまい、結果として意図していたルートの伝送路として使用できなくなる可能性がある。   However, polarization mode dispersion varies depending on the external environment (temperature, side pressure, bending, etc.), and fiber manufacturers measure the polarization mode dispersion at the time of shipment and deliver it as satisfying certain standards. However, when a cable manufacturer uses the fiber as a cable, the value of the polarization mode coupling changes due to the change in the external environment, resulting in an increase in polarization mode dispersion. There is a possibility that it cannot be used as a transmission path of the route that has been used.

また、ケーブルの構造や製造の巧拙によっても、偏波モード分散が変化するので、その変化がケーブル化によるものなのか、前述の外的環境の影響なのか判断がつかず、ファイバメーカとケーブルメーカ、敷設メーカでの責任分岐ができないという問題もあった。   Also, the polarization mode dispersion changes depending on the cable structure and manufacturing skill, so it is impossible to determine whether the change is due to cabling or the influence of the external environment described above. There was also a problem that it was not possible to divide the responsibility at the laying manufacturer.

このように、偏波モード分散を光ファイバの品質保証値とすることには様々な問題が生じており、光ファイバ単体での、偏波モード分散起因の伝送品質劣化を防ぐための新たな品質保証方法が必要である。   As described above, various problems have arisen in setting the polarization mode dispersion to the quality assurance value of the optical fiber, and a new quality for preventing transmission quality deterioration due to the polarization mode dispersion in the optical fiber alone. A guarantee method is required.

本発明は前記事情に鑑みてなされ、光ファイバ単体での、偏波モード分散起因の伝送品質劣化を防ぐための新たな品質保証方法及び該保証方法で保証された光ファイバの提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a new quality assurance method for preventing transmission quality deterioration due to polarization mode dispersion in an optical fiber alone and an optical fiber guaranteed by the assurance method. .

前記目的を達成するため、本発明は、ケーブル化前の光ファイバの複屈折率を測定し、その測定値が予め設定した基準値を下回った光ファイバのみを選別することによって、ケーブル化後の伝送路の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化の発生確率を抑制することを特徴とする光ファイバの品質保証方法を提供する。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention measures the birefringence of an optical fiber before cable formation, and selects only the optical fibers whose measured values are lower than a preset reference value. Provided is an optical fiber quality assurance method characterized by suppressing the probability of transmission quality degradation caused by polarization mode dispersion in a transmission line.

本発明の光ファイバの品質保証方法において、光ファイバの長手方向に沿って複屈折率の分布を測定することが好ましい。   In the optical fiber quality assurance method of the present invention, it is preferable to measure the birefringence distribution along the longitudinal direction of the optical fiber.

本発明の光ファイバの品質保証方法において、光ファイバの複屈折率を偏波OTDRを用いて測定することが好ましい。   In the optical fiber quality assurance method of the present invention, it is preferable to measure the birefringence of the optical fiber using the polarization OTDR.

本発明の光ファイバの品質保証方法において、複屈折率の基準値が2×10−7以下であることが好ましい。 In the optical fiber quality assurance method of the present invention, the birefringence reference value is preferably 2 × 10 −7 or less.

本発明の光ファイバの品質保証方法において、複屈折率の基準値が8×10−8以下であることが好ましい。 In the optical fiber quality assurance method of the present invention, the birefringence reference value is preferably 8 × 10 −8 or less.

本発明の光ファイバの品質保証方法において、複屈折率の基準値が3×10−8以下であることが好ましい。 In the optical fiber quality assurance method of the present invention, the birefringence reference value is preferably 3 × 10 −8 or less.

また本発明は、前述した本発明に係る光ファイバの品質保証方法により選別され、測定した複屈折率の値又はケーブル化後の伝送路の偏波モード分散の値が表示された光ファイバを提供する。   The present invention also provides an optical fiber that is selected by the above-described optical fiber quality assurance method according to the present invention and displays the measured birefringence value or polarization mode dispersion value of the transmission line after cable formation. To do.

また本発明は、ケーブル化されて伝送路として使われる光ファイバであって、複屈折率の値が2×10−7以下であることを特徴とする光ファイバを提供する。 The present invention also provides an optical fiber that is cabled and used as a transmission line, and has a birefringence value of 2 × 10 −7 or less.

前記光ファイバにおいて、ケーブル化されて伝送路として使われる光ファイバであって、その伝送路の、偏波モード分散に起因する伝送品質劣化を防ぐために、ケーブル化前の光ファイバの状態で複屈折率が測定され、必要な伝送品質に対応してその測定された複屈折率の値で選別されていることが好ましい。   In the optical fiber, an optical fiber that is cabled and used as a transmission line, and in order to prevent transmission quality deterioration due to polarization mode dispersion of the transmission line, birefringence in the state of the optical fiber before cable formation Preferably, the rate is measured and sorted by the measured birefringence value corresponding to the required transmission quality.

前記光ファイバにおいて、長手方向に複屈折率が測定されて、全長において所望の複屈折率値以下であることを保証されていることが好ましい。   In the optical fiber, it is preferable that the birefringence is measured in the longitudinal direction to ensure that the entire length is not more than a desired birefringence value.

前記光ファイバにおいて、複屈折率の測定方法が偏波OTDRであることが好ましい。   In the optical fiber, it is preferable that the birefringence measurement method is polarization OTDR.

前記光ファイバにおいて、複屈折率の値が8×10−8以下であることが好ましい。 In the optical fiber, the birefringence value is preferably 8 × 10 −8 or less.

前記光ファイバにおいて、複屈折率の値が3×10−8以下であることが好ましい。 In the optical fiber, the birefringence value is preferably 3 × 10 −8 or less.

前述した本発明に係る光ファイバの品質保証方法において、複屈折率の測定時に、光ファイバの曲げ半径Rが、次式   In the optical fiber quality assurance method according to the present invention described above, when measuring the birefringence, the bending radius R of the optical fiber is expressed by the following equation.

Figure 2006133277
Figure 2006133277

(式中、nは光ファイバの屈折率、p11及びp12はポッケルス係数、νはポアソン比、rは光ファイバ半径をそれぞれ表す。)
の関係となる曲げ半径で測定されることが好ましい。
(Where n is the refractive index of the optical fiber, p 11 and p 12 are Pockels coefficients, ν is the Poisson's ratio, and r is the optical fiber radius.)
It is preferable to measure at a bending radius that satisfies the following relationship.

また本発明は、複屈折率の値を前記品質保証方法で保証されていることを特徴とする光ファイバを提供する。   The present invention also provides an optical fiber characterized in that the birefringence value is guaranteed by the quality assurance method.

また本発明は、複屈折率の値を前記品質保証方法で値付けされていることを特徴とする光ファイバを提供する。   The present invention also provides an optical fiber characterized in that the birefringence value is priced by the quality assurance method.

また本発明は、前述した本発明に係る光ファイバを用いて作製された光ケーブルを提供する。   The present invention also provides an optical cable manufactured using the above-described optical fiber according to the present invention.

前記光ケーブルにおいて、光ファイバが2本以上束ねられていることが好ましい。   In the optical cable, it is preferable that two or more optical fibers are bundled.

本発明によれば、光ファイバ単体での、偏波モード分散起因の伝送品質劣化を防ぐための新たな品質保証方法及び該保証方法で保証された光ファイバを提供できる。
また、本発明の品質保証方法で保証された光ファイバを用いて光ケーブルを作製することで、品質の高い高速通信が可能な伝送路が実現できる。
According to the present invention, it is possible to provide a new quality assurance method for preventing transmission quality deterioration due to polarization mode dispersion in an optical fiber alone and an optical fiber guaranteed by the assurance method.
Further, by producing an optical cable using an optical fiber guaranteed by the quality assurance method of the present invention, a transmission line capable of high-quality and high-speed communication can be realized.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図3は、光伝送用で通常に用いられる非偏波保持型の光ファイバ、例えばシングルモードファイバの一例を示す端面図である。この光ファイバは、中心のコア1と、該コア1を囲むクラッド2とから構成されている。
偏波モード分散は、光ファイバのコア形状の非真円性やコアに生じる応力の非真円性等に起因し、光ファイバ中を伝搬する2つの固有偏波間で伝搬速度が異なってしまう(群速度差を生じる)ことによって起こる分散である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is an end view showing an example of a non-polarization-maintaining optical fiber that is normally used for optical transmission, for example, a single mode fiber. This optical fiber includes a central core 1 and a clad 2 surrounding the core 1.
Polarization mode dispersion is caused by the non-circularity of the core shape of the optical fiber, the non-circularity of the stress generated in the core, etc., and the propagation speed differs between the two intrinsic polarizations propagating in the optical fiber ( This is a dispersion caused by a group velocity difference).

光伝送用で用いられるような、非偏波保持型の光ファイバでは、偏波モード分散を決めるパラメータは3つあり、それぞれ、光ファイバの局所的な複屈折率の大きさ、複屈折率軸の方向の変動(回転)の指標である偏波モード結合定数、及び光ファイバ(伝送路)の長さである。   In a non-polarization-maintaining optical fiber used for optical transmission, there are three parameters that determine polarization mode dispersion, and the local birefringence magnitude and birefringence axis of the optical fiber, respectively. The polarization mode coupling constant, which is an indicator of the fluctuation (rotation) in the direction, and the length of the optical fiber (transmission path).

実用的な範囲で近似的には、伝送用で用いられるような非偏波保持型の光ファイバでは、これら3つのパラメータを用いて偏波モード分散(PMD)を次式(1)のように表すことができる。   Approximately in a practical range, in a non-polarization maintaining optical fiber used for transmission, polarization mode dispersion (PMD) is expressed by the following equation (1) using these three parameters. Can be represented.

Figure 2006133277
Figure 2006133277

ここで、Bは複屈折率、Cは光速、Lは条長、hはモード結合定数をそれぞれ表している。
より正確には、偏波モード分散は、次式(2)
Here, B represents the birefringence, C represents the speed of light, L represents the strip length, and h represents the mode coupling constant.
More precisely, the polarization mode dispersion is expressed by the following equation (2).

Figure 2006133277
Figure 2006133277

で表されるが、波長依存項(λは光波長を表す。)はBに比べて影響が小さい(数%程度)ので、この項を無視しても実用上は大きな問題は無い。以下の記載では、理解を容易にするために式(1)を用いて説明する。 However, since the wavelength-dependent term (λ represents the light wavelength) has a smaller influence (about several percent) than B, there is no practical problem even if this term is ignored. In the following description, for ease of understanding, the description will be made using the formula (1).

複屈折率は、ファイバ自体の持つ複屈折率と、曲がりや側圧等によって外部から与えられた応力による複屈折率との大別して2つの要因に分解できる。
モード結合は、ファイバ自体の持つ複屈折率と外部から与えられた応力による複屈折率の方向のずれや、ファイバのねじれ等によって生じる、主として外部起因の特性である。これを定量化したのが、モード結合定数である(非特許文献2参照)。
The birefringence can be roughly divided into two factors: the birefringence of the fiber itself and the birefringence due to stress applied from the outside due to bending, lateral pressure, or the like.
Mode coupling is a characteristic mainly originating from the outside caused by a shift in the direction of the birefringence due to the birefringence of the fiber itself and a stress applied from the outside, twisting of the fiber, and the like. This is quantified by the mode coupling constant (see Non-Patent Document 2).

最後の伝送路長については、実際の敷設状況で変化するので、光ファイバの設計段階では調整する指標たり得ず、光ファイバ設計時に、できるだけ長い距離で使えることを目指す、いわば指標性能である。故にこのパラメータの説明は特にしない。   Since the last transmission path length varies depending on actual installation conditions, it cannot be an index to be adjusted at the optical fiber design stage, and is an index performance that aims to be used as long as possible when designing an optical fiber. Therefore, this parameter is not particularly described.

ここで、光ファイバのケーブル化前とケーブル化後の偏波モード分散を考えてみると、ケーブル化前の素線とケーブル化後の素線では、ファイバ自体の持つ複屈折率は変わらないが、外的起因の複屈折率と、偏波モード結合定数が異なる。   Here, when considering the polarization mode dispersion before and after the optical fiber cable, the birefringence of the fiber itself does not change between the strand before cable and the strand after cable. The birefringence due to external causes is different from the polarization mode coupling constant.

一般的に、最近の光ファイバの出荷時には、偏波モード分散に配慮し、偏波モード分散の変化を小さくするために、できるだけ低い張力で出荷用ボビンに巻回して出荷される。そのため、そのような状態で偏波モード分散を測定しているときには、側圧が比較的制限されているため、複屈折率については、ファイバ自体の持つ内部起因の複屈折率が支配的である。   In general, when optical fibers are shipped recently, they are wound around a shipping bobbin with as low tension as possible in order to reduce the change in polarization mode dispersion in consideration of polarization mode dispersion. Therefore, when the polarization mode dispersion is measured in such a state, since the side pressure is relatively limited, the birefringence due to the internal property of the fiber itself is dominant for the birefringence.

一方、偏波モード結合に影響を与える特性の一つであるファイバのねじれは、ボビンへの巻き込み時に制御することは難しく、出荷時には比較的多くのねじれが存在していると考えられる。つまり、出荷時の偏波モード分散は、比較的偏波モード結合が大きい状態で測定されている。   On the other hand, the twist of the fiber, which is one of the characteristics affecting polarization mode coupling, is difficult to control at the time of winding in the bobbin, and it is considered that a relatively large amount of twist exists at the time of shipment. That is, the polarization mode dispersion at the time of shipment is measured in a state where the polarization mode coupling is relatively large.

次に、ケーブル化後の光ファイバの状態であるが、これは、ケーブル構造やケーブル製造工程の状況によって大きく変わり、千差万別である。つまり、素線出荷時の状態に対して、外部環境起因の複屈折率が大きいケーブルもあるし、変わらないケーブルもある。場合によっては複屈折率が小さいファイバもあるかもしれない。また、偏波モード結合も、素線出荷時の状態に対して、大きいケーブルもあるし、小さいケーブルもある。また、長手方向にその程度が変わることも、製造技術のレベルによってはあり得る。   Next, the state of the optical fiber after being cabled varies greatly depending on the state of the cable structure and the cable manufacturing process, and is very different. That is, some cables have a large birefringence due to the external environment, and some cables do not change with respect to the state at the time of shipment. In some cases, some fibers may have a low birefringence. In addition, the polarization mode coupling has a large cable and a small cable with respect to the state at the time of shipment of the strands. In addition, the degree of change in the longitudinal direction may vary depending on the level of manufacturing technology.

これらの組み合わせを考えてみると、式(1)より、複屈折率が大きくなると偏波モード分散が大きくなり、モード結合定数が大きくなると偏波モード分散は小さくなるのだから、素線状態の偏波モード分散に対して、ケーブル化後の偏波モード分散のとりうる状態は表1のような関係になる。   Considering these combinations, from equation (1), the polarization mode dispersion increases as the birefringence increases, and the polarization mode dispersion decreases as the mode coupling constant increases. Table 1 shows the possible states of polarization mode dispersion after cable formation with respect to wave mode dispersion.

Figure 2006133277
Figure 2006133277

ここで、これらの特性と、ケーブル製造との関係を見てみると、ケーブル化後に複屈折率が大きくなるということは、光ファイバに側圧や歪みがかかっているということに相当する。光ケーブルでは、なるべく側圧や歪みのかからないように設計され、作られるので、ケーブル化後に複屈折率が大きくなるのは光ケーブル側の問題である。   Here, when looking at the relationship between these characteristics and cable manufacturing, the fact that the birefringence increases after cable formation corresponds to the fact that lateral pressure and strain are applied to the optical fiber. An optical cable is designed and manufactured so as not to be subjected to side pressure or distortion as much as possible. Therefore, it is a problem on the optical cable side that the birefringence increases after the formation of the cable.

逆に、偏波モード結合については、ファイバの側圧やねじれが多いと大きくなる傾向にあり、これは当業者において周知である。したがって、偏波モード結合が小さい光ケーブルというのは、むしろ優れたケーブル構造もしくは優れたケーブル製造技術で作製されているといえる。つまり、ケーブル化によって偏波モード結合が減少し、偏波モード分散が出荷時よりも大きくなってしまった光ファイバについては、光ファイバの品質に問題があった、即ち光ファイバの内的要因によってその偏波モード分散が大きくなっている、と考えるべきである。   On the contrary, the polarization mode coupling tends to increase as the side pressure and twist of the fiber increase, which is well known to those skilled in the art. Accordingly, it can be said that an optical cable having a small polarization mode coupling is manufactured with an excellent cable structure or an excellent cable manufacturing technique. In other words, for optical fibers whose polarization mode coupling has decreased due to cable formation and polarization mode dispersion has become larger than that at the time of shipment, there was a problem with the quality of the optical fiber, that is, due to the internal factors of the optical fiber. It should be considered that the polarization mode dispersion is increasing.

ここで、出荷時に偏波モード分散を用いて保証することを考える。
出荷時に偏波モード分散で保証された光ファイバを用いてケーブル化した場合、前記表1中のNo.1,4,7,8及び9の場合に、出荷時の偏波モード分散よりもケーブル化後の偏波モード分散が大きくなってしまうことがありうる。さらに、偏波モード結合は、前述のように光ファイバにとって外的環境のみに起因するパラメータであるので、光ファイバ出荷時にケーブル化後の偏波モード結合の程度を知るすべはなく、作製されたケーブル中の偏波モード結合を解体することなく、すなわちそのまま伝送路として使用できるような状態を保ったまま測定する手法も知られていない。このような光ファイバの場合、出荷時の偏波モード分散で品質保証を行っても、ケーブル化後の偏波モード分散の保証はできない。
Here, it is considered to guarantee using polarization mode dispersion at the time of shipment.
When cabled using an optical fiber guaranteed by polarization mode dispersion at the time of shipment, No. in Table 1 above. In the case of 1, 4, 7, 8 and 9, the polarization mode dispersion after cable formation may be larger than the polarization mode dispersion at the time of shipment. Furthermore, since the polarization mode coupling is a parameter due to only the external environment for the optical fiber as described above, there was no way to know the degree of polarization mode coupling after cable formation when shipping the optical fiber. There is no known method for measurement without breaking the polarization mode coupling in the cable, that is, while maintaining a state where it can be used as it is as a transmission line. In the case of such an optical fiber, even if quality assurance is performed by polarization mode dispersion at the time of shipment, polarization mode dispersion after cable formation cannot be guaranteed.

そこで、本発明者らは、光ファイバの複屈折率を直接測定すれば、光ファイバ起因による、ケーブル化後の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化を予測できるのではないか、と考え、その具体的手法について、鋭意検討してきた。その結果、例えば、光ファイバを比較的穏やかな径・張力で巻かれた状態で、例えば偏波OTDRのような装置を用いることによって、光ファイバの複屈折率を直接測定できることを見出し、その手法を確立することができるようになった。
この複屈折率を測定する手法を確立することにより、本発明者らは、光ファイバの複屈折率を用いての、ケーブル化後の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化に対する品質保証を検討できるようになった。
そこで、複屈折率測定方法の検討に加えて、さらに複屈折率を用いた品質保証の検討を進めることにより、ここにおいてはじめて、光ファイバの複屈折率を用いた品質保証方法について発明した。
Therefore, the present inventors thought that if the birefringence of the optical fiber is directly measured, transmission quality deterioration due to polarization mode dispersion after cable formation due to the optical fiber can be predicted, The concrete method has been studied earnestly. As a result, for example, it has been found that the birefringence of an optical fiber can be directly measured by using an apparatus such as a polarization OTDR in a state where the optical fiber is wound with a relatively gentle diameter and tension. Can now be established.
By establishing a method for measuring this birefringence, the present inventors examined quality assurance against transmission quality degradation due to polarization mode dispersion after cable formation, using the birefringence of the optical fiber. I can do it now.
Therefore, in addition to the study of the birefringence measuring method, the quality assurance method using the birefringence of the optical fiber was invented for the first time by further studying the quality assurance using the birefringence.

以下に、具体的に出荷時に複屈折率を用いて光ファイバの品質を保証する場合について説明する。
複屈折率は、外的起因の複屈折率の発生を抑えるように注意を払った状態、即ち、曲げや側圧の影響が小さな状態であれば、偏波モード分散とは異なり、素線出荷時のねじれや側圧によって生じる偏波モード結合の影響を受けずに、光ファイバそのものの特性として測定可能である。
The case where the quality of the optical fiber is guaranteed by using the birefringence at the time of shipment will be specifically described below.
The birefringence is different from the polarization mode dispersion when care is taken to suppress the occurrence of externally generated birefringence, that is, when the influence of bending and side pressure is small. It can be measured as a characteristic of the optical fiber itself without being affected by polarization mode coupling caused by twisting or lateral pressure of the optical fiber.

まず、素線時の複屈折率がケーブル化時の複屈折率よりも大きい場合を想定する(表1のNo.1〜3参照)。
これについては、前述したように、外的起因の複屈折率の発生を抑えるように注意を払った状態で複屈折率測定を行った場合には、内的起因の複屈折率のみの状態で測定されるために、現実的にはあり得ない。仮にあったとしても、外的起因の複屈折率の影響は軽微なので、ケーブル化前後の複屈折率の差は非常に小さいから、これを考慮に入れる必要はない。
First, the case where the birefringence at the time of a strand is larger than the birefringence at the time of cable formation is assumed (refer No. 1-3 of Table 1).
As described above, when the birefringence measurement is performed while paying attention to suppress the occurrence of externally-induced birefringence, only the internal-induced birefringence is measured. Because it is measured, it cannot be realistic. Even if it exists, the influence of the externally generated birefringence is negligible, so the difference in birefringence before and after cable formation is very small, and it is not necessary to take this into consideration.

次に、素線時の複屈折率がケーブル化時の複屈折率とほぼ同じ場合を想定する(表1のNo.4〜6参照)。
この時に、ケーブル化後の偏波モード結合をある制限値以内になるように、素線出荷時の複屈折率を制限するとなると、何らかの手法で想定しうる最小の偏波モード結合定数を得て、そこから複屈折率の上限値を設定することが必要となる。換言すると、最もケーブル化後の偏波モード分散値が大きくなる、表1のNo.4の場合を念頭において複屈折率の上限値を設定する。想定しうる最小の偏波モード結合定数を得る手法は、例えば、ケーブル化していない光ファイバをねじれがないように延線して得る方法や、想定しうる最も小さな偏波モード結合定数が予想されるケーブル構造の光ケーブルの偏波モード結合を実験的に得る方法等がある。このような形態で上限値を設定すると、表1のNo.4〜6については、想定されるケーブル化後の偏波モード分散値は制限値よりも小さくなるので、本方法でケーブル化前の光ファイバにおいてケーブル化後の偏波モード分散値を保証できる。
Next, the case where the birefringence at the time of a strand is substantially the same as the birefringence at the time of cable formation is assumed (refer No. 4-6 of Table 1).
At this time, if the birefringence at the time of shipment of the wire is limited so that the polarization mode coupling after cable formation is within a certain limit value, the minimum polarization mode coupling constant that can be assumed by any method is obtained. From there, it is necessary to set the upper limit of the birefringence. In other words, the polarization mode dispersion value after cable formation is the largest, in Table 1. With the case of 4 in mind, the upper limit value of the birefringence is set. The method of obtaining the minimum possible polarization mode coupling constant is, for example, a method of obtaining an optical fiber that is not cabled so that it is not twisted, or the smallest possible polarization mode coupling constant. There is a method for experimentally obtaining the polarization mode coupling of an optical cable having a cable structure. When the upper limit value is set in such a form, No. For 4 to 6, the assumed polarization mode dispersion value after cable formation is smaller than the limit value, so that the polarization mode dispersion value after cable formation can be ensured in the optical fiber before cable formation by this method.

最後に、素線時の複屈折率がケーブル化時の複屈折率よりも小さい場合を想定する(表1のNo.7〜9参照)。
素線測定時に外的起因の複屈折率の発生を抑えるように注意を払った状態で複屈折率を測定している場合、この状態は、ケーブル化後に外力起因の複屈折率が誘起されていることを意味する。外力起因の複屈折率が大きいということは、即ち前述のように大きな側圧や歪み等が光ファイバにかかっていることになり、これによる偏波モード分散の増大はケーブル構造もしくはケーブル製造技術の所為であり、光ファイバメーカが追うべき瑕疵ではない。
Finally, it is assumed that the birefringence at the time of the wire is smaller than the birefringence at the time of cable formation (see Nos. 7 to 9 in Table 1).
When measuring the birefringence with care to suppress the occurrence of externally generated birefringence during strand measurement, this state is caused by the birefringence induced by external force being induced after cable formation. Means that A large birefringence due to external force means that large lateral pressure and distortion are applied to the optical fiber as described above, and this increase in polarization mode dispersion is due to the cable structure or cable manufacturing technology. This is not something that optical fiber manufacturers should follow.

これらをまとめると、出荷時に、外的起因の複屈折率の発生を抑えるように注意を払った状態で複屈折率を制限された光ファイバは、ケーブル化後に、偏波モード結合の程度に関わらず、光ファイバ起因の偏波モード結合による伝送品質劣化を避けうる光ファイバであるということになる。   In summary, the optical fiber whose birefringence is limited while paying attention to suppress the occurrence of externally generated birefringence at the time of shipment is related to the degree of polarization mode coupling. In other words, the optical fiber can avoid transmission quality deterioration due to polarization mode coupling caused by the optical fiber.

本発明者らは、前述した技術思想のもとに鋭意検討し、その測定値をもとに光ファイバを選択する手法(品質保証方法)、さらには、該手法を使用して、小さい複屈折率(ケーブル化に問題が無ければ結果としてケーブル化後の偏波モード分散も小さくなる)を持つ光ファイバを新たに開発した。
このことは、ケーブル化の巧拙に関わらず、光ファイバ単体での品質保証が可能になる、即ち、ケーブル化前の状態で、光ファイバの良否の選別が可能になるという利点を有している。
The present inventors have intensively studied based on the above-mentioned technical idea, a method of selecting an optical fiber based on the measured value (quality assurance method), and further using this method, a small birefringence We have developed a new optical fiber with a high rate (if there is no problem with the cable, the polarization mode dispersion after the cable becomes small as a result).
This has the advantage that the quality of the optical fiber can be assured regardless of the skill of the cable, that is, the quality of the optical fiber can be selected before it is cabled. .

また、言うまでも無いが、本発明の複屈折率の小さな光ファイバを用いることによって、偏波モード分散の小さなケーブルを作製することができる。特に、複数本の光ファイバからなる光ケーブルを作製する場合には、その構成要素の光ファイバの(ケーブル化後の)偏波モード分散の品質が保証されているので、その構成光ファイバの1本に起因するケーブル全体の不良の発生を大幅に抑えることが可能になり、さらにはその平均偏波モード分散やLink Design Valueの小さな光ケーブルを作製することが可能になる。
この光ファイバや光ケーブルを用いた伝送路は、偏波モード分散が小さくなるので、偏波モード分散を起因とする信号劣化が小さく、高性能な伝送路となる。
Needless to say, a cable having a small polarization mode dispersion can be manufactured by using the optical fiber having a small birefringence of the present invention. In particular, when an optical cable composed of a plurality of optical fibers is manufactured, the quality of polarization mode dispersion (after cable formation) of the optical fiber of the constituent element is guaranteed. As a result, it is possible to greatly suppress the occurrence of defects in the entire cable due to the optical fiber, and it is possible to manufacture an optical cable having a small average polarization mode dispersion and a small link design value.
Since the transmission path using this optical fiber or optical cable has a small polarization mode dispersion, the signal degradation due to the polarization mode dispersion is small, and the transmission path is a high performance transmission line.

さらには本発明の一形態として、光ファイバの長手方向の複屈折率を測定することで、光ファイバの全長に渡って複屈折率を保証することは、光ファイバのいかなる位置でも伝送品質を保証することになるので、より望ましい。   Furthermore, as one aspect of the present invention, by measuring the birefringence in the longitudinal direction of the optical fiber, ensuring the birefringence over the entire length of the optical fiber ensures transmission quality at any position of the optical fiber. This is more desirable.

具体的に複屈折率を測定する方法は、短尺での偏波間の群遅延時間差測定(JME法や干渉法が考えられる)や長周期グレーティングから得る方法、偏波OTDRを用いる方法等があるが、偏波OTDR以外については出荷する光ファイバに用いることは困難である(光ファイバの切断が必要なため)ので、この中では、偏波OTDR法が最も好ましい。さらに、偏波OTDRでは複屈折率の長手方向分布も測定できるので、その観点からも好ましい。
偏波OTDRでの複屈折率の測定方法は、例えば非特許文献2等に示されているが、これはあくまで例示であって、本発明はこれに限定されない。
Specific methods for measuring the birefringence include a method of measuring a group delay time difference between polarized waves in a short length (JME method and interferometry are considered), a method obtained from a long period grating, and a method using polarized wave OTDR. Since it is difficult to use other than the polarization OTDR for the optical fiber to be shipped (because it is necessary to cut the optical fiber), the polarization OTDR method is most preferable. Furthermore, since the longitudinal direction distribution of the birefringence can be measured in the polarization OTDR, it is preferable from this viewpoint.
A method for measuring the birefringence in the polarization OTDR is shown in, for example, Non-Patent Document 2 and the like, but this is merely an example, and the present invention is not limited to this.

ここで、外的起因の複屈折率の発生を抑えるように注意を払った状態を実現する具体的な手法について例示するが、本発明はこれに限定されない。
例えば、光ファイバになるべく側圧がかからないように低い張力で巻くか、側圧は除去できるような機構で側圧を除去した上で、光ファイバの曲げ半径Rが、次式(3)
Here, a specific method for realizing a state in which attention is paid so as to suppress the occurrence of externally generated birefringence is illustrated, but the present invention is not limited to this.
For example, after winding the optical fiber with a low tension so that the side pressure is not applied as much as possible or removing the side pressure by a mechanism that can remove the side pressure, the bending radius R of the optical fiber is expressed by the following equation (3).

Figure 2006133277
Figure 2006133277

として複屈折率を測定することは非常に効果的であって好ましい。ここで、Rは光ファイバの曲げ半径、nは光ファイバの屈折率、p11及びp12はポッケルス係数、νはポアソン比、rは光ファイバ半径である。 It is very effective and preferable to measure the birefringence as follows. Here, R is the bending radius of the optical fiber, n is the refractive index of the optical fiber, p 11 and p 12 are Pockels coefficients, ν is the Poisson's ratio, and r is the optical fiber radius.

このような保証方法により選別された光ファイバは、偏波モード分散起因の伝送品質劣化を抑制できるので、ケーブル化で何らかの問題がない限り、高速通信用伝送路として好適に使用できる。   Since the optical fiber selected by such a guarantee method can suppress deterioration in transmission quality due to polarization mode dispersion, it can be suitably used as a transmission line for high-speed communication as long as there is no problem with cable formation.

さらには光ファイバの長手方向の複屈折率を測定することで、光ファイバの全長に渡って複屈折率を保証することは、光ファイバのいかなる位置でも伝送品質を保証することになるので、長手方向に複屈折率を測定された光ファイバであることがより望ましい。また、偏波OTDR法が最も簡便かつ長手方向の複屈折率分布を測定できるので、偏波OTDR法で複屈折率の測定をなされた光ファイバであることが、さらに好ましい。   Furthermore, by measuring the birefringence in the longitudinal direction of the optical fiber, ensuring the birefringence over the entire length of the optical fiber guarantees the transmission quality at any position of the optical fiber. It is more desirable that the optical fiber has a birefringence measured in the direction. In addition, since the polarization OTDR method is the simplest and can measure the birefringence distribution in the longitudinal direction, it is more preferable that the optical fiber has a birefringence measured by the polarization OTDR method.

さらに、本発明者らは鋭意検討し、必要なケーブル化後の偏波モード分散の値に対して、それを満足する光ファイバの複屈折率の具体的な制限範囲を実験によって得た。
複屈折率の満たすべき上限について明らかにしたのは、本発明がはじめてである。これは、前記のように、複屈折率の測定方法を確立してはじめてできたことである。
Furthermore, the present inventors diligently studied and experimentally obtained a specific limit range of the birefringence index of the optical fiber that satisfies the required polarization mode dispersion after cable formation.
The present invention is the first to clarify the upper limit to be satisfied by the birefringence. As described above, this is the first time that a birefringence measurement method has been established.

前述のように、ケーブル化後の偏波モード結合をある制限値以内になるように素線出荷時の複屈折率を制限するとなると、何らかの手法でケーブル化後の偏波モード結合定数を見積もる必要がある。最も偏波モード結合定数が小さいと考えられるルースチューブケーブルの場合の偏波モード結合定数は、文献で公知となっており、最も小さいもので0.005/m以上である。これは、非特許文献3や非特許文献4(非特許文献4において、Lcの逆数が本明細書中のhに相当する。)等に示されている。また、本発明者らによって延線した光ファイバを用いた実験でも、同等の数値が得られている。
また、複屈折率が小さいものほど偏波モード結合が大きくなる傾向も報告されている。
As described above, if the birefringence at the time of shipment is limited so that the polarization mode coupling after cable formation is within a certain limit value, it is necessary to estimate the polarization mode coupling constant after cable formation by some method. There is. The polarization mode coupling constant in the case of a loose tube cable that is considered to have the smallest polarization mode coupling constant is known in the literature, and the smallest one is 0.005 / m or more. This is shown in Non-Patent Document 3 and Non-Patent Document 4 (in Non-Patent Document 4, the reciprocal of Lc corresponds to h in this specification). Moreover, the same numerical value is obtained also in the experiment using the optical fiber extended by the present inventors.
It has also been reported that the polarization mode coupling tends to increase as the birefringence decreases.

これらをもとにいくつかの光ファイバについて複屈折率と偏波モード分散を測定した結果が図1である。図1には、実験結果(菱点)と、偏波モード結合が0.005m−1の時の計算(実線)によって得られた偏波モード分散と複屈折率の関係を示している。計算では、偏波モード結合の複屈折率依存性の実験値を反映している。ファイバタイプは通常のシングルモードファイバである。複屈折率が規格値以下(図中縦点線)であれば、ケーブル化後の偏波モード分散は規格(図中横点線)を満足していることがわかる。 FIG. 1 shows the results of measuring the birefringence and the polarization mode dispersion for several optical fibers based on these. FIG. 1 shows the experimental results (diamond points) and the relationship between the polarization mode dispersion and the birefringence obtained by the calculation (solid line) when the polarization mode coupling is 0.005 m −1 . The calculation reflects experimental values of the birefringence dependence of polarization mode coupling. The fiber type is a normal single mode fiber. If the birefringence is below the standard value (vertical dotted line in the figure), it can be seen that the polarization mode dispersion after cable formation satisfies the standard (horizontal dotted line in the figure).

この結果をもとに検討した結果、光ファイバの複屈折率の具体的な制限範囲を設定すると、例えば、複屈折率はおよそ2×10−7以下とすることで、特に問題なく設計・作製された光ケーブルでの偏波モード分散値を、40G×80km伝送で必要とされる0.20ps/√km以下にすることが可能である。同じく40G×400km伝送で必要とされる偏波モード分散値0.10ps/√kmの場合は、複屈折率はおよそ8×10−8以下であれば確実に満足できる。同じく40G×2000km伝送で必要とされる偏波モード分散値0.03ps/√kmの場合は、複屈折率はおよそ3×10−8以下であれば確実に満足できる。 As a result of examination based on this result, when a specific limit range of the birefringence of the optical fiber is set, for example, the birefringence is set to about 2 × 10 −7 or less, so that the design / production is not particularly problematic. It is possible to set the polarization mode dispersion value in the optical cable to 0.20 ps / √km or less required for 40G × 80 km transmission. Similarly, in the case of a polarization mode dispersion value of 0.10 ps / √km required for 40 G × 400 km transmission, the birefringence can be surely satisfied if it is about 8 × 10 −8 or less. Similarly, in the case of a polarization mode dispersion value of 0.03 ps / √km required for 40 G × 2000 km transmission, the birefringence can be reliably satisfied if it is about 3 × 10 −8 or less.

偏波モード結合定数について、ここでは、かなり余裕を持った設定での値を使用している。故に、ここで示した複屈折率よりも大きい複屈折率を持つ光ファイバでも、ケーブル化後の偏波モード結合の程度によっては、偏波モード分散が規格内に入ることはあり得るものの、それは光ファイバの実力によるものではない。
当然ながら、これらの複屈折率の保証は、前述の方法を用いることが好ましい。
For the polarization mode coupling constant, here, a value in a setting with a considerable margin is used. Therefore, even with an optical fiber having a birefringence greater than the birefringence shown here, the polarization mode dispersion may fall within the standard depending on the degree of polarization mode coupling after cable formation. It is not based on the ability of optical fiber.
Of course, it is preferable to use the above-described method for ensuring the birefringence.

図4は、本発明を適用可能な光ファイバの構造を例示する、各光ファイバの径方向の屈折率分布を示すグラフである。
図4(a)の光ファイバは、中央の高屈折率のコア1と、その周囲の低屈折率の平坦な屈折率分布を持つクラッド2とを備えて構成されている。
図4(b)の光ファイバは、(a)と同じくコア1とクラッド2とからなるが、コア1が中央に向けて漸次屈折率が高くなる屈折率分布を持つとともに、コア1の中心に低屈折率領域3が設けられた構成になっている。
図4(c)の光ファイバは、コア1の外側に、コア1とクラッド2の中間の屈折率を持った内側クラッド4が設けられ、該内側クラッド4の外側に低屈折率のクラッド2が設けられた階段状の屈折率分布を有している。
図4(d)の光ファイバは、裾広がりの台形状の屈折率分布を持つコア1と、その周囲のクラッド2と、コア1の外側にクラッド2よりも屈折率の高い外側コア5とから構成されている。
図4(e)の光ファイバは、逆V字形の屈折率分布を持つコア1と、その外側に内側クラッド4と外側コア5を介して、最も屈折率の低いトレンチ6が設けられ、その外側にクラッド2が設けられた構成になっている。
図4(f)の光ファイバは、逆U字形の屈折率分布を持つコア1とその外側に設けられた最も屈折率の低いトレンチ6と、その外側のクラッド2とを備えた構成になっている。
図4(g)の光ファイバは、中央が平坦な逆V字形の屈折率分布を持つコア1と、その外側の最も屈折率の低いトレンチ6と、その外側の外側コア5と、その外側の第2トレンチ7と、その外側のクラッド2とを備えた構成になっている。
図4(h)の光ファイバは、中央に低屈折領域3を持ったコア1と、その外側の最も屈折率の低いトレンチ6と、その外側の外側コア5と、その外側の第2トレンチ7と、その外側のクラッド2とを備えた構成になっている。
なお、図4(a)〜(h)に示す光ファイバの屈折率分布は例示に過ぎず、本発明は本例示に限定されることなく、他の屈折率分布を持った種々の光ファイバにおいて本発明を適用することもできる。
FIG. 4 is a graph illustrating the refractive index distribution in the radial direction of each optical fiber, illustrating the structure of the optical fiber to which the present invention can be applied.
The optical fiber shown in FIG. 4A includes a central high refractive index core 1 and a clad 2 having a low refractive index and a flat refractive index distribution around the core.
The optical fiber of FIG. 4B is composed of the core 1 and the clad 2 as in FIG. 4A, but the core 1 has a refractive index distribution in which the refractive index gradually increases toward the center, and at the center of the core 1. The low refractive index region 3 is provided.
In the optical fiber of FIG. 4C, an inner cladding 4 having an intermediate refractive index between the core 1 and the cladding 2 is provided outside the core 1, and the cladding 2 having a low refractive index is disposed outside the inner cladding 4. It has a stepped refractive index distribution.
The optical fiber of FIG. 4D includes a core 1 having a trapezoidal refractive index profile that spreads from the bottom, a cladding 2 around the core 1, and an outer core 5 having a higher refractive index than the cladding 2 outside the core 1. It is configured.
The optical fiber of FIG. 4 (e) is provided with a core 1 having an inverted V-shaped refractive index profile, and a trench 6 having the lowest refractive index provided on the outer side thereof via an inner cladding 4 and an outer core 5, and the outer side thereof. The clad 2 is provided.
The optical fiber of FIG. 4 (f) has a configuration including a core 1 having an inverted U-shaped refractive index profile, a trench 6 having the lowest refractive index provided on the outer side thereof, and a cladding 2 on the outer side thereof. Yes.
The optical fiber of FIG. 4 (g) includes a core 1 having an inverted V-shaped refractive index profile with a flat center, a trench 6 having the lowest refractive index on the outer side, an outer core 5 on the outer side, and an outer core on the outer side. The second trench 7 and the outer cladding 2 are provided.
The optical fiber shown in FIG. 4 (h) includes a core 1 having a low-refractive region 3 in the center, a trench 6 having the lowest refractive index on the outer side, an outer core 5 on the outer side, and a second trench 7 on the outer side. And the outer cladding 2 thereof.
Note that the refractive index distributions of the optical fibers shown in FIGS. 4A to 4H are merely examples, and the present invention is not limited to these examples, and various optical fibers having other refractive index distributions are used. The present invention can also be applied.

本発明の光ファイバは、前述した本発明に係る光ファイバの品質保証方法により選別され、測定した複屈折率の値又はケーブル化後の伝送路の偏波モード分散の値を表示してあることを特徴としている。この表示としては、例えば光ファイバに添付又は同梱されるラベル、タグ、使用説明書などに印刷する形態でよく、光ファイバの包装形態等に応じて適宜選択することができる。   The optical fiber of the present invention is selected by the optical fiber quality assurance method according to the present invention described above, and the measured birefringence value or polarization mode dispersion value of the transmission line after cable formation is displayed. It is characterized by. For example, the display may be a form printed on a label, tag, instruction manual attached to or bundled with the optical fiber, and can be appropriately selected according to the packaging form of the optical fiber.

最後に、光ファイバの複屈折率測定に基づいた本発明の品質保証方法の新規性について述べる。これまでは、光ファイバの複屈折率を測定する場合には、光ファイバを短く切断した状態で測定する必要があった。この方法であると、いくつかの公知例で示されているように、複屈折率の値を得ることは可能である。しかし、このような手法で測定された光ファイバは、短い長さに切断されているために、もはやケーブル化することは不可能である。本発明によって、光ファイバを切断することなく複屈折率を測定することができる。従って、実際にケーブル化する光ファイバそのものの複屈折率を測定し、それをもって当該製品の複屈折率ならびにケーブル化後の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化がないかを確認するすべすらなかったことを意味している。   Finally, the novelty of the quality assurance method of the present invention based on the measurement of the birefringence of the optical fiber will be described. Until now, when measuring the birefringence of an optical fiber, it was necessary to measure the optical fiber in a state of being cut short. With this method, as shown in some known examples, it is possible to obtain a birefringence value. However, since the optical fiber measured by such a method is cut into a short length, it can no longer be cabled. According to the present invention, the birefringence can be measured without cutting the optical fiber. Therefore, it is not necessary to measure the birefringence of the optical fiber itself that is actually cabled, and to confirm that there is no deterioration in transmission quality due to the birefringence of the product and the polarization mode dispersion after cabling. It means that.

前記の検討の結果、目標とすべき光ファイバの複屈折率の上限値が明らかになったので、それを満足すべき光ファイバを作製すべく、製造工程において、種々の検討を行い、複屈折率との関係を調査した。   As a result of the above examination, the upper limit value of the birefringence index of the optical fiber to be targeted has been clarified. The relationship with the rate was investigated.

その結果、光ファイバプリフォームの偏心や非円、光ファイバのコアにあたる部分の非円、光ファイバプリフォームを紡糸して光ファイバにする際の加熱温度の周方向不均一さ、等を、各製造工程において厳格に管理することによって、所望の複屈折率以下となる光ファイバを得る確率が高くなった。そのような努力によって得られた光ファイバの複屈折率値及びケーブル化後の偏波モード分散の値を表2に示す。   As a result, the eccentricity and non-circularity of the optical fiber preform, the non-circularity of the portion corresponding to the core of the optical fiber, the circumferential nonuniformity of the heating temperature when spinning the optical fiber preform into the optical fiber, etc. Strict management in the manufacturing process has increased the probability of obtaining an optical fiber having a desired birefringence or lower. Table 2 shows the birefringence value of the optical fiber and the polarization mode dispersion value after cable formation obtained by such efforts.

Figure 2006133277
Figure 2006133277

最も条件の厳しい、40G×2000km伝送で必要とされるといわれている偏波モード分散値0.03ps/√kmに対応する、複屈折率値3×10−8以下の素線の確率がおよそ22%、40G×80km伝送で必要とされるといわれている偏波モード分散値0.20ps/√kmに対応する、複屈折率値2×10−7以下の素線の確率にいたっては、およそ90%にものぼり、実際にこれらのファイバを用いて作製した光ケーブルにおいて、偏波モード分散を抑制することができている。つまり、本発明の光ファイバが偏波モード分散に起因する信号劣化を抑制できることが明らかとなった。 The probability of a strand having a birefringence value of 3 × 10 −8 or less corresponding to a polarization mode dispersion value of 0.03 ps / √km, which is said to be necessary for 40G × 2000 km transmission, which is the most severe, is approximately The probability of a strand having a birefringence value of 2 × 10 −7 or less corresponding to a polarization mode dispersion value of 0.20 ps / √km, which is said to be required for 22%, 40 G × 80 km transmission, As a result, the polarization mode dispersion can be suppressed in an optical cable actually manufactured using these fibers. That is, it became clear that the optical fiber of the present invention can suppress signal degradation caused by polarization mode dispersion.

なお、ここでは、前述のように、偏波モード結合定数について、多少余裕を持った設定での値を使用していることに注意すべきである。図2を見てもわかるように、実際にケーブル化した光ファイバのPMD値は、かなり小さい。実際には、偏波モード分散値0.03ps/√km以下の素線の確率がおよそ43%、40G×80km伝送で必要とされるといわれている偏波モード分散値0.20ps/√km以下の素線の確率にいたっては、100%満足している。これは、実際のケーブルにおける偏波モード結合定数が想定よりも大きいためである。品質保証における測定誤差のマージンをとるのと同様の思想で、多少想定される偏波モード分散にマージンをもたせ、ケーブル化前の光ファイバにおいては厳しめに判定しているのがこの差の理由である。   It should be noted that here, as described above, the polarization mode coupling constant is set to a value with a slight margin. As can be seen from FIG. 2, the PMD value of the optical fiber actually cabled is considerably small. Actually, the polarization mode dispersion value of 0.20 ps / √km, which is said to be required for transmission of 40G × 80 km, with a probability of a strand having a polarization mode dispersion value of 0.03 ps / √km or less is approximately 43%. The probability of the following wire is 100% satisfied. This is because the polarization mode coupling constant in the actual cable is larger than expected. The reason for this difference is that, with the same idea as taking a measurement error margin in quality assurance, a margin is given to the expected polarization mode dispersion, and the optical fiber before cable is judged strictly. It is.

本光ファイバは、従来のように偏波モード分散を光ファイバの特性値として扱っていた場合には決して実現できなかったことであり、本発明の手法ではじめて実現できたことである。   The present optical fiber could never be realized when the polarization mode dispersion was treated as the characteristic value of the optical fiber as in the prior art, and was realized for the first time by the method of the present invention.

具体的には、偏波モード分散を指標としてみていた場合には、各種の製造工程における非円等の特性との相関が、偏波モード結合に起因する偏波モード分散のばらつきによってかき消されてしまって、その効果を把握できなかったためである。   Specifically, when using polarization mode dispersion as an index, the correlation with characteristics such as non-circularity in various manufacturing processes is erased by polarization mode dispersion variations caused by polarization mode coupling. This is because the effect could not be grasped.

なお、具体的な各工程での(非円等の)管理値については、製造装置や品種によって大きく異なることも判っており、ここで一様に述べることはできないが、その一例を示すと、本出願人所有の装置のうちの一台で通常のシングルモードファイバを作製した場合、コア非円は0.3%以下である必要がある。   In addition, it is known that the control value (such as non-circle) in each specific process varies greatly depending on the manufacturing apparatus and the product type, and it cannot be uniformly described here. When a normal single mode fiber is manufactured with one of the devices owned by the present applicant, the core non-circle needs to be 0.3% or less.

さらに、図2には、表2の光ファイバの、光ファイバ出荷時に複屈折率を測定し、その後ルースチューブケーブル化した後に各ファイバの偏波モード分散を測定した結果を示す。図に示した線が、それぞれ複屈折率2×10−7、8×10−8及び3×10−8の線にあたり、ケーブル化後のPMDがそれぞれ0.20ps/√km、0.10ps/√km及び0.03ps/√km以下を実現できていることが判る。 Further, FIG. 2 shows the results of measuring the birefringence of the optical fibers in Table 2 at the time of shipment of the optical fibers, and then measuring the polarization mode dispersion of each fiber after forming into a loose tube cable. The lines shown in the figure correspond to lines having birefringence of 2 × 10 −7 , 8 × 10 −8 and 3 × 10 −8 , respectively, and the PMDs after cable formation are 0.20 ps / √km and 0.10 ps / respectively. It can be seen that √km and 0.03 ps / √km or less can be realized.

一部、複屈折率が大きくても偏波モード分散値が目標値以下となっているものがあるが、これは実験時のケーブルの偏波モード結合が想定している最低値よりも大きかったことを意味している。   In some cases, even if the birefringence is large, the polarization mode dispersion value is below the target value, but this was larger than the lowest value assumed for the polarization mode coupling of the cable at the time of the experiment. It means that.

さらに本光ファイバを用いた光ケーブルの試作を行って、効果の実証を行った。
各々の複屈折率が2×10−7、8×10−8及び3×10−8を上限として光ファイバを選択し、それぞれの集団に対して光ケーブルを各5本ずつ作製した。
Furthermore, an optical cable using this optical fiber was prototyped and the effect was verified.
Optical fibers were selected with each birefringence being 2 × 10 −7 , 8 × 10 −8 and 3 × 10 −8 as the upper limit, and five optical cables were produced for each group.

各集団のケーブルに含まれるファイバの総本数はそれぞれ206本、140本、108本であり、それらの偏波モード分散の平均値は0.028ps/√km,0.014ps/√km,0.008ps/√kmであり、光ケーブルの偏波モード分散の性能指標に使用される、Link Design Valueは、ITU-T Recommendation G.652記載のPMDで、それぞれ0.042ps/√km,0.026ps/√km,0.016ps/√kmであった。なお、従来の光ファイバを用いた光ケーブルでは、サンプリング測定したサンプルにおいて、偏波モード分散の平均値が0.057ps/√km、PMDは、0.125ps/√kmであり、それに比して偏波モード分散は十分に低減されている。これにより本発明の効果が実証されたといえる。 The total number of fibers included in each group of cables is 206, 140, and 108, and the average values of polarization mode dispersion thereof are 0.028 ps / √km, 0.014 ps / √km, 0. Link Design Value used for performance index of polarization mode dispersion of optical cable is PMD Q described in ITU-T Recommendation G.652, and is 0.042 ps / √km and 0.026 ps, respectively. / √km, 0.016 ps / √km. In an optical cable using a conventional optical fiber, the average value of polarization mode dispersion is 0.057 ps / √km and PMD Q is 0.125 ps / √km in the sample measured by sampling. Polarization mode dispersion is sufficiently reduced. Thus, it can be said that the effect of the present invention has been demonstrated.

本発明の実施例の実験結果(菱点)及び偏波モード結合が0.005m−1のときの計算(実線)によって得られた偏波モード分散と複屈折率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the experimental result (diamond point) of the Example of this invention, and the relationship between the polarization mode dispersion | distribution and birefringence obtained by the calculation (solid line) when polarization mode coupling | bonding is 0.005m- 1 . 光ファイバ時に複屈折率を測定し、その後ルースチューブケーブル化した後に各ファイバの偏波モード分散を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured birefringence at the time of an optical fiber, and measuring polarization mode dispersion of each fiber after making into a loose tube cable after that. 通常の光ファイバの構造の一例を示す端面図である。It is an end view which shows an example of the structure of a normal optical fiber. 本発明を適用可能な光ファイバの構造を例示し、径方向の屈折率分布を示すグラフである。It is a graph which illustrates the structure of the optical fiber which can apply this invention, and shows the refractive index distribution of radial direction.

符号の説明Explanation of symbols

1…コア、2…クラッド、3…低屈折率領域、4…内側クラッド、5…外側コア、6…トレンチ、7…第2トレンチ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Core, 2 ... Cladding, 3 ... Low refractive index area | region, 4 ... Inner clad, 5 ... Outer core, 6 ... Trench, 7 ... 2nd trench.

Claims (18)

ケーブル化前の光ファイバの複屈折率を測定し、その測定値が予め設定した基準値を下回った光ファイバのみを選別することによって、ケーブル化後の伝送路の偏波モード分散に起因する伝送品質劣化の発生確率を抑制することを特徴とする光ファイバの品質保証方法。   By measuring the birefringence of the optical fiber before cable formation and selecting only the optical fiber whose measured value is below the preset reference value, transmission due to polarization mode dispersion of the transmission line after cable formation An optical fiber quality assurance method characterized by suppressing the occurrence probability of quality degradation. 光ファイバの長手方向に沿って複屈折率の分布を測定することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの品質保証方法。   2. The optical fiber quality assurance method according to claim 1, wherein the distribution of birefringence is measured along the longitudinal direction of the optical fiber. 光ファイバの複屈折率を偏波OTDRを用いて測定することを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバの品質保証方法。   3. The optical fiber quality assurance method according to claim 1, wherein the birefringence of the optical fiber is measured using a polarization OTDR. 複屈折率の基準値が2×10−7以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光ファイバの品質保証方法。 4. The optical fiber quality assurance method according to claim 1, wherein the reference value of the birefringence is 2 × 10 −7 or less. 複屈折率の基準値が8×10−8以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光ファイバの品質保証方法。 4. The optical fiber quality assurance method according to claim 1, wherein the reference value of the birefringence is 8 × 10 −8 or less. 複屈折率の基準値が3×10−8以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光ファイバの品質保証方法。 4. The optical fiber quality assurance method according to claim 1, wherein a reference value of the birefringence is 3 × 10 −8 or less. 請求項1〜6のいずれかに記載された光ファイバの品質保証方法により選別され、測定した複屈折率の値又はケーブル化後の伝送路の偏波モード分散の値が表示された光ファイバ。   An optical fiber selected by the quality assurance method for an optical fiber according to any one of claims 1 to 6 and displaying a measured birefringence value or a polarization mode dispersion value of a transmission line after cable formation. ケーブル化されて伝送路として使われる光ファイバであって、複屈折率の値が2×10−7以下であることを特徴とする光ファイバ。 An optical fiber that is cabled and used as a transmission line, and has a birefringence value of 2 × 10 −7 or less. ケーブル化されて伝送路として使われる光ファイバであって、その伝送路の、偏波モード分散に起因する伝送品質劣化を防ぐために、ケーブル化前の光ファイバの状態で複屈折率が測定され、必要な伝送品質に対応してその測定された複屈折率の値で選別されていることを特徴とする請求項8に記載の光ファイバ。   An optical fiber that is cabled and used as a transmission line, in order to prevent transmission quality deterioration due to polarization mode dispersion of the transmission line, the birefringence is measured in the state of the optical fiber before cable formation, 9. The optical fiber according to claim 8, wherein the optical fiber is selected based on the measured birefringence value corresponding to the required transmission quality. 長手方向に複屈折率が測定されて、全長において所望の複屈折率値以下であることを保証されていることを特徴とする請求項8又は9に記載の光ファイバ。   10. The optical fiber according to claim 8, wherein the birefringence is measured in the longitudinal direction, and it is guaranteed that the birefringence is not more than a desired birefringence value in the entire length. 複屈折率の測定方法が偏波OTDRであることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の光ファイバ。   The optical fiber according to any one of claims 8 to 10, wherein the birefringence measuring method is polarization OTDR. 複屈折率の値が8×10−8以下であることを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の光ファイバ。 The optical fiber according to claim 8, wherein the birefringence value is 8 × 10 −8 or less. 複屈折率の値が3×10−8以下であることを特徴とする請求項12に記載の光ファイバ。 The optical fiber according to claim 12, wherein the birefringence value is 3 × 10 −8 or less. 複屈折率の測定時に、光ファイバの曲げ半径Rが、次式
Figure 2006133277
(式中、nは光ファイバの屈折率、p11及びp12はポッケルス係数、νはポアソン比、rは光ファイバ半径をそれぞれ表す。)
の関係となる曲げ半径で測定されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光ファイバの品質保証方法。
When measuring the birefringence, the bending radius R of the optical fiber is given by
Figure 2006133277
(Where n is the refractive index of the optical fiber, p 11 and p 12 are Pockels coefficients, ν is the Poisson's ratio, and r is the optical fiber radius.)
4. The optical fiber quality assurance method according to claim 1, wherein the optical fiber quality assurance method is measured at a bending radius that satisfies the following relationship.
複屈折率の値を請求項1〜3,14のいずれかに記載の方法で保証されていることを特徴とする光ファイバ。   An optical fiber characterized in that the birefringence value is guaranteed by the method according to claim 1. 複屈折率の値を請求項1〜3,14,15のいずれかに記載の方法で値付けされていることを特徴とする光ファイバ。   An optical fiber characterized in that the birefringence value is priced by the method according to any one of claims 1 to 3, 14, and 15. 請求項7〜13,15,16のいずれかに記載の光ファイバを用いて作製された光ケーブル。   The optical cable produced using the optical fiber in any one of Claims 7-13, 15, 16. 光ファイバが2本以上束ねられている請求項17に記載の光ケーブル。
The optical cable according to claim 17, wherein two or more optical fibers are bundled.
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