JP2017158087A

JP2017158087A - 光ファイバ伝送システム

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Publication number: JP2017158087A
Application number: JP2016041004A
Authority: JP
Inventors: 林　哲也; Tetsuya Hayashi; 林　　哲也
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2036-03-03
Also published as: WO2017150481A1; US20180372948A1; CN108702212A; JP6677020B2; EP3425821A4; DK3425821T3; CN108702212B; US10718897B2; EP3425821B1; EP3425821A1

Abstract

【課題】ＭＩＭＯ構成における処理負荷の増加を抑制しつつモード間ＸＴを効果的に抑制するための構造を備えた光ファイバ伝送システムを提供する。
【解決手段】１以上のコアまたはコア群それぞれにおいて３以上の縮退した空間モード群を伝搬させる伝送路に対し、クロストーク抑制手段の一態様は、伝送損失が１ｄＢ／ｋｍ以下である空間モード群のうち、伝搬定数が最も小さい空間モード群を除いた１以上の空間モード群への光信号の入力を制限する。
【選択図】図４

Description

本発明は、弱結合のモード分割多重伝送を行う、ＭＩＭＯ構成の光ファイバ伝送システムに関するものである。

以下の非特許文献１には、伝送路として、空間モード間のクロストーク（以下、「ＸＴ」と記す）を抑えた数モードファイバ（Few-Mode Fiber）が適用された、弱結合モード分割多重伝送可能な光ファイバ伝送システムが開示されている。また、非特許文献１のシステムには、全空間モードを一括して入出力する多入力・多出力（ＭＩＭＯ：Multi-Input-Multi-Output）構成が採用されるのではなく、ＬＰ０１、ＬＰ１１、ＬＰ２１、ＬＰ０２の４つのＬＰモードそれぞれに対して個別にＭＩＭＯ構成が採用されている。

また、以下の非特許文献２には、伝送路として、各コア内を６ＬＰモード（縮退した４ＬＰモード）が導波する、１９個のコアを有するマルチコアファイバ（以下、「ＭＣＦ」と記すとともに、１９個のコアを有するＭＣＦを「１９コアＭＣＦ」と記す）が適用された、弱結合のモード分割多重伝送が可能な光ファイバ伝送システムが開示されている。なお、非特許文献２のシステムでは、ＬＰモードそれぞれに対して個別にＭＩＭＯ構成が適用されるのではなく、ＬＰ０１モードとＬＰ１１モードに対するＭＩＭＯ構成と、ＬＰ２１モードとＬＰ０２モードに対するＭＩＭＯ構成が採用されている。また、１９コアＭＣＦ内を導波する空間モードは、ＬＰ０１、ＬＰ１１（伝搬定数が同一である、偶数モードＬＰ１１ａと奇数モードＬＰ１１ｂの二種類の縮退モードにより確認可能）、ＬＰ２１（偶数モードＬＰ２１ａと奇数モードＬＰ２１ｂ）、およびＬＰ０２の６つのＬＰモードである。

以下の非特許文献３には、伝送路として、上記非特許文献２に開示された６ＬＰモードが各コア内を導波する、１９コアＭＣＦが適用され、かつ、全空間モードを一括して入出力するＭＩＭＯ構成が採用された光ファイバ伝送システムが開示されている。全空間モードを一括して入出力するＭＩＭＯ構成の採用理由は、空間モード群ごとにＭＩＭＯ構成が採用された場合、十分なＸＴ補償が行えないためである。

更に以下の非特許文献４には、弱結合に限らず，伝送路として光ファイバが適用された光ファイバ伝送システムが開示されている。このモード分割多重伝送において、伝送路を構成する光ファイバ間の接続時におけるモード依存損失（ＭＤＬ：Mode Dependent Loss）やモード間損失差の観点から、ファイバ接続時の軸ずれを抑える必要がある点が指摘されている。

なお、モード分割多重伝送の伝送路に適用可能な光ファイバには、数モードファイバ等のマルチモードファイバの他、ＭＣＦも含まれる。

Massimiliano Salsi, et al., "Mode Division Multiplexed Transmission with a weakly-coupled Few-Mode Fiber", OFC/NFOEC Technical Digest 2012 OSA,OTu2C.5 Koji Igarashi, et al., "114 Space-Division-Multiplexed Transmission over 9.8-km Weakly-Coupled-6-Mode Uncoupled-19-Core Fibers", OFC Postdeadline Papers OSA 2015, Th5C.4 D. Soma, et al., "2.05 Peta-bit/s Super-Nyquist-WDM SDM Transmission Using 9.8-km 6-mode 19-core Fiber in Full C band", ECOC 2015 PDP.3.2 Stefan Warm, Klaus Petermann, "Splice loss requirements in multi-mode fiber mode-division-multiplex transmission links", OPTICAL EXPRESS519, Vol.21, No.1(2013)

発明者は、上述のような従来技術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、上述の非特許文献１〜４に開示された光ファイバ伝送システムは、伝送路中に多数のファイバ接続点（ファイバ間の突合せ部分）を必要とする長距離伝送に適用することは困難である。また、ファイバ接続点で不可避的に生じる極わずかなコア軸ずれに起因してモード間ＸＴが発生するため、全空間モードを一括して入出力するＭＩＭＯ構成では処理負担が増大するという課題があった。

本発明は、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、ＭＩＭＯ構成における処理負荷の増加を抑制しつつモード間ＸＴを効果的に抑制するための構造を備えた光ファイバ伝送システムを提供することを目的としている。

本実施形態に係る光ファイバ伝送システムは、モード分割多重伝送を行う、ＭＩＭＯ構成の光ファイバ伝送システムであって、伝送路と、２以上の送信機と、２以上の受信機と、クロストーク抑制手段と、を備える。伝送路は、１以上のコアまたはコア群とこれらコアまたはコア群それぞれを取り囲むクラッドを有する光ファイバを含む。また、この光ファイバにおいて、コアまたはコア群それぞれをＭ（≧３）個の縮退した空間モード群が伝搬する。２以上の送信機は、伝送路の入力端側に設けられるとともに、空間モード群ごとにそれぞれ異なる光信号を出力する。２以上の受信機は、送信機にそれぞれ対応して伝送路の出力端側に設けられている。また、各受信機は、空間モード群ごとに伝送路を伝搬した光信号のうち、それぞれが対応している送信機が出力した光信号を受光する。クロストーク抑制手段（以下、「ＸＴ抑制手段」と記す）は、伝送路の入力端側において、信号伝送に用いない空間モード群として、信号伝送に用いる空間モード群の伝搬定数の最低値よりも大きな伝搬定数を有する１個以上の空間モード群への光信号の入力を制限する。この構成より、当該光ファイバ伝送システムは、コアまたはコア群それぞれにおいて、Ｍ個の空間モード群のうち（Ｍ−１）個以下の空間モード群を用いて信号を伝送する。

本実施形態に係る光ファイバ伝送システムによれば、ＭＩＭＯ構成における処理負荷の増加を抑制しつつモード間ＸＴが効果的に抑制され得る。特に、伝送路が光信号の進行方向に沿って順に配置された複数の光ファイバで構成されている場合、光ファイバ間の接続部分（突合せ部分）におけるファイバ間軸ずれ量に依存してモード間ＸＴも大きくなる。これに対して本実施形態によれば、モード間ＸＴの軸ずれ量への依存性低減が期待できる（軸ずれ量の許容範囲の拡大）。

本実施形態に係る光ファイバ伝送システムに適用可能な光ファイバの一例として、突合せ接合状態、断面構造、およびコア周辺の屈折率分布をそれぞれ示す図である。本実施形態に係る光ファイバ伝送システムに適用可能な光ファイバのコア周辺における種々の屈折率分布の例を示す図である。伝送路を構成する２本の光ファイバ間の突合せ結合位置におけるモード間ＸＴと軸ずれ量との関係を示すグラフである。第１実施形態に係る光ファイバ伝送システムの構成例を示す図である。第２実施形態に係る光ファイバ伝送システムの構成例を示す図である。

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容をそれぞれ個別に列挙して説明する。

（１）本実施形態に係る光ファイバ伝送システムは、モード分割多重伝送を行う、ＭＩＭＯ構成の光ファイバ伝送システムであって、その一態様は、伝送路と、２以上の送信機と、２以上の受信機と、ＸＴ抑制手段（クロストーク抑制手段）と、を備える。伝送路は、１以上のコアまたはコア群とこれらコアまたはコア群それぞれを取り囲むクラッドを有する光ファイバを含む。また、この光ファイバにおいて、コアまたはコア群それぞれをＭ（≧３）個の縮退した空間モード群が伝搬する。２以上の送信機は、伝送路の入力端側に設けられるとともに、空間モード群ごとにそれぞれ異なる光信号を出力する。２以上の受信機は、送信機にそれぞれ対応して伝送路の出力端側に設けられている。また、各受信機は、空間モード群ごとに伝送路を伝搬した光信号のうち、それぞれが対応している送信機が出力した光信号を受光する。ＸＴ抑制手段（第１構成）は、伝送路の入力端側において、信号伝送に用いない空間モード群として、信号伝送に用いる空間モード群の伝搬定数の最低値よりも大きな伝搬定数を有する１個以上の空間モード群への光信号の入力を制限する。この構成より、当該光ファイバ伝送システムは、コアまたはコア群それぞれにおいて、Ｍ個の空間モード群のうち（Ｍ−１）個以下の空間モード群を用いて信号を伝送する。

（２）また、本実施形態の一態様として、ＸＴ抑制手段（第２構成）は、伝送路中において、光信号の入力が制限された空間モード群の光を、その強度が他の光信号が入力された空間モード群の光強度に対して所定の割合以下になるように低減または除去する構造を更に備えてもよい。この態様によれば、伝送路内におけるモード間ＸＴに起因して発生した、光信号が入力されていない空間モード群の光（ＸＴ光）の伝搬が効果的に抑制され得る。

（３）本実施形態の一態様として、コアまたはコア群それぞれを伝搬する空間モード群は、３以上のＬＰモードを含んでもよい。この態様において、ＸＴ抑制手段（第１構成）は、ＬＰモードのうち、ＬＰ１１モードへの光信号の入力を制限する。

（４）本実施形態の一態様として、コアそれぞれの屈折率分布には、単峰型分布またはリング型分布が適用可能である。特に、単峰型分布の例として、α乗分布によれば、モードグループ間遅延差（ＤＭＧＤ：differential Mode Group Delay）の抑制が可能になる。また、本実施形態の一態様として、α乗分布は、１．８＜α＜２．２を満たす形状を有するのが好ましい。本実施形態の一態様として、伝送路である光ファイバは、コアそれぞれの周囲に設けられた、該クラッドよりも屈折率の低いトレンチ層を有してもよい。本実施形態の一態様として、光ファイバにおけるコアの数は、２以上であてもよい。すなわち、伝送路に含まれる光ファイバは、ＭＣＦあってもよい。

（５）更に、本実施形態の一態様として、非縮退モード間でのクロストーク補償を行わない一方、縮退した空間モード群ごとにモード間クロストーク補償を行うＭＩＭＯ構成を備えるのが好ましい。

以上、この[本願発明の実施形態の説明]の欄に列挙された各態様は、残りの全ての態様のそれぞれに対して、または、これら残りの態様の全ての組み合わせに対して適用可能である。

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本実施形態に係る光ファイバ伝送システムの具体的な構造を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

図１は、本実施形態に係る光ファイバ伝送システムに適用可能な光ファイバの一例として、（ａ）突合せ接合状態、（ｂ）断面構造、および（ｃ）コア周辺屈折率分布をそれぞれ示す図である。

具体的に、本実施形態に係る光ファイバ伝送システムは、１以上のコアまたはコア群と、コアまたはコア群それぞれを取り囲むクラッドを有するとともに、コアまたはコア群それぞれにおいて３以上の縮退した空間モード群を伝搬させる、１以上の光ファイバにより構成された伝送路３０を備える。図１（ａ）には、伝送路３０を構成する２本の光ファイバ１０、２０間の突合せ状態が示されている。ファイバ接続点Ａでは、コア同士を一対一に対応させた状態で光ファイバ１０の中心軸ＡＸ１と光ファイバ２０の中心軸ＡＸ２を一致させるように、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが光学的に接続されている。また、図１（ｂ）には、光ファイバ１０、２０それぞれの断面構造の一例が示されており、図１（ｂ）の左側には、単一のコア１１と、該コア１１を取り囲むクラッド１２を有する例が示されている。なお、コア１１は、例えば図１（ｂ）の右側に示されたように、複数のコア要素（コア群）１１ａ〜１１ｃにより構成された結合型コアであってもよい。さらに、本実施形態に適用可能な光ファイバには、それぞれが図１（ｂ）に示されたようなコア１１またはコア群１１ａ〜１１ｃと同一構造を有する複数のコアまたはコア群を含むＭＣＦ（マルチコアファイバ）であってもよい。

更に、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示されたコア１１（半径ａを有するとともに光軸ＡＸ０に沿って延びた単一コア）の屈折率分布の一例として、単峰型の代表的な屈折率分布であるα乗分布（α-power profile）を示す図である。この屈折率分布１５０のうち、半径ａのコア１１に相当する領域は、以下の式（１）に表されるように、屈折率ｎ（ｒ）が光軸ＡＸ０に一致するコア１１の中心（光軸ＡＸ０と当該光ファイバ１０、２０の断面が交差する位置）において屈折率が最大となるようドーム形状を有する。なお、屈折率ｎ（ｒ）は、半径ａのコア１１の屈折率であって、コア１１の中心（光軸ＡＸ０に一致）から半径方向にｒだけ離れた位置における屈折率を表す。このドーム形状を規定するためのα値は１．８〜２．２である。また、クラッド１２（屈折率ｎ２）に対するコア１１（屈折率ｎ１）の比屈折率差Δは、以下の式（２）で規定される。

なお、光ファイバ１０、２０が１以上のコア１１を含む場合、各コア１１の外周には、クラッド１２の屈折率よりも低い屈折率を有するトレンチ部が設けられてもよい。この場合、当該光ファイバ１０、２０におけるコア１１周辺の屈折率分布１５０は、図１（ｃ）に破線で示されたようにトレンチ部に相当する凹部１６０を有する。

また、光ファイバ１０、２０におけるコア１１周辺の屈折率分布は、図１（ｃ）に示されたような単峰型のα乗分布１５０（図１（ｃ））には限定されず、図２（ａ）〜図２（ｅ）に示されたような種々の屈折率分布が適用可能である。

α乗分布以外の単峰型の屈折率分布としては、例えば、図２（ａ）に示されたようなステップインデックス型の屈折率分布１５１や、図２（ｂ）に示されたように、コアとクラッドの境界付近で屈折率が急激に変化する形状の屈折率分布１５２が適用されてもよい。また、単峰型の屈折率分布に替え、図２（ｃ）〜図２（ｅ）に示されたようなリング型の屈折率分布（光軸ＡＸ０を含むコア中心領域の屈折率がコア周辺領域の屈折率よりも低く設定された分布）も適用可能である。なお、図２（ｃ）に示された屈折率分布１５３では、コア中心領域の屈折率とクラッドの屈折率が一致している。図２（ｄ）に示された屈折率分布１５４では、コア中心領域の屈折率がクラッドの屈折率よりも高く設定されている。図２（ｅ）に示された屈折率分布１５５では、コア中心領域の屈折率がクラッドの屈折率よりも低く設定されている。また、上述のようにコア外周にトレンチ部が設けられる場合、図２（ａ）〜図２（ｅ）に示されたように、屈折率分布１５１〜１５５それぞれは、破線で示された凹部（クラッドの屈折率よりも低い屈折率を有するトレンチ部に相当する部分）１６０を有する。

次に、図１（ａ）に示されたような光ファイバ１０、２０をファイバ接続点Ａにおける軸ずれ量とモード間ＸＴの関係について図３（ａ）および図３（ｂ）を用いて説明する。なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）中に示された領域Ｂの拡大図である。軸ずれ量は、それぞれが一対一に対応している光ファイバ１０のコアと光ファイバ２０のコアとのＸ軸方向のずれ量を意味する。

用意された光ファイバ１０、２０それぞれは、図１（ｃ）に示されたα乗分布、具体的には、Δ＝１．０８％、ａ＝８．７μｍ、α＝２の条件により形状が規定されたα乗分布を有するコア１１を含む。図３（ａ）および図３（ｂ）は、伝送損失が１ｄＢ／ｋｍ以下となる空間モードとして、ＬＰ０１、ＬＰ１１、ＬＰ２１、ＬＰ０２の４ＬＰモードが、ファイバ接続点Ａを介して光ファイバ１０、２０を伝搬したときの測定結果である。なお、ＬＰ１１モードおよびＬＰ２１モードのそれぞれは、伝搬定数が同一の二種類の縮退モードで確認できる。すなわち、ＬＰ１１モードの二種類の縮退モードは、角度依存性における偶奇性に基づいて、偶数モードＬＰ１１ａおよび奇数モードＬＰ１１ｂで確認でき、ＬＰ２１モードの二種類の縮退モードは、角度依存性における偶奇性に基づいて、偶数モードＬＰ２１ａおよび奇数モードＬＰ２１ｂで確認できる。したがって、このモード間ＸＴの測定では、光ファイバ１０、２０を縮退した４ＬＰモード（ＬＰ０１、ＬＰ１１ａ、ＬＰ１１ｂ、ＬＰ２１ａ、ＬＰ２１ｂ、ＬＰ０２）間のＸＴが確認できる。

図３（ａ）および図３（ｂ）において、グラフＧ２１０は、ＬＰ０１モードとＬＰ１１ｂモードとのモード間ＸＴ、グラフＧ２２０は、ＬＰ１１ａモードとＬＰ２１ａモードとのモード間ＸＴ、グラフＧ２３０は、ＬＰ１１ｂモードとＬＰ２１ｂモードとのモード間ＸＴ、グラフＧ２４０は、ＬＰ１１ｂモードとＬＰ０２モードとのモード間ＸＴ、グラフＧ２５０は、ＬＰ２１ｂモードとＬＰ０２モードとのモード間ＸＴ、グラフＧ２６０は、ＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとのモード間ＸＴ、および、グラフＧ２７０は、ＬＰ０１モードとＬＰ２１ｂモードとのモード間ＸＴを、それぞれ示す。

一般的な伝送実験では、数十ｋｍの光ファイバを接続部無しに伝送させることができるが、実際に敷設された伝送路では、１〜２ｋｍおきに光ファイバの接続点が必要になるのが一般的である。この場合、光信号を１００〜２００ｋｍ程度伝送させるためには、１００か所程度のファイバ接続点が必要になる。１００〜２００ｋｍ伝送後のモード間ＸＴを−３０ｄＢ以下に抑えるためには、１つのファイバ接続点Ａにおけるモード間ＸＴを−５０ｄＢ以下に抑える必要がある。

上述の考察を踏まえて図３（ａ）および図３（ｂ）を参照すれば、グラフＧ２１０〜Ｇ２４０の場合、０．０１５μｍ以下という極めて小さく非現実的な軸ずれ量でのファイバ接続が必要になる。しかしながら，特に小さな軸ずれ量でＸＴが大きくなるグラフＧ２１０〜Ｇ２４０は、すべて、ＬＰ１１モード（ＬＰ１１ａモードとＬＰ１１ｂモード）と他のＬＰモードとの間のＸＴである。そこで、以下に説明する第１および第２実施形態に係る光ファイバ伝送システム１００、２００では、ＬＰ１１モードをモード分割多重伝送に利用せず、他のＬＰ０１モード、ＬＰ２１モード（ＬＰ２１ａモードとＬＰ２１ｂモード）、ＬＰ０２モードのみをモード分割多重伝送に利用できる構成が採用されている。この構成において、ＬＰ２１ｂ−ＬＰ０２間のＸＴが−５０ｄＢとなる軸ずれ量は０．２７μｍ（≒０．０３１ａ）以下という、ファイバ接続において現実的に達成可能な軸ずれ量でモード間ＸＴが十分抑制されたモード分割多重伝送が可能になる、同様に、ＬＰ０１−ＬＰ２１ｂ間のＸＴが−５０ｄＢとなる軸ずれ量は０．３７μｍ（≒０．０４３ａ）であり、ＬＰ０１−ＬＰ０２間のＸが−５０ｄＢとなる軸ずれ量は０．３３μｍ（≒０．０３８ａ）である。

（第１実施形態）
図４は、第１実施形態に係る光ファイバ伝送システム１００の構成例を示す図である。図４に示された光ファイバ伝送システム１００は、弱結合型のモード分割多重伝送を可能にするＭＩＭＯ構成の伝送システムである。また、図４では、第１ＸＴ抑制手段６５により、ＬＰ１１モード（縮退モードであるＬＰ１１ａモードおよびＬＰ１１ｂモード）への光信号の出力が制限された構成が示されている。

具体的に第１実施形態に係る光ファイバ伝送システム１００は、伝送路３０と、送信機（偏波多重送信機＃１〜＃４）６０Ａ〜６０Ｄと、送信側ＳＤＭ（Spatial Division Multiplexing）マルチプレクサ４０と、受信側ＳＤＭマルチプレクサ５０と、受信機（偏波多重受信機＃１〜＃４）７０Ａ〜７０Ｄと、を備える。伝送路３０は、ファイバ接続点Ａにおいて互いに突き合わされた光ファイバ１０、２０により構成されている。送信機６０Ａ〜６０Ｄは、ＬＰ１１ａモードおよびＬＰ１１ｂモードを除いて、モード分割多重伝送に利用される縮退したＬＰモード（ＬＰ０１、ＬＰ２１ａ、ＬＰ２１ｂ、ＬＰ０２）それぞれに光信号を出力する。送信側ＳＤＭマルチプレクサ４０は、送信機６０Ａ〜６０Ｄと伝送路３０の入力端との間に配置され、送信機６０Ａ〜６０Ｄからそれぞれ出力された光信号を、モード分割多重伝送に利用される各モード光として伝送路３０へ導く（モード多重）。受信側ＳＤＭマルチプレクサ５０は、伝送路３０の出力端側に配置されており、伝送路３０内を伝搬した各モード光を、送信機６０Ａ〜６０Ｄそれぞれに一対一に対応して設けられた受信機７０Ａ〜７０Ｄに、振り分ける（モード分割）。

この第１実施形態において、第１ＸＴ抑制手段６５は、例えば複数の送信機に対して個別にＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、ＬＰ１１モード（縮退モードであるＬＰ１１ａモードおよびＬＰ１１ｂモード）への光信号の出力を制限する。なお、第１ＸＴ抑制手段６５は、複数の送信機と送信側ＳＤＭマルチプレクサとの間に光スイッチやモード変換手段を設けることにより、ＬＰ１１モードへの光信号の出力を制限する構成を備えてもよい。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る光ファイバ伝送システム２００の構成例を示す図である。図５に示された光ファイバ伝送システム２００も、弱結合型のモード分割多重伝送を可能にするＭＩＭＯ構成の伝送システムである。この第２実施形態に係る光ファイバ伝送システム２００は、伝送路３０を構成する光ファイバ１０、２０間のファイバ接続点Ａに、第２ＸＴ抑制手段８０が設けられている点で、第１実施形態に係る光ファイバ伝送システム１００とは異なる。なお、ファイバ接続点Ａに第２ＸＴ抑制手段８０が設けられた点を除き、第２実施形態は、第１実施形態と同一構造を有する。

この第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、第１ＸＴ抑制手段６５により、ＬＰ１１モードへの光信号の出力が制限されている。しかしながら、このような状況でも、モード間ＸＴに起因してＬＰ１１モード（ＬＰ１１ａモードとＬＰ１１ｂモード）の光（ＸＴ光）が伝送路３０内を伝搬する可能性がある。そこで、この第２実施形態では、光信号の入力が制限されたＬＰモードの光強度が、他の光信号が入力された空間モード（ＬＰ０１、ＬＰ２１、ＬＰ０２）の光強度に対して所定の割合以下になるように低減または除去する第２ＸＴ抑制手段８０が、伝送路３０のファイバ接続点Ａに設けられている。

具体的に、第２ＸＴ抑制手段８０は、光ファイバ１０から光ファイバ２０に向かって順に配置された、第１ＳＤＭマルチプレクサ８１および第２ＳＤＭマルチプレクサ８２を備える。第１ＳＤＭマルチプレクサ８１は、光ファイバ１０を伝搬した全空間モードをモード分割する。一方、第２ＳＤＭマルチプレクサ８２は、第１ＳＤＭマルチプレクサ８１から出力された空間モードのうち当該モード分割多重伝送に利用されないＬＰ１１モード（ＬＰ１１ａモードおよびＬＰ１１ｂモード）の入力を選択的に制限し、入力されたＬＰ０１、ＬＰ２１ａ、ＬＰ２１ｂ、およびＬＰ０２の各ＬＰモード光を光ファイバ２０へ出力する（モード多重）。なお、第２ＸＴ抑制手段８０は、上記構成に替えてモード変換手段等が適用されてもよい。

以上の本発明の説明から、本発明を様々に変形しうることは明らかである。そのような変形は、本発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めることはできず、すべての当業者にとって自明である改良は、以下の請求の範囲に含まれるものである。

１０、２０…光ファイバ、１１…コア、１２…クラッド、３０…伝送路、４０…送信側ＳＤＭマルチプレクサ、５０…受信側ＳＤＭマルチプレクサ、６０Ａ〜６０Ｄ…送信機（偏波多重送信機＃１〜＃４）、６５…第１ＸＴ抑制手段、７０Ａ〜７０Ｄ…受信機（偏波多重受信機＃１〜＃４）、８０…第２ＸＴ抑制手段、１００、２００…光ファイバ伝送システム。

Claims

モード分割多重伝送を行う光ファイバ伝送システムであって、
１以上のコアまたはコア群と前記コアまたはコア群それぞれを取り囲むクラッドを有するとともに、前記コアまたはコア群それぞれにおいてＭ（≧３）個の縮退した空間モード群を伝搬させる光ファイバを含む伝送路と、
前記伝送路の入力端側に設けられるとともに、前記空間モード群ごとにそれぞれ異なる光信号を出力する２以上の送信機と、
前記送信機にそれぞれ対応して前記伝送路の出力端側に設けられるとともに、前記空間モード群ごとに前記伝送路を伝搬した光信号のうち、それぞれが対応している送信機が出力した光信号を受光する２以上の受信機と、
前記伝送路の入力端側において、信号伝送に用いない空間モード群として、信号伝送に用いる空間モード群の伝搬定数の最低値よりも大きな伝搬定数を有する１個以上の空間モード群への光信号の入力を制限するためのクロストーク抑制手段と、を備え、
前記コアまたはコア群それぞれにおいて、前記Ｍ個の空間モード群のうち（Ｍ−１）個以下の空間モード群を用いて信号を伝送する
光ファイバ伝送システム。
前記クロストーク抑制手段は、前記伝送路中において、前記光信号の入力が制限された空間モード群の光を、その強度が他の光信号が入力された空間モード群の光強度に対して所定の割合以下になるように低減または除去する構造を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ伝送システム。
前記コアまたはコア群それぞれを伝搬する前記空間モード群は、３以上のＬＰモードを含み、
前記クロストーク抑制手段は、前記ＬＰモードのうち、ＬＰ１１モードへの光信号の入力を制限することを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ伝送システム。
前記コアそれぞれの屈折率分布は、単峰型分布であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光ファイバ伝送システム。
前記コアそれぞれの屈折率分布は、α乗分布であることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ伝送システム。
前記α乗分布は、１．８＜α＜２．２を満たす形状を有することを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ伝送システム。
前記コアそれぞれの屈折率分布は、リング型分布であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光ファイバ伝送システム。
前記光ファイバは、前記コアそれぞれの周囲に設けられた、前記クラッドよりも屈折率の低いトレンチ層を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の光ファイバ伝送システム。
前記光ファイバにおける前記コアの数は、２以上であることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の光ファイバ伝送システム。
非縮退モード間でのクロストーク補償を行わない一方、縮退した前記空間モード群ごとにモード間クロストーク補償を行うＭＩＭＯ構成を有することを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の光ファイバ伝送システム。