JP3504823B2 - 光ファイバ通信システム - Google Patents
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- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
- G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
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- G02B6/264—Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting
- G02B6/266—Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting the optical element being an attenuator
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- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信シ
ステムの分野に関する。
ステムの分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信システムにおいては、１
つの（あるいはおそらくは複数の）所定の波長範囲内の
放射を強く抑制しながら、同時に他の波長範囲内の放射
に対して低損失を示すことが可能な部品に対する要求が
生じることが多い。
つの（あるいはおそらくは複数の）所定の波長範囲内の
放射を強く抑制しながら、同時に他の波長範囲内の放射
に対して低損失を示すことが可能な部品に対する要求が
生じることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような機能を有す
る部品は市販されており、一般に、光路に挿入され固定
された多層平面状反射コーティングからなる。このよう
な部品はほとんど任意の波長範囲をフィルタリングする
ように設計可能であり、通過帯域から禁止帯域への遷移
は５０ｎｍ以下であり、波長分離は約３０〜５５ｄＢで
あり、付加損失は約０．５ｄＢである。しかし、これら
の部品は一般に、製造に手間がかかり技巧を要するため
コストがかかる。すなわち、従来技術の部品の比較的良
好な特性にもかかわらず、比較的低コストで製造可能で
あるとともに素早く簡単に設置可能な同等の機能の部品
が入手可能になることが強く所望されている。本願は、
そのような部品と、その部品からなるシステムを開示す
るものである。
る部品は市販されており、一般に、光路に挿入され固定
された多層平面状反射コーティングからなる。このよう
な部品はほとんど任意の波長範囲をフィルタリングする
ように設計可能であり、通過帯域から禁止帯域への遷移
は５０ｎｍ以下であり、波長分離は約３０〜５５ｄＢで
あり、付加損失は約０．５ｄＢである。しかし、これら
の部品は一般に、製造に手間がかかり技巧を要するため
コストがかかる。すなわち、従来技術の部品の比較的良
好な特性にもかかわらず、比較的低コストで製造可能で
あるとともに素早く簡単に設置可能な同等の機能の部品
が入手可能になることが強く所望されている。本願は、
そのような部品と、その部品からなるシステムを開示す
るものである。
【０００４】米国特許第４，９４６，２５０号（発行
日：１９９０年８月７日、発明者：F.Gonthier et a
l.）には、与えられたプロファイルの２つの離間したテ
ーパからなる光ファイバ波長フィルタが開示されてい
る。このようなフィルタは明らかに、製造が困難であ
り、非常に脆い。
日：１９９０年８月７日、発明者：F.Gonthier et a
l.）には、与えられたプロファイルの２つの離間したテ
ーパからなる光ファイバ波長フィルタが開示されてい
る。このようなフィルタは明らかに、製造が困難であ
り、非常に脆い。
【０００５】J. Nishimura et al., Proceedings of IO
OC-95, paper WA 2-5, p.26には、ある波長で交差する
色屈折率を有する光学ガラスから製造された分散ファイ
バが開示されている。このファイバは、短波長では伝搬
モードがなく、ハイパスフィルタとして使用可能であ
る。
OC-95, paper WA 2-5, p.26には、ある波長で交差する
色屈折率を有する光学ガラスから製造された分散ファイ
バが開示されている。このファイバは、短波長では伝搬
モードがなく、ハイパスフィルタとして使用可能であ
る。
【０００６】「アンドープ」したコア（すなわち、ガラ
スＳｉＯ2より高い有効屈折率を有するコア）を有する
シリカベースのシングルモード光ファイバを、「ダウン
ドープ」した内部クラッド（すなわち、ガラスシリカよ
り低い屈折率を有する）で接触包囲したものを、さらに
ガラスシリカの外部クラッドで包囲したものが知られて
おり、市販されている。これは一般に「デプレスドクラ
ッド」形ファイバと呼ばれている。
スＳｉＯ2より高い有効屈折率を有するコア）を有する
シリカベースのシングルモード光ファイバを、「ダウン
ドープ」した内部クラッド（すなわち、ガラスシリカよ
り低い屈折率を有する）で接触包囲したものを、さらに
ガラスシリカの外部クラッドで包囲したものが知られて
おり、市販されている。これは一般に「デプレスドクラ
ッド」形ファイバと呼ばれている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は特許請求の範囲
に記載したとおりである。一般的には、本発明は、光フ
ァイバ通信システムにおいて、低コストで、容易に設置
される光フィルタであって、第１波長（例えば約１．３
μｍ）の電磁放射（以下「放射」という。）をほぼ無損
失（例えば、損失＜１ｄＢ）で伝送するとともに、第２
波長（例えば約１．５５μｍ）の放射を大幅に減衰させ
る（例えば損失＞２０ｄＢ）ように選択されたものであ
る。
に記載したとおりである。一般的には、本発明は、光フ
ァイバ通信システムにおいて、低コストで、容易に設置
される光フィルタであって、第１波長（例えば約１．３
μｍ）の電磁放射（以下「放射」という。）をほぼ無損
失（例えば、損失＜１ｄＢ）で伝送するとともに、第２
波長（例えば約１．５５μｍ）の放射を大幅に減衰させ
る（例えば損失＞２０ｄＢ）ように選択されたものであ
る。
【０００８】具体的には、光ファイバ通信システムは、
第１波長の第１放射源と、該放射の利用手段（例えば受
信器）と、第１放射源と利用手段を接続する第１光ファ
イバ伝送路とからなる。さらに、光ファイバ通信システ
ムは、第２波長の第２放射源と、第２波長の放射の利用
手段と、第２放射源と利用手段を接続する第２光ファイ
バ伝送路とを有し、第１光ファイバ伝送路の第１部分が
第２光ファイバ伝送路に含まれる。システムはさらに、
第１光ファイバ伝送路の第２部分から第２波長の放射を
ほとんど排除する光フィルタを有する。
第１波長の第１放射源と、該放射の利用手段（例えば受
信器）と、第１放射源と利用手段を接続する第１光ファ
イバ伝送路とからなる。さらに、光ファイバ通信システ
ムは、第２波長の第２放射源と、第２波長の放射の利用
手段と、第２放射源と利用手段を接続する第２光ファイ
バ伝送路とを有し、第１光ファイバ伝送路の第１部分が
第２光ファイバ伝送路に含まれる。システムはさらに、
第１光ファイバ伝送路の第２部分から第２波長の放射を
ほとんど排除する光フィルタを有する。
【０００９】重要な点として、光フィルタは、第１波長
の放射をほぼ無損失（例えば、損失＜１ｄＢ）で伝送す
るとともに、第２波長の放射を大幅に減衰させる（例え
ば損失＞２０ｄＢ）ように選択された長さＬ（一般に≦
１００ｍ）の光ファイバからなる。理解されるように、
光ファイバは長さＬにわたり軸方向にはほぼ一様であ
り、屈折率やその他のファイバ特性に関しては軸方向の
意図的な変動はない。
の放射をほぼ無損失（例えば、損失＜１ｄＢ）で伝送す
るとともに、第２波長の放射を大幅に減衰させる（例え
ば損失＞２０ｄＢ）ように選択された長さＬ（一般に≦
１００ｍ）の光ファイバからなる。理解されるように、
光ファイバは長さＬにわたり軸方向にはほぼ一様であ
り、屈折率やその他のファイバ特性に関しては軸方向の
意図的な変動はない。
【００１０】例えば、光ファイバは、第１波長（λ1）
でのシングルモードファイバとして設計されたデプレス
ドクラッド形ファイバであり、λ1＜λ2となる第２波長
（λ2）では基本モードはリーク性（すなわち、導波さ
れない）である。こうして、ファイバはローパスフィル
タとして作用する。
でのシングルモードファイバとして設計されたデプレス
ドクラッド形ファイバであり、λ1＜λ2となる第２波長
（λ2）では基本モードはリーク性（すなわち、導波さ
れない）である。こうして、ファイバはローパスフィル
タとして作用する。
【００１１】もう１つの例では、光ファイバは、第１お
よび第２の両方の波長におけるシングルモードまたはマ
ルチモードのファイバとして設計されることが可能であ
る。ただし、第１波長の放射よりも第２波長の放射を非
常に強く吸収するように選択されたドーパントでドープ
される。こうして、このファイバは、ドーパントの特性
に応じて、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バン
ドパスフィルタまたはノッチフィルタとして作用するこ
とが可能である。例えば、ドーパント種はＯＨまたはＥ
ｒである。ＯＨは１．３８μｍ付近に強い吸収帯を有
し、Ｅｒは１．５３μｍ付近に強い吸収帯を有する。吸
収種の他の例はＹｂであり、これは約０．９８μｍに吸
収ピークを有する。ホウ素や、その他の希土類元素もま
た、吸収種として利用可能性がある。
よび第２の両方の波長におけるシングルモードまたはマ
ルチモードのファイバとして設計されることが可能であ
る。ただし、第１波長の放射よりも第２波長の放射を非
常に強く吸収するように選択されたドーパントでドープ
される。こうして、このファイバは、ドーパントの特性
に応じて、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バン
ドパスフィルタまたはノッチフィルタとして作用するこ
とが可能である。例えば、ドーパント種はＯＨまたはＥ
ｒである。ＯＨは１．３８μｍ付近に強い吸収帯を有
し、Ｅｒは１．５３μｍ付近に強い吸収帯を有する。吸
収種の他の例はＹｂであり、これは約０．９８μｍに吸
収ピークを有する。ホウ素や、その他の希土類元素もま
た、吸収種として利用可能性がある。
【００１２】当業者には認識されるように、光ファイバ
フィルタは、通常の伝送ファイバのコストに比べて比較
的低コストで従来の方法により製造可能である。その理
由は、ファイバプリフォームの製造の際の追加コストは
一般に、数十キロメートルのファイバ（これから数百個
（あるいは数千個さえ）のファイバフィルタを作ること
ができる）にわたって拡散してしまうからである。
フィルタは、通常の伝送ファイバのコストに比べて比較
的低コストで従来の方法により製造可能である。その理
由は、ファイバプリフォームの製造の際の追加コストは
一般に、数十キロメートルのファイバ（これから数百個
（あるいは数千個さえ）のファイバフィルタを作ること
ができる）にわたって拡散してしまうからである。
【００１３】また、当業者には認識されるように、本発
明によるファイバフィルタは、容易に設置されるように
設計可能である。例えば、長さＬの適当に被覆されたフ
ィルタファイバは、適当なファイバコネクタによりコネ
クタ化することが可能であり、その結果得られる製品
は、いわゆるファイバ「ジャンパ」の外観を有し、従来
のジャンパと同様に容易に設置可能である。もちろん、
ファイバフィルタは、例えば従来のスプライシングによ
っても設置可能である。さらに、本発明によるファイバ
フィルタは、従来のファイバジャンパが一般に置かれて
いるような環境と同様の環境に置かれるときに、ファイ
バフィルタの存在が通過波長に悪影響を与えることがな
いように設計可能である。
明によるファイバフィルタは、容易に設置されるように
設計可能である。例えば、長さＬの適当に被覆されたフ
ィルタファイバは、適当なファイバコネクタによりコネ
クタ化することが可能であり、その結果得られる製品
は、いわゆるファイバ「ジャンパ」の外観を有し、従来
のジャンパと同様に容易に設置可能である。もちろん、
ファイバフィルタは、例えば従来のスプライシングによ
っても設置可能である。さらに、本発明によるファイバ
フィルタは、従来のファイバジャンパが一般に置かれて
いるような環境と同様の環境に置かれるときに、ファイ
バフィルタの存在が通過波長に悪影響を与えることがな
いように設計可能である。
【００１４】本発明によるファイバフィルタは、さまざ
まな光ファイバ通信システムで使用可能である。そのよ
うなシステムのうちには、単一のファイバ経路を通じて
複数の（比較的広い間隔を有する）波長の信号放射を伝
送するシステムや、ファイバ経路を（例えばＯＴＤＲを
用いて）モニタしながらトラフィックを伝送するシステ
ムや、ファイバ経路のモニタリングを有するあるいは有
しない、一方向または双方向の二重（ダイプレクス）シ
ステムがある。
まな光ファイバ通信システムで使用可能である。そのよ
うなシステムのうちには、単一のファイバ経路を通じて
複数の（比較的広い間隔を有する）波長の信号放射を伝
送するシステムや、ファイバ経路を（例えばＯＴＤＲを
用いて）モニタしながらトラフィックを伝送するシステ
ムや、ファイバ経路のモニタリングを有するあるいは有
しない、一方向または双方向の二重（ダイプレクス）シ
ステムがある。
【００１５】従来技術の光フィルタも一般にフィルタリ
ング機能を実行するために使用可能ではあるが、その使
用には一般に高いコストと不便さが伴う。本発明によれ
ば、簡便で低コストのファイバフィルタが利用可能にな
ることにより、システムのコストも低くなるとともに、
以前には費用効率が良くないために利用可能でなかった
機能を提供するシステムが実現される。
ング機能を実行するために使用可能ではあるが、その使
用には一般に高いコストと不便さが伴う。本発明によれ
ば、簡便で低コストのファイバフィルタが利用可能にな
ることにより、システムのコストも低くなるとともに、
以前には費用効率が良くないために利用可能でなかった
機能を提供するシステムが実現される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下ではシリカベースのファイバ
フィルタに関して説明する。しかし、当業者には認識さ
れるように、本発明は、非シリカベース（例えば、フッ
化ガラス）のファイバフィルタでも実施可能である。
フィルタに関して説明する。しかし、当業者には認識さ
れるように、本発明は、非シリカベース（例えば、フッ
化ガラス）のファイバフィルタでも実施可能である。
【００１７】図１に、例えば１．３μｍの放射をほとん
ど減衰させることなく１．５５μｍの放射を抑制するロ
ーパスフィルタとして使用可能な例示的な光ファイバで
測定した屈折率プロファイルを示す。
ど減衰させることなく１．５５μｍの放射を抑制するロ
ーパスフィルタとして使用可能な例示的な光ファイバで
測定した屈折率プロファイルを示す。
【００１８】この例のファイバは、１．３μｍ伝送窓に
おけるシングルモードファイバとなるように（すなわ
ち、基本モードのみを伝搬させるように）するととも
に、１．５５μｍ伝送窓に導波モードを有しないように
（すなわち、基本モードがリークモードである）設計さ
れている。これは、基本モードの有効屈折率が、ある中
間波長で外部クラッドの屈折率と等しくなり、長波長
（１．５５μｍを含む）で外部クラッドの屈折率より低
く、短波長（１．３μｍを含む）で高くなるように、フ
ァイバを設計することによって実現される。モードの
「有効屈折率」（ｎeff）はβλ／２πである。ただ
し、βはモードの伝搬定数であり、λは波長である。当
業者には認識されるように、図１の屈折率プロファイル
の測定値における中央のくぼみは、ファイバプリフォー
ムを形成するために用いられた製造プロセス（ＭＣＶ）
の結果であり、本発明によるファイバの要件ではない。
おけるシングルモードファイバとなるように（すなわ
ち、基本モードのみを伝搬させるように）するととも
に、１．５５μｍ伝送窓に導波モードを有しないように
（すなわち、基本モードがリークモードである）設計さ
れている。これは、基本モードの有効屈折率が、ある中
間波長で外部クラッドの屈折率と等しくなり、長波長
（１．５５μｍを含む）で外部クラッドの屈折率より低
く、短波長（１．３μｍを含む）で高くなるように、フ
ァイバを設計することによって実現される。モードの
「有効屈折率」（ｎeff）はβλ／２πである。ただ
し、βはモードの伝搬定数であり、λは波長である。当
業者には認識されるように、図１の屈折率プロファイル
の測定値における中央のくぼみは、ファイバプリフォー
ムを形成するために用いられた製造プロセス（ＭＣＶ）
の結果であり、本発明によるファイバの要件ではない。
【００１９】上記の所望の特性を有する光ファイバを設
計するために使用可能な設計手続き（一般にコンピュー
タ支援モデリングを含む）は、当業者には周知である。
そのようなファイバは一般に、コア径が４．０〜９．０
μｍの範囲にあり、デプレスドクラッドの外径はコア径
の２〜４倍の範囲にあり、Δ+は０．２０〜０．６％の
範囲にあり、Δ-は−０．１〜−０．６％の範囲にあ
る。ただし、Δ+＝（ｎ1−ｎ0）／ｎ1、Δ-＝（ｎ2−ｎ
0）／ｎ2であり、ｎ1はコアの屈折率、ｎ2はデプレスド
クラッドの屈折率、ｎ0は外部クラッドの屈折率（一般
に、ガラスシリカの屈折率に等しい）である。さらに、
このようなファイバは、周知のドーパント（例えば、コ
アにはＧｅ、ＰあるいはＡｌ、デプレスドクラッドには
ＦあるいはＢ）を用いて周知の方法（例えば、ＭＣＶ
Ｄ、ＯＶＤ、ＶＡＤ）によって製造可能である。本発明
の実施例では、外部クラッドの少なくとも一部は禁止波
長に比較的高い減衰を有し、非導波放射が外部クラッド
で吸収されるようにされる。
計するために使用可能な設計手続き（一般にコンピュー
タ支援モデリングを含む）は、当業者には周知である。
そのようなファイバは一般に、コア径が４．０〜９．０
μｍの範囲にあり、デプレスドクラッドの外径はコア径
の２〜４倍の範囲にあり、Δ+は０．２０〜０．６％の
範囲にあり、Δ-は−０．１〜−０．６％の範囲にあ
る。ただし、Δ+＝（ｎ1−ｎ0）／ｎ1、Δ-＝（ｎ2−ｎ
0）／ｎ2であり、ｎ1はコアの屈折率、ｎ2はデプレスド
クラッドの屈折率、ｎ0は外部クラッドの屈折率（一般
に、ガラスシリカの屈折率に等しい）である。さらに、
このようなファイバは、周知のドーパント（例えば、コ
アにはＧｅ、ＰあるいはＡｌ、デプレスドクラッドには
ＦあるいはＢ）を用いて周知の方法（例えば、ＭＣＶ
Ｄ、ＯＶＤ、ＶＡＤ）によって製造可能である。本発明
の実施例では、外部クラッドの少なくとも一部は禁止波
長に比較的高い減衰を有し、非導波放射が外部クラッド
で吸収されるようにされる。
【００２０】図２および図３に、１０ｍのケーブル化さ
れていない図１のファイバにおいて、ほぼ直線上のファ
イバ（ループ半径＞１２インチ（３０．５ｃｍ））およ
びコイル状ファイバ（ループ半径１．５インチ（３．８
ｃｍ））の場合のスペクトル損失を示す。図から分かる
ように、フィルタ特性は、幾分ループ半径への依存性を
示す。しかし、いずれの場合にも、ファイバは、１３０
０ｎｍにおいて、および約１３６０ｎｍ（通常、１３０
０ｎｍ伝送窓の上限伝送波長とされる）までは観測可能
な減衰がなく、一方、１５５０ｎｍでは大きく（〜５５
ｄＢ）放射は減衰している。低損失と高損失の間の遷移
幅は約５０ｎｍである。この特性は、ファイバが通常の
ように（例えば、ジャンパに通常使用されているよう
に）ケーブル化された場合にもほとんど同じである。
れていない図１のファイバにおいて、ほぼ直線上のファ
イバ（ループ半径＞１２インチ（３０．５ｃｍ））およ
びコイル状ファイバ（ループ半径１．５インチ（３．８
ｃｍ））の場合のスペクトル損失を示す。図から分かる
ように、フィルタ特性は、幾分ループ半径への依存性を
示す。しかし、いずれの場合にも、ファイバは、１３０
０ｎｍにおいて、および約１３６０ｎｍ（通常、１３０
０ｎｍ伝送窓の上限伝送波長とされる）までは観測可能
な減衰がなく、一方、１５５０ｎｍでは大きく（〜５５
ｄＢ）放射は減衰している。低損失と高損失の間の遷移
幅は約５０ｎｍである。この特性は、ファイバが通常の
ように（例えば、ジャンパに通常使用されているよう
に）ケーブル化された場合にもほとんど同じである。
【００２１】本発明の実施に使用されるファイバは、所
望の波長における放射を吸収するドーパントでコア（お
よびおそらくはコアに隣接するクラッドも）をドーピン
グすることによって製造することも可能である。例え
ば、ＯＨは約１．３８μｍに吸収ピークを有し、Ｅｒは
約１．５３μｍにピークを有し、Ｙｂは約０．９８μｍ
にピークを有する。
望の波長における放射を吸収するドーパントでコア（お
よびおそらくはコアに隣接するクラッドも）をドーピン
グすることによって製造することも可能である。例え
ば、ＯＨは約１．３８μｍに吸収ピークを有し、Ｅｒは
約１．５３μｍにピークを有し、Ｙｂは約０．９８μｍ
にピークを有する。
【００２２】このようなファイバは、例えばＯＶＤ、Ｍ
ＣＶＤ、ＶＡＤ、溶液ドーピングあるいはゾル／ゲル法
のような周知の技術によって形成可能である。現時点で
好ましいのは溶液ドーピング法である。その理由は、こ
の方法によれば、他の方法よりもドーピングの許容範囲
が大きくなることが多いためである。例えば、S. Poole
et al., J. Lightwave Technology, LT-4(7), p.870
(1987)参照。
ＣＶＤ、ＶＡＤ、溶液ドーピングあるいはゾル／ゲル法
のような周知の技術によって形成可能である。現時点で
好ましいのは溶液ドーピング法である。その理由は、こ
の方法によれば、他の方法よりもドーピングの許容範囲
が大きくなることが多いためである。例えば、S. Poole
et al., J. Lightwave Technology, LT-4(7), p.870
(1987)参照。
【００２３】図４は、２つの信号波長を用いた、本発明
による光ファイバ通信システムの実施例の概略図であ
る。符号４１は１．３μｍ送信器（すなわち、約１．３
μｍの放射源）を表し、符号４２は１．５５μｍ送信器
（すなわち、約１．５５μｍの放射源）を表す。符号４
３は通常のＷＤＭコンバイナを表し、符号４５は通常の
ＷＤＭデマルチプレクサを表す。符号４４は、ある長さ
の通常の伝送ファイバ（オプションとして、他の従来の
部品とともに、増幅器やリピータを含むことも可能であ
る）を表す。符号４６は、１．３μｍ受信器を表し符号
４７は、１．５５μｍ受信器を表す。符号４８および４
９は本発明によるファイバフィルタを表す。符号４８は
ローパスフィルタ特性を有し（すなわち、１．３μｍを
透過し、１．５５μｍを遮断する）、符号４９はハイパ
スフィルタ特性を有する（すなわち、１．５５μｍを透
過し、１．３μｍを遮断する）。
による光ファイバ通信システムの実施例の概略図であ
る。符号４１は１．３μｍ送信器（すなわち、約１．３
μｍの放射源）を表し、符号４２は１．５５μｍ送信器
（すなわち、約１．５５μｍの放射源）を表す。符号４
３は通常のＷＤＭコンバイナを表し、符号４５は通常の
ＷＤＭデマルチプレクサを表す。符号４４は、ある長さ
の通常の伝送ファイバ（オプションとして、他の従来の
部品とともに、増幅器やリピータを含むことも可能であ
る）を表す。符号４６は、１．３μｍ受信器を表し符号
４７は、１．５５μｍ受信器を表す。符号４８および４
９は本発明によるファイバフィルタを表す。符号４８は
ローパスフィルタ特性を有し（すなわち、１．３μｍを
透過し、１．５５μｍを遮断する）、符号４９はハイパ
スフィルタ特性を有する（すなわち、１．５５μｍを透
過し、１．３μｍを遮断する）。
【００２４】当業者には認識されるように、図４のシス
テムはさまざまな方法で変形可能である。例えば、同じ
ファイバ経路上で双方向伝送を行うように変形可能であ
る。
テムはさまざまな方法で変形可能である。例えば、同じ
ファイバ経路上で双方向伝送を行うように変形可能であ
る。
【００２５】当業者には理解されるように、従来のＷＤ
Ｍマルチプレクサは一般に、２つの波長を完全に分離す
ることはできない。従って、ファイバフィルタ４８に到
達する信号は一般に少量の（しかし無視できない、例え
ば、数％の）１．５５μｍ放射を含み、ファイバフィル
タ４９に到達する信号は一般に少量の１．３μｍ放射を
含む。フィルタリングがなければ、システムはあまり良
くないノイズ特性を有することになる。ファイバフィル
タを設けることにより、低コストで、あまり複雑さを追
加せずに、ノイズ特性を改善することができる。
Ｍマルチプレクサは一般に、２つの波長を完全に分離す
ることはできない。従って、ファイバフィルタ４８に到
達する信号は一般に少量の（しかし無視できない、例え
ば、数％の）１．５５μｍ放射を含み、ファイバフィル
タ４９に到達する信号は一般に少量の１．３μｍ放射を
含む。フィルタリングがなければ、システムはあまり良
くないノイズ特性を有することになる。ファイバフィル
タを設けることにより、低コストで、あまり複雑さを追
加せずに、ノイズ特性を改善することができる。
【００２６】図５に、本発明のもう１つの実施例を示
す。１．３μｍ光ファイバ通信システム５０は、別の波
長（例えば、約１．５５μｍまたは１．６μｍ）で動作
するモニタ手段（光時間領域反射測定（ＯＴＤＲ）法）
を有する。ＯＴＤＲトランシーバ５２はモニタ放射のパ
ルスを、従来の手段（例えばＷＤＭ４３）によって伝送
ファイバ４４に入射する。パルス間で、ＯＴＤＲトラン
シーバは、反射されたモニタ放射の受信器として作用す
る。ファイバフィルタ５１および５３が、モニタ放射を
抑制するが１．３μｍの信号放射を伝送するように設け
られる。符号５４は、オプションの、モニタ放射の吸収
器を表す。
す。１．３μｍ光ファイバ通信システム５０は、別の波
長（例えば、約１．５５μｍまたは１．６μｍ）で動作
するモニタ手段（光時間領域反射測定（ＯＴＤＲ）法）
を有する。ＯＴＤＲトランシーバ５２はモニタ放射のパ
ルスを、従来の手段（例えばＷＤＭ４３）によって伝送
ファイバ４４に入射する。パルス間で、ＯＴＤＲトラン
シーバは、反射されたモニタ放射の受信器として作用す
る。ファイバフィルタ５１および５３が、モニタ放射を
抑制するが１．３μｍの信号放射を伝送するように設け
られる。符号５４は、オプションの、モニタ放射の吸収
器を表す。
【００２７】当業者には認識されるように、非侵入性モ
ニタリングは、図４および図５に概略を示したような簡
単なシステムに限定されるものではなく、少なくとも原
理的には、光増幅システムを含むほぼ任意のファイバ通
信システムに組み込むことが可能である。（光増幅シス
テムの場合、一般に、反射されるモニタ放射がアイソレ
ータをバイパスするようにされる。）本発明によるファ
イバフィルタは、複数の波長帯域の放射を伝搬するほと
んどすべての光ファイバ通信システムに設けることが可
能である。しかし、ファイバフィルタは、間隔の密な信
号チャネルを有するＷＤＭシステムでのチャネルのフィ
ルタリングを行うことを意図するものではない。
ニタリングは、図４および図５に概略を示したような簡
単なシステムに限定されるものではなく、少なくとも原
理的には、光増幅システムを含むほぼ任意のファイバ通
信システムに組み込むことが可能である。（光増幅シス
テムの場合、一般に、反射されるモニタ放射がアイソレ
ータをバイパスするようにされる。）本発明によるファ
イバフィルタは、複数の波長帯域の放射を伝搬するほと
んどすべての光ファイバ通信システムに設けることが可
能である。しかし、ファイバフィルタは、間隔の密な信
号チャネルを有するＷＤＭシステムでのチャネルのフィ
ルタリングを行うことを意図するものではない。
【００２８】低コストファイバフィルタが利用可能にな
ることにより、それ自体ではシステムと両立可能な性能
特性を有していないような部品の使用が可能となる。そ
の具体例の概略を図６に示す。光パワースプリッタ６０
は、入力ファイバ６１から２つの信号（Ｓ１およびＳ
２）を受信する。これらの信号は、波長が約５０ｎｍ以
上離れている。パワースプリッタのパワー分割比はｘ：
（１−ｘ）である。すなわち、出力ファイバ６２上のパ
ワーはＳ１＋Ｓ２の（１−ｘ）倍であり、出力ファイバ
６３上のパワーはＳ１＋Ｓ２のｘ倍である。ファイバフ
ィルタ６４および６５は、それぞれ、Ｓ２およびＳ１を
含む通過帯域と、Ｓ１およびＳ２を含む禁止帯域を有す
る。従って、ファイバ６６および６７における放射は、
それぞれ、Ｓ２の（１−ｘ）倍およびＳ１のｘ倍とな
り、結合された信号の波長分離は容易かつ安価に実現さ
れる。さらにもう１つの実施例の概略を図７に示す。Ｗ
ＤＭ７０は入力ファイバ７１から入力Ｓ１＋Ｓ２（ほと
んど上記と同様の特性を有する）を受信する。従来のＷ
ＤＭは完全に波長分離作用を実行せず、一般に低コスト
のＷＤＭは高コストのＷＤＭよりもその作用の実行が良
くない。従って、出力ファイバ７２および７３には、そ
れぞれ、Ｓ２＋δＳ１およびＳ１＋δＳ２が現れる。た
だし、記号δは、それに続く信号の比較的小部分を表
す。ファイバフィルタ７４および７５は、それぞれ、Ｓ
２およびＳ１に通過帯域を有し、Ｓ１およびＳ２に禁止
帯域を有する。こうして、ファイバ７６および７７にお
ける信号は、それぞれ、ほぼ純粋なＳ２およびＳ１とな
り、ほぼ純粋なスペクトルが比較的低コストで得られ
る。
ることにより、それ自体ではシステムと両立可能な性能
特性を有していないような部品の使用が可能となる。そ
の具体例の概略を図６に示す。光パワースプリッタ６０
は、入力ファイバ６１から２つの信号（Ｓ１およびＳ
２）を受信する。これらの信号は、波長が約５０ｎｍ以
上離れている。パワースプリッタのパワー分割比はｘ：
（１−ｘ）である。すなわち、出力ファイバ６２上のパ
ワーはＳ１＋Ｓ２の（１−ｘ）倍であり、出力ファイバ
６３上のパワーはＳ１＋Ｓ２のｘ倍である。ファイバフ
ィルタ６４および６５は、それぞれ、Ｓ２およびＳ１を
含む通過帯域と、Ｓ１およびＳ２を含む禁止帯域を有す
る。従って、ファイバ６６および６７における放射は、
それぞれ、Ｓ２の（１−ｘ）倍およびＳ１のｘ倍とな
り、結合された信号の波長分離は容易かつ安価に実現さ
れる。さらにもう１つの実施例の概略を図７に示す。Ｗ
ＤＭ７０は入力ファイバ７１から入力Ｓ１＋Ｓ２（ほと
んど上記と同様の特性を有する）を受信する。従来のＷ
ＤＭは完全に波長分離作用を実行せず、一般に低コスト
のＷＤＭは高コストのＷＤＭよりもその作用の実行が良
くない。従って、出力ファイバ７２および７３には、そ
れぞれ、Ｓ２＋δＳ１およびＳ１＋δＳ２が現れる。た
だし、記号δは、それに続く信号の比較的小部分を表
す。ファイバフィルタ７４および７５は、それぞれ、Ｓ
２およびＳ１に通過帯域を有し、Ｓ１およびＳ２に禁止
帯域を有する。こうして、ファイバ７６および７７にお
ける信号は、それぞれ、ほぼ純粋なＳ２およびＳ１とな
り、ほぼ純粋なスペクトルが比較的低コストで得られ
る。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、簡
便で低コストのファイバフィルタが利用可能になること
により、システムのコストも低くなるとともに、以前に
は費用効率が良くないために利用可能でなかった機能を
提供する光ファイバ通信システムが実現される。
便で低コストのファイバフィルタが利用可能になること
により、システムのコストも低くなるとともに、以前に
は費用効率が良くないために利用可能でなかった機能を
提供する光ファイバ通信システムが実現される。
【図１】実施例のファイバフィルタで測定した屈折率プ
ロファイルの図である。
ロファイルの図である。
【図２】図１のファイバフィルタで、ほぼ直線上のファ
イバフィルタの場合の伝送スペクトルの図である。
イバフィルタの場合の伝送スペクトルの図である。
【図３】図１のファイバフィルタで、きつく巻いた（ル
ープ半径１．５インチ（３．８１ｃｍ））ファイバフィ
ルタの場合の伝送スペクトルの図である。
ープ半径１．５インチ（３．８１ｃｍ））ファイバフィ
ルタの場合の伝送スペクトルの図である。
【図４】本発明による光ファイバ通信システムの実施例
の概略図である。
の概略図である。
【図５】本発明による光ファイバ通信システムの実施例
の概略図である。
の概略図である。
【図６】ファイバフィルタの応用例の概略図である。
【図７】ファイバフィルタの応用例の概略図である。
４１ １．３μｍ送信器
４２ １．５５μｍ送信器
４３ ＷＤＭコンバイナ
４４ 伝送ファイバ
４５ ＷＤＭデマルチプレクサ
４６ １．３μｍ受信器
４７ １．５５μｍ受信器
４８ ファイバフィルタ
４９ ファイバフィルタ
５０ １．３μｍ光ファイバ通信システム
５１ ファイバフィルタ
５２ ＯＴＤＲトランシーバ
５３ ファイバフィルタ
５４ モニタ放射吸収器
６０ 光パワースプリッタ
６１ 入力ファイバ
６２ 出力ファイバ
６３ 出力ファイバ
６４ ファイバフィルタ
６５ ファイバフィルタ
６６ ファイバ
６７ ファイバ
７０ ＷＤＭ
７１ 入力ファイバ
７２ 出力ファイバ
７３ 出力ファイバ
７４ ファイバフィルタ
７５ ファイバフィルタ
７６ ファイバ
７７ ファイバ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｂ 10/08 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｇ
10/22 Ｋ
10/24
(72)発明者 ウィリアム アルフレッド リード
アメリカ合衆国，07901 ニュージャー
ジー，サミット，ブラックバーン ロー
ド 143
(72)発明者 ケネス リー ウォーカー
アメリカ合衆国，07974 ニュージャー
ジー，ニュー プロヴィデンス，セント
ラル アヴェニュー 1003
(72)発明者 イアン アーサー ホワイト
アメリカ合衆国，30338 ジョージア,
ダンウッディー，マンハセット プレイ
ス 1730
(56)参考文献 特開 平７−38531（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−174928（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−61079（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−101108（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−186702（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/00 - 6/02
G02B 6/10 - 6/22
G02B 6/28 - 6/293
H04B 10/00 - 10/28
H04J 14/00 - 14/08
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (8)
- 【請求項１】 第１波長λ１の第１電磁放射源（４１）
と、第１波長の電磁放射を利用する第１利用手段（４
６）と、第１電磁放射源と第１利用手段を接続する第１
光ファイバ伝送路（４４，４８）と、 第２波長λ２の第２電磁放射源（４２）と、第２波長の
電磁放射を利用する第２利用手段（４７）と、第２電磁
放射源と第２利用手段を接続し、第１光ファイバ伝送路
の第１部分を含む第２光ファイバ伝送路（４４，４９）
と、 第１光ファイバ伝送路に配置され、第１光ファイバ伝送
路の第２部分から第２波長の電磁放射をほとんど排除す
る光フィルタ（４８）とからなる光ファイバ通信システ
ム（４０）において、 前記光フィルタは、軸方向にほぼ一様な、長さＬの光フ
ァイバからなり、前記光ファイバは、コアと、コアを接触包囲するデプレ
スドクラッドと、デプレスドクラッドを接触包囲する外
部クラッドと、からなり、 第１波長λ １ が約１．３μｍ、第２波長λ ２ は約１．５
５μｍであり、 前記光ファイバは、第１波長λ １ の電磁放射をほとんど
無損失で伝送し、第２波長λ ２ における導波放射モード
を伝搬させず、 前記光ファイバのコア径は４．０〜９．０μｍ、デプレ
スドクラッドの外径は前記コア径の２〜４倍の範囲にあ
り、前記コアの屈折率をｎ １ 、前記デプレスドクラッド
の屈折率をｎ ２ 、外部クラッドの屈折率をｎ ０ として、
Δ ＋ ＝（ｎ １ −ｎ ０ ）／ｎ １ 、Δ − ＝（ｎ ２ −ｎ ０ ）／
ｎ ２ の場合、Δ ＋ は０．２０〜０．６％、Δ − は−０．
１〜−０．６％の範囲にある ことを特徴とする光ファイ
バ通信システム。 - 【請求項２】 外部クラッドの少なくとも一部は第２波
長の放射を吸収するように選択されることを特徴とする
請求項１のシステム。 - 【請求項３】 前記コアは、第１波長の放射をほとんど
吸収せず第２波長の放射を吸収するドーパント種を含
み、 前記長さＬの光ファイバは、λ１における損失が１ｄＢ
より小さく、λ２における損失が２０ｄＢより大きいこ
とを特徴とする請求項１のシステム。 - 【請求項４】 システムモニタ手段をさらに有し、 第１波長の放射は信号用の放射であり、第２波長の放射
はシステムモニタ用の放射であることを特徴とする請求
項１のシステム。 - 【請求項５】 前記システムモニタ手段は光時間領域反
射測定手段であることを特徴とする請求項４のシステ
ム。 - 【請求項６】 第１波長の放射と第２波長の放射がいず
れも信号用の放射であることを特徴とする請求項１のシ
ステム。 - 【請求項７】 第１光ファイバ伝送路の前記第１部分に
おいて信号用の放射の一方向伝送が可能であることを特
徴とする請求項６システム。 - 【請求項８】 第１光ファイバ伝送路の前記第１部分に
おいて信号用の放射の双方向伝送が可能であることを特
徴とする請求項６のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/654,499 US5673342A (en) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | Communication system comprising a low cost optical filter |
| US654499 | 1996-05-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062646A JPH1062646A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3504823B2 true JP3504823B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=24625127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11553497A Expired - Fee Related JP3504823B2 (ja) | 1996-05-28 | 1997-05-06 | 光ファイバ通信システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5673342A (ja) |
| EP (1) | EP0810749B1 (ja) |
| JP (1) | JP3504823B2 (ja) |
| DE (1) | DE69731252T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3346233B2 (ja) * | 1997-08-18 | 2002-11-18 | ケイディーディーアイ株式会社 | 光伝送線路監視装置 |
| US6038357A (en) * | 1998-02-03 | 2000-03-14 | E-Tek Dynamics, Inc | PDM-WDM for fiberoptic communication networks |
| US6631028B1 (en) * | 1998-03-24 | 2003-10-07 | Xtera Communications, Inc. | Broadband amplifier and communication system |
| US6388782B1 (en) | 1998-06-01 | 2002-05-14 | Sarnoff Corporation | Multi-wavelength dense wavelength division multiplexed optical switching systems |
| US6014237A (en) * | 1998-06-01 | 2000-01-11 | Sarnoff Corporation | Multiwavelength mode-locked dense wavelength division multiplexed optical communication systems |
| US20010024542A1 (en) * | 1998-06-09 | 2001-09-27 | Stefano Aina | Method and device for dropping optical channels in an optical transmission system |
| US6192058B1 (en) | 1998-09-18 | 2001-02-20 | Sarnoff Corporation | Multiwavelength actively mode-locked external cavity semiconductor laser |
| JP2003511736A (ja) * | 1999-10-12 | 2003-03-25 | コーニング・インコーポレーテッド | より長い波長に最適化された光ファイバ導波路 |
| US6603909B2 (en) | 2000-11-21 | 2003-08-05 | 3M Innovative Properties Company | Laser pigtail fiber with inherent attenuation characteristic |
| US6563995B2 (en) | 2001-04-02 | 2003-05-13 | Lightwave Electronics | Optical wavelength filtering apparatus with depressed-index claddings |
| US6574406B2 (en) * | 2001-09-11 | 2003-06-03 | Corning Incorporated | Selectively absorbing optical fibers for optical amplifiers |
| US6600594B1 (en) | 2002-02-21 | 2003-07-29 | Lightech Fiberoptics, Inc. | Intelligent variable optical attenuator with controller and attenuation calibration |
| US6970631B2 (en) | 2002-06-05 | 2005-11-29 | Lightwave Electronics | Suppression of cladding mode loss in fiber amplifiers with distributed suppression of amplified spontaneous emission (ASE) |
| US6995900B2 (en) * | 2003-01-21 | 2006-02-07 | Jds Uniphase Corporation | Method of making a short-pass fiber with controlled cut-off wavelength |
| US6909538B2 (en) * | 2002-03-08 | 2005-06-21 | Lightwave Electronics | Fiber amplifiers with depressed cladding and their uses in Er-doped fiber amplifiers for the S-band |
| US7171081B1 (en) | 2002-03-14 | 2007-01-30 | Lightech Fiberoptics, Inc. | Plug-in coupler to convert the transceiver (transmitter/receiver, tx/rx) transmission into a bi-directional fiber |
| FR2844051B1 (fr) * | 2002-08-30 | 2004-11-12 | Nexans | Systeme pour le controle par reflectometrie dans le domaine temporel (otdr) d'un reseau optique |
| US7336877B2 (en) * | 2004-08-31 | 2008-02-26 | Corning Incorporated | Broadband optical fiber |
| JP4303710B2 (ja) * | 2005-07-15 | 2009-07-29 | 富士通株式会社 | 光伝送装置 |
| CN103548287A (zh) * | 2011-03-21 | 2014-01-29 | 瑞典爱立信有限公司 | 波分复用光网络的监管 |
Family Cites Families (9)
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|---|---|---|---|---|
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| DE3232793A1 (de) * | 1982-09-03 | 1984-03-08 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Optisches koppelglied |
| US4621929A (en) * | 1983-10-12 | 1986-11-11 | Luxtron Corporation | Fiber optic thermal anemometer |
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| GB9026898D0 (en) * | 1990-12-11 | 1991-01-30 | British Telecomm | Optical communications system |
| US5475780A (en) * | 1993-06-17 | 1995-12-12 | At&T Corp. | Optical waveguiding component comprising a band-pass filter |
| US5606434A (en) * | 1994-06-30 | 1997-02-25 | University Of North Carolina | Achromatic optical system including diffractive optical element |
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-
1996
- 1996-05-28 US US08/654,499 patent/US5673342A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-05-06 JP JP11553497A patent/JP3504823B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-19 EP EP97303401A patent/EP0810749B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-19 DE DE69731252T patent/DE69731252T2/de not_active Expired - Lifetime
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| EP0810749B1 (en) | 2004-10-20 |
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|---|---|---|---|
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