JP4034138B2

JP4034138B2 - 分散補償ファイバモジュール

Info

Publication number: JP4034138B2
Application number: JP2002208222A
Authority: JP
Inventors: 龍次鈴木; 正砂清水; 和彦愛川; 真一中山; 邦治姫野
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: JP2004053733A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散補償ファイバを小型リールに巻き込んでモジュール化した分散補償ファイバモジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光伝送路の波長分散を補償するために、分散補償ファイバモジュールを光伝送路に挿入することが行われている。
この分散補償ファイバモジュールは、分散補償ファイバが小型のリールに巻き込まれてコイル状にされ、このコイル状の分散補償ファイバがケース内に収納された構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
分散補償ファイバモジュールは既設の伝送機器内に収納されるため、より小型で、より分散補償量を増加することが望まれている。したがって、使用する分散補償ファイバの巻き込み条長が変化しても、その収納性を考慮して、ケースの大きさはあまり異ならないことが多い。そのため、分散補償ファイバを巻き込むためのリールのサイズも同じ場合が多い。
【０００４】
分散補償ファイバモジュールの分散補償量を増加するためには、以下に示すようないくつかの方法が挙げられる。
まず、分散補償ファイバモジュールのケースの大きさを大きくして、巻き込むことができる分散補償ファイバの巻き込み条長を長くする方法が挙げられるが、伝送機器内の収納スペースが限られているため、ケースを大きくすることはできない。
次に、リールの胴部の外径を小さくして、巻き込む分散補償ファイバの巻き込み条長を長くする方法が挙げられるが、分散補償ファイバの曲げ損失が生じ、分散補償ファイバモジュールの損失が増加してしまう。
次に、分散補償ファイバをリールに巻き込む際に、高張力で隙間無く巻き込む方法が挙げられるが、分散補償ファイバに側圧がかかり、偏波モード分散（ＰＭＤ）の劣化や、損失の増加を引き起こしてしまう。
【０００５】
分散補償ファイバモジュールの分散補償量を増加するためには、上記のような方法が挙げられるが、それぞれ欠点がある。分散補償ファイバモジュールの光学特性を劣化させずに分散補償量を増加するには、リール形状を変更して分散補償ファイバの巻き込み条長を長くすることが効果的である。分散補償ファイバモジュール内に、より多くの分散補償ファイバを巻き込むためには、ケース内に収納されるリールはできるだけ大きいことが望まれる。
【０００６】
ここで、図３は、従来の分散補償ファイバモジュールで用いられるリールを示す概略構成図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図である。
このリール１０は、円筒状の胴部１と、この胴部１の両端部に接合された２つの鍔部２、２と、一方の鍔部２の表面に突設された余長収納部３と、この余長収納部３の近傍で、鍔部２に設けられた開口部４とから概略構成されている。
従来、図３に示すように、分散補償ファイバモジュールにおいて、分散補償ファイバの巻き始めの端部を収納する部分、すなわち余長収納部３が、リール１０の鍔部２の表面に突設されていたので、余長収納部３の厚み分だけ、リール１０の胴部１の長さが短くなってしまい、分散補償ファイバの巻き込み条長が短くなっていた。
また、従来、２種類以上の分散補償ファイバを組み合わせた分散補償ファイバモジュールを作製する場合には、分散補償ファイバ同士の接続部をリールに巻き込む必要があった。そこで、分散補償ファイバ同士の接続部に十分な強度を持たせるためには、高強度接続が必要であった。しかし、分散補償ファイバは融着接続する際に加熱時間を長くすると、接続損失が大きくなるという問題があった。さらに、分散補償ファイバを融着接続すると、波長損失依存性が生じ、長波長側で損失が大きくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、分散補償ファイバの損失を増大することなく、より多くの分散補償ファイバを巻き込むことが可能なリール構造を備えた分散補償ファイバモジュールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、ケースと、該ケース内に収納され、円筒状の胴部および該胴部の両端部に接合された２つの鍔部よりなるリールと、該リールに巻き込められた２種類以上の分散補償ファイバとを備えた分散補償ファイバモジュールにおいて、前記２つの鍔部の一方に開口部が２箇所以上設けられ、前記鍔部の外面に１の開口部からこれに隣接する開口部にかけて溝部が設けられ、前記２種類以上の分散補償ファイバのうち１の分散補償ファイバの巻き始め端部が、前記溝部および該溝部の両端を挟む２つの開口部を通り、前記２つの鍔部の間に口出しされており、前記２種類以上の分散補償ファイバが前記溝部内で接続され、これら分散補償ファイバの接続部が前記溝部内に収納、固定されている分散補償ファイバモジュールによって解決できる。
前記溝部の深さが０．２ｍｍ〜１ｍｍ、前記溝部の幅が１５ｍｍ〜５０ｍｍであることが好ましい。
上記分散補償ファイバモジュールにおいて、前記リールの胴部の外径は５０ｍｍ〜１５０ｍｍであり、該胴部にファイバが１ｋｍ以上の長さで下巻きされ、該下巻きされたファイバの上に分散補償ファイバが巻き込められたことが好ましい。
上記分散補償ファイバモジュールにおいて、２種類以上の分散補償ファイバが前記溝部内で接続されていることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１および図２を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の分散補償ファイバモジュールの一実施形態を示し、分散補償ファイバモジュールの一部を示す概略構成図である。図２は、本発明の分散補償ファイバモジュールで用いられるリールの一例を示す概略構成図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図である。
図中、符号２０は分散補償ファイバが巻き付けられるリールを示し、符号１１はリール２０を構成する円筒状の胴部を示し、符号１２はリール２０を構成する円環状の鍔部を示し、符号１４は鍔部１２に設けられた第１の開口部を示し、符号１５は鍔部１２に設けられた第２の開口部を示し、符号１６は鍔部１２に設けられた溝部を示し、符号３０は外径２５０μｍの分散補償ファイバを示す。
この実施形態の分散補償ファイバモジュールは、図示略の直方体状のケースと、このケースに収納されたリール２０と、このリール２０に巻き込められた分散補償ファイバ３０とから概略構成されており、分散補償ファイバ３０の巻き始め端部３０ａが、リール２０の溝部１６と、第１の開口部１４および第２の開口部１５を通り、２つの鍔部１２、１２の間で、一方の鍔部１２の近傍に口出しされた構造となっている。
【００１０】
リール２０は、円筒状の胴部１１と、この胴部１１の両端部に接合された２つの円環状の鍔部１２、１２とから概略構成されている。また、２つの鍔部１２、１２のうち一方には、第１の開口部１４および第２の開口部１５が設けられている。さらに、鍔部１２の外面、すなわち胴部１１と接合されていない側の面１２ａには、第１の開口部１４から第２の開口部１５にかけて溝部１６が設けられている。
【００１１】
リール２０において、胴部１１の外径は５０ｍｍ〜１５０ｍｍが好ましく、実用的には６０ｍｍ〜１００ｍｍ程度が好ましい。
胴部１１の外径が１５０ｍｍを超えると、これに巻き付けられる分散補償ファイバ３０の巻き込み条長が短くなってしまい、分散補償量が少なくなってしまう。一方、胴部１１の外径が５０ｍｍより小さいと、分散補償ファイバ３０に曲げ損失が生じることがある。
また、胴部１１の長さはケースに収納可能な範囲で出来る限り大きいことが好ましく、ケースの大きさに応じて適宜決定される。
【００１２】
また、リール２０において、鍔部１２の外径は、胴部１１の外径および胴部１１に巻き付けられる分散補償ファイバ３０の巻き込み条長に応じて、適宜決定される。また、鍔部１２の内径は、胴部１１の内径と等しくなっており、鍔部１２の内壁面と胴部１１の内壁面とは連通している。さらに、鍔部１２の厚さは、後述の溝部１６が形成可能な範囲で出来る限り薄いことが好ましく、実用的には１ｍｍ〜２ｍｍ程度である。
【００１３】
さらに、リール２０において、第１の開口部１４および第２の開口部１５は、胴部１１の外周面から鍔部１２の外周近傍にかけて長方形状に形成されており、かつ、胴部１１の長手方向と平行な方向に鍔部１２を貫通するように形成されている。また、第１の開口部１４および第２の開口部１５の大きさは、鍔部１２の外径と胴部１１の外径によるが、幅は５ｍｍ〜１５ｍｍ程度であることが望ましい。第１の開口部１４および第２の開口部１５の大きさが小さ過ぎると、分散補償ファイバ３０を挿通した際に、この分散補償ファイバ３０に急激な曲げが生じ、曲げ損失を生じることがある。
なお、この実施形態では、第１の開口部１４および第２の開口部１５の形状を長方形状としたが、本発明では、これに限定されるものではなく、円形状、楕円形状、矩形状などであってもよい。さらに、この実施形態では、開口部を２つ設けた例を示したが、本発明では、開口部がリール２０を構成する２つの鍔部１２、１２の一方に３箇所以上設けられていてもよい。
【００１４】
そして、リール２０において、溝部１６は、深さ０．２ｍｍ〜１ｍｍ、幅１ｍｍ以上であることが好ましく、深さ０．５ｍｍ〜１ｍｍ、幅２０ｍｍ〜４０ｍｍであればより好ましい。
溝部１６の深さが０．２ｍｍ未満では、２種類の分散補償ファイバを巻き込んだ際の接続部分が、溝部１６内に収納されず、鍔部１２の外方に突出する。したがって、分散補償ファイバ３０の突出分だけ胴部１１の長さを短くしなければならず、結果として分散補償ファイバ３０の巻き込み条長が短くなる。一方、溝部１６の深さが１ｍｍを超えると、鍔部１２の厚さが厚くなるため、胴部１１の長さを短くしなければならず、結果として分散補償ファイバ３０の巻き込み条長が短くなる。
【００１５】
この実施形態の分散補償ファイバモジュールでは、リール２０を用いて、分散補償ファイバ３０の巻き始め端部３０ａが、リール２０の溝部１６と、第１の開口部１４および第２の開口部１５に通され、リール２０の２つの鍔部１２、１２の間に口出しされているから、分散補償ファイバ３０の余長部分である巻き始め端部３０ａを収納するために、鍔部１２の表面に余長収納部を突設する必要がない。したがって、限られた寸法のケース内にリール２０を収納するために、胴部１１の長さを短くする必要がないから、リール２０に巻き付けられる分散補償ファイバ３０の巻き込み条長を従来よりも長くすることが可能となる。その結果として、分散補償量の増加した分散補償ファイバモジュールを得ることができる。また、上述のように、リール２０を形成することにより、分散補償ファイバ３０の損失を増加することなく、その巻き込み条長を従来よりも長くすることができる。さらに、リール２０の２つの鍔部１２、１２の間から分散補償ファイバ３０を口出しすることができるから、従来のように、分散補償ファイバ３０を保護チューブに挿通して、保護する必要もない。
【００１６】
また、この実施形態の分散補償ファイバモジュールでは、リール２０の胴部１１に、分散補償とは関係のない光ファイバなどからなる下巻き用ファイバ（図示略）を長さ１ｋｍ以上、下巻きし、この下巻き用ファイバの上に分散補償ファイバ３０を巻き込んだ構造とすることもできる。
このように、この下巻き用ファイバの上に分散補償ファイバ３０を巻き込めば、分散補償ファイバ３０をリール２０の胴部１１に巻き付ける際の曲率が小さくなり、分散補償ファイバ３０の曲げ損失が増加するのを防止できる。
【００１７】
そして、この実施形態の分散補償ファイバモジュールでは、リール２０に巻き込められた２種類以上の分散補償ファイバの接続部を、溝部１６内に収納した構造とすることもできる。
ここで、分散補償ファイバを融着する際に加熱するほど接続損失が大きくなる性質がある。
したがって、このようにすれば、分散補償ファイバ同士を接続する際に、高強度接続することなく、最適の接続条件で接続することができる。したがって、接続損失を増加することなく、分散補償ファイバを接続することができる。
【００１８】
以下、図１〜３を用いて具体的な実施例を示して、本発明の効果を明らかにする。なお、実施例１〜４では図１および２を参照し、比較例１〜３では図３を参照して説明する。
【００１９】
（実施例１）
大きさ２３８ｍｍ×２２４ｍｍ×４４．５ｍｍの直方体状のケースを用意した。
リール２０としては、外径９５ｍｍ、長さ３８ｍｍの胴部１１と、外径２００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの鍔部１２とからなるものを用いた。また、第１の開口部１４および第２の開口部１５の大きさを１７ｍｍ×５４ｍｍとし、溝部１６の深さを０．５ｍｍとした。
下巻き用ファイバの外径および分散補償ファイバ３０の外径は２５０μｍであった。
まず、リール２０に下巻き用ファイバを１０ｋｍ下巻きした後、この下巻き用ファイバの上に分散補償ファイバ３０を２．９ｋｍ巻き込んだ。なお、分散補償ファイバ３０の巻き込みを、鍔部１２の表面からの距離が２ｍｍのところまでとした。次いで、分散補償ファイバ３０の巻き込みが終了した後、第１の開口部１４から出ている分散補償ファイバ３０の巻き始め端部３０ａを溝部１６、第２の開口部１５を通し、リール２０の２つの鍔部１２、１２の間から分散補償ファイバ３０の口出しを行った。次いで、上記のケースの中に、分散補償ファイバ３０が巻き込まれたリール２０を収納し、分散補償ファイバモジュールを得た。
同様にまた、下巻きファイバを巻かず、１２．９ｋｍの分散補償ファイバを巻き込み、分散補償ファイバモジュールを作製した。
【００２０】
（実施例２）
リール２０として、外径８０ｍｍの胴部１１を有するものを用い、このリール２０に１４．０ｋｍの分散補償ファイバ３０を巻き込んだ以外は実施例１と同様にして、分散補償ファイバモジュールを作製した。
（実施例３）
リール２０として、外径６０ｍｍの胴部１１を有するものを用い、このリール２０に１５．３ｋｍの分散補償ファイバ３０を巻き込んだ以外は実施例１と同様にして、分散補償ファイバモジュールを作製した。
【００２１】
（実施例４）
大きさ２３８ｍｍ×２２４ｍｍ×４４．５ｍｍの直方体状のケースを用意した。
リール２０としては、実施例１と同様のものを用いた。
外径２５０μｍの２種類の分散補償ファイバを用意した。
まず、リール２０に１の分散補償ファイバを巻き込み、その一方の端部を第１の開口部１４に通し、溝部１６内に配した。次いで、２の分散補償ファイバの端部を第２の開口部１５に通し、溝部１６付近に配した。次いで、１の分散補償ファイバの端部と、２の分散補償ファイバの端部を融着、接続した後、これらの接続部を補強スリーブで保護した。この２本の分散補償ファイバの接続時には、接続損失が小さくなるように、接続条件を最適化した。次いで、分散補償ファイバの接続部を溝部１６内に収納、固定した。次いで、２の分散補償ファイバをリール２０の胴部１１に巻き込んだ。次いで、２の分散補償ファイバの巻き込みが終了した後、第１の開口部１４から出ている１の分散補償ファイバの巻き始め端部を溝部１６、第２の開口部１５を通し、リール２０の２つの鍔部１２、１２の間から１の分散補償ファイバの口出しを行った。次いで、上記のケースの中に、分散補償ファイバ３０が巻き込まれたリール２０を収納し、分散補償ファイバモジュールを得た。
【００２２】
（比較例１）
大きさ２３８ｍｍ×２２４ｍｍ×４４．５ｍｍの直方体状のケースを用意した。
リール１０としては、外径９５ｍｍ、長さ３６ｍｍの胴部１と、外径２００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの鍔部２とからなるものを用いた。また、余長収納部３の外径を９９ｍｍ、厚さを２ｍｍとし、開口部４の大きさを１７ｍｍ×９ｍｍとした。
ここでは、外径２５０μｍの分散補償ファイバを用いた。
まず、巻き始め端部を鍔部１２、１２の間から開口部４を通し、余長収納部３に収納した。その後、分散補償ファイバをリール１０の胴部１に１２．２ｋｍ巻き込んだ。なお、分散補償ファイバの巻き込みを、鍔部１２の表面からの距離が２ｍｍのところまでとした。次に、余長収納部３のファイバの一部を取り出し、保護チューブに挿通した後、鍔部を越えて鍔部１２、１２の間から口出しを行った。
上記のケースの中に、分散補償ファイバが巻き込まれたリール１０を収納し、分散補償ファイバモジュールを得た。
【００２３】
（比較例２）
リール１０として、外径８０ｍｍの胴部１を有するものを用い、このリール１０に１３．３ｋｍの分散補償ファイバを巻き込んだ以外は比較例１と同様にして、分散補償ファイバモジュールを作製した。
（比較例３）
リール１０として、外径６０ｍｍの胴部１を有するものを用い、このリール１０に１４．５ｋｍの分散補償ファイバを巻き込んだ以外は比較例１と同様にして、分散補償ファイバモジュールを作製した。
【００２４】
（比較例４）
大きさ２３８ｍｍ×２２４ｍｍ×４４．５ｍｍの直方体状のケースを用意した。
リール１０としては、比較例１と同様のものを用いた。
外径２５０μｍの２種類の分散補償ファイバを用意した。
まず、１の分散補償ファイバの巻き始め端部を鍔部１２、１２の間から開口部４を通し、余長収納部３に収納し、リール１０に巻き込んだ。１の分散補償ファイバの巻き終わり端部と、２の分散補償ファイバの巻き始め端部とを高強度接続し、融着した。リールに巻き込むため、接続部分を補強するため、樹脂でコーティングした。その後、２の分散補償ファイバを既に１の分散補償ファイバが巻き込まれたリールの上から巻き込んだ。次いで、上記のケースの中に、分散補償ファイバが巻き込まれたリール１０を収納し、分散補償ファイバモジュールを得た。
【００２５】
表１に、実施例１〜３および比較例１〜３の分散補償ファイバモジュールにおける、分散補償ファイバの巻き込み条長の比較を示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
表１の結果から、実施例１〜３の分散補償ファイバモジュールでは、リールの胴部の外径の等しい比較例１〜３の分散補償ファイバモジュールよりも、０．７ｋｍ以上長く分散補償ファイバを巻き込むことができた。
【００２８】
次に、表２に、必要とされる分散補償量が−１１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散補償ファイバモジュールを製作した場合に、使用した分散補償ファイバの単位長さあたりの分散量と、分散補償ファイバの巻き込み条長の関係を示す。
【００２９】
【表２】

【００３０】
表１および表２の結果から、胴部の外径９５ｍｍの比較例のリールでは、平均−９５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散量を有する分散補償ファイバを使用しなければならないが、同じ胴径の実施例のリールでは平均−９０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散量を有する分散補償ファイバを使用することができ、製造時の歩留まりがよくなることが確認された。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の分散補償ファイバモジュールによれば、同サイズのケースを使用する場合、分散補償ファイバの巻き始め端部の余長収納部が不必要となるため、リールの長さを大きくすることができ、分散補償ファイバの巻き込み条長を増加することができる。また、分散補償ファイバの巻き込み条長を増加することができるので、製造時に生じる単位長さあたりの分散量のばらつきを抑制することができ、製造時の歩留まりが向上する。さらに、下巻きファイバの有無にかかわらず、リールの鍔部の間から分散補償ファイバの口出しをすることができる。そのため、分散補償ファイバを保護チューブへ挿通する作業が不要となる上に、断線による故障発生を低減することが可能となる。そして、２種類以上の分散補償ファイバを巻き込んだ場合、これらの接続部分を鍔部に設けられた溝部に収納することができるから、２種類以上の分散補償ファイバを高強度接続することなく、最適の接続条件で接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分散補償ファイバモジュールの一実施形態を示し、分散補償ファイバの一部を示す概略構成図である。
【図２】本発明の分散補償ファイバモジュールで用いられるリールの一例を示す概略構成図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図である。
【図３】従来の分散補償ファイバモジュールで用いられるリールを示す概略構成図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１１・・・胴部、１２・・・鍔部、１４・・・第１の開口部、１５・・・第２の開口部、１６・・・溝部、２０・・・リール、３０・・・分散補償ファイバ、３０ａ・・・巻き始め端部

Claims

ケースと、該ケース内に収納され、円筒状の胴部および該胴部の両端部に接合された２つの鍔部よりなるリールと、該リールに巻き込められた２種類以上の分散補償ファイバとを備えた分散補償ファイバモジュールにおいて、
前記２つの鍔部の一方に開口部が２箇所以上設けられ、前記鍔部の外面に１の開口部からこれに隣接する開口部にかけて溝部が設けられ、
前記２種類以上の分散補償ファイバのうち１の分散補償ファイバの巻き始め端部が、前記溝部および該溝部の両端を挟む２つの開口部を通り、前記２つの鍔部の間に口出しされており、前記２種類以上の分散補償ファイバが前記溝部内で接続され、これら分散補償ファイバの接続部が前記溝部内に収納、固定されていることを特徴とする分散補償ファイバモジュール。
前記溝部の深さが０．２ｍｍ〜１ｍｍ、前記溝部の幅が１５ｍｍ〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の分散補償ファイバモジュール。
請求項１または２記載の分散補償ファイバモジュールにおいて、
前記リールの胴部の外径は５０ｍｍから１５０ｍｍであり、該胴部にファイバが１ｋｍ以上の長さで下巻きされ、該下巻きされたファイバの上に分散補償ファイバが巻き込められたことを特徴とする分散補償ファイバモジュール。