JP4206623B2 - Negative dispersion optical fiber and optical transmission line - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号光波長帯域において波長分散が正である正分散光ファイバとともに用いられ該正分散光ファイバの波長分散を補償する負分散光ファイバ、および、これらの正分散光ファイバと負分散光ファイバとが接続された光伝送路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送システムは、光ファイバからなる光伝送路に信号光を伝送させて長距離・大容量の通信を行うものである。一般に光伝送路として用いられる石英系光ファイバの伝送損失は波長１．５５μｍ付近で最小となる。また、波長１．５５μｍ付近の信号光を光増幅することができるＥｒ元素添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ: Erbium-Doped Fiber Amplifier）が実用化されている。そこで、信号光の波長帯域としてＣバンド（波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ）が主に用いられている。また、近年では、波長１．５８μｍ付近の信号光を光増幅することができるＥＤＦＡも開発されたことから、Ｌバンド（波長帯域１５７０ｎｍ〜１６１０ｎｍ）も用いられるようになってきている。また、更なる大容量伝送を図る為に、Ｓバンド（波長帯域１４５０ｎｍ〜１５３０ｎｍ）をも用いることが検討されている。
【０００３】
また、波長多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）光伝送システムは、Ｓバンド、ＣバンドまたはＬバンドに含まれる多波長の信号光を波長多重して光伝送するものであり、大容量の情報を伝送することができる。ＷＤＭ光伝送システムでは、更なる大容量化が求められており、このことより、光伝送路の全体の波長分散の絶対値が広い波長帯域で小さいことが要求されている。
【０００４】
しかし、光伝送路として通常用いられる光ファイバは、Ｓバンド、ＣバンドおよびＬバンドにおいて、波長分散が正であり、また、分散スロープも正である。例えば、波長１．３μｍ付近に零分散波長を有する標準的なシングルモード光ファイバは、波長１．５５μｍにおける波長分散が＋１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜＋２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度である。また、波長１．５５μｍ付近に零分散波長を有する非零分散シフト光ファイバは、波長１．５５μｍにおける波長分散が＋２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ〜＋１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度である。これらシングルモード光ファイバおよび非零分散シフト光ファイバの何れも、Ｓバンド、ＣバンドおよびＬバンドにおける分散スロープが正である。
【０００５】
このような波長分散が正である光ファイバ（以下では「正分散光ファイバ」と呼ぶ。）のみを用いて光伝送路を構成したのでは、この光伝送路の累積波長分散が大きく、これに因り信号光の波形劣化が生じるので、長距離・大容量の光伝送を行うことが困難である。そこで、波長分散が負である光ファイバ（以下では「負分散光ファイバ」と呼ぶ。）と正分散光ファイバとを接続して光伝送路を構成することで、正分散光ファイバの波長分散を負分散光ファイバにより補償して、この光伝送路の全体の波長分散の絶対値を小さくし、これに因り信号光の波形劣化を抑制して、長距離化・大容量化を図っている。
【０００６】
このような負分散光ファイバは、例えば、特開平６−１１６２０号公報、特開平８−１３６７５８号公報および特開平８−３１３７５０号公報などの各公報に開示されている他、多くの文献にも記載されている。これらの公報に記載されたものを含め、従来の負分散光ファイバは、一般に図１４に示したような屈折率プロファイルを有している。すなわち、従来の負分散光ファイバは、光軸中心を含む中心コア領域（屈折率ｎ1、外径２ａ）と、この中心コア領域を取り囲む第１クラッド領域（屈折率ｎ2、外径２ｂ）と、この第１クラッド領域を取り囲む第２クラッド領域（屈折率ｎ3）とを有しており、各屈折率の大小関係が ｎ1＞ｎ3＞ｎ2 である。
【０００７】
より具体的には、従来の負分散光ファイバは、例えば、中心コア領域の外径２ａが３．２μｍであり、第１クラッド領域の外径２ｂが８．１μｍである。また、第２クラッド領域の屈折率ｎ3を基準としたときに、中心コア領域の比屈折率差Δ1が２．１％であり、第１クラッド領域の比屈折率差Δ2が−０．３５％である。この負分散光ファイバの波長１５５０ｎｍにおける諸特性は、波長分散が−８８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが−０．１９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、実効断面積が１６．２μｍ2であり、曲げ径２０ｍｍΦでの曲げ損失が６ｄＢ／ｍであり、伝送損失が０．３９ｄＢ／ｋｍであり、また、カットオフ波長（長さ２ｍの光ファイバを半径１４０ｍｍでゆるく１回巻きつけた状態でのＬＰ11モードのカットオフ波長）が０．７４μｍである。
【０００８】
一方、正分散光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、例えば、波長分散が＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが＋０．０５７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍである。この正分散光ファイバの長さが８０ｋｍであるときに、この正分散光ファイバの波長分散を上記従来の負分散光ファイバで補償しようとすると、負分散光ファイバは１５．９ｋｍの長さが必要となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、正分散光ファイバと比べて負分散光ファイバは伝送損失が大きい。上記の例では、負分散光ファイバにより信号光は６．２ｄＢもの損失を被る。また、負分散光ファイバがモジュール化される場合には、負分散光ファイバの両端に通常の短尺の正分散光ファイバが接続され、その結果、信号光は７．２ｄＢ程度もの損失を被る。
【００１０】
また、上記の例の正分散光ファイバと負分散光ファイバとが接続されて構成される光伝送路の全体の平均波長分散特性は、図１５に示すように、波長１５４０ｎｍでは平均波長分散が０になってはいるものの、この波長から離れるに従い平均波長分散の絶対値が大きくなる。波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける平均波長分散の偏差（最大値−最小値）は０．６８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける平均波長分散の偏差は３．７０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、また、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける平均波長分散の偏差は４．１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。このように、信号光波長帯域における偏差が大きいことから、ＷＤＭ伝送の長距離化・大容量化を図るにも限界がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、信号光波長帯域において正分散光ファイバの波長分散を短尺で補償することができる負分散光ファイバ、および、この負分散光ファイバを含みＷＤＭ伝送の長距離化・大容量化を図ることができる光伝送路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る負分散光ファイバは、光軸中心を含み第１の屈折率を有する中心コア領域と、この中心コア領域を取り囲み第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する第１クラッド領域と、この第１クラッド領域を取り囲み第２の屈折率より大きい第３の屈折率を有する第２クラッド領域と、この第２クラッド領域を取り囲み第３の屈折率より小さい第４の屈折率を有する第３クラッド領域とを有し、第３の屈折率を基準としたときの中心コア領域の比屈折率差が１．８％以上３．０％以下であり、カットオフ波長が１．０μｍ以上２．０μｍ以下であり、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄが−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（より好適には−１８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）であり、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比（Ｓ／Ｄ）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下であり、実効断面積が１２μｍ2以上２５μｍ2未満（より好適には２０μｍ2未満）であることを特徴とする。或いは、本発明に係る負分散光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄが−２００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比（Ｓ／Ｄ）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
この負分散光ファイバの波長分散Ｄが小さい（符号が負で絶対値が大きい）ので、正分散光ファイバと負分散光ファイバとが接続されてなる光伝送路において、負分散光ファイバの長さ比を小さくすることができる。これにより、光伝送路の平均伝送損失を小さくすることができ、また、低コスト化を図ることができる。また、比（Ｓ／Ｄ）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下であることにより、分散スロープ補償率が６０％〜１４０％程度になり、これにより、光伝送路の全体の平均の波長分散および分散スロープそれぞれの絶対値を共に小さくすることができ、信号光波長帯域における光伝送路の全体の平均波長分散の偏差（最大値−最小値）を小さくすることができる。また、実効断面積が１２μｍ2以上であれば、従来のものと同程度以上であり、負分散光ファイバにおける非線形光学現象の発生が抑制される。実効断面積が２５μｍ2未満（より好適には２０μｍ2未満）であれば、複数のものが束ねられてケーブル化された場合や、コイル状に巻かれモジュール化された場合であっても、負分散光ファイバの損失が小さい。
【００１４】
また、本発明に係る負分散光ファイバは、比（Ｓ／Ｄ）が２．７×１０-3／ｎｍ以上４．０×１０-3／ｎｍ以下であることを特徴とする。この場合には、分散スロープ補償率が８０％〜１２０％程度になり、これにより、光伝送路の全体の平均の波長分散および分散スロープそれぞれの絶対値を共に更に小さくすることができ、信号光波長帯域における光伝送路の全体の平均波長分散の偏差を更に小さくすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る負分散光ファイバは、カットオフ波長が１．０μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とすることにより、負分散光ファイバの曲げ損失を小さくすることができる。
【００１６】
また、本発明に係る負分散光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が１．０ｄＢ／ｋｍ以下（より好適には０．７ｄＢ／ｋｍ以下）であることを特徴とする。この場合には、光伝送路の全体の平均伝送損失を小さくすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る負分散光ファイバは、(1) 光軸中心を含み第１の屈折率を有する中心コア領域と、(2) この中心コア領域を取り囲み第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する第１クラッド領域と、(3) この第１クラッド領域を取り囲み第２の屈折率より大きい第３の屈折率を有する第２クラッド領域と、(4) この第２クラッド領域を取り囲み第３の屈折率より小さい第４の屈折率を有する第３クラッド領域とを有することを特徴とする。このような屈折率プロファイルを有することにより、負分散光ファイバは前述した諸特性を有するものとすることができ、特に、カットオフ波長を長くして曲げ損失を小さくすることができる点で好適である。また、第３の屈折率を基準としたときの中心コア領域の比屈折率差が１．８％以上３．０％以下であることを特徴とすることにより、カットオフ波長を長くして曲げ損失を小さくすることができる。
【００１８】
本発明に係る光伝送路は、波長１５５０ｎｍにおいて波長分散が＋１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上＋２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり分散スロープが＋０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以上＋０．０７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下である正分散光ファイバと、上記の本発明に係る負分散光ファイバとが接続されてなることを特徴とする。この光伝送路は、信号光波長帯域において波長分散および分散スロープの双方が小さい（符号が負で絶対値が大きい）負分散光ファイバを用いて正分散光ファイバの波長分散を補償するものである。これにより、光伝送路の全体における負分散光ファイバの長さ比を小さくして、光伝送路の全体の伝送損失を小さくすることができる。また、この光伝送路は、波長分散および分散スロープの双方が補償されるので、信号光波長帯域に亘って全体の波長分散の絶対値を小さくすることができ、ＷＤＭ伝送の長距離化・大容量化を図ることができる。好適には、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、また、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が４．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（より好適には２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る光伝送路１の概略構成図である。この光伝送路１は、波長１５５０ｎｍにおいて波長分散が正である正分散光ファイバ２０と、波長１５５０ｎｍにおいて波長分散が負である本実施形態に係る負分散光ファイバ１０とが接続されたものである。一般に、正分散光ファイバ２０と比べて負分散光ファイバ１０は実効断面積が小さいので、非線形光学現象の発生を抑制する為に、信号光は正分散光ファイバ２０を伝搬した後に負分散光ファイバ１０を伝搬するのが好適である。
【００２１】
正分散光ファイバ２０は、一般に中継区間に敷設されており、波長１．３μｍ付近において波長分散が０になるシングルモード光ファイバである。すなわち、この正分散光ファイバ２０は、波長１．５５μｍにおいて波長分散Ｄ1が＋１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上＋２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、分散スロープＳ1が＋０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以上＋０．０７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下である
負分散光ファイバ１０は、正分散光ファイバ２０と融着接続されて中継区間に敷設されていてもよいし、コイル状に巻かれモジュール化されて中継器または受信器に設けられていてもよい。負分散光ファイバ１０が正分散光ファイバ２０とともに中継区間に敷設される場合には、累積伝送損失が小さくなるので好適である。また、正分散光ファイバ２０と負分散光ファイバ１０とは融着接続されているのが好適であり、この場合には、融着接続作業の際の加熱に因るモードフィールド径の拡大により接続損失が小さい。
【００２２】
この負分散光ファイバ１０は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄ2が−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（より好適には−１８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）であり、波長分散Ｄ2と分散スロープＳ2との比（Ｓ2／Ｄ2）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下であり、実効断面積が１２μｍ2以上２５μｍ2未満である。或いは、この負分散光ファイバ１０は、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄ2が−２００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長分散Ｄ2と分散スロープＳ2との比（Ｓ2／Ｄ2）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下である。
【００２３】
波長分散Ｄ2が小さい（符号が負で絶対値が大きい）ほど、光伝送路１における負分散光ファイバ１０の長さ比を小さくすることができるので、光伝送路１の平均伝送損失を小さくする上で好適であり、また、低コスト化を図る上でも好適である。また、比（Ｓ2／Ｄ2）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下であれば、分散スロープ補償率ηは６０％〜１４０％程度になる。より好適には、比（Ｓ2／Ｄ2）が２．７×１０-3／ｎｍ以上４．０×１０-3／ｎｍ以下であれば、分散スロープ補償率ηは８０％〜１２０％程度になる。なお、分散スロープ補償率η（％）は、
η＝100×(Ｓ2／Ｄ2)／(Ｓ1／Ｄ1) …(1)
なる式で定義され、その値が１００％に近いほど、光伝送路１の全体の平均の波長分散および分散スロープそれぞれの絶対値を共に小さくすることができ、信号光波長帯域における光伝送路１の全体の平均波長分散の偏差（最大値−最小値）を小さくすることができる。
【００２４】
また、負分散光ファイバ１０は、実効断面積が小さいほど曲げに強くなり、実効断面積が２５μｍ2未満であれば、複数のものが束ねられてケーブル化された場合や、コイル状に巻かれモジュール化された場合であっても、損失が小さい。また、実効断面積が１２μｍ2以上であれば、従来のものと同程度以上であり、負分散光ファイバ１０における非線形光学現象の発生が抑制される。好適には、負分散光ファイバ１０は、カットオフ波長が１．０μｍ以上２．０μｍ以下であり、このようにすることで曲げ損失を小さくすることができる。なお、カットオフ波長が信号光波長より長くても２．０μｍ以下であれば、カットオフ波長の距離依存性により、或いは、コイル状に巻かれモジュール化された場合の高次モードの損失により、実効的なカットオフ波長が短くなり、負分散光ファイバ１０は信号光波長においてシングルモードとなる。さらに、好適には、負分散光ファイバ１０は、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が１．０ｄＢ／ｋｍ以下（より好適には０．７ｄＢ／ｋｍ以下）であり、このようにすることで光伝送路１の全体の平均伝送損失を小さくすることができる。
【００２５】
この光伝送路１は、信号光波長帯域において波長分散および分散スロープの双方が小さい（符号が負で絶対値が大きい）負分散光ファイバ１０を用いて正分散光ファイバ２０の波長分散を補償するものである。これにより、光伝送路１の全体における負分散光ファイバ１０の長さ比を小さくして、光伝送路１の全体の伝送損失を小さくすることができる。また、この光伝送路１は、波長分散および分散スロープの双方が補償されるので、信号光波長帯域に亘って全体の波長分散の絶対値を小さくすることができ、ＷＤＭ伝送の長距離化・大容量化を図る上で好適である。
【００２６】
特に、この光伝送路１は、Ｓバンド（波長帯域１４５０ｎｍ〜１５３０ｎｍ）、Ｃバンド（波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ）またはＬバンド（波長帯域１５７０ｎｍ〜１６１０ｎｍ）における全体の波長分散の偏差が小さく、良好な伝送特性を得る上で好適である。好適には、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が４．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（より好適には２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）である。
【００２７】
図２は、本実施形態に係る負分散光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。本実施形態に係る負分散光ファイバは、光軸中心から順に、光軸中心を含む中心コア領域（屈折率ｎ1、外径２ａ）と、この中心コア領域を取り囲む第１クラッド領域（屈折率ｎ2、外径２ｂ）と、この第１クラッド領域を取り囲む第２クラッド領域（屈折率ｎ3、外径２ｃ）と、この第２クラッド領域を取り囲む第３クラッド領域（屈折率ｎ4、一般に外径１２５μｍ）とを有する。各領域の屈折率の大小関係は ｎ1＞ｎ2、ｎ2＜ｎ3、ｎ3＞ｎ4 である。
【００２８】
このような屈折率プロファイルを有する負分散光ファイバは、石英系ガラスをベースとして、例えば、中心コア領域および第２クラッド領域それぞれに適量のＧｅＯ2を添加し、第１クラッド領域に適量のＦ元素を添加することで実現することができる。なお、この図１で、第３クラッド領域の屈折率ｎ4を基準として、中心コア領域の比屈折率差をΔ1で示し、第１クラッド領域の比屈折率差をΔ2で示し、また、第２クラッド領域の比屈折率差をΔ3で示している。
【００２９】
本実施形態に係る負分散光ファイバ１０は、この図２に示す屈折率プロファイルを有することにより、前述した諸特性を有するものとすることができる。特に、この図２に示す屈折率プロファイルを有する負分散光ファイバ１０は、図１４に示す屈折率プロファイルを有する従来の負分散光ファイバと比較して、カットオフ波長を長くして曲げ損失を小さくすることができるので好適である。また、中心コア領域の比屈折率差Δ1が１．８％以上３．０％以下であれば、カットオフ波長を長くして曲げ損失を小さくする上で好適である。
【００３０】
次に、本実施形態に係る負分散光ファイバ１０の具体的な実施例について説明する。以下に説明する各実施例の光ファイバは何れも図２に示した屈折率プロファイルを有するものである。また、以下では、中心コア領域および第２クラッド領域それぞれの外径の比をＲａと表し、第１クラッド領域および第２クラッド領域それぞれの外径の比をＲｂと表す。すなわち、ＲａおよびＲｂそれぞれは、
Ｒａ＝ａ／ｃ …(2a)
Ｒｂ＝ｂ／ｃ …(2b)
なる式で表される。
【００３１】
図３は、実施例の負分散光ファイバの波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。この図では、中心コア領域の比屈折率差Δ1を２．４％とし、第１クラッド領域の比屈折率差Δ2を−０．５％とし、第２クラッド領域の比屈折率差Δ3を０．２％とした。Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．４８とし、Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．５０とし、Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．５２とし、Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．５５とし、または、Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．６０とした。そして、第２クラッド領域の外径２ｃを変化させて、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Ｄ2および分散スロープＳ2それぞれの値を求め、両者の関係をグラフにした。
【００３２】
図４も、実施例の負分散光ファイバの波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。この図では、中心コア領域の比屈折率差Δ1を２．７％とし、第１クラッド領域の比屈折率差Δ2を−０．５％とし、第２クラッド領域の比屈折率差Δ3を０．３％とした。Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．４６とし、Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．５０とし、Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．５４とし、または、Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．６０とした。そして、第２クラッド領域の外径２ｃを変化させて、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Ｄ2および分散スロープＳ2それぞれの値を求め、両者の関係をグラフにした。
【００３３】
図５も、実施例の負分散光ファイバの波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。この図では、中心コア領域の比屈折率差Δ1を２．１％とし、第１クラッド領域の比屈折率差Δ2を−０．５％とし、第２クラッド領域の比屈折率差Δ3を０．２％とした。Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．４６とし、Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．５０とし、または、Ｒａ＝０．２０，Ｒｂ＝０．５４とした。そして、第２クラッド領域の外径２ｃを変化させて、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Ｄ2および分散スロープＳ2それぞれの値を求め、両者の関係をグラフにした。
【００３４】
これら図３〜図５それぞれにおけるハッチング領域は、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Ｄ2が−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であって、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Ｄ2と分散スロープＳ2との比（Ｓ2／Ｄ2）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下である範囲を示す。これらの図から判るように、図２に示す屈折率プロファイルにおける各パラメータ（Δ1，Δ2，Δ3，Ｒａ，Ｒｂ，２ｃ）の各値を適切に設計することにより、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Ｄ2を、−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下にすることができ、−１８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下にすることもでき、更には、−２００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下にすることもできる。また、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Ｄ2と分散スロープＳ2との比（Ｓ2／Ｄ2）を、２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下にすることもでき、２．７×１０-3／ｎｍ以上４．０×１０-3／ｎｍ以下にすることもできる。
【００３５】
図６は、実施例のファイバＡ〜Ｇそれぞれの諸元を纏めた図表である。ファイバＡおよびＢそれぞれは図３中に示したものであり、ファイバＣ〜Ｆそれぞれは図４中に示したものであり、ファイバＧは図５中に示したものである。
【００３６】
ファイバＡは、中心コア領域の比屈折率差Δ1が２．４％であり、第１クラッド領域の比屈折率差Δ2が−０．５％であり、第２クラッド領域の比屈折率差Δ3が０．２％であり、Ｒａが０．２０であり、Ｒｂが０．５２であり、第２クラッド領域の外径２ｃが１５．４μｍである。このファイバＡは、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄ2が−２００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープＳ2が−０．６９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、比（Ｓ2／Ｄ2）が３．５×１０-3／ｎｍであり、実効断面積が１７．５μｍ2であり、曲げ径２０ｍｍΦでの曲げ損失が４ｄＢ／ｍであり、伝送損失が０．５２ｄＢ／ｋｍであり、カットオフ波長が１．２２μｍである。
【００３７】
ファイバＢは、中心コア領域の比屈折率差Δ1が２．４％であり、第１クラッド領域の比屈折率差Δ2が−０．５％であり、第２クラッド領域の比屈折率差Δ3が０．２％であり、Ｒａが０．２０であり、Ｒｂが０．４８であり、第２クラッド領域の外径２ｃが１５．６μｍである。このファイバＢは、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄ2が−１８５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープＳ2が−０．４３ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、比（Ｓ2／Ｄ2）が２．３×１０-3／ｎｍであり、実効断面積が１７．７μｍ2であり、曲げ径２０ｍｍΦでの曲げ損失が１ｄＢ／ｍであり、伝送損失が０．５１ｄＢ／ｋｍであり、カットオフ波長が１．３０μｍである。
【００３８】
ファイバＣは、中心コア領域の比屈折率差Δ1が２．７％であり、第１クラッド領域の比屈折率差Δ2が−０．５％であり、第２クラッド領域の比屈折率差Δ3が０．３％であり、Ｒａが０．２０であり、Ｒｂが０．４６であり、第２クラッド領域の外径２ｃが１５．２μｍである。このファイバＣは、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄ2が−１８２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープＳ2が−０．３９ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、比（Ｓ2／Ｄ2）が２．１×１０-3／ｎｍであり、実効断面積が１４．８μｍ2であり、曲げ径２０ｍｍΦでの曲げ損失が０．００１ｄＢ／ｍであり、伝送損失が０．６５ｄＢ／ｋｍであり、カットオフ波長が１．７０μｍである。
【００３９】
ファイバＤは、中心コア領域の比屈折率差Δ1が２．７％であり、第１クラッド領域の比屈折率差Δ2が−０．５％であり、第２クラッド領域の比屈折率差Δ3が０．３％であり、Ｒａが０．２０であり、Ｒｂが０．５０であり、第２クラッド領域の外径２ｃが１５．０μｍである。このファイバＤは、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄ2が−１８９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープＳ2が−０．５８ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、比（Ｓ2／Ｄ2）が３．１×１０-3／ｎｍであり、実効断面積が１４．４μｍ2であり、曲げ径２０ｍｍΦでの曲げ損失が０．０１ｄＢ／ｍであり、伝送損失が０．６６ｄＢ／ｋｍであり、カットオフ波長が１．６１μｍである。
【００４０】
ファイバＥは、中心コア領域の比屈折率差Δ1が２．７％であり、第１クラッド領域の比屈折率差Δ2が−０．５％であり、第２クラッド領域の比屈折率差Δ3が０．３％であり、Ｒａが０．２０であり、Ｒｂが０．５４であり、第２クラッド領域の外径２ｃが１４．８μｍである。このファイバＥは、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄ2が−１９４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープＳ2が−０．７８ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、比（Ｓ2／Ｄ2）が４．０×１０-3／ｎｍであり、実効断面積が１４．１μｍ2であり、曲げ径２０ｍｍΦでの曲げ損失が０．０６ｄＢ／ｍであり、伝送損失が０．６７ｄＢ／ｋｍであり、カットオフ波長が１．５１μｍである。
【００４１】
ファイバＦは、中心コア領域の比屈折率差Δ1が２．７％であり、第１クラッド領域の比屈折率差Δ2が−０．５％であり、第２クラッド領域の比屈折率差Δ3が０．３％であり、Ｒａが０．２０であり、Ｒｂが０．５４であり、第２クラッド領域の外径２ｃが１４．６μｍである。このファイバＦは、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄ2が−２１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープＳ2が−０．６５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、比（Ｓ2／Ｄ2）が３．０×１０-3／ｎｍであり、実効断面積が１５．５μｍ2であり、曲げ径２０ｍｍΦでの曲げ損失が０．２ｄＢ／ｍであり、伝送損失が０．６７ｄＢ／ｋｍであり、カットオフ波長が１．４９μｍである。
【００４２】
ファイバＧは、中心コア領域の比屈折率差Δ1が２．１％であり、第１クラッド領域の比屈折率差Δ2が−０．５％であり、第２クラッド領域の比屈折率差Δ3が０．２％であり、Ｒａが０．２０であり、Ｒｂが０．５０であり、第２クラッド領域の外径２ｃが１７．０μｍである。このファイバＧは、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄ2が−２０６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープＳ2が−０．６８ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、比（Ｓ2／Ｄ2）が３．３×１０-3／ｎｍであり、実効断面積が２１．３μｍ2であり、曲げ径２０ｍｍΦでの曲げ損失が９．７ｄＢ／ｍであり、伝送損失が０．４９ｄＢ／ｋｍであり、カットオフ波長が１．３７μｍである。
【００４３】
以上の実施例のファイバＡ〜Ｇそれぞれは、何れも、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄ2が−１８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長分散Ｄ2と分散スロープＳ2との比（Ｓ2／Ｄ2）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下であり、実効断面積が１２μｍ2以上２５μｍ2未満であり、伝送損失が０．７ｄＢ／ｋｍ以下であり、カットオフ波長が１．０μｍ以上２．０μｍ以下である。特に、ファイバＡおよびＦそれぞれは、波長分散Ｄ2が−２００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、特に、ファイバＡ，Ｄ，ＥおよびＦそれぞれは、比（Ｓ2／Ｄ2）が２．７×１０-3／ｎｍ以上４．０×１０-3／ｎｍ以下である。また、第２クラッド領域の比屈折率差Δ3が０．３％であるファイバＤ〜Ｆそれぞれは、比屈折率差Δ3が０．２％であるファイバＡおよびＢと比較して、実効断面積が小さく、２０ｍｍΦ曲げ損失が小さく、カットオフ波長が長い。
【００４４】
図７は、実施例のファイバＡおよびＢそれぞれの波長分散特性を示すグラフである。図８は、実施例のファイバＣ〜Ｆそれぞれの波長分散特性を示すグラフである。図９は、実施例のファイバＧの波長分散特性を示すグラフである。図１０は、実施例のファイバＡおよびＢそれぞれを用いた光伝送路の波長分散特性を示すグラフである。図１１は、実施例のファイバＣ〜Ｆそれぞれを用いた光伝送路の波長分散特性を示すグラフである。図１２は、実施例のファイバＧを用いた光伝送路の波長分散特性を示すグラフである。また、図１３は、実施例のファイバＡ〜Ｇそれぞれを用いた光伝送路の諸特性を纏めた図表である。
【００４５】
図１０〜図１３それぞれにおいて、光伝送路を構成する一方の正分散光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープが＋０．０５７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、長さが８０ｋｍである。また、図１３に示した挿入損失は、実施例のファイバＡ〜Ｇそれぞれをモジュール化した上で両端に通常の短尺の正分散光ファイバを接続した場合の当該接続損失をも含む。
【００４６】
ファイバＡを含む光伝送路では、ファイバＡの長さが７．４ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける挿入損失が４．８ｄＢであり、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．３５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．９４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける波長分散の偏差が１．６２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００４７】
ファイバＢを含む光伝送路では、ファイバＢの長さが７．６ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける挿入損失が４．９ｄＢであり、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．３２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける波長分散の偏差が３．１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００４８】
ファイバＣを含む光伝送路では、ファイバＣの長さが７．６ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける挿入損失が５．９ｄＢであり、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．４９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が１．５１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける波長分散の偏差が３．６４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００４９】
ファイバＤを含む光伝送路では、ファイバＤの長さが７．５ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける挿入損失が６．０ｄＢであり、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．０４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．４４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける波長分散の偏差が１．７２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００５０】
ファイバＥを含む光伝送路では、ファイバＥの長さが７．４ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける挿入損失が６．０ｄＢであり、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．４８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．８８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける波長分散の偏差が１．０２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００５１】
ファイバＦを含む光伝送路では、ファイバＦの長さが６．６ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける挿入損失が５．４ｄＢであり、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．４１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける波長分散の偏差が２．１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００５２】
ファイバＧを含む光伝送路では、ファイバＧの長さが７．０ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける挿入損失が４．４ｄＢであり、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が０．４３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける波長分散の偏差が１．８８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける波長分散の偏差が３．１３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００５３】
以上の実施例のファイバＡ〜Ｇそれぞれを含む光伝送路は、波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、また、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が４．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、実施例のファイバＡ，ＤおよびＥそれぞれを含む光伝送路は、波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。
【００５４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係る負分散光ファイバによれば、波長分散Ｄが小さい（符号が負で絶対値が大きい）ので、正分散光ファイバと負分散光ファイバとが接続されてなる光伝送路において、負分散光ファイバの長さ比を小さくすることができる。これにより、光伝送路の平均伝送損失を小さくすることができ、また、低コスト化を図ることができる。また、負分散光ファイバの波長分散Ｄと分散スロープＳとの比（Ｓ／Ｄ）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下であることにより、分散スロープ補償率が６０％〜１４０％程度になり、これにより、光伝送路の全体の平均の波長分散および分散スロープそれぞれの絶対値を共に小さくすることができ、信号光波長帯域における光伝送路の全体の平均波長分散の偏差（最大値−最小値）を小さくすることができる。また、実効断面積が１２μｍ2以上であれば、従来のものと同程度以上であり、負分散光ファイバにおける非線形光学現象の発生が抑制される。実効断面積が２５μｍ2未満（より好適には２０μｍ2未満）であれば、複数のものが束ねられてケーブル化された場合や、コイル状に巻かれモジュール化された場合であっても、負分散光ファイバの損失が小さい。
【００５５】
また、比（Ｓ／Ｄ）が２．７×１０-3／ｎｍ以上４．０×１０-3／ｎｍ以下である場合には、分散スロープ補償率が８０％〜１２０％程度になり、これにより、光伝送路の全体の平均の波長分散および分散スロープそれぞれの絶対値を共に更に小さくすることができ、信号光波長帯域における光伝送路の全体の平均波長分散の偏差を更に小さくすることができる。また、カットオフ波長が１．０μｍ以上２．０μｍ以下である場合には、負分散光ファイバの曲げ損失を小さくすることができる。また、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が１．０ｄＢ／ｋｍ以下（より好適には０．７ｄＢ／ｋｍ以下）である場合には、光伝送路の全体の平均伝送損失を小さくすることができる。
【００５６】
本発明に係る光伝送路は、波長１５５０ｎｍにおいて波長分散が＋１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上＋２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり分散スロープが＋０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以上＋０．０７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下である正分散光ファイバと、上記の本発明に係る負分散光ファイバとが接続されてなる。この光伝送路は、信号光波長帯域において波長分散および分散スロープの双方が小さい（符号が負で絶対値が大きい）負分散光ファイバを用いて正分散光ファイバの波長分散を補償するものである。これにより、光伝送路の全体における負分散光ファイバの長さ比を小さくして、光伝送路の全体の伝送損失を小さくすることができる。また、この光伝送路は、波長分散および分散スロープの双方が補償されるので、信号光波長帯域に亘って全体の波長分散の絶対値を小さくすることができ、ＷＤＭ伝送の長距離化・大容量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光伝送路の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る負分散光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図３】実施例の負分散光ファイバの波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。
【図４】実施例の負分散光ファイバの波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。
【図５】実施例の負分散光ファイバの波長分散と分散スロープとの関係を示すグラフである。
【図６】実施例のファイバＡ〜Ｇそれぞれの諸元を纏めた図表である。
【図７】実施例のファイバＡおよびＢそれぞれの波長分散特性を示すグラフである。
【図８】実施例のファイバＣ〜Ｆそれぞれの波長分散特性を示すグラフである。
【図９】実施例のファイバＧの波長分散特性を示すグラフである。
【図１０】実施例のファイバＡおよびＢそれぞれを用いた光伝送路の波長分散特性を示すグラフである。
【図１１】実施例のファイバＣ〜Ｆそれぞれを用いた光伝送路の波長分散特性を示すグラフである。
【図１２】実施例のファイバＧを用いた光伝送路の波長分散特性を示すグラフである。
【図１３】実施例のファイバＡ〜Ｇそれぞれを用いた光伝送路の諸特性を纏めた図表である。
【図１４】従来の負分散光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図１５】従来の負分散光ファイバと正分散光ファイバとが接続されて構成される光伝送路の全体の平均波長分散特性を示す図である。
【符号の説明】
１…光伝送路、１０…負分散光ファイバ、２０…正分散光ファイバ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a negative dispersion optical fiber that is used together with a positive dispersion optical fiber having positive chromatic dispersion in a signal light wavelength band and compensates for chromatic dispersion of the positive dispersion optical fiber, and these positive dispersion optical fiber and negative dispersion light The present invention relates to an optical transmission line connected to a fiber.
[0002]
[Prior art]
The optical transmission system performs long-distance and large-capacity communication by transmitting signal light through an optical transmission line made of an optical fiber. In general, the transmission loss of a silica-based optical fiber used as an optical transmission line is minimized near a wavelength of 1.55 μm. Further, an Er element-doped fiber amplifier (EDFA) capable of optically amplifying signal light having a wavelength of about 1.55 μm has been put into practical use. Therefore, the C band (wavelength band 1530 nm to 1560 nm) is mainly used as the wavelength band of the signal light. In recent years, since an EDFA capable of optically amplifying signal light in the vicinity of a wavelength of 1.58 μm has been developed, the L band (wavelength band of 1570 nm to 1610 nm) has come to be used. In addition, in order to achieve further large-capacity transmission, use of the S band (wavelength band: 1450 nm to 1530 nm) is also being studied.
[0003]
In addition, a wavelength division multiplexing (WDM) optical transmission system is an optical transmission system that multiplexes multiple wavelengths of signal light included in the S band, C band, or L band and transmits large amounts of information. can do. In the WDM optical transmission system, a further increase in capacity is required, and this requires that the absolute value of the overall chromatic dispersion of the optical transmission path is small in a wide wavelength band.
[0004]
However, an optical fiber normally used as an optical transmission line has positive chromatic dispersion and positive dispersion slope in the S band, C band and L band. For example, a standard single mode optical fiber having a zero dispersion wavelength near the wavelength of 1.3 μm has a chromatic dispersion of about +16 ps / nm / km to +21 ps / nm / km at a wavelength of 1.55 μm. A non-zero dispersion shifted optical fiber having a zero dispersion wavelength in the vicinity of a wavelength of 1.55 μm has a chromatic dispersion of about +2 ps / nm / km to +12 ps / nm / km at a wavelength of 1.55 μm. Both the single mode optical fiber and the non-zero dispersion shifted optical fiber have positive dispersion slopes in the S band, C band, and L band.
[0005]
If an optical transmission line is configured using only such an optical fiber having positive chromatic dispersion (hereinafter referred to as “positive dispersion optical fiber”), the accumulated chromatic dispersion of the optical transmission line is large. Therefore, since the waveform of the signal light is degraded, it is difficult to perform long-distance and large-capacity optical transmission. Therefore, by connecting an optical fiber having negative chromatic dispersion (hereinafter referred to as “negative dispersion optical fiber”) and a positive dispersion optical fiber to form an optical transmission line, the chromatic dispersion of the positive dispersion optical fiber is reduced. Compensating with a negative dispersion optical fiber reduces the absolute value of the chromatic dispersion of the entire optical transmission line, thereby suppressing the waveform deterioration of the signal light, thereby achieving a long distance and a large capacity.
[0006]
Such negative dispersion optical fibers are disclosed in various publications such as JP-A-6-11620, JP-A-8-136758, and JP-A-8-313750, and also in many documents. Are listed. Conventional negative dispersion optical fibers including those described in these publications generally have a refractive index profile as shown in FIG. That is, the conventional negative dispersion optical fiber has a central core region (refractive index n) including the center of the optical axis. 1 , Outer diameter 2a) and a first cladding region (refractive index n) surrounding this central core region 2 , Outer diameter 2b) and a second cladding region (refractive index n) surrounding the first cladding region Three ) And the magnitude relationship of each refractive index is n 1 > N Three > N 2 It is.
[0007]
More specifically, in the conventional negative dispersion optical fiber, for example, the outer diameter 2a of the central core region is 3.2 μm, and the outer diameter 2b of the first cladding region is 8.1 μm. Further, the refractive index n of the second cladding region Three Relative refractive index difference Δ of the central core region 1 Is 2.1%, and the relative refractive index difference Δ of the first cladding region 2 Is -0.35%. The characteristics of this negative dispersion optical fiber at a wavelength of 1550 nm are that the chromatic dispersion is -88 ps / nm / km and the dispersion slope is -0.19 ps / nm. 2 / Km and effective area is 16.2 μm 2 The bending loss at a bending diameter of 20 mmΦ is 6 dB / m, the transmission loss is 0.39 dB / km, and the cut-off wavelength (optical fiber with a length of 2 m is loosely wound once with a radius of 140 mm) LP in state 11 The mode cutoff wavelength) is 0.74 μm.
[0008]
On the other hand, the positive dispersion optical fiber has, for example, a chromatic dispersion of +17 ps / nm / km and a dispersion slope of +0.057 ps / nm at a wavelength of 1550 nm. 2 / Km. When the length of the positive dispersion optical fiber is 80 km and the wavelength dispersion of the positive dispersion optical fiber is to be compensated by the conventional negative dispersion optical fiber, the length of the negative dispersion optical fiber needs to be 15.9 km. It becomes.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in general, a negative dispersion optical fiber has a larger transmission loss than a positive dispersion optical fiber. In the above example, the signal light suffers a loss of 6.2 dB due to the negative dispersion optical fiber. Further, when the negative dispersion optical fiber is modularized, a normal short positive dispersion optical fiber is connected to both ends of the negative dispersion optical fiber. As a result, the signal light suffers a loss of about 7.2 dB.
[0010]
Further, as shown in FIG. 15, the average chromatic dispersion characteristic of the entire optical transmission line configured by connecting the positive dispersion optical fiber and the negative dispersion optical fiber in the above example has an average chromatic dispersion of 0 at a wavelength of 1540 nm. However, the absolute value of average chromatic dispersion increases with distance from this wavelength. The deviation (maximum value−minimum) of the average chromatic dispersion in the wavelength band 1530 nm to 1560 nm is 0.68 ps / nm / km, and the deviation of the average chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1560 nm is 3.70 ps / nm / km. The deviation of the average chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1610 nm is 4.18 ps / nm / km. As described above, since the deviation in the signal light wavelength band is large, there is a limit to increasing the distance and capacity of WDM transmission.
[0011]
The present invention has been made to solve the above problems, and a negative dispersion optical fiber capable of compensating for the chromatic dispersion of a positive dispersion optical fiber in a short wavelength in the signal light wavelength band, and the negative dispersion optical fiber. And an optical transmission line that can increase the distance and capacity of WDM transmission.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The negative dispersion optical fiber according to the present invention is A central core region including the center of the optical axis and having a first refractive index, a first cladding region surrounding the central core region and having a second refractive index smaller than the first refractive index, and surrounding the first cladding region A second cladding region having a third refractive index greater than the second refractive index, and a third cladding region surrounding the second cladding region and having a fourth refractive index smaller than the third refractive index; The relative refractive index difference of the central core region with respect to the third refractive index is 1.8% to 3.0%, the cutoff wavelength is 1.0 μm to 2.0 μm, At a wavelength of 1550 nm, the chromatic dispersion D is −150 ps / nm / km or less (more preferably −180 ps / nm / km or less), and the ratio (S / D) between the chromatic dispersion D and the dispersion slope S is 2.0. × 10 -3 / Nm or more 4.7 × 10 -3 / Nm or less, and effective area is 12 μm 2 25 μm or more 2 Less (more preferably 20 μm 2 Less). Alternatively, the negative dispersion optical fiber according to the present invention has a wavelength dispersion D of −200 ps / nm / km or less at a wavelength of 1550 nm, and a ratio (S / D) of the wavelength dispersion D to the dispersion slope S is 2.0 ×. 10 -3 / Nm or more 4.7 × 10 -3 / Nm or less.
[0013]
Since the wavelength dispersion D of this negative dispersion optical fiber is small (the sign is negative and the absolute value is large), the length of the negative dispersion optical fiber in the optical transmission line in which the positive dispersion optical fiber and the negative dispersion optical fiber are connected to each other. The ratio can be reduced. Thereby, the average transmission loss of the optical transmission line can be reduced, and the cost can be reduced. The ratio (S / D) is 2.0 × 10 -3 / Nm or more 4.7 × 10 -3 / Nm or less, the dispersion slope compensation rate is about 60% to 140%, and thereby, the average wavelength dispersion of the entire optical transmission line and the absolute value of each dispersion slope can be reduced, The deviation (maximum value−minimum value) of the average chromatic dispersion of the entire optical transmission line in the signal light wavelength band can be reduced. Effective cross-sectional area is 12μm 2 If it is above, it is the same as or more than the conventional one, and the occurrence of nonlinear optical phenomenon in the negative dispersion optical fiber is suppressed. Effective area is 25μm 2 Less (more preferably 20 μm 2 Less), the loss of the negative dispersion optical fiber is small even when a plurality of bundles are bundled into a cable or coiled into a module.
[0014]
The negative dispersion optical fiber according to the present invention has a ratio (S / D) of 2.7 × 10. -3 / Nm or more 4.0 × 10 -3 / Nm or less. In this case, the dispersion slope compensation rate is about 80% to 120%, which makes it possible to further reduce both the average chromatic dispersion and the absolute value of the dispersion slope of the entire optical transmission line, thereby reducing the signal light. The deviation of the average chromatic dispersion of the entire optical transmission line in the wavelength band can be further reduced.
[0015]
The negative dispersion optical fiber according to the present invention is characterized in that the cutoff wavelength is 1.0 μm or more and 2.0 μm or less. By The bending loss of the negative dispersion optical fiber can be reduced.
[0016]
The negative dispersion optical fiber according to the present invention is characterized in that the transmission loss at a wavelength of 1550 nm is 1.0 dB / km or less (more preferably 0.7 dB / km or less). In this case, the average transmission loss of the entire optical transmission line can be reduced.
[0017]
In addition, the negative dispersion optical fiber according to the present invention includes (1) a central core region including the center of the optical axis and having a first refractive index, and (2) a second smaller than the first refractive index surrounding the central core region. A first cladding region having a refractive index of (3), (3) a second cladding region surrounding the first cladding region and having a third refractive index greater than the second refractive index, and (4) the second cladding region And a third cladding region having a fourth refractive index smaller than the third refractive index. By having such a refractive index profile, the negative dispersion optical fiber can have the above-mentioned characteristics, and is particularly preferable in that the bending loss can be reduced by increasing the cutoff wavelength. is there. In addition, the relative refractive index difference of the central core region with respect to the third refractive index is 1.8% or more and 3.0% or less. By characterizing The cut-off wavelength can be increased to reduce the bending loss.
[0018]
The optical transmission line according to the present invention has a chromatic dispersion of +15 ps / nm / km to +21 ps / nm / km and a dispersion slope of +0.05 ps / nm at a wavelength of 1550 nm. 2 / Km or more + 0.07ps / nm 2 A positive dispersion optical fiber of less than / km and the negative dispersion optical fiber according to the present invention are connected to each other. This optical transmission line compensates the chromatic dispersion of a positive dispersion optical fiber by using a negative dispersion optical fiber having both a small chromatic dispersion and a dispersion slope in the signal light wavelength band (a sign is negative and an absolute value is large). . Thereby, the length ratio of the negative dispersion optical fiber in the entire optical transmission line can be reduced, and the transmission loss in the entire optical transmission line can be reduced. In addition, since both the chromatic dispersion and the dispersion slope are compensated for this optical transmission line, the absolute value of the entire chromatic dispersion can be reduced over the signal light wavelength band, and the WDM transmission can be made longer and longer. Capacity can be increased. Preferably, the overall average chromatic dispersion deviation in the wavelength band 1530 nm to 1560 nm is 0.5 ps / nm / km or less, and the overall average chromatic dispersion deviation in the wavelength band 1450 nm to 1560 nm is 2.0 ps / nm. The average chromatic dispersion deviation in the wavelength band of 1450 nm to 1610 nm is 4.0 ps / nm / km or less (more preferably 2.0 ps / nm / km or less).
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0020]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical transmission line 1 according to the present embodiment. This optical transmission line 1 is connected to a positive dispersion optical fiber 20 having positive chromatic dispersion at a wavelength of 1550 nm and a negative dispersion optical fiber 10 according to the present embodiment having negative chromatic dispersion at a wavelength of 1550 nm. . In general, the negative dispersion optical fiber 10 has a smaller effective cross-sectional area than the positive dispersion optical fiber 20. Therefore, in order to suppress the occurrence of nonlinear optical phenomena, the signal light propagates through the positive dispersion optical fiber 20 and then the negative dispersion optical fiber. 10 is preferably propagated.
[0021]
The positive dispersion optical fiber 20 is generally a single mode optical fiber that is laid in the relay section and has a chromatic dispersion of 0 near the wavelength of 1.3 μm. That is, the positive dispersion optical fiber 20 has a wavelength dispersion D at a wavelength of 1.55 μm. 1 Is +15 ps / nm / km or more and +21 ps / nm / km or less, and the dispersion slope S 1 Is + 0.05ps / nm 2 / Km or more + 0.07ps / nm 2 / Km or less
The negative dispersion optical fiber 10 may be fused and connected to the positive dispersion optical fiber 20 and laid in the relay section, or may be coiled and modularized and provided in the repeater or receiver. . When the negative dispersion optical fiber 10 is laid together with the positive dispersion optical fiber 20 in the relay section, it is preferable because the accumulated transmission loss becomes small. Further, it is preferable that the positive dispersion optical fiber 20 and the negative dispersion optical fiber 10 are fusion-spliced. In this case, the connection is made by expanding the mode field diameter due to heating during the fusion splicing operation. Loss is small.
[0022]
This negative dispersion optical fiber 10 has a wavelength dispersion D at a wavelength of 1550 nm. 2 Is −150 ps / nm / km or less (more preferably −180 ps / nm / km or less), and chromatic dispersion D 2 And dispersion slope S 2 Ratio to (S 2 / D 2 ) Is 2.0 × 10 -3 / Nm or more 4.7 × 10 -3 / Nm or less, and effective area is 12 μm 2 25 μm or more 2 Is less than. Alternatively, the negative dispersion optical fiber 10 has a wavelength dispersion D at a wavelength of 1550 nm. 2 Is −200 ps / nm / km or less, and chromatic dispersion D 2 And dispersion slope S 2 Ratio to (S 2 / D 2 ) Is 2.0 × 10 -3 / Nm or more 4.7 × 10 -3 / Nm or less.
[0023]
Chromatic dispersion D 2 Is smaller (the sign is negative and the absolute value is larger), the length ratio of the negative dispersion optical fiber 10 in the optical transmission line 1 can be reduced, which is preferable in reducing the average transmission loss of the optical transmission line 1. In addition, it is also suitable for cost reduction. The ratio (S 2 / D 2 ) Is 2.0 × 10 -3 / Nm or more 4.7 × 10 -3 If it is / nm or less, the dispersion slope compensation rate η is about 60% to 140%. More preferably, the ratio (S 2 / D 2 ) Is 2.7 × 10 -3 / Nm or more 4.0 × 10 -3 If it is / nm or less, the dispersion slope compensation rate η is about 80% to 120%. The dispersion slope compensation rate η (%) is
η = 100 × (S 2 / D 2 ) / (S 1 / D 1 )… (1)
As the value is closer to 100%, the absolute values of the average chromatic dispersion and dispersion slope of the entire optical transmission line 1 can both be reduced, and the optical transmission line 1 in the signal light wavelength band can be reduced. The overall average chromatic dispersion deviation (maximum value-minimum value) can be reduced.
[0024]
Further, the negative dispersion optical fiber 10 is more resistant to bending as the effective area is smaller, and the effective area is 25 μm. 2 If it is less, the loss is small even when a plurality of things are bundled into a cable, or even when coiled and modularized. Effective cross-sectional area is 12μm 2 If it is above, it is the same as or more than the conventional one, and the occurrence of the nonlinear optical phenomenon in the negative dispersion optical fiber 10 is suppressed. Preferably, the negative dispersion optical fiber 10 has a cutoff wavelength of 1.0 μm or more and 2.0 μm or less, and in this way, the bending loss can be reduced. If the cut-off wavelength is 2.0 μm or less even if longer than the signal light wavelength, due to the distance dependency of the cut-off wavelength or due to loss of higher-order modes when coiled and modularized, The effective cutoff wavelength is shortened, and the negative dispersion optical fiber 10 becomes single mode at the signal light wavelength. Further, the negative dispersion optical fiber 10 preferably has a transmission loss at a wavelength of 1550 nm of 1.0 dB / km or less (more preferably 0.7 dB / km or less). By doing so, the optical transmission line 1 The overall average transmission loss can be reduced.
[0025]
This optical transmission line 1 compensates the chromatic dispersion of the positive dispersion optical fiber 20 by using the negative dispersion optical fiber 10 having both small chromatic dispersion and dispersion slope in the signal light wavelength band (sign is negative and absolute value is large). Is. Thereby, the length ratio of the negative dispersion optical fiber 10 in the whole optical transmission line 1 can be made small, and the transmission loss of the whole optical transmission line 1 can be made small. Further, since both the chromatic dispersion and the dispersion slope are compensated for in this optical transmission line 1, the absolute value of the entire chromatic dispersion can be reduced over the signal light wavelength band, and the WDM transmission can be made longer. This is suitable for increasing the capacity.
[0026]
In particular, this optical transmission line 1 has a small deviation in the overall chromatic dispersion in the S band (wavelength band 1450 nm to 1530 nm), C band (wavelength band 1530 nm to 1560 nm) or L band (wavelength band 1570 nm to 1610 nm), and is favorable. This is suitable for obtaining transmission characteristics. Preferably, the deviation of the overall average chromatic dispersion in the wavelength band of 1530 nm to 1560 nm is 0.5 ps / nm / km or less. The average chromatic dispersion deviation in the wavelength band of 1450 nm to 1560 nm is 2.0 ps / nm / km or less. In addition, the average chromatic dispersion deviation in the wavelength band of 1450 nm to 1610 nm is 4.0 ps / nm / km or less (more preferably 2.0 ps / nm / km or less).
[0027]
FIG. 2 is a diagram showing a refractive index profile of the negative dispersion optical fiber according to the present embodiment. The negative dispersion optical fiber according to the present embodiment includes, in order from the optical axis center, a central core region (refractive index n) including the optical axis center. 1 , Outer diameter 2a) and a first cladding region (refractive index n) surrounding this central core region 2 , Outer diameter 2b) and a second cladding region (refractive index n) surrounding the first cladding region Three , Outer diameter 2c) and a third cladding region (refractive index n) surrounding the second cladding region Four , Generally having an outer diameter of 125 μm). The refractive index of each region is n 1 > N 2 , N 2 <N Three , N Three > N Four It is.
[0028]
A negative dispersion optical fiber having such a refractive index profile is based on quartz glass, and has, for example, an appropriate amount of GeO in each of the central core region and the second cladding region. 2 And an appropriate amount of F element is added to the first cladding region. In FIG. 1, the refractive index n of the third cladding region Four The relative refractive index difference of the central core region is Δ 1 The relative refractive index difference of the first cladding region is denoted by Δ 2 And the relative refractive index difference of the second cladding region is Δ Three Is shown.
[0029]
The negative dispersion optical fiber 10 according to the present embodiment can have the above-described characteristics by having the refractive index profile shown in FIG. In particular, the negative dispersion optical fiber 10 having the refractive index profile shown in FIG. 2 has a longer cutoff wavelength and a smaller bending loss than the conventional negative dispersion optical fiber having the refractive index profile shown in FIG. This is preferable. Further, the relative refractive index difference Δ of the central core region 1 Is 1.8% or more and 3.0% or less, it is suitable for increasing the cutoff wavelength and reducing the bending loss.
[0030]
Next, specific examples of the negative dispersion optical fiber 10 according to the present embodiment will be described. Each of the optical fibers of each example described below has the refractive index profile shown in FIG. Hereinafter, the ratio of the outer diameters of the central core region and the second cladding region is represented by Ra, and the ratio of the outer diameters of the first cladding region and the second cladding region is represented by Rb. That is, each of Ra and Rb is
Ra = a / c (2a)
Rb = b / c (2b)
It is expressed by the following formula.
[0031]
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the chromatic dispersion and the dispersion slope of the negative dispersion optical fiber of the example. In this figure, the relative refractive index difference Δ of the central core region 1 Is 2.4%, and the relative refractive index difference Δ of the first cladding region is 2 Is −0.5% and the relative refractive index difference Δ of the second cladding region Three Was 0.2%. Ra = 0.20, Rb = 0.48, Ra = 0.20, Rb = 0.50, Ra = 0.20, Rb = 0.52, Ra = 0.20, Rb = 0.55 Or Ra = 0.20 and Rb = 0.60. Then, by changing the outer diameter 2c of the second cladding region, the chromatic dispersion D at a wavelength of 1550 nm 2 And dispersion slope S 2 Each value was calculated and the relationship between the two was graphed.
[0032]
FIG. 4 is also a graph showing the relationship between the chromatic dispersion and the dispersion slope of the negative dispersion optical fiber of the example. In this figure, the relative refractive index difference Δ of the central core region 1 Is 2.7%, and the relative refractive index difference Δ of the first cladding region is 2 Is −0.5% and the relative refractive index difference Δ of the second cladding region Three Was 0.3%. Ra = 0.20, Rb = 0.46, Ra = 0.20, Rb = 0.50, Ra = 0.20, Rb = 0.54, or Ra = 0.20, Rb = 0 .60. Then, by changing the outer diameter 2c of the second cladding region, the chromatic dispersion D at a wavelength of 1550 nm 2 And dispersion slope S 2 Each value was calculated and the relationship between the two was graphed.
[0033]
FIG. 5 is also a graph showing the relationship between the chromatic dispersion and the dispersion slope of the negative dispersion optical fiber of the example. In this figure, the relative refractive index difference Δ of the central core region 1 Is 2.1%, and the relative refractive index difference Δ of the first cladding region 2 Is −0.5% and the relative refractive index difference Δ of the second cladding region Three Was 0.2%. Ra = 0.20, Rb = 0.46, Ra = 0.20, Rb = 0.50, or Ra = 0.20, Rb = 0.54. Then, by changing the outer diameter 2c of the second cladding region, the chromatic dispersion D at a wavelength of 1550 nm 2 And dispersion slope S 2 Each value was calculated and the relationship between the two was graphed.
[0034]
The hatched region in each of FIGS. 3 to 5 has a chromatic dispersion D at a wavelength of 1550 nm. 2 Is −150 ps / nm / km or less, and chromatic dispersion D at a wavelength of 1550 nm 2 And dispersion slope S 2 Ratio to (S 2 / D 2 ) Is 2.0 × 10 -3 / Nm or more 4.7 × 10 -3 The range which is below / nm. As can be seen from these figures, each parameter (ΔΔ) in the refractive index profile shown in FIG. 1 , Δ 2 , Δ Three , Ra, Rb, 2c) by appropriately designing each value, the chromatic dispersion D at a wavelength of 1550 nm 2 Can be −150 ps / nm / km or less, can be −180 ps / nm / km or less, and can be −200 ps / nm / km or less. Further, wavelength dispersion D at a wavelength of 1550 nm 2 And dispersion slope S 2 Ratio to (S 2 / D 2 ), 2.0 × 10 -3 / Nm or more 4.7 × 10 -3 / Nm or less, and 2.7 × 10 -3 / Nm or more 4.0 × 10 -3 / Nm or less.
[0035]
FIG. 6 is a chart summarizing the specifications of each of the fibers A to G of the example. Each of the fibers A and B is shown in FIG. 3, each of the fibers C to F is shown in FIG. 4, and the fiber G is shown in FIG.
[0036]
Fiber A has a relative refractive index difference Δ in the central core region. 1 Is 2.4%, and the relative refractive index difference Δ of the first cladding region is 2 Is −0.5% and the relative refractive index difference Δ of the second cladding region Three Is 0.2%, Ra is 0.20, Rb is 0.52, and the outer diameter 2c of the second cladding region is 15.4 μm. This fiber A has a wavelength dispersion D at a wavelength of 1550 nm. 2 Is -200 ps / nm / km and the dispersion slope S 2 Is -0.69ps / nm 2 / Km and the ratio (S 2 / D 2 ) Is 3.5 × 10 -3 / Nm and effective area is 17.5 μm 2 The bending loss at a bending diameter of 20 mmΦ is 4 dB / m, the transmission loss is 0.52 dB / km, and the cutoff wavelength is 1.22 μm.
[0037]
Fiber B has a relative refractive index difference Δ in the central core region. 1 Is 2.4%, and the relative refractive index difference Δ of the first cladding region is 2 Is −0.5% and the relative refractive index difference Δ of the second cladding region Three Is 0.2%, Ra is 0.20, Rb is 0.48, and the outer diameter 2c of the second cladding region is 15.6 μm. This fiber B has a wavelength dispersion D at a wavelength of 1550 nm. 2 Is -185 ps / nm / km and the dispersion slope S 2 -0.43ps / nm 2 / Km and the ratio (S 2 / D 2 ) Is 2.3 × 10 -3 / Nm and effective area is 17.7 μm 2 The bending loss at a bending diameter of 20 mmΦ is 1 dB / m, the transmission loss is 0.51 dB / km, and the cutoff wavelength is 1.30 μm.
[0038]
Fiber C has a relative refractive index difference Δ in the central core region. 1 Is 2.7%, and the relative refractive index difference Δ of the first cladding region 2 Is −0.5% and the relative refractive index difference Δ of the second cladding region Three Is 0.3%, Ra is 0.20, Rb is 0.46, and the outer diameter 2c of the second cladding region is 15.2 μm. This fiber C has a wavelength dispersion D at a wavelength of 1550 nm. 2 Is -182 ps / nm / km and the dispersion slope S 2 -0.39ps / nm 2 / Km and the ratio (S 2 / D 2 ) Is 2.1 × 10 -3 / Nm and effective area is 14.8 μm 2 The bending loss at a bending diameter of 20 mmΦ is 0.001 dB / m, the transmission loss is 0.65 dB / km, and the cutoff wavelength is 1.70 μm.
[0039]
The fiber D has a relative refractive index difference Δ in the central core region. 1 Is 2.7%, and the relative refractive index difference Δ of the first cladding region 2 Is −0.5% and the relative refractive index difference Δ of the second cladding region Three Is 0.3%, Ra is 0.20, Rb is 0.50, and the outer diameter 2c of the second cladding region is 15.0 μm. This fiber D has a wavelength dispersion D at a wavelength of 1550 nm. 2 Is -189 ps / nm / km and the dispersion slope S 2 -0.58ps / nm 2 / Km and the ratio (S 2 / D 2 ) Is 3.1 × 10 -3 / Nm and effective area is 14.4 μm 2 The bending loss at a bending diameter of 20 mmΦ is 0.01 dB / m, the transmission loss is 0.66 dB / km, and the cutoff wavelength is 1.61 μm.
[0040]
Fiber E has a relative refractive index difference Δ in the central core region. 1 Is 2.7%, and the relative refractive index difference Δ of the first cladding region 2 Is −0.5% and the relative refractive index difference Δ of the second cladding region Three Is 0.3%, Ra is 0.20, Rb is 0.54, and the outer diameter 2c of the second cladding region is 14.8 μm. This fiber E has a wavelength dispersion D at a wavelength of 1550 nm. 2 Is -194 ps / nm / km and the dispersion slope S 2 -0.78ps / nm 2 / Km and the ratio (S 2 / D 2 ) Is 4.0 × 10 -3 / Nm and effective area is 14.1 μm 2 The bending loss at a bending diameter of 20 mmΦ is 0.06 dB / m, the transmission loss is 0.67 dB / km, and the cutoff wavelength is 1.51 μm.
[0041]
The fiber F has a relative refractive index difference Δ in the central core region. 1 Is 2.7%, and the relative refractive index difference Δ of the first cladding region 2 Is −0.5% and the relative refractive index difference Δ of the second cladding region Three Is 0.3%, Ra is 0.20, Rb is 0.54, and the outer diameter 2c of the second cladding region is 14.6 μm. This fiber F has a wavelength dispersion D at a wavelength of 1550 nm. 2 Is -216 ps / nm / km and the dispersion slope S 2 Is -0.65ps / nm 2 / Km and the ratio (S 2 / D 2 ) Is 3.0 × 10 -3 / Nm and effective area is 15.5 μm 2 The bending loss at a bending diameter of 20 mmΦ is 0.2 dB / m, the transmission loss is 0.67 dB / km, and the cutoff wavelength is 1.49 μm.
[0042]
The fiber G has a relative refractive index difference Δ in the central core region. 1 Is 2.1%, and the relative refractive index difference Δ of the first cladding region 2 Is −0.5% and the relative refractive index difference Δ of the second cladding region Three Is 0.2%, Ra is 0.20, Rb is 0.50, and the outer diameter 2c of the second cladding region is 17.0 μm. This fiber G has a wavelength dispersion D at a wavelength of 1550 nm. 2 Is -206 ps / nm / km and the dispersion slope S 2 -0.68ps / nm 2 / Km and the ratio (S 2 / D 2 ) Is 3.3 × 10 -3 / Nm, effective area is 21.3 μm 2 The bending loss at a bending diameter of 20 mmΦ is 9.7 dB / m, the transmission loss is 0.49 dB / km, and the cutoff wavelength is 1.37 μm.
[0043]
Each of the fibers A to G in the above examples has a wavelength dispersion D at a wavelength of 1550 nm. 2 Is −180 ps / nm / km or less, and chromatic dispersion D 2 And dispersion slope S 2 Ratio to (S 2 / D 2 ) Is 2.0 × 10 -3 / Nm or more 4.7 × 10 -3 / Nm or less, and effective area is 12 μm 2 25 μm or more 2 The transmission loss is 0.7 dB / km or less, and the cutoff wavelength is 1.0 μm or more and 2.0 μm or less. In particular, each of fibers A and F has a chromatic dispersion D 2 Is −200 ps / nm / km or less. In particular, each of the fibers A, D, E and F has a ratio (S 2 / D 2 ) Is 2.7 × 10 -3 / Nm or more 4.0 × 10 -3 / Nm or less. Further, the relative refractive index difference Δ of the second cladding region Three Each of the fibers D to F having 0.3% is a relative refractive index difference Δ Three Compared with fibers A and B having 0.2%, the effective area is small, the 20 mmφ bending loss is small, and the cutoff wavelength is long.
[0044]
FIG. 7 is a graph showing the chromatic dispersion characteristics of the fibers A and B of the example. FIG. 8 is a graph showing the chromatic dispersion characteristics of the fibers C to F of the example. FIG. 9 is a graph showing the chromatic dispersion characteristics of the fiber G of the example. FIG. 10 is a graph showing the chromatic dispersion characteristics of the optical transmission line using the fibers A and B of the example. FIG. 11 is a graph showing the chromatic dispersion characteristics of the optical transmission line using each of the fibers C to F of the example. FIG. 12 is a graph showing chromatic dispersion characteristics of an optical transmission line using the fiber G of the example. FIG. 13 is a chart summarizing various characteristics of the optical transmission line using each of the fibers A to G of the example.
[0045]
10 to 13, one positive dispersion optical fiber constituting the optical transmission line has a wavelength dispersion of +17 ps / nm / km and a dispersion slope of +0.057 ps / nm at a wavelength of 1550 nm. 2 / Km and the length is 80 km. Further, the insertion loss shown in FIG. 13 includes the connection loss when each of the fibers A to G of the embodiment is modularized and a normal short positive dispersion optical fiber is connected to both ends.
[0046]
In the optical transmission line including the fiber A, the length of the fiber A is 7.4 km, the insertion loss at the wavelength of 1550 nm is 4.8 dB, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band of 1530 nm to 1560 nm is 0.35 ps / nm / km, the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1560 nm is 0.94 ps / nm / km, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1610 nm is 1.62 ps / nm / km.
[0047]
In the optical transmission line including the fiber B, the length of the fiber B is 7.6 km, the insertion loss at a wavelength of 1550 nm is 4.9 dB, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1530 nm to 1560 nm is 0.32 ps / nm / km, the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1560 nm is 0.80 ps / nm / km, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1610 nm is 3.18 ps / nm / km.
[0048]
In an optical transmission line including the fiber C, the length of the fiber C is 7.6 km, the insertion loss at a wavelength of 1550 nm is 5.9 dB, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1530 nm to 1560 nm is 0.49 ps / nm / km, the chromatic dispersion deviation in the wavelength band 1450 nm to 1560 nm is 1.51 ps / nm / km, and the chromatic dispersion deviation in the wavelength band 1450 nm to 1610 nm is 3.64 ps / nm / km.
[0049]
In the optical transmission line including the fiber D, the length of the fiber D is 7.5 km, the insertion loss at the wavelength of 1550 nm is 6.0 dB, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band of 1530 nm to 1560 nm is 0.04 ps / nm / km, the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1560 nm is 0.44 ps / nm / km, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1610 nm is 1.72 ps / nm / km.
[0050]
In an optical transmission line including the fiber E, the length of the fiber E is 7.4 km, the insertion loss at a wavelength of 1550 nm is 6.0 dB, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1530 nm to 1560 nm is 0.48 ps / nm / km, the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1560 nm is 0.88 ps / nm / km, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1610 nm is 1.02 ps / nm / km.
[0051]
In an optical transmission line including the fiber F, the length of the fiber F is 6.6 km, the insertion loss at a wavelength of 1550 nm is 5.4 dB, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1530 nm to 1560 nm is 0.10 ps / nm / km, the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1560 nm is 0.41 ps / nm / km, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1610 nm is 2.10 ps / nm / km.
[0052]
In an optical transmission line including the fiber G, the length of the fiber G is 7.0 km, the insertion loss at a wavelength of 1550 nm is 4.4 dB, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band of 1530 nm to 1560 nm is 0.43 ps / nm / km, the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1560 nm is 1.88 ps / nm / km, and the deviation of chromatic dispersion in the wavelength band 1450 nm to 1610 nm is 3.13 ps / nm / km.
[0053]
The optical transmission line including each of the fibers A to G of the above embodiments has an overall average chromatic dispersion deviation of 0.5 ps / nm / km or less in the wavelength band of 1530 nm to 1560 nm, and the entire wavelength band of 1450 nm to 1560 nm. The average chromatic dispersion deviation is 2.0 ps / nm / km or less, and the overall average chromatic dispersion deviation in the wavelength band 1450 nm to 1610 nm is 4.0 ps / nm / km or less. Further, in the optical transmission line including each of the fibers A, D, and E of the example, the deviation of the overall average chromatic dispersion in the wavelength band of 1450 nm to 1610 nm is 2.0 ps / nm / km or less.
[0054]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the negative dispersion optical fiber according to the present invention, since the chromatic dispersion D is small (the sign is negative and the absolute value is large), the positive dispersion optical fiber and the negative dispersion optical fiber are connected. In the optical transmission line, the length ratio of the negative dispersion optical fiber can be reduced. Thereby, the average transmission loss of the optical transmission line can be reduced, and the cost can be reduced. Further, the ratio (S / D) between the chromatic dispersion D and the dispersion slope S of the negative dispersion optical fiber is 2.0 × 10. -3 / Nm or more 4.7 × 10 -3 / Nm or less, the dispersion slope compensation rate is about 60% to 140%, and thereby, the average wavelength dispersion of the entire optical transmission line and the absolute value of each dispersion slope can be reduced, The deviation (maximum value−minimum value) of the average chromatic dispersion of the entire optical transmission line in the signal light wavelength band can be reduced. Effective cross-sectional area is 12μm 2 If it is above, it is the same as or more than the conventional one, and the occurrence of nonlinear optical phenomenon in the negative dispersion optical fiber is suppressed. Effective area is 25μm 2 Less (more preferably 20 μm 2 Less), the loss of the negative dispersion optical fiber is small even when a plurality of bundles are bundled into a cable or coiled into a module.
[0055]
The ratio (S / D) is 2.7 × 10 -3 / Nm or more 4.0 × 10 -3 / Nm or less, the dispersion slope compensation rate is about 80% to 120%, and this can further reduce both the average chromatic dispersion of the entire optical transmission line and the absolute value of each dispersion slope. In addition, the deviation of the average chromatic dispersion of the entire optical transmission line in the signal light wavelength band can be further reduced. Further, when the cutoff wavelength is 1.0 μm or more and 2.0 μm or less, the bending loss of the negative dispersion optical fiber can be reduced. Further, when the transmission loss at a wavelength of 1550 nm is 1.0 dB / km or less (more preferably 0.7 dB / km or less), the average transmission loss of the entire optical transmission line can be reduced.
[0056]
The optical transmission line according to the present invention has a chromatic dispersion of +15 ps / nm / km to +21 ps / nm / km and a dispersion slope of +0.05 ps / nm at a wavelength of 1550 nm. 2 / Km or more + 0.07ps / nm 2 The positive dispersion optical fiber of / km or less and the negative dispersion optical fiber according to the present invention are connected. This optical transmission line compensates the chromatic dispersion of a positive dispersion optical fiber by using a negative dispersion optical fiber having both a small chromatic dispersion and a dispersion slope in the signal light wavelength band (a sign is negative and an absolute value is large). . Thereby, the length ratio of the negative dispersion optical fiber in the entire optical transmission line can be reduced, and the transmission loss in the entire optical transmission line can be reduced. In addition, since both the chromatic dispersion and the dispersion slope are compensated for this optical transmission line, the absolute value of the entire chromatic dispersion can be reduced over the signal light wavelength band, and the WDM transmission can be made longer and longer. Capacity can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical transmission line according to the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a refractive index profile of a negative dispersion optical fiber according to the present embodiment.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between chromatic dispersion and dispersion slope of a negative dispersion optical fiber of an example.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between chromatic dispersion and dispersion slope of a negative dispersion optical fiber of an example.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between chromatic dispersion and dispersion slope of a negative dispersion optical fiber of an example.
FIG. 6 is a chart summarizing specifications of each of the fibers A to G of the example.
FIG. 7 is a graph showing chromatic dispersion characteristics of fibers A and B of the example.
FIG. 8 is a graph showing chromatic dispersion characteristics of fibers C to F of Examples.
FIG. 9 is a graph showing chromatic dispersion characteristics of the fiber G of the example.
FIG. 10 is a graph showing chromatic dispersion characteristics of an optical transmission line using fibers A and B of an example.
FIG. 11 is a graph showing chromatic dispersion characteristics of an optical transmission line using each of the fibers C to F of the example.
FIG. 12 is a graph showing chromatic dispersion characteristics of an optical transmission line using the fiber G of the example.
13 is a chart summarizing various characteristics of an optical transmission line using each of the fibers A to G of the example. FIG.
FIG. 14 is a diagram showing a refractive index profile of a conventional negative dispersion optical fiber.
FIG. 15 is a diagram illustrating an average chromatic dispersion characteristic of an entire optical transmission line configured by connecting a conventional negative dispersion optical fiber and a positive dispersion optical fiber.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical transmission line, 10 ... Negative dispersion optical fiber, 20 ... Positive dispersion optical fiber

Claims (13)

光軸中心を含み第１の屈折率を有する中心コア領域と、この中心コア領域を取り囲み前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する第１クラッド領域と、この第１クラッド領域を取り囲み前記第２の屈折率より大きい第３の屈折率を有する第２クラッド領域と、この第２クラッド領域を取り囲み前記第３の屈折率より小さい第４の屈折率を有する第３クラッド領域とを有し、
前記第３の屈折率を基準としたときの前記中心コア領域の比屈折率差が１．８％以上３．０％以下であり、
カットオフ波長が１．０μｍ以上２．０μｍ以下であり、
波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄが−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比（Ｓ／Ｄ）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下であり、実効断面積が１２μｍ2以上２５μｍ2未満である
ことを特徴とする負分散光ファイバ。 A central core region including the center of the optical axis and having a first refractive index, a first cladding region surrounding the central core region and having a second refractive index smaller than the first refractive index, and the first cladding region A second cladding region surrounding the second cladding region and having a third refractive index greater than the second refractive index; and a third cladding region surrounding the second cladding region and having a fourth refractive index less than the third refractive index. Have
The relative refractive index difference of the central core region with respect to the third refractive index is 1.8% to 3.0%,
The cutoff wavelength is 1.0 μm or more and 2.0 μm or less,
At a wavelength of 1550 nm, the chromatic dispersion D is −150 ps / nm / km or less, and the ratio (S / D) between the chromatic dispersion D and the dispersion slope S is 2.0 × 10 −3 / nm to 4.7 × 10 −. 3 / nm or less and an effective cross-sectional area of 12 μm 2 or more and less than 25 μm 2 . 前記波長分散Ｄが−１８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の負分散光ファイバ。  The negative dispersion optical fiber according to claim 1, wherein the chromatic dispersion D is −180 ps / nm / km or less. 前記実効断面積が２０μｍ2未満であることを特徴とする請求項１記載の負分散光ファイバ。The negative dispersion optical fiber according to claim 1, wherein the effective area is less than 20 μm 2 . 波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄが−２００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比（Ｓ／Ｄ）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下であることを特徴とする負分散光ファイバ。At a wavelength of 1550 nm, the chromatic dispersion D is −200 ps / nm / km or less, and the ratio (S / D) between the chromatic dispersion D and the dispersion slope S is 2.0 × 10 −3 / nm to 4.7 × 10 −. A negative dispersion optical fiber characterized by being 3 / nm or less. 前記比（Ｓ／Ｄ）が２．７×１０-3／ｎｍ以上４．０×１０-3／ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または４に記載の負分散光ファイバ。5. The negative dispersion optical fiber according to claim 1, wherein the ratio (S / D) is not less than 2.7 × 10 −3 / nm and not more than 4.0 × 10 −3 / nm. 波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が１．０ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１または４に記載の負分散光ファイバ。  The negative dispersion optical fiber according to claim 1 or 4, wherein a transmission loss at a wavelength of 1550 nm is 1.0 dB / km or less. 波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０．７ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の負分散光ファイバ。The negative dispersion optical fiber according to claim 6 , wherein a transmission loss at a wavelength of 1550 nm is 0.7 dB / km or less. 波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が＋１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上＋２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、分散スロープが＋０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以上＋０．０７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下である正分散光ファイバと、
光軸中心を含み第１の屈折率を有する中心コア領域と、この中心コア領域を取り囲み前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する第１クラッド領域と、この第１クラッド領域を取り囲み前記第２の屈折率より大きい第３の屈折率を有する第２クラッド領域と、この第２クラッド領域を取り囲み前記第３の屈折率より小さい第４の屈折率を有する第３クラッド領域とを有し、前記第３の屈折率を基準としたときの前記中心コア領域の比屈折率差が１．８％以上３．０％以下であり、カットオフ波長が１．０μｍ以上２．０μｍ以下であり、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄが−１５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比（Ｓ／Ｄ）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下であり、実効断面積が１２μｍ2以上２５μｍ2未満である負分散光ファイバとが接続されてなることを特徴とする光伝送路。A positive dispersion optical fiber having a wavelength dispersion of +15 ps / nm / km to +21 ps / nm / km and a dispersion slope of +0.05 ps / nm 2 / km to +0.07 ps / nm 2 / km at a wavelength of 1550 nm; ,
A central core region including the center of the optical axis and having a first refractive index, a first cladding region surrounding the central core region and having a second refractive index smaller than the first refractive index, and the first cladding region A second cladding region surrounding the second cladding region and having a third refractive index greater than the second refractive index; and a third cladding region surrounding the second cladding region and having a fourth refractive index less than the third refractive index. And the relative refractive index difference of the central core region when the third refractive index is used as a reference is 1.8% or more and 3.0% or less, and the cutoff wavelength is 1.0 μm or more and 2.0 μm or less. At a wavelength of 1550 nm, the chromatic dispersion D is −150 ps / nm / km or less, and the ratio of the chromatic dispersion D to the dispersion slope S (S / D) is 2.0 × 10 −3 / nm or more and 4.7. × 10 -3 / nm or less, effective break An optical transmission line characterized by being connected to a negative dispersion optical fiber having an area of 12 μm 2 or more and less than 25 μm 2 . 波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が＋１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上＋２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、分散スロープが＋０．０５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以上＋０．０７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下である正分散光ファイバと、
光軸中心を含み第１の屈折率を有する中心コア領域と、この中心コア領域を取り囲み前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する第１クラッド領域と、この第１クラッド領域を取り囲み前記第２の屈折率より大きい第３の屈折率を有する第２クラッド領域と、この第２クラッド領域を取り囲み前記第３の屈折率より小さい第４の屈折率を有する第３クラッド領域とを有し、前記第３の屈折率を基準としたときの前記中心コア領域の比屈折率差が１．８％以上３．０％以下であり、カットオフ波長が１．０μｍ以上２．０μｍ以下であり、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散Ｄが−２００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長分散Ｄと分散スロープＳとの比（Ｓ／Ｄ）が２．０×１０-3／ｎｍ以上４．７×１０-3／ｎｍ以下である負分散光ファイバとが接続されてなることを特徴とする光伝送路。A positive dispersion optical fiber having a wavelength dispersion of +15 ps / nm / km to +21 ps / nm / km and a dispersion slope of +0.05 ps / nm 2 / km to +0.07 ps / nm 2 / km at a wavelength of 1550 nm; ,
A central core region including the center of the optical axis and having a first refractive index, a first cladding region surrounding the central core region and having a second refractive index smaller than the first refractive index, and the first cladding region A second cladding region surrounding the second cladding region and having a third refractive index greater than the second refractive index; and a third cladding region surrounding the second cladding region and having a fourth refractive index less than the third refractive index. And the relative refractive index difference of the central core region when the third refractive index is used as a reference is 1.8% or more and 3.0% or less, and the cutoff wavelength is 1.0 μm or more and 2.0 μm or less. At a wavelength of 1550 nm, the chromatic dispersion D is −200 ps / nm / km or less, and the ratio (S / D) between the chromatic dispersion D and the dispersion slope S is 2.0 × 10 −3 / nm or more and 4.7. Negative dispersion light of × 10 -3 / nm or less An optical transmission line characterized by being connected to a fiber. 波長帯域１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項８または９に記載の光伝送路。Optical transmission line according to claim 8 or 9 deviation of the wavelength dispersion of the overall average in the wavelength band 1530nm~1560nm is equal to or less than 0.5ps / nm / km. 波長帯域１４５０ｎｍ〜１５６０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項８または９に記載の光伝送路。The optical transmission line according to claim 8 or 9 , wherein a deviation of an overall average chromatic dispersion in a wavelength band of 1450 nm to 1560 nm is 2.0 ps / nm / km or less. 波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が４．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項８または９に記載の光伝送路。Optical transmission line according to claim 8 or 9 deviation of the wavelength dispersion of the overall average in the wavelength band 1450nm~1610nm is equal to or less than 4.0ps / nm / km. 波長帯域１４５０ｎｍ〜１６１０ｎｍにおける全体の平均の波長分散の偏差が２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１２記載の光伝送路。13. The optical transmission line according to claim 12, wherein a deviation of the overall average chromatic dispersion in the wavelength band of 1450 nm to 1610 nm is 2.0 ps / nm / km or less.
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