JP5028706B2

JP5028706B2 - Optical fiber and optical transmission system

Info

Publication number: JP5028706B2
Application number: JP2000132652A
Authority: JP
Inventors: 考利加藤; 茂田中
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2020-05-01
Also published as: JP2001311848A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多波長の信号光を多重化して光伝送を行う波長多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）伝送システム、および、この光伝送システムにおいて光伝送路として用いられる光ファイバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ網を用いたＷＤＭ伝送システムは、大容量の情報を伝送することが可能であり、多波長の信号光を送信する送信器、これらの信号光を伝送する光ファイバ、これらの信号光を受信する受信器、および、信号光を光増幅する光増幅器、等を含んで構成される。このようなＷＤＭ伝送システムにおいて、伝送容量を拡大するために、信号光の波長帯域の幅を広げる試みがなされている。
【０００３】
また、非線型光学現象（特に四光波混合）に因る信号光の波形劣化を抑制するためには、信号光波長帯域において光ファイバの波長分散の絶対値が小さすぎないことが重要である。一方、累積波長分散に因る信号光の波形劣化を抑制するためには、信号光波長帯域において光ファイバの波長分散の絶対値が大きすぎないことも重要である。
【０００４】
ところで、光ファイバ増幅器が利得を有する波長帯域が１．５３μｍ〜１．６１μｍ程度であるのに対して、従来の分散シフト光ファイバの零分散波長は１．５６μｍ〜１．６０μｍの範囲にある。したがって、このような光ファイバ増幅器と分散シフト光ファイバとを含む光伝送システムでは、光ファイバ増幅器が利得を有する波長帯域のうちであっても、分散シフト光ファイバの零分散波長の付近の波長で非線型光学現象が発生し易いので、この波長の信号光を用いて長距離伝送を行うことができない。
【０００５】
このような問題点を解消することを意図した光ファイバが国際公開ＷＯ９９／３０１９４号公報に開示されている。この光ファイバは、零分散波長が１．６１μｍ以上１．６７μｍ以下であり、波長１．５５μｍにおける波長分散スロープが０．１５ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍ以下である。そして、この光ファイバは、光ファイバ増幅器が利得を有する波長帯域１．５３μｍ〜１．６１μｍにおいて、波長分散の絶対値が適切な値となって、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方を抑制することができるというものである。また、この公報に実施例として示された光ファイバの波長分散スロープは０．０７ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍ〜０．１５ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＷＤＭ伝送システムにおいて更なる伝送容量の拡大を図るには、信号光の波長帯域の幅を更に拡大することが望まれる。しかしながら、上記公報に開示された光ファイバは、波長１．５５μｍ帯（Ｃバンド）および波長１．５８μｍ帯（Ｌバンド）を含む波長帯域１．５３μｍ〜１．６１μｍでの使用を意図したものであって、１．３１μｍ帯および１．４５μｍ帯（Ｓバンド）での使用については考慮されていない。すなわち、上記公報に示された光ファイバは、波長１．３１μｍにおいて、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍより小さくなり、波長分散の絶対値が大きいことから、累積波長分散に因る信号光の波形劣化が生じ易いので、波長１．３１μｍ帯の信号光を用いて長距離伝送を行うことができない。
【０００７】
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、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む広い信号光波長帯域の多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能な光ファイバ、および、この光ファイバを含む光伝送システム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】
本発明に係る光ファイバは、波長１．３０μｍ〜波長１．６０μｍの２波長以上の光を伝送できる光伝送路用の光ファイバであり、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２コア領域と、この第２コア領域を取り囲み第２の屈折率より大きい第３の屈折率を有する第３コア領域と、この第３コア領域を取り囲み第３の屈折率より小さい第４の屈折率を有するクラッド領域とを備え、クラッド領域が、第３の屈折率より小さい屈折率を有する内層クラッド領域と、この内層クラッドの屈折率より大きい屈折率を有する外層クラッド領域とを含み、中心コア領域の外径２ａが５．０μｍ以上５．７μｍ以下であり、第２コア領域の外径２ｂが１４．３μｍ以上１５．１μｍ以下であり、第３コア領域の外径２ｃが２１．３μｍ以上２２．６μｍ以下であり、内層クラッド領域の外径２ｄが４２．６μｍ以上４５．２μｍ以下であり、クラッド領域の最外層の屈折率を基準として、中心コア領域の比屈折率差が０．５％以上０．５９％以下であり、第２コア領域の比屈折率差が−０．２％以上−０．１５％以下であり、第３コア領域の比屈折率差が０．２５％以上０．３０％以下であり、内層クラッド領域の比屈折率差が−０．２％以上−０．１５％以下であり、波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ²以上であり、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１．３３μｍ以下であることを特徴とする。
より好適には、上記の波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍの全範囲において波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする。また、より好適には、上記の波長帯域より広い波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする。更に好適には、より広い波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍの全範囲において波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
この光ファイバによれば、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む広い信号光波長帯域（１．３０μｍ〜１．６０μｍ、より好適には１．２５μｍ〜１．６５μｍ）において、波長分散が上記数値範囲内の値であるので、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制される。したがって、この光ファイバを光伝送路として用いれば、この広い信号光波長帯域の多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能である。なお、本発明に係る光ファイバの波長分散の絶対値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるというのは、符号が異なるものの、ＩＴＵのＧ.６５４に規定されているシングルモード光ファイバの波長１．５５μｍにおける波長分散と同程度以下であり、信号光を伝送する上で問題はない。
【００１０】
また、本発明に係る光ファイバは、波長１．５５μｍにおける実効断面積が５２．１μｍ ^２以下であるのが好適である。
【００１３】
本発明に係る光伝送システムは、(1) 波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍ（より好適には、波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍ）内の各波長の信号光を送出する複数の送信器と、(2) これら複数の送信器それぞれから送出された信号光を伝送する上記の本発明に係る光ファイバと、(3) この光ファイバを伝送してきて到達した信号光を受信する受信器とを備えることを特徴とする。この光伝送システムは、上記の本発明に係る光ファイバを光伝送路として用いているので、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む広い信号光波長帯域（１．３０μｍ〜１．６０μｍ、より好適には１．２５μｍ〜１．６５μｍ）において、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制され、この広い信号光波長帯域の多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る光ファイバの波長分散特性を説明する図である。本実施形態に係る光ファイバは、波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍ（以下では「信号光波長帯域Ａ」という。）の全範囲において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。この信号光波長帯域Ａは、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含んでいる。また、この信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるので、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制される。したがって、この光ファイバを光伝送路として用いれば、この広い信号光波長帯域Ａの多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【００１６】
より好適には、本実施形態に係る光ファイバは、信号光波長帯域Ａの全範囲において、波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。この場合には、波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であることにより、累積波長分散に因る信号光の波形劣化が更に抑制され、波長分散が−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることにより、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化が更に抑制される。したがって、信号光波長帯域Ａの多波長の信号光を用いて更に大容量の長距離伝送が可能である。
【００１７】
また、より好適には、本実施形態に係る光ファイバは、上記の信号光波長帯域Ａより広い波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍ（以下では「信号光波長帯域Ｂ」という。）の全範囲において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。この場合には、信号光波長帯域Ａより広い信号光波長帯域Ｂの多波長の信号光を用いて更に大容量の長距離伝送が可能である。
【００１８】
更に好適には、本実施形態に係る光ファイバは、信号光波長帯域Ｂの全範囲において、波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。この場合には、波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であることにより、累積波長分散に因る信号光の波形劣化が更に抑制され、波長分散が−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることにより、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化が更に抑制される。したがって、信号光波長帯域Ｂの多波長の信号光を用いて更に大容量の長距離伝送が可能である。
【００１９】
また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ²以上であるのが好適である。この場合には、実効断面積が充分に大きいことから、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化が更に抑制され、長距離伝送を行う上で好適である。
【００２０】
また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適である。この場合には、波長１．３８μｍ付近の波長をも信号光波長として用いることができるので、更に大容量の伝送が可能である。
【００２１】
次に、本実施形態に係る光ファイバを実現するのに好適な屈折率プロファイルについて説明する。図２は、本実施形態に係る光ファイバの屈折率プロファイルの好適例を説明する図である。この図に示された屈折率プロファイルは、光軸中心から順に、中心コア領域（屈折率ｎ₁、外径２ａ）、第２コア領域（屈折率ｎ₂、外径２ｂ）、第３コア領域（屈折率ｎ₃、外径２ｃ）およびクラッド領域（屈折率ｎ₄）を有している。各屈折率の大小関係はｎ₁＞ｎ₂ であり、ｎ₂＜ｎ₃ であり、ｎ₃＞ｎ₄ である。より好適には、クラッド領域の最外層の屈折率を基準として中心コア領域の比屈折率差Δ₁が０．４％以上０．７％以下である。このような屈折率プロファイルを有する光ファイバは、石英ガラスをベースとして、例えば、中心コア領域および第３コア領域それぞれにＧｅＯ₂を添加することにより、及び／又は、第２コア領域およびクラッド領域それぞれにＦ元素を添加することにより、実現することができる。
【００２２】
図３は、本実施形態に係る光ファイバの屈折率プロファイルの好適例を説明する図である。この図に示された屈折率プロファイルは、光軸中心から順に、中心コア領域（屈折率ｎ₁、外径２ａ）、第２コア領域（屈折率ｎ₂、外径２ｂ）、第３コア領域（屈折率ｎ₃、外径２ｃ）、内層クラッド領域（屈折率ｎ₄、外径２ｄ）および外層クラッド領域（屈折率ｎ₅）を有している。各屈折率の大小関係はｎ₁＞ｎ₂ であり、ｎ₂＜ｎ₃ であり、ｎ₃＞ｎ₄ であり、ｎ₄＜ｎ₅ である。より好適には、外層クラッド領域の最外層の屈折率を基準として中心コア領域の比屈折率差Δ₁が０．４％以上０．７％以下である。このような屈折率プロファイルを有する光ファイバは、石英ガラスをベースとして、例えば、中心コア領域および第３コア領域それぞれにＧｅＯ₂を添加することにより、及び／又は、第２コア領域および内層クラッド領域それぞれにＦ元素を添加することにより、実現することができる。
【００２３】
次に、本実施形態に係る光ファイバの具体的な４つの実施例について説明する。何れの実施例の光ファイバも図３に示した屈折率プロファイルを有する。図４は、４つの実施例の光ファイバそれぞれの諸元および諸特性を纏めた図表である。図５は、４つの実施例の光ファイバそれぞれの波長分散特性を示すグラフである。
【００２４】
第１実施例の光ファイバの諸元は以下のとおりである。中心コア領域の外径２ａは５．７μｍであり、第２コア領域の外径２ｂは１４．７μｍであり、第３コア領域の外径２ｃは２２．６μｍであり、内層クラッド領域の外径２ｄは４５．２μｍである。また、中心コア領域の屈折率差Δ₁は０．５０％であり、第２コア領域の屈折率差Δ₂は−０．２０％であり、第３コア領域の屈折率差Δ₃は０．２５％であり、内層クラッド領域の屈折率差Δ₄は−０．２０％である。
【００２５】
そして、この第１実施例の光ファイバの諸特性は以下のとおりである。波長分散特性は、波長１．２５μｍで−１１．９８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．３１μｍで−９．２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．５５μｍで−８．０７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．６５μｍで−３．８１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１．５５μｍにおいて、波長分散スロープは０．０１６ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍであり、実効断面積は５２．１μｍ²であり、モードフィールド径は７．９５μｍであり、曲げ径３２ｍｍΦでの曲げ損失は２．４ｄＢ／ターンである。零分散波長は１．６９４μｍであり、ケーブルカットオフ波長は１．２９μｍである。また、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増Δα_1.38は０．０１ｄＢ／ｋｍである。
【００２６】
第２実施例の光ファイバの諸元は以下のとおりである。中心コア領域の外径２ａは５．５μｍであり、第２コア領域の外径２ｂは１４．５μｍであり、第３コア領域の外径２ｃは２１．３μｍであり、内層クラッド領域の外径２ｄは４２．６μｍである。また、中心コア領域の屈折率差Δ₁は０．５５％であり、第２コア領域の屈折率差Δ₂は−０．２０％であり、第３コア領域の屈折率差Δ₃は０．３０％であり、内層クラッド領域の屈折率差Δ₄は−０．２０％である。
【００２７】
そして、この第２実施例の光ファイバの諸特性は以下のとおりである。波長分散特性は、波長１．２５μｍで−１１．８２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．３１μｍで−８．８１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．５５μｍで−６．２８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．６５μｍで−３．３２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１．５５μｍにおいて、波長分散スロープは０．０１１ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍであり、実効断面積は４６．６μｍ²であり、モードフィールド径は７．４４μｍであり、曲げ径３２ｍｍΦでの曲げ損失は０．２ｄＢ／ターンである。零分散波長は１．７００μｍであり、ケーブルカットオフ波長は１．３１μｍである。また、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増Δα_1.38は０．０６ｄＢ／ｋｍである。
【００２８】
第３実施例の光ファイバの諸元は以下のとおりである。中心コア領域の外径２ａは５．２μｍであり、第２コア領域の外径２ｂは１５．１μｍであり、第３コア領域の外径２ｃは２１．６μｍであり、内層クラッド領域の外径２ｄは４３．２μｍである。また、中心コア領域の屈折率差Δ₁は０．５７％であり、第２コア領域の屈折率差Δ₂は−０．２０％であり、第３コア領域の屈折率差Δ₃は０．２９％であり、内層クラッド領域の屈折率差Δ₄は−０．２０％である。
【００２９】
そして、この第３実施例の光ファイバの諸特性は以下のとおりである。波長分散特性は、波長１．２５μｍで−１２．６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．３１μｍで−９．４２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．５５μｍで−７．９９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．６５μｍで−７．１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１．５５μｍにおいて、波長分散スロープは−０．００８ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍであり、実効断面積は４２．１μｍ²であり、モードフィールド径は７．１５μｍであり、曲げ径３２ｍｍΦでの曲げ損失は１．５ｄＢ／ターンである。零分散波長は１．７５７μｍであり、ケーブルカットオフ波長は１．２２μｍである。また、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増Δα_1.38は０．０３ｄＢ／ｋｍである。
【００３０】
第４実施例の光ファイバの諸元は以下のとおりである。中心コア領域の外径２ａは５．０μｍであり、第２コア領域の外径２ｂは１４．３μｍであり、第３コア領域の外径２ｃは２１．６μｍであり、内層クラッド領域の外径２ｄは４３．２μｍである。また、中心コア領域の屈折率差Δ₁は０．５９％であり、第２コア領域の屈折率差Δ₂は−０．１５％であり、第３コア領域の屈折率差Δ₃は０．２７％であり、内層クラッド領域の屈折率差Δ₄は−０．１５％である。
【００３１】
そして、この第４実施例の光ファイバの諸特性は以下のとおりである。波長分散特性は、波長１．２５μｍで−１６．４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．３１μｍで−１４．３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．５５μｍで−１４．７０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．６５μｍで−８．６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１．５５μｍにおいて、波長分散スロープは０．０２７ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍであり、実効断面積は４９．３μｍ²であり、モードフィールド径は７．７５μｍであり、曲げ径３２ｍｍΦでの曲げ損失は０．８ｄＢ／ターンである。零分散波長は１．７２４μｍであり、ケーブルカットオフ波長は１．３３μｍである。また、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増Δα_1.38は０．０３ｄＢ／ｋｍである。
【００３２】
以上説明した第１〜第４実施例それぞれの光ファイバは、何れも、信号光波長帯域Ａ（波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍ）の全範囲において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、また、信号光波長帯域Ｂ（波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍ）の全範囲においても、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、第１〜第４実施例それぞれの光ファイバは、何れも、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ²以上であり、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下である。第１〜第３実施例それぞれの光ファイバは、信号光波長帯域Ａの全範囲において、波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、第３実施例の光ファイバは、信号光波長帯域Ｂの全範囲において、波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。
【００３３】
次に、本実施形態に係る光ファイバを光伝送路として用いた光伝送システムの第１の実施形態について説明する。図６は、第１の実施形態に係る光伝送システム１の概略構成図である。この光伝送システム１は、送信局１１０と受信局１２０との間に光ファイバ１３０が光伝送路として敷設されたものである。
【００３４】
送信局１１０は、Ｎ台（Ｎ≧２）の送信器１１１₁〜１１１_Nおよび合波器１１２を含む。送信器１１１_n（ただし、ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数。以下同様。）は、信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）内の波長λ_nの信号光を出力する。波長λ₁〜λ_Nのうち、何れかの波長は波長１．３１μｍ帯にあり、他の何れかの波長は波長１．４５μｍ帯にあり、更に他の何れかの波長は波長１．５５μｍ帯にあり、その他の波長は波長１．５８μｍ帯にある。合波器１１２は、送信器１１１₁〜１１１_Nから送出された波長λ₁〜λ_Nの信号光を入力して合波し、この合波した多波長の信号光を光ファイバ１３０へ送出する。
【００３５】
光ファイバ１３０は、送信局１１０の合波器１１２により合波されて送出された波長λ₁〜λ_Nの信号光を受信局１２０まで伝送する。この光ファイバ１３０は、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ１３０は、より好適には、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、或いは、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、更に好適には、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ１３０は、より好適には、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ²以上であり、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００３６】
受信局１２０は、Ｎ台の受信器１２１₁〜１２１_Nおよび分波器１２２を含む。分波器１２２は、光ファイバ１３０を伝送してきて到達した波長λ₁〜λ_Nの信号光を入力して分波し、この分波した各波長の信号光を出力する。受信器１２１_nは、分波器１２２から出力された波長λ_nの信号光を受信する。
【００３７】
この光伝送システム１では、送信局１１０において送信器１１１₁〜１１１_Nから出力され合波器１１２により合波された波長λ₁〜λ_Nの信号光は、光ファイバ１３０を伝送されて受信局１２０に到達する。受信局１２０において、波長λ₁〜λ_Nの信号光は、分波器１２２により分波され、受信器１２１₁〜１２１_Nにより受信される。この光伝送システム１は、送信局１１０と受信局１２０との間の光伝送路として、上述した本実施形態に係る光ファイバ１３０を用いていることから、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）の全範囲において、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制される。したがって、この光伝送システム１は、この広い信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）の多波長の信号光λ₁〜λ_Nを用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【００３８】
次に、本実施形態に係る光ファイバを光伝送路として用いた光伝送システムの第２の実施形態について説明する。図７は、第２の実施形態に係る光伝送システム２の概略構成図である。この光伝送システム２は、送信局２１０と中継局２４０との間に光ファイバ２３１が光伝送路として敷設され、また、中継局２４０と受信局２２０との間に光ファイバ２３２が光伝送路として敷設されたものである。
【００３９】
送信局２１０は、Ｎ台の送信器２１１₁〜２１１_N、合波器２１２₁，２１２₂、光増幅器２１３₁，２１３₂、および、合波器２１４を含む。送信器２１１_nは、信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）内の波長λ_nの信号光を出力する。波長λ₁〜λ_Nのうち、何れかの波長は波長１．３１μｍ帯にあり、他の何れかの波長は波長１．４５μｍ帯にあり、更に他の何れかの波長は波長１．５５μｍ帯にあり、その他の波長は波長１．５８μｍ帯にある。合波器２１２₁は、送信器２１１₁〜２１１_Mから送出された第１の波長帯域に含まれる波長λ₁〜λ_Mの信号光を入力して合波して、光増幅器２１３₁は、この合波した波長λ₁〜λ_Mの信号光を一括光増幅して出力する（ただし、１＜Ｍ＜Ｎ）。合波器２１２₂は、送信器２１１_M+1〜２１１_Nから送出された第２の波長帯域に含まれる波長λ_M+1〜λ_Nの信号光を入力して合波して、光増幅器２１３₂は、この合波した波長λ_M+1〜λ_Nの信号光を一括光増幅して出力する。合波器２１４は、光増幅器２１３₁により光増幅されて出力された波長λ₁〜λ_Mの信号光、および、光増幅器２１３₂により光増幅されて出力された波長λ_M+1〜λ_Nの信号光を入力して合波し、この合波した多波長の信号光を光ファイバ２３１へ送出する。
【００４０】
光ファイバ２３１は、送信局２１０の合波器２１４により合波されて送出された波長λ₁〜λ_Nの信号光を中継局２４０まで伝送する。この光ファイバ２３１は、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ２３１は、より好適には、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、或いは、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、更に好適には、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ２３１は、より好適には、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ²以上であり、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００４１】
中継局２４０は、分波器２４１、光増幅器２４２₁，２４２₂および合波器２４３を含む。分波器２４１は、光ファイバ２３１を伝送してきて到達した波長λ₁〜λ_Nの信号光を入力して、波長λ₁〜λ_Mを含む第１の波長帯域と、波長λ_M+1〜λ_Nを含む第２の波長帯域とに分波する。光増幅器２４２₁は、分波器２４１から出力された第１の波長帯域に含まれる波長λ₁〜λ_Mの信号光を一括光増幅し、光増幅器２４２₂は、分波器２４１から出力された第２の波長帯域に含まれる波長λ_M+1〜λ_Nの信号光を一括光増幅する。そして、合波器２４３は、光増幅器２４２₁により光増幅されて出力された波長λ₁〜λ_Mの信号光、および、光増幅器２４２₂により光増幅されて出力された波長λ_M+1〜λ_Nの信号光を入力して合波し、この合波した多波長の信号光を光ファイバ２３２へ送出する。
【００４２】
光ファイバ２３２は、中継局２４０の合波器２４３により合波されて送出された波長λ₁〜λ_Nの信号光を受信局２２０まで伝送する。この光ファイバ２３２は、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ２３２は、より好適には、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、或いは、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、更に好適には、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ２３２は、より好適には、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ²以上であり、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００４３】
受信局２２０は、Ｎ台の受信器２２１₁〜２２１_N、分波器２２２₁，２２２₂、光増幅器２２３₁，２２３₂、および、分波器２２４を含む。分波器２２４は、光ファイバ２３２を伝送してきて到達した波長λ₁〜λ_Nの信号光を入力して、波長λ₁〜λ_Mを含む第１の波長帯域と、波長λ_M+1〜λ_Nを含む第２の波長帯域とに分波する。光増幅器２２３₁は、分波器２２４から出力された第１の波長帯域に含まれる波長λ₁〜λ_Mの信号光を一括光増幅し、分波器２２２₁は、この光増幅された波長λ₁〜λ_Mの信号光を波長毎に分波して出力する。光増幅器２２３₂は、分波器２２４から出力された第２の波長帯域に含まれる波長λ_M+1〜λ_Nの信号光を一括光増幅し、分波器２２２₂は、この光増幅された波長λ_M+1〜λ_Nの信号光を波長毎に分波して出力する。受信器２２１_nは、分波器２２２₁または２２２₂から出力された波長λ_nの信号光を受信する。
【００４４】
この光伝送システム２では、送信局２１０において、送信器２１１₁〜２１１_Mから出力された第１の波長帯域の波長λ₁〜λ_Mの信号光は、合波器２１２₁により合波され、光増幅器２１３₁により一括光増幅される。また、送信器２１１_M+1〜２１１_Nから出力された第２波長帯域の波長λ_M+1〜λ_Nの信号光は、合波器２１２₂により合波され、光増幅器２１３₂により一括光増幅される。そして、光増幅器２１３₁により光増幅されて出力された波長λ₁〜λ_Mの信号光、および、光増幅器２１３₂により光増幅されて出力された波長λ_M+1〜λ_Nの信号光は、合波器２１４により更に合波されて、光ファイバ２３１に送出される。送信局２１０から送出された波長λ₁〜λ_Nの信号光は、光ファイバ２３１を伝送されて中継局２４０に到達する。
【００４５】
中継局２４０においては、光ファイバ２３１を伝送してきて到達した波長λ₁〜λ_Nの信号光は、分波器２４１により第１の波長帯域と第２の波長帯域とに分波される。第１の波長帯域に含まれる波長λ₁〜λ_Mの信号光は、光増幅器２４２₁により一括光増幅され、第２の波長帯域に含まれる波長λ_M+1〜λ_Nの信号光は、光増幅器２４２₂により一括光増幅されて、これらは、合波器２４３により合波されて、光ファイバ２３２に送出される。中継局２４０から送出された波長λ₁〜λ_Nの信号光は、光ファイバ２３２を伝送されて受信局２２０に到達する。
【００４６】
受信局２２０においては、光ファイバ２３２を伝送してきて到達した波長λ₁〜λ_Nの信号光は、分波器２２４により第１の波長帯域と第２の波長帯域とに分波される。第１の波長帯域に含まれる波長λ₁〜λ_Mの信号光は、光増幅器２２３₁により一括光増幅され、分波器２２２₁により波長毎に分波される。第２の波長帯域に含まれる波長λ_M+1〜λ_Nの信号光は、光増幅器２２３₂により一括光増幅され、分波器２２２₂により波長毎に分波される。そして、波長λ₁〜λ_Nの信号光は、受信器２２１₁〜２２１_Nにより受信される。
【００４７】
この光伝送システム２は、送信局２１０と中継局２４０との間の光伝送路、および、中継局２４０と受信局２２０との間の光伝送路として、上述した本実施形態に係る光ファイバ２３１，２３２を用いていることから、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）の全範囲において、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制される。したがって、この光伝送システム２は、この広い信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）の多波長の信号光λ₁〜λ_Nを用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【００４８】
また、この光伝送システム２では、第１の波長帯域に含まれる波長λ₁〜λ_Mの信号光を光増幅器２１３₁，２４２₁および２２３₁により一括光増幅し、また、第２の波長帯域に含まれる波長λ_M+1〜λ_Nの信号光を光増幅器２１３₂，２４２₂および２２３₂により一括光増幅するので、この点でも長距離伝送が可能である。例えば、第１の波長帯域は波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含み、この第１の波長帯域内の信号光を一括光増幅する光増幅器として、Ｅｒ元素が光導波領域に添加された光ファイバを光増幅媒体として用いたＥｒ元素添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ: Erbium-Doped Fiber Amplifier）が好適に用いられる。一方、第２の波長帯域は波長１．３１μｍ帯および波長１．４５μｍ帯を含み、この第２の波長帯域内の信号光を一括光増幅する光増幅器として、半導体光増幅器やラマン増幅器が好適に用いられる。
【００４９】
なお、図７に示した構成では、信号光を２つの波長帯域に分けて各々光増幅器により光増幅することとしたが、全体を１つの光増幅器により光増幅してもよいし、また、３以上の波長帯域に分けて各々光増幅器により光増幅するのも好適である。例えば、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯の４つの波長帯域に分けてもよい。そして、波長１．３１μｍ帯の信号光の光増幅には、Ｐｒ元素が光導波領域に添加された光ファイバを光増幅媒体として用いたＰｒ元素添加光ファイバ増幅器（ＰＤＦＡ: Praseodymium-Doped Fiber Amplifier）が好適に用いられる。波長１．４５μｍ帯の信号光の光増幅には、Ｔｍ元素が光導波領域に添加された光ファイバを光増幅媒体として用いたＴｍ元素添加光ファイバ増幅器（ＴＤＦＡ: Thulium-Doped Fiber Amplifier）が好適に用いられる。波長１．５５μｍ帯の信号光の光増幅にはＥＤＦＡが好適に用いられる。波長１．５８μｍ帯の信号光の光増幅にもＥＤＦＡが好適に用いられる。また、何れの波長帯域の信号光の光増幅にも、半導体光増幅器やラマン増幅器が好適に用いられる。
【００５０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係る光ファイバは、波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍの全範囲において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（より好適には、−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）である。また、より好適には、上記の波長帯域より広い波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍの全範囲において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（より好適には、−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）である。この光ファイバによれば、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む広い信号光波長帯域において、波長分散が上記数値範囲内の値であるので、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制される。したがって、この光ファイバを光伝送路として用いれば、この広い信号光波長帯域の多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【００５１】
本発明に係る光ファイバは、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ²以上である場合には、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化が更に抑制され、長距離伝送を行う上で好適である。また、本発明に係る光ファイバは、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下である場合には、波長１．３８μｍ付近の波長をも信号光波長として用いることができるので、更に大容量の伝送が可能である。
【００５２】
本発明に係る光伝送システムは、上記の本発明に係る光ファイバを光伝送路として用いているので、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む広い信号光波長帯域（１．３０μｍ〜１．６０μｍ、より好適には１．２５μｍ〜１．６５μｍ）において、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制され、この広い信号光波長帯域の多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光ファイバの波長分散特性を説明する図である。
【図２】本実施形態に係る光ファイバの屈折率プロファイルの好適例を説明する図である。
【図３】本実施形態に係る光ファイバの屈折率プロファイルの他の好適例を説明する図である。
【図４】４つの実施例の光ファイバそれぞれの諸元および諸特性を纏めた図表である。
【図５】４つの実施例の光ファイバそれぞれの波長分散特性を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態に係る光伝送システムの概略構成図である。
【図７】第２の実施形態に係る光伝送システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１，２…光伝送システム、１１０…送信局、１１１₁〜１１１_N…送信器、１１２…合波器、１２０…受信局、１２１₁〜１２１_N…受信器、１２２…分波器、１３０…光ファイバ、２１０…送信局、２１１₁〜２１１_N…送信器、２１２₁，２１２₂…合波器、２１３₁，２１３₂…光増幅器、２１４…合波器、２２０…受信局、２２１₁〜２２１_N…受信器、２２２₁，２２２₂…分波器、２２３₁，２２３₂…光増幅器、２２４…分波器、２３１，２３２…光ファイバ、２４０…中継局、２４１…分波器、２４２₁，２４２₂…光増幅器、２４３…合波器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wavelength division multiplexing (WDM) transmission system that performs optical transmission by multiplexing signal light of multiple wavelengths, and an optical fiber that is used as an optical transmission line in the optical transmission system.
[0002]
[Prior art]
A WDM transmission system using an optical fiber network is capable of transmitting a large amount of information, a transmitter that transmits multi-wavelength signal light, an optical fiber that transmits these signal lights, and these signal lights. The receiver includes a receiver, an optical amplifier that optically amplifies signal light, and the like. In such a WDM transmission system, an attempt has been made to expand the width of the wavelength band of signal light in order to increase the transmission capacity.
[0003]
Further, in order to suppress the waveform deterioration of the signal light due to the nonlinear optical phenomenon (particularly, four-wave mixing), it is important that the absolute value of the chromatic dispersion of the optical fiber is not too small in the signal light wavelength band. On the other hand, in order to suppress the waveform deterioration of the signal light due to the accumulated chromatic dispersion, it is also important that the absolute value of the chromatic dispersion of the optical fiber is not too large in the signal light wavelength band.
[0004]
By the way, the wavelength band in which the optical fiber amplifier has a gain is about 1.53 μm to 1.61 μm, whereas the zero dispersion wavelength of the conventional dispersion shifted optical fiber is in the range of 1.56 μm to 1.60 μm. Therefore, in such an optical transmission system including an optical fiber amplifier and a dispersion-shifted optical fiber, even in a wavelength band in which the optical fiber amplifier has a gain, at a wavelength near the zero-dispersion wavelength of the dispersion-shifted optical fiber. Since non-linear optical phenomena are likely to occur, long-distance transmission cannot be performed using signal light of this wavelength.
[0005]
An optical fiber intended to solve such problems is disclosed in International Publication No. WO99 / 30194. This optical fiber has a zero dispersion wavelength of 1.61 μm or more and 1.67 μm or less, and a chromatic dispersion slope at a wavelength of 1.55 μm is 0.15 ps / nm.²/ Km or less. In this optical fiber, the absolute value of chromatic dispersion becomes an appropriate value in the wavelength band 1.53 μm to 1.61 μm in which the optical fiber amplifier has gain, and the waveform degradation of the signal light due to the nonlinear optical phenomenon In addition, it is possible to suppress both the waveform deterioration of the signal light due to the accumulated chromatic dispersion. Further, the chromatic dispersion slope of the optical fiber shown as an example in this publication is 0.07 ps / nm.²/Km-0.15ps/nm²/ Km.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In order to further increase the transmission capacity in the WDM transmission system, it is desired to further increase the width of the wavelength band of the signal light. However, the optical fiber disclosed in the above publication is intended for use in the wavelength band 1.53 μm to 1.61 μm including the wavelength 1.55 μm band (C band) and the wavelength 1.58 μm band (L band). Thus, use in the 1.31 μm band and the 1.45 μm band (S band) is not considered. That is, the optical fiber disclosed in the above publication has a wavelength dispersion of less than −20 ps / nm / km at a wavelength of 1.31 μm and a large absolute value of the wavelength dispersion. Since waveform deterioration tends to occur, long-distance transmission cannot be performed using signal light having a wavelength of 1.31 μm band.
[0007]
The present invention has been made to solve the above problems, and has a wide range of signal light wavelength bands including a wavelength 1.31 μm band, a wavelength 1.45 μm band, a wavelength 1.55 μm band, and a wavelength 1.58 μm band. It is an object of the present invention to provide an optical fiber capable of long-distance transmission with a large capacity using signal light having a wavelength, and an optical transmission system including the optical fiber.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  An optical fiber according to the present invention is an optical fiber for an optical transmission line capable of transmitting light having a wavelength of 1.30 [mu] m to a wavelength of 1.60 [mu] m, and has a first refractive index including the center of the optical axis. A second core region surrounding the central core region and having a second refractive index less than the first refractive index and having a third refractive index surrounding the second core region and greater than the second refractive index A third core region, and a cladding region surrounding the third core region and having a fourth refractive index smaller than the third refractive index,The cladding region includes an inner cladding region having a refractive index smaller than a third refractive index, and an outer cladding region having a refractive index greater than the refractive index of the inner cladding,The outer diameter 2a of the central core region is 5.0 μm or more and 5.7 μm or less,The outer diameter 2b of the second core region is 14.3 μm or more and 15.1 μm or less, the outer diameter 2c of the third core region is 21.3 μm or more and 22.6 μm or less, and the outer diameter 2d of the inner cladding region is 42.mu.m. 6 μm or more and 45.2 μm or less,Based on the refractive index of the outermost layer in the cladding region,The relative refractive index difference in the central core region is0.5%more than0.59% Or less,The relative refractive index difference of the second core region is −0.2% or more and −0.15% or less, the relative refractive index difference of the third core region is 0.25% or more and 0.30% or less, and the inner cladding The relative refractive index difference of the region is −0.2% or more and −0.15% or less,The chromatic dispersion is -20 ps / nm / km or more and -3 ps / nm / km or less over the entire wavelength band range of 1.30 μm to 1.60 μm, and the effective area at a wavelength of 1.55 μm is 40 μm.²As described above, the loss increase due to the OH group at a wavelength of 1.38 μm is 0.1 dB / km or less, and the cable cutoff wavelength is 1.33 μm or less.
  More preferably, the chromatic dispersion is -12 ps / nm / km or more and -4 ps / nm / km or less over the entire range of the wavelength band from 1.30 μm to 1.60 μm. More preferably, the chromatic dispersion is -20 ps / nm / km or more and -3 ps / nm / km or less in the entire wavelength band 1.25 μm to 1.65 μm wider than the above wavelength band. . More preferably, the chromatic dispersion is -16 ps / nm / km or more and -4 ps / nm / km or less in the entire range of a wider wavelength band of 1.25 μm to 1.65 μm.
[0009]
According to this optical fiber, a wide signal light wavelength band (1.30 μm to 1.60 μm, more preferably including a wavelength 1.31 μm band, a wavelength 1.45 μm band, a wavelength 1.55 μm band, and a wavelength 1.58 μm band) 1.25 μm to 1.65 μm), the chromatic dispersion is a value within the above numerical range. Therefore, both the waveform degradation of the signal light due to the nonlinear optical phenomenon and the waveform degradation of the signal light due to the accumulated chromatic dispersion are both present. It is suppressed. Therefore, if this optical fiber is used as an optical transmission line, large-capacity long-distance transmission is possible using multi-wavelength signal light in this wide signal light wavelength band. The absolute value of the chromatic dispersion of the optical fiber according to the present invention is 20 ps / nm / km or less, although the sign is different, the wavelength of the single-mode optical fiber defined in ITU G.654 is 1. It is less than or equal to the chromatic dispersion at 55 μm, and there is no problem in transmitting signal light.
[0010]
  The optical fiber according to the present invention has an effective area of 52.1 μm at a wavelength of 1.55 μm. ² The following is preferred.
[0013]
The optical transmission system according to the present invention is (1) a plurality of transmissions for transmitting signal light of each wavelength within a wavelength band of 1.30 μm to 1.60 μm (more preferably, a wavelength band of 1.25 μm to 1.65 μm). And (2) the optical fiber according to the present invention that transmits the signal light transmitted from each of the plurality of transmitters, and (3) a receiver that receives the signal light transmitted through the optical fiber. It is characterized by providing. Since this optical transmission system uses the above-described optical fiber according to the present invention as an optical transmission line, the optical transmission system has a wide band including a wavelength band of 1.31 μm, a wavelength of 1.45 μm, a wavelength of 1.55 μm, and a wavelength of 1.58 μm. In the signal light wavelength band (1.30 μm to 1.60 μm, more preferably 1.25 μm to 1.65 μm), the waveform of the signal light due to the waveform degradation due to the nonlinear optical phenomenon and the accumulated wavelength dispersion Both degradations are suppressed, and large-capacity long-distance transmission is possible using multi-wavelength signal light in this wide signal light wavelength band.
[0014]
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.
[0015]
FIG. 1 is a diagram for explaining chromatic dispersion characteristics of an optical fiber according to this embodiment. The optical fiber according to this embodiment has a chromatic dispersion of −20 ps / nm / km or more to −3 ps / nm over the entire wavelength band of 1.30 μm to 1.60 μm (hereinafter referred to as “signal light wavelength band A”). / Km or less. This signal light wavelength band A includes a wavelength band of 1.31 μm, a wavelength of 1.45 μm, a wavelength of 1.55 μm, and a wavelength of 1.58 μm. Further, since the chromatic dispersion is -20 ps / nm / km or more and -3 ps / nm / km or less in the entire range of the signal light wavelength band A, the waveform deterioration of the signal light and the accumulated chromatic dispersion due to the nonlinear optical phenomenon are caused. Therefore, both of the waveform deterioration of the signal light are suppressed. Therefore, if this optical fiber is used as an optical transmission line, large-capacity long-distance transmission is possible using the multi-wavelength signal light in the wide signal light wavelength band A.
[0016]
More preferably, the optical fiber according to the present embodiment has a chromatic dispersion of −12 ps / nm / km or more and −4 ps / nm / km or less in the entire range of the signal light wavelength band A. In this case, when the chromatic dispersion is −12 ps / nm / km or more, the waveform degradation of the signal light due to the accumulated chromatic dispersion is further suppressed, and the chromatic dispersion is −4 ps / nm / km or less. The waveform deterioration of the signal light due to the nonlinear optical phenomenon is further suppressed. Therefore, a large-capacity long-distance transmission is possible by using multi-wavelength signal light in the signal light wavelength band A.
[0017]
More preferably, the optical fiber according to the present embodiment has a wavelength range of 1.25 μm to 1.65 μm (hereinafter referred to as “signal light wavelength band B”) wider than the signal light wavelength band A described above. , The chromatic dispersion is -20 ps / nm / km or more and -3 ps / nm / km or less. In this case, long-distance transmission with a larger capacity is possible by using multi-wavelength signal light in the signal light wavelength band B wider than the signal light wavelength band A.
[0018]
More preferably, the optical fiber according to the present embodiment has a chromatic dispersion of −16 ps / nm / km or more and −4 ps / nm / km or less in the entire range of the signal light wavelength band B. In this case, when the chromatic dispersion is −16 ps / nm / km or more, the waveform deterioration of the signal light due to the accumulated chromatic dispersion is further suppressed, and the chromatic dispersion is −4 ps / nm / km or less. The waveform deterioration of the signal light due to the nonlinear optical phenomenon is further suppressed. Therefore, a large-capacity long-distance transmission is possible using signal light of multiple wavelengths in the signal light wavelength band B.
[0019]
The optical fiber according to this embodiment has an effective area of 40 μm at a wavelength of 1.55 μm.²The above is preferable. In this case, since the effective cross-sectional area is sufficiently large, the waveform deterioration of the signal light due to the nonlinear optical phenomenon is further suppressed, which is suitable for long-distance transmission.
[0020]
In the optical fiber according to this embodiment, it is preferable that the loss increase due to the OH group at a wavelength of 1.38 μm is 0.1 dB / km or less. In this case, since a wavelength in the vicinity of a wavelength of 1.38 μm can be used as the signal light wavelength, transmission with a larger capacity is possible.
[0021]
Next, a refractive index profile suitable for realizing the optical fiber according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a view for explaining a preferred example of the refractive index profile of the optical fiber according to the present embodiment. The refractive index profile shown in this figure shows the central core region (refractive index n) in order from the center of the optical axis.₁, Outer diameter 2a), second core region (refractive index n₂, Outer diameter 2b), third core region (refractive index n_Three, Outer diameter 2c) and cladding region (refractive index n_Four)have. The magnitude relationship of each refractive index is n₁> N₂ And n₂<N_Three And n_Three> N_Four It is. More preferably, the relative refractive index difference Δ of the central core region with reference to the refractive index of the outermost layer of the cladding region₁Is 0.4% or more and 0.7% or less. An optical fiber having such a refractive index profile is based on quartz glass, for example, GeO in each of the central core region and the third core region.₂And / or by adding an F element to each of the second core region and the cladding region.
[0022]
FIG. 3 is a view for explaining a preferred example of the refractive index profile of the optical fiber according to the present embodiment. The refractive index profile shown in this figure shows the central core region (refractive index n) in order from the center of the optical axis.₁, Outer diameter 2a), second core region (refractive index n₂, Outer diameter 2b), third core region (refractive index n_Three, Outer diameter 2c), inner cladding region (refractive index n_Four, Outer diameter 2d) and outer cladding region (refractive index n_Five)have. The magnitude relationship of each refractive index is n₁> N₂ And n₂<N_Three And n_Three> N_Four And n_Four<N_Five It is. More preferably, the relative refractive index difference Δ of the central core region with reference to the refractive index of the outermost layer of the outer cladding region₁Is 0.4% or more and 0.7% or less. An optical fiber having such a refractive index profile is based on quartz glass, for example, GeO in each of the central core region and the third core region.₂And / or by adding an F element to each of the second core region and the inner layer cladding region.
[0023]
Next, four specific examples of the optical fiber according to the present embodiment will be described. The optical fiber of any embodiment has the refractive index profile shown in FIG. FIG. 4 is a table summarizing the specifications and characteristics of the optical fibers of the four examples. FIG. 5 is a graph showing the chromatic dispersion characteristics of the optical fibers of the four examples.
[0024]
The specifications of the optical fiber of the first embodiment are as follows. The outer diameter 2a of the central core region is 5.7 μm, the outer diameter 2b of the second core region is 14.7 μm, the outer diameter 2c of the third core region is 22.6 μm, and the outer diameter of the inner cladding region 2d is 45.2 μm. In addition, the refractive index difference Δ of the central core region₁Is 0.50%, and the refractive index difference Δ of the second core region₂Is −0.20%, and the refractive index difference Δ of the third core region_ThreeIs 0.25%, and the refractive index difference Δ of the inner cladding region_FourIs -0.20%.
[0025]
The characteristics of the optical fiber according to the first embodiment are as follows. The chromatic dispersion characteristics are -11.98 ps / nm / km at a wavelength of 1.25 μm, −9.22 ps / nm / km at a wavelength of 1.31 μm, and −8.07 ps / nm / km at a wavelength of 1.55 μm. And −3.81 ps / nm / km at a wavelength of 1.65 μm. At a wavelength of 1.55 μm, the chromatic dispersion slope is 0.016 ps / nm.²/ Km, effective area is 52.1 μm²The mode field diameter is 7.95 μm, and the bending loss at a bending diameter of 32 mmΦ is 2.4 dB / turn. The zero dispersion wavelength is 1.694 μm, and the cable cutoff wavelength is 1.29 μm. In addition, loss increase Δα due to OH group at a wavelength of 1.38 μm_1.38Is 0.01 dB / km.
[0026]
The specifications of the optical fiber of the second embodiment are as follows. The outer diameter 2a of the central core region is 5.5 μm, the outer diameter 2b of the second core region is 14.5 μm, the outer diameter 2c of the third core region is 21.3 μm, and the outer diameter of the inner cladding region 2d is 42.6 μm. In addition, the refractive index difference Δ of the central core region₁Is 0.55%, and the refractive index difference Δ of the second core region₂Is −0.20%, and the refractive index difference Δ of the third core region_ThreeIs 0.30%, and the refractive index difference Δ of the inner cladding region_FourIs -0.20%.
[0027]
The characteristics of the optical fiber according to the second embodiment are as follows. The wavelength dispersion characteristics are −11.82 ps / nm / km at a wavelength of 1.25 μm, −8.81 ps / nm / km at a wavelength of 1.31 μm, and −6.28 ps / nm / km at a wavelength of 1.55 μm. It is −3.32 ps / nm / km at a wavelength of 1.65 μm. At a wavelength of 1.55 μm, the chromatic dispersion slope is 0.011 ps / nm.²/ Km, and the effective area is 46.6 μm.²The mode field diameter is 7.44 μm, and the bending loss at a bending diameter of 32 mmΦ is 0.2 dB / turn. The zero dispersion wavelength is 1.700 μm, and the cable cutoff wavelength is 1.31 μm. In addition, loss increase Δα due to OH group at a wavelength of 1.38 μm_1.38Is 0.06 dB / km.
[0028]
The specifications of the optical fiber of the third embodiment are as follows. The outer diameter 2a of the central core region is 5.2 μm, the outer diameter 2b of the second core region is 15.1 μm, the outer diameter 2c of the third core region is 21.6 μm, and the outer diameter of the inner cladding region 2d is 43.2 μm. In addition, the refractive index difference Δ of the central core region₁Is 0.57%, and the refractive index difference Δ of the second core region₂Is −0.20%, and the refractive index difference Δ of the third core region_ThreeIs 0.29%, and the refractive index difference Δ of the inner cladding region_FourIs -0.20%.
[0029]
The characteristics of the optical fiber according to the third embodiment are as follows. The wavelength dispersion characteristics are -12.60 ps / nm / km at a wavelength of 1.25 μm, −9.42 ps / nm / km at a wavelength of 1.31 μm, and −7.99 ps / nm / km at a wavelength of 1.55 μm. It is −7.10 ps / nm / km at a wavelength of 1.65 μm. At a wavelength of 1.55 μm, the chromatic dispersion slope is -0.008 ps / nm.²/ Km, effective area is 42.1 μm²The mode field diameter is 7.15 μm, and the bending loss at a bending diameter of 32 mmΦ is 1.5 dB / turn. The zero dispersion wavelength is 1.757 μm and the cable cutoff wavelength is 1.22 μm. In addition, loss increase Δα due to OH group at a wavelength of 1.38 μm_1.38Is 0.03 dB / km.
[0030]
The specifications of the optical fiber of the fourth embodiment are as follows. The outer diameter 2a of the central core region is 5.0 μm, the outer diameter 2b of the second core region is 14.3 μm, the outer diameter 2c of the third core region is 21.6 μm, and the outer diameter of the inner cladding region 2d is 43.2 μm. In addition, the refractive index difference Δ of the central core region₁Is 0.59%, and the refractive index difference Δ of the second core region₂Is −0.15%, and the refractive index difference Δ of the third core region_ThreeIs 0.27%, and the refractive index difference Δ of the inner cladding region_FourIs -0.15%.
[0031]
The characteristics of the optical fiber according to the fourth embodiment are as follows. The wavelength dispersion characteristics are -16.40 ps / nm / km at a wavelength of 1.25 μm, -14.30 ps / nm / km at a wavelength of 1.31 μm, and -14.70 ps / nm / km at a wavelength of 1.55 μm. And −8.60 ps / nm / km at a wavelength of 1.65 μm. At a wavelength of 1.55 μm, the chromatic dispersion slope is 0.027 ps / nm.²/ Km, and the effective area is 49.3 μm.²The mode field diameter is 7.75 μm, and the bending loss at a bending diameter of 32 mmΦ is 0.8 dB / turn. The zero dispersion wavelength is 1.724 μm, and the cable cutoff wavelength is 1.33 μm. In addition, loss increase Δα due to OH group at a wavelength of 1.38 μm_1.38Is 0.03 dB / km.
[0032]
Each of the optical fibers of the first to fourth embodiments described above has a chromatic dispersion of −20 ps / nm / km or more in the entire range of the signal light wavelength band A (wavelength band 1.30 μm to 1.60 μm). -3 ps / nm / km or less, and chromatic dispersion is -20 ps / nm / km or more to -3 ps / nm / km in the entire range of the signal light wavelength band B (wavelength band 1.25 μm to 1.65 μm). It is as follows. Each of the optical fibers of the first to fourth embodiments has an effective area of 40 μm at a wavelength of 1.55 μm.²The increase in loss due to the OH group at a wavelength of 1.38 μm is 0.1 dB / km or less. The optical fibers of the first to third embodiments each have a chromatic dispersion of −12 ps / nm / km or more and −4 ps / nm / km or less over the entire range of the signal light wavelength band A. Further, the optical fiber of the third embodiment has a chromatic dispersion of −16 ps / nm / km or more and −4 ps / nm / km or less in the entire range of the signal light wavelength band B.
[0033]
Next, a first embodiment of an optical transmission system using the optical fiber according to the present embodiment as an optical transmission line will be described. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the optical transmission system 1 according to the first embodiment. In this optical transmission system 1, an optical fiber 130 is laid as an optical transmission path between a transmission station 110 and a reception station 120.
[0034]
The transmitting station 110 includes N transmitters 111 (N ≧ 2).₁~ 111_NAnd a multiplexer 112. Transmitter 111_n(Where n is an arbitrary integer from 1 to N, the same applies hereinafter) is the wavelength λ within the signal light wavelength band A (or signal light wavelength band B)._nThe signal light is output. Wavelength λ₁~ Λ_NAmong these, any wavelength is in the wavelength 1.31 μm band, any other wavelength is in the wavelength 1.45 μm band, and any other wavelength is in the wavelength 1.55 μm band. Is in the 1.58 μm wavelength band. The multiplexer 112 is connected to the transmitter 111₁~ 111_NWavelength λ transmitted from₁~ Λ_NAre combined, and the combined multi-wavelength signal light is transmitted to the optical fiber 130.
[0035]
The optical fiber 130 has a wavelength λ transmitted by being multiplexed by the multiplexer 112 of the transmission station 110.₁~ Λ_NAre transmitted to the receiving station 120. The optical fiber 130 has a chromatic dispersion of −20 ps / nm / km or more and −3 ps / nm / km or less over the entire range of the signal light wavelength band A. Further, this optical fiber 130 more preferably has a chromatic dispersion of -12 ps / nm / km or more and -4 ps / nm / km or less in the entire range of the signal light wavelength band A, or in the signal light wavelength band B. The chromatic dispersion is -20 ps / nm / km or more and -3 ps / nm / km or less in the entire range, and more preferably, the chromatic dispersion is -16 ps / nm / km or more and -4 ps / in the entire range of the signal light wavelength band B. It is below nm / km. The optical fiber 130 more preferably has an effective area of 40 μm at a wavelength of 1.55 μm.²The increase in loss due to the OH group at a wavelength of 1.38 μm is 0.1 dB / km or less.
[0036]
The receiving station 120 includes N receivers 121.₁~ 121_NAnd a duplexer 122. The demultiplexer 122 transmits the optical fiber 130 and reaches the wavelength λ reached.₁~ Λ_NThe signal light is input and split, and the split signal light of each wavelength is output. Receiver 121_nIs the wavelength λ output from the duplexer 122_nThe signal light is received.
[0037]
In this optical transmission system 1, a transmitter 111 is used in a transmission station 110.₁~ 111_NOutput from the wavelength λ and multiplexed by the multiplexer 112₁~ Λ_NIs transmitted through the optical fiber 130 and reaches the receiving station 120. At the receiving station 120, the wavelength λ₁~ Λ_NAre demultiplexed by the demultiplexer 122 and the receiver 121 is demultiplexed.₁~ 121_NReceived by. Since this optical transmission system 1 uses the optical fiber 130 according to the present embodiment described above as an optical transmission path between the transmission station 110 and the reception station 120, the wavelength 1.31 μm band and the wavelength 1.45 μm. In the entire range of the signal light wavelength band A (or signal light wavelength band B) including the band, the wavelength 1.55 μm band, and the wavelength 1.58 μm band, the waveform degradation and cumulative chromatic dispersion of the signal light due to the nonlinear optical phenomenon Therefore, both of the waveform deterioration of the signal light are suppressed. Therefore, the optical transmission system 1 is configured such that the multi-wavelength signal light λ in the wide signal light wavelength band A (or signal light wavelength band B).₁~ Λ_NA large-capacity long-distance transmission is possible using
[0038]
Next, a second embodiment of the optical transmission system using the optical fiber according to the present embodiment as an optical transmission line will be described. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an optical transmission system 2 according to the second embodiment. In this optical transmission system 2, an optical fiber 231 is laid as an optical transmission path between the transmission station 210 and the relay station 240, and an optical fiber 232 is used as an optical transmission path between the relay station 240 and the reception station 220. It is laid.
[0039]
The transmitting station 210 includes N transmitters 211.₁~ 211_N, Multiplexer 212₁, 212₂, Optical amplifier 213₁, 213₂And a multiplexer 214. Transmitter 211_nIs a wavelength λ within the signal light wavelength band A (or signal light wavelength band B)._nThe signal light is output. Wavelength λ₁~ Λ_NAmong these, any wavelength is in the wavelength 1.31 μm band, any other wavelength is in the wavelength 1.45 μm band, and any other wavelength is in the wavelength 1.55 μm band. Is in the 1.58 μm wavelength band. Multiplexer 212₁The transmitter 211₁~ 211_MThe wavelength λ included in the first wavelength band transmitted from₁~ Λ_MThe signal light is input and multiplexed, and the optical amplifier 213 is combined.₁Is the combined wavelength λ₁~ Λ_MAre amplified and output (1 <M <N). Multiplexer 212₂The transmitter 211_{M + 1}~ 211_NWavelength λ included in the second wavelength band transmitted from_{M + 1}~ Λ_NThe signal light is input and multiplexed, and the optical amplifier 213 is combined.₂Is the combined wavelength λ_{M + 1}~ Λ_NThe signal light is collectively amplified and output. The multiplexer 214 includes an optical amplifier 213.₁Wavelength λ amplified and output by₁~ Λ_MSignal light and optical amplifier 213₂Wavelength λ amplified and output by_{M + 1}~ Λ_NAre combined, and the combined multi-wavelength signal light is transmitted to the optical fiber 231.
[0040]
The optical fiber 231 has a wavelength λ that is multiplexed and transmitted by the multiplexer 214 of the transmission station 210.₁~ Λ_NIs transmitted to the relay station 240. The optical fiber 231 has a chromatic dispersion of −20 ps / nm / km or more and −3 ps / nm / km or less in the entire range of the signal light wavelength band A. The optical fiber 231 more preferably has a chromatic dispersion of −12 ps / nm / km or more and −4 ps / nm / km or less in the entire range of the signal light wavelength band A, or The chromatic dispersion is -20 ps / nm / km or more and -3 ps / nm / km or less in the entire range, and more preferably, the chromatic dispersion is -16 ps / nm / km or more and -4 ps / in the entire range of the signal light wavelength band B. It is below nm / km. The optical fiber 231 more preferably has an effective area of 40 μm at a wavelength of 1.55 μm.²The increase in loss due to the OH group at a wavelength of 1.38 μm is 0.1 dB / km or less.
[0041]
The relay station 240 includes a duplexer 241 and an optical amplifier 242.₁242₂And a multiplexer 243. The demultiplexer 241 transmits the optical fiber 231 and reaches the wavelength λ reached.₁~ Λ_NWavelength signal λ₁~ Λ_MA first wavelength band including the wavelength λ_{M + 1}~ Λ_NTo the second wavelength band including. Optical amplifier 242₁Is a wavelength λ included in the first wavelength band output from the duplexer 241.₁~ Λ_MThe signal light is collectively amplified and an optical amplifier 242₂Is a wavelength λ included in the second wavelength band output from the duplexer 241._{M + 1}~ Λ_NThe signal light of is collectively amplified. The multiplexer 243 includes an optical amplifier 242.₁Wavelength λ amplified and output by₁~ Λ_MSignal light and optical amplifier 242₂Wavelength λ amplified and output by_{M + 1}~ Λ_NAre combined, and the combined multi-wavelength signal light is transmitted to the optical fiber 232.
[0042]
The optical fiber 232 has a wavelength λ that is multiplexed and transmitted by the multiplexer 243 of the relay station 240.₁~ Λ_NAre transmitted to the receiving station 220. The optical fiber 232 has a chromatic dispersion of −20 ps / nm / km or more and −3 ps / nm / km or less in the entire range of the signal light wavelength band A. Further, this optical fiber 232 more preferably has a chromatic dispersion of -12 ps / nm / km or more and -4 ps / nm / km or less in the entire range of the signal light wavelength band A, or in the signal light wavelength band B. The chromatic dispersion is -20 ps / nm / km or more and -3 ps / nm / km or less in the entire range, and more preferably, the chromatic dispersion is -16 ps / nm / km or more and -4 ps / in the entire range of the signal light wavelength band B. It is below nm / km. The optical fiber 232 more preferably has an effective area of 40 μm at a wavelength of 1.55 μm.²The increase in loss due to the OH group at a wavelength of 1.38 μm is 0.1 dB / km or less.
[0043]
The receiving station 220 includes N receivers 221.₁~ 221_N, Duplexer 222₁, 222₂, Optical amplifier 223₁, 223₂And a duplexer 224. The demultiplexer 224 transmits the optical fiber 232 and reaches the wavelength λ₁~ Λ_NWavelength signal λ₁~ Λ_MA first wavelength band including the wavelength λ_{M + 1}~ Λ_NTo the second wavelength band including. Optical amplifier 223₁Is a wavelength λ included in the first wavelength band output from the duplexer 224₁~ Λ_MThe signal light of all is collectively amplified and the demultiplexer 222₁Is the optically amplified wavelength λ₁~ Λ_MAre demultiplexed for each wavelength and output. Optical amplifier 223₂Is a wavelength λ included in the second wavelength band output from the duplexer 224_{M + 1}~ Λ_NThe signal light of all is collectively amplified and the demultiplexer 222₂Is the optically amplified wavelength λ_{M + 1}~ Λ_NAre demultiplexed for each wavelength and output. Receiver 221_nThe duplexer 222₁Or 222₂Wavelength λ output from_nThe signal light is received.
[0044]
In the optical transmission system 2, a transmitter 211 is used in a transmitter station 210.₁~ 211_MWavelength λ of the first wavelength band output from₁~ Λ_MThe signal light of the multiplexer 212₁And the optical amplifier 213₁Are collectively amplified. Also, the transmitter 211_{M + 1}~ 211_NWavelength λ of the second wavelength band output from_{M + 1}~ Λ_NThe signal light of the multiplexer 212₂And the optical amplifier 213₂Are collectively amplified. Then, the optical amplifier 213₁Wavelength λ amplified and output by₁~ Λ_MSignal light and optical amplifier 213₂Wavelength λ amplified and output by_{M + 1}~ Λ_NAre further combined by the multiplexer 214 and sent to the optical fiber 231. Wavelength λ transmitted from transmitting station 210₁~ Λ_NIs transmitted through the optical fiber 231 and reaches the relay station 240.
[0045]
In the relay station 240, the wavelength λ reached through the optical fiber 231 is reached.₁~ Λ_NThe signal light is demultiplexed into the first wavelength band and the second wavelength band by the demultiplexer 241. Wavelength λ included in the first wavelength band₁~ Λ_MThe signal light of the optical amplifier 242₁Wavelength λ included in the second wavelength band._{M + 1}~ Λ_NThe signal light of the optical amplifier 242₂Are collectively amplified by the multiplexer 243, multiplexed by the multiplexer 243, and sent to the optical fiber 232. Wavelength λ transmitted from relay station 240₁~ Λ_NIs transmitted through the optical fiber 232 and reaches the receiving station 220.
[0046]
At the receiving station 220, the wavelength λ reached through the optical fiber 232.₁~ Λ_NThe signal light is demultiplexed into a first wavelength band and a second wavelength band by a demultiplexer 224. Wavelength λ included in the first wavelength band₁~ Λ_MThe signal light of the optical amplifier 223₁Are collectively amplified and demultiplexer 222₁Is demultiplexed for each wavelength. Wavelength λ included in the second wavelength band_{M + 1}~ Λ_NThe signal light of the optical amplifier 223₂Are collectively amplified and demultiplexer 222₂Is demultiplexed for each wavelength. And wavelength λ₁~ Λ_NThe signal light of the receiver 221₁~ 221_NReceived by.
[0047]
The optical transmission system 2 includes the optical fiber 231 according to the present embodiment described above as an optical transmission path between the transmission station 210 and the relay station 240 and an optical transmission path between the relay station 240 and the reception station 220. , 232, the entire range of the signal light wavelength band A (or signal light wavelength band B) including the wavelength 1.31 μm band, the wavelength 1.45 μm band, the wavelength 1.55 μm band, and the wavelength 1.58 μm band. In FIG. 5, both the waveform degradation of the signal light due to the nonlinear optical phenomenon and the waveform degradation of the signal light due to the accumulated chromatic dispersion are suppressed. Therefore, the optical transmission system 2 is configured such that the multi-wavelength signal light λ in the wide signal light wavelength band A (or signal light wavelength band B)₁~ Λ_NA large-capacity long-distance transmission is possible using
[0048]
In the optical transmission system 2, the wavelength λ included in the first wavelength band₁~ Λ_MThe signal light of the optical amplifier 213₁242₁And 223₁And the wavelength λ included in the second wavelength band._{M + 1}~ Λ_NThe signal light of the optical amplifier 213₂242₂And 223₂In this respect, long-distance transmission is possible. For example, the first wavelength band includes a wavelength 1.55 μm band and a wavelength 1.58 μm band, and an Er element is added to the optical waveguide region as an optical amplifier that collectively amplifies signal light within the first wavelength band. An erbium-doped fiber amplifier (EDFA) using an optical fiber as an optical amplification medium is preferably used. On the other hand, the second wavelength band includes a wavelength band of 1.31 μm and a wavelength of 1.45 μm, and a semiconductor optical amplifier or a Raman amplifier is preferably used as an optical amplifier that collectively amplifies signal light within the second wavelength band. Used.
[0049]
In the configuration shown in FIG. 7, the signal light is divided into two wavelength bands and each optically amplified by an optical amplifier. However, the whole may be optically amplified by one optical amplifier, and 3 It is also preferable to optically amplify each of the above wavelength bands using an optical amplifier. For example, it may be divided into four wavelength bands, a wavelength 1.31 μm band, a wavelength 1.45 μm band, a wavelength 1.55 μm band, and a wavelength 1.58 μm band. For optical amplification of signal light having a wavelength of 1.31 μm band, a Pr element-doped optical fiber amplifier (PDFA: Praseodymium-Doped Fiber Amplifier) using an optical fiber in which Pr element is added to the optical waveguide region as an optical amplification medium. Are preferably used. For optical amplification of signal light in the wavelength band of 1.45 μm, a Tm element-doped fiber amplifier (TDFA: Thulium-Doped Fiber Amplifier) using an optical fiber in which a Tm element is added to the optical waveguide region as an optical amplification medium is suitable. Used for. An EDFA is preferably used for optical amplification of signal light having a wavelength of 1.55 μm. An EDFA is also preferably used for optical amplification of signal light having a wavelength of 1.58 μm. A semiconductor optical amplifier or a Raman amplifier is preferably used for optical amplification of signal light in any wavelength band.
[0050]
【The invention's effect】
As described above in detail, the optical fiber according to the present invention has a chromatic dispersion of −20 ps / nm / km or more and −3 ps / nm / km or less (more preferable) in the entire wavelength band of 1.30 μm to 1.60 μm. Is -12 ps / nm / km or more and -4 ps / nm / km or less). More preferably, the chromatic dispersion is -20 ps / nm / km or more and -3 ps / nm / km or less (more preferably, in the entire range of the wavelength band 1.25 μm to 1.65 μm wider than the above wavelength band). -16 ps / nm / km or more and -4 ps / nm / km or less). According to this optical fiber, the chromatic dispersion is a value within the above numerical range in a wide signal light wavelength band including a wavelength 1.31 μm band, a wavelength 1.45 μm band, a wavelength 1.55 μm band, and a wavelength 1.58 μm band. Therefore, both the waveform degradation of the signal light due to the nonlinear optical phenomenon and the waveform degradation of the signal light due to the accumulated chromatic dispersion are suppressed. Therefore, if this optical fiber is used as an optical transmission line, large-capacity long-distance transmission is possible using multi-wavelength signal light in this wide signal light wavelength band.
[0051]
The optical fiber according to the present invention has an effective area of 40 μm at a wavelength of 1.55 μm.²In the case described above, the waveform deterioration of the signal light due to the nonlinear optical phenomenon is further suppressed, which is suitable for long-distance transmission. Further, in the optical fiber according to the present invention, when the loss increase due to the OH group at a wavelength of 1.38 μm is 0.1 dB / km or less, the wavelength near 1.38 μm is also used as the signal light wavelength. Therefore, transmission with a larger capacity is possible.
[0052]
Since the optical transmission system according to the present invention uses the optical fiber according to the present invention as an optical transmission line, the wavelength 1.31 μm band, the wavelength 1.45 μm band, the wavelength 1.55 μm band, and the wavelength 1.58 μm band In a wide signal light wavelength band including 1.30 μm to 1.60 μm, more preferably 1.25 μm to 1.65 μm, a signal due to waveform degradation of signal light due to nonlinear optical phenomenon and cumulative chromatic dispersion Both deterioration of the waveform of the light is suppressed, and large-capacity long-distance transmission is possible using the multi-wavelength signal light in this wide signal light wavelength band.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining chromatic dispersion characteristics of an optical fiber according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a preferred example of a refractive index profile of an optical fiber according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating another preferred example of the refractive index profile of the optical fiber according to the present embodiment.
FIG. 4 is a table summarizing specifications and characteristics of optical fibers of four examples.
FIG. 5 is a graph showing chromatic dispersion characteristics of optical fibers of four examples.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an optical transmission system according to the first embodiment.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an optical transmission system according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 2 ... Optical transmission system, 110 ... Transmitting station, 111₁~ 111_N... Transmitter, 112 ... Multiplexer, 120 ... Receiving station, 121₁~ 121_N... Receiver, 122 ... Demultiplexer, 130 ... Optical fiber, 210 ... Transmitting station, 211₁~ 211_N... Transmitter, 212₁, 212₂... multiplexer, 213₁, 213₂... optical amplifier, 214 ... multiplexer, 220 ... receiving station, 221₁~ 221_N... Receiver, 222₁, 222₂... Branch, 223₁, 223₂... Optical amplifier, 224 ... Demultiplexer, 231, 232 ... Optical fiber, 240 ... Relay station, 241 ... Demultiplexer, 242₁242₂... optical amplifier, 243 ... multiplexer.

Claims

An optical fiber for an optical transmission line capable of transmitting light having a wavelength of 1.30 μm to a wavelength of 1.60 μm.
A central core region including the center of the optical axis and having a first refractive index, a second core region surrounding the central core region and having a second refractive index smaller than the first refractive index, and the second core region A third core region surrounding the third core region having a third refractive index greater than the second refractive index; and a cladding region surrounding the third core region and having a fourth refractive index less than the third refractive index;
The cladding region includes an inner cladding region having a refractive index smaller than the third refractive index, and an outer cladding region having a refractive index greater than the refractive index of the inner cladding,
The outer diameter 2a of the central core region is 5.0 μm or more and 5.7 μm or less, the outer diameter 2b of the second core region is 14.3 μm or more and 15.1 μm or less, and the outer diameter 2c of the third core region. Is 21.3 μm or more and 22.6 μm or less, and the outer diameter 2d of the inner layer cladding region is 42.6 μm or more and 45.2 μm or less,
The reference to the refractive index of the outermost layer of the cladding region, the relative refractive index difference of the central core region is not less less 0.59% 0.5% or more, the relative refractive index difference of the second core region -0. 2% or more and −0.15% or less, a relative refractive index difference of the third core region is 0.25% or more and 0.30% or less, and a relative refractive index difference of the inner cladding region is −0.2. % To -0.15%,
Chromatic dispersion is -20 ps / nm / km or more and -3 ps / nm / km or less in the entire wavelength band range of 1.30 μm to 1.60 μm,
The effective area at a wavelength of 1.55 μm is 40 μm ² or more,
Loss increase due to OH group at a wavelength of 1.38 μm is 0.1 dB / km or less,
An optical fiber for an optical transmission line, wherein the cable cutoff wavelength is 1.33 μm or less.

2. The optical fiber according to claim 1, wherein the chromatic dispersion is −12 ps / nm / km or more and −4 ps / nm / km or less in the entire wavelength band range of 1.30 μm to 1.60 μm.

2. The optical fiber according to claim 1, wherein chromatic dispersion is not less than -20 ps / nm / km and not more than -3 ps / nm / km in the whole wavelength band of 1.25 μm to 1.65 μm.

2. The optical fiber according to claim 1, wherein chromatic dispersion is not less than -16 ps / nm / km and not more than -4 ps / nm / km in the entire range of the wavelength band from 1.25 μm to 1.65 μm.

^2. The optical fiber according to claim 1, wherein an effective area at a wavelength of 1.55 [mu] m is 52.1 [mu] m < ² > or less.

A plurality of transmitting stations that combine and send out signal light of each wavelength within a wavelength band of 1.30 μm to 1.60 μm;
The optical fiber according to claim 1, which transmits multi-wavelength signal light transmitted from the transmitting station;
An optical transmission system comprising: a receiving station that demultiplexes multi-wavelength signal light that has been transmitted through the optical fiber and receives the signal light of each wavelength.

A plurality of transmitting stations that combine and send out signal light of each wavelength within a wavelength band of 1.25 μm to 1.65 μm;
The optical fiber according to claim 3, which transmits multi-wavelength signal light transmitted from the transmitting station;
An optical transmission system comprising: a receiving station that demultiplexes multi-wavelength signal light that has been transmitted through the optical fiber and receives the signal light of each wavelength.