TW480351B

TW480351B - Optical transmitting means, it's manufacturing method and optical transmitting system

Info

Publication number: TW480351B
Application number: TW089117180A
Authority: TW
Inventors: Toshiaki Okuno; Masayuki Nishimura
Original assignee: Sumitomo Electric Industries
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2002-03-21
Also published as: US20040202437A1; CA2365109A1; DE60036791T2; US6795235B1; EP1164412B1; AU6473100A; AU783200B2; EP1164412A4; WO2001048550A1; EP1164412A1; DE60036791D1; US7085040B2

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 一 B7 五、發明說明（< ) 〔技術領域〕本發明有關於經由被供給激勵光，用來對光信號進行拉曼（Raman)放大所獲得之光纖（光傳送路徑）及該光纖 (光傳送路徑）之製造方法，和使用該光纖（光傳送路徑）之光傳送系統。〔背景技術〕光纖放大器在光通信系統中用來對光信號進行放大藉以補償光信號在光傳送路徑傳輸時之損失。該光纖放大器具備有光放大用光纖和激勵光供給裝置。亦即，從激勵光供給裝置對光放大用光纖供給指定波長之激勵光，當光信號輸入到該光放大用光纖時，該輸入之光信號在該光放大用光纖被放大和輸出。此種光纖放大器使用在光導波區域添加有如同稀土類元素（例如Er元素）之光纖，作爲光放大用光纖（以下稱爲「稀土類元素添加光纖放大器」），或利用拉曼 (Raman)放大者（以下稱爲「拉曼放大器」）。稀土類元素添加光纖放大器設在被模組化之中繼器等，成爲集中常數型，與此相對的。拉曼放大器除了集中常數型外，亦可以實現分散常數型，在傳輸光信號之光傳送路徑 (光纖）對該光信號進行放大。因此，利用拉曼放大時不僅可以減小光傳送路徑之有效損失，而且可以抑制由於在光傳送路徑之各處之光信號之功率太大而發生之非線性光學現象。例如，在專利案第26 1 761 2號公報所記載之技術’經本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------—--------訂---------象^1^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（>) ，由倂用Er元素添加光纖之拉曼放大，可以使光纖之長度方向之光信號之功率分布均一化。另外，在文獻1「L. F . Mollenauer，e t a 1., IEEE J. of Quantum Electron., Vol. QE-22，No. 1，pp. 1 57 - 1 73 ( 1 986 )」記載有雙向激勵之拉曼放大，所記載之技術可以減小光傳送路徑之有效損失。在文獻 2「H· Masuda，et al.，Ecoc ’99, II - 146( 1999)」，文獻 3「Η· Suzuki，et al.，ECOC ’99, PD2-4( 1999 )j，文獻 4「Τ· N. Nielsen, et al.，ECOC f99，PD2-2( 1999)」所記載之技術是使用分散移位光纖或非零分散移位光纖作爲光傳送路徑，用來對光信號進行拉曼放大。另外一方面，在美國專利案第5，778，1 28號之專利說明書中提案有混合傳送路徑，在等長之2根單模光纖之間插入分散補償光纖。〔發明之揭示〕本發明人等檢討上述之習知技術之結果，發現有下面所述之問題。亦即，專利案第26 1 761 2號公報所記載之拉曼放大技術倂用Er元素添加光纖之光放大技術，用來使光纖之長度方向之光信號之功率分布均一化，但是當只有拉曼放大之情況時，光傳送路徑不能成爲最佳設計。另外，該拉曼放大技術中，爲了激勵Er元素而用以供給激勵光之激勵光源不可缺少，當由於激勵光源之故障等而不能供給激勵光時，光傳送路徑之有效損失變成極大，不能傳輸光信號。另外，在文獻1〜文獻4之各個本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .# — — — — — — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（4 ) 所記載之拉曼放大技術，對於光信號之功率在光纖中變動而造成之非線性之增大或SN比劣化沒有充分之對策。另外，在美國專利案第5，778, 1 28號專利說明書中，未記載有分布拉曼放大，未檢討或提案有效利用拉曼放大之傳送路徑構造。本發明用來解決上述之問題，其目的是提供更適當設計之拉曼放大用之光傳送路徑及該光傳送路徑之製造方法，和使用該光傳送路徑之光傳送系統。本發明是一種光傳送路徑，經由被供給激勵光，用來對光信號進行拉曼（Raman)放大，其特徵是成爲拉曼增益係數之最大値之區域，存在於從供給該激勵光之端部起，沿著該激勵光之進行方向離開指定距離之區域。本發明是一種光傳送路徑，經由被供給激勵光，用來對光信號進行拉曼放大，其特徵是該激勵光波長之傳送損失最小値之區域，是存在於從供給該激勵光之端部起，沿著該激勵光之進行方向離開指定距離之區域。本發明是一種光傳送路徑*經由被供給激勵光，用來對光信號進行拉曼放大，其特徵是以有效剖面積除拉曼增益係數所獲得之拉曼效率係數之最大値之區域，存在於從供給該激勵光之端部起，沿著該激勵光之進行方向離開指定距離之區域。本發明是一種光傳送路徑，經由被供給激勵光，用來 ^對光信號進行拉曼放大，其特徵是成爲有效剖面積之最小値之區域，存在於從供給該激勵光之端部起，沿著該本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # ^---------^-Λ 480351 A7 B7 五、發明說明（斗）激勵光之行進方向離開指定距離之區域。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在該傳送路徑中，包含供給激勵光之端部之高激勵光功率之區域，其拉曼放大效果較小，離開該端部指定距離之低激勵光功率之區域之拉曼放大效果較大，所以在光傳送路徑之任何位置，可以抑制光信號之功率之增大直至發光效應成爲顯著之程度，和可以抑制光信號之功率之降低直至SN比大幅劣化之程度，而且可以確保在光傳送路徑之終點之光信號之功率。另外，可以減小光傳送路徑之有效損失。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製另外，在本發明之光傳送路徑中，拉曼增益係數之最大値，最好比供給激勵光之端部之拉曼增益係數大20% 以上，或是傳送損失之最小値，最好比供給激勵光之端部之傳送損失小20%以上，或是拉曼效率係數之最大値，最好比供給激勵光之端部之拉曼效率係數大20%以上，或是有效剖面積之最小値，最好比供給激勵光之端部之有效剖面積小20%以上。另外，當以αρ表示對激勵光波長之傳送損失，以Ζ表示該光傳送路徑之長度方向之位置時，使拉曼效率係數之斜率之最大値成爲〇.2exp( α ρΖ)以上，最好〇.4exp(apZ)以上。另外，在芯子區域含有Ge(錯），最好使拉曼增益係數之最大値之區域之Ge含有率，大於包含供給激勵光之端部之區域之Ge含有率，或是最好使傳送損失之最小値之區域之Ge含有率’小於包含供給激勵光之端部之區域之Ge含有率，或是最好使拉曼效率係數之最大値之區域之Ge含有率，大於包含供本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（f) 給激勵光之端部之區域之Ge含有率，或是最好使有效剖面積之最小値之區域之Ge含有率，大於包含供給激勵光之端部之區域之Ge含有率。在任何一種情況，當與長度方向中之包含供給激勵光之端部之高激勵光功效之區域比較時，在離開該端部指定距離之低激勵光功率之區域可以拉曼增益變大。 \[ 另外，本發明之光傳送路徑之特徵是可以由光學式連接之多根光纖構成。這時，該多根光纖最好包含具有指定之特性之光纖，和具有與該指定特性不同之特性之光纖。在這種情況，各個光纖使用在長度方向具有均一特性者，經由使該等光纖連接，可以用來對光信號進行拉曼放大和構建適當之光傳送路徑。另外，本發明之光傳送路徑之特徵是可以由一長條之光纖構成。該光傳送路徑之製造方法之特徵是準備具有成爲芯子部之區域和成爲包蓋部之區域之光纖原材料，對該光纖原材料進行拉線，變化拉線速度，拉線張力或光纖外徑，同時製造該光纖。或是其特徵是準備具有成爲芯子部之區域和成爲包蓋部之區域之光纖原材料，該成爲芯子部之區域之外徑和該成爲包蓋部之區域之外徑沿著長度方向變化，對該光纖原材料進行拉線藉以製造該光纖。該等之任何一種製造方法亦適於用來製造拉曼增益係數，傳送損失，拉曼效率係數，或有效剖面積沿著長度方向變化之光纖。另外，在控制上述之拉線速度，拉線張力或光纖外徑本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------象 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爛351 A7 ---------- 五、發明說明（卜） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 之方法中，或在控制上述之光纖原材料之方法中，經由使其變化成爲週期性，可以利用1個之原材料用來製作多個之傳送路徑，可適於大量生產β 本發明之光傳送系統之特徵是具備有：發訊器，用來送出光信號；光傳送路徑，用來傳送從發訊部輸出之光信號；激勵光供給裝置，用來將激勵光供給到光傳送路徑；和收訊部，用來接受在光傳送路徑傳輸而來之光信號。依照此種光傳送系統時，利用激勵光供給裝置對光傳送路徑供給激勵光，從發訊器送出之光信號在光傳送路徑傳輸和被拉曼放大，以收訊器收訊。如上所述，該光傳送系統在光傳送路徑之任何一個位置，可以抑制光信號之功率之增大直至發光效應變爲顯著之程度，和可以抑制光信號之功率之降低直至SN比大幅劣化之程度。另外，可以減小光傳送路徑之有效損失。因此，該光傳送系統具有優良之光信號之傳送特性。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製另外，在本發明之光傳送系統中最好在光傳送路徑之任何位置，於激勵光之波長帶中具有零分散波長。在此種情況，爲著避免波長多工傳送中之由於非線性而造成之光信號之波形劣化，所以不使用零分散波長附近作爲光信號傳送用，經由在該頻帶配置激勵光波長，可以使波長之利用更有效。另外，最好在光傳送路徑之任何之位置，於光信號之波長帶中具有零分散波長。在此種情況，可以抑制光信號在光纖傳輸時之累積分散量，可以抑制波形之劣化。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（7 ) 利用下面之詳細說明和附圖，當可對本發明更加充分的瞭解，該等只作舉例之用，而無意用來限制本發明。〔圖式簡單說明〕第1A圖用來說明第1實施形態之光傳送路徑和光傳送系統。第1B圖之圖形用來表示作爲第1實施形態之光傳送路徑之光纖之拉曼效率係數g(z)/Aeff(z)之分布。第1C圖之圖形用來表示作爲第1實施形態之光傳送路徑之光纖之激勵光功率之分布。第1D圖之圖形用來表示作爲第1實施形態之光傳送路徑之光纖之光信號功率之分布。第2圖之圖形以模式方式表示作爲放大區域之光纖中之光信號功率之變動方式。第3圖表示作爲光傳送路徑之光纖之製造製造之構造。第4A圖和第4B圖表示用以獲得作爲光傳送路徑之一長條之光纖之光纖原材料之構造例。第5A圖用來說明第2實施形態之光傳送路徑和光傳送系統。第5B圖之圖形用來表示作爲第2實施形態之光傳送路徑之光纖之有效剖面積Aeeff(z)之分布。第5C圖之圖形用來表示作爲第2實施形態之光傳送路徑之光纖之激勵光功率之分布。第5D圖之圖形用來表示作爲第2實施形態之光傳送路徑之光纖之光信號功率之分布。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------1m裝----K----訂---------線^^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 ____ B7 五、發明說明（J) 第6A圖用來說明第3實施形態之光傳送路徑和光傳送系統，第6B圖之圖形用來表示作爲第3實施形態之光傳送路徑之光纖之拉曼效率係數g(z)/Aeff(z)2*W。第6C圖之圖形用來表示作爲第3實施形態之光傳送路徑之光纖之激勵光功率之分布。第6D圖之圖形用來表示作爲第3實施形態之光傳送路徑之光纖之光纖之光信號功率之分布。第7圖用來說明第3實施形態之光傳送路徑和光傳送系統之變化例。第8A圖用來說明第4實施形態之光傳送路徑和光傳送系統。第8B圖之圖形用來表示作爲第4實施形態之光傳送路徑之光纖之激勵光波長之傳送損失αρ之分布。第8C圖之圖形用來表示作爲第4實施形態之光傳送路徑之光纖之激勵光功率之分布。第8D圖之圖形用來表示作爲第4實施形態之光傳送路徑之光纖之光信號功率之分布。第9圖用來說明第4實施形態之光傳送路徑和光傳送系統之變化例。第10Α圖用來說明第5實施形態之光傳送路徑和光傳送系統。第10Β圖之圖形用來表示作爲第5實施形態之光傳送路徑之光纖之有效剖面積Aeff(z)之分布。，10 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------.—----K----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 Α7 Β7 五、發明說明（9 ) 第10C圖之圖形用來表示作爲第5實施形態之光傳送路徑之光纖之拉曼增益係數g(z)之分布。第10D圖之圖形用來表示作爲第5實施形態之光傳送路徑之光纖之光信號功率之分布。第11圖表示拉曼增益與波長之相關性。第12圖用來說明第3實施形態之光傳送路徑和光傳送系統之第5具體例。第1 3圖之圖形表示用以說明性能損失T之位元錯誤率 (BER)與收訊功率之關係。第14圖用來說明第4實施形態之光傳送路徑和光傳送系統之第5具體例。第15圖之圖形用來表示在第4圖實施形態之光傳送路徑和光傳送系統之第5具體例中，位元錯誤率（BER)與收訊功率之關係。第16圖之圖形用來表示激勵光功率與SN比之關係。第、7圖用來說明第4實施形態之光傳送路徑和光傳送系統之第6具體例。〔實施本發明之最佳形態〕下面將參照附圖用來詳細的說明本發明之實施形態。另外，在圖面之說明時，於相同之元件附加相同之符號，而其重複之說明則加以省略。首先說明本發明之第1實施形態。第1A〜D圖是第1 實施形態之光傳送系統100和光纖110之說明圖。第1A 圖表示光傳送系統100之槪略構造，第1Β圖表示以有效 •11· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------V—^—訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 Α7 Β7 五、發明說明（、。）剖面積Aeif (z)除光纖Π0之拉曼增益係數g(z)所獲得之拉曼效率係數g(z)/Aeff (z)之分布，第1C圖表示光纖 110之激勵光功率之分布’第1D圖表示光纖110之光信號功率之分布。另外，拉曼增益係數g(z)是光纖110之位置Z之函數，和有效剖面積Aeff (z)是光纖110之位置Z之激勵光波長之函數。該光傳送系統100具備有：光纖110,作爲光傳送路徑，被供給有激勵光用來獲得拉曼放大之光信號；激勵光源 121，122，用來輸出激勵光；和合波器131，132，用來將該激勵光導入到光纖110。從激勵光源121輸出之激勵光經由光纖193和合波器131以順向對光纖110供給光信號。從激勵光源122輸出之激勵光經由光纖194和合波器132以逆向對光纖110供給光信號。亦即，該光傳送系統100以雙向對光纖110供給激勵光。在光纖191 傳輸之到達合波部131之光信號，經由合波部131輸入到光纖110,在光纖110傳輸時被拉曼放大。然後，該被拉曼放大之光信號，經由合波部132在光纖192傳輸。在採用有此種拉曼放大之光傳送系統100中，光纖110 之長度爲L，光纖110之起點之座標値爲Ζ=0,光纖110 之終點之座標値爲Z=L。光纖110之位置Ζ之光信號之功率以ps(z)表示。光纖110之位置Z之激勵光波長之有效剖面積以Aeff (z)表示。光纖110之位置Z之拉曼增益係數以g(z)表示。光纖110之對光信號和激勵光波長之傳送損失分別以as，αρ表示。順向供給之激勵光 -12 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------i#--------訂---------缴 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480351 A7 _ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（"）之Z=〇之功率以P1表示，逆向供給之激勵光之Z=L之功率以P2表示。這時，光纖110之位置（z + dz)之光信號功率Ps(Z+dZ) ’在激勵光放大所具有之衰減部份可以忽視之情況時，可以以 [數1] + /^f(z)exp(-ati/z)exp κ{2\χ^(χρζ)^χ^γζ + ^(z)exp{-ar(/, - z)}-^20lz ...(1) 式表示◊光纖110之位置Ζ之拉曼增益αρ(ζ)可以以 [數2] a

Aeff\Z) ~(Z) .(2) 式表示。光纖110之拉曼效率係數g(z)/ (z)之分布如第1B 圖表示，在位置Z=0或Z=L時爲最小，在中央附近之區域較大。另外，光纖110之激勵光功率之分布如第1C 圖所示，成爲順向供給之激勵光之功率之分布（在位置Z =0之功率最大，Z値較小時功率較大）。和逆向供給之激勵光之功率分布（位置Z: L之功率最大，Z値較大時功率較大）之相加所形成者。因此，光纖110之激勵光功率之分布成爲在位置Z=0或Z==L時最大，在中央附近之區域較小。另外，光纖110之光信號功率Ps(z)之分布成爲拉曼放 • 13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —IK—訂·——丨—丨 _ 480351 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（α) 大之增加部份和拉曼放大時之傳送損失之總和。亦即’ 光信號功率Ps(z)之分布如第1D圖所示，隨著從Z=0朝向Z=L之前進，順序的增加，減少，具有增加和減少之傾向。依照此種方式，可以使光纖110之有效損失減小’ 在光纖之任何位置，可以抑制光信號功率之增大直至發光效應成爲顯著之程度，和可以抑制光信號功率之降低直至SN比大幅劣化之程度，而且可以確保光纖110之終點之光信號功率Ps(L)。另外，第1D圖中之虛線表示拉曼效率係數g(z)/Aeff (z) 與位置無關成爲一定之情況之光信號功率Ps(z)之分布。在此種情況，在光纖110之某一個位置，光信號功率變高容易使發光效應顯著化。在另外之某一個位置，光信號之功率變低會造成SN比之劣化。依照此種方式，本實施形態之光纖110被設計成在長度方向，當與包含被供激勵光之端部133, 1 34之高激勵光功率之區域（Z= 0之近傍和Z= L之近傍）比較時，於離開該端部133，134指定距離之低激勵光功率之區域（中央附近），其拉曼增益ag變成較大。亦即，本實施形態之光纖110被設計成爲由上述之（1) 式和（2)式判別，成爲拉曼效率係數g(z)/Aeff (z)之最大値之區域，如第1B圖所示，存在於從供給激勵光之端部133，134(Z=0, Z=L)，沿著激勵光之行進方向，離開指定距離之低激勵光功率之區域。亦即，使有效剖面積Aeff (z)成爲大致一定，拉曼增益係數g(z)之最大値 • 14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

n ϋ 1 ϋ ϋ ϋ I 1 tmem I — ϋ ϋ 1_1 I ϋ ϋ ϋ ϋ I ϋ I 1· ϋ ϋ βϋ I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（G ) 之區域被設計成存在於從供給激勵光之端部1 33 , 1 34(Z =0, Z=L)起，沿著激勵光之行進方向，離開指定距離之低激勵光功率之區域。另外，使拉曼增益係數g(z)成爲大致一定，有效剖面積Aeff (z)成爲最小値之區域，被設計成存在於從供給激勵光之端部133, 1 34 (Z=0，Z=L) 起，沿著該激勵光之行進方向，離開指定距離之低激勵光功率之區域。或是要實現此種光纖110時，由上述之（1) 式和（2)式判別，激勵光波長時之傳送損失αρ之最小値之區域，被設計成存在於從供給激勵光之端部1 33, 1 34(Ζ =0, Z=L)起，沿著激勵光之行進方向，離開指定距離之低激勵光功率之區域。另外，在該光纖110拉曼效率係數g(z)/Aeif (z)之最大値，最好是比供給激勵光之端部1 33, 1 34之拉曼效率係數大20%以上。或是拉曼增益係數g(z)之最大値，最好比供給激勵光之端部133, 1 34之拉曼增益係數大20% 以上。或是有效剖面積Aeff (z)之最小値，最好比供給激勵光之端部133，134之有效剖面積小20%以上。或是傳送損失α p之最小値，最好比供給激勵光之端部133，134 之傳送損失小20%以上。亦即，在通常之光傳送路徑，從射入激勵光之端部起，在離開指定距離（5km程度）之位置，亦即在激勵光功率變小ldB(大約20% )程度之前，產生大的增益。因此，在激勵光變小ldB程度之位置之前，使拉曼效率係數或拉曼增益係數，比供給激勵光之端部133，134之拉曼效率係數或拉曼增益係數大20%以 •15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

If — — I I I l· I I I ^ — — — — — — — I— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（α ) 上，利用拉曼放大使放大效果成爲2倍以上，藉以使光信號功率之放大效果變大。或是在激勵光變小IdB程度之位置之前，使有效剖面積或傳送損失，比供給激勵光之端部1 33, 1 34之有效剖面積或傳送損失小20%以上時，拉曼放大之放大效果成爲2倍以上，藉以使光信號功率之放大效果變大。另外，當對激勵光波長之傳送損失爲αρ，在該光傳送路徑之長度方向之位置爲Ζ時，拉曼效率係數g(z)/ Acff (z)之斜率之最大値爲0.2exp( α pZ)以上，最好爲 0.4exp( αρΖ)以上。依照此種方式時，對於激勵光功率之衰減，使拉曼效率係數增加20%以上之增大率，最好爲40%以上之增大率，當與拉曼效率係數爲一定之情況比較時，可以抑制增益之降低，抑制20%以上，最好爲 40%。另外，該光纖110由在芯子區域含有Ge之光纖構成，成爲拉曼效率係數g(z)/Aeff (ζ)之最大値之區域之Ge含有率，大於包含供給激勵光之端部133, 1 34之區域之Ge 含有率。或是成爲拉曼增益係數g(z)之最大値之區域之 Ge含有率，最好大於包含供給激勵光之端部133，134之區域之Ge含有率。或是成爲有效剖面積Aeff (ζ)之最小値之區域之Ge含有率，最好大於供給激勵光之端部133, 134之區域之Ge含有率。或是成爲傳送損失α p之最小値之區域之Ge含有率，最好小於包含供給激勵光之端部 133, 1 34之區域之Ge含有率。依照此種方式，當與長度 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .參 tr.---------^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（π) 方向之包含供給激勵光之端部133，134之高激光功率之區域比較時，在離開該端部133，134指定距離之低激勵光功率之區域，可以使拉曼增益αρ(ζ)變大。另外，該光纖110最好是將用以放大光信號之不純物 (例如，Ge外之Al，Ρ，稀土類元素）添加在光導波區域。依照此種方式時可以提高光信號之放大效率。特別是該不純物最好含有Er元素。如此一來，倂用Er元素之放大和拉曼放大，可以更進一步的提高光信號之放大效率。另外，該光纖110最好使用偏極波保持光纖，以保持光之偏極波狀態的傳輸該光。依照此種方式時，因爲可以使光信號和激勵光之各個之偏極波狀態一致，所以適於提高放大效率。另外，該光纖110在信號波長之偏極波模態分散最好爲0.25ps/km1/2以下。依照此種方式時因爲可以將長度1萬kro之傳輸時間差抑制成爲25ps以下，所以適於進行位元率10Gb/S以上之高速之光通信。另外，在本實施形態之光纖110中，最好使包含供給激勵光之端部133, 1 34之區域之信號波長之分散値，和成爲有效剖面積之最小値之區域之信號波長之分散値，分別成爲相反符號。依照此種方式時，可以使光纖110 所構成之放大區域之1個跨距單位之累積分散減小。另外，最好使包含供給激勵光之端部133, 134之區域信號波長之分散値爲正，和使成爲有效剖面積之最小値之區域之信號波長之分散値爲負。可以很容易製成大有 -17· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------I.——0------丨丨訂·---------線♦' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7__ 五、發明說明（4) 效剖面積之具有正分散之光纖，可以降低成本。另外，具有負分散之光纖通常其有效剖面積較小，拉曼增益較大。因此，將多個此種光纖利用融著等加以連接，可以用來構成較佳之光傳送路徑。另外，在本實施形態之光纖110中，最好使成爲有效剖面積之最小値之區域之信號波長之分散之絕對値，大於包含供給激勵光之端部133，134之區域之信號波長之分散之絕對値◊依照此種方式時，在拉曼增益大之區域，可以減小光信號之劣化，而且可以減小累積分散。另外，在本實施形態之光纖11 〇中，有效剖面積之最小値，成爲供給激勵光之端部133，134之有效剖面積之 0.8倍以下之大小，最好成爲0.45倍以下之大小◊依照此種方式時，可以改善從端部133，134輸出之光信號之 SN比，特別是成爲0.45倍以下時具有顯著之改善效果，可以使光信號進行更長距離之傳送。在本實施形態之光纖110中，成爲有效剖面積之最小値之區域之信號波長之分散値，最好爲-8ps/nin/km◊可以很容易製造小有效剖面積之具有負分散之光纖，另外，該分散具有某種程式之大小，可以有效的補償在光纖 110之兩端部133，134附近產生之正的累積分散，可以用來抑制四光波混合。另外，在本實施形態之光纖110中，信號波長之傳送路徑全體之平均分散之絕對値最好爲5ps/nm/km以下。依照此種方式時，例如，在以10Gb/s之傳送速度進行 • 18 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝—1----訂—— 暴· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（π ) 100km之距離之傳送之情況時，考慮到波長範圍之擴大和SN劣化，及非線性劣化，可以將累積分散抑制在容許位準之500ps/nm以下，可以進行良好之傳送。另外，在本實施形態之光纖110中，信號波長之平均分散斜率之絕對値最好爲0.03ps/nm2/km以下。當平均分散斜率之絕對値爲0.03ps/nm2/km之情況時，例如在 30nm之信號頻帶之兩端之通道，分散値之差變成爲0.9 ps/nm/km。當該分散値之差變大時，在100km程度之傳送其累積分散之差亦變大，傳送特性與通道之相關性增加。因此，爲著使系統穩定的動作和確保良好之傳送特性，所以最好以0.03ps/nm2/kra作爲平均分散斜率之絕對値之上限。另外，本實施形態之光纖110最好具有40km以上之長度。本實施形態之光纖110用在距離40km以上之光信號之傳送特別有效，另外，利用此種方式可以使光傳送系統100之成本降低。另外，在本實施形態之光傳送系統100中，射入到作爲光傳送路徑之光纖110之光信號之功率，在每1個波長最好爲OdBm以下。例如在以無中繼傳送150km以上之長距離之情況時，因爲激勵光之功率要變大，在前方激勵，從射入光信號之端部133起前進之位置，功率成爲最大，會有局部之非線性劣化成爲不可忽視之程度之問題，但是經由使光信號之每1個波長成爲OdBin以下，可以抑制非線性劣化，使光傳送系統100穩定的進行動作。 •19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（特別是當光信號之功率成爲每1個波長爲-5dBm以下時，就插入中繼用放大器，可以穩定的進行數百km以上之長距離之傳送。另外，當光信號之功率成爲每1個波長爲-lOdBm以下時，就插入中繼用放大器，可以穩定的進行數千km以上之長距離傳送，或數十GHz間隔之高密度 WDM(Wave length Division Multiplexing)傳送。另外，在本實施形態之光傳送系統100中，作爲光傳送路徑之光纖110之信號波長帶之局部分散絕對値之最小値爲2 ps/nro/km以上，而且累積非線性相位移位量最好爲1.71以下。另外，在本實施形態之光傳送系統100中，作爲光傳送路徑之光纖110之信號波長帶之局部分散絕對値之最小値爲2ps/nm/km以上，而且局部相位移位量最好爲 5.4χ 10·5/πι 以下。另外，在本實施形態之光傳送系統100中，作爲光傳送路徑之光纖110之信號波長帶之局部分散絕對値之最小値爲2ps/nm/km以下，而且累積非線性相位移位量最好爲0.1 71以下。另外，在本實施形態之光傳送系統100中，作爲光傳送路徑之光纖110之信號波長帶之局部分散絕對値之最小値爲2ps/nm/km以下，而且局部相位移位分量最好爲 5·4χ 10·6/ιη 以下。在進行WDM傳送時，會出現相互相位調變（ΧΡΜ )或四光波混合（FWM)之影響。但是，當光纖110之信號波長帶之 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480351 A7 B7 以經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（β 之局部分散絕對値爲2ps/nm/km之情況時FWM之影響很小，可以利用XPM之影響用來推定光傳送系統之特性。因此，首先可以以下面之（3)式用來定義非線性相位移位量△ ??。 [數3] .(3) 其中，λ爲光信號之波長，n2爲作爲光傳送路徑之光纖110之非線性折射率。另外，Aeif爲作爲光傳送路徑之光纖110之有效剖面積，P(z)爲光信號在位置z之功率◊ 當以分散移位光纖（傳送損失a :0.2dB/dm，非線性折射率 η2 ·· 3·3χ 10_2()m2/W，有效剖面積 Aeff : 50# m2) 考慮時，對於L = 80km，亦即有效長度Leff = 21 .2km，當使信號波長1 550nm之輸入尖峰功率成爲每1個波長爲 10dBm之情況時，非線性相位移位量變成爲 [數4 ] Α 2π n〇 _ Δη = —p.Leff β〇57 Λ Aeff ...(4) 另外，利用來自鄰接之2個波長之光信號之影響下列之（5 )式定義該累積非線性相位移位量△ φ。 [數5] △卜？.t “〆 .··(” 其中，Ρ\Ρ”爲鄰接通道之光信號之功率，L\ff， -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------矿--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480351 A7 B7 五、發明說明（>") L”eff爲鄰接通道之有效長度。但是，有效剖面積Aeff 相同。當傳送損失和信號功率與通道之相關性可以忽視時，則累積非線性相位移位量△ P可以以 [數 6] ， Δφ = ——^--3P-Leff λ Acff etf ...(6) 表示。在2.5Gb/s以上之高速傳送而且波長間隔爲100GHz 以下之情況，要實現良好之傳送時，經由實驗確認爲平均輸入尖峰功率在每一個波長需要爲10dBm以下，因此使用上述之（4)式和（6)式，累積相位移位量 △ 9需要爲1.71以下。另外，局部相位移位量△ 4以下列之（7 )式定義。 [數 7] . ΑΨ = max 私 Ψ(ζ)}= 2π ti2 λ Aeff Ρ(Ζ) .(7) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 参經濟部智慧財產局員工消費合作社印製放大區域之光纖110之光信號功率之變動如第2圖所示。其中光信號之附入功率滿足（6 )式，即使程度很小，_ 在光傳送路徑中當功率增大時，在第2圖之A所示之區域會有產生非線性劣化之問題。因此，有效的定義局部相位移位量△ 4，用來限制傳送條件。非線性之影響，實質上考慮到Μ程度即可，因此當考慮到以上述之條件爲基準時，在Pmax2 2Ρ〇之情況可以確認劣化很大。因此，使局部相位移位量成爲 5.4χ 10·5/ro以下，可以確保良好之傳送。另外一方面，在光纖110之信號波長帶之局部分散絕 -22 - 訂--------線♦---------·——卜---------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480351 A7 ____ B7 五、發明說明（州） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 對値爲2ps/nm/km以下之情況，當分散以外之參數與上述之條件相同時，可容許之最大輸入尖峰功率爲每一個波長OdBm(但是，對於位元率，儘可能的使波長間隔變狹）。因此，在光纖110之信號波長帶之局部分散絕對値爲 2pS/nni/km以下之情況時，使累積相位移位量△ φ成爲 0.171以下或局部相位移位量△ 0成爲5.4x 10_6/m以下，可以確保良好之傳送。另外，在本實施形態之光傳送系統100中，在光傳送路徑傳輸之光信號之射出端135之SN比最好爲18dB以上。在通常之光收訊機中，當在Gb/s以上之傳送速度，其SN比在18dB以下時會使收訊特性劣化，因此使SN比成爲18dB以上可以確保良好之傳送特性。另外，在本實施形態之光傳送系統100中，在光傳送路徑傳輸之光信號之射出端135之SN比最好爲12dB以上，而且具有錯誤符號訂正功能。在具有錯誤訂正功能時，因爲可以使SN比之下限更進一步的降低，所以即使 SN比成爲12dB以上時亦可以確保良好之傳送特性。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製該光纖110亦可以由光學式連接之多根光纖構成，亦可以由一長條之1根光纖構成。在光纖110爲一長條之情況時，該光纖110以下面所述之方式製成。如第3圖所75，在該一長條之光纖之製造時，首先準備被拉線之光纖原材料10。該光纖原材料10具有成爲芯子部之區域12和成爲包蓋部之區域14,成爲芯子部之區 -23· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480351 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 _^_ 五、發明說明（^) 电域12之外徑和成爲包蓋部之區域14之外徑，在長度方向大致爲一定。該光纖原材料1〇以石英玻璃爲主要成分，可以利用氣相軸附加法（VAD法），外加法（OVD法），內加法（MCVD法）或微進加法等製成。其次’將光纖原材料1〇安裝在仿真桿20,預形成引導器22使該仿真桿20朝向加熱器24移動，用來使安裝在該仿真桿20之光纖原材料10被導入到加熱器24內。然後’對被加熱器24加熱之該光纖原材料1〇之下端進行拉線，用來獲得原始光纖30。經由拉線所獲得之原始光纖30，繼續的通過碳塗膜形成用之反應管32之內部。在反應管32之內部被供給有鹵化碳（CHC13，CC14 等）和碳化氫（C2H4，C3H8，C6H6 等）之混合氣體，使該混合氣體中之鹵化碳和碳化氫在原始光纖30之表面進行反應，用來使該原始光纖30之表面，被以碳爲主要成爲之氣密式塗膜（碳塗膜）被覆。亦可以不需要碳塗膜形成用之反應管，在此種情況，可以在反應管32之位置配置冷卻裝置。被碳塗膜被覆之碳塗膜光纖34以雷射外徑測定器40 測定其外徑。根據雷射外徑測定器40之測定結果，以控制系統42控制和熱溫度拉線速度，用來使碳塗膜光纖34 之外徑成爲指定値（通常爲125/zm)。通過雷射外徑測定器40之碳塗膜光纖34,更進一步的通過被儲存在樹脂塗膜槽44之液狀之樹脂46,用來使樹脂46附著在該碳塗膜光纖34之表面。利用這種方式用 -24- _本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮) --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480351 Α7 Β7 五、發明說明（ο ) 來產生附著有樹脂之光纖36。繼續的使該附著有樹脂之光纖36通過UV燈泡48。這時，附著在碳塗膜光纖34之表面之樹脂46,被來自UV燈泡48之紫外光照射而硬化。利用這種方式可以獲得碳塗膜光纖34之表面被樹脂被膜被覆之光纖38,該光纖38經由引導滾輪50被捲繞在鼓 52 - 在以上之拉線工程中，在原始光纖30之長度每次成爲指定値時，經由變化對光纖原材料10進行拉線之拉線速度，拉線張力或光纖外徑，可以製造具有拉曼增益係數 g(z)，有效剖面積Aeff (z)，拉曼效率係數g(z)/Aeff (z) 或傳送損失αρ依長度方向變化之一長條之光纖110。這時，經由使拉線速度，拉線張力或光纖外徑成爲週期性之變化，可以利用1個之原材料用來製作多個之傳送路徑，可以實現大量生產。另外，具有拉曼效率係數g(z)/Aefi(z)，拉曼增益係數g(z)，有效剖面積Aeff(z)，或傳送損失αρ依長度方向變化之一長條之光纖110,可以如上所述的經由變更光纖原材料10之拉線時之拉線速度，拉線張力或光纖外徑而獲得。但是，亦可以將拉線時之拉線速度，拉線張力或光纖外徑設定成爲一定，在這種情況，如第4Α圖和第 4Β圖所示的對預先準備之光纖原材料1〇進行加工，以一定之外徑對該光纖原材料10進行拉線，可以獲得具有拉曼效率係數g(z)/Aeff(z)，拉曼增益係數g(z)，有效剖面積Aeff(z)，或傳送損失αρ依長度方向變化之一長條 -25· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音2事項再填寫本頁) # 訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（w ) 之光纖110。例如，第4A圖所示之光纖原材料10之構造是在成爲包蓋部之區域14之外徑成爲一定之狀態，使欲成爲芯子部之區域12之外徑沿著長度方向變化。另外，第4B圖所示之光纖原材料10之構造是在欲成爲芯子部之區域12之外徑成爲一定之狀態，使成爲包蓋部之區域 14之外徑沿著其長度方向變化。這時，使光纖原材料進行週期性之變化可以實現大量生產。光信號之波長帶例如爲1.3//Π1或1.55em。在信號波長帶之情況時，激勵光波長帶爲1.15#m〜1.3〆 m，在信號波長帶爲1.55# m帶之情況時，激勵光波長帶爲1.4#m〜1.5//m。其中，最好是在該光纖110之任何位置，在激勵光之波長帶中具有零分散波長，在此種情況可以提高光信號之波長之使用效率。另外，最好是在該光纖110之任何位置，在光信號之波長帶中包含有零分散波長，在此種情況，可以抑制光信號在光纖110傳輸時之累積分散量使其變小，和可以抑制波形之劣化。光纖110之任何位置之光信號之群速度最好大致等於順向供給之激勵光之群速度，在此種情況，可以對光信號進行最有效之拉曼放大。供給到光纖110之激勵光最好至少包含有有正交之2個偏極波，在此種情況，可以達成與光信號之偏極波狀態無關之拉曼放大。下面將說明本發明之第2實施形態。第5A〜D圖是第 2實施形態之光傳送系統200和光纖210之說明圖。第5A 圖表示光傳送系統200之槪略構造，第5B圖表示光纖210 -26· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------#裝---------訂--------- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 480351 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（<) 之有效剖面積Aeff(z)之分布，第5C圖表示光纖210之激勵光功率之分布，第5D圖表示光纖210之光信號功率之分布。該光傳送系統200具備有：光纖210,被供給激勵光，用來獲得對光信號進行拉曼放大之光傳送路徑；激勵光源222,用來輸出激勵光；和合波器232,用來將該激勵光導入到光纖210。從激勵光源222輸出之激勵光，經由光纖294和合波器232以逆向供給到光纖210。輸入到光纖210之光信號，當在光纖210傳輸時被拉曼放大。然後，該被拉曼放大之光信號經由合波器232在光纖292 再度被傳輸。光纖210之有效剖面積Aeff(z)如第5B圖所示，在供激勵光之端部212(位置Z=L)爲最大Z之値較大時有效剖面積較大。亦即，光纖210之有效剖面積Aeff(z)，當與長度方向中之包含供給激勵光之端部212之高激勵光功率之區域（Z=L之近傍）比較時，在離開該端部212指定距離之低激勵光功率之區域（Z=0之近傍）成爲較小。另外，拉曼增益係數g(z)其與Z之關係大致爲一定，所以拉曼效率係數g(z)/Aeff(z)在供給激勵光之端部212(位置Z=L)爲最大，Z之値較大時拉曼效率係數較大。另外，光纖210之激勵光功率之分布如第5C圖所示，在位置Z=L成爲最大，Z値較大時功率較大。另外，光纖210之光信號功率Ps(z)之分布是拉曼放大之增加部份和未拉曼放大時之傳送損失之總和。亦即， •27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--------訂---------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480351 A7 B7 五、發明說明（4) 光信號功率Ps(z)之分布如第5D圖所示，隨著從Z=0朝向z==L前進順序的增加，減少和成爲增加之傾向。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 依照此種方式，在該光傳送系統200中，可以使光纖 21 0之有效損失減小，在光纖21 0之任何位置可以抑制光信號之功率增大直至發光效應成爲顯著之程度，和可以抑制光信號之功率之降低直至SN比大幅劣化之程度，而且可以充分的確保在光纖210之終點之光信號功率Ps(L)。另外，第5D圖中之虛線表示有效剖面積Aeff(z)與位置Z無關的成爲一定之情況時之光信號功率Ps(z)之分布。在此種情況，在光纖210之終點，光信號功率Ps(L) 變小，容易產生收訊錯誤。在此種方式之本實施形態之光纖210中，設計成當與長度方向中之包含供給激勵光之端部212之高激光功率之區域（z=L之近傍）比較時，在離開該端部212指定距離之低激勵光功率之區域，其拉曼增益αρ成爲較大。爲著實現此種光纖，本實施形態之光纖210由上述（1) 式和（2)式判別，設計成拉曼效率係數gUWAeMz)之最大値之區域，存在於從供給激勵光之端部21 2(z=L) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製起，沿著激勵光之行進方向離開指定距離之低激勵光功率之區域。亦即，設計成有效剖面積Aeff(z)大致爲一定，拉曼增益係數g(z)之最大値之區域，存在於從供給激勵光之端部212(z=L)起，沿著激勵光之行進方向離開指定距離之低激勵光功率之區域。另外，如第5B圖所示，設計成拉曼增益係數g(z)大致爲一定，有效剖面積Aeff(z) -28 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480351 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（>〇之最小値之區域，存在於從供給激勵光之端部212( z=L) 起，沿著激勵光之行進方向離開指定距離之低激勵光功率之區域。下面將說明本發明之第3實施形態。第6Α〜D圖是第 3實施形態之光傳送系統300之光纖311〜313之說明圖。第6Α圖表示光傳送系統300之槪略構造，第6Β圖表示光纖311〜313之拉曼效率係數g(z)/Aeff(z)之分布，第 6C圖表示光纖311〜313之激勵光功率之分布，第6D圖表示光纖311〜313之光信號功率之分布。該光傳送系統300具備有：光纖311〜313,被供給激勵光，用來獲得對光信號進行拉曼放大之光傳送路徑；激勵光源321，322,用來輸出激勵光；和合波器331， 322,用來將該激勵光導入到光纖311〜313。從激勵光源321輸出之激勵光經由光纖39 3和合波器331，順向的供給到光纖311〜313。從激勵光源3 22輸出之激勵光經由光纖394和合波器332，逆向的供給到光纖311〜313 〇亦即，該光傳送系統300以雙方將激勵光供給到光纖311 〜313。在光纖391傳輸之到達合波器331之光信號，經由合波器331輸入到光纖311，當在光纖311〜313傳輸時被拉曼放大。然後，該拉曼放大之光信號，經由合波器332在光纖392更進一步的傳輸。拉曼效率係數g(z)/Aeff(z)，在包含供給激勵光之端部316, 317之兩端之光纖311和313較小，在離開該端部316, 317指定距離之中央光纖312較大。另外，光纖 •29· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線！^ 480351 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（>〇 · 311〜313之激勵光功率之分布如第6C圖所示，成爲順向供給之激勵光之功率功率之分布（位置z=0時功率最大， z之値較小時功率較大）和逆向供給之激勵光之功率之分布（位置z==L時功率最大’ z之値較大時功率較大）之加算所形成者。因此，激勵光功率之分布在位置z=0或z =L3爲最大，在中央附近之區域較小。亦即，激勵光功率在兩端之光纖311和313較大，在中央之光纖312較小〇另外，光纖311〜313之光信號功率Ps(7)之分布是拉曼放大之增加部份和未拉曼放大時之傳送損失之總和。亦即，光信號功率Ps(z)之分布如第6D圖所示，隨著從 z=0前進到z=L3，具有重複增加和減少之傾向。在此種方式之本光傳送系統300中，可以使光纖311〜313之有效損失減小，在光纖3 11〜3 1 3之任何位置，可以抑制信號之功率之增大直至發光效應成爲顯著之程度，和可以抑制光信號之功率之之降低直至SN比大幅劣化之程度，而且可以充分的確保由光纖311〜313之構成之光傳送路徑之終點z=L3之光信號功率Ps(L3)。另外，第6D圖中之虛線表示在光纖312之位置配置光纖311或光纖313之情況時之光信號功率Ps(z)之分布。在該光傳送系統300中，設計成光纖311〜313中之包含激勵光功率最高之區域之光纖311或313,其拉曼增益 αρ成爲最小。爲著要實現由此種光纖311〜313構成之光傳送路徑，如第6Β圖所示，最好構建成以光纖311，313 • 30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 费—— 1Τ.--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（巧）包夾包含有拉曼效率係數g(z)/Aeff(z)之最大値之區域之光纖312。或是在有效剖面積Aeff(z)爲大致一定之情況時，最好構建成以光纖311，313包夾包含有拉曼增益係數g(z)之最大値之區域之光纖312。或是在拉曼增益係數g(z)爲大致一定之情況時，最好構建成以光纖311，313 包夾包含有有效剖面積Aeff(z)之最小値之區域之光纖 312。或是最好構建成以光纖311，313包夾包含有激勵光之波長之傳送損失αρ爲最小値之區域之光纖312。另外，光纖311或313最好使用在芯子區域故意不添加不純物之光纖，亦即使謂之純矽芯子光纖。當與通常之在芯子區域添加有Ge之光纖比較時，該純矽芯子光纖之傳送損失〇?和拉曼效率係數2(2)/八。^(2)較小，所以適於使用在包含供給激勵光之端部316, 317之高激勵光功率之區域。另外，當以R1表示光纖311〜313中之包含有效剖面積之最小値之區域之光纖312之長度，以R2表示具有供給激勵光之端部316, 317之光纖311，313之長度，和以R3表示該光纖311〜313所構成之光傳送路徑中之包含有效剖面積之最小値之區域之光纖312外之光導波區域之長度時，則最好R2爲10km以下，而且R1 $ 4x R3。另外，當以R1表示光纖311〜313中之包含有有效剖面積之最小値之區域之光纖312之長度，以R2表示具有供給激勵光之端部316, 317之光纖311，313之長度時’ 則最好R2爲10km以上，而且Rl 2 R2/4。 -31· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — --------訂---------漆· 480351 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（W) 另外，在本實施形態之光傳送系統300中’亦可以如第7圖所示，在光纖3 11和光纖3 1 2之間，和光纖211 和光纖313之間，分別存在有其他之光纖314 ’ 315〇下面將說明本發明之第4實施形態。第8A〜D圖是第 4實施形態之光傳送系統400和光纖411，412之說明圖。第8A圖表示光傳送系統400之槪略構造，第8B圖表示光纖411，412之激勵光波長之傳送損失αρ之分布，第 8C圖表示光纖411，412之激勵光功率之分布，第8D圖表示光纖411，412之光信號功率之分布。該光傳送系統400具備有：光纖411，412,經由被供給激勵光用來對光信號進行拉曼放大藉以獲得光傳送路徑；激勵光源422,用來輸出激勵光；和合波器432,用來將該激勵光導入到光纖411，412。從激勵光源422輸出之激勵光經由光纖494和合波器4 32以逆向供給到光纖411，412。輸入到光纖411之光信號在光纖411，412 傳輸時被拉曼放大。然後，該被拉曼放大之光信號經由合波器432在光纖492被更進一步的傳輸。光纖411，412中之激勵光波長之傳送損失αρ之分布，如第8Β圖所示，在包含有供給激勵光之端部415之光纖 412成爲較大，在遠離合波器432之光纖411成爲較小。另外，光纖411，412中之激勵光功率之分布，如第8C 圖所示，在位置z==L2成爲最大，在位置2:=0成爲最小。但是，因爲光纖411之激勵光波長之傳送損失比光纖412 小，所以當兩者之傳送損失αρ相等之情況（第8C圖之虛 •32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝 tr--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 發明說明（y) 線）比較時，光纖411之激勵光功率較大。另外，光纖411，412之光信號功率Ps(z)之分布成爲拉曼放大之增加部份，和未拉曼放大時之傳送損失之總和。亦即，光信號功率Ps(z)之分布，如第8D圖所示，隨著從z=0朝向z=L2前進，進行增減。在此種方式之本光傳送系統400中，可以使光纖411，412之有效損失減小，在光纖411，412之任何位置，可以抑制光信號之功率之增大直至發光效應變爲顯著之程度，和可以抑制光信號之功率之降低直至SN比大幅劣化之程度，而且可以充分確保由光纖411，412構成之光傳送路徑之終點z =L2之光信號功率Ps(L2)。另外，第8D圖中之虛線表示光纖411之激勵光波長之傳送損失與光纖412相等之情況時之光信號功率Ps(z)之分布。在此種方式之本實施形態之光傳送系統400中，設計成在光纖411，412之中，在包含激勵光功率最高之供給激勵光之端部415之光纖412,使拉曼增益ag成爲最小。爲著實現此種由光纖411，412構成之光傳送路徑，最好是使包含拉曼效率係數2(2)/八。^(2)之最大値之區域之光纖411，和光纖412連接，藉以構成光傳送路徑。或是在有效剖面積Aeff(z)爲大致一定之情況時，使包含拉曼增益係數g(z)之最大値之區域之光纖411，和光纖412連接，藉以構成光傳送路徑。或是在拉曼增益係數g(z)爲大致一定之情況時，使包含有效剖面積Aeff(z)之最小値 -33· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- 獨351 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 i、發明說明（> ) 之區域之光纖411，和光纖412連接，藉以構成光傳送路徑。或是如第8B圖所示，使包含激勵光之波長之傳送損失αρ之最小値之區域之光纖411，和光纖412連接，藉以構成光傳送路徑。另外，在本實施形態之光傳送系統400中，如第9圖所示，亦可以在光纖411和光纖412之間，插入其他之光纖4U 〇下面將說明本發明之第5實施形態。第10Α〜D圖是第 5實施形態之光傳送系統500和光纖511〜51 3之說明圖。第10Α圖表示光傳送500之槪略構造，第10Β圖表示光纖511〜513之有效剖面積Aefi(z)之分布，第10C圖表示光纖511〜513之拉曼增益係數g(z)之分布，第10D圖表示光纖511〜513之光信號功率Ps(z)之分布。該光傳送系統500具備有：光纖511〜513,經由被供給激勵光用來對光信號進行拉曼放大藉以獲得光傳送路徑；激勵光源521，522,用來輸出激勵光；和合波器531， 532,用來將該激勵光導入到光纖511〜513。光纖511和 513分別爲單模光纖，在波長1.3//m附進具有零分散波長◊光纖512是分散移位光纖，在比波長1.55 稍長（或短）之波長具有零分散波長。從激勵光源521輸出之激勵光經由光纖593和合波器 531，順向的供給到光纖511〜513。從激勵光源522輸出之激勵光經由光纖5 94和合波器532，逆向的供給到光纖 511〜513。亦即，該光傳送系統500以雙向將激勵光供 -34· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（w ) 給到光纖511〜513。在光纖591傳輸之到達合波器531 之光信號，經由合波器531輸入到光纖511，當在光纖511 〜513傳輸時被拉曼放大◊然後，該被拉曼放大之光信號經由合波器53 2在光纖592被更進一步的傳輸。有效剖面積Aeff(z)之分布，如第10B圖所示，在包含有供給激勵光之端部516, 517之光纖511，513成爲較大，在中央之光纖512成爲較小。拉曼增益係數g(z)之分布，如第10C圖所示，在包含有供給激勵光之端部516, 517之光纖511，513成爲較小，在中央之光纖512成爲較大。另外，光纖511〜513之激勵光功率之分布是順向供給之激勵光之功率之分布（位置z==0功率最大，z之値較小時功率較大）和逆向供給之激勵光之功率之分布 (位置z=L3功率最大，z之値較大時功率較大）之加算所形成者。因此，光纖511〜513之激勵光功率之分布是在位匱z==0或z=L3時最大，在中央附近之區域較小。亦即，激勵光功率在兩端之光纖511和513較大，在中央之光纖51 2較小。另外，光纖511〜513之光信號功率Ps(z)之分布是拉曼放大之增加部份和未拉曼放大之情況時之傳送損失之總和。亦即，光信號功率Ps(z)之分布如第10D圖所示，隨著從z=0朝向z=L3前進，形成重複增加和減少之傾向。在此種方式之本光傳送系統5 00中，可以使光纖511 〜513之有效損失減小，在光纖511〜513之任何位置，可以抑制光信號之功率之增大直至發光效應變爲顯著之 -35· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · --象· 480351 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（Μ ) 程度，和可以抑制光信號之功率之降低直至SN比大幅劣化之程度，而且可以充分的確保由光纖511〜513構成之光傳送路徑之終點z=L3之光信號功率Ps(L3)。在光信號之波長爲1.55//m或波長1.58/zm之情況時，激勵光源521，522之各個最好使用輸出波長1.48 之雷射光之半導體雷射源。另外，在一起傳輸波長1.55//m 之光信號和波長1.58/zm之光信號之情況時，光纖511〜 513之各個波長之光信號之功率分散互異。如第11圖之拉曼增益與波長之相關性所示，波長1.58 era之拉曼增益大於波長1.55//m之拉曼增益。但是，任何波長之光信號，在光纖511〜513之任何位置，光信號之功率不會增大直至發光效應變爲顯著之程度，和光信號之功率不會降低直至SN比大幅劣化之程度，而且可以充分的確保由光纖511〜513構成之光傳送路徑之終點z=L3之光信號功率Ps(L3)。另外，經由導入其他波長（例如1.43 等）之激勵光，或使激勵光進行波長多工化，可以用來減小光信號間之功率之差。例如，第1 0D圖之虛線表示使作爲激勵光源5 22之波長1.43/zm之激勵光多工化之使用情況。下面將使用上述之第1〜第5實施形態之光傳送系統 100〜500用來進行更詳細之說明。首先，參照第1A圖用來說明第1實施形態之光傳送系統100之具體例。在光傳送系統100之具體例中，光纖110是一長條之 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（π ) 光纖。另外，光纖110之拉曼增益係數g(z)對位置Z大致爲一定，有效剖面積Aeff(z)在供給激勵光之端部133， 134(2=0，L)分別爲 60// ra2,在中央附近（z=L/2)爲 40// m2，對位置z成爲大致線性之變化。另外，光纖110之分散在供給激勵光之端部133，134 (z==〇，L)分別爲4 ps/nm/km，在中央附近（z=L/2)爲 ps /nm/km，對位置z成爲大致線性之變化。下面將參照第5A圖用來說明第2實施形態之光傳送路徑200之具體例。在光傳送系統200之具體例中，光纖210是一長條之光纖。另外，光纖210之拉曼增益係數g(z)對位置z大致爲一定，有效剖面積Aeff( z)在供給激勵光之端部212 (z=L)爲 65#m2，另外一端 211(z=0)爲 30//m2，對位置z以近似exp之形式變化。另外，光纖210之分散在供給激勵光之端部212(z=L) 爲 12 ps/nm/km，在另外一端 211(z=0)爲-4 ps/nm/km ，對位置z以近似exp之形式變化。下面將參照第6A圖和第7圖用來說明第3實施形態之光傳送系統300之具體例。在光傳送系統3 00之第1具體例中，光纖311和光纖 313均爲單模光纖（SMF)，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲80// m2，分散爲17 ps/nm/km。另外，光纖312 爲分散移位光纖（DSF)，對於信號波長1 5 50nm，有效剖面積爲50/zm2，分散爲-1 ps/nm/km。另外，光纖311和光 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

480351 A7 B7 五、發明說明（4) 纖313之長度分別爲20km，光纖312之長度爲10km。在光傳送系統300之第2具體例中，光纖311和光纖 313均爲分散移位光纖（NZDSF)，在波長1 5 50nm之短波長側具有零分散波長，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲50//m2，分散爲-5 ps/nm/km。另外，光纖312是分散移位光纖（NZDSF)，在波長1 550nm之長波長側具有零分散波長，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲45/z m2，分散爲5 ps/nm/km。另外，光纖311和光纖313之長度分別爲10km，光纖312之長度爲20km。在光傳送系統300之第3具體例中，光纖311和光纖 313均爲純矽芯子光纖（ZF)，對於信號波長1 550nm，有效剖面積80/z m2，分散爲18 ps/nm/km。另外，光纖312 爲分散移位光纖（NZDSF)，在波長1 550nm之短波長側具有零分散波長，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲55 /zm2，分散爲3 ps/nm/km。另外，光纖311和光纖313 之長度分別爲20km，光纖312之長度爲20km。在光傳送系統300之第4具體例中，光纖311和光纖 313均爲單模光纖（SMF)，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲1 20// m2，分散爲20 ps/nm/km。另外，光纖3 1 2 爲分散補償光纖（DCF)，對於信號波長1 5 50nm，有效剖面積23//m2，分散爲-30 ps/nm/km0另外，光纖311和光纖313之波長分別爲15km，光纖312之長度爲20km。光傳送系統300之第5具體例如第12圖所示，串聯連接第6A圖所示之光傳送系統。第12圖所示之光傳送系 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------象經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7_ 五、發明說明（W) 統300具有有：多個發訊機361，分別用來發送不同波長之光信號；和多個收訊機363,分別用來接受不同波長之光信號。從多個發訊機361發訊之多個光信號在合波器351 被合波。然後，合波之多個光信號在衰減器341衰減功率後，被送出到光纖391 ·。在光纖3911傳輸之光信號經由合波器331’輸入到由光纖31厂〜313’構成之光傳送路徑，當在該光傳送路徑傳輸時被拉曼放大。然後，拉曼放大後之光信號，經由合波器332’在光纖392’進行更進一步之傳輸。在光纖392’傳輸之光信號，輸入到光纖391"。然後，在光纖391"傳輸之光信號，經由合波器331”輸入到有光纖311”〜31 3"構成之光傳送路徑，當在該光傳送路徑傳輸時被拉曼放大。然後，拉曼放大後之光信號，經合波器332 "在光纖392 "進行更進一步之傳輸。在光纖392"傳輸之光信號，在分波器353被分波成爲不同波長之光信號，分別被多個收訊機363收訊。在此具體例中，因爲在兩個光傳送系統300 1，300"之間設置光隔離器371，所以光信號之後方散亂光不會洩漏到光傳送系統30(Γ側，可以抑制傳送特性之劣化。另外，在本具體例中，光纖311’，311"和光纖313 % 313"均爲單模光纖（SMF)，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲80// m2，分散爲17 ps/nm/km。另外，光纖312· ，312"爲分散移位光纖（DSF)，對於信號波長，有效剖面積爲5〇e m2，分散爲-1 ps/nm/kro。另外，光纖311· -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（w) ，311"和光纖31 31 3"之長度分別爲18km’光纖312· ，31 2M之長度分別爲14km。在本光傳送系統300之第5具體例中’使用100GHz間隔之8個光信號（中心波長爲1550nm) ’評估傳送速度爲 1 0Gb/s時之傳送特性。減衰器341之輸出是每一個波長爲-20dBm。另外，激勵光源 32P，322’，321"，322"是波長多工型，以波長爲1430nra之激勵光和1480nm之激勵光作爲1個單位，1個單位之輸出功率之合計爲27dBm。其結果是可以以全部之通道進行無錯誤傳送（但是，在收訊機側對各個光信號進行個別之分散補償）。與此相對的，當來自激勵光源321’，322’，321"， 322 ”之激勵光之供給被切斷時，就不能進行良好之傳送。另外，亦可以去除光纖321’，322 "，只利用單模光纖（SMF) 構成光傳送路徑，在這種情況，性能損失變成爲ldB以上，不能進行良好之傳送。另外，在使衰減器341之輸出成爲每一個波長OdBm之情況時，可以以全通道進行無錯誤傳送。與此相對的，在去除光纖321·，3221，321"，322"，只以分散移位光纖（DSF)構成光傳送路徑之情況時，可以進行良好之傳送。此處之無錯誤傳送是指位元錯誤率（BER )之曲線之底部不會成爲消退狀況。另外，底部成爲消退狀態是指如第13圖之虛線所示，收訊功能之上升時，BER到達某一個位準就不再下降之狀態。 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7___ 五、發明說明（W ) 另外，性能損失是指對於收訊機和發訊機直接耦合之情況時之BER特性（稱爲Back to Back特性，在第13圖中以黑色三角形表示），用來表示插入光傳送路徑後之收訊敏感度劣化之程度。代表性者如BER爲10_9之位準T。光傳送系統300之第6具體例如第7圖所示，有關於在光纖311和312之間設有光纖314,和在光纖312和光纖313之間設有光纖315之光傳送系統。光纖311和光纖313均爲單模光纖（SMF)，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲80/zm2，分散爲17 ps/nm/km。另外，光纖312 爲分散補償光纖（DCF)對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲16/zm2，分散爲-80 ps/nm/km。另外，光纖314和光纖315均爲分散移位光纖（NZDSF)，對於信號波長1 550nm， 2有效剖面積50//m2，分散爲4ps/nm/km。另外，光纖311 和光纖313之長度分別爲20km，光纖312之長度爲10km，光纖314和光纖315之長度分別爲20kra ◊ 下面將參照第8A圖用來說明第4實施形態之光傳送系統400之具體例。在光傳送系統400之第1具體例中，光纖411爲分散移位光纖（DSF)，對於信號波長1 5 50nm，有效剖面積爲50 私m2，分散爲-1 ps/nm/km。另外，光纖412爲單模光纖 (SMF)，對於信號波長1550nm，有效剖面積爲80#m2，分散爲17 ps/nm/km。另外，光纖411之長度爲l〇km’光纖412之長度爲25km。在光傳送系統400之第2具體例中’光纖411爲分散 • 41- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

480351 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五發明說明（p) 移依光纖（NZDSF)，在波長1 5 50nm之短波長側具有零分散波長，對於信號波長1 5 50nm，有效剖面積爲45// m2，分散爲5 ps/nm/km。另外，光纖412爲分散移位光纖 (NZDSF)，在波長155 0nm之長波長側具有零分散波長，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲50//m2，分散爲 -5 ps/nm/kro。另外，光纖411之長度爲20km，光纖412 之長度爲20km。在光傳送系統400之第3具體例中，光纖411爲分散移位光纖（NZDSF)，在波長1 550nm之短波長側具有零分散波長，對於信號波長1 5 50nm，有效剖面積50# m2，分散爲3 ps/nm/km。另外，光纖412爲純矽芯子光纖（ZF) ，對於信號波長1 5 50nm，有效剖面積爲80/z m2，分散爲 18 ps/nm/km。另外，光纖411之長度爲15km，光纖412 之長度爲25km 〇在光傳送系統400之第4具體例中，光纖411爲分散補償光纖（DCF)，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲22 em2，分散爲- 40ps/nm/km。另外，光纖412爲單模光纖 (SMF)，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲80以m2，分散爲17 ps/nm/km。另外，光纖411之長度爲20km，光纖412之長度爲15km。光傳送系統400之第5具體例如第14圖所示，在第8A 圖所示之光傳送系統400中，更具備有由摻雜餌（Er)之光纖451構成之放大器和收訊部45 3。該光纖451之一端以融著等連接到光纖492，和光纖451之另外一端連接到 • 42- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： -•泰· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 ____B7_______ 五、發明說明（心）收訊部453。在本具體例中，光纖411爲分散移位光纖（DSF)，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲50/zm2，分散爲1 ps/ nm/kro。另外，光纖412爲單模光纖（SMF)，對於信號波長1550nm，有效剖面積爲80#m2，分散爲17 ps/nm/km 。另外，光纖411之長度爲20km，光纖412之長度爲20km。在本光傳送系統400之第5具體例中，使用100GHz間隔之4個光信號（中心波長爲1 550nm)，評估傳送速度 2.5Gb/s時之傳送特性。其結果如第15圖所示。在第15 圖中，以黑色三角形表示Back to Back特性，黑色圓形表示光信號之射出端417之SN比爲18dB之情況，以黑色四角形表示光信號之射出端417之SN比爲16dB之情況。如第15圖所示，當光信號之射出端417之SN比爲18dB 以上時，性能損失T變成爲0.5dB以下，可以確保光傳送系統400之穩定之動作。與此相對的，在SN比爲16dB之情況時，性能損失T增大，所以不能進行良好之傳送。另外，第16圖所示，假如使激勵光功率充分的上升時，可以使SN比上升爲18dB 以上，可以確保良好之傳送特性。光傳送系統400之第6具體例如第17圖所示，在第8A 圖所示之光傳送系統400中，更具備有發訊部455和收訊部45 3。發訊部45 5經由端部414連接到光纖411，收訊部453連接到光纖492。在本具體例中，光纖411爲分散補償光纖（DCF)，對於 •43- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I ϋ |_1 n ϋ ϋ ϋ 一：°JI ϋ I ϋ ϋ - 480351 A7 B7 五、發明說明（4>) 信號波長1550nm，有效剖面積40//Π12，分散爲-8 ps/nm /km。另外，光纖412爲單模光纖（SMF)，對於信號波長 1 5 50nm，有效剖面積80// ra2，分散爲17 ps/nm/km。另外，光纖411之長度爲31, 9km，光纖412之長度爲15km。另外，由光纖411和光纖412構成之光傳送路徑之分散大致爲 0 ps /nm/km。在本光傳送系統400之第6具體例中，使用100GHz間隔之8個光信號（中心波長爲550nm)，評估傳送速度爲 1 0Gb/s時之傳送特性。其結果是當將激勵光功率控制在 600mw以上之情況時，可以達成ldB以上之性能損失。與此相對的，作爲光纖411者使用長度51 km之分散補償光纖（DCF)，對於信號波長1 5 50nm，有效剖面積爲45 //m2分散爲-5 ps/nm/km，與上述者同樣的，評估傳送特性，即使控制激勵光功率時亦不能達成1 dB以下之性能損失。光傳送系統400之第7具體例如第9圖所示，有關於在光纖411和光纖412之間設有光纖413之光傳送系統。光纖411是分散補償光纖（DCF)，對於信號波長1 550nm，有效剖面積爲30#m2，分散爲-20 ps/nm/km。另外，光纖412爲單模光纖（SMF)，對於信號波長1 5 50nm，有效剖面積爲80//m2，分散爲17 ps/nm/km。另外，光纖413爲分散移位光纖（NZDSF)，在波長1 550nm之長波長側具有零分散波長，對於信號波長1 5 50nm，有效剖面積45/z m2，分散爲-4 ps/nm/km。另外，光纖411之長度爲10km，光 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------炎〕經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A7 B7 五、發明說明（和）纖412之長度爲20km，光纖413之長度爲20km。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由以上之本發明之說明可以明白本發明之各種變化。該變化應在本發明之精神和範圍內，所有熟悉本發明之士瞭解之改良應被包含在下面所附之申請範圍。〔產業上之利用可能性〕在本發明之光傳送路徑中，因爲激勵光之高功率區域之拉曼放大效果較小，激勵光之低功率區域之拉曼放大效果較大，所以在光傳送路徑之任何位置，可以抑制光信號之功率之增大直至發光效應變爲顯著之程度，和可以抑制光信號之功率之降低直至SN比大幅的劣化爲止，而且可以充分的確保在光傳送路徑之終點之光信號之功率。另外，可以使光傳送路徑之有效損失減小。符號之說明 100，200，300，400，500. ··光傳送系統 110.. .光纖 121.122.. .激勵光源 131，132...合波器 1 33,1 34. .·端部 361 ...發訊機 363.. .收訊機經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -45- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

480351 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 1. 一種光傳送路徑，經由被供給之激勵光，用來對光信號進行拉曼（Raman)放大，其特徵是：成爲拉曼增益係數之最大値之區域，存在於從供給該激勵光之端部起，沿著該激勵光之行進方向離開一種指定距離之處◊ 2. 如申請專利範圍第1項之光傳送路徑，其中該拉曼增益係數之最大値，比供給該激勵光之端部之拉曼增益係數大20%以上， 3. 如申請專利範圍第1項之光傳送路徑，其中由在芯子區域含有Ge之光纖構成，該拉曼增益係數之最大値之區域之Ge含有率，大於包含供給該激勵光之端部之區域之Ge含有率。 4. 一種光傳送路徑，經由被供給之激勵光，用來對光信號進行拉曼放大，其特徵是該激勵光之波長之傳送損失最小値之區域，存在於從供給該激勵光之端部起，沿著該激勵光之行進方向離開一種指定距離之處。 5. 如申請專利範圍第4項之光傳送路徑，其中該傳送損失之最小値，比供給該激勵光之端部之傳送損失小 20%以上。 6β如申請專利範圍第4項之光傳送路徑，其中由在芯子區域含有Ge之光纖構成，該傳送損失之最小値之區域之Ge含有率，小於包含供給該激勵光之端部之區域之 Ge含有率。 •7.—種光傳送路徑，經由被供給之激勵光，用來對光信號進行拉曼放大，其特徵是以有效剖面積除拉曼增益 -46- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 §_ 六、申請專利範圍係數所獲得之拉曼效率係數之最大値之區域，存在於從供給該激勵光之端部起，沿著該激勵光之行進方向離開一種指定距離之處。 8. 如申請專利範圍第7項之光傳送路徑，其中該拉曼增益係數之最大値，比供給該激勵光之端部之拉曼效率係數大20%以上。 9. 如申請專利範圍第7項之光傳送路徑，其中當對激勵光波長之傳送損失爲αρ，在該光傳送路徑之長度方向之位置爲ζ時，該拉曼效率係數之斜率之最大値成爲 0.2exp(apz)以上。 10. 如申請專利範圍第9項之光傳送路徑，其中該拉曼效率係數之斜率之最大値爲〇.4exp(apz)以上。 11. 如申請專利範圍第7項之光傳送路徑，其中由芯子區域中含有Ge之光纖所構成之該拉曼效率係數之最大値之區域之Ge含有率，大於包含供給該光激勵光之端部之區域之Ge含有率。 12. 如申請專利範圍第1，4和7項中任一項之光傳送路徑，其中在光導波區域添加有用以對該光信號進行放大之不純物。 13. 如申請專利範圍第12項之光傳送路徑，其中該不純物包含Er元素β 14. 如申請專利範圍第1,4和7項中任何一項之光傳送 •路徑，其中保持光之偏極波狀態以傳輸該光所用之偏極波保持光纖所構成。 • 47- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

480351 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 15. 如申請專利範圍第1，4和7項中任何一項之光傳送路徑，其中該光信號之波長之偏極模態分散爲0.25 ps/km1/2 以下。 16. 如申請專利範圍第1，4和7項中任何一項之光傳送路徑，其是由光學式連接之多根光纖構成。 17. 如申請專利範圍第16項之光傳送路徑，其中該多根光纖包含：具有指定之特性之光纖，和具有與該指定特性不同之特性之光纖。 18. 如申請專利範圍第16項之光傳送路徑，其中在該多根光纖中，第1光纖具有端部相當於供給該該激勵光之該光傳送路徑之端部，第2光纖被射入有在該第1 光纖內傳輸之激勵光，第1光纖之拉曼增益小於第2 光纖之拉曼增益。 19. 如申請專利範圍第16項之光傳送路徑，其中該多根光纖中之具有端部相當於供給該激勵光之該光傳送路徑之端部之此種光纖，是在芯子區域故意不添加不純物之光纖。 20. 如申請專利範圍第1，4和7項中任何一項之光傳送路徑，其中由一長條之光纖構成。 21. —種光傳送路徑製造方法，用來製造被使用作爲申請專利範圍第20項之光傳送路徑之光纖，其特徵是準備此種具有成爲芯子部之區域和成爲包蓋部之區域之 •此種光纖原材料，對該光纖原材料進行拉線，變化拉線速度，拉線張力或光纖外徑，同時製造該光纖。 • 48- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --05 言

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六、申請專利範圍 22.如申請專利範圍第21項之光傳送路徑之製造方法，其中使該拉線速度，拉線張力或光纖外徑之變化成爲週期性。 23·—種光傳送路徑製造方法，用來製造作爲申請專利範圍第20項之光傳送路徑之光纖，其特徵是準備此種具有成爲芯子部之區域和成爲包蓋部之區域之光纖原材料，該成爲芯子部之區域之外徑或該成爲包蓋部之區域之外徑沿著長度方向變化，對該光纖原材料進行拉線藉以製造該光纖。 24·如申請專利範圍第23項之光傳送路徑製造方法，其中該光纖原材料之變化成爲週期性。 25· —種光傳送系統，其特徵是具備有：發訊器，用來送出光信號；申請專利範圍第1，4和7項中之任何一項之光傳送路徑，用來傳送從該發訊器輸出之光信號 :激勵光供給裝置，用來將激勵光供給到該光傳送路徑；和收訊器，用來接受在該光傳送路徑傳輸而來之光信號。 26. 如申請專利範圍第25項之光傳送系統，其中該光傳送路徑在任何位置，於該激勵光之波長帶中都具有零分散波長。 27. 如申請專利範圍第25項之光傳送系統，其中該光傳送路徑在任何位置，於該光信號之波長帶中具有零分 ‘散波長。 28 .如申請專利範圍第25項之光傳送系統，其中供給到 -49- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂：線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該光傳送路徑之該激勵光至少包含有正交之2個偏極波長。 29. —種光傳送路徑，經由被供給激勵光，用來對光信號進行拉曼放大，其特徵是成爲有效剖面積之最小値之區域，存在於從供給激勵光之端部起，沿著該激勵光之行進方向離開指定距離之區域。 30. 如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中該有效剖面積之最小値，比供給該激勵光之端部之有效剖面積小20%以上。 31. 如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中由在芯子區域含有Ge之光纖構成，該有效剖面積之最小値之區域之Ge含有率，大於包含供給該激勵光之端部之區域之Ge含有率。 32. 如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中在光導波區域添加有用以對該光信號進行放大之不純物。線· 33. 如申請專利範圍第32項之光傳送路徑，其中該不純物包含Er元素。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 34. 如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中由保持光之偏極波狀態用以傳輸該光之偏極波保持光纖構 35. 如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中該光信號之波長之偏極波模態分散爲〇.75ps/km1/2以下。 •36.如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中包含供給該激勵光之端部之區域之信號波長之分散値，和該 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480351 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍有效剖面積之最小値之區域之信號波長之分散値，分別成爲相反符號。 3 7.如申請專利範圍第36項之光傳送路徑，其中包含供給該激勵光之端部之區域之信號波長之分散値爲正，該有效剖面積之最小値之區域之信號波長之分散値爲負。 38. 如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中該有效剖面積之最小値之區域之信號波長之分散之縛値，大於包含供給該激勵光之端部之區域之信號波長之分散之絕對値。 39. 如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中該有效剖面積之最小値之大小爲供給該激勵光之端部之有效剖面積之0.8倍以下◊ 40. 如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中該有效剖面積之最小値之大小爲供給該激勵光之端部之有效剖面積之0.45倍以下◊ 41. 如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中該有效剖面積之最小値之區域之信號波長之分散値爲- 8ps/ nm/km以下。 42. 如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中信號波長之傳送路徑全體之平均分散之絕對値爲5pS/nm/km 以下。 •43.如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中信號波長之平均分散斜率之絕對値爲〇.〇3pS/nm2/km以下。 -51- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) · --線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480351 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍 44·如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中具有40 km以上之長度。 45·如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中由光學式連接之多根光纖構成。 46.如申請專利範圍第45項之光傳送路徑，其中該多根之光纖包含具有指定之特性之光纖，和具有與該指定特性不同之特性之光纖。 47 ·如申請專利範圍第45項之光傳送路徑，其中第1光纖之拉曼增益小於第2光纖之拉曼增益，該第1光纖具有端部相當於該多根光纖中之供給激勵光之該光傳送路徑之端部，該第2光纖被附入有在該第1光纖內傳輸之激勵光。 48. 如申請專利範圍第45項之光傳送路徑，其中該多根光纖中之具有端部與供給激勵光之該光傳送路徑之端部相當之光纖，使用在芯子區域故意不添加不純物之光纖。 49. 如申請專利範圍第45項之光傳送路徑，其中當以R1 表示該多根光纖中之包含該有效剖面積之最小値之區域之光纖之長度，以R2表示具有該光傳送路徑之端部中之供給激勵光之端部之光纖之長度，和以R3表示該光傳送路徑中之包含有效剖面積之最小値之區域之光纖外之光導波區域之長度時，則 * R2爲10km以下而且R1 S 4x R3。 50. 如申請專利範圍第45項之光傳送路徑，其中當以R1 -52· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I β 言 Γ t 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 480351 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍表示該多根光纖中之包含該有效剖面積之最小値之區域之光纖之長度，以R2表示具有該光傳送路徑之端部中之供給激勵光之端部之光纖之長度時，貝(J R2爲10km以上，而且R1 g R2/4。 51. 如申請專利範圍第29項之光傳送路徑，其中由一長條之光纖構成。 52. —種光傳送路徑製造方法，用來製造被使用作爲申請專利範圍第51項之光傳送路徑之光纖，其特徵是準備具有作爲芯子部之區域和作爲包蓋部之區域之光纖原材料，變化對該光纖原材料進行拉線之拉線速度，拉線張力或光纖外徑，同時製造該光纖。 53. 如申請專利範圍第52項之光傳送路徑製造方法，其中該拉線速度，拉線張力或光纖外徑之變化成爲週期性。 54. —種光傳送路徑製造方法，用來製作作爲申請專利範圍第51項之光傳送路徑之光纖，其特徵是準備具有成爲芯子部之區域和成爲包蓋部之區域之光纖原材料，該成爲芯子部之區域之外徑和該成爲包蓋部之區域之外徑沿著長度方向變化，對該光纖原材料進行拉線藉以製造該光纖。 55·如申請專利範圍第54項之光傳送路徑製造方法，其中該光纖原材料之變化爲週期性。 ‘ 56. —種光傳送系統，其特徵是具備有：發訊器，用來送出光信號；申請專利範圍第29項之光傳送路徑，用 -53- (請先閱讀背面之注咅3事項再填寫本頁) 訂·· 線 t 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A8B8C8D8 480351 六、申請專利範圍來傳送從該發訊器輸出之光信號；激勵光供給裝置，用來對該光傳送路徑供給激勵光；和收訊器，用來接受在該光傳送路徑傳輸而來之光信號。 57. 如申請專利範圍第56項之光傳送路徑系統，其中該光傳送路徑在任何位置，於該激勵光之波長帶之中具有零波長之分散。 58. 如申請專利範圍第56項之光傳送系統，其中該光傳送路徑在任何位置，於該光信號之波長帶中具有零分散波長。 59. 如申請專利範圍第56項之光傳送系統，其中供給到該光傳送路徑之該激勵光至少包含正交之2個偏極波。 60. 如申請專利範圍第56項之光傳送系統，其中射入到該光傳送路徑之光信號之功率是每1個波長爲OdBm以下。 61. 如申請專利範圍第56項之光傳送系統，其中射入到該光傳送路徑之光信號之功率是每1個波長爲-5dBm 以下。 62. 如申請專利範圍第56項之光傳送系統，其中射入到該光傳送路徑之光信號之功率是每1個波長爲-10dBm 以下。 63. 如申請專利範圍第5 6項之光傳送系統，其中在該光傳送路徑，信號波長帶之局部分散絕對値之最小値爲 * 2ps/nm/km以上，而且累積非線性相位移位量爲1.71 以下。 -54- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --線· 經濟部智慧財彦局員工诮費合作社印製 480351 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 64. 如申請專利範圍第56項之光傳送系統，其中在該光傳送路徑，信號波長帶之局部分散絕對値之最小値爲 2ps/nm/km以上，而且局部相位移位量爲5.4χ 10·5/ιη 以下。 65. 如申請專利範圍第56項之光傳送系統，其中在該光傳送路徑，信號波長帶之局部分散絕對値之最小値爲 2ps/nro/km以下，而且累積非線性相位移位量爲0.171 以下。 66. 如申請專利範圍第56項之光傳送路徑，其中在該光傳送路徑，信號波長帶之局部分散絕對値之最小値爲 2ps/nm/kro以下，而且局部相位移位量爲5.4χ 1(Τ6/πι 以下。 67. 如申請專利範圍第56項之光傳送系統，其中在該光傳送路徑傳輸之光信號在射出端之SN比爲18dB以上。 6δ.如申請專利範圍第56項之光傳送系統，其中在該光傳送路徑傳輸之光信號在射出端之SN比爲12dB以上，而且具有錯誤符號訂正功能。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · --線 t 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -55- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）