WO2001069822A1

WO2001069822A1 - Correcteur de dispersion

Info

Publication number: WO2001069822A1
Application number: PCT/JP2001/001968
Authority: WO
Inventors: Mitsuomi Hada; Kohei Kobayashi; Kenji Tamano; Keiichiro Fukuda; Masashi Onishi
Original assignee: Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2001-09-20
Also published as: JP2001257643A; EP1278316A4; CA2403206A1; KR20020084178A; CN100347974C; CN1401165A; DE60135909D1; IL151735A0; TW498635B; EP1278316A1; CN1222125C; KR100589301B1; JP4362927B2; CN1667983A; AU4111901A; EP1278316B1; AU2001241119B2

Description

明細書技術分野

本発明は、光ファイバ伝送路の波長分散および分散スロープを補償する分散補償器、および、光ファイバ伝送路と分散補償器とを備える光伝送システムに関するものである。

背景技術

光フアイノ云送路に信号光を伝搬させて光通信を行う光伝送システムでは、光フアイバ伝送路を伝搬する際の信号光の波形劣化を抑制するために、信号光波長（例えば 1 . 5 5 m)において光ファイノ、 Ϊ云送路の累積波長分散の絶対値が小さいことが望まれる。また、多波長の信号光を多重化して光通信を行う波長多重（WDM: Wavelength Division Multiplexing)伝送システムでは、その多波長の信号光それそれの波長を含む信号光波長帯域において光ファイノ、'伝送路の累積波長分散の絶対値が小さいことが望まれる。すなわち、光ファイノ伝送路は、信号光波長帯域で、波長分散の絶対値が小さいだけでなく、分散ス口一プの絶対値も小さいことが望まれる。

ところが、一般に光ファイノ、'伝送路として用いられている檫準的なシングルモード光フアイノは、波長 1 . 3〃m付近に零分散波長を有しており、波長 1 . 5 5 z mにおいては、波長分散が 1 7 p sZnmZkm程度であり、また、分散スロープが 0 . 0 5 8 p s/nm²/km程度である。したがって、このシングルモード光ファイバのみを用いて光ファイノ、"伝送路を構成したのでは広帯域 ·大容量 W D M伝送を行うことが困難である。

そこで、波長 1 . 5 5〃mにおいて波長分散および分散スロープの何れもが負である分散補償光ファィバを用いてシングルモ一ド光フアイバの波長分散および分散スロープを補償することで、波長 1 . 5 5 mにおける全体の平均波長分散および平均分散スロープそれぞれの絶対値を共に低減することが試みられている。シングルモード光ファイバおよび分散補償光ファイノの全体の平均波長分散および平均分散スロープそれそれの絶対値を共に低減するには、シングルモ一ド光フアイバと分散補償光ファイバとの長さ比およびシングルモード光ファイバの波長. 分散特性に応じて、分散補償光ファイバの波長分散および分散スロープが共に適切に設計され、且つ、その設計どおりに製造される必要がある。

しかしながら、分散補償光ファイバの波長分散特性は、光ファイバ母材を線引する際の線弓 I張力やコア径の長手方向変ィ匕に応じて敏感に変ィ匕する。また、光フアイノ、 '母材の加工精度が充分ではなく、また、プリフォ一ムアナライザによる光フアイノ母材の屈折率分布の測定の精度も充分ではない場合があるまた、作成された母材ののディメンションにも依存している。したがって、目標とする波長分散特性を有する分散補償光ファイバを高精度に製造することは困難である。

例えば、分散補償光ファイバの分散スロープ補償率 7?は理想的には 100%であることが望まれるものの、実際に製造される分散補償光ファイバの分散スロープ補償率 77は、おおよそ 50%〜120%の範囲にばらつき、平均値が 90%程度である場合がある。ここで、分散スロープ補償率 7?は、シングルモード光ファイバの波長分散および分散ス口―プを分散補償光ファイノが補償する際の補償度合レヽを表す指標である。シングルモード光ファイバの波長分散を D_SHFとし、シングルモード光ファイバの分散スロープを S_SMFとし、分散補償光ファイバの波長分散を D_DCFとし、分散補償光ファイバの分散スロープを SJJCFとすると、分散スロープ補償率 7? (%) は、

7? =100-(D_{SM F}/S_{SM F})/(D_{D C F}/S_{D CF}) なる式で定義される。

このように、実際に製造される分散補償光ファイバの分散スロープ補償率？?が理想値 100%とは大きく異なると、この分散補償光ファイバは、シングルモード光ファイバの波長分散および分散スロープを充分には補償することができない。これでは、広帯域の WD M伝送や高ビヅトレート（例えば 4 O G b/s )の光伝送を行うことは困難である。

なお、製造された分散補償光ファイバの分散スロープ補償率 ?を測定して、分散スロープ補償率??が一定範囲内にあるもののみを選別して用いることも考えられる。しかし、これでは歩留りがよくなく、良品の価格が高くなつてしまうので、望. ましくない。

発明の開示

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、実際に製造される分散補償光ファイノの分散ス口一プ補償率 7?がばらついても光ファイノ ^伝送路の波長分散および分散スロープを充分に補償することができる分散補償器、および、全体の平均波長分散および平均分散スロープそれそれの絶対値が共に低減された光伝送システムを提供することを目的とする。

本発明に係る分散補償器は、光フアイノ'伝送路の波長分散および分散スロープを補償する分散補償器であって、所定波長（例えば 1 . 5 5 u rn) における光フアイノ伝送路に対する分散スロープ補償率が各々 6 0 %以上である複数の分散補償光ファイバが接続されており、複数の分散補償光ファイバのうちの何れかの分散補償光ファイバの分散スロープ補償率が 8 0 %以上であり、複数の分散補償光ファイバのうちの他の何れかの分散補償光ファイバの分散スロープ補償率が 6 0 %〜1 0 0 %の範囲にあることを特徴とする。

この分散補償器の平均分散スロープ補償率は、複数の分散補償光ファイバそれぞれの分散スロープ補償率の或る意味での平均値であり、複数の分散補償光フアイバそれぞれの長さの比を適切に設定することで、 1 0 0 %付近の値とすることができる。したがって、分散補償器は、光ファイバ伝送路（一般的にはシングルモード光フアイノ^の長さに応じて複数の分散補償光ファイバそれぞれの長さを適切に設定することで、光ファイバ伝送路の波長分散および分散スロープの双方を充分に補償することができる。また、実際に製造される分散補償光ファイバの分散スロープ補償率 77がばらついても、製造後に分散補償光ファィバの分散スロープ補償率 77を測定し、この測定結果に基づいて上記のように複数の分散補償光ファィバを接続して分散補償器を構成するので、製造された分散補償光ファイバを効率よく使用することができ、分散補償器が安価なものとなる。

また、本発明に係る分散補償器は、複数の分散補償光ファイバの全体の平均分散スロープ補償率が 8 0 %以上であることを特徴とする。この場合には、分散補償器は、光ファイバ伝送路の波長分散および分散スロープの双方を充分に補償することができる。

また、本発明に係る分散補償器は、複数の分散補償光フアイバが実効断面積の大きさの順に接続されていることを特徴とする。この場合には、大きなパワーの信号光は実効断面積が比較的大きレヽ分散補償光ファイノ 'を伝搬することになるので、非線形光学現象の発生を抑制することができ、伝送特性が優れたものとなる。

また、本発明に係る分散補償器は、複数の分散補償光ファイバのうちの互いに縦続接続された第 1の分散補償光ファイバと第 2の分散補償光ファイバとが融着接続されていることを特徴とする。この場合には、第 1の分散補償光ファイバと第 2 の分散補償光ファイバとの接続損失が小さい。この場合において、第 1の分散補償光ファイバと第 2の分散補償光ファイバとの融着接続部は、第 1および第 2の分散補償光フアイバそれそれの被覆径と略等しい被覆径で樹脂材料により再被覆されており、第 1および第 2の分散補償光ファイバとともにボビンに卷かれているのが好適である。また、第 1の分散補償光ファイバと第 2の分散補償光ファイバとの融着接続部は、樹脂材料により再被覆され、補強手段により固定されているのが好適である。また、複数の分散補償光ファイバは実質的に接触する胴体部分を持たない束状態で収納されているのも好適である。これら何れの場合にも、融着接続部の機械的強度を確保するとともに伝送損失の増加を抑制した上で、複数の分散補償光フアイバそれぞれをコンパクトに収納することができる。本発明に係る光伝送システムは、信号光を伝送する光ファ '伝送路と、光ファィバ伝送路の波長分散および分散スロープを補償する複数の分散補償光ファイバが接続された上記の分散補償器とを備えることを特徴とする。この光伝送システムによれば、分散補償器により光ファ、'伝送路の波長分散および分散ス口―プが補償され、光フ '伝送路および分散補償器の平均波長分散および平均分散スロ一プそれぞれの絶対値が共に低減されたものとなる。したがって、この光伝送システムは、広帯域 WD M伝送や高ビヅトレ一トの光伝送を行うことができる。

また、本発明に係る光伝送システムは、複数の分散補償光ファイバが実効断面積の大きさの順に接続されており、実効断面積が大きい分散補償光フアイバの側から信号光を入力することを特徴とする。この場合には、分散補償器において非線形光学現象の発生を抑制することができ、伝送特性が優れたものとなる。

図面の簡単な説明

図 1は、本実施例に係る光伝送システムの概略構成図である。

図 2は、本実施例に係る分散補償器の説明図である。

図 3は、本実施例に係る分散補償器の具体的実施例の説明図である。

図 4は、本発明に係る分散補償器とラマン増幅とを組み合わせの光伝送システムの概略構成を示す図である。

図 5は、本実施例に係る分散補償器の収納形態の第 1実施例の説明図である。図 6は、本実施例に係る分散補償器の収納形態の第 1実施例の説明図である。図 7は、本実施例に係る分散補償器の収納形態の第 2実施例の説明図である。図 8は、本実施例に係る分散補償器の収納形態の第 2実施例の説明図である。図 9は、本実施例に係る分散補償器の収納形態の第 3実施例の説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、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。

先ず、本発明に係る光伝送システムおよび分散補償器それぞれの実施例について図 1〜図 4を用いて説明する。図 1は、本実施例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（または中継局） 1 0と受信局（または中継局） 2 0との間に光ファイバ伝送路 3 0が敷設されたものである。受信局 2 0内には、光増幅器 2 1、分散補償器 2 2、光増幅器 2 3および受信器 2 4が設けられている。この光伝送システム 1では、送信局 1 0から送出された信号光は、光ファイク^;伝送路 3 0を伝搬して受信局 2 0に到達する。受信局 2 0に到達した信号光は、光増幅器 2 1により光増幅され、分散補償器 2 2により分散補償され、光増幅器 2 3により光増幅されて、受信器 2 4により受信される。

光ファイバ伝送路 3 0として、例えば、波長 1 . 3 m付近に零分散波長を有している標準的なシングルモード光ファイバが用いられる。この場合、光ファイノ伝送路 3 0は、信号光波長 1 . 5 5 z mにおいて、波長分散が 1 Ί p s /nm/k m 程度であり、分散スロープが 0 . 0 5 8 p sZnm²Zk m程度である。

光増幅器 2 1および光増幅器 2 3それぞれは、入力した信号光を光増幅して出力するものである、光増幅器 2 1および光増幅器 2 3それぞれとして、 E r元素が光導波領域に添加された E r元素添加光ファイバを光増幅媒体として用いた光ファィバ増幅器 ( E D F A :Erbium Doped Fiber Amplifier) が好適に用いられる。分散補償器 2 2は、光ファイバ伝送路 3 0の波長分散および分散スロープを補償するものである。すなわち、分散補償器 2 2は、信号光波長 1 . 5 5 zmにおいて、光フアイノ '伝送路 3 0の波長分散と異なる符号の波長分散を有し、また、光フアイノ W云送路 3 0の分散スロープと異なる符号の分散スロープを有する。光ファイノ '伝送路 3 0がシングルモ一ド光ファイバである場合には、分散補償器 2 2は、信号光波長 1 . 5 5 〃mにおいて波長分散および分散スロープの何れも負である。分散補償器 2 2は、複数の分散補償光ファイバが接続されて構成されている。

ここでは、分散補償器 2 2は、 2種の分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2が互いに接続されて構成されているとする。そして、分散補償光

2 1の分散スロープ補償率は 6 0 %以上であり、分散補償光： 22の分散スロープ補償率も 60%以上である。分散補償光ファイバ 221および分散補償光ファイバ 222のうち、何れかの分散補償光ファイバの分散スロープ補償率が 80 %以上であり、他の何れかの分散補償光ファイバの分散スロープ補償率が 60%~100%の範囲にある。なお、一般に分散補償光ファイバの分散スロープ補償率を大きくすると曲げ損失が大きくなることから、分散補償光ファイバ 22 1および分散補償光ファイバ 222それそれの分散スロープ補償率の上限値は現実的には 150%程度である。

図 2は、本実施例に係る分散補償器 22の説明図である。この図に示すように、上流側の分散補償光ファイバ 221の長さを 1^とし、波長分散をとし、分散スロープを S1とし、分散スロープ補償率を?? iとし、実効断面積を A1とする。下流側の分散補償光ファイバ 222の長さをとし、波長分散を： D₂とし、分散スロープを S₂とし、分散スロープ補償率を ?7₂とし、実効断面積を A₂とする。

光ファイバ伝送路（シングルモード光ファイノ 30の波長分散を D_SMFとし、分散スロープを S_SMFとし、これらの比 Rを

R = D SS MM FF / / s ^ SS M FF (2) なる式で表す。このとき、分散補償光ファイバ 221の分散スロープ補償率 771および分散補償光ファイバ 222の分散スロープ補償率 7? ₂それそれは、

V ! =100-R-S ,/Ό〖 -(3a)

V 2 =100-R-S ₂/D ₂ -(3b) なる式で表される。

分散補償光ファイバ 221および分散補償光ファイバ 222が接続されて構成される分散補償器 22の平均波長分散 Daveおよび平均分散スロープ Saveそれぞれは、

D a v = (D₁-L₁-{÷D₂-L₂)/(L ₁ + L₂) (4a) S a v = (S₁.L₁- S₂-L₂)/(L₁ + L₂) (4b) なる式で表され、分散補償器 22の平均分散スロープ補償率?? aveは、

77 _{a v e} = 100-R-S_ave/D_ave

なる式で表される。

もし、分散補償光ファイバ 221の長さ L1と分散補償光ファイバ 222の長さ L2とが互いに等しければ、分散補償器 22の平均分散スロープ補償率 ??aveは、

V a V β = 100-R«(S ₁ + S₂)/(D_l + D₂) (6) なる式で表される。また、分散補償光ファイバ 221の長さ L1と分散補償光ファィバ 222の長さ L2とが互いに等しく、且つ、分散補償光ファイバ 221の波長分散 D1と分散補償光ファイバ 222の波長分散 D2とが互いに等しければ、分散補償器 22の平均分散スロープ補償率 77aveは、

V a e -\ V ι + V ₂ )/ 2 (7) なる式で表される。 .

図 3は、本実施例に係る分散補償器 22の具体的実施例の説明図である。この図には、波長 1. 55〃mにおける分散補償器 22の 3つのケースが示されている。ケース 1は、分散補償光ファイバ A， Bを上記分散補償光ファイバ 221, 22 2として有する場合について示したものである。分散補償光ファイバ Aは、波長分散が一 12 Op s/nm/kmであり、分散スロープ補償率が 120%である。分散補償光ファイバ Bは、波長分散が一 12 OpsZnm/kmであり、分散スロ一プ補償率が 80 %である。分散補償光フアイバ Aと分散補償光ファイノ Bとの長さ比が 1： 1である。このとき、分散補償光ファイバ Αと分散補償光ファイバ Βとが接続された分散補償器 22は、平均波長分散が— 120 p s/nm/kmであり、平均分散スロープ補償率 waveが 100 %である。

ケース 2は、分散補償光ファイバ C， Dを上記分散補償光ファイバ 221, 22 2として有する場合について示したものである。分散補償光ファイバ Cは、波長分散が一 14 Op s/nm/kmであり、分散スロープ補償率が 120%である。分散補償光ファイバ Dは、波長分散が一 8 Op sZnmZkmであり、分散スロープ補償率が 70%である。分散補償光ファイバ Cと分散補償光ファイバ Dとの長さ比が 2 ： 3である。このとき、分散補償光ファイバ Cと分散補償光ファイバ Dとが接続された分散補償器 22は、平均波長分散が— 104 p s/nm/kmであり、平均分散スロープ補償率？? aveが 98 %である。

ケース 3は、分散補償光ファイバ E, Fを上記分散補償光ファイバ 221, 22 2として有する場合について示したものである。分散補償光ファイバ Eは、波長分散が一 8 OpsZnm/kmであり、分散スロープ補償率が 120%である。分散補償光ファイバ Fは、波長分散が— 8 OpsZnm/kmであり、分散スロープ補償率が 80 %である。分散補償光ファイバ Eと分散補償光ファイバ Fとの長さ比が 1： 1である。このとき、分散補償光ファイバ Eと分散補償光ファイバ Fとが接続された分散補償器 22は、平均波長分散が一 80 p sZnm/kmであり、平均分散スロープ補償率 "aveが 100%である。

以上のように、分散補償器 22の平均分散スロープ補償率 7? aveは、分散補償光ファイバ 221の分散スロープ補償率 ?71と分散補償光ファイバ 222の分散スロープ補償率 τ?2との或る意味での平均値である。また、既に述べたように、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2それぞれの分散スロープ補償率が 6 0 %以上であって、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光フアイバ 2 2 2のうち、何れかの分散補償光ファイバの分散スロープ補償率が 8 0 %以上であり、他の何れかの分散補償光ファイバの分散スロープ補償率が 6 0 %〜1 0 0 %の範囲にある。このように、分散補償器 2 2の平均分散スロープ補償率? 7 ave は、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2それぞれの長さの比を適切に設定することで、 1 0 0 %付近の値とすることができる。好適には、分散補償器 2 2の平均分散スロープ補償率?? aveは 8 0 %以上 1 2 0 %以下である。したがって、分散補償器 2 2は、光ファイノ伝送路 (シングルモ一ド光ファイバ） 3 0の長さに応じて分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2 それそれの長さを適切に設定することで、光ファイバ伝送路 3 0の波長分散および分散スロープの双方を充分に補償することができる。そして、この分散補償器 2 2 を用いた光伝送システム 1は、光ファイノ伝送路 3 0および分散補償器 2 2を含む全体の平均波長分散および平均分散ス口一プそれぞれの絶対値が共に低減されたものとなる。したがって、この光伝送システム 1は、広帯域 WDM伝送や高ビヅトレート（例えば 4 0 G bZ s ) の光伝送を行うことができる。

また、実際に製造される分散補償光ファイノの分散ス口一プ補償率がばらついても、製造後に分散補償光ファイバの分散スロープ補償率 77を測定し、この測定結果に基づいて上記のように複数の分散補償光ファィバを接続して分散補償器 2 2 を構成するので、製造された分散補償光ファイバを効率よく使用することができ、分散補償器 2 2が安価なものとなる。本実施例では、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2それぞれの分散スロープ補償率が 6 0 %以上であつて、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2のうち、何れかの分散補償光フアイバの分散スロープ補償率が 8 0 %以上であり、他の何れかの分散補償光ファイバの分散スロープ補償率が 6 0 %〜1 0 0 %の範囲にあるので、実際に製造される分散補償光ファイバの分散スロープ補償率 7?のばらつき範囲が 5 0 %〜1 2 0 %程度であって平均値が 9 0 %程度である場合に好適である。

さらに、上流側の分散補償光ファイバ 2 2 1の実効断面積 A1が、下流側の分散補償光ファイバ 2 2 2の実効断面積 A2より大きいと、非線形光学現象の発生を抑制する上で好適である。すなわち、図 1に示すように分散補償器 2 2の前段にある光増幅器 2 1がある場合、上流側の分散補償光ファイバ 2 2 1に入力する信号光のパワーが大きいが、この分散補償光ファイバ 2 2 1の実効断面積 A1を比較的大きくしておくことで、この分散補償光ファイバ 2 2 1における非線形光学現象の発生が抑制される。一方、下流側の分散補償光ファイバ 2 2 2の実効断面積 A2が比較的小さくても、分散補償光ファイバ 2 2 1を伝搬した後に分散補償光ファイバ 2 2 2に入力する信号光のパワーが小さくなつているので、この分散補償光ファイバ 2 2 2においても非線形光学現象の発生が抑制される。したがって、伝送特性が優れたものとなる。

図 4には、ラマン増幅を組み合わせた光伝送路の一例を示す。この図に示すように、この光伝送システムは、送信局（または中継局） 1 0と受信局（または中継局） 2 0との間に光ファイバ伝送路 3 0 aが敷設され、送信局 1 0から出た信号光は、光増幅器 2 1 (EDFA)で増幅されて伝送される。そして、伝送路 3 0 aの信号光の出口には、分散補償ファイバ 2 1 l a、 2 2 2 a力 s、直列に接続されている。そして、この分散補償ファイバ 2 2 2 aの出口側には、光力ブラが設けられ、この光力ブラには、この分散補償ファイバ 2 1 l a、 2 2 2 aで、ラマン増幅を引き起こすための波長 1 . 5ミクロンメ一夕の励起光が発生する励起光レーザー 2 5が接続されている。そして、分散補償ファイバ 2 1 l aの実効断面積 Aeffは、分散補償ファイバ 2 2 2 aの実効断面積 Aeff より大きくなるように分散補償ファイノが、接続されている。このように構成することにより、伝送路の分散を補償し、かつ分散補償ファイバの損失を効果的に補償する伝送路が実現される。

伝送品質を劣化させる非線形現象は、光ファイバの実効断面積 Aeffが大きいほど抑制され、また、光ファイバの実効断面積 Aeffが小さいほど、ラマン増幅の増幅効率が高くなる。そこで、図 4に示す、上記実施例では、信号光が、実効断面積 Aeff が大きい分散補償ファイバ 2 1 l aの入口側から入力され、一方、ラマン増幅用の波長 1 . 4 5ミクロンメ一夕の励起光が、実効断面積 Aeffが小さい分散補償ファイバ 2 2 2 aの出口側から入力されるように構成している。

次に、本実施例に係る分散補償器 2 2における分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2の収納形態について図 5〜図 9を用いて説明する。分散補償光ファイバ 2 2 1と分散補償光ファイバ 2 2 2とは、光コネクタにより接続されてもよいが、接続損失が小さい融着接続により接続されるのが好適である。融着接続する場合には、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2それそれの端部の被覆を除去し、各ガラスファイバの端面同士を突き合わせて加熱し融着接続する。しかし、このままでは融着接続部は機械的強度が弱い。そこで、以下のように融着接続部を処理した上で分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2を分散補償器 2 2に収納するのが好適である。

図 5および図 6は、本実施例に係る分散補償器 2 2の収納形態の第 1実施例の説明図である。図 5は、融着接続部 2 2 0付近の断面図であり、図 6は、ボビン 2 2 3に卷かれた分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2の斜視図である。図 5に示すように、分散補償光ファイバ 2 2 1の端部でガラスフアイノ 2 2 1 aの周囲の被覆 2 2 1 bが除去されている。また、分散補償光ファイバ 2 2 2の端部でもガラスファイバ 2 2 2 aの周囲の被覆 2 2 2 bが除去されている。そして、ガラスファイバ 2 2 1 aの端面とガラスファイバ 2 2 2 aの端面とが融着接続されている。分散補償光ファイバ 2 2 1と分散補償光ファイバ 2 2 2との融着接続部（被覆を除去した部分） 2 2 0の周囲は、各分散補償光ファイバの被覆径と略等しい被覆径で樹脂材料 2 2 4により再被覆されている。

さらに、図 6に示すように、この融着接続部 2 2 0は、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2とともにボビン 2 2 3に巻かれている。このようにすることで、樹脂材料 2 2 4により融着接続部 2 2 0に機械的強度を持たせた上で、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2をコンパクトに収納することができる。また、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光フアイバ 2 2 2それそれの外径と樹脂材料 2 2 4の外径とが互いに略等しいことから、外径不均一に因る応力が分散補償光ファイバ 2 2 1や分散補償光ファイバ 2 2 2に加わることがないので、損失增加を抑制することができる。

図 7およぴ図 8は、本実施例に係る分散補償器 2 2の収納形態の第 2実施例の説明図である。図 7は、融着接続部 2 2 0付近の断面図であり、図 8は、ボビン 2 2 3に卷かれた分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2の断面図である。図 7に示すように、分散補償光ファイバ 2 2 1の端部でガラスファイバ 2 2 1 aの周囲の被覆 2 2 1 bが除去されている。また、分散補償光ファイバ 2 2 2の端部でもガラスファイバ 2 2 2 aの周囲の被覆 2 2 2 bが除去されている。そして、ガラスファイバ 2 2 1 aの端面とガラスファイバ 2 2 2 aの端面とが融着接続されている。分散補償光ファイバ 2 2 1と分散補償光ファイバ 2 2 2との融着接続部（被覆を除去した部分） 2 2 0の周囲は、樹脂材料 2 2 4により再被覆されている。また、融着接続部 2 2 0は、補強手段としての金属棒 2 2 5が添えられており、この金属棒 2 2 5とともに収縮チューブ 2 2 6内に納められている。

さらに、図 8に示すように、この融着接続部 2 2 0は、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2とともにボビン 2 2 3に卷かれている。また、金属棒 2 2 5が添えられた融着接続部 2 2 0は、ボビン 2 2 3の何れかの部位（例えば鍔の内面または外面）に固定されている。このようにすることで、金属棒 2 2 5により融着接続部 2 2 0に機械的強度を持たせた上で、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2をコンパクトに収納することができる。特に、虫着接続部 2 2 0に補強手段としての金属棒 2 2 5が添えられているので信頼性が高い。

図 9は、本実施例に係る分散補償器 2 2の収納形態の第 3実施例の説明図である。融着接続部 2 2 0付近の構造は図 4に示したものと同様であるが、分散補償光ファィバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2は、図 9に示すように、ボビンに卷かれることなく、束状態とされて収納されている。このようにすることで、融着接続部 2 2 0に機械的強度を持たせた上で、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2をコンパクトに収納することができる。また、分散補償光フアイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2それそれの外径と樹脂材料 2 2 4の外径とが互いに略等しいことから、外径不均一に因る応力が分散補償光ファイバ 2 2 1や分散補償光ファイバ 2 2 2に加わることがないので、損失増加を抑制することができる。

さらに、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2は、ボビンに卷かれることなく、実質的に接触する胴体部分を持たない束状態で収納されていることから、ボビンの胴部分から応力が加わることがないので、マイクロベンドロス特性が敏感である各分散補償光ファィバの損失増加を抑制することができる。なお、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2の対環境特性を確保する上では、束状態とされた分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファィバ 2 2 2を樹脂材料で充填するのも好適である。

なお、図 6 ,図 8および図 9それぞれに示すように分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2をコイル状に卷くに際しては、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2のうち分散スロープ補償率? 7が大きいものほど、卷き径を大きくするのが好適である。一般に、分散スロープ補償率 7?が大きいほど、分散補償光ファイバの曲げ損失が大きい。そこで、このように分散スロ —プ補償率 77が大きい分散補償光ファィバの曲げ径を大きくすることで、分散補償光ファイバ 2 2 1および分散補償光ファイバ 2 2 2をコイル状に卷くことに因る損失増加を抑制することができる。

また、分散補償光ファイバ 2 2 1のガラスファイバ 2 2 l aおよび分散補償光フアイバ 2 2 2のガラスファイバ 2 2 2 aそれぞれの表面は、カーボン材料等によりハ一メチックコ一ティングが施されているのが好適である。このようにすることにより、小さい曲げ径でコィル状に巻かれて収納されることに対する対疲労特性の改善が図られる。また、周囲の樹脂材料から発生する水素ガスがガラスファイバ 2 2 1 a ₃ 2 2 2 aに侵入することを防止することができて、伝送損失の増加を防止することができる。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく種々の変形が可能である。上記

'実施例では、分散補償器は 2本の分散補償光ファイバが接続されて構成されていたが、 3本以上の分散補償光ファイバが接続されて構成されてもよい。一般に N ( N ≥ 2 )本の分散補償光ファイバが接続されて分散補償器が構成される場合には、本の分散補償光ファイバそれそれの分散スロープ補償率が 6 0 %以上であって、 N 本の分散補償光ファイバのうち、何れかの分散補償光フアイバの分散スロープ補償率が 8 0 %以上であり、他の何れかの分散補償光ファイバの分散スロープ補償率が 6 0 %〜1 0 0 %の範囲にある。また、 N本の分散補償光ファイバの全体の平均分散スロープ補償率が 8 0 %以上 1 2 0 %以下であるのが好適である。また、 N本の分散補償光ファイノは実効断面積の大きさの順に接続されているのが好適である。また、上記実施例では、分散を補償すべき伝送路の種類として、波長 1 . 3ミクロン帯で、波長分散がゼロとなるシングルモードファイバ（SMF) を例に挙げて説明しているが、本発明の分散補償器および光伝送システムでは、上記シングルモ一ドファイノ (SMF) に加えて、 1 . 5 5ミクロン帯で、異常分散を備えたすべての光ファイバにも適用可能である。

このような 1 . 5 5ミクロン帯で異常分散を備えた光ファイバに適用する際には、上記各数式における「D_SMF」及び「S_SHF」を適用する伝送路の相当する特性値に置き換えれば、同様な説明を適用できる。具体的には、上記 1.55ミクロン帯の光ファイバとしては、波長 1 . 5 5ミクロン帯の分散値が + 2から + 1 Ops/km/ 、分散スロープが + 0 . 0 3から + 0 . 1 ps/km /皿²の範囲であるノンゼロ分散シフトフアイノ（NZ- が、一例として挙げられる

また、上記実施例では、使用する信号光の波長が、すべて波長 1.55ミクロン帯であるとして説明されているが、信号光の波長帯域としては、いわゆる 1 6 0 O nm 帯（いわゆる L- band)もしくは、 1 . 4 5ミクロン帯（S-band)の信号光であっても同様に適用可能であり、各波長帯で異常分散をを有する光伝送システムにおいても、本発明の分散補償器、光伝送システムは十分な効果を有する。

産業上の利用可能性

以上、詳細に説明したとおり、本発明に係る分散補償器は、光ファイバ伝送路の波長分散および分散スロープを補償する分散補償器であって、所定波長における光ファイノ伝送路に対する分散スロープ補償率が各々 6 0 %以上である複数の分散補償光ファィバが接続されており、複数の分散補償光ファイノのうちの何れかの分散補償光ファイバの分散スロープ補償率が 8 0 %以上であり、複数の分散補償光フアイバのうちの他の何れかの分散補償光ファイバの分散スロープ補償率が 6 0 % 〜 1 0 0 %の範囲にある。この分散補償器の平均分散スロープ補償率は、複数の分散補償光ファイバそれそれの長さの比を適切に設定することで、 1 0 0 %付近の値とすることができる。したがって、分散補償器は、光ファイバ伝送路の長さに応じて複数の分散補償光ファイバそれぞれの長さを適切に設定することで、光ファイノ伝送路の波長分散および分散ス口一プの双方を充分に補償することができる。また、実際に製造される分散補償光ファイバの分散スロープ補償率??がばらついても、製造後に分散補償光ファイバの分散スロープ補償率？?を測定し、この測定結果に基づいて上記のように複数の分散補償光ファイバを接続して分散補償器を構成するので、製造された分散補償光ファイバを効率よく使用することができ、分散補償器が安価なものとなる。

また、複数の分散補償光フアイバの全体の平均分散スロープ補償率が 8 0 %以上である場合には、分散補償器は、光ファイバ伝送路の波長分散および分散スロープの双方を充分に補償することができる。また、複数の分散補償光ファイバが実効断面積の大きさの順に接続されている場合には、大きなパワーの信号光は実効断面積が比較的大きい分散補償光ファイバを伝搬することになるので、非線形光学現象の発生を抑制することができ、伝送特性が優れたものとなる。

また、複数の分散補償光ファイバのうちの互いに縦続接続された第 1の分散補償光ファイバと第 2の分散補償光ファイバとが融着接続されている場合には、第 1の分散補償光ファイノと第 2の分散補償光ファイノ'との接続損失が小さい。この場合において、第 1の分散補償光ファイバと第 2の分散補償光ファイバとの融着接続部は、第 1および第 2の分散補償光ファイバそれぞれの被覆径と略等しい被覆径で樹脂材料により再被覆されており、第 1および第 2の分散補償光ファイバとともにボビンに巻かれているのが好適である。また、第 1の分散補償光ファイバと第 2の分散補償光ファイバとの融着接続部は、樹脂材料により再被覆され、補強手段により固定されているのが好適である。また、複数の分散補償光ファイバは実質的に接触する胴体部分を持たない束状態で収納されているのも好適である。これら何れの場合にも、融着接続部の機械的強度を確保するとともに伝送損失の増加を抑制した上で、複数の分散補償光ファイバそれぞれをコンパクトに収納することができる。本発明に係る光伝送システムによれば、分散補償器により光ファイク ^(云送路の波長分散および分散ス口一プが補償され、光ファイノ伝送路および分散補償器の平均波長分散および平均分散ス口一プそれそれの絶対値が共に低減されたものとなる。したがって、この光伝送システムは、広帯域 WD M伝送や高ビヅトレートの光伝送を行うことができる。また、分散補償器の複数の分散補償光ファイバが実効断面積の大きさの順に接続されており、実効断面積が大きい分散補償光フアイバの側から信号光を入力する場合には、分散補償器において非線形光学現象の発生を抑制することができ、伝送特性が優れたものとなる。

Claims

請求の範囲

1 . 光ファイバ伝送路の波長分散および分散スロープを補償する分散補償器であつて、

所定波長における前記光ファイバ伝送路に対する分散スロープ補償率が各々 6 0 %以上である複数の分散補償光ファィバが接続されており、

前記複数の分散補償光ファイバのうちの何れかの分散補償光フアイバの分散スロープ補償率が 8 0 %以上であり、

前記複数の分散補償光フアイバのうちの他の何れかの分散補償光ファイバの分散スロープ補償率が 6 0 %〜 1 0 0 %の範囲にある

ことを特徴とする分散補償器。

2 .前記複数の分散補償光ファイバの全体の平均分散スロープ補償率が 8 0 %以上であることを特徴とする請求項 1記載の分散補償器。

3 .前記複数の分散補償光ファィバが実効断面積の大きさの順に接続されていることを特徴とする請求項 1記載の分散補償器。

4 .前記複数の分散補償光フアイバのうちの互いに縦続接続された第 1の分散補償光ファイバと第 2の分散補償光ファイバとが融着接続されていることを特徴とする請求項 1記載の分散補償器。

5 ·前記第 1の分散補償光ファイバと前記第 2の分散補償光ファイバとの融着接続部は、前記第 1および前記第 2の分散補償光ファィバそれぞれの被覆径と略等しい被覆径で樹脂材料により再被覆されており、前記第 1および前記第 2の分散補償光ファイバとともにボビンに巻かれていることを特徴とする請求項 4記載の分散補

6 . 前記第 1の分散補償光ファイバと前記第 2の分散補償光ファイバとの融着接続部は、樹脂材料により再被覆され、補強手段により固定されていることを特徴とする請求項 4記載の分散補償器。，

7 . 前記複数の分散補償光ファイバは実質的に接触する胴体部分を持たない束状態で収納されていることを特徴とする請求項 4記載の分散補償器。

8 . 前記複数の分散補償ファイバが、分散スロープ補償率の大きさの順に接続されていることを特徴としている請求項 3記載の分散補償器。

9 . 前記複数の分散補償ファイバが分散スロープ補償率の順に接続され、その実効断面積が大きくかつ分散スロープ補償率の小さい分散補償光フアイバの側より信号光が入力されることを特徴とする請求項 3記載の分散補償器。

1 0 . 信号光を伝送する光ファイバ伝送路と、

前記光ファイバ伝送路の波長分散および分散スロープを補償する複数の分散補償光ファイノが接続された請求項 1記載の分散補償器とを備えることを特徴とする光伝送ンステム。

1 1 . 前記複数の分散補償光ファイバが実効断面積の大きさの順に接続されており、実効断面積が大きい分散補償光ファイバの側から信号光を入力することを特徴とする請求項 1 0記載の光伝送システム。

1 2 . 前記複数の分散補償光ファイバが実効断面積の大きさの順に接続されており、実効断面積が大きい分散補償光ファイバの側から信号光が入力され、かつ実効断面積の小さい分散補償ファイバ側から分散補償光ファイバ中でラマン増幅を発生せしめる励起光が入力されるように構成されたこと特徴とする請求項 1 0または 1 1記載の光伝送システム。