WO2008044600A1

WO2008044600A1 - Fibre optique et voie de transmission par fibre optique

Info

Publication number: WO2008044600A1
Application number: PCT/JP2007/069484
Authority: WO
Inventors: Katsunori Imamura
Original assignee: The Furukawa Electric Co., Ltd.
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2008-04-17
Also published as: US20080273850A1; JP5242405B2; US7613374B2; JPWO2008044600A1

Description

明細書

光ファイバおよび光ファイバ伝送路

技術分野

[0001] 本発明は、長距離の光伝送に用いる光ファイバおよび光ファイバ伝送路に関するものである。

背景技術

[0002] 長距離光伝送路においては、特性の異なる 2種類の光ファイバを組み合わせて光伝送路を構成することにより、伝送路の特性を向上させる技術が積極的に用いられている。たとえば、波長分散が正の正分散ファイバと波長分散が負の負分散ファイバとを組み合わせて波長分散を光伝送路全体として零にする分散マネージメント光ファィバ伝送路や、有効コア断面積の大きレ、大 Aeff型のノンゼロ分散シフト光ファイバと分散スロープ値の小さい低 Slope型のノンゼロ分散シフト光ファイバとを組み合わせたノンゼロ分散シフト光ファイバ伝送路が代表的なものである（非特許文献 1参照）。なお、ノンゼロ分散シフト光ファイバとは、信号光の波長においてたとえば 2 5p s/nm/km程度または 2 5ps/nm/km程度の微小の波長分散値を有するシンダルモード光ファイバであり、負の分散を有するノンゼロ分散シフト光ファイバを負分散ノンゼロ分散シフト光ファイバと呼ぶ。負分散ノンゼロ分散シフト光ファイバは、海底線用として多く用いられてレ、る。

[0003] ここで、大 Aeff型の負分散ノンゼロ分散シフト光ファイバの光学特性は、たとえば有効コア断面積が 75 ^ m²、分散スロープ値が 0. 10ps/nm²/kmであり、低 Slope型の負分散ノンゼロ分散シフト光ファイバの光学特性は、たとえば有効コア断面積が 50 〃m²、分散スロープ値が 0. 05ps/nm²/kmである。そして、これらをほぼ同じ長さで接続した負分散ノンゼロ分散シフト光ファイバ伝送路の平均の光学特性は、有効コァ断面積が 65 ^ 111²、分散スロープ値が 0· 07ps/nm²/kmである。

[0004] 通常、ノンゼロ分散シフト光ファイバ伝送路においては、光信号は大 Aeff型のノンゼロ分散シフト光ファイバ側から伝送される。その結果、光信号の光強度が大きい状態では光伝送路の有効コア断面積が大きいので非線形光学現象の発生が抑制される。その後、光信号は光強度が光ファイバの伝送損失によって減衰した後で低 Slop e型のノンゼロ分散シフト光ファイバに入力する。低 Slope型ノンゼロ分散シフト光ファィバは有効コア断面積がやや小さいものの分散スロープ値が小さぐ波長分散値の波長による差異が小さい。その結果、異なる波長の信号光を波長多重した WDM (W avelength Division Multiplexing)光信号の伝送時において、光信号間の波長分散の格差の発生が抑制される。

[0005] すなわち、ノンゼロ分散シフト光ファイバにおいて有効コア断面積と分散スロープ値とはトレードオフの関係にある。そのため、上述したように、ノンゼロ分散シフト光フアイバ伝送路においては、光信号を伝送する前段に有効コア断面積を大きくしたノンゼロ分散シフト光ファイバを配置し、後段に分散スロープ値を小さくしたノンゼロ分散シフト光ファイバを配置することによって、光ファイバ伝送路全体としてのトレードオフの関係の緩和を図っている。

[0006] 一方、前述の分散マネージメント光伝送路にお!/、て、負分散ファイバとしてマルチモード型の光ファイバを用いることによって、有効コア断面積を大幅に拡大する技術力 S開示されている（特許文献 1参照)。

[0007] 特許文献 1 :特開 2004— 271904号公報

非特許文 ΒΛ1 : Μ· SUZUKI, et al.， Dispersion-Managed High-Capacity Ultra— Lon g-Haul Transmission ， J. Ligntwave technol., vol.21, no.4, pp.916-929, April 2003

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] ところで、特に海底用に用いられるノンゼロ分散シフト光ファイバ伝送路においては伝送距離の一層の長距離化が要求されている力 WDM光信号の伝送時における光信号間の波長分散の格差が累積して長距離化の障害になるという問題があった。一方、この光信号間の波長分散の格差を解消するために分散スロープ値力小さくなるように光ファイバを設計すると有効コア断面積が減少してしまい、非線形光学現象の発生が顕著になるという問題があった。

[0009] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、非線形光学現象の発生を従来と同等に抑制しながら累積する波長分散の光信号間における格差の増大を従来よりも大幅に抑制できる光ファイバおよび光ファイバ伝送路を提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0010] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバは、信号光を基底伝搬モードで伝送する光ファイバであって、前記信号光の波長よりも長レ、力ットオフ波長を有し、波長 1550nmにおける基底伝搬モードの波長分散値が、一；!〜

— 5ps/nm/kmであり、有効コア断面積が 45 m²より大きぐ分散スロープ値が 0

. 03ps/nm²/kmより小さいことを特徴とする。

[0011] また、本発明に係る光ファイバは、上記の発明において、波長 1550nmにおける基底伝搬モードの分散スロープ値が、 Ops/nm²/kmより小さいことを特徴とする。

[0012] また、本発明に係る光ファイバは、上記の発明において、前記信号光の波長は 15

30〜； 1570nmであり、前記カットオフ波長は 1600nm以上であることを特徴とする。

[0013] また、本発明に係る光ファイバは、上記の発明において、前記信号光の波長における基底伝搬モードの曲げ損失力直径 20mmで 16周巻いた場合に 10dB/m以下であることを特徴とする。

[0014] また、本発明に係る光ファイバは、上記の発明において、中心コア部と、前記中心コア部の外周に形成され前記中心コア部よりも屈折率が低い内側コア層と、前記内側コア層の外周に形成され前記内側コア層よりも屈折率が高!/、外側コア層と、前記外側コア層の周囲に形成され前記内側コア層よりも屈折率が高くかつ前記外側コア層よりも屈折率が低いクラッド層と、を有し、前記中心コア部の前記クラッド層に対する比屈折率差 Δ 1が 0. 65%以下であり、前記中心コア部の直径に対する前記内側コア層の外径の比 Ra2が 1. 3以上であり、前記中心コア部の直径に対する前記外側コア層の外径の比 Ra3が 2. 0以上であり、前記中心コア部の直径 2aが 5. 9 111以上であることを特徴とする。

[0015] また、本発明に係る光ファイバ伝送路は、上記の発明のいずれ力、 1つに係る光ファィバを備えることを特徴とする。

[0016] また、本発明に係る光ファイバ伝送路は、上記の発明において、前記光ファイバに接続し前記信号光の波長よりも短いカットオフ波長を有するシングルモード光フアイバを備え、前記シングルモード光ファイバ側から前記信号光を伝送することを特徴とする。

[0017] また、本発明に係る光ファイバ伝送路は、上記の発明にお!/、て、前記シングルモード光ファイバは、波長 1550nmにおいて、ー1 5ps/nm/kmの波長分散値と、前記光ファイバの波長 1550nmにおける基底伝搬モードの分散スロープ値より大きい分散スロープ値と、前記光ファイバの波長 1550nmにおける基底伝搬モードの有効コア断面積より大きい有効コア断面積とを有することを特徴とする。発明の効果

[0018] 本発明に係る光ファイバは、信号光の波長よりも長いカットオフ波長を有することによって、基底伝搬モードにおいて有効コア断面積と分散スロープ値との間のトレードオフの関係が緩和し、非線形光学現象の発生を従来と同等に抑制しながら累積する波長分散の信号光間における格差の増大を従来よりも大幅に抑制できるという効果を奏する。

[0019] また、本発明に係る光ファイバ伝送路は、本発明に係る光ファイバを備えることによつて、非線形光学現象の発生を従来と同等に抑制しながら、累積する波長分散の信号光間における格差の増大を従来よりも大幅に抑制した長距離の光信号伝送を可能にするという効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態 1に係る光ファイバの断面と対応する屈折率プロファイルとを示す概略図である。

[図 2]図 2は、本発明の実施の形態 1に係る光ファイバにおいてカットオフ波長が 180 Onm 2100nm 2400nmである場合と、従来の W—セグメント型の屈折率プロファィルを有する低 Slope型のノンゼロ分散シフト光ファイバにおいてカットオフ波長が 1 500nmである場合との波長 1550nmにおける分散スロープ値と有効コア断面積との関係を示す図である。

[図 3]図 3は、本発明の実施の形態 1に係る光ファイバの設計パラメータおよび計算して得られた基底伝搬モードの光学特性を示す図である。

[図 4]図 4は、本発明の実施の形態 1に従って作製した実施例 1 3の光ファイバの設計パラメータおよび測定した基底伝搬モードの光学特性を示す図である。

園 5]図 5は、本発明の実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路を模式的に表した概略図である。

[図 6]図 6は、本発明の実施の形態 1に係る光ファイバの基底モードのフィールド分布を示す図である。

[図 7]図 7は、本発明の実施の形態 1に係る光ファイバの高次モードのフィールド分布を示す図である。

[図 8]図 8は、本発明の実施の形態 1に係る光ファイバの高次モードのフィールド分布を示す図である。

[図 9]図 9は、本発明の実施の形態 1に係る光ファイバの高次モードのフィールド分布を示す図である。

[図 10]図 10は、標準のシングルモード光ファイバからの入射光の LP01モードと LP0 2モードへの結合効率を示した図である。

園 11]図 11は、本発明の実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路の波長分散特性を示す図である。

園 12]図 12は、従来の光ファイバ伝送路の波長分散特性を示す図である。

園 13]図 13は、本発明の実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路と従来の光ファイバ伝送路とにおいて、分散補償用のシングルモード光ファイバも含めた伝送路全体における累積波長分散値を示す図である。

[図 14]図 14は、実施の形態 2の変形例に係る光ファイバ伝送路の波長分散特性を示す図である。

[図 15]図 15は、実施の形態 2の変形例に係る光ファイバ伝送路において、分散補償用のシングルモード光ファイバも含めた伝送路全体における累積波長分散値を示す図である。

園 16]図 16は、本発明の実施の形態 3に係る光ファイバ伝送路を模式的に表した概略図である。

園 17]図 17は、本発明の実施の形態 3に係る光ファイバ伝送路の波長分散特性を示す図である。 [図 18]図 18は、本発明の実施の形態 3に係る光ファイバ伝送路において、分散補償用のシングルモード光ファイバも含めた伝送路全体における累積波長分散値を示す図である。

[図 19]図 19は、 BER特性の測定結果を示す図である。

符号の説明

[0021] 1 中心コア部

2 内側コア層

3 外側 3ァ層

4 クラッド層

5 屈折率プロフアイノレ

10, 21 - l ~21 -n, 31 光ファイノ

20 30 光ファイバ伝送路

22 - l ~22 -n 大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ

23 33 分散補償光ファイバ

40 装置が備えるシングノレモード光ファイバ

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバおよび光ファイバ伝送路の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、曲げ損失とは、直径 20mmで 16周巻いた場合の曲げ損失を意味するものとする。また、カットオフ波長とは、 ITU— T (国際電気通信連合） G. 650. 1で定義するファイバカットオフ波長をいう。その他、本明細書で特に定義しない用語については ITU— T G. 650. 1における定義、測定方法に従うものとする。

[0023] (実施の形態 1)

本実施の形態 1に係る光ファイバは、 Cバンドと呼ばれる 1530 1565nmの波長帯域を含む波長 1530〜； 1570nmの信号光を基底伝搬モードで伝送する光ファイバであって、この信号光の波長よりも十分長い 1600nm以上のカットオフ波長を有し、波長 1550nmにおける基底伝搬モードの波長分散値が、 1 5ps/nm/km のであり、有効コア断面積が 45 m²より大きぐ分散スロープ値が 0. 03ps/nm²/ kmより小さい。

[0024] すなわち、本実施の形態 1に係る光ファイバは、信号光の波長よりも長いカットオフ波長を有するので、信号光の波長において伝搬モードが複数存在するマルチモードの光ファイバとなっている。その結果、伝搬モードとして基底伝搬モードのみが存在するシングルモード光ファイバとするためにカットオフ波長を信号光の波長よりも短くしなければならな!/、、と!/、う設計上の制限によって従来生じて!/、た有効コア断面積と分散スロープ値との間のトレードオフの関係が、基底伝搬モードにおいて緩和される。その結果、信号光の波長における基底伝搬モードの特性は、従来の低 Slope型ノンゼロ分散シフト光ファイバと同等の波長分散値および有効コア断面積と、従来の低 Slope型ノンゼロ分散シフト光ファイバの分散スロープ値である 0. 05ps/nm²/km よりも大幅に小さい分散スロープ値とを有するものとなり、非線形光学現象の発生を従来と同等に抑制しながら累積波長分散の信号光間における格差の増大を従来よりも大幅に抑制できる。

[0025] つぎに、本実施の形態 1に係る光ファイバの構造と特性について具体的に説明する。図 1は、本実施の形態 1に係る光ファイバの断面と対応する屈折率プロファイルとを示す概略図である。図 1に示すように、本実施の形態 1に係る光ファイバ 10は、中心コア部 1と、中心コア部 1の外周に形成され中心コア部 1よりも屈折率が低い内側コァ層 2と、内側コア層 2の外周に形成され内側コア層 2よりも屈折率が高い外側コア層 3と、外側コア層 3の周囲に形成され内側コア層 2よりも屈折率が高くかつ外側コア層 3よりも屈折率が低いクラッド層 4とを有する。すなわち、光ファイバ 10はいわゆる W— セグメント型の屈折率プロファイル 5を有する。

[0026] 図 2は、本実施の形態 1に係る光ファイバ 10においてカットオフ波長が 1800nm、 2 100nm、 2400nmである場合と、従来の W—セグメント型の屈折率プロファイルを有する低 Slope型のノンゼロ分散シフト光ファイバにおいてカットオフ波長が 1500nm である場合との波長 1550nmにおける分散スロープ値と有効コア断面積との関係を示す図である。

[0027] 図 2に示すように、分散スロープ値と有効コア断面積とはトレードオフの関係にある力本発明の実施の形態 1に係る光ファイバ 10においては、このトレードオフの関係が従来の低 Slope型ノンゼロ分散シフト光ファイバと比べて緩和され、有効コア断面積を 45 m²より大きい値としながら、分散スロープ値を 0. 03ps/nm²/kmより小さぃィ直とでさる。

[0028] つぎに、光ファイバ 10についてさらに詳細に説明する。光ファイバ 10は、屈折率プ口ファイル 5において、中心コア部 1のクラッド層 4に対する比屈折率差 Δ 1が 0· 65% 以下であり、中心コア部 1の直径に対する内側コア層 2の外径の比 Ra2すなわち b/ aが 1. 3以上であり、中心コア部 1の直径に対する外側コア層 3の外径の比 Ra3すなわち c/aが 2. 0以上であり、中心コア部 1の直径 2aが 5. 9 m以上、好ましくは 6. 8 〃m以上である。その結果、光ファイバ 10の波長 1550nmにおける基底伝搬モードの波長分散値が、 1 5ps/nm/kmであり、有効コア断面積が 45 m²より大きぐ分散スロープ値が 0· 03ps/nm²/kmより小さいとともに、曲げ損失が、直径 2 0mmで巻いた場合に 10dB/m以下となり、実用上十分に小さい曲げ損失となる。なお、 Ra2または Ra3が上記よりも小さいと分散スロープ値が 0. 03ps/nm²/km以上となり、 Δ 1が上記の範囲よりも大きいかまたは 2aが上記の範囲よりも小さいと有効コア断面積が 45〃 m²以下となるので好ましくない。また、内側コア層 2のクラッド層 4 に対する比屈折率差 Δ 2がー 0. 6%以上であれば製造が容易となるので好ましい。なお、屈折率プロファイル 5において、 Δ 3は外側コア層 3のクラッド層 4に対する比屈折率差を示している。

[0029] つぎに、光ファイバ 10の光学特性をシミュレーションにより計算した結果について説明する。図 3は、光ファイバ 10の設計パラメータおよび計算して得られた基底伝搬モードの光学特性を示す図である。なお、この計算は、曲げ損失が 10dB/m以下となる条件で行った。また、図 3において、分散とは波長分散値を意味し、 Slopeとは分散スロープ値を意味し、 Aeffとは有効コア断面積を意味し、 cはカットオフ波長を意味する。また、図 3には波長 1550nmにおける基底伝搬モードの分散値、分散スロープ値、 Aeffの値を示している。また、 α ΐは中心コア部 1の屈折率分布の形状を規定するパラメータである α値を示す。 α ΐは式（1)で定義される。

[0030] n² (r) =n ² X { 1—2 X ( Δ /100) X (r/a) ' α 1 }

(但し、 0 < r< a) (1) [0031] ここで、 rは中心コア部の中心からの半径方向の位置を示し、 n (r)は位置 rにおける屈折率、 n は中心コア部の r = 0における屈折率、 aは中心コア部の半径を表してい core

る。また、記号「」はべき乗を表す記号である。

[0032] 図 3に示すように、番号 1から番号 16の全ての光ファイバは、厶1が0. 65 %以下であり、 Ra2が 1 . 3以上であり、 Ra3が 2. 0以上であり、 2aが 5. 9 111以上である。その結果、カットオフ波長が 1600nm以上であり、基底伝搬モードにおいてー1 5ps /nm/kmの波長分散値と、 45 m²より大きい有効コア断面積と、 0. 03ps/nm² /kmより小さい分散スロープ値とを有する光ファイバとなる。なお、図 3において、番号 16の光ファイバの α 1は記載していないが、中心コア部の屈折率分布の形状はほぼステップ型であるため、 α 1は極めて大きい値となっている。

[0033] つぎに、本発明の実施例;!〜 3として、本実施の形態 1に従う光ファイバを実際に作製した場合の光学特性について説明する。図 4は、本実施の形態 1に従って作製した実施例 1 3の光ファイバの設計パラメータおよび測定した基底伝搬モードの光学特性を示す図である。なお、カットオフ波長については、信号光波長よりも長波長側に存在するので、従来の光通信用の測定器では測定が困難であるため、設計パラメータからの推測値を示す。図 4に示すように、実施例 1 3の光ファイバは、いずれもカットオフ波長が 2100nm以上であり、波長 1 550nmにおいて基底伝搬モードの波長分散値が 2. 7 4. l ps/nm/kmであり、有効コア断面積が 47. 2 μ ΐ &, 上であり、分散スロープ値が—0. 012ps/nm²/km以下となった。

[0034] (実施の形態 2)

つぎに、本発明の実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路について説明する。図 5は、本実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路を模式的に表した概略図である。この光フアイバ伝送路 20は、 nを 1以上の整数として、実施の形態 1と同様の光ファイバ 21— 1 21— nと、光ファイバ 21—；! 21—nに交互に接続した大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— ;! 22— nとを備え、大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— 1側から波長 1 550nmの信号光を伝送するものである。なお、光ファイバ 21—;! 21 nは、信号光の波長である 1 550nmにおいて、 4ps/nm/kmの波長分散値と - 0. 04ps/nm²/kmの分散スロープ値と、 47 111²の有効コア断面積とを有し、大 Aef f型ノンゼ口分散シフト光ファイバ 22— ;! 22— nは 4ps/nm/kmの波長分散値と、 0. 10ps/nm²/kmの分散スロープ値と、 75 m²の有効コア断面積とを有する。また、光ファイバ 21—；! 21— nと大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— ;! 22— nとはほぼ同じ長さである。

[0035] また、光ファイバ伝送路 20は、累積する負の値の波長分散を補償するために、 131 Onm付近にゼロ分散波長を有する標準のシングルモード光ファイバを用いた分散補償光ファイバ 23を長さ 500km毎に備える。また、この光ファイバ伝送路 20は、光信号送信装置と光信号受信装置とを接続して光信号送信装置が出力する信号光を光信号受信装置へと伝送するように敷設される。この際、大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22—；! 22— nと光ファイバ 21—；! 21—nとの 1対の組み合わせ毎に、光信号を再生中継するための光信号中継装置が設けられる。

[0036] 大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— ;! 22— nは信号光の波長よりも短い 1500nmのカットオフ波長を有するシングルモード光ファイバである。したがって、大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— 1側から信号光を伝送することによって、光ファイバ 21—；! 21—nにお!/、て基底伝搬モードのみが選択的に励振され、光ファィバ 21—；! 21— nは信号光を基底伝搬モードで伝送する。さらに、大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— ;! 22— nは有効コア断面積が 75 ^ m²と大きい。その結果、この光ファイバ伝送路 20は、伝送路全体として、非線形光学現象の発生を従来のノンゼロ分散シフト光ファイバ伝送路と同等に抑制しながら累積分散の信号光波長間における格差の増大を従来よりも大幅に抑制し、長距離の光信号伝送を可能にし、特に海底ケーブルに好適に用いられる。

[0037] つぎに、本実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路における光ファイバ 21—;! 21— n中に存在し得る各モードのフィールド分布についてさらに詳細に説明する。図 6は、本実施の形態 1に係る光ファイバの設計パラメータから算出した基底モードのフィールド分布を、図 7 9は、高次モードのフィールド分布を示す図である。なお、図 6 9 において、横軸は、中央の軸を光ファイバの中心軸とした径方向の位置を示し、縦軸は強度を示す。光ファイバ 21—;! 21— nは、信号光の波長よりも長いカットオフ波長を有するので、単体で光信号を伝送する場合、信号光の波長において伝搬モードが複数存在するマルチモードの光ファイバとなっている。つまり、光ファイバ中には、図 6に示す基底モードの LP01モードと、図 7〜9にそれぞれ示す高次モードの LP0 2モード、 LP11モード、 LP21モードが存在する。なお、各図の中の色付き部分は前段に接続される大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— 1のフィールド分布の存在する領域を示している。図 8と 9に示すように各高次モードのうち、 LP11モードと L P21モードのフィールド分布はコアの外側に広がるフィールド分布となっているため、本実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路のように光ファイバ 21—；!〜 21—nの前段にシングルモード光ファイバである大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— 1を備えることによって、光ファイバ 21—；!〜 21— nの LP11モードと LP21モードへの入射光の結合を避けることが可能である。一方、図 7に示すように LP02モードはコアの中心にフィールド分布を有するため、光ファイバ 21—；!〜 21—nの LP02モードに入射光が結合する可能性が考えられる。

[0038] 図 10は、前段に接続される大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— 1とほぼ等しいモードフィールド径を有し、 1310nm付近にゼロ分散波長を有する標準のシングルモード光ファイバからの入射光の LP01モードと LP02モードへの結合効率を示した図である。図 10に示すように LP02モードへの結合効率は LP01モードへの結合効率と比較して十分に小さい値となっているため、 LP02モードへの入射光の結合は無視できる。すなわち、本実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路は、シングルモード光ファイバである大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— 1側から信号光を伝送することによって、光ファイバ 21—；!〜 21—nにお!/、て基底伝搬モードのみが選択的に励振され、光ファイバ 21—;!〜 21—nは信号光を基底伝搬モードで伝送する。

[0039] つぎに、光ファイバ伝送路 20の特性についてさらに具体的に説明する。図 11は、光ファイバ伝送路 20の波長分散特性を示す図であり、横軸は波長、縦軸は波長分散値を示す。なお、凡例において、「大 Aeff型」とは大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイノ 22— ;!〜 22— nを意味し、「低 Slope型」とは光ファイバ 21—；!〜 21—nを意味し、「スパン」とは大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— ;!〜 22— nと光ファイバ 21—;!〜 21— nとの 1対の組み合わせ、すなわち光中継装置の中継スパンにおける平均的な波長分散値を示す。 [0040] 図 11に示すように、光ファイバ伝送路 20は、中継スパンの平均的な分散スロープ値が約 0. 03ps/nm²/kmになるので、平均的な波長分散値の波長帯域 1530〜1 570nmの両端における格差が 4 ± 0. 6ps/nm/kmに抑制されており、 WDM 光信号伝送に極めて好適に用いることができる。

[0041] 一方、図 12は、光ファイバ伝送路 20と同様の構成を有する従来の光ファイバ伝送路の波長分散特性を示す図である。この従来の光ファイバ伝送路は、大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22—；!〜 22— nと同様の特性のノンゼロ分散シフト光フアイバと、従来の低 Slope型のノンゼロ分散シフト光ファイバとを交互に接続したものであ

[0042] 図 12に示すように、従来の光ファイバ伝送路は、中継スパンの平均的な波長分散値の波長帯域 1530〜； 1570nmの両端における格差が 4土 1 · 5ps/nm/kmであり、実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路 20の 3倍程度の格差を生じている。

[0043] さらに、図 13は本実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路 20と従来の光ファイバ伝送路とにおいて、分散補償用のシングルモード光ファイバも含めた伝送路全体における累積波長分散値を示す図である。従来の光ファイバ伝送路においては、波長帯域 1530〜； 1570nmの両端において格差が ± 900ps/nmの累積波長分散値が残留する力本実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路 20においては残留する累積波長分散値の格差は ± 450ps/nmに抑制でき、より良好な特性の光信号伝送を長距離にわたって実現できる。

[0044] なお、上記の実施形態 2のように、光ファイノ 21—;!〜 21— n力波長 1550nmにお!/、て基底伝搬モードが Ops/nm²/kmより小さ!/、分散スロープ値を有すれば、中継スパンの平均的な分散スロープ値が抑制されるだけでなぐ光ファイバ伝送路全体の分散スロープが補償されるようにできるので特に好ましい。

[0045] 図 14は、実施の形態 2の変形例に係る光ファイバ伝送路の波長分散特性を示す図である。この変形例に係る光ファイバ伝送路は、実施の形態 2に係る光ファイバ伝送路と同様の構成を有する。ここで、この変形例に係る光ファイバ伝送路においては、大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22— ;!〜 22— nに対応する光ファイバは、 15 50nmにおいて、 3ps/nm/kmの波長分散値と、 0. 10ps/nm²/kmの分散スロープ値と、 75 m²の有効コア断面積とを有する。一方、光ファイバ 21—；!〜 21— n に対応する光ファイバは、 1550nmにおいて、 3ps/nm/kmの波長分散値と、 - 0. 12ps/nm²/kmの分散スロープ値と、 50 m²の有効コア断面積とを有する。その結果、図 14に示すように、この変形例に係る光ファイバ伝送路は、中継スパンの平均的な分散スロープ値が約 0. 01ps/nm²/kmになるので、平均的な波長分散値の波長帯域 1530〜； 1570nmの両端における格差力 S— 3 ± 0. 2ps/nm/km に抑制されており、 WDM光信号伝送に極めて好適に用いることができる。

[0046] さらに、図 15は、実施の形態 2の変形例に係る光ファイバ伝送路において、分散補償用のシングルモード光ファイバも含めた伝送路全体における累積波長分散値を示す図である。この変形例に係る光ファイバ伝送路は、平均的な分散スロープ値が負となっているとともに、波長 1550nmにおける平均的な DPS値力分散補償用のシンダルモード光ファイバの DPS値とほぼ同じになっている。その結果、図 15に示すように、伝送路全体における波長帯域 1530〜1570nmの両端の累積波長分散値の格差がほぼゼロとなり、きわめて良好な特性の光信号伝送を長距離にわたって実現できる。なお、 DPS値とは、波長分散値を分散スロープ値で除算した値である。

[0047] (実施の形態 3)

つぎに、本発明の実施の形態 3に係る光ファイバ伝送路について説明する。図 16 は、本実施の形態 3に係る光ファイバ伝送路を模式的に表した概略図である。この光ファイバ伝送路 30は、おもに実施の形態 1と同様の光ファイバ 31から構成される。この光ファイバ 31は、波長 1550nmにおいて、 3ps/nm/kmの波長分散値と、 0. 01ps/nm²/kmの分散スロープ値と、 65 m²の有効コア断面積とを有し、実施の形態 2における大 Aeff型ノンゼロ分散シフト光ファイバ 22—；!〜 22— nと光フアイバ₂₁— 1〜₂₁— nとの中間的な特性を有してレ、る。

[0048] また、光ファイバ伝送路 30は、実施の形態 2における分散補償光ファイバ 23と同様の分散補償光ファイバ 33を長さ 500km毎に備える。また、実施の形態 2の場合と同様に、この光ファイバ伝送路 30は、光信号送信装置と光信号受信装置とを接続して光信号送信装置が出力する信号光を光信号受信装置と伝送するように敷設される。通常の光信号送信装置はシングルモード光ファイバを用いて構成されているので、光ファイバ 31の一端には、光信号送信装置が備えるシングルモード光ファイバ 4 0が接続される。なお、シングルモード光ファイバ 40としては ITU—T (International T elecommunication Union elecommunication Standard Sector) 652で、規疋されるシングルモードファイバが一般的に用いられている。光ファイバ 31には、この装置が備えるシングルモード光ファイバ 40を介して光信号が入力するので、光ファイバ 31において基底伝搬モードのみが選択的に励振される。また、光ファイバ 31には、適当な中継スパンとなるように光中継装置が揷入される力通常の光信号中継装置はシングルモード光ファイバを用いて構成されているので、光信号送信装置の場合と同様に、光中継装置から光ファイバ 31には基底伝搬モードのみが選択的に励振されるように光信号が入力することとなる。

[0049] 図 17は、本実施の形態 3に係る光ファイバ伝送路の波長分散特性を示す図である。この光ファイバ伝送路 30は、実施の形態 2の変形例と同様に、中継スパンの平均的な波長分散値の波長帯域 1530〜； 1570nmの両端における格差が— 3 ± 0. 2ps /nm/kmに抑制されており、 WDM光信号伝送に極めて好適に用いることができ

[0050] さらに、図 18は、実施の形態 3に係る光ファイバ伝送路において、分散補償用のシングルモード光ファイバも含めた伝送路全体における累積波長分散値を示す図である。この光ファイバ伝送路 30は、実施の形態 2の変形例と同様に、波長 1550nmにおける平均的な DPS値力分散補償用のシングルモード光ファイバの DPS値とほぼ同じになっている。その結果、図 18に示すように、伝送路全体における波長帯域 15 30〜； 1570nmの両端の累積波長分散値の格差がほぼゼロとなり、きわめて良好な特性の光信号伝送を長距離にわたって実現できる。

[0051] (実施の形態 4)

つぎに、実施の形態 3に係る光ファイバ伝送路を想定した光伝送実験を行なった。はじめに、長さ 500mの実施の形態 1と同様の光ファイバ 31と G. 652で規定されるシングルモード光ファイバ 40とを準備し、これらの光ファイバのコア部の中心軸同士がー致するように接続した光ファイバサンプル A1を作製した。

[0052] そして、この光ファイバサンプル A1のシングルモード光ファイバ 40側の端部から光信号を入力し、光ファイバサンプル A1を伝送して出力された光信号のビット誤り率（ BER)特性を測定した。なお、伝送する光信号として、 DFBレーザ光源から出力した波長 1551. 465nmのレーザ光に、 2³¹— 1の擬似ランダムビットパターンを有する変調周波数が lOGHz/sの NRZ信号を重畳したものを用いた。

[0053] 図 19は、 BER特性の測定結果を示す図である。図 19に示すように、光伝送路として光ファイバサンプル A1を用いた場合にパワーペナルティの無い光伝送が実現されることが確認された。

[0054] なお、上記の各実施の形態においては、信号光の波長は 1530〜； 1570nmである

1S 光ファイバを用いた光信号伝送に用いられる波長であればよぐたとえば Lバンドと呼ば、れる 1570〜； 1620nmでもよい。

[0055] また、上記の各実施の形態においては、分散補償用の光ファイバとして標準のシンダルモード光ファイバを用いた力信号光波長において正の波長分散値および分散スロープ^ Iを有する光ファイバであれば、特に限定はされない。

産業上の利用可能性

[0056] 本発明に係る光ファイバおよび光ファイバ伝送路は、ノンゼロ分散シフト光ファイバ伝送路に好適に利用でき、たとえば海底用のような長距離の光ファイバ伝送路に特に好適に利用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 信号光を基底伝搬モードで伝送する光ファイバであって、

前記信号光の波長よりも長 V、カットオフ波長を有し、

波長 1550nmにおける基底伝搬モードの波長分散値がー1 5ps/nm/km であり、有効コア断面積が 45 ^ m²より大きぐ分散スロープ値が 0. 03ps/nm²/k mより小さ!/、ことを特徴とする光ファイバ。

[2] 波長 1550nmにおける基底伝搬モードの分散スロープ値力 S Ops/nm²/kmより小さレ、ことを特徴とする請求項 1に記載の光ファイバ。

[3] 前記信号光の波長は 1530 1570nmであり、前記カットオフ波長は 1600nm以上であることを特徴とする請求項 1または 2に記載の光ファイバ。

[4] 波長 1550nmにおける基底伝搬モードの曲げ損失力直径 20mmで 16周巻いた場合に 10dB/m以下であることを特徴とする請求項 1 3のいずれ力、 1つに記載の光ファイバ。

[5] 中心コア部と、

前記中心コア部の外周に形成され前記中心コア部よりも屈折率が低い内側コア層と、

前記内側コア層の外周に形成され前記内側コア層よりも屈折率が高い外側コア層と、

前記外側コア層の周囲に形成され前記内側コア層よりも屈折率が高くかつ前記外側コア層よりも屈折率が低いクラッド層と、

を有し、前記中心コア部の前記クラッド層に対する比屈折率差 Δ 1が 0. 65%以下であり、前記中心コア部の直径に対する前記内側コア層の外径の比 Ra2が 1. 3以上であり、前記中心コア部の直径に対する前記外側コア層の外径の比 Ra3が 2. 0以上であり、前記中心コア部の直径 2aが 5. 9 m以上であることを特徴とする請求項 1 4のいずれ力、 1つに記載の光ファイバ。

[6] 請求項 1 5のいずれ力、 1つに記載の光ファイバを備えることを特徴とする光フアイバ伝送路。

[7] 前記光ファイバに接続し前記信号光の波長よりも短いカットオフ波長を有するシンダルモード光ファイバを備え、前記シングルモード光ファイバ側から前記信号光を伝送することを特徴とする請求項 6に記載の光ファイバ伝送路。

前記シングルモード光ファイバは、波長 1550nmにおいて、 1 5ps/nm/k mの波長分散値と、前記光ファイバの波長 1550nmにおける基底伝搬モードの分散スロープ値より大きい分散スロープ値と、前記光ファイバの波長 1550nmにおける基底伝搬モードの有効コア断面積より大きい有効コア断面積とを有することを特徴とする請求項 7に記載の光ファイバ伝送路。