JP2001311848A

JP2001311848A - 光ファイバおよび光伝送システム

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Publication number: JP2001311848A
Application number: JP2000132652A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Kato; 考利加藤; Shigeru Tanaka; 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: 2001-11-09
Anticipated expiration: 2020-05-01
Also published as: JP5028706B2

Abstract

(57)【要約】【課題】波長１．３１μｍ帯〜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等を提供する。【解決手段】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−４
ｐｓ／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〜１．６
５μｍ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。波長１．３１μｍ帯〜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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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１．５５μ
ｍ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〜１．６
１μｍ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０．０７
ｐｓ／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１．５５
μｍ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／ｎ
ｍ／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１．４５μ
ｍ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−４
ｐｓ／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１．２
５μｍ〜１．６５μｍの全範囲において波長分散が−２
０ｐｓ／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１．３１μ
ｍ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（１．３
０μｍ〜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／ｎ
ｍ／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４０μｍ²以上であ
ることを特徴とする。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。なお、本発明に係る光ファイバの実効断面積が４０
μｍ²以上であるというのは、従来の分散シフト光ファ
イバの実効断面積と同程度以上である。

【００１１】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以下であることを特徴とする。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。

【００１２】また、本発明に係る光ファイバは、(1) 光
軸中心を含み第１の屈折率を有する中心コア領域と、
(2) この中心コア領域を取り囲み第１の屈折率より小さ
い第２の屈折率を有する第２コア領域と、(3) 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、(4) 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ることを特徴とする。より好適に
は、クラッド領域が、(4a) 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、(4b) 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
域とを含むことを特徴とする。また、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
の比屈折率差が０．４％以上０．７％以下であることを
特徴とする。これら何れの場合にも、上記波長範囲で上
記波長分散範囲となる光ファイバを実現することができ
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１．３
１μｍ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１．２５
μｍ〜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１．５５μ
ｍ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−２０
ｐｓ／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−２０
ｐｓ／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０．１ｄ
Ｂ／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２
ｄ）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５
２．１μｍ²であり、モードフィールド径は７．９５μ
ｍ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４
６．６μｍ²であり、モードフィールド径は７．４４μ
ｍ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４
２．１μｍ²であり、モードフィールド径は７．１５μ
ｍ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／ｎｍ ²／ｋｍであり、実効断面積は４
９．３μｍ²であり、モードフィールド径は７．７５μ
ｍ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／ｋ
ｍ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Ｏ
Ｈ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／ｋ
ｍ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１
３０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１
１１_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１３
０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−１２ｐ
ｓ／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１
１２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１
２２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１．５５μ
ｍ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２
３１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２１
１₁〜２１１_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２
１３₁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２１
２₂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２
１４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２３
１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−１２ｐ
ｓ／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２
４１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２３
２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−１２ｐ
ｓ／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２２
１_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２１
２₂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２
１３₂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２３
１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２４２ ₁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λ ₁〜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２３
２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２２３ ₁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２２
３₂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２
１３₁，２４２₁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-Dop
ed 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１．４５μ
ｍ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１．３
１μｍ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 FiberAmplifier）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〜１．６０μ
ｍの全範囲において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋ
ｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（より好適には、−１
２ｐｓ／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１．５５
μｍにおける実効断面積が４０μｍ ²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、２２
３₁，２２３₂…光増幅器、２２４…分波器、２３１，２
３２…光ファイバ、２４０…中継局、２４１…分波器、
２４２₁，２４２₂…光増幅器、２４３…合波器。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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以下であることを特徴とする光フ
ァイバ。
【請求項２】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請求
項１記載の光ファイバ。
【請求項３】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請求
項１記載の光ファイバ。
【請求項４】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請求
項１記載の光ファイバ。
【請求項５】波長１．５５μｍにおける実効断面積が
４０μｍ²以上であることを特徴とする請求項１記載の
光ファイバ。
【請求項６】波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因る
ロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする
請求項１記載の光ファイバ。
【請求項７】光軸中心を含み第１の屈折率を有する中
心コア領域と、この中心コア領域を取り囲み前記第１の屈折率より小さ
い第２の屈折率を有する第２コア領域と、この第２コア領域を取り囲み前記第２の屈折率より大き
い第３の屈折率を有する第３コア領域と、この第３コア領域を取り囲み前記第３の屈折率より小さ
い第４の屈折率を有するクラッド領域とを備えることを
特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項８】前記クラッド領域が、前記第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むことを特徴とする請求項７記載
の光ファイバ。
【請求項９】前記クラッド領域の最外層の屈折率を基
準として前記中心コア領域の比屈折率差が０．４％以上
０．７％以下であることを特徴とする請求項７記載の光
ファイバ。
【請求項１０】波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍ
内の各波長の信号光を合波して送出する複数の送信局
と、この送信局から送出された多波長の信号光を伝送する請
求項１記載の光ファイバと、この光ファイバを伝送してきて到達した多波長の信号光
を分波して各波長の信号光を受信する受信局とを備える
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１１】波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍ
内の各波長の信号光を合波して送出する複数の送信局
と、この送信局から送出された多波長の信号光を伝送する請
求項３記載の光ファイバと、この光ファイバを伝送してきて到達した多波長の信号光
を分波して各波長の信号光を受信する受信局とを備える
ことを特徴とする光伝送システム。