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JPH1184158A - 波長分割多重伝送用の光伝送リンクおよびそのリンクを構成する光ファイバ - Google Patents

波長分割多重伝送用の光伝送リンクおよびそのリンクを構成する光ファイバ

Info

Publication number
JPH1184158A
JPH1184158A JP9262803A JP26280397A JPH1184158A JP H1184158 A JPH1184158 A JP H1184158A JP 9262803 A JP9262803 A JP 9262803A JP 26280397 A JP26280397 A JP 26280397A JP H1184158 A JPH1184158 A JP H1184158A
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JP
Japan
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optical fiber
dispersion
refractive index
core
wavelength
Prior art date
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Pending
Application number
JP9262803A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunori Mukasa
和則 武笠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP9262803A priority Critical patent/JPH1184158A/ja
Priority to CA002246473A priority patent/CA2246473A1/en
Priority to US09/150,016 priority patent/US6084993A/en
Priority to FR9811242A priority patent/FR2768233A1/fr
Publication of JPH1184158A publication Critical patent/JPH1184158A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速大容量波長分割多重光伝送に適した光伝
送リンクを提供する。 【解決手段】 光伝送リンク１を非線形低減用光ファイ
バＦ1 と分散調整伝送光ファイバＦ2 と分散スロープ低
減調整用光ファイバＦ3 とで構成する。非線形低減用光
ファイバＦ1 はモードフィールド径を12μｍ以上にす
る。分散調整伝送光ファイバＦ2 はモードフィールド径
を10μｍ以上にし、分散スロープをほぼ零に小さくし、
非線形低減用光ファイバＦ1 で発生した分散を小さく調
整する。分散スロープ低減調整用光ファイバは光伝送リ
ンク１の全体の分散スロープをほぼ零に調整する。ファ
イバＦ1 とＦ2 の屈折率分布のプロファイルはセグメン
トコア型とし、分散スロープ低減調整用光ファイバＦ3
の屈折率分布のプロファイルはＷ型とする。光伝送リン
ク１の長さ方向のあらゆる点位置で分散の絶対値を0.5p
s／nm／km以上にして４光波混合の発生を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、波長1.55μ
ｍ帯での零分散波長分割多重（ＷＤＭ）光伝送に適した
光伝送リンクとそのリンクを構成する光ファイバに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】情報社会の発展により、通信情報量が飛
躍的に増大する傾向にあり、このような情報の増大化に
伴い、波長分割多重（ＷＤＭ）伝送が光通信分野に広く
受け入れられ、今や波長分割多重伝送の時代を迎えてい
る。波長分割多重伝送は、光通信の波長が一波長でな
く、複数の波長に分割して複数の光信号を伝送する方式
であり、大容量高速通信に適した光伝送方式である。
【０００３】しかしながら、複数の光信号を波長分割多
重伝送により通信を行う場合、非線形現象が新たな解決
すべき課題として検討されている。非線形現象は伝送す
る光信号に波形の歪みをもたらし、波長分割多重による
高速大容量光伝送を阻害する要因となる。
【０００４】この非線形現象の解決の研究としては、19
96年の電子情報通信学会秋季大会のＣ−１７６等の報告
で、非線形屈折率ｎ2 を抑えて非線形現象を抑制するこ
との報告がなされており、また、非線形現象を抑制する
手法として、分散シフト光ファイバのモードフィールド
径（ＭＦＤ）を大きくすることが注目されており、例え
ば、特開平８−３０１０６号公報には、屈折率分布をセ
グメント型とした分散シフト光ファイバにおいて、モー
ドフィールド径を10μｍ以上に達成した旨の開示がなさ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モード
フィールド径を大きくすると、分散スロープが大きくな
るため、波長分割多重光伝送を行うと、各波長間に分散
の格差が生じてしまうため、光信号の伝送品質が低下
し、高速大容量光伝送を行う上で支障になるという問題
が生じる。
【０００６】一方、波長1.55μｍ帯での分散スロープ
（分散勾配）の平坦化を達成するために、波長が1.31μ
ｍに零分散を持つ1.31μｍ零分散通常シングルモード光
ファイバに接続する分散補償光ファイバの最適構造に関
する検討が盛んに行われている。例えば、特開平８−１
３６７５８号公報には、分散および分散スロープの補償
を考慮した分散補償光ファイバの最適設計に関する知見
が示されている。しかしながら、分散補償光ファイバは
一般に高い非線形性を有しており、この非線形現象によ
る波形の歪みが問題になる。
【０００７】最近においては、光伝送時の信号増幅にエ
ルビウムドープ光ファイバを用いた光増幅器が用いられ
ており、この光増幅器の利得帯域は波長が1.55μｍ帯で
あることから、波長1.55μｍ帯での高速大容量伝送の時
代に突入し、この波長帯における波長分割多重伝送路の
低非線形性を実現することが大きな課題となっており、
その検討が盛んに行われているが、現在の段階では、非
線形性を低くすると分散スロープが大きくなり、その逆
に、分散スロープを小さくすると非線形現象が顕著にな
る等、分散スロープを小さく平坦化し、かつ、低非線形
性を実現した光伝送路は実現していない。
【０００８】本発明は上記課題を達成するためになされ
たものであり、その目的は、特に、波長1.55μｍ帯で、
分散スロープを小さく平坦化するにも拘わらず低非線形
性を実現し、波長1.55μｍ帯での零分散波長分割多重光
伝送に適した光伝送リンクとそのリンクを構成する光フ
ァイバを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のような手段を講じている。すなわち、
第１の発明は、波長分割多重伝送用の光伝送リンクに関
し、使用波長帯での分散が小さく調整された分散調整伝
送光ファイバの前に該分散調整伝送光ファイバのモード
フィールド径よりも大きなモードフィールド径を持って
信号伝送の非線形を低減する非線形低減用光ファイバが
接続され、前記分散調整伝送光ファイバの後には光ファ
イバ接続線路全体の平均分散スロープを低減するための
分散スロープ低減調整用光ファイバが接続されて成る構
成をもって課題を解決する手段としている。
【００１０】また、第２の発明は、前記第１の発明の構
成を備えたものにおいて、波長1.55μｍにおける光ファ
イバ接続線路全体の分散値σが、−0.1 ps／nm／km＜σ
＜0.1 ps／nm／kmの範囲に調整され、かつ、光ファイバ
接続線路の長さ方向のあらゆる点位置部分のファイバ固
有の正又は負の分散値が絶対値の値で0.5 ps／nm／km以
上となるように形成されている構成をもって課題を解決
する手段としている。
【００１１】さらに第３の発明は、前記第１又は第２の
発明の構成を備えたものにおいて、分散調整伝送光ファ
イバはほぼ−0.5 〜−3.5 ps／nm／kmの負の微小分散と
ほぼ10μｍ以上のモードフィールド径を持ち、非線形低
減用光ファイバのモードフィールド径はほぼ12μｍ以上
に設定され、分散スロープ低減調整用光ファイバは波長
1.55μｍで負の分散スロープを有する分散スロープ補償
光ファイバにより構成され、波長1.55μｍにおける光フ
ァイバ接続線路全体の分散スロープがほぼ零に調整され
ている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１２】さらに第４の発明は、前記第１又は第２の
発明の構成を備えたものにおいて、分散調整伝送光ファ
イバはほぼ−0.5 〜−3.5 ps／nm／kmの負の微小分散と
ほぼ10μｍ以上のモードフィールド径を持ち、非線形低
減用光ファイバのモードフィールド径はほぼ12μｍ以上
に設定され、分散スロープ低減調整用光ファイバは波長
1.55μｍでほぼ零の分散スロープを有する分散フラット
光ファイバにより構成され、波長1.55μｍにおける光フ
ァイバ接続線路全体の平均の分散スロープが0.08ps／nm
2 ／km以下に調整されている構成をもって課題を解決す
る手段としている。
【００１３】さらに第５の発明は、前記第１乃至第４の
いずれか１つの発明の波長分割多重伝送用の光伝送リン
クに使用される非線形低減用光ファイバであって、該光
ファイバは、センタコアと、該センタコアの周りを囲ん
で配置され該センタコアよりも屈折率の小さいシリカレ
ベルの屈折率を持つ第１のサイドコアと、該第１のサイ
ドコアの周りを囲んで配置され該第１のサイドコアより
は屈折率が大きくセンタコアよりは屈折率の小さいゲル
マニウムがドープされた第２のサイドコアと、該第２の
サイドコアの周りを囲んで配置されシリカレベルの屈折
率を持つクラッドとを有し、屈折率分布の形状を表すα
定数が1.7 〜2.5 の範囲の値を持つセグメントコア型の
屈折率分布プロファイルを呈し、前記センタコアのシリ
カレベルに対する比屈折率差Δ+ が0.9 〜1.2 ％、第２
のサイドコアのシリカレベルに対する比屈折率差Δseg
が0.15〜0.35％、センタコアの径ａ１に対する第１のサ
イドコアの径ａ２の比ａ２／ａ１が2.0 〜2.8 、センタ
コアの径ａ１に対する第２のサイドコアの径ａ３の比ａ
３／ａ１が2.6 〜3.4 のそれぞれの範囲に設定され、波
長1.55μｍでの分散値σが８ps／nm／km＜σ＜15ps／nm
／kmの範囲に設定され、波長1.55μｍ帯での分散スロー
プは0.09ps／nm2 ／km以下に設定され、波長1.55μｍで
のモードフィールド径が12μｍ以上に設定されている構
成をもって課題を解決する手段としている。
【００１４】さらに第６の発明は、前記第１乃至第４の
いずれか１つの発明の波長分割多重伝送用の光伝送リン
クに使用される分散調整伝送光ファイバであって、該光
ファイバは、センタコアと、該センタコアの周りを囲ん
で配置され該センタコアよりも屈折率の小さいシリカレ
ベルの屈折率を持つ第１のサイドコアと、該第１のサイ
ドコアの周りを囲んで配置され該第１のサイドコアより
は屈折率が大きくセンタコアよりは屈折率の小さいゲル
マニウムがドープされた第２のサイドコアと、該第２の
サイドコアの周りを囲んで配置されシリカレベルの屈折
率を持つクラッドとを有し、屈折率分布の形状を表すα
定数が3.0 〜3.8 の範囲の値を持つセグメントコア型の
屈折率分布プロファイルを呈し、前記センタコアのシリ
カレベルに対する比屈折率差Δ+ が1.1 〜1.5 ％、第２
のサイドコアのシリカレベルに対する比屈折率差Δseg
が0.23〜0.46％、センタコアの径ａ１に対する第１のサ
イドコア径ａ２の比ａ２／ａ１が1.8 〜2.7 、センタコ
アの径ａ１に対する第２のサイドコア径ａ３の比ａ３／
ａ１が2.5 〜3.3 のそれぞれの範囲に設定され、波長1.
55μｍでの分散値σが−3.5 ps／nm／km＜σ＜−0.5 ps
／nm／kmの範囲に設定され、波長1.55μｍ帯での分散ス
ロープは0.120 ps／nm2 ／km以下に設定され、波長1.55
μｍでのモードフィールド径は10μｍ以上に設定されて
いる構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１５】上記構成の本発明においては、光伝送の信
号は光伝送リンクの非線形低減用光ファイバ側から入射
するが、この非線形低減用光ファイバはモードフィール
ド径が大きく設定されているので、入射光の光強度が高
くても非線形現象を生じることなく光信号を次の分散調
整伝送光ファイバに伝搬する。
【００１６】この分散調整伝送光ファイバは伝送する光
信号の分散を小さい値に調整する。そして、この分散が
小さく調整された光信号は次の分散スロープ低減調整用
光ファイバに入射し、分散スロープがほぼ零（零を含
む）に低減調整されて分散スロープ低減調整用光ファイ
バの終端から出射する。
【００１７】本発明では、前記の如く、光信号が最初に
入射する光強度の高い信号を非線形低減用光ファイバに
通すことで、非線形現象の発生を抑制し、次の分散調整
伝送光ファイバでは引き続き非線形現象の発生を抑制し
つつ分散を小さく調整し、最後の分散スロープ低減調整
用光ファイバで分散スロープがほぼ零に調整されること
で、本発明の光伝送リンクから出射する光は非線形現象
の発生が抑制されて、分散スロープがほぼ零（零を含
む）に平坦化された零分散の信号となり、波長分割多重
の高速大容量光伝送を行う上で理想的な光伝送路が構築
されるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づき説明する。図１には本発明に係る波長分割多重
伝送用の光伝送リンクの一実施形態例が示されている。
この実施形態例の光伝送リンク１は入射側から出射側に
向けて順次非線形低減用光ファイバＦ1 と分散調整伝送
光ファイバＦ2 と分散スロープ低減調整用光ファイバＦ
3 を直列に接続して成り、この光伝送リンク１はエルビ
ウムドープ光ファイバを用いた光増幅器ＥＤＦＡを介し
て送信局２と受信局３間に敷設されるものである。
【００１９】この光伝送リンク１の非線形低減用光ファ
イバＦ1 は正の比較的大きな分散と大きなモードフィー
ルド径ＭＦＤを持ち、光増幅器ＥＤＦＡを介して送信局
２から入射される光信号の非線形を低減する機能を有す
る。
【００２０】分散調整伝送光ファイバＦ2 は負の小さな
分散を持ち、前記非線形低減用光ファイバＦ1 で生じた
正の分散を非線形の発生を抑制しながら低減調整する機
能を有する。また、分散スロープ低減調整用光ファイバ
Ｆ3 は出力端側で分散スロープがほぼ零（零を含む）に
なるように分散スロープの調整を行う機能を有する。
【００２１】本実施形態例の光伝送リンク１は波長1.55
μｍ帯での波長分割多重光伝送に最適の構造を備えたも
ので、光伝送リンク１全体の分散値σが−0.1 ps／nm／
km＜σ＜0.1 ps／nm／kmの範囲に設定され、かつ、光フ
ァイバＦ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 の光ファイバ接続線路である、
光伝送リンク１の長さ方向のあらゆる点位置部分のファ
イバ固有の正又は負の分散値が絶対値の値で0.5 ps／nm
／km以上となるように設定され、さらに、光ファイバ接
続線路全体の平均のモードフィールド径、つまり、光伝
送リンク１の平均のモードフィールド径が10μｍ以上と
なるように調整されている。
【００２２】前記非線形低減用光ファイバＦ1 と分散調
整伝送光ファイバＦ2 は共に図２に示すようなセグメン
トコア型の屈折率分布のプロファイルを呈しており、ま
た、分散スロープ低減調整用光ファイバＦ3 は図３に示
すようなＷ型屈折率分布のプロファイルを有している。
【００２３】図２に示すセグメントコア型のプロファイ
ルは、センタコア４の周りを囲んで屈折率がシリカレベ
ルの第１のサイドコア５が形成され、その第１のサイド
コア５の外側に、該第１のサイドコアの周りを囲んで第
２のサイドコア６が設けられ、その第２のサイドコア６
の外側に、該第２のサイドコア６の周りを囲んでシリカ
レベルの屈折率を有するクラッド７が配されている。セ
ンタコア４と第２のサイドコア６はシリカをベースとす
る材料にゲルマニウムＧｅがドープされて屈折率が第１
のサイドコア５およびクラッド７のシリカレベルよりも
高くなっており、第２のサイドコア６よりもセンタコア
４のゲルマニウムのドープ量を大きくすることで、セン
タコア４の屈折率は第２のサイドコア６の屈折率よりも
高く形成されている。なお、図２中、ａ１はセンタコア
４の径（直径）を示し、ａ２は第１のサイドコア５の径
（直径）を示し、ａ３は第２のサイドコア６の径（直
径）を示している。
【００２４】また、図３に示すＷ型の屈折率分布は、セ
ンタコア４の外側に、該センタコア４の周りを囲んで第
１のサイドコア５′が形成され、その第１のサイドコア
５′の外側にシリカレベルの屈折率を持つクラッド７を
配したものである。
【００２５】このＷ型屈折率プロファイルでは、センタ
コア４はシリカをベースとした材料にゲルマニウムがド
ープされることで屈折率がクラッド７よりも高く形成さ
れており、また、第１のサイドコア５′はシリカをベー
スとする材料にフッ素Ｆがドープされることで、シリカ
レベルのクラッド７よりも屈折率が低く形成されてい
る。
【００２６】本明細書では、図２に示すプロファイルに
おいて、シリカレベルの屈折率をｎL 、第２のサイドコ
ア６の屈折率をｎS 、センタコア１の屈折率をｎC とし
たとき、シリカレベルに対するセンタコア１の比屈折率
差Δ+ は、次の（１）式により定義している。
【００２７】 Δ+ ＝｛（ｎc 2 −ｎL 2 ）／２ｎc 2 ｝×100 ・・・・・（１）
【００２８】また、シリカレベルに対する第２のサイド
コア６の比屈折率差Δseg は（２）式により定義してい
る。
【００２９】 Δseg ＝｛（ｎS 2 −ｎL 2 ）／２ｎS 2 ｝×100 ・・・・・（２）
【００３０】次に、本実施形態例における光伝送リンク
１を構成する各光ファイバの構造について説明する。光
伝送リンク１の入射側に配置される非線形低減用光ファ
イバＦ1 は、光伝送の非線形の低減を実現する構造に形
成される。一般に、光信号の非線形現象による歪みφnL
は次の（３）式により表される。
【００３１】 φnL＝（２π×ｎ2 ×Ｌeff ×Ｐ）／（λ×Ａeff ）・・・・・（３）
【００３２】この（３）式で、ｎ2 は非線形屈折率、Ｌ
eff は光ファイバの実効長、Ｐは入力パワー、λは波
長、Ａeff は実効コア断面積である。
【００３３】前記（３）式から明らかな如く、実効コア
断面積Ａeff を大きくすることにより非線形現象による
信号の歪みφnLを小さくすることができる。実効コア断
面積Ａeff は、係数をＫとしてＡeff ＝Ｋ×（ＭＦＤ）
2 の式として表すことができるので、モードフィールド
径ＭＦＤを大きくすることにより、低非線形性が達成で
きることが分かる。
【００３４】しかし、単にモードフィールド径（ＭＦ
Ｄ）を大きくしただけでは、分散スロープが大きくなっ
てしまい、波長分割多重伝送用の光線路としては実用的
ではなくなってしまう。そこで、本発明者は、非線形低
減用光ファイバＦ1 として、図２に示すセグメントコア
型の屈折率分布のプロファイルを持つ分散シフト光ファ
イバの構造を基本構造とし、センタコア４と第２のサイ
ドコア６の屈折率や、屈折率分布のプロファイルの形状
を定めるα定数を変化させ、さらにセンタコア４の径ａ
１と第１のサイドコア５の径ａ２と第２のサイドコア６
の径ａ３との比を種々変化させたときのシミュレーショ
ンから、モードフィールド径を非線形現象を十分低減可
能な12μｍ以上を確保し、かつ、分散スロープを波長1.
55μｍで0.1 ps／nm2 ／km以下に十分小さくすることが
可能な条件を究明した。この条件の究明に際しては、モ
ードフィールド径を大きくしたときに分散スロープと分
散を共に小さくすることは困難であるので、この実施形
態例では分散を犠牲にして分散を正に大きくし、その状
態でモードフィールド径を大きく、かつ、分散スロープ
を十分小さくできる条件を求めた。
【００３５】その結果、α定数を1.7 〜2.5 とし、セン
タコア４のシリカレベルに対する比屈折率差Δ+ を0.9
〜1.2 ％、第２のサイドコア６のシリカレベルに対する
比屈折率差Δseg を0.15〜0.35％、センタコア４の径ａ
１に対する第１のサイドコア５の径ａ２の比ａ２／ａ１
を2.0 〜2.8 、センタコア４の径ａ１に対する第２のサ
イドコア６の径ａ３の比ａ３／ａ１を2.6 〜3.4 の範囲
に設定すればよいことが究明された。この条件の下で、
分散値σは８ps／nm／km＜σ＜15ps／nm／kmとなり、分
散は正に比較的大きな値となるが、波長1.55μｍ帯での
分散スロープは0.09ps／nm2 ／km以下に設定することが
可能となった。
【００３６】前記分散調整伝送光ファイバＦ2 は非線形
低減用光ファイバＦ1 が分散を犠牲にして正の比較的大
きな値を持っているので、これを小さな分散となるよう
に分散を調整し、かつ、非線形の発生を抑制する屈折率
分布のプロファイルとすることが必要であり、このた
め、本発明者は、この条件を満たす屈折率分布の条件を
シミュレーションにより究明した。その究明に際して
は、まず、前記非線形低減用光ファイバＦ1 の正の分散
を低減調整する観点から、波長1.55μｍで負の微小分散
を有し、分散スロープが0.12ps／nm2 ／km以下でモード
フィールド径が10μｍになる条件を究明した。具体的に
は、前記非線形低減用光ファイバＦ1 の究明の場合と同
様に、図２のセグメントコア型の屈折率プロファイルを
持つ分散シフト光ファイバの構造を基本とし、センタコ
ア４と第２のサイドコア６の屈折率、α定数、径ａ１，
ａ２，ａ３の比を種々に変化し、まず、モードフィール
ド径がほぼ10μｍになる各種条件の範囲を求めた。
【００３７】図４は分散スロープを変化させていったと
きのモードフィールド径の変化をプロットで示したもの
であり、分散スロープが0.12ps／nm2 ／km以下で、か
つ、モードフィールド径が10μｍになる各種条件の範囲
を決定した。
【００３８】その結果、屈折率分布の形状を表すα定数
を3.0 〜3.8 、センタコア４のシリカレベルに対する比
屈折率差Δ+ を1.1 〜1.5 ％、第２のサイドコア６のシ
リカレベルに対する比屈折率差Δseg を0.23〜0.46％、
センタコア４の径ａ１に対する第１のサイドコア５の径
ａ２の比ａ２／ａ１を1.8 〜2.7 、センタコア４の径ａ
１に対する第２のサイドコア６の径ａ３の比ａ３／ａ１
を2.5 〜3.3 のそれぞれの範囲に設定することで、波長
1.55μｍでの分散値σを−3.5 ps／nm／km＜σ＜−0.5
ps／nm／kmの範囲に設定され、波長1.55μｍ帯での分散
スロープは0.120 ps／nm2 ／km以下となり、波長1.55μ
ｍでのモードフィールド径は10μｍ以上12μｍ以下に設
定された。
【００３９】分散スロープ低減調整用光ファイバＦ3 は
前記図３に示すようなＷ型の屈折率プロファイルを持つ
分散スロープ補償光ファイバあるいは分散フラット光フ
ァイバにより構成されるもので、分散スロープ低減調整
用光ファイバＦ3 を分散スロープ補償光ファイバにより
構成する場合には、波長1.55μｍにおける光ファイバ接
続線路全体の分散スロープ、つまり、光伝送リンク１の
分散スロープがほぼ零に調整可能なプロファイルを持つ
光ファイバにより構成する。
【００４０】また、分散スロープ低減調整用光ファイバ
Ｆ3 を分散フラット光ファイバにより構成する場合に
は、波長1.55μｍにおける光ファイバ接続線路全体の平
均の分散スロープ、つまり、光伝送リンク１の平均の分
散スロープを0.08ps／nm2 ／km以下に調整可能な屈折率
プロファイルのファイバにより構成される。なお、これ
らの条件を満たす分散スロープ補償光ファイバと分散フ
ラット光ファイバの屈折率分布のプロファイルは既に開
発されて公知であるので、その屈折率プロファイルの具
体的な数値例は省略する。
【００４１】本実施形態例においては、図１に示すよう
に、送信局２側から光増幅器ＥＤＦＡを介して波長分割
多重伝送の光信号が光伝送リンク１に入射する。この入
射光は、まず、光伝送リンク１の非線形低減用光ファイ
バＦ1 に入り込む。その入射信号の光の強度は、最初に
光伝送リンク１に入り込むときが最も強く、前記（３）
式に示すように、入力光パワーが大きいので、非線形現
象が生じる方向となるが、入射光が最初に入る非線形低
減用光ファイバＦ1 はモードフィールド径が12μｍ以上
（この実施形態例では12μｍ）と大きいので、非線形現
象を低減抑制する効果が遙かに高く、これにより、光信
号は非線形現象が低減抑制されて非線形低減用光ファイ
バＦ1 を伝搬する。なお、この非線形低減用光ファイバ
Ｆ1 を伝搬する光信号は、該非線形低減用光ファイバＦ
1 においては、分散を犠牲にして正の分散を持たせて分
散スロープを小さく設定しているので、分散は正に大き
くなるが、分散スロープは小さいので、波長分割多重伝
送の各波長の分散格差は小さく抑えられた状態で次の分
散調整伝送光ファイバＦ2 に入り込む。
【００４２】分散調整伝送光ファイバＦ2 は前記非線形
低減用光ファイバＦ1 よりもモードフィールド径が小さ
くなっているが、それでも、モードフィールド径は10μ
ｍ以上（この実施形態例では10μｍ）と大きく、かつ、
光強度は前記非線形低減用光ファイバＦ1 を伝搬してく
るうちに弱くなっているので、非線形現象の発生は同様
に抑制される。
【００４３】そして、分散調整伝送光ファイバＦ1 が負
の分散を持っているので、この分散調整伝送光ファイバ
Ｆ2 を光信号が伝搬していく過程で、前記非線形低減用
光ファイバＦ1 の出力端で生じる正の比較的大きな分散
は低減されて小さな分散となるように調整される。
【００４４】次に光信号は分散スロープ低減調整用光フ
ァイバＦ3 に入り込む。この分散スロープ低減調整用光
ファイバＦ3 のモードフィールド径は前記非線形低減用
光ファイバＦ1 と分散調整伝送光ファイバＦ2 よりも小
さく、非線形定数は大きくなっているが、光の強度は小
さくなっているために、非線形現象が起こりにくく、波
長分割多重伝送の光信号は非線形現象が低減抑制された
状態で光伝送リンク１全体を伝搬することとなる。ま
た、分散スロープ低減調整用光ファイバＦ3 では、伝送
波長帯の各波長間の分散スロープがほぼ零（零を含む）
に調整されることで、光伝送リンク１の出力端では、非
線形現象がなく、分散および分散スロープがほぼ零（零
を含む）に調整された波長分割多重伝送の光信号が出射
する。
【００４５】特に、本実施形態例では、波長1.55μｍに
おける光伝送リンク１の全体の分散値σが−0.1 ps／nm
／km＜σ＜0.1 ps／nm／kmの範囲に調整され、かつ、光
伝送リンク１の長さ方向のあらゆる点位置部分の正又は
負の分散値の絶対値が0.5 ps／nm／km以上となるように
形成されているので、光伝送リンク１を伝搬する光信号
の分散を小さくすることができると共に、光伝送リンク
１の長さ方向の各位置では光ファイバ固有の分散が零と
なる部分が生じないようにしているので、分散が零の光
ファイバを伝搬する際に生じる４光波混合（ＦＷＭ）の
発生を効果的に防止することが可能となるものである。
【００４６】（実施例）次に、上記実施形態例のシミュ
レーションを元にして、実際の非線形低減用光ファイバ
Ｆ1 と分散調整伝送光ファイバＦ2 と分散スロープ低減
調整用光ファイバＦ3 の試作例を示す。表１はこの試作
結果の各光ファイバＦ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 の特性評価の結果
を示すものである。なお、この表１では比較のために、
通常の分散シフト光ファイバ（通常ＤＳＦ）のデータを
比較例として示してある。
【００４７】
【表１】
【００４８】この表１中、曲げロスは、直径20mmに光フ
ァイバを曲げたときの損失であり、ＰＭＤは偏波分散を
示している。また、数値の1.55は波長1.55μｍを意味し
ている。なお、この表１に示すデータでは、分散スロー
プ低減調整用光ファイバＦ3として、分散スロープ補償
光ファイバのデータを示してある。
【００４９】この試作例の10kmの非線形低減用光ファイ
バＦ1 と23kmの分散調整伝送光ファイバＦ2 と９kmの分
散スロープ低減調整用光ファイバＦ3 を接続して成る光
リンク１の全体の特性評価の結果は次の表２に示してあ
る。
【００５０】
【表２】
【００５１】この表２のデータから明らかな如く、光伝
送リンク１の波長1.55μｍでの分散値は−0.091 ps／nm
／kmと極めて小さな値となっており、また、分散スロー
プも0.0768ps／nm／kmとほぼ零の値が得られており、波
長1.55μｍ帯での平均伝送ロスは0.232 dB／kmと小さな
値が得られ、さらに、波長1.55μｍでの平均の偏波分散
は0.064 ps／rkm と小さな値が得られ、波長分割多重の
高速大容量通信を行う上で理想的な伝送特性を有する光
リンクを提供できることを実証するこができた。なお、
この実施例における光伝送リンク１の線路全体の平均の
モードフィールド径が10μｍ以上に調整されており、光
伝送リンク１を伝搬する光信号の非線形を効果的に低減
抑制されていることを確認することができた。
【００５２】上記実施例では分散スロープ低減調整用光
Ｆ3 として、分散スロープ補償光ファイバを用いた場合
を示したが、波長1.55μｍにおける光伝送リンク１の線
路全体の平均の分散スロープが0.08ps／nm2 ／km以下に
調整された分散フラット光ファイバを用いても同様な優
れた効果を奏することが可能となるものである。
【００５３】
【発明の効果】本発明は、光伝送リンクを非線形低減用
光ファイバと分散調整伝送光ファイバと分散スロープ低
減調整用光ファイバとを順に接続した光伝送線路により
構成したので、使用波長帯での波長分割多重伝送の光信
号を非線形現象を低減抑制し、かつ、分散と分散スロー
プを共に小さくして品質の高い光伝送を行うことができ
る波長分割多重伝送用の光伝送リンクを提供することが
可能となった。
【００５４】特に、使用波長を1.55μｍとし、この波長
1.55μｍにおける光ファイバ接続線路全体の分散値σを
−0.1 ps／nm／km＜σ＜0.1 ps／nm／kmの範囲に調整す
ることで、分散の小さい光伝送が可能となり、かつ、光
ファイバ接続線路の長さ方向のあらゆる点位置部分のフ
ァイバ固有の正又は負の分散値を絶対値の値で0.5 ps／
nm／kmとしたことで、分散値が零の光ファイバ部分を伝
搬するときに生じる４光波混合の発生を効果的に抑制す
ることが可能となった。さらに、光ファイバ接続線路全
体の平均のモードフィールド径を10μｍ以上に調整する
ことで、光信号の非線形現象の発生の抑制効果を十分に
高めることが可能となった。
【００５５】特に、非線形低減用光ファイバの屈折率構
造を請求項５に記載した構成とし、分散調整伝送光ファ
イバの屈折率構造を請求項６に記載した構成とし、分散
スロープ低減調整用光ファイバをＷ型屈折率プロファイ
ルをもって波長1.55μｍにおける光ファイバ接続線路全
体の平均の分散スロープを0.08ps／nm2 ／km以下に調整
する分散フラット光ファイバにより構成するか、あるい
は波長1.55μｍでの光ファイバ接続線路全体の分散スロ
ープをほぼ零に調整する分散スロープ補償光ファイバに
より構成することで、光伝送リンクを伝搬する波長1.55
μｍ帯の波長分割多重伝送の光信号の非線形現象を効果
的に低減抑制し、かつ、分散および分散スロープをほぼ
零（零を含む）に小さく調整して出射でき、かつ、４光
波混合の発生もなく、波長分割多重伝送を行う上で理想
的な光伝送リンクおよびそのリンクを構成する光ファイ
バの提供が可能となり、高速大容量の波長分割多重光伝
送の品質と信頼性を格段に高め、次世代の高速大容量波
長分割多重伝送に十分応え得ることが可能となるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光伝送リンクの一実施形態例を送
信局２と受信局３間に敷設状態で示す説明図である。
【図２】本発明の光伝送リンク１を構成する非線形低減
用光ファイバと分散調整伝送光ファイバの屈折率分布の
プロファイルを示す図である。
【図３】本発明の光伝送リンクを構成する分散スロープ
低減調整用光ファイバの屈折率分布のプロファイルを示
す図である。
【図４】モードフィールド径と分散スロープとの関係を
示すシミュレーションの図である。
【符号の説明】
１ 光伝送リンク ４ センタコア ５，５′ 第１のサイドコア ６ 第２のサイドコア ７ クラッド Ｆ1 非線形低減用光ファイバ Ｆ2 分散調整伝送光ファイバ Ｆ3 分散スロープ低減調整用光ファイバ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 使用波長帯での分散が小さく調整された
    分散調整伝送光ファイバの前に該分散調整伝送光ファイ
    バのモードフィールド径よりも大きなモードフィールド
    径を持って信号伝送の非線形を低減する非線形低減用光
    ファイバが接続され、前記分散調整伝送光ファイバの後
    には光ファイバ接続線路全体の平均分散スロープを低減
    するための分散スロープ低減調整用光ファイバが接続さ
    れて成る波長分割多重伝送用の光伝送リンク。
  2. 【請求項２】 波長1.55μｍにおける光ファイバ接続線
    路全体の分散値σが、−0.1 ps／nm／km＜σ＜0.1 ps／
    nm／kmの範囲に調整され、かつ、光ファイバ接続線路の
    長さ方向のあらゆる点位置部分のファイバ固有の正又は
    負の分散値が絶対値の値で0.5 ps／nm／km以上となるよ
    うに形成されている請求項１記載の波長分割多重伝送用
    の光伝送リンク。
  3. 【請求項３】 分散調整伝送光ファイバはほぼ−0.5 〜
    −3.5 ps／nm／kmの負の微小分散とほぼ10μｍ以上のモ
    ードフィールド径を持ち、非線形低減用光ファイバのモ
    ードフィールド径はほぼ12μｍ以上に設定され、分散ス
    ロープ低減調整用光ファイバは波長1.55μｍで負の分散
    スロープを有する分散スロープ補償光ファイバにより構
    成され、波長1.55μｍにおける光ファイバ接続線路全体
    の分散スロープがほぼ零に調整されている請求項１又は
    請求項２記載の波長分割多重伝送用の光伝送リンク。
  4. 【請求項４】 分散調整伝送光ファイバはほぼ−0.5 〜
    −3.5 ps／nm／kmの負の微小分散とほぼ10μｍ以上のモ
    ードフィールド径を持ち、非線形低減用光ファイバのモ
    ードフィールド径はほぼ12μｍ以上に設定され、分散ス
    ロープ低減調整用光ファイバは波長1.55μｍでほぼ零の
    分散スロープを有する分散フラット光ファイバにより構
    成され、波長1.55μｍにおける光ファイバ接続線路全体
    の平均の分散スロープが0.08ps／nm2 ／km以下に調整さ
    れている請求項１又は請求項２記載の波長分割多重伝送
    用の光伝送リンク。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか１つの
    波長分割多重伝送用の光伝送リンクに使用される非線形
    低減用光ファイバであって、該光ファイバは、センタコ
    アと、該センタコアの周りを囲んで配置され該センタコ
    アよりも屈折率の小さいシリカレベルの屈折率を持つ第
    １のサイドコアと、該第１のサイドコアの周りを囲んで
    配置され該第１のサイドコアよりは屈折率が大きくセン
    タコアよりは屈折率の小さいゲルマニウムがドープされ
    た第２のサイドコアと、該第２のサイドコアの周りを囲
    んで配置されシリカレベルの屈折率を持つクラッドとを
    有し、屈折率分布の形状を表すα定数が1.7 〜2.5 の範
    囲の値を持つセグメントコア型の屈折率分布プロファイ
    ルを呈し、前記センタコアのシリカレベルに対する比屈
    折率差Δ+ が0.9 〜1.2 ％、第２のサイドコアのシリカ
    レベルに対する比屈折率差Δseg が0.15〜0.35％、セン
    タコアの径ａ１に対する第１のサイドコアの径ａ２の比
    ａ２／ａ１が2.0 〜2.8 、センタコアの径ａ１に対する
    第２のサイドコアの径ａ３の比ａ３／ａ１が2.6 〜3.4
    のそれぞれの範囲に設定され、波長1.55μｍでの分散値
    σが８ps／nm／km＜σ＜15ps／nm／kmの範囲に設定さ
    れ、波長1.55μｍ帯での分散スロープは0.09ps／nm2 ／
    km以下に設定され、波長1.55μｍでのモードフィールド
    径が12μｍ以上に設定されている非線形低減用光ファイ
    バ。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項４のいずれか１つの
    波長分割多重伝送用の光伝送リンクに使用される分散調
    整伝送光ファイバであって、該光ファイバは、センタコ
    アと、該センタコアの周りを囲んで配置され該センタコ
    アよりも屈折率の小さいシリカレベルの屈折率を持つ第
    １のサイドコアと、該第１のサイドコアの周りを囲んで
    配置され該第１のサイドコアよりは屈折率が大きくセン
    タコアよりは屈折率の小さいゲルマニウムがドープされ
    た第２のサイドコアと、該第２のサイドコアの周りを囲
    んで配置されシリカレベルの屈折率を持つクラッドとを
    有し、屈折率分布の形状を表すα定数が3.0 〜3.8 の範
    囲の値を持つセグメントコア型の屈折率分布プロファイ
    ルを呈し、前記センタコアのシリカレベルに対する比屈
    折率差Δ+ が1.1 〜1.5 ％、第２のサイドコアのシリカ
    レベルに対する比屈折率差Δseg が0.23〜0.46％、セン
    タコアの径ａ１に対する第１のサイドコア径ａ２の比ａ
    ２／ａ１が1.8 〜2.7 、センタコアの径ａ１に対する第
    ２のサイドコア径ａ３の比ａ３／ａ１が2.5 〜3.3 のそ
    れぞれの範囲に設定され、波長1.55μｍでの分散値σが
    −3.5 ps／nm／km＜σ＜−0.5 ps／nm／kmの範囲に設定
    され、波長1.55μｍ帯での分散スロープは0.120 ps／nm
    2 ／km以下に設定され、波長1.55μｍでのモードフィー
    ルド径は10μｍ以上に設定されている分散調整伝送光フ
    ァイバ。
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