(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側コア及び外側コアが階段型の屈折率分布を有し、内側コアの比屈折率差は外側コアの比屈折率差より大きく、高次モードの群遅延から基本モードの群遅延を減算した群遅延差が正である正群遅延差多モード光ファイバと、
内側コア及び外側コアが階段型の屈折率分布を有し、内側コアの比屈折率差は外側コアの比屈折率差より大きく、高次モードの群遅延から基本モードの群遅延を減算した群遅延差が負である負群遅延差多モード光ファイバと、
が混在し、
前記正群遅延差多モード光ファイバ及び前記負群遅延差多モード光ファイバのそれぞれは、使用波長の範囲で基本モード及び第一高次モードの２つの伝搬モードを有し、かつ曲げ半径３０ｍｍにおける曲げ損失が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ以下であり、
前記正群遅延差多モード光ファイバにおける正の群遅延差及び前記負群遅延差多モード光ファイバにおける負の群遅延差が打ち消し合い、全体における群遅延差が補償される
ことを特徴とする光ファイバシステム。
【請求項２】
前記正群遅延差多モード光ファイバ及び前記負群遅延差多モード光ファイバのそれぞれは、前記内側コアと前記外側コアの間に、比屈折率差が前記外側コアよりも大きく前記内側コアよりも小さい中間コアをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバシステム。
【請求項３】
光信号を送信するＮ個（Ｎは２以上の整数）の光送信機と、
前記Ｎ個の光送信機からの光信号を結合する伝搬モード比率が異なるように合波する合波器と、
前記合波器からの光信号を伝搬し、複数の伝搬モードを有する請求項１又は２に記載の光ファイバシステムと、
前記光ファイバシステムからの光信号をそれぞれ異なる分岐比で分波する分波器と、
前記分波器からの光信号を受信するＭ個（ＭはＮ以上の整数）の光受信機と、
前記Ｍ個の光受信機からの光信号をＮ個に分離するＦＩＲ等化器と、
を備える光ファイバ伝送システム。
【請求項４】
Ｎ種（Ｎは２以上の整数）の光信号を送信し、
送信された光信号を伝搬モードが異なるように合波し、
内側コア及び外側コアが階段型の屈折率分布を有し、内側コアの比屈折率差は外側コアの比屈折率差より大きく、高次モードの群遅延から基本モードの群遅延を減算した群遅延差が正である正群遅延差多モード光ファイバ、及び内側コア及び外側コアが階段型の屈折率分布を有し、内側コアの比屈折率差は外側コアの比屈折率差より大きく、高次モードの群遅延から基本モードの群遅延を減算した群遅延差が負である負群遅延差多モード光ファイバが混在し、
前記正群遅延差多モード光ファイバ及び前記負群遅延差多モード光ファイバのそれぞれは、使用波長の範囲で基本モード及び第一高次モードの２つの伝搬モードを有し、かつ曲げ半径３０ｍｍにおける曲げ損失が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ以下であり、前記正群遅延差多モード光ファイバにおける正の群遅延差及び前記負群遅延差多モード光ファイバにおける負の群遅延差が打ち消し合い、全体における群遅延差が補償される光ファイバシステムを利用して、結合する伝搬モード比率が異なるように合波された光信号を伝搬した後、
伝搬された光信号をそれぞれ異なる分岐比でＭ種（ＭはＮ以上の整数）の光信号に分波し、
分波された光信号を受信し、
受信された光信号をＮ種の光信号に分離する光ファイバ伝送方法。
【請求項５】
前記正群遅延差多モード光ファイバ及び前記負群遅延差多モード光ファイバのそれぞれは、前記内側コアと前記外側コアの間に、比屈折率差が前記外側コアよりも大きく前記内側コアよりも小さい中間コアをさらに備える
ことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送容量を拡大する光ファイバシステム、光ファイバ伝送システム及び光ファイバ伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信システムでは、光ファイバ中で発生する非線形効果やファイバヒューズが問題となり、伝送の大容量化が制限されている。これらの制限を緩和するためには、光ファイバに導波する光の密度を低減する必要があり、非特許文献１、２に示すように大コア光ファイバが検討されている。
【０００３】
しかし、曲げ損失低減及び単一モード動作領域の拡大は実効断面積の拡大と互いにトレードオフの関係にあり、所定の条件下における実効断面積の拡大量には限界があるという課題があった。そこで、無線での大容量化技術であるＭｕｌｔｉ−ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉ−ｏｕｔｐｕｔ（ＭＩＭＯ）技術を光ファイバ伝送に適用する試みが行われている（例えば、非特許文献３、４）。光ＭＩＭＯ技術は伝送媒体として多モード光ファイバを用い、伝送容量を拡大できるとともに、先に述べた大コア光ファイバで制限要因であった単一モード動作条件が不要になるため、さらなる大コア化が可能であることも特徴である。
【０００４】
光ＭＩＭＯを用いた光ファイバ伝送では、モード間の群遅延差が大きくなると、信号の復元に必要なデジタル処理が複雑になり、伝送距離が十数ｋｍに制限されている。そこで、モード間の群遅延差を補償する光ファイバ伝送路が提案されている（例えば、非特許文献５）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｔ．  Ｍａｔｓｕｉ，  ｅｔ  ａｌ．，  “Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｗｉｔｈ  Ｕｎｉｆｏｒｍ  Ａｉｒ−Ｈｏｌｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｔｏ  Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  ａｎｄ  Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｏｖｅｒ  Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｂａｎｄｓ，”  Ｊ．  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  ２７，  ５４１０−５４１６，  ２００９．
【非特許文献２】Ｋ．Ｍｕｋａｓａ，  Ｋ．Ｉｍａｍｕｒａ，  Ｒ．Ｓｕｇｉｚａｋｉ  ａｎｄ  Ｔ．Ｙａｇｉ，  “Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ  ｏｆ  ｍｅｒｉｔｓ  ｏｎ  ｗｉｄｅ−ｂａｎｄ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｕｓｉｎｇ  ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ  ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｓｏｌｉｄ  ＳＭＦｓ  ｗｉｔｈ  Ａｅｆｆ  ｏｆ  １６０  μｍ２  ａｎｄ  ｌｏｓｓ  ｏｆ  ０．１７５ｄＢ／ｋｍ  ａｎｄ  ｕｓｉｎｇ  ｌａｒｇｅ−Ａｅｆｆ  ｈｏｌｅｙ  ｆｉｂｅｒｓ  ｅｎａｂｌｉｎｇ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｖｅｒ  ６００  ｎｍ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，  ｔｈｅ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＯＦＣ２００８，ＯｔｈＲ１，Ｆｅｂ．２００８．
【非特許文献３】Ａｋｈｉｌ  Ｒ．  Ｓｈａｈ，  Ｒｉｃｋ  Ｃ．  Ｊ．  Ｈｓｕ，  Ａｌｉｒｅｚａ  Ｔａｒｉｇｈａｔ，  Ａｌｉ  Ｈ．  Ｓａｙｅｄ，  ａｎｄ  Ｂａｈｒａｍ  Ｊａｌａｌｉ，  “Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｏｐｔｉｃａｌ  ＭＩＭＯ  （ＣＯＭＩＭＯ），”  Ｊ．  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  ２３，  ２４１０−  （２００５）．
【非特許文献４】Ｂ．  Ｃ．  Ｔｈｏｍｓｅｎ，  “ＭＩＭＯ  Ｅｎａｂｌｅｄ  ４０  Ｇｂ／ｓ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｉｎ  Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ，”  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  ＯＳＡ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ  （ＣＤ）  （Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ，  ２０１０），  ｐａｐｅｒ  ＯＴｈＭ６．
【非特許文献５】丸山他、２モード一括伝送用光ファイバ設計に関する一検討、電子情報通信学会  ソサイエティ大会Ｂ−１０−２２、２０１１．
【非特許文献６】Ｍ．  Ｔａｙｌｏｒ，  “  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，”  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ／Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ  （ＣＤ）  （Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ，  ２００６），  ｐａｐｅｒ  ＣＴｈＢ１．
【非特許文献７】左貝潤一  著，導波光学，共立出版ＩＳＢＮ４−３２０−０８６１６−３．
【非特許文献８】Ｃ．Ａ．Ｂｅｌｆｉｏｒｅ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｅｑｕａｌｉｚａｉｏｎ”，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ，  ｖｏｌ．６７，  ｐｐ．１１４３−  １１５６，  １９７９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献５ではグレーデッドインデックス型の屈折率分布を有する光ファイバを用いており、軸方向に屈折率を連続的に制御する必要があるため作製が困難であるという課題があった。また、光ファイバの特性を求めるための数値計算においても、連続的に屈折率が変化しているため、多層分割法や有限要素法を用いた解析においても計算量が増加するという課題があった。
【０００７】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、光ＭＩＭＯ伝送において、モード間の群遅延差を補償し、多モード光ファイバの作製及び解析を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
内側コア及び外側コアが階段型の屈折率分布を有するようにした。そして、高次モードの群遅延から基本モードの群遅延を減算した群遅延差が正である正群遅延差多モード光ファイバと、高次モードの群遅延から基本モードの群遅延を減算した群遅延差が負である負群遅延差多モード光ファイバが、光ファイバシステムにおいて混在するようにした。
【０００９】
具体的には、本発明は、内側コア及び外側コアが階段型の屈折率分布を有し、内側コアの比屈折率差は外側コアの比屈折率差より大きく、高次モードの群遅延から基本モードの群遅延を減算した群遅延差が正である正群遅延差多モード光ファイバと、内側コア及び外側コアが階段型の屈折率分布を有し、内側コアの比屈折率差は外側コアの比屈折率差より大きく、高次モードの群遅延から基本モードの群遅延を減算した群遅延差が負である負群遅延差多モード光ファイバと、が混在し、前記正群遅延差多モード光ファイバ及び前記負群遅延差多モード光ファイバのそれぞれは、使用波長の範囲で基本モード及び第一高次モードの２つの伝搬モードを有し、かつ曲げ半径３０ｍｍにおける曲げ損失が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ以下であり、前記正群遅延差多モード光ファイバにおける正の群遅延差及び前記負群遅延差多モード光ファイバにおける負の群遅延差が打ち消し合い、全体における群遅延差が補償されることを特徴とする光ファイバシステムである。
【００１０】
また、本発明は、光信号を送信するＮ個（Ｎは２以上の整数）の光送信機と、前記Ｎ個の光送信機からの光信号を結合する伝搬モード比率が異なるように合波する合波器と、前記合波器からの光信号を伝搬し、複数の伝搬モードを有する上述の光ファイバシステムと、前記光ファイバシステムからの光信号をそれぞれ異なる分岐比で分波する分波器と、前記分波器からの光信号を受信するＭ個（ＭはＮ以上の整数）の光受信機と、前記Ｍ個の光受信機からの光信号をＮ個に分離するＦＩＲ等化器と、を備える光ファイバ伝送システムである。
【００１１】
また、本発明は、Ｎ種（Ｎは２以上の整数）の光信号を送信し、送信された光信号を伝搬モードが異なるように合波し、内側コア及び外側コアが階段型の屈折率分布を有し、内側コアの比屈折率差は外側コアの比屈折率差より大きく、高次モードの群遅延から基本モードの群遅延を減算した群遅延差が正である正群遅延差多モード光ファイバ、及び内側コア及び外側コアが階段型の屈折率分布を有し、内側コアの比屈折率差は外側コアの比屈折率差より大きく、高次モードの群遅延から基本モードの群遅延を減算した群遅延差が負である負群遅延差多モード光ファイバが混在し、前記正群遅延差多モード光ファイバ及び前記負群遅延差多モード光ファイバのそれぞれは、使用波長の範囲で基本モード及び第一高次モードの２つの伝搬モードを有し、かつ曲げ半径３０ｍｍにおける曲げ損失が０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ以下であり、前記正群遅延差多モード光ファイバにおける正の群遅延差及び前記負群遅延差多モード光ファイバにおける負の群遅延差が打ち消し合い、全体における群遅延差が補償される光ファイバシステムを利用して、結合する伝搬モード比率が異なるように合波された光信号を伝搬した後、伝搬された光信号をそれぞれ異なる分岐比でＭ種（ＭはＮ以上の整数）の光信号に分波し、分波された光信号を受信し、受信された光信号をＮ種の光信号に分離する光ファイバ伝送方法である。
【００１２】
この構成によれば、光ＭＩＭＯ伝送において、モード間の群遅延差を低減し、多モード光ファイバの作製及び解析を容易にすることができる。
【００１３】
また、本発明は、前記正群遅延差多モード光ファイバ及び前記負群遅延差多モード光ファイバのそれぞれは、前記内側コアと前記外側コアの間に、比屈折率差が前記外側コアよりも大きく前記内側コアよりも小さい中間コアをさらに備えることを特徴とする光ファイバシステムである。
【００１４】
また、本発明は、前記正群遅延差多モード光ファイバ及び前記負群遅延差多モード光ファイバのそれぞれは、前記内側コアと前記外側コアの間に、比屈折率差が前記外側コアよりも大きく前記内側コアよりも小さい中間コアをさらに備えることを特徴とする光ファイバ伝送方法である。
【００１５】
この構成によれば、光ＭＩＭＯ伝送において、モード間の群遅延差を補償し、多モード光ファイバの作製及び解析を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、光ＭＩＭＯ伝送において、モード間の群遅延差を補償し、多モード光ファイバの作製及び解析を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る光ファイバ伝送システムの一例を示す。
【図２】本実施形態に係る多モード光ファイバの構成例を示す。
【図３】本実施形態に係る多モード光ファイバの屈折率分布を示す。
【図４】本実施形態に係る多モード光ファイバのΔｄに対する群遅延差の特性を示す。
【図５】作製した多モード光ファイバの構造パラメータ及び光学特性を示す。
【図６】ｐＤＭＤＦ及びｎＤＭＤＦのインパルス応答、及びこれらを接続した時のインパルス応答を示す。
【図７】作製した多モード光ファイバの群遅延差の波長依存性を示す。
【図８】本実施形態に係る光ファイバ伝送システムを用いたＭＩＭＯ伝送実験系を示す。
【図９】ＭＩＭＯ伝送実験系における復元信号のコンスタレーションを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１９】
図１は、提案する光ファイバ伝送システムの概略図である。Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の送信機１−１、１−２、・・・、１−Ｎから発せられるＮ種の信号は合波器２において結合する伝搬モード比率が異なるように合波される。合波された信号光は多モード光ファイバ３中に入射され、出射側に設置された分波器４においてそれぞれ異なる分岐比でＭポート（ＭはＮ以上の整数）に分波される。分波されたＭ種の信号はＭ個の受信機５−１、５−２、・・・、５−Ｍで受信され、後段に設置されたＦＩＲ等化器６において多モード光ファイバ３で受けた信号劣化を補償する構成となる。本構成はＮ入力Ｍ出力のＭＩＭＯ伝送であり、Ｎ種の信号の並列伝送が可能である。
【００２０】
なお、ＦＩＲ等化器６では、モード分散、波長分散、偏波分散の補償も可能である。また、受信信号の電界振幅・位相情報を取得するためには、局発光源、９０°ハイブリッド、バランスレシーバ、アナログデジタルコンバータ、計算器で構成される受信機５−１、５−２、・・・、５−Ｍを用いればよい（例えば、非特許文献６）。
【００２１】
ＦＩＲ等化器６は、多モード光ファイバ３中で発生する線形歪を補償することができ、タップの遅延量・係数を適切に設定することで、多モード光ファイバ３中で発生する他送信機１からの混信、モード分散、波長分散、偏波分散による信号劣化を補償することができる。ただし、モード分散による信号劣化を補償する場合、基本モード及び高次モードの群遅延差が大きくなると、補償に必要な計算量が膨大になるため、基本モード及び高次モードの群遅延差を小さくする必要がある。
【００２２】
そこで、図２に示す多モード光ファイバ３を用いる。群遅延差（ＤＭＤ：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｍｏｄｅ  ｄｅｌａｙ）は、高次モードの群遅延から基本モードの群遅延を減算したものである。多モード光ファイバ３は、群遅延差が正であるｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｍｏｄｅ  ｄｅｌａｙ  ｆｉｂｅｒ（ｐＤＭＤＦ）  ３−１、３−３と、群遅延差が負であるｎｅｇａｔｉｖｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｍｏｄｅ  ｄｅｌａｙ  ｆｉｂｅｒ（ｎＤＭＤＦ）  ３−２、３−４と、から構成される。ｐＤＭＤＦ３−１、３−３では、光信号の伝搬に従い群遅延差は大きくなり、ｎＤＭＤＦ３−２、３−４では、光信号の伝搬に従い群遅延差は小さくなる。多モード光ファイバ３全体で、受信機５−１、５−２、・・・、５−Ｍでの群遅延差を補償することができる。
【００２３】
本伝送路に用いる多モード光ファイバ３は、図３に示す階段型の屈折率分布を有する。ここで、内側コア３３及び外側コア３２について、半径をそれぞれａ１、ａ２（ａ１＜ａ２）とし、クラッド３１に対する比屈折率差をそれぞれΔ１、Δ２（Δ１＞Δ２）とする。屈折率分布を階段型分布とすることで、グレーデッド型分布とする場合と比較し、多モード光ファイバ３のより簡易な製造が可能である利点、及び多層分割法を用いる際により少ない計算時間で多モード光ファイバ３の特性を解析することができる利点を有する。ここで、多層分割法とは、非特許文献７に示されているように、多モード光ファイバ３を多層に分割し、各層内では屈折率分布が一定であるという前提で計算する手法である。
【００２４】
グレーデッドインデックス型光ファイバを解析する場合は、各層内では屈折率分布が一定であるとみなしても計算に大きな誤差が生じないように、ある程度多くの領域（層）に分割する必要がある。しかしながら、分割数が多くなれば解析に必要な計算量が増加してしまう。これに対し、階段型光ファイバを解析する場合は、図３に示す屈折率分布においては、３層に分割すればよいので、非常に少ない分割数で光ファイバを解析することができる。
【００２５】
また、グレーデッドインデックス型光ファイバの場合は屈折率分布を軸方向に連続的に変化させなければならないが、階段型光ファイバの場合は各領域（層）で屈折率を一定にすればよいことから、安定して光ファイバを作製することができる利点も有する。
【００２６】
本形態では、コアの段数を２段としているが、変形例として、コアの段数を３段以上としてもよい。しかし、多モード光ファイバ３の作製及び解析を容易にするためには、コアの段数を少なくすることが望ましく２段にすることが望ましい。
【００２７】
図４は、Δ１−Δ２であるΔｄに対する、基本モード及び第一高次モードの群遅延差の変化を計算したものである。計算結果を実線で示している。なお、ａ１＝４μｍ、ａ２／ａ１＝２．２５、Δ１＝０．４％、λ＝１５５０ｎｍとしている。Δｄを大きくすると、群遅延差が正から負になることがわかる。つまり、Δｄを適宜調整することで、ｐＤＭＤＦ３−１、３−３及びｎＤＭＤＦ３−２、３−４を設計することができることがわかる。
【００２８】
また、その時の基本モード及び第一高次モードの実効屈折率差であるΔｎｅｆｆを図中に破線で示す。Δｎｅｆｆは、モード間クロストークの量に関係しており、Δｎｅｆｆの値が大きいとモード間クロストークが低減できる。図４からわかるとおり、ＤＭＤの変化に伴い、Δｎｅｆｆの急激な変化は見られず、ＤＭＤの制御がモード間クロストークの量に与える影響は少ない。
【００２９】
図５は、製造したｐＤＭＤＦ３−１、３−３及びｎＤＭＤＦ３−２、３−４の構造パラメータ及び光学特性を示している。全ての光ファイバにおいて、第二高次モードであるＬＰ２１モードの遮断波長は１２７０ｎｍ以下であり、また第一高次モードであるＬＰ１１モードの遮断波長は１６００ｎｍ以上であることから、全ての光ファイバが少なくとも波長１２７０〜１６００ｎｍの範囲で、基本モード及び第一高次モードの２つの伝搬モードを有しており、Δｄを変化させることで群遅延差を正又は負に制御している。測定した曲げ損失αＢＬは、Ｇ．６５６の規定である曲げ半径３０ｍｍにおいて０．５ｄＢ／１００ｔｕｒｎ以下を満たしている。
【００３０】
図６は、ｐＤＭＤＦ３−１及びｎＤＭＤＦ３−２のインパルス応答であり、それぞれ、波形（ａ）及び波形（ｂ）で示す。入射したパルスは１００ｐｓ幅である。測定した波形には、基本モードとして伝搬したパルス及び高次モードとして伝搬したパルスの２つが観測された。ｐＤＭＤＦ３−１及びｎＤＭＤＦ３−２を融着し、インパルス応答を測定すると、波形（ｃ）に観測されるように、正しく群遅延差が補償されパルスが１つになっていることがわかる。つまり、本発明の光ファイバ伝送システムが階段型屈折率分布を有する多モード光ファイバ３を用いて実現可能であることがわかった。
【００３１】
図７は、群遅延差の波長依存性を示したものである。ｐＤＭＤＦ３−１、ｎＤＭＤＦ３−２、ｐＤＭＤＦ３−３、ｎＤＭＤＦ３−４の４種のファイバ（長さ：５．１ｋｍ）について測定した結果、及び４種の光ファイバを全て接続した光ファイバ（延べ長さ：２０．４ｋｍ）について得られた結果（波形Ａｌｌ）を示している。波長１５３０〜１６２５ｎｍにおいて、５．１ｋｍの長さの４種の光ファイバを接続した延べ２０．４ｋｍの光ファイバを伝搬した後であっても、最大でも１１１ｐｓの群遅延差に抑えることができる。
【００３２】
上記の２０．４ｋｍの光ファイバを用いて、ＭＩＭＯ伝送実験を行った。実験系を図８に示す。レーザー１１から発せられた光は２つに分岐され、それぞれ別のＢＰＳＫ変調器１２−１、１２−２において、別の信号系列ＮＲＺ  ＰＲＢＳ  Ｓｉｇｎａｌ１、２によって、１０Ｇｂ／ｓ  ＢＰＳＫ信号に変調される。その後、偏波コントローラ１３を経て合波器２において合波され、２０．４ｋｍの多モード光ファイバ３に入射される。なお、多モード光ファイバ３はｐＤＭＤＦ３−１、ｎＤＭＤＦ３−２、ｐＤＭＤＦ３−３、ｎＤＭＤＦ３−４の順で接続されている。伝搬後の信号は、分波器４及び偏波コントローラ５２を経て、局発光源５１及び受信機５３−１、５３−２によるデジタルコヒーレント受信により電界の振幅と位相情報を取得される。オシロスコープ６１でデータを蓄積したのちにＰＣ等のプロセッサ６２にデータを転送する。その後、プロセッサ６２でデジタル処理が行われる。信号の復元（二つの信号への分離）には、非特許文献８のＦｉｇ．１に記載のＤｅｃｉｓｉｏｎ  ｆｅｅｄ−ｂａｃｋ  ｅｑｕａｌｉｚｅｒ（ＤＦＥ）を用いた。
【００３３】
復元された信号のコンスタレーションマップを図９に示している。波長１５３０ｎｍ、１５７０ｎｍ、１６００ｎｍの信号について、２つの系列の信号がそれぞれ全て正しく復元されている。用いたＤＦＥのタップ数は、５個である。つまり、数十ｋｍの伝送に対して数タップのＤＦＥで復元できることから、多モード光ファイバ３を用いることで受信後のデジタル処理の負荷が軽減できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係る光ファイバシステム、光ファイバ伝送システム及び光ファイバ伝送方法は、光ファイバ中の非線形現象の抑圧、及びモードの利用による大容量・長距離通信を実現するうえで、光ファイバの作製及び解析を容易にすることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１：送信機
２：合波器
３：多モード光ファイバ
４：分波器
５：受信機
６：ＦＩＲ等化器
１１：レーザー
１２：ＢＰＳＫ変調器
１３：偏波コントローラ
３１：クラッド
３２：外側コア
３３：内側コア
５１：局発光源
５２：偏波コントローラ
５３：受信機
６１：オシロスコープ
６２：プロセッサ
【図１】
0005702709.tif 000002
【図２】
0005702709.tif 000003
【図３】
0005702709.tif 000004
【図４】
0005702709.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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