(57)【要約】【課題】フォトニックバンドギャップ光ファイバの低光学非線形性と低伝送損失特性とを活用しながら、光伝送路の波長分散特性を容易に補償できる光通信システムを提供すること。【解決手段】光ファイバを用いた光伝送路が、中心に位置し空孔が構成するコアと、コアの外側に位置する外側クラッドと、コアと外側クラッドの間に位置し外側クラッドとは屈折率が異なる媒質を周期的に配列してブラッグ回折格子を形成した内側クラッドとを有し、ブラック回折格子が形成するフォトニックバンドギャップ内の所定の使用波長の光を伝搬するフォトニックバンドギャップ光ファイバと、フォトニックバンドギャップ光ファイバに隣接して接続し使用波長においてフォトニックバンドギャップ光ファイバの波長分散値よりも小さく０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上の波長分散値を有するとともにフォトニックバンドギャップ光ファイバよりも大きいＤ／Ｓ値の光ファイバとを備える。【選択図】        図１
2008209654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路として光ファイバを用いた光通信システムであって、
前記光伝送路は、
中心に位置し、空孔が構成するコアと、前記コアの外側に位置する外側クラッドと、前記コアと前記外側クラッドの間に位置し、該外側クラッドとは屈折率が異なる媒質を周期的に配列してブラッグ回折格子を形成した内側クラッドと、を有し、前記ブラック回折格子が形成するフォトニックバンドギャップ内の所定の使用波長の光を伝搬するフォトニックバンドギャップ光ファイバと、
前記フォトニックバンドギャップ光ファイバに隣接して接続し、前記使用波長において前記フォトニックバンドギャップ光ファイバの波長分散値よりも小さく０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上の波長分散値を有するとともに波長分散値を分散スロープ値で除算したＤ／Ｓ値が該フォトニックバンドギャップ光ファイバのＤ／Ｓ値よりも大きい光ファイバと、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
前記光ファイバは、前記使用波長において、２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散値と１００ｎｍ以上のＤ／Ｓ値とを有することを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
前記光伝送路は、前記フォトニックバンドギャップ光ファイバまたは前記光ファイバに隣接して接続し、前記使用波長において前記フォトニックバンドギャップ光ファイバと前記光ファイバとの波長分散の総和および平均分散スロープを補償する負の波長分散値および分散スロープ値を有する分散補償器を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光通信システム。
【請求項４】
前記分散補償器は、前記フォトニックバンドギャップ光ファイバと前記光ファイバとの平均Ｄ／Ｓ値の７０〜１３０％のＤ／Ｓ値を有することを特徴とする請求項３に記載の光通信システム。
【請求項５】
前記使用波長は、８００〜１７００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光通信システム。
【請求項６】
前記使用波長は、１５３０〜１６２５ｎｍであることを特徴とする請求項５に記載の光通信システム。
【請求項７】
前記光ファイバは、
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外側コア層と、
前記外側コア層の外周に形成され前記中心コア部よりも屈折率が低くかつ前記外側コア層よりも屈折率が高いクラッド層と、
を有し、波長１５００ｎｍにおいて、波長分散値が２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、Ｄ／Ｓ値が３００ｎｍ以上であり、有効コア断面積が８０μｍ2以上であり、伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の光通信システム。
【請求項８】
前記光ファイバは、
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外側コア層と、
前記外側コア層の外周に形成され前記中心コア部よりも屈折率が低くかつ前記外側コア層よりも屈折率が高いクラッド層と、
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Δ１が０．１５〜０．４％であり、前記外側コア層の前記クラッド層に対する比屈折率差Δ２が−０．３５〜−０．０５％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ｂ／ａが１．５〜６であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の光通信システム。
【請求項９】
前記分散補償器は、前記使用波長において、−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散値を有することを特徴とする請求項３〜８のいずれか１つに記載の光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送路として光ファイバを用いた光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイパワー光の伝送に代表される非通信用として、フォトニックバンドギャップ光ファイバ（Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ＢａｎｄＧａｐ  Ｆｉｂｅｒ，ＰＢＧＦ）の使用が盛んに検討されている。フォトニックバンドギャップ光ファイバとは、クラッド部にこのクラッド部とは屈折率が異なる空気などの媒質を周期的に配列してブラッグ回折格子を形成し、前記クラッド部内に設けた空孔をコアとして前記ブラック回折格子が形成するフォトニックバンドギャップ内の所定の使用波長の光を伝搬するものである。このフォトニックバンドギャップ光ファイバに関しては、非特許文献１に示されるように、商用ベースでの紹介がなされている。
【０００３】
一方、フォトニックバンドギャップ現象を用いない穴あき系光ファイバ（Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ，ＭＯＦ）であるホーリーファイバ、あるいはフォトニッククリスタル光ファイバ（Ｐｏｔｏｎｉｃ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆｉｂｅｒ，ＰＣＦ）に関しては、その広帯域伝送ポテンシャルなどから、通信用としての使用可能性が盛んに議論されている。たとえば非特許文献２では、ＰＣＦと分散補償光ファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ，ＤＣＦ）とを組み合わせて、長さ１００ｋｍにおよぶ光伝送路を用いた伝送速度が１０Ｇｂ／ｓの分散マネージメントソリトンの伝送特性を報告している。
【０００４】
【非特許文献１】CRYSTAL  FIBRE  A/S、“AIRGUIDING  HOLLOW-CORE  PHOTONIC  BANDGAP  FIBERS  SELECTED  DATASHEETS  HC-1550-02,HC19-1550-01”、[online]、[平成１９年２月８日検索]、インターネット（URL  :  http://www.crystal-fibre.com/products/airguide.shtm）
【非特許文献２】K.  Kurokawa,  et  al.,  “Penalty-Free  Dispersion-Managed  Soliton  Transmission  over  100km  Low  Loss  PCF”,  Proc.  OFC   PDP21  (2005).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記のフォトニックバンドギャップ光ファイバに関しても、低光学非線形性や低伝送損失ポテンシャルを有することから、通信用として大きな魅力がある。
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に示されるように、フォトニックバンドギャップ光ファイバは、通信に使用する光信号の波長である使用波長において、大きな波長分散値と分散スロープ値とを有し、波長分散値を分散スロープ値で除算したＤ／Ｓ値が極めて小さい。その結果、フォトニックバンドギャップ光ファイバを用いて光伝送路を構成した場合、従来の分散補償光ファイバなどの分散補償器を用いても波長分散と分散スロープとを補償できず、長距離かつ広帯域の光信号伝送ができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フォトニックバンドギャップ光ファイバの低光学非線形性と低伝送損失特性とを活用しながら、光伝送路の波長分散特性を容易に補償できる光通信システム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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光通信システムは、光伝送路として光ファイバを用いた光通信システムであって、前記光伝送路は、中心に位置し、空孔が構成するコアと、前記コアの外側に位置する外側クラッドと、前記コアと前記外側クラッドの間に位置し、該外側クラッドとは屈折率が異なる媒質を周期的に配列してブラッグ回折格子を形成した内側クラッドと、を有し、前記ブラック回折格子が形成するフォトニックバンドギャップ内の所定の使用波長の光を伝搬するフォトニックバンドギャップ光ファイバと、前記フォトニックバンドギャップ光ファイバに隣接して接続し、前記使用波長において前記フォトニックバンドギャップ光ファイバの波長分散値よりも小さく０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上の波長分散値を有するとともに波長分散値を分散スロープ値で除算したＤ／Ｓ値が該フォトニックバンドギャップ光ファイバのＤ／Ｓ値よりも大きい光ファイバと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光通信システムは、上記の発明において、前記光ファイバは、前記使用波長において、２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散値と１００ｎｍ以上のＤ／Ｓ値とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光通信システムは、上記の発明において、前記光伝送路は、前記フォトニックバンドギャップ光ファイバまたは前記光ファイバに隣接して接続し、前記使用波長において前記フォトニックバンドギャップ光ファイバと前記光ファイバとの波長分散の総和および平均分散スロープを補償する負の波長分散値および分散スロープ値を有する分散補償器を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光通信システムは、上記の発明において、前記分散補償器は、前記フォトニックバンドギャップ光ファイバと前記光ファイバとの平均Ｄ／Ｓ値の７０〜１３０％のＤ／Ｓ値を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光通信システムは、上記の発明において、前記使用波長は、８００〜１７００ｎｍであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光通信システムは、上記の発明において、前記使用波長は、１５３０〜１６２５ｎｍであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光通信システムは、上記の発明において、前記光ファイバは、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外側コア層と、前記外側コア層の外周に形成され前記中心コア部よりも屈折率が低くかつ前記外側コア層よりも屈折率が高いクラッド層と、を有し、波長１５００ｎｍにおいて、波長分散値が２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、Ｄ／Ｓ値が３００ｎｍ以上であり、有効コア断面積が８０μｍ2以上であり、伝送損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光通信システムは、上記の発明において、前記光ファイバは、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外側コア層と、前記外側コア層の外周に形成され前記中心コア部よりも屈折率が低くかつ前記外側コア層よりも屈折率が高いクラッド層と、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Δ１が０．１５〜０．４％であり、前記外側コア層の前記クラッド層に対する比屈折率差Δ２が−０．３５〜−０．０５％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ｂ／ａが１．５〜６であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光通信システムは、上記の発明において、前記分散補償器は、前記使用波長において、−８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の波長分散値を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る光通信システムは、光伝送路が、フォトニックバンドギャップ光ファイバと、フォトニックバンドギャップ光ファイバの波長分散値よりも小さく０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上の波長分散値を有するとともに波長分散値を分散スロープ値で除算したＤ／Ｓ値が該フォトニックバンドギャップ光ファイバのＤ／Ｓ値よりも大きい光ファイバとを備えることにより、フォトニックバンドギャップ光ファイバが極めて小さいＤ／Ｓ値を有していても、光伝送路の波長分散の総和および平均分散スロープが大幅に小さくなるので、フォトニックバンドギャップ光ファイバの低光学非線形性と低伝送損失特性とを活用しながら、光伝送路の波長分散特性を容易に補償できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して本発明に係る光通信システム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、以下ではフォトニックバンドギャップ光ファイバをＰＢＧＦ、分散補償光ファイバをＤＣＦと記載する。また、本明細書においては、カットオフ波長（λc）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。
【００１９】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る光通信システムのブロック図である。図１に示すように、本実施の形態に係る光通信システム１０は、光信号を送信する光送信器５と、光送信器５が送信した光信号を再生中継する光中継器７−１〜７−ｎ−１と、光信号を受信する光受信器６と、光送信器５と光中継器７−１〜７−ｎ−１と光受信器６とを接続して光信号を伝送する光伝送路４−１〜４−ｎとを備える。なお、ｎは、２以上の整数である。
【００２０】
光伝送路４−１〜４−ｎは、ＰＢＧＦ１−１〜１−ｎと、ＰＢＧＦ１−１〜１−ｎに接続点Ｃ−１〜Ｃ−ｎにおいて接続する光ファイバ２−１〜２−ｎと、光ファイバ２−１〜２−ｎに隣接して接続する分散補償器３−１〜３−ｎとを備える。なお、光伝送路４−１〜４−ｎのＰＢＧＦ１−１〜１−ｎ、光ファイバ２−１〜２−ｎ、分散補償器３−１〜３−ｎ以外の部分は標準のシングルモード光ファイバなどからなる。
【００２１】
図２は、本実施の形態に係るＰＢＧＦ１を模式的に示した断面図である。なお、ＰＢＧＦ１−１〜１−ｎは、いずれもＰＢＧＦ１と同様のものである。このＰＢＧＦ１は、非特許文献１に開示されたものと同様のものであり、外側クラッド部１１と、この外側クラッド部１１とは屈折率が異なる媒質である微細な空孔を周期的に配列してブラッグ回折格子を形成した内側クラッド部１２とを有し、ＰＢＧＦ１の中心部付近に空孔が構成するコア１３を設け、ブラック回折格子が形成するフォトニックバンドギャップ内の使用波長の光を伝搬する。この使用波長は、たとえばブラック回折格子が形成するフォトニックバンドギャップの中心波長である１５５０ｎｍである。また、ＰＢＧＦ１は使用波長１５５０ｎｍにおいて５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上の大きな波長分散値を有するとともに、０．５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以上の大きな分散スロープ値を有する。
【００２２】
一方、光ファイバ２−１〜２−ｎは、使用波長１５５０ｎｍにおいて、ＰＢＧＦ１−１〜１−ｎの波長分散値よりも小さく０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上の波長分散値を有するとともに、波長分散値を分散スロープ値で除算したＤ／Ｓ値がＰＢＧＦ１−１〜１−ｎのＤ／Ｓ値よりも大きいものである。したがって、光伝送路４−１〜４−ｎは、光伝送路４−１〜４−ｎと同一の長さの光伝送路をＰＢＧＦのみで構成した場合よりも波長分散の総和が大幅に小さくなり、Ｄ／Ｓ値が大幅に大きくなる。
【００２３】
以下、光ファイバ２−１〜２−ｎについてさらに詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る光ファイバ２を模式的に示した断面図である。なお、光ファイバ２−１〜２−ｎは、いずれも光ファイバ２と同様のものである。この光ファイバ２は、中心コア部２１と、中心コア部２１の外周に形成され中心コア部２１よりも屈折率が低い外側コア層２２と、外側コア層２２の外周に形成され中心コア部２１よりも屈折率が低くかつ外側コア層２２よりも屈折率が高いクラッド層２３とを有する。
【００２４】
そして、屈折率プロファイルに関しては、中心コア部２１のクラッド層２３に対する比屈折率差Δ１が０．１５〜０．４％であり、外側コア層２２のクラッド層２３に対する比屈折率差Δ２が−０．３５〜−０．０５％であり、中心コア部２１の直径２ａに対する外側コア層２２の外径２ｂの比ｂ／ａが１．５〜６である。その結果、光ファイバ２は、波長分散値が０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下となり、Ｄ／Ｓ値が１００ｎｍ以上、特には３００ｎｍ以上となり、有効コア断面積が８０μｍ2以上となるので、光伝送路４−１〜４−ｎの波長分散の総和を低減し、Ｄ／Ｓ値を大きくするとともに、光学非線形性が小さいものとなる。また、伝送損失も容易に０．２５ｄＢ／ｋｍとできる。
【００２５】
また、光ファイバ２は、Δ１が上記の範囲にあるので、有効コア断面積が上記の値になるとともに曲げ損失が十分小さくなり、Δ２が上記の範囲にあるので、波長分散値および分散スロープ値が上記の値になるとともに曲げ損失が十分小さくなり、ｂ／ａが上記の範囲にあるので、ＧｅやＦなどの屈折率調整用のドーパントの添加量に伴う製造コストの上昇を抑制できるとともに曲げ損失が十分小さくなる。
【００２６】
一方、図４は、本実施の形態に係る分散補償器３の構成を模式的に示したブロック図である。なお、分散補償器３−１〜３−ｎは、いずれも分散補償器３と同様のものである。この分散補償器３は、ファイバ型分散補償器であって、ＤＣＦ３１は接続点３２、３３を介して光伝送路４と接続している。
【００２７】
本実施の形態に係る分散補償器３は、ＰＢＧＦ１と光ファイバ２との波長分散の総和および平均分散スロープを補償する負の波長分散値および分散スロープ値を有する。ここで、上述のように、光伝送路をＰＢＧＦ１のみで構成した場合と比較して、ＰＢＧＦ１と光ファイバ２との波長分散の総和は、大幅に小さく、Ｄ／Ｓ値は大幅に大きくなっている。したがって、分散補償器３として、たとえば従来の標準のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）からなる光伝送路の分散補償に用いられる、使用波長における波長分散値が−８０〜−１８０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度であり、Ｄ／Ｓが２５０ｎｍ〜３５０ｎｍ程度の分散補償器を用いて、容易かつ十分に分散補償ができる。したがって、この光通信システム１０は、ＰＢＧＦ１−１〜１−ｎの低光学非線形性と低伝送損失特性を活用しつつ、従来の安価な分散補償器によって波長分散および分散スロープが補償された、長距離かつ広帯域の光信号伝送ができるものとなる。
【００２８】
なお、光伝送路４−１〜４−ｎにおいて、光信号の強度は光送信器５または光中継器７−１〜７−ｎの出力部において最大であるから、光信号に非線形歪が発生することを回避するために、低光学非線形性のＰＢＧＦ１−１〜１−ｎを光送信器５または光中継器７−１〜７−ｎの出力部側に配置することが好ましい。
【００２９】
以下、本実施の形態について、シミュレーション計算の結果を用いてさらに具体的に説明する。図５は、図３に示す光ファイバ２の光学特性の一例を示す図であり、図６は、図４に示すＤＣＦ３１の光学特性の一例を示す図である。なお、図５においては、光ファイバ２のΔ１を０．３％、Δ２を−０．２％、ｂ／ａを４．０、２ａを１３．５μｍとした。また、図５、６において、「Ｄ」は波長分散値を意味し、「Ｓｌｏｐｅ」は分散スロープ値を意味し、「ＭＦＤ」はモードフィールド径を意味し、「Ａｅｆｆ」は有効コア断面積を意味し、「λｃ」はカットオフ波長を意味する。また、曲げ損失は、直径２０ｍｍで１６ターン巻いたときの値である。
【００３０】
そして、図７は、図２に示すＰＢＧＦ１と図３に示す光ファイバ２との長さの比を変えて構成した光伝送路の、波長１５５０ｎｍにおける波長分散の総和、平均分散スロープ、平均Ｄ／Ｓ値について示す図である。なお、図７においては、ＰＢＧＦ１を、非特許文献１に開示されるような、中心波長１５５０ｎｍにおいて波長分散値が９７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープ値が０．５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍのものとした。また、「光伝送路１」〜「光伝送路３」はいずれも長さが１００ｋｍであるが、「光伝送路１」は、長さ１００ｋｍのＰＢＧＦ１のみで構成した光伝送路であり、「光伝送路２」は、長さ５０ｋｍのＰＢＧＦ１と長さ５０ｋｍの光ファイバ２とを用いて構成した光伝送路であり、「光伝送路３」は、長さ２０ｋｍのＰＢＧＦ１と長さ８０ｋｍの光ファイバ２とを用いて構成した光伝送路である。図７に示すように、ＰＢＧＦ１と光ファイバ２とを用いた「光伝送路２」、「光伝送路３」は、波長分散の総和と平均分散スロープとが小さくなり、平均Ｄ／Ｓ値が大きくなるので、ＰＢＧＦ１のみからなる「光伝送路１」よりも分散補償が容易になる。
【００３１】
つぎに、図８は、図７に示す各光伝送路に図６に示すＤＣＦを用いた分散補償器を接続した場合の、光伝送路の波長１５５０ｎｍにおける波長分散の総和および平均分散スロープ、ならびにＤＣＦの長さおよび伝送損失を示す図である。なお、各ＤＣＦは、各光伝送路の波長１５５０ｎｍにおける波長分散値がゼロとなるような長さとした。図８に示すように、ＰＢＧＦ１と光ファイバ２とを備える「光伝送路２」、「光伝送路３」は、「光伝送路１」と比較して、残留する平均分散スロープ値が小さくなり、より広帯域の光信号伝送に適するものとなる。また、「光伝送路２」、「光伝送路３」は「光伝送路１」と比較して、必要なＤＣＦの長さが短くなるので、伝送損失も２２ｄＢ以下と小さくなり、たとえばエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）などの光増幅器を用いて容易に損失補償できる。
【００３２】
同様に、図９は、図２に示すＰＢＧＦ１と図３に示す光ファイバ２との長さの比を変えて構成した光伝送路の、波長１５７０ｎｍにおける波長分散の総和、平均分散スロープ、平均Ｄ／Ｓ値について示す図である。なお、図９において、ＰＢＧＦ１を、非特許文献１に開示されるような、中心波長１５７０ｎｍにおいて波長分散値が５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、分散スロープ値が１．５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍのものとした。また、「光伝送路４」〜「光伝送路６」はいずれも長さが１００ｋｍであるが、「光伝送路４」は、長さ１００ｋｍのＰＢＧＦ１のみで構成した光伝送路であり、「光伝送路５」は、長さ５０ｋｍのＰＢＧＦ１と長さ５０ｋｍの光ファイバ２とを用いて構成した光伝送路であり、「光伝送路６」は、長さ２０ｋｍのＰＢＧＦ１と長さ８０ｋｍの光ファイバ２とを用いて構成した光伝送路である。図９に示すように、ＰＢＧＦ１と光ファイバ２とを用いた「光伝送路５」、「光伝送路６」は、波長分散の総和と平均分散スロープとが小さくなり、平均Ｄ／Ｓ値が大きくなるので、ＰＢＧＦ１のみからなる「光伝送路４」よりも分散補償が容易になる。
【００３３】
つぎに、図１０は、図９に示す光伝送路に図６に示すＤＣＦを用いた分散補償器を接続した場合の、光伝送路の波長１５７０ｎｍにおける波長分散の総和および平均分散スロープ、ならびにＤＣＦの長さおよび伝送損失を示す図である。なお、各ＤＣＦは、各伝送路の波長１５７０ｎｍにおける波長分散値がゼロとなるような長さとした。図１０に示すように、ＰＢＧＦ１と光ファイバ２とを備える「光伝送路５」、「光伝送路６」は、「光伝送路４」と比較して、残留する分散スロープ値が小さくなり、より広帯域の光信号伝送に適するものとなる。また、「光伝送路５」、「光伝送路６」は、「光伝送路４」と比較して、必要なＤＣＦの長さが短くなるので、伝送損失も小さくなり、光増幅器を用いてより容易に損失補償できる。
【００３４】
また、分散補償器に用いるＤＣＦが、伝送損失に対して分散補償量の大きい、例えば、単位長さ当たりの分散の絶対値／伝送損失が３５０ｐｓ／ｎｍ／ｄＢ以上のいわゆる高ＦＯＭ（Ｆｉｇｕｒｅ  ＯＦ  Ｍｅｒｉｔ）型のＤＣＦであれば、よりＤＣＦの長さを短くでき、伝送損失を小さくすることができる。
【００３５】
図１１は、図７、９に示す各光伝送路に高ＦＯＭ型のＤＣＦを用いた分散補償器を接続し、光伝送路の波長１５５０ｎｍまたは１５７０ｎｍにおける波長分散値をゼロにする場合の、ＤＣＦの長さおよび伝送損失を示す図である。なお、この高ＦＯＭ型のＤＣＦは、波長１５５０ｎｍおよび１５７０ｎｍにおける波長分散値がいずれも−２５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであって、伝送損失がいずれも０．６ｄＢ／ｋｍのものである。
【００３６】
図１１に示すように、高ＦＯＭ型のＤＣＦを用いた場合、図８および図１０に示す場合と比較して、よりＤＣＦの長さを短くでき、伝送損失を小さくすることができる。たとえば、「光伝送路１」に関しては、図８に示す場合はＤＣＦの長さが５７．０６ｋｍ、伝送損失が３４．２ｄＢであるのに対して、図１１に示す場合はＤＣＦ長さが３８．８ｋｍ、伝送損失が２３．３ｄＢであり、伝送損失を１０ｄＢ以上低減できる。また、「光伝送路４」に関しては、図１０に示す場合はＤＣＦの長さが２７．０３ｋｍ、伝送損失が１３．５ｄＢであるのに対して、図１１に示す場合はＤＣＦ長さが２０．０ｋｍ、伝送損失が１２ｄＢであり、伝送損失を１．５ｄＢ程度低減できる。
【００３７】
なお、光ファイバ２は、図３に示す屈折率プロファイルを有するが、この屈折率プロファイルを実現するためには、光ファイバ２をシリカ系の光ファイバとして、中心コア部２１に所定量のＧｅを添加し、外側コア層２２に所定量のＦを添加し、クラッド層２３は屈折率調整用のドーパントを添加しない純シリカとすればよい。また、中心コア部２１を純シリカとし、外側コア層２２とクラッド層２３とにそれぞれ所定量のＦを添加して、上記屈折率プロファイルを実現してもよい。中心コア部２１を純シリカとすれば、光ファイバ２の伝送損失を０．１７ｄＢ／ｋｍ程度に低下させることができる。また、Ｇｅを中心コア部２１に添加しないので、光ファイバ２の光学非線形性を一層低下させることができる。
【００３８】
また、ＷＤＭ伝送などの用途のために、ＤＣＦがどの程度広帯域にわたって波長分散を補償できるかの指標として、分散補償率を考慮することが重要である。分散補償率は式（１）で与えられる。
【００３９】
分散補償率＝（光伝送路の平均Ｄ／Ｓ値）／（ＤＣＦのＤ／Ｓ値）×１００    （１）
【００４０】
この分散補償率が７０〜１３０％であれば、光伝送路の波長分散がＤＣＦ３１によってより広帯域にわたって補償されるので好ましい。
【００４１】
ここで、図６に示すように、ＤＣＦ３１のＤ／Ｓ値は波長１５５０ｎｍにおいて２８３ｎｍである。したがって、図８に示す各光伝送路における分散補償率は、「光伝送路１」の場合で約６８％であるのに対して、「光伝送路２」の場合で約７４％、「光伝送路３」の場合で約８６％にまで向上する。
【００４２】
また、ＤＣＦ３１については、ＳＭＦの光伝送路用のものに限らない。たとえば、ノンゼロ分散シフト光ファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）の光伝送路用のものであれば、たとえばＤ／Ｓ値が１００ｎｍ程度と小さいので、たとえば、「光伝送路６」に対して、分散補償率を８１％とすることができる。したがって、ＤＣＦ３１の種類については、ＰＢＧＦ１と光ファイバ２との平均Ｄ／Ｓ値に応じて適宜選択すればよい。
【００４３】
また、上記実施の形態では、ＰＢＧＦ１として中心波長がＣバンド（１５３０〜１５６５ｎｍ）内の１５５０ｎｍのものと、Ｌバンド（１５６５〜１６２５ｎｍ）内の１５７０ｎｍのものについて説明したが、ＰＢＧＦを適宜設計することによって、石英系光ファイバの低伝送損失帯域である８００〜１７００ｎｍ内のいずれかを中心波長とできる。
【００４４】
また、上記の実施の形態に係る光通信システムにおいては、分散補償器としてファイバ型分散補償器を用いたが、上記の実施の形態の変形例として、ファイバブラッググレーティング型分散補償器を用いもよい。図１２は、本発明の実施の形態の変形例に係るファイバブラッググレーティング型分散補償器の構成を模式的に示したブロック図である。このファイバブラッググレーティング型の分散補償器８は、分散補償ファイバブラッググレーティング８１と光サーキュレータ８２とを備え、光サーキュレータ８２の入出力ポートは光伝送路４、４と分散補償ファイバブラッググレーティング８１とにそれぞれ接続している。光サーキュレータ８２は、図面上左側の光伝送路４から光伝送路４の波長分散によって波形が歪んだ光信号を入力し、分散補償ファイバブラッググレーティング８１に出力する。そして、分散補償ファイバブラッググレーティング８１は、入力した光信号をコア部に形成したグレーティングによって分布的に反射して光信号の波形歪みを解消し、光サーキュレータ８２に出力する。さらに、光サーキュレータ８２は図面上右側の光伝送路４から波形歪みを解消した光信号を出力する。その結果、ファイバブラッググレーティング型分散補償器８は使用波長において光伝送路４の波長分散を補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態に係る光通信システムのブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＰＢＧＦを模式的に示した断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光ファイバを模式的に示した断面図である。
【図４】本発明の形態に係る分散補償器の構成を模式的に示したブロック図である。
【図５】図３に示す光ファイバの光学特性の一例を示す図である。
【図６】図４に示すＤＣＦの光学特性の一例を示す図である。
【図７】図２に示すＰＢＧＦと図３に示す光ファイバとの長さの比を変えて構成した光伝送路の、波長１５５０ｎｍにおける波長分散の総和、平均分散スロープ、平均Ｄ／Ｓ値について示す図である。
【図８】図７に示す各光伝送路に図６に示すＤＣＦを用いた分散補償器を接続した場合の、光伝送路の波長１５５０ｎｍにおける波長分散の総和および平均分散スロープ、ならびにＤＣＦの長さおよび伝送損失を示す図である。
【図９】図２に示すＰＢＧＦと図３に示す光ファイバとの長さの比を変えて構成した光伝送路の、波長１５７０ｎｍにおける波長分散の総和、平均分散スロープ、平均Ｄ／Ｓ値について示す図である。
【図１０】図９に示す光伝送路に図６に示すＤＣＦを用いた分散補償器を接続した場合の、光伝送路の波長１５７０ｎｍにおける波長分散の総和および平均分散スロープ、ならびにＤＣＦの長さおよび伝送損失を示す図である。
【図１１】図７、９に示す各光伝送路に高ＦＯＭ型のＤＣＦを用いた分散補償器を接続し、光伝送路の波長１５５０ｎｍまたは１５７０ｎｍにおける波長分散値をゼロにする場合の、ＤＣＦの長さおよび伝送損失を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態の変形例に係るファイバブラッググレーティング型分散補償器の構成を模式的に示したブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、１−１〜１−ｎ      ＰＢＧＦ
２、２−１〜２−ｎ      光ファイバ
３、３−１〜３−ｎ、８  分散補償器
４、４−１〜４−ｎ      光伝送路
５    光送信器
６    光受信器
７−１〜７−ｎ−１  光中継器
１０  光通信システム
１１  外側クラッド部
１２  内側クラッド部
１３  コア
２１  中心コア部
２２  外側コア層
２３  クラッド層
３１  ＤＣＦ
３２、３３  接続点
８１  分散補償ファイバブラッググレーティング
８２  光サーキュレータ
Ｃ−１〜Ｃ−ｎ  接続点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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