(57)【要約】【課題】本発明は、光ファイバ伝送路の累積波長分散を補償し、かつ温度変化によって生じる残留分散も補償できる分散補償光ファイバモジュール及びそれを用いてなる光通信システムを提供する。【解決手段】本発明の分散補償光ファイバモジュール１は、少なくとも分散補償光ファイバ２が筐体５に収容されてなり、光ファイバ伝送路１０１を伝搬した信号光の波長分散を補償する分散補償光ファイバモジュール１であって、該筐体５内に、光ファイバグレーティングを用いた可変分散補償器３と、該可変分散補償器３に接続され、該信号光の残留分散が減少するように該可変分散補償器３の波長分散を制御するフィードバック回路４と有する構成とする。また本発明の光通信システムは、本発明の分散補償光ファイバモジュール１が、光ファイバ伝送経路１０１に接続されてなる構成とする。【選択図】  図２
2004235876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも分散補償光ファイバが筐体に収容されてなり、光ファイバ伝送路を伝搬した信号光の波長分散を補償する分散補償光ファイバモジュールであって、
該筐体内に、光ファイバグレーティングを用いた可変分散補償器と、該可変分散補償器に接続され、該信号光の残留分散が減少するように該可変分散補償器の波長分散を制御するフィードバック回路を有することを特徴とする分散補償光ファイバモジュール。
【請求項２】
前記光ファイバグレーティングの終端に、信号光以外の波長のモニタ光を検出する測定部が設けられ、前記フィードバック回路が、該モニタ光の位相より信号光の残留分散を算出し、該残留分散が低減するように可変分散補償器の波長分散を制御することを特徴とする請求項１に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項３】
前記可変分散補償器にはヒータが設けられ、前記フィードバック回路が、該ヒータへの供給電力量を制御して、光ファイバグレーティングの温度を調整し、可変分散補償器の波長分散を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項４】
前記可変分散補償器にはひずみ発生手段が設けられ、前記フィードバック回路が、該ひずみ発生手段への供給電力量又は電圧を制御して、光ファイバグレーティングに発生させるひずみ量を調整し、可変分散補償器の波長分散を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項５】
前記可変分散補償器の波長分散の可変幅が、分散補償光ファイバの波長分散の温度変化による変化量の３０％以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項６】
前記可変分散補償器の波長分散の温度係数が、分散補償光ファイバの波長分散の温度係数と逆の符号であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項７】
前記可変分散補償器が、分散補償光ファイバの端部に接続されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項８】
前記可変分散補償器と筐体内の光ファイバとが、光サーキュレータにより接続されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項９】
前記可変分散補償器を構成する光ファイバグレーティングが、チャープトファイバグレーティングであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１０】
前記可変分散補償器が、使用波長帯域の異なるチャープトファイバグレーティングを複数個従属接続してなることを特徴とする請求項９に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１１】
前記チャープトファイバグレーティングは、波長帯域幅が５〜４０ｎｍであり、かつ波長分散の絶対値が１０〜１０００ｐｓ／ｎｍであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１２】
前記チャープトファイバグレーティングは、波長帯域幅が５〜２０ｎｍであり、かつ波長分散の絶対値が１０〜５００ｐｓ／ｎｍであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１３】
前記分散補償光ファイバは、１４５０〜１５３０ｎｍの波長帯において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、波長分散に対する分散スロープの比が０．００２〜０．０２５ｎｍ−１、伝送損失が１．０ｄＢ／ｋｍ以下、直径２０ｍｍでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下、有効コア断面積が１０μｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１４】
前記分散補償光ファイバは、１５３０〜１５６５ｎｍの波長帯において、波長分散が−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、波長分散に対する分散スロープの比が０．００２〜０．０２５ｎｍ−１、伝送損失が０．８ｄＢ／ｋｍ以下、直径２０ｍｍでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下、有効コア断面積が１２μｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１５】
前記分散補償光ファイバは、１５６５〜１６３０ｎｍの波長帯において、波長分散が−３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、波長分散に対する分散スロープの比が０．００２〜０．０３０ｎｍ−１、伝送損失が１．０ｄＢ／ｋｍ以下、直径２０ｍｍでの曲げ損失が３０ｄＢ／ｍ以下、有効コア断面積が１０μｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１６】
前記分散補償光ファイバの分散補償光ファイバモジュールにおけるカットオフ波長が、信号光の波長帯よりも短波長であることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１７】
前記分散補償光ファイバが、最大胴径１５０ｍｍ以下のリールに巻かれて筐体内に収容されたことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１８】
前記筐体内において分散補償光ファイバと、光ファイバ伝送路を接続する入出力部との間には、中間光ファイバが設けられ、該中間光ファイバと、接続された光ファイバとのモードフィールド径の差が３μｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項１９】
前記筐体内に光カプラを有することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項２０】
前記光カプラが、分散補償光ファイバと光サーキュレータの間に設けられたことを特徴とする請求項１９に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項２１】
前記光カプラには、ラマン増幅の励起光を入力するためのポートが接続されたことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の分散補償光ファイバモジュール。
【請求項２２】
請求項１乃至２１のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールが、光ファイバ伝送経路に接続されてなることを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１４８０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５９０ｎｍ帯の光ファイバ伝送路の累積波長分散を補償し、かつ温度変化によって生じる残留分散も補償できる分散補償光ファイバモジュール及び光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信の伝送容量の増大に伴い、波長多重伝送の開発が進められており、４０Ｇｂ／ｓ級の高速伝送システムの導入が検討されている。伝送速度が高速になると、許容される波長分散の値が極端に小さくなる。例えば１０Ｇｂ／ｓの伝送速度では、波長分散の最大許容値は約１０００ｐｓ／ｎｍといわれている。これに対して４０Ｇｂ／ｓの伝送速度では、波長分散の最大許容値は６５ｐｓ／ｎｍといわれている。このため高速伝送システムを実現するためには、精度良く波長分散を補償し、残留分散を低減することが要求される。
【０００３】
一般に伝送路用光ファイバの波長分散を補償するために、分散補償光ファイバを用いた分散補償光ファイバモジュールが使用される（非特許文献１参照。）。分散補償光ファイバは、伝送路用光ファイバの波長分散と符号が逆の波長分散を有しており、所望の長さで伝送路用光ファイバと接続することで、信号光の波長分散を補償できる。ここで分散補償光ファイバの波長分散の絶対値を、伝送路用光ファイバの波長分散と精度良く一致させることで、伝送路用光ファイバの波長分散を完全に補償でき、残留分散をほぼ零とすることができる。
【０００４】
しかし、伝送路用光ファイバと分散補償光ファイバの波長分散は、温度によって変動する性質がある。温度変化によって波長分散が変動すると、伝送路用光ファイバと分散補償光ファイバの波長分散とが一致せず、波長分散を完全に補償することができなくなり、残留分散が生じる問題がある。特に敷設されている伝送用光ファイバは、ある条件のもとで分散補償光ファイバモジュールにより残留分散を小さく抑えていたとしても、環境温度が変化すれば残留分散も変化することになる。特に４０Ｇｂ／ｓ級の高速伝送システムでは、波長分散の最大許容値が小さいため、上記した温度変動によって生じた残留分散が、伝送システムに支障をきたす原因となる。
この温度変動を補償するために、熱や歪みにより分散補償量を調整できる可変光ファイバグレーティングを用いた技術が提案されている（特許文献１、非特許文献２乃至７参照。）。しかし、このような可変光ファイバグレーティングだけでは、大きな分散補償量を広帯域にわたり安定に補償することが難しい。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第６３０７９８８号明細書
【非特許文献１】
清水正砂，２００２年電子情報通信学会総合大会講演論文集，電子情報通信学会，２００２年，Ｃ−３−９９
【非特許文献２】
菊池和朗，２００２年電子情報通信学会総合大会講演論文集，電子情報通信学会，２００２年，Ｃ−３−１３６
【非特許文献３】
菊池和朗，２００２年電子情報通信学会総合大会講演論文集，電子情報通信学会，２００２年，Ｃ−３−１３７
【非特許文献４】
菊池和朗，２００２年電子情報通信学会総合大会講演論文集，電子情報通信学会，２００２年，Ｃ−３−１３８
【非特許文献５】
松本貞行，２００２年電子情報通信学会総合大会講演論文集，電子情報通信学会，２００２年，Ｃ−３−１３９
【非特許文献６】
高橋健一郎，２００２年電子情報通信学会総合大会講演論文集，電子情報通信学会，２００２年，Ｃ−３−１４０
【非特許文献７】
毛利慎太郎，２００２年電子情報通信学会総合大会講演論文集，電子情報通信学会，２００２年，Ｃ−３−１４１
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、上記した事情に鑑みなされたものである。すなわち温度変化によって生じる残留分散を補償できる分散補償光ファイバモジュールと、この分散補償光ファイバを用いることにより温度変化によって生じる残留分散を抑制できる光通信システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、少なくとも分散補償光ファイバが筐体に収容されてなり、光ファイバ伝送路を伝搬した信号光の波長分散を補償する分散補償光ファイバモジュールであって、
該筐体内に、光ファイバグレーティングを用いた可変分散補償器と、該可変分散補償器に接続され、該信号光の残留分散が減少するように該可変分散補償器の波長分散を制御するフィードバック回路を有することを特徴とする分散補償光ファイバモジュールある。
本発明によれば、絶対値の大きな負の波長分散が得られ、これにより長距離の光ファイバ伝送路の正の波長分散を補償でき、かつ温度変動によって生じる残留分散を補償でき、高速伝送システムが実現できる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記光ファイバグレーティングの終端に、信号光以外の波長のモニタ光を検出する測定部が設けられ、前記フィードバック回路が、該モニタ光の位相より信号光の残留分散を算出し、該残留分散が低減するように可変分散補償器の波長分散を制御することを特徴とする請求項１に記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより信号光の光強度を低減することなく残留分散を算出することができ、この残留分散を低減するように可変分散補償器の波長分散を制御できる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記可変分散補償器にはヒータが設けられ、前記フィードバック回路が、該ヒータへの供給電力量を制御して、光ファイバグレーティングの温度を調整し、可変分散補償器の波長分散を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより供給電力量を調整することで容易に波長分散を制御できる。また構造が簡単であり、容易に製造できる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記可変分散補償器にはひずみ発生手段が設けられ、前記フィードバック回路が、該ひずみ発生手段への供給電力量又は電圧を制御して、光ファイバグレーティングに発生させるひずみ量を調整し、可変分散補償器の波長分散を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより精密に可変分散補償器の波長分散を制御できる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、前記可変分散補償器の波長分散の可変幅が、分散補償光ファイバの波長分散の温度変化による変化量の３０％以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより比較的広い温度範囲にて、温度変化によって生じる信号光の残留分散を、可変分散補償器の波長分散で補償できる。
【００１２】
請求項６に係る発明は、前記可変分散補償器の波長分散の温度係数が、分散補償光ファイバの波長分散の温度係数と逆の符号であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより、温度変化による光ファイバ伝送路と分散補償光ファイバの波長分散の変化を、可変分散補償器で補償でき、温度変化によって生じる残留分散を補償できる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、前記可変分散補償器が、分散補償光ファイバの端部に接続されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより分散補償光ファイバモジュールの構造を簡略化できる。
【００１４】
請求項８に係る発明は、前記可変分散補償器と筐体内の光ファイバとが、光サーキュレータにより接続されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより分散補償光ファイバモジュール１を小型で、コンパクトにでき、光部品が少なくてよく低コストで製造できる。
【００１５】
請求項９に係る発明は、前記可変分散補償器を構成する光ファイバグレーティングが、チャープトファイバグレーティングであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
チャープトファイバグレーティングは、構造が簡単で形成しやすく、また任意の温度分布を与えるなどにより、軸方向の周期、屈折率などを制御することができる。このため、チャープトファイバグレーティングを用いることで可変分散補償器を容易に形成でき、かつ波長分散を精密に制御できる。
【００１６】
請求項１０に係る発明は、前記可変分散補償器が、使用波長帯域の異なるチャープトファイバグレーティングを複数個従属接続してなることを特徴とする請求項９に記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより可変分散補償器の使用波長帯域を所望の範囲とすることができる。
【００１７】
請求項１１に係る発明は、前記チャープトファイバグレーティングは、波長帯域幅が５〜４０ｎｍであり、かつ波長分散の絶対値が１０〜１０００ｐｓ／ｎｍであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の分散補償光ファイバモジュールである。
【００１８】
請求項１２に係る発明は、前記チャープトファイバグレーティングは、波長帯域幅が５〜２０ｎｍであり、かつ波長分散の絶対値が１０〜５００ｐｓ／ｎｍであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の分散補償光ファイバモジュールである。
【００１９】
請求項１３に係る発明は、前記分散補償光ファイバは、１４５０〜１５３０ｎｍの波長帯において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、波長分散に対する分散スロープの比が０．００２〜０．０２５ｎｍ−１、伝送損失が１．０ｄＢ／ｋｍ以下、直径２０ｍｍでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下、有効コア断面積が１０μｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
【００２０】
請求項１４に係る発明は、前記分散補償光ファイバは、１５３０〜１５６５ｎｍの波長帯において、波長分散が−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、波長分散に対する分散スロープの比が０．００２〜０．０２５ｎｍ−１、伝送損失が０．８ｄＢ／ｋｍ以下、直径２０ｍｍでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下、有効コア断面積が１２μｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
【００２１】
請求項１５に係る発明は、前記分散補償光ファイバは、１５６５〜１６３０ｎｍの波長帯において、波長分散が−３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、波長分散に対する分散スロープの比が０．００２〜０．０３０ｎｍ−１、伝送損失が１．０ｄＢ／ｋｍ以下、直径２０ｍｍでの曲げ損失が３０ｄＢ／ｍ以下、有効コア断面積が１０μｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
【００２２】
請求項１６に係る発明は、前記分散補償光ファイバの分散補償光ファイバモジュールにおけるカットオフ波長が、信号光の波長帯よりも短波長であることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより使用される波長帯の信号光は、分散補償光ファイバモジュール中をシングルモードで伝搬することが可能である。
【００２３】
請求項１７に係る発明は、前記分散補償光ファイバが、最大胴径１５０ｍｍ以下のリールに巻かれて筐体内に収容されたことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより分散補償光ファイバは、光学特性を損なうことなく、省スペースに収容できる。
【００２４】
請求項１８に係る発明は、前記筐体内において分散補償光ファイバと、光ファイバ伝送路を接続する入出力部との間には、中間光ファイバが設けられ、該中間光ファイバと、接続された光ファイバとのモードフィールド径の差が３μｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより接続損失を低減でき、信号光の光強度の低下を抑制できる。
【００２５】
請求項１９に係る発明は、前記筐体内に光カプラを有することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより、例えば光増幅器を分散補償光ファイバモジュールに接続できる。
【００２６】
請求項２０に係る発明は、前記光カプラが、分散補償光ファイバと光サーキュレータの間に設けられたことを特徴とする請求項１９に記載の分散補償光ファイバモジュールである。
【００２７】
請求項２１に係る発明は、前記光カプラには、ラマン増幅の励起光を入力するためのポートが接続されたことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の分散補償光ファイバモジュールである。
これにより信号光を増幅することができ、光ファイバ伝送路を伝搬することによる光強度の損失を補い、ＳＮ比の優れた信号光として出射できる。
【００２８】
請求項２２に係る発明は、請求項１乃至２１のいずれかに記載の分散補償光ファイバモジュールが、光ファイバ伝送経路に接続されてなることを特徴とする光通信システムである。
これにより温度変動によって生じる信号光の残留分散が無く、例えば４０Ｇｂ／ｓ級のような高速伝送システムが実現できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
［分散補償光ファイバモジュール］
図１は、本実施形態の分散補償光ファイバモジュールを用いた光通信システムを示す。本実施形態の分散補償光ファイバモジュール１は、１．３μｍ帯シングルモード用の光ファイバ伝送路１０１と、適切な長さで接続することによって、この光ファイバ伝送路１０１を伝搬した信号光１０２の正の波長分散と分散スロープを、分散補償光ファイバモジュール１の負の波長分散と分散スロープで補償するものである。
送信部１０４より信号光１０２と共にモニタ光１０３が発信され、本実施形態の分散補償光ファイバモジュール１は、このモニタ光１０３を検出して、温度変化によって生じた信号光１０２の残留分散を算出し、この残留分散が減少するように、波長分散を制御するものである。これにより温度変化によって生じた残留分散を補償し、残留分散のほとんどない信号光１０２を受信部１０５へ伝搬するものである。
ここで残留分散とは、光ファイバ伝送路１０１と分散補償光ファイバモジュール１とを伝搬した信号光１０２の波長分散であり、光ファイバ伝送路１０１の正の波長分散と、分散補償光ファイバモジュール１の負の波長分散との和で表される値である。
【００３０】
図２は、本実施形態の分散補償光ファイバモジュールの一例を示す。この分散補償光ファイバモジュール１は、負の波長分散と分散スロープを有する分散補償光ファイバ２と、所望の値に波長分散を調整できる可変分散補償器３と、この可変分散補償器３の波長分散を制御する制御モニタ４と有する。
【００３１】
分散補償光ファイバ２は、使用される光の波長帯に応じて、光学特性が以下に示すように決定されている。１４５０〜１５３０ｎｍの波長帯では、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、好ましくは−３５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。波長分散に対する分散スロープの比は、０．００２〜０．０２５ｎｍ−１である。
また伝送損失が１．０ｄＢ／ｋｍ以下であり、好ましくは０．５ｄＢ／ｋｍ以下である。更に直径２０ｍｍでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下であり、好ましくは１０ｄＢ／ｍ以下である。また有効コア断面積が１０μｍ２以上であり、好ましくは１２μｍ２以上である。
【００３２】
波長多重伝送でのＣバンドの１５３０〜１５６５ｎｍの波長帯では、波長分散が−４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、好ましくは−６５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。波長分散に対する分散スロープの比は、０．００２〜０．０２５ｎｍ−１である。
また伝送損失が０．８ｄＢ／ｋｍ以下であり、好ましくは０．５ｄＢ／ｋｍ以下である。更に直径２０ｍｍでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下であり、好ましくは１０ｄＢ／ｍ以下である。また有効コア断面積が１２μｍ２以上であり、好ましくは１５μｍ２以上である。
【００３３】
また波長多重伝送でのＬバンドの１５６５〜１６３０ｎｍの波長帯では、波長分散が−３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、好ましくは−６５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。波長分散に対する分散スロープの比は、０．００２〜０．０３０ｎｍ−１である。
また伝送損失が１．０ｄＢ／ｋｍ以下であり、好ましくは０．７ｄＢ／ｋｍ以下である。更に直径２０ｍｍでの曲げ損失が３０ｄＢ／ｍ以下であり、好ましくは１０ｄＢ／ｍ以下である。また有効コア断面積が１０μｍ２以上であり、好ましくは１７μｍ２以上である。
【００３４】
各波長帯において、波長分散を上記した範囲とすることにより、１．３μｍ帯シングルモード用の光ファイバ伝送路の正の波長分散を効率良く補償することができ、分散補償光ファイバ２の長さを比較的短くすることができる。これにより分散補償光ファイバモジュール１を小型化でき、また製造コストを低減できる。波長分散が上記した範囲外のとき、長距離の分散補償光ファイバ２が必要となるため、伝送損失が増大してしまい好ましくない。
また波長分散に対する分散スロープの比を上記した範囲とすることによって、信号光の波長による波長分散の差を無くし、広い波長帯域で波長分散を補償でき、ほぼ一定の波長分散とすることができる。このため、波長多重伝送が実現できる。
【００３５】
更に各波長帯において、伝送損失を上記した範囲とすることにより、伝送損失による光強度低下を抑えることができる。また曲げ損失を上記した範囲とすることにより、分散補償光ファイバ２を比較的小径のリールに巻くことができ、分散補償光ファイバモジュール１を小型化できる。曲げ損失が上記した範囲外のとき、分散補償光ファイバ２を大径のリールに巻く必要があり、分散補償光ファイバモジュール１が大型化してしまうため好ましくない。
更に有効コア断面積を上記した範囲とすることにより、波長多重伝送のように高い光強度の光を伝搬する場合、非線形効果が抑えられ、伝送特性の劣化を低減できる。
【００３６】
また本実施形態の分散補償光ファイバ２は、上記した各波長帯において、分散補償光ファイバモジュールとしたときのカットオフ波長が、使用波長帯よりも短波長である。これにより使用される波長帯の信号光は、分散補償光ファイバ２中でシングルモード伝送できる。
【００３７】
分散補償光ファイバ２の経路全体の波長分散は、この分散補償光ファイバ２の波長分散と長さの積で表される。このため分散補償光ファイバ２の長さは、分散補償光ファイバ２の波長分散が、所望の値となるように定められる。通常、数ｋｍ〜数十ｋｍである。この所望の長さの分散補償光ファイバ２は、図２に示されたように、リール１１に巻かれて筐体５内に収容される。
このリール１１の最大胴径は１５０ｍｍ以下であり、好ましくは６０〜９５ｍｍである。これにより本実施形態の分散補償光ファイバ２は、光学特性を損なうことなく、省スペースに収容される。
リール１１の最大胴径が１５０ｍｍよりも大きい場合、分散補償光ファイバモジュール１が大型化してしまうため好ましくない。また６０ｍｍよりも小さい場合、分散補償光ファイバ２の曲げ損失が増大し、上述した光学特性が得られず好ましくない。
【００３８】
信号光１０２とモニタ光１０３が伝搬する光経路は、図２に示されたように、分散補償光ファイバ２、可変分散補償器３、光サーキュレータ６、光経路用の光ファイバ７、中間光ファイバ８からなる。
中間光ファイバ８は、分散補償光ファイバ２と、外部の伝送用光ファイバ１０１と接続する入力部９ａ、出力部９ｂとの間に設けられる。例えば、光経路用の光ファイバ７のようにモードフィールド径の異なる２種の光ファイバ間に設けられる。中間光ファイバ８としては、シングルモード用の光ファイバなどが使用できる。中間光ファイバ８と、接続された光ファイバとのモードフィールド径の差が３μｍ未満となるようなモードフィールド径を有するものを使用する。屈折率分布形状を適宜決定することにより所望のモードフィールド径を有する中間光ファイバ８となる。
光ファイバ間の接続には光コネクタ１０を使用する。光コネクタ１０は特に限定されず、接続する光ファイバに応じて適宜決定できる。
【００３９】
可変分散補償器３と、光経路用の光ファイバ７又は中間光ファイバ８とは、光サーキュレータ６により接続される。この光サーキュレータ６は、第１のポート６ａから第２のポート６ｂへ、第２のポート６ｂから第３のポート６ｃへそれぞれ光を伝搬させることができる。
このため分散補償光ファイバ２を伝搬した光は、第１のポート６ａから入射し、矢印方向に伝搬して第２のポート６ｂから出力され、可変分散補償器３に伝搬される。更に可変分散補償器３で反射された光は、第２のポート６ｂから入射し、第３のポート６ｃへ出力され、出力部９ｂから出射される。
【００４０】
次に可変分散補償器３、制御モニタ４と、可変分散補償器３の波長分散の制御方法について説明する。図３は可変分散補償器３及び制御モニタ４を示す。可変分散補償器３は、光ファイバグレーティングとしてチャープトファイバグレーティング２１と、このチャープトファイバグレーティング２１の長手方向に沿って設けられたヒータ２２と有してなる。
チャープトファイバグレーティング２１は、光ファイバのコアに屈折率の周期的な変化（以下、グレーティングと示す）が形成され、グレーティングの周期に対応した周期（波長）の光を反射するようにした光部品である。
【００４１】
チャープトファイバグレーティング２１には、ゲルマニウムを必須ドーパントとした石英ガラスのコアと、石英ガラスのクラッドとからなるシングルモード用の光ファイバが用いられる。この光ファイバのコアにグレーティングが形成される。グレーティングの屈折率変化の周期は、使用する波長帯域に応じて適宜決定できる。またグレーティングの長さ、周期の変化量は、所望の波長分散が得られるように適宜決定される。
本実施形態では、温度変化によって生じる信号光１０２の残留分散を、このチャープトファイバグレーティング２１の波長分散で補償する。このためチャープトファイバグレーティング２１の波長分散は、温度変化によって生じる信号光１０２の残留分散と符号が逆で、絶対値を等しくする必要がある。
光ファイバ伝送路１０１と分散補償光ファイバ２の波長分散の温度特性より、温度変化によって生じる信号光１０２の残留分散を推定し、その符号と逆の波長分散を有し、かつその絶対値が波長分散の制御できる範囲内となるようにチャープトファイバグレーティング２１は形成される。
【００４２】
本実施形態で用いられるチャープトファイバグレーティング２１は、グレーティングの屈折率変化の周期が、光の入射部から次第に長くなるように形成されている。このため短波長の光はチャープトファイバグレーティング２１の入射部に近い側で反射され、長波長の光は入射部に遠い側で反射される。
これにより長波長の光ほど伝送経路が長くなり、再び入射部に戻ってくる時間（遅延時間）が大きくなる。波長分散は遅延時間を光の波長でプロットしたときの傾きで表されるため、本実施形態ではチャープトファイバグレーティング２１は、正の波長分散をもつことになる。
【００４３】
本実施形態では、使用波長帯域が１５２５〜１５３５ｎｍ、１５３５〜１５４５ｎｍ、１５４５〜１５５５ｎｍ、１５５５〜１５６５ｎｍの４本のチャープトファイバグレーティング２１を用い、使用波長帯域が短波長のものから順に、光の入射部から直列に配置され、従属接続される。このため可変分散補償器３は、１５２５〜１５６５ｎｍの波長帯域で波長分散を調整できる。
【００４４】
各チャープトファイバグレーティング２１は、波長帯域幅が５〜４０ｎｍであり、かつ波長分散の絶対値が１０〜１０００ｐｓ／ｎｍであり、好ましくは波長帯域幅が５〜２０ｎｍであり、かつ波長分散の絶対値が１０〜５００ｐｓ／ｎｍである。これにより−４０〜７５℃の温度変化による光ファイバ伝送路と分散補償光ファイバの波長分散の変化量を、チャープトファイバグレーティング２１の波長分散で補償でき、これにより温度変化によって生じる残留分散を補償できる。
【００４５】
波長分散の絶対値が１０ｐｓ／ｎｍ未満の場合、温度変化による波長分散の変化量を補償できないため、好ましくない。また波長分散の絶対値が１０００ｐｓ／ｎｍよりも大きい場合、チャープトファイバグレーティング２１のグレーティングの長さを長くする必要があり、製造が困難であり、また分散補償光ファイバ２の負の波長分散が大幅に低減し、分散補償光ファイバモジュール１の分散補償能力が小さくなるため好ましくない。
また波長帯域幅が５ｎｍよりも小さい場合、使用できる光の波長幅が限定されてしまい、波長多重伝送のように複数の波長の光を使用することができないため好ましくない。また波長帯域幅が４０ｎｍよりも大きい場合、グレーティングの長さを長くする必要があり、製造が困難であり、また可変分散補償器３を大きくする必要があるため、好ましくない。
【００４６】
チャープトファイバグレーティング２１の屈折率、グレーティングの長さ、周期の変化量などの物性値は、温度、歪みに対して変化する。このためチャープトファイバグレーティング２１の温度、歪みを調整することで、上記した物性値を制御でき、これにより波長分散を所望の値とすることができる。
本実施形態では、チャープトファイバグレーティング２１の温度を調整し、これにより可変分散補償器３の波長分散を制御して所望の値とし、この可変分散補償器３の波長分散によって、温度変動によって生じる残留分散を補償する。
【００４７】
上記した４本のチャープトファイバグレーティング２１の側面には、図３に示されたように、ヒータ２２が設けられる。ヒータ２２はニッケル、アルミニウムなどの金属薄膜であり、蒸着法、スパッタ法等によって形成される。この金属薄膜の両端には配線用の電極パッド２３が設けられ、金ワイヤボンディング２４によって可変分散補償器３の電極ピン２５に配線され、制御モニタ４の電源部２７に接続される。
ヒータ２２には、制御モニタ４の電源部２７より電流が流れるようになっており、このときジュール熱が発生し、チャープトファイバグレーティング２１を加熱する。制御モニタ４の電源部２７からの電力供給量を調整することで加熱量を制御できる。
【００４８】
チャープトファイバグレーティング２１の終端には、図３に示されたように、モニタ光１０３の波形を検出する測定部２６が設けられる。モニタ光１０３は、信号光１０２以外の波長の光であり、図１に示されたように、信号光１０２と共に送信部１０４から発信されたものである。チャープトファイバグレーティング２１の使用波長帯域以外の波長の光は反射されず、終端に到達する。
このためモニタ光１０３は、チャープトファイバグレーティング２１で反射されず、終端に到達し、測定部２６にて検出される。測定部２６にて検出されたモニタ光１０３の波形は、通信回路２８を経て、制御モニタ４のフィードバック制御回路２９に送信される。
【００４９】
制御モニタ４は、電源部２７と、フィードバック制御回路２９とからなる。フィードバック制御回路２９では、発信直後のモニタ光１０３と同調されたクロック発振器（図示省略）が設けられる。クロック発振器（図示省略）としては、図１に示された発信部１０４と電気的に接続され、発信直後のモニタ光１０３に対応した信号を受信し、これにより発信直後のモニタ光１０３と同調された構成のものが好ましく使用できる。
【００５０】
図４は、モニタ光１０３において、発信直後の波形と、測定部２６で検出された波形を示す。測定部２６で検出されたモニタ光１０３は、信号光１０２と共に、伝送用光ファイバ１０１を伝搬し、更に分散補償光ファイバモジュール１の分散補償光ファイバ２を伝搬したものである。このため図４で示されたように、測定部２６で検出されたモニタ光１０３の波形は、伝送用光ファイバ１０１の正の波長分散と分散補償光ファイバ２の負の波長分散との和で表される残留分散を有し、これにより発信直後の波形に比べて広がった波形となり、位相差θ１−θ２（以下Δθと示す）を生じる。
【００５１】
フィードバック制御回路２９では、図４に示されたように、測定部２６にて検出されたモニタ光１０３の波形を受信し、更にクロック発振器（図省略）より図４に示された発振直後のモニタ光１０３の波形を得て、両者の波形の位相差Δθを算出する。この位相差Δθより、モニタ光１０３の波長における残留分散を算出し、更に伝送用光ファイバ１０１と分散補償光ファイバ２の波長分散の波長依存性から、信号光１０２の波長における残留分散を算出する。
【００５２】
次に以下に示されたように、可変波長分散器３の波長分散を制御し、算出された信号光１０２の残留分散の絶対値と等しい値とする。まずフィードバック制御回路２９にて、可変波長分散器３の波長分散を所望の値とするために必要なヒータ２２への電力供給量を求める。
フィードバック制御回路２９と電源部２７との間には通信回路３０が設けられており、電力供給量を制御するための命令信号をフィードバック回路２９から電源部２７に送信する。この命令信号に従い、所望の電力をヒータ２２へ供給し、チャープトファイバグレーティング２１の温度を制御し、可変波長分散器３の波長分散を、算出された信号光１０２の残留分散の絶対値と等しい値とする。
チャープトファイバグレーティング２１は、波長分散の符号が、温度変化によって生じる信号光１０２の残留分散と逆の符号となるように形成されており、これによりチャープトファイバグレーティング２１からなる可変波長分散器３の波長分散によって、信号光１０２の残留分散を補償することができる。
【００５３】
本実施形態では、可変分散補償器３の波長分散の可変幅が、分散補償光ファイバ２の−４０〜７５℃の温度変化による波長分散の変化量の３０％以上であり、好ましくは８０〜１２０％である。可変分散補償器３の波長分散を調整することによって、比較的広い温度範囲にて、温度変化によって生じる信号光１０２の残留分散を、可変分散補償器３の波長分散で補償できる。
可変分散補償器３の波長分散の可変幅が、分散補償光ファイバ２の波長分散の変化量の３０％未満の場合、温度変化による信号光１０２の残留分散を完全に補償することができず、好ましくない。
【００５４】
以上のように、本実施形態では、温度変化によって生じる残留分散を可変分散補償器３の波長分散で補償する。チャープトファイバグレーティング２１を用いた可変分散補償器３は、温度を調整しても波長分散の符号を変えることができない。このため、温度変化によって生じる信号光１０２の残留分散をあらかじめ推定し、この符号が常に正又は負であり、かつその絶対値が可変分散補償器３の波長分散の制御できる範囲内となるように、分散補償光ファイバ２の波長分散を定めておく。
【００５５】
本実施形態の分散補償光ファイバモジュール１は、チャープトファイバグレーティング２１からなる可変分散補償器３と、分散補償光ファイバ２と有してなり、絶対値の大きな負の波長分散が得られ、これにより長距離の光ファイバ伝送路の正の波長分散を補償でき、かつ温度変動によって生じる残留分散を補償できる。
【００５６】
［光通信システム］
図１に示された本実施形態の光通信システムは、前述した本実施形態の分散補償光ファイバモジュール１が、１．３μｍ帯シングルモード用の光ファイバ伝送路１０１に、適切な長さで接続されてなる。信号光１０２と共にモニタ光１０３が、送信部１０４より発信され、光ファイバ伝送路１０１と分散補償光ファイバモジュール１を伝搬し、受信部１０５に伝達される。
分散補償光ファイバモジュール１は、光ファイバ伝送路１０１を伝搬した信号光１０２の正の波長分散と分散スロープを補償できるように、波長分散と分散スロープが調整されている。また分散補償光ファイバモジュール１は、モニタ光１０３を検出して、温度変化によって生じた信号光１０２の残留分散を算出し、この残留分散を補償するものである。
このため温度変化によって生じた残留分散を補償することができ、残留分散のほとんどない信号光１０２を受信部１０５へ伝搬することができる。これにより使用環境による温度変化によって残留分散が生じることが無く、例えば４０Ｇｂ／ｓの伝送速度のように波長分散の最大許容値は６５ｐｓ／ｎｍの高速伝送システムを実現することができる。
【００５７】
［第２の実施形態］
本実施形態の分散補償光ファイバモジュール１の全体構成は、上述した第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施形態が、第１の実施形態の分散補償光ファイバモジュール１と異なる点は、チャープトファイバグレーティング２１の波長分散を調整する手段として、歪みを発生させる手段を用いることである。
図５は、歪み発生手段を用いた可変分散補償器３と制御モニタ４を示す。一対の円盤状支持体３１が、チャープトファイバグレーティング２１の両端に固定されている。一方の円盤状支持体３１には、チャープトファイバグレーティング２１と平行してナット部３２が固定される。他方の円盤状支持体３１には、スクリュー部３３を有する回転駆動部３４が固定される。
この回転駆動部３３は外部のモータ３５とベルト３６により接続されており、モータ３５の回転運動を伝達し、スクリュー部３３を回転させることができる。スクリュー部３３はナット部３２にはめ込まれており、一対の円盤支持体３１は、このスクリュー部３３とナット部３２によって連結されている。
【００５８】
モータ３５でスクリュー部３３を回転させて、このスクリュー部３３にはめたナット部３２を移動させることで、この一対の円盤状支持体３１の間隔を調整し、これによりチャープトファイバグレーティング２１の両端を引き寄せたり、又は押し広げ、チャープトファイバグレーティング２１に圧縮又は引張り力を加え、歪みを発生させる。このとき、チャープトファイバグレーティング２１の長手方向に、不均一な分布をもって歪みが発生するようにすることが好ましい。
モータ３５は制御モニタ４の電源部２７と接続されており、制御モニタ４の電源部２７より電流が流れるようになっている。電流の向き、電流値を調整することで、モータ３５の回転方向、回転数を調整し、チャープトファイバグレーティング２１にかかる歪みの大きさを制御する。
【００５９】
チャープトファイバグレーティング２１に歪みを発生させることにより、屈折率、グレーティングの長さ、周期の変化量などの物性値を変化さえることができる。このためチャープトファイバグレーティング２１の歪みを制御することで、上記した物性値を調整することができ、これにより波長分散を所望の値とすることができる。またモータ３５を停止して放置すれば所望の歪みを有した状態を維持できる。
【００６０】
［第３の実施形態］
本実施形態の分散補償光ファイバモジュール１の全体構成は、上述した第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施形態が、第１の実施形態の分散補償光ファイバモジュール１と異なる点は、光カプラとラマン増幅用励起光源が、分散補償光ファイバ２と光サーキュレータ６間の中間光ファイバ８に設けられた点である。
図６は、本実施形態の分散補償光ファイバモジュールの光カプラとラマン増幅用励起光源を示す。ラマン増幅用励起光源４０から励起光が出射され、この励起光は光カプラ４１にて中間光ファイバ８へ供給される。信号光１０２が波長１５５０ｎｍ帯域のものであれば、励起光の波長は１４６０〜１４８０ｎｍ程度である。
信号光１０２とモニタ光１０３は、分散補償光ファイバ２を伝搬し、中間光ファイバ８に達する。ここで信号光１０２は、供給された励起光によりラマン増幅される。これにより信号光１０２の光強度の劣化を抑制できる。
【００６１】
なお本実施形態では、信号光１０２を増幅する手段としてラマン増幅用励起光源４０の代わりに、Ｅｒ添加光ファイバと励起光源を用いても構わない。
図７は、Ｅｒ添加光ファイバと励起光源を中間光ファイバに接続した例を示す。Ｅｒ添加光ファイバ４２、９８０ｎｍ又は１４８０ｎｍの励起光を出射する励起光源４３、この励起光をＥｒ添加光ファイバに供給する光カプラ４１より構成される。信号光１０２は光カプラ４１を通過し、Ｅｒ添加光ファイバ４２内を伝搬する。
このＥｒ添加光ファイバ４２には、光カプラ４１を通過して励起光源４３から波長９８０ｎｍ又は１４８０ｎｍの励起光が供給され、信号光１０２と共にＥｒ添加光ファイバ４２内を伝搬し、信号光１０２を増幅することができる。Ｅｒ添加光ファイバ４２を用いることによって、比較的低出力の励起光源４３を用いることができ、効率良く信号光１０２を励起できる。
【００６２】
本発明の具体例を以下に示す。
Ｃバンドの１５３０〜１５６５ｎｍの波長帯を用い、例えば４０Ｇｂ／ｓの高速伝送レートが実現できる光通信システムを作製した。
表１は１５５０ｎｍ帯域用のシングルモード光ファイバ伝送路の分散スロープを波長分散で割って得られた値（以下、ＲＤＳと言う。）を示す。また、表２は分散補償光ファイバの光学特性を示す。
各分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１，２，３）のＲＤＳが、同一番号の光ファイバ伝送路（Ｎｏ．１，２，３）のＲＤＳとほぼ一致するように、分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１，２，３）の光学特性が定められている。これにより光ファイバ伝送路（Ｎｏ．１，２，３）の分散スロープを精度良く補償できるようになっている。この分散補償光ファイバは、ＶＡＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法などの公知の方法により作製される。
【００６３】
【表１】
2004235876.tif 000003
【００６４】
【表２】
2004235876.tif 000004
【００６５】
［具体例１］
チャープトファイバグレーティングからなる可変分散補償器（Ｎｏ．１）と、分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１）を用いて、第１の実施形態と同様にして分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．１）を作製した。
そして、この分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．１）と光ファイバ伝送路（Ｎｏ．１）を接続して、第１の実施形態と同様に光通信システムを形成した。
【００６６】
室温において、分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１）の経路全体の波長分散と可変分散補償器（Ｎｏ．１）の波長分散の和で表される分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．１）の波長分散の絶対値が、光ファイバ伝送路（Ｎｏ．１）の経路全体の波長分散と一致するように、分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１）の長さが定められている。これにより光ファイバ伝送路（Ｎｏ．１）の正の波長分散が、分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．１）の負の波長分散により補償できるようになっている。
表３は、分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．１）内の分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１）の経路全体の光学特性を示す。図８は、分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．１）内の分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１）の経路全体の種々の温度における波長分散の波長依存性を示す。
【００６７】
【表３】
2004235876.tif 000005
【００６８】
可変分散補償器（Ｎｏ．１）は、第１の実施形態と同様に、使用波長帯の異なる４本のチャープトファイバグレーティングを従属接続したものである。
図９は、可変分散補償器（Ｎｏ．１）に用いられた４本のチャープトファイバグレーティングの種々の温度における波長分散の波長依存性を示す。可変分散補償器（Ｎｏ．１）に用いられた４本のチャープトファイバグレーティングは、使用帯域が１５２５〜１５６５ｎｍであり、２５℃での波長分散は１０５ｐｓ／ｎｍである。
可変分散補償器（Ｎｏ．１）は、−４０〜７０℃にて温度制御することにより波長分散を変化させることができ、その可変幅は８ｐｓ／ｎｍであり、図８に示された分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１）の波長分散の温度変化による変化量の４２％に相当する。
このため可変分散補償器（Ｎｏ．１）の温度を制御して波長分散を調整することによって、温度変動によって生じる残留分散を補償できるようになっている。
【００６９】
形成された光通信システムを、−４０℃〜７５℃のうち所定の温度に設定された恒温室に放置し、送信部から信号光とモニタ光を送信した。
図１０は、光通信システムの受信部で受信された信号光の種々の温度における残留分散の波長依存性を示す。１５３０〜１５６５ｎｍの波長帯において、−４０℃〜７５℃での残留分散は−１０〜１０ｐｓ／ｎｍであり、分散スロープが小さいことがわかる。
このように、分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．１）によって、光ファイバ伝送路（Ｎｏ．１）の正の波長分散と正の分散スロープをほぼ完全に補償でき、かつ外気の温度が−４０℃〜７５℃に変動してもほとんど残留分散が生じることがない。形成された光通信システムの残留分散は、４０Ｇｂ／ｓの伝送速度での波長分散の最大許容値６５ｐｓ／ｎｍを満たしており、高速伝送システムが実現できる。
【００７０】
［具体例２］
チャープトファイバグレーティングからなる可変分散補償器（Ｎｏ．２）と、分散補償光ファイバ（Ｎｏ．２）を用いて、具体例１と同様にして分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．２）を作製した。そして、この分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．２）と光ファイバ伝送路（Ｎｏ．２）を接続して、光通信システムを形成した。
【００７１】
光ファイバ伝送路（Ｎｏ．２）と分散補償光ファイバ（Ｎｏ．２）は、表１，２に示された光学特性を有するものである。
分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．２）内の分散補償光ファイバ（Ｎｏ．２）の経路全体の光学特性は、具体例１と共に表３に示されたものである。図１１は、分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．２）内の分散補償光ファイバ（Ｎｏ．２）の経路全体の種々の温度における波長分散の波長依存性を示す。
【００７２】
可変分散補償器（Ｎｏ．２）は、具体例１と同様に、使用波長帯の異なる４本のチャープトファイバグレーティングを従属接続したものである。
図１２は、可変分散補償器（Ｎｏ．２）に用いられた４本のチャープトファイバグレーティングの種々の温度における波長分散の波長依存性を示す。可変分散補償器（Ｎｏ．２）に用いられた４本のチャープトファイバグレーティングは、使用帯域が１５２５〜１５６５ｎｍであり、２５℃での波長分散は１０７ｐｓ／ｎｍである。
可変分散補償器（Ｎｏ．２）は、−４０〜７０℃にて温度制御することにより波長分散を変化させることができ、その可変幅は９ｐｓ／ｎｍであり、図１１に示された分散補償光ファイバ（Ｎｏ．２）の波長分散の温度変化による変化量の５６％に相当する。
このため可変分散補償器（Ｎｏ．２）の温度を制御して波長分散を調整することによって、温度変動によって生じる残留分散を補償できるようになっている。
【００７３】
図１３は、光通信システムの受信部で受信された信号光の種々の温度における残留分散の波長依存性を示す。１５３０〜１５６５ｎｍの波長帯において、−４０℃〜７５℃での残留分散は−４０〜１０ｐｓ／ｎｍである。また、分散スロープも小さいことがわかる。
このように、分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．２）によって、光ファイバ伝送路（Ｎｏ．２）の正の波長分散と正の分散スロープをほぼ完全に補償でき、かつ外気の温度が−４０℃〜７５℃に変動してもほとんど残留分散が生じることがない。形成された光通信システムの残留分散は、４０Ｇｂ／ｓの伝送速度での波長分散の最大許容値６５ｐｓ／ｎｍを満たしており、高速伝送システムが実現できる。
【００７４】
［具体例３］
チャープトファイバグレーティングからなる可変分散補償器（Ｎｏ．３）と、分散補償光ファイバ（Ｎｏ．３）を用いて、具体例１と同様にして分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．３）を作製した。そして、この分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．３）と光ファイバ伝送路（Ｎｏ．３）を接続して、光通信システムを形成した。
【００７５】
光ファイバ伝送路（Ｎｏ．３）と分散補償光ファイバ（Ｎｏ．３）は、表１，２に示された光学特性を有するものである。
分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．３）内の分散補償光ファイバ（Ｎｏ．３）の経路全体の光学特性は、具体例１と共に表３に示されたものである。図１４は、分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．３）内の分散補償光ファイバ（Ｎｏ．３）の経路全体の種々の温度における波長分散の波長依存性を示す。
【００７６】
可変分散補償器（Ｎｏ．３）は、具体例１と同様に、使用波長帯の異なる４本のチャープトファイバグレーティングを従属接続したものである。
図１５は、可変分散補償器（Ｎｏ．３）に用いられた４本のチャープトファイバグレーティングの種々の温度における波長分散の波長依存性を示す。可変分散補償器（Ｎｏ．３）に用いられた４本のチャープトファイバグレーティングは、使用帯域が１５２５〜１５６５ｎｍであり、２５℃での波長分散は１０７ｐｓ／ｎｍである。
可変分散補償器（Ｎｏ．３）は、−４０〜７０℃にて温度制御することにより波長分散を変化させることができ、その可変幅は２１ｐｓ／ｎｍであり、図１４に示された分散補償光ファイバ（Ｎｏ．３）の波長分散の温度変化による変化量の１００％に相当する。
このため可変分散補償器（Ｎｏ．３）の温度を制御して波長分散を調整することによって、温度変動によって生じる残留分散を補償できるようになっている。
【００７７】
図１６は、所定の温度での光通信システムの受信部で受信された信号光の残留分散の波長依存性を示す。１５３０〜１５６５ｎｍの波長帯において、−４０℃〜７５℃での残留分散は−５５〜１０ｐｓ／ｎｍである。また、分散スロープも小さいことがわかる。
このように、分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．３）によって、光ファイバ伝送路（Ｎｏ．３）の正の波長分散と正の分散スロープをほぼ完全に補償でき、かつ外気の温度が−４０℃〜７５℃に変動してもほとんど残留分散が生じることがない。形成された光通信システムの残留分散は、４０Ｇｂ／ｓの伝送速度での波長分散の最大許容値６５ｐｓ／ｎｍを満たしており、高速伝送システムが実現できる。
【００７８】
［具体例４］
可変分散補償器（Ｎｏ．３）の代わりに、可変分散補償器（Ｎｏ．４）を使用する以外は具体例３と同様にして、分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．４）を作製した。分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．４）内の分散補償光ファイバ（Ｎｏ．３）の経路長さは、具体例３の分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．３）と同一であり、この分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．４）内の分散補償光ファイバ（Ｎｏ．３）の経路全体の光学特性は、具体例３と同一である。
そして、分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．４）と光ファイバ伝送路（Ｎｏ．３）を接続して、光通信システムを形成した。
【００７９】
図１７は、可変分散補償器（Ｎｏ．４）に用いられた４本のチャープトファイバグレーティングの種々の温度における波長分散の波長依存性を示す。可変分散補償器（Ｎｏ．４）に用いられた４本のチャープトファイバグレーティングは、使用帯域が１５２５〜１５６５ｎｍであり、２５℃での波長分散は約９．４ｐｓ／ｎｍである。
可変分散補償器（Ｎｏ．４）の波長分散の可変幅は、約２ｐｓ／ｎｍであり、図１４に示された分散補償光ファイバ（Ｎｏ．３）の温度変化による波長分散の変化量の１０％である。
図１８は、所定の温度での光通信システムの受信部で受信された信号光の残留分散の波長依存性を示す。１５３０〜１５６５ｎｍの波長帯において、−４０℃のとき１５６５ｎｍで残留分散が−７２ｐｓ／ｎｍとなり、４０Ｇｂ／ｓの伝送速度での波長分散の最大許容値６５ｐｓ／ｎｍを満たしておらず、高速伝送システムが実現できない。
【００８０】
［具体例５］
可変分散補償器（Ｎｏ．１）の代わりに、可変分散補償器（Ｎｏ．５）を使用する以外は具体例１と同様にして分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．５）を作製した。分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．５）内の分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１）の経路長さは、具体例１の分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．１）と同一であり、この分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．５）内の分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１）の経路全体の光学特性は、具体例１と同一である。
そして、この分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．５）と光ファイバ伝送路（Ｎｏ．１）を接続して、光通信システムを形成した。
【００８１】
図１９は、可変分散補償器（Ｎｏ．５）に用いられた４本のチャープトファイバグレーティングの種々の温度における波長分散の波長依存性を示す。可変分散補償器（Ｎｏ．５）に用いられた４本のチャープトファイバグレーティングは、使用帯域が１５２５〜１５６５ｎｍであり、２５℃での波長分散が９８８ｐｓ／ｎｍである。
可変分散補償器（Ｎｏ．５）は、−４０〜７０℃にて温度制御することにより波長分散を変化させることができ、その可変幅は約１５ｐｓ／ｎｍであり、図８に示された分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１）の温度変化による波長分散の変化量の約８０％である。
図２０は、所定の温度での光通信システムの受信部で受信された信号光の残留分散の波長依存性を示す。１５３０〜１５６５ｎｍの波長帯において、−４０℃〜７５℃での残留分散は２〜２５ｐｓ／ｎｍである。また、分散スロープも小さいことがわかる。
このように、分散補償光ファイバモジュール（Ｎｏ．５）によって、光ファイバ伝送路（Ｎｏ．１）の正の波長分散と正の分散スロープをほぼ完全に補償でき、かつ外気の温度が−４０℃〜７５℃に変動してもほとんど残留分散が生じることがない。形成された光通信システムの残留分散は、４０Ｇｂ／ｓの伝送速度での波長分散の最大許容値６５ｐｓ／ｎｍを満たしており、高速伝送システムが実現できる。
【００８２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、チャープトファイバグレーティングからなる可変分散補償器と、分散補償光ファイバと有してなり、絶対値の大きな負の波長分散が得られ、これにより長距離の光ファイバ伝送路の正の波長分散を補償でき、かつ温度変動によって生じる残留分散を補償でき、高速伝送システムを実現できる。
【００８３】
請求項２に係る発明によれば、信号光の光強度を低減することなく残留分散を算出することができ、この残留分散を低減するように可変分散補償器の波長分散を制御することができる。請求項３又は４に係る発明によれば、容易にかつ精密に可変分散補償器の波長分散を制御できる。請求項５に係る発明によれば、比較的広い温度範囲にて温度変化によって生じる信号光の残留分散を、可変分散補償器の波長分散で補償できる。
【００８４】
請求項７又は８に係る発明によれば、分散補償光ファイバモジュールの構造を簡略化でき、光部品が少なくてよく低コストで製造できる。請求項９に係る発明によれば、チャープトファイバグレーティングを用いることで可変分散補償器を容易に形成でき、かつ波長分散を精密に制御できる。請求項１０に係る発明によれば、可変分散補償器の使用波長帯域を所望の範囲とすることができる。請求項１１又は１２に係る発明によれば、−４０〜７５℃の温度変化によって生じる残留分散を補償できる。
【００８５】
請求項１３乃至１６に係る発明によれば、光ファイバ伝送路の正の波長分散を効率良く補償することができ、分散補償光ファイバ２の長さを比較的短くすることができる。これにより分散補償光ファイバモジュールを小型化でき、また製造コストを低減できる。請求項１７に係る発明によれば、光学特性を損なうことなく、分散補償光ファイバを省スペースに収容できる。請求項１８に係る発明によれば、接続損失を低減でき、信号光の光強度の低下を抑制できる。
【００８６】
請求項１９乃至２１に係る発明によれば、光ファイバ伝送路を伝搬した信号光を増幅することができる。請求項２２に係る発明によれば、これにより温度変動によって残留分散が生じることが無く、例えば４０Ｇｂ／ｓ級のような高速伝送システムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の分散補償光ファイバモジュールを用いた光通信システムの一例を示す概略模式図である。
【図２】本実施形態の分散補償光ファイバモジュールの一例を示す概略模式図である。
【図３】本実施形態の可変分散補償器及び制御モニタの一例を示す概略模式図である。
【図４】本実施形態のモニタ光において、発信直後の波形と、測定部で検出された波形の一例を示す概略模式図である。
【図５】本実施形態の歪み発生手段を用いた可変分散補償器と制御モニタの一例を示す概略模式図である。
【図６】本実施形態の分散補償光ファイバモジュールに設けられた光カプラとラマン増幅用励起光源の一例を示す概略模式図である。
【図７】本実施形態の分散補償光ファイバモジュールに設けられたＥｒ添加光ファイバと励起光源の一例を示す概略模式図である。
【図８】分散補償光ファイバ（Ｎｏ．１）の経路全体の種々の温度における波長分散の波長依存性を示す図である。
【図９】可変分散補償器（Ｎｏ．１）に用いられたチャープトファイバグレーティングの種々の温度における波長分散の波長依存性を示す図である。
【図１０】具体例１の光通信システムの種々の温度における残留分散の波長依存性を示す図である。
【図１１】分散補償光ファイバ（Ｎｏ．２）の経路全体の種々の温度における波長分散の波長依存性を示す図である。
【図１２】可変分散補償器（Ｎｏ．２）に用いられたチャープトファイバグレーティングの種々の温度における波長分散の波長依存性を示す図である。
【図１３】具体例２の光通信システムの種々の温度における残留分散の波長依存性を示す図である。
【図１４】分散補償光ファイバ（Ｎｏ．３）の経路全体の種々の温度における波長分散の波長依存性を示す図である。
【図１５】可変分散補償器（Ｎｏ．３）に用いられたチャープトファイバグレーティングの種々の温度における波長分散の波長依存性を示す図である。
【図１６】具体例３の光通信システムの種々の温度における残留分散の波長依存性を示す図である。
【図１７】可変分散補償器（Ｎｏ．４）に用いられたチャープトファイバグレーティングの種々の温度における波長分散の波長依存性を示す図である。
【図１８】具体例４の光通信システムの種々の温度における残留分散の波長依存性を示す図である。
【図１９】可変分散補償器（Ｎｏ．５）に用いられたチャープトファイバグレーティングの種々の温度における波長分散の波長依存性を示す図である。
【図２０】具体例５の光通信システムの種々の温度における残留分散の波長依存性を示す図である。
【符号の説明】
１・・・分散補償光ファイバモジュール、２・・・分散補償光ファイバ、３・・・可変分散補償器、４・・・フィードバック回路、５・・・筐体、６・・・光サーキュレータ、８・・・中間光ファイバ、９ａ・・・外部の伝送用光ファイバと接続する入力部、９ｂ・・・外部の伝送用光ファイバと接続する出力部、１１・・・リール、２１・・・光ファイバグレーティング、２２・・・ヒータ、２６・・・測定部、３１・・・一対の円盤状支持体、３２・・・ナット部、３３・・・スクリュー部、３４・・・回転駆動部、３５・・・外部のモータ、３６・・・ベルト、４０・・・ラマン増幅用励起光源、４１・・・光カプラ、４２・・・Ｅｒ添加光ファイバ、４３・・・励起光源、１０１・・・光ファイバ伝送路、１０２・・・信号光、１０３・・・モニタ光
【図１】
2004235876.tif 000006
【図２】
2004235876.tif 000007
【図３】
2004235876.tif 000008
【図４】
2004235876.tif 000009
【図５】
2004235876.tif 000010
【図６】
2004235876.tif 000011
【図７】
2004235876.tif 000012
【図８】
2004235876.tif 000013
【図９】
2004235876.tif 000014
【図１０】
2004235876.tif 000015
【図１１】
2004235876.tif 000016
【図１２】
2004235876.tif 000017
【図１３】
2004235876.tif 000018
【図１４】
2004235876.tif 000019
【図１５】
2004235876.tif 000020
【図１６】
2004235876.tif 000021
【図１７】
2004235876.tif 000022
【図１８】
2004235876.tif 000023
【図１９】
2004235876.tif 000024
【図２０】
2004235876.tif 000025