(57)【要約】【課題】広い波長範囲に渡って、信号光の波形劣化を充分に抑えることができる光伝送路及び光伝送システムを提供する。【解決手段】光伝送システム１において、各中継区間を光伝送路１０が構成している。この光伝送路１０は、負分散ファイバ１１、正分散ファイバ１２及び負分散ファイバ１３が、この順に縦列接続されて構成されている。負分散ファイバ１１は、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であり、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下である。一方、負分散ファイバ１３は、上記所定波長において、全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下である。また、上記所定波長において、負分散ファイバ１１と正分散ファイバ１２との全分散の和は、５ｐｓ／ｎｍ以上である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の負分散ファイバと、前記第１の負分散ファイバに接続された正分散ファイバと、前記正分散ファイバに接続された第２の負分散ファイバとを備え、
前記第１の負分散ファイバは、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であり、
前記第２の負分散ファイバは、前記所定波長において、全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であり、
前記所定波長において、前記第１の負分散ファイバと前記正分散ファイバとの全分散の和が５ｐｓ／ｎｍ以上であることを特徴とする光伝送路。
【請求項２】
第１の負分散ファイバと、前記第１の負分散ファイバに接続された分散シフトファイバと、前記分散シフトファイバに接続された正分散ファイバとを備え、
前記第１の負分散ファイバは、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であり、
前記分散シフトファイバは、前記所定波長において、分散値が０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、
前記所定波長において、前記第１の負分散ファイバと前記正分散ファイバとの全分散の和が０ｐｓ／ｎｍ以上であることを特徴とする光伝送路。
【請求項３】
第１の負分散ファイバと、前記第１の負分散ファイバに接続された分散マネジメントファイバと、前記分散マネジメントファイバに接続された正分散ファイバとを備え、
前記第１の負分散ファイバは、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であり、
前記分散マネジメントファイバは、前記所定波長において、全分散が略０ｐｓ／ｎｍであり、
前記所定波長において、前記第１の負分散ファイバと前記正分散ファイバとの全分散の和が０ｐｓ／ｎｍ以上であることを特徴とする光伝送路。
【請求項４】
第１の負分散ファイバと、前記第１の負分散ファイバに接続された正分散ファイバとを備え、
前記第１の負分散ファイバは、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であり、
前記第１の負分散ファイバと前記正分散ファイバとの長さの和をＬ（ｋｍ）としたとき、Ｌは１０ｋｍ以上であり、
前記所定波長において、前記第１の負分散ファイバと前記正分散ファイバとの全分散の和が、５（ｐｓ／ｎｍ）以上０．５×Ｌ（ｐｓ／ｎｍ）以下であることを特徴とする光伝送路。
【請求項５】
前記第１の負分散ファイバは、複数の負分散ファイバが縦列接続されて構成され、
前記複数の負分散ファイバのうち両端に設けられた負分散ファイバは、それぞれモードフィールド径が所定範囲内の値をもつことを特徴とする請求項４に記載の光伝送路。
【請求項６】
前記正分散ファイバは、複数の正分散ファイバが縦列接続されて構成され、
前記複数の正分散ファイバのうち両端に設けられた正分散ファイバは、それぞれモードフィールド径が所定範囲内の値をもつことを特徴とする請求項４に記載の光伝送路。
【請求項７】
前記第１の負分散ファイバの前記所定波長における実効断面積は、３０μｍ２以上６０μｍ２以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光伝送路。
【請求項８】
前記所定波長において、前記第１の負分散ファイバと前記正分散ファイバとのモードフィールド径の差、及び前記第２の負分散ファイバと前記正分散ファイバとのモードフィールド径の差は、ともに前記正分散ファイバのモードフィールド径の４０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の光伝送路。
【請求項９】
前記所定波長において、前記正分散ファイバの分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光伝送路。
【請求項１０】
前記所定波長において、前記第２の負分散ファイバの分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光伝送路。
【請求項１１】
前記所定波長において、前記第１の負分散ファイバと前記正分散ファイバとは、分散スロープが互いに異符号であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光伝送路。
【請求項１２】
前記第１の負分散ファイバと前記第２の負分散ファイバとは、長さが略等しく、且つ、前記所定波長において、分散値及び分散スロープが略等しいことを特徴とする請求項１に記載の光伝送路。
【請求項１３】
前記所定波長において、前記第１の負分散ファイバ及び前記第２の負分散ファイバのうち少なくとも一方は、ラマンゲイン係数が２．０／Ｗ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光伝送路。
【請求項１４】
信号光を出力する送信器と、前記送信器から出力された前記信号光を伝送する光伝送路とを備える光伝送システムであって、
前記光伝送路は、該光伝送路の最上流に設けられた第１の光ファイバと、前記第１の光ファイバに接続された第２の光ファイバとを有して構成され、
前記第１の光ファイバは、所定の信号光波長において、負の分散値をもち、且つ分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であり、
前記所定の信号光波長において、前記第１の光ファイバと前記第２の光ファイバとの全分散の和の絶対値は、前記第１の光ファイバの全分散の絶対値よりも小さいことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１５】
前記光伝送路は、該光伝送路の最下流に設けられた第３の光ファイバを有して構成され、
前記第３の光ファイバは、前記所定の信号光波長において、負の分散値をもち、且つ分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１４に記載の光伝送システム。
【請求項１６】
前記第１の光ファイバは、前記所定の信号光波長において、実効断面積が６０μｍ２以下であり、且つ非線形定数が前記第２の光ファイバより大きく、
前記第１の光ファイバと前記第２の光ファイバとの全分散の和が正であることを特徴とする請求項１４に記載の光伝送システム。
【請求項１７】
前記光伝送路に供給するラマン増幅用の励起光を出力する光源を備えることを特徴とする請求項１４に記載の光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送路及び光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光伝送システムは、多波長の信号光を多重化して光伝送路により伝送するものであり、大容量の情報を高速に長距離に渡って伝送することが可能である。近年では、光伝送システムにおいて、更なる高速大容量化及び長距離化の要求が高まりつつある。かかる要求を満たすためには、信号光の波形劣化を抑制することが重要である。この観点から、長距離であっても光伝送路全体の累積波長分散の絶対値が小さいことが望まれ、また、光伝送路における光カー効果が抑制されることが望まれる。
【０００３】
従来の光伝送路としては、例えば、２本の正分散ファイバの間に負分散ファイバが挿入された構成のものが知られている（特許文献１参照）。この光伝送路においては、正分散ファイバと負分散ファイバとを組合わせることにより、伝送路全体の累積波長分散の絶対値を小さくしている。一方で、実効断面積の大きい正分散ファイバを伝送路の最上流に配置することにより、光カー効果を抑制することを図っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３１８８２４号公報
【特許文献２】
特開平１１−８４１５８号公報
【特許文献３】
特開１９９８−７３７３８号公報
【特許文献４】
特開１９９８−３２５９１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光伝送路が用いられた光伝送システムにおいては、光伝送路の最上流に配置された正分散ファイバに入射する信号光のパルスが圧縮される。それゆえ、信号光のパルスのピークパワーが増大し、光カー効果による信号光の波形劣化が助長されてしまうという問題がある。そのうえ、正分散ファイバにおいては、光カー効果により信号光に発生するチャープ成分が時間軸上でパルスの内側に入るため、信号光の波形変化は複雑なものとなる。
【０００６】
また、ＷＤＭ光伝送においては、チャンネル数を増やし、より高速大容量の伝送を実現するためにも、信号光波長範囲が広いことが望まれている。ところが、光伝送路を構成する光ファイバの分散スロープの絶対値が大きい場合には、分散値の絶対値が小さい波長帯において信号光間の非線形相互作用が大きくなってしまうため、結果として好適に使用できる信号光波長が狭い範囲に限定されてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、広い波長範囲に渡って、信号光の波形劣化を充分に抑えることができる光伝送路及び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】
上記課題を解決するために、本発明による光伝送路は、第１の負分散ファイバと、第１の負分散ファイバに接続された正分散ファイバと、正分散ファイバに接続された第２の負分散ファイバとを備え、第１の負分散ファイバは、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であり、第２の負分散ファイバは、所定波長において、全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であり、所定波長において、第１の負分散ファイバと正分散ファイバとの全分散の和が５ｐｓ／ｎｍ以上であることを特徴とする。
【０００９】
この光伝送路においては、第１の負分散ファイバ、正分散ファイバ、及び第２の負分散ファイバが、この順に接続されている。したがって、光の伝送方向に沿って最上流となる位置に第１の負分散ファイバを配置することができる。これにより、伝送される光のパワーが大きい最上流の光ファイバにおいて、負分散による信号光パルスの拡がりが起こり易くなる。よって、信号光パルスのピークパワーが減少するため、光カー効果を小さくすることができる。また、第１の負分散ファイバにおいて、自己位相変調（ＳＰＭ：Ｓｅｌｆ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）による信号光スペクトルの拡がりと、負分散による信号光パルスの拡がりとが共に起こり易くなる。このため、信号光スペクトルは、比較的単調に線形的な変化をする。以上より、この光伝送路においては、線形作用である分散を適当に与えてやることで、信号波形の歪みを容易に低減できる。
【００１０】
さらに、第１の負分散ファイバは、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下である。これにより、広い信号光波長範囲に渡って信号波形の歪みを容易に低減できる。
【００１１】
また、光伝送路は、負分散ファイバ及び正分散ファイバを備えているため、これらの光ファイバの分散値を適宜調整することにより、光伝送路全体の累積波長分散の絶対値を小さくすることが可能である。これにより、分散による信号光の波形劣化を充分に抑えることができる。
【００１２】
また、第１及び第２の負分散ファイバの間に正分散ファイバが設けられている。これにより、光伝送路の途中において累積波長分散の絶対値が許容値を超えて大きくなるのを防ぐことができる。
【００１３】
本発明による光伝送路は、第１の負分散ファイバと、第１の負分散ファイバに接続された分散シフトファイバと、分散シフトファイバに接続された正分散ファイバとを備え、第１の負分散ファイバは、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であり、分散シフトファイバは、所定波長において、分散値が０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、所定波長において、第１の負分散ファイバと正分散ファイバとの全分散の和が０ｐｓ／ｎｍ以上であることを特徴としてもよい。
【００１４】
この光伝送路によれば、光の伝送方向に沿って最上流に負分散ファイバが位置するように配置することができる。これにより、信号光のスペクトルと波形とをある程度線形的に制御することができる。また、上記所定波長において、負分散ファイバの分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下と小さいため、広帯域に渡って好適に光伝送をすることができる光伝送路が実現される。
【００１５】
また、光伝送路は、負分散ファイバと正分散ファイバとを備えているため、これらの光ファイバの分散値を適宜調整することにより、光伝送路全体の累積波長分散の絶対値を小さくすることが可能である。これにより、分散による信号光の波形劣化を充分に抑えることができる。
【００１６】
また、負分散ファイバと正分散ファイバとの間に分散シフトファイバが設けられている。これにより、光伝送路の途中において累積波長分散の絶対値が許容値を超えて大きくなるのを防ぐことができるとともに、負の累積分散を維持することができる。よって、この光伝送路によれば、優れた伝送特性を保ちつつ、伝送路長を長くすることが可能である。
【００１７】
本発明による光伝送路は、第１の負分散ファイバと、第１の負分散ファイバに接続された分散マネジメントファイバと、分散マネジメントファイバに接続された正分散ファイバとを備え、第１の負分散ファイバは、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であり、分散マネジメントファイバは、所定波長において、全分散が略０ｐｓ／ｎｍであり、所定波長において、第１の負分散ファイバと正分散ファイバとの全分散の和が０ｐｓ／ｎｍ以上であることを特徴としてもよい。
【００１８】
この光伝送路によれば、光の伝送方向に沿って最上流に負分散ファイバが位置するように配置することができる。これにより、信号光のスペクトルと波形とをある程度線形的に制御することができる。また、上記所定波長において、負分散ファイバの分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下と小さいため、広帯域に渡って好適に光伝送をすることができる光伝送路が実現される。
【００１９】
また、光伝送路は、負分散ファイバと正分散ファイバとを備えているため、これらの光ファイバの分散値を適宜調整することにより、光伝送路全体の累積波長分散の絶対値を小さくすることが可能である。これにより、分散による信号光の波形劣化を充分に抑えることができる。
【００２０】
また、負分散ファイバと正分散ファイバとの間に分散マネジメントファイバが設けられている。これにより、光伝送路の途中において累積波長分散の絶対値が許容値を超えて大きくなるのを防ぐことができるとともに、負の累積分散を維持することができる。よって、この光伝送路によれば、優れた伝送特性を保ちつつ、伝送路長を長くすることが可能である。
【００２１】
本発明による光伝送路は、第１の負分散ファイバと、第１の負分散ファイバに接続された正分散ファイバとを備え、第１の負分散ファイバは、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であり、第１の負分散ファイバと正分散ファイバとの長さの和をＬ（ｋｍ）としたとき、Ｌは１０ｋｍ以上であり、所定波長において、第１の負分散ファイバと正分散ファイバとの全分散の和が、５（ｐｓ／ｎｍ）以上０．５×Ｌ（ｐｓ／ｎｍ）以下であることを特徴としてもよい。
【００２２】
この光伝送路によれば、光の伝送方向に沿って最上流に負分散ファイバが位置するように配置することができる。これにより、信号光のスペクトルと波形とをある程度線形的に制御することができる。また、上記所定波長において、負分散ファイバの分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下と小さいため、広帯域に渡って好適に光伝送をすることができる光伝送路が実現される。
【００２３】
また、光伝送路は、負分散ファイバと正分散ファイバとを備えているため、これらの光ファイバの分散値を適宜調整することにより、光伝送路全体の累積波長分散の絶対値を小さくすることが可能である。これにより、分散による信号光の波形劣化を充分に抑えることができる。
【００２４】
第１の負分散ファイバは、複数の負分散ファイバが縦列接続されて構成され、複数の負分散ファイバのうち両端に設けられた負分散ファイバは、それぞれモードフィールド径が所定範囲内の値をもつことが好適である。この場合、負分散ファイバの接続ロスを低く抑えることができる。
【００２５】
正分散ファイバは、複数の正分散ファイバが縦列接続されて構成され、複数の正分散ファイバのうち両端に設けられた正分散ファイバは、それぞれモードフィールド径が所定範囲内の値をもつことが好適である。この場合、正分散ファイバの接続ロスを低く抑えることができる。
【００２６】
第１の負分散ファイバの所定波長における実効断面積は、３０μｍ２以上６０μｍ２以下であることが好適である。この場合、負分散ファイバにおける非線形位相シフト量を小さく抑えることができる。
【００２７】
所定波長において、第１の負分散ファイバと正分散ファイバとのモードフィールド径の差、及び第２の負分散ファイバと正分散ファイバとのモードフィールド径の差は、ともに正分散ファイバのモードフィールド径の４０％以下であることが好適である。この場合、第１の負分散ファイバ及び正分散ファイバ間の接続ロス、並びに正分散ファイバ及び第２の負分散ファイバ間の接続ロスをともに充分に低減することができる。
【００２８】
所定波長において、正分散ファイバの分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることが好適である。同じく、所定波長において、第２の負分散ファイバの分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることが好適である。これらの場合、光伝送路全体の累積分散が波長毎に大きく異なるのを防ぐことができる。
【００２９】
所定波長において、第１の負分散ファイバと正分散ファイバとは、分散スロープが互いに異符号であることが好適である。この場合、光伝送路における波長毎の累積分散の差をより小さくすることができる。
【００３０】
第１の負分散ファイバと第２の負分散ファイバとは、長さが略等しく、且つ、所定波長において、分散値及び分散スロープが略等しいことが好適である。この場合、光伝送路を双方向伝送用の伝送路として好適に用いることができる。
【００３１】
所定波長において、第１の負分散ファイバ及び第２の負分散ファイバのうち少なくとも一方は、ラマンゲイン係数が２．０／Ｗ／ｋｍ以下であることが好適である。こうすることにより、光伝送路をＷＤＭ光伝送に適用した場合に、信号チャネル間のラマン相互作用によるチルトの発生を回避することができる。
【００３２】
また、本発明による光伝送システムは、信号光を出力する送信器と、送信器から出力された信号光を伝送する光伝送路とを備える光伝送システムであって、光伝送路は、該光伝送路の最上流に設けられた第１の光ファイバと、第１の光ファイバに接続された第２の光ファイバとを有して構成され、第１の光ファイバは、所定の信号光波長において、負の分散値をもち、且つ分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であり、所定の信号光波長において、第１の光ファイバと第２の光ファイバとの全分散の和の絶対値は、第１の光ファイバの全分散の絶対値よりも小さいことを特徴とする。
【００３３】
この光伝送システムによれば、所定の信号光波長において、各中継区間の最上流に位置する第１の光ファイバが負分散をもつため、光カー効果によるスペクトル広がりと波形変化とが線形的な振る舞いをする。よって、逆分散を適当に付加することで、信号光の波形劣化を充分に抑えることができる。また、所定の信号光波長において、第１の光ファイバの分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下と小さいため、広帯域に渡って好適に光伝送をすることができる光伝送システムが実現される。
【００３４】
また、所定の信号光波長において、第１の光ファイバと第２の光ファイバとの全分散の和の絶対値は、第１の光ファイバの全分散の絶対値よりも小さい。これにより、この光伝送システムにおいては、分散による信号光の波形劣化を充分に抑えられる。
【００３５】
光伝送路は、該光伝送路の最下流に設けられた第３の光ファイバを有して構成され、第３の光ファイバは、所定の信号光波長において、負の分散値をもち、且つ分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることが好適である。これにより、双方向の光伝送が可能な光伝送システムを実現することができる。
【００３６】
第１の光ファイバは、所定の信号光波長において、実効断面積が６０μｍ２以下であり、且つ非線形定数が第２の光ファイバより大きく、第１の光ファイバと第２の光ファイバとの全分散の和が正であることが好適である。
【００３７】
本発明による光伝送システムは、光伝送路に供給するラマン増幅用の励起光を出力する光源を備えることことが好適である。この場合、各中継区間において信号光のパワーが低下し過ぎるのを防ぐことができる。
【００３８】
【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。
【００３９】
図１は、本発明による光伝送路及び光伝送システムの一実施形態を示す概略構成図である。光伝送システム１は、光伝送路１０、送信器６１、受信器６２、及び中継器６３を備え、送信器６１が出力する信号光を、光伝送路１０により受信器６２へと伝送するものである。この光伝送システム１においては、中継器６３を介して縦列接続された複数の光伝送路１０が、送信器６１から受信器６２に至る信号光経路を構成している。ここで、送信器６１から、信号光経路上の最上流に配置された中継器６３までの区間、各中継器６３から隣り合う中継器６３までの区間、及び信号光経路上の最下流に配置された中継器６３から受信器６２までの区間をそれぞれ「中継区間」と呼ぶことにする。
【００４０】
光伝送路１０は、負分散ファイバ１１（第１の負分散ファイバ）、正分散ファイバ１２、及び負分散ファイバ１３（第２の負分散ファイバ）が信号光経路に沿って上流側から順に縦列接続されて構成されている。これらのファイバ１１，１２，１３は、送信器６１が出力した信号光を受信器６２へと伝送するものである。負分散ファイバ１１としては、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であり、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であるものが用いられる。所定波長とは、例えば１５５０ｎｍである。一方、負分散ファイバ１３としては、上記所定波長において、全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下であるものが用いられる。また、正分散ファイバ１２としては、上記所定波長において、その全分散と負分散ファイバ１１の全分散との和が５ｐｓ／ｎｍ以上となるものが用いられる。
【００４１】
送信器６１は、複数の光源、及び合波器（ともに図示せず）を有している。複数の光源の各々は、相異なる波長の信号光を生成し、生成した信号光を出力する。合波器は、各光源から出力された信号光を多重化し、多重化した信号光を光伝送路１０へと出力する。
【００４２】
受信器６２は、分波器、及び複数の光検出器（ともに図示せず）を有している。分波器は、複数の光伝送路１０により伝送された信号光を入力する。また、分波器は、入力した信号光を波長毎に分離し、分離した信号光を出力する。光検出器は、分波器が分離・出力した信号光を検出する。
【００４３】
中継器６３は、隣り合う２つの光伝送路１０の間にそれぞれ設けられており、上流側の光伝送路１０から入力した信号光を増幅し、増幅した信号光を下流側の光伝送路１０へと出力する。
【００４４】
また、光伝送システム１は、光カプラ６４、及び励起光源６５を備える。光カプラ６４は、各中継区間において、光伝送路１０上の出力端付近に設けられている。この光カプラ６４は、光伝送路１０上において、上流側から入力された信号光を下流側へと出力する。また、光カプラ６４には、励起光源６５が接続されている。励起光源６５は、例えば半導体レーザであり、ラマン増幅用の励起光を出力するものである。励起光源６５が出力した励起光は、光カプラ６４によって光伝送路１０に供給される。
【００４５】
上記構成の光伝送システム１において、送信器６１から出力された信号光は、光伝送路１０に入力される。光伝送路１０に入力された信号光は、負分散ファイバ１１、正分散ファイバ１２、及び負分散ファイバ１３によって、各中継区間を伝送される。一方、励起光源６５から出力されたラマン増幅用の励起光は、光カプラ６４により光伝送路１０に供給される。この励起光により、各中継区間を伝送する信号光はラマン増幅を受ける。また、信号光は、隣接する中継区間どうしの間において、中継器６３によっても増幅を受ける。全ての中継区間を伝送された信号光は、受信器６２によって受信される。
【００４６】
本実施形態による光伝送路、及び光伝送システムの効果を説明する。光伝送路１０を構成する３本の光ファイバ、すなわち負分散ファイバ１１、正分散ファイバ１２及び負分散ファイバ１３のうち、各中継区間において最上流に位置する光ファイバは、負分散ファイバ１１である。これにより、伝送される信号光のパワーが大きい最上流の光ファイバにおいて、負分散による信号光パルスの拡がりが起こる。よって、信号光パルスのピークパワーが減少するため、光カー効果を小さくすることができる。また、負分散ファイバ１１においては、自己位相変調による信号光スペクトルの拡がりと、負分散による信号光パルスの拡がりとが共に起こる。このため、信号光スペクトルは、比較的単調に線形的な変化をする。以上説明したように、光伝送路１０においては、最上流に負分散ファイバ１１が配置されることにより、信号光の波形とスペクトルとを線形に制御することができる。
【００４７】
さらに、負分散ファイバ１１は、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下である。このように、光カー効果の影響が大きい最上流の光ファイバにおいて分散スロープの絶対値が小さいため、広い信号光波長範囲に渡って信号波形の歪みを容易に低減できる。
【００４８】
また、光伝送路１０は、負分散ファイバ１１，１３と正分散ファイバ１２とを備えているため、これらの光ファイバ１１，１２，１３の分散値を適宜調整することにより、光伝送路１０全体の累積波長分散の絶対値を小さくすることが可能である。これにより、分散による信号光の波形劣化を充分に抑えることができる。
【００４９】
また、２本の負分散ファイバ１１，１３の間に正分散ファイバ１２が設けられている。これにより、光伝送路１０の途中において累積波長分散の絶対値が許容値を超えて大きくなるのを防ぐことができる。例えば、負分散ファイバ１１に対して直接に負分散ファイバ１３を接続した場合には、負分散ファイバ１３の出射端において、累積波長分散が負に大きくなり過ぎてしまう。
【００５０】
また、負分散ファイバ１１に接続された正分散ファイバ１２は、ＳＰＭによりスペクトルが拡がった信号光に対して、パルスを圧縮するように作用する。ここで、負分散ファイバ１１と正分散ファイバ１２との全分散の和が５ｐｓ／ｎｍ以上と正の値をとることにより、正分散ファイバ１２を伝送された直後の信号光のパルスは、光伝送路１０に入力された時点よりもシャープになり、受信感度が改善することが期待される。
【００５１】
一方、光伝送システム１は、上記の光伝送路１０を備えているため、光カー効果による信号光の波形劣化、及び分散による信号光の波形劣化の何れをも充分に抑えることができる。また、光伝送システム１においては、光伝送路１０にラマン増幅用の励起光を供給する光カプラ６４及び励起光源６５が設けられているため、各中継区間において信号光のパワーが低下し過ぎるのを防ぐことができる。ただし、ラマン増幅をする必要がなければ、光カプラ６４及び励起光源６５を設けなくてもよい。
【００５２】
なお、負分散ファイバ１１の実効断面積Ａｅｆｆは、上記所定波長において、好ましくは３０μｍ２以上６０μｍ２以下、より好ましくは４０μｍ２以上６０μｍ２以下、更に好ましくは５０μｍ２以上６０μｍ２以下であるとよい。これらの場合、伝送劣化が実用上問題のない程度になるまで、負分散ファイバ１１における非線形位相シフト量を小さく抑えることができる。
【００５３】
また、上記所定波長において、負分散ファイバ１１と正分散ファイバ１２とのモードフィールド径（ＭＦＤ）の差、及び負分散ファイバ１３と正分散ファイバ１２とのＭＦＤの差は、ともに好ましくは正分散ファイバ１２のＭＦＤの４０％以下、より好ましくは正分散ファイバ１２のＭＦＤの２０％以下であるとよい。これらの場合、負分散ファイバ１１及び正分散ファイバ１２間の接続ロス、並びに正分散ファイバ１２及び負分散ファイバ１３間の接続ロスをともに充分に低減することができる。
【００５４】
また、上記所定波長において、正分散ファイバ１２の分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることが好適である。同じく、上記所定波長において、負分散ファイバ１３の分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることが好適である。これらの場合、光伝送路１０全体の累積分散が波長毎に大きく異なるのを防ぐことができる。
【００５５】
また、上記所定波長において、負分散ファイバ１１と正分散ファイバ１２とは、分散スロープが互いに異符号であることが好適である。この場合、光伝送路１０における波長毎の累積分散の差をより小さくすることができる。
【００５６】
また、負分散ファイバ１１と負分散ファイバ１３とは、長さが略等しく、且つ、上記所定波長において、分散値及び分散スロープが略等しいことが好適である。この場合、光伝送路１０を双方向伝送用の伝送路として好適に用いることができる。さらに、この光伝送路１０を双方向の光伝送を行う光伝送システムに適用すれば、伝送方向毎に各々独立して光伝送路を設ける必要がないため、光伝送路の布設作業が容易になる。
【００５７】
また、上記所定波長において、負分散ファイバ１１，１３のうち少なくとも一方は、ラマンゲイン係数（ｇＲ／Ａｅｆｆ）が２．０／Ｗ／ｋｍ以下であることが好適である。こうすることにより、光伝送路１０をＷＤＭ光伝送に適用した場合に、信号チャネル間のラマンゲイン相互作用によるチルトの発生を回避することができる。
【００５８】
ここで、負分散ファイバ１１，１３及び正分散ファイバ１２として、それぞれ用いることができる光ファイバの諸元の一例を表１に示す。なお、表中の値は、いずれも波長１５５０ｎｍにおけるものである。
【００５９】
【表１】
2004328147.tif 000003
【００６０】
また、負分散ファイバ１１，１３及び正分散ファイバ１２としては、それぞれ表２又は表３に諸元を示す光ファイバを用いてもよい。
【表２】
2004328147.tif 000004
【表３】
2004328147.tif 000005
【００６１】
図２（ａ）〜図２（ｃ）は、負分散ファイバ１１，１３及び正分散ファイバ１２として、それぞれ表１〜表３に諸元を示す光ファイバを用いた場合において、光伝送路１０の累積分散と入力端からの距離との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は累積分散（ｐｓ／ｎｍ）を表し、横軸は入力端からの距離（ｋｍ）を表す。例えば、図２（ａ）において、横軸の値が３０（ｋｍ）のとき、縦軸の値は−２４０（ｐｓ／ｎｍ）となっている。これは、光伝送路１０上の入力端から３０ｋｍの地点、すなわち負分散ファイバ１１と正分散ファイバ１２との接続点において、入力端からの累積分散が−２４０ｐｓ／ｎｍであるということを意味している。この場合は、言い換えると、負分散ファイバ１１の全分散が−２４０ｐｓ／ｎｍということである。
【００６２】
図２（ａ）〜図２（ｃ）の各グラフにおいて、累積分散の値が最小となる部分が負分散ファイバ１１と正分散ファイバ１２との接続点に対応し、累積分散の値が最大となる部分が正分散ファイバ１２と負分散ファイバ１３との接続点に対応する。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）においては、入力端からの距離が８０ｋｍのときの累積分散、すなわち光伝送路１０全体の累積分散が０となっているのに対し、図２（ｃ）においては、２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと０になっていない。このように１つの信号光波長（ここでは１５５０ｎｍ）における光伝送路１０全体の累積分散を０としない場合には、他の何れかの信号光波長において０としてもよいし、何れの信号光波長においても０としないことにしてもよい。
【００６３】
図３は、図１の光伝送路１０の一変形例を示す概略構成図である。光伝送路２０は、光ファイバ２１（第１の光ファイバ）、光ファイバ２２（第２の光ファイバ）、及び光ファイバ２３（第３の光ファイバ）が順に縦列接続されて構成されている。この光伝送路２０は、光伝送システム１の各中継区間において、光ファイバ２１が最上流に、光ファイバ２３が最下流に位置するように配置される。
【００６４】
光ファイバ２１，２３は、所定の信号光波長（例えば１５５０ｎｍ）において、負の分散値をもち、且つ分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下である。特に、光伝送路２０のおいては、光ファイバ２１と光ファイバ２３とは、長さも分散特性も等しい同一の光ファイバである。また、上記所定の信号光波長において、光ファイバ２１と光ファイバ２２との全分散の和の絶対値は、光ファイバ２１の全分散の絶対値よりも小さい。すなわち、光ファイバ２２としては、光ファイバ２１の分散を補償するような分散特性をもつものが用いられる。
【００６５】
上記構成の光伝送路２０を備えた光伝送システム１によれば、所定の信号光波長において、各中継区間の最上流に位置する光ファイバ２１が負分散をもつため、光カー効果によるスペクトル広がりと波形劣化とが線形的な振る舞いをする。よって、逆分散を適当に付加することで、信号光の波形劣化を充分に抑えることができる。また、所定の信号光波長において、光ファイバ２１の分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下と小さいため、広帯域に渡って好適に光伝送をすることができる光伝送システム１が実現される。
【００６６】
また、所定の信号光波長において、光ファイバ２１と光ファイバ２２との全分散の和の絶対値は、光ファイバ２１の全分散の絶対値よりも小さい。これにより、光伝送路２０を備えた光伝送システム１においては、分散による信号光の波形劣化を充分に抑えられる。
【００６７】
また、光伝送路２０は、光ファイバ２１と同じ長さおよび分散特性をもつ光ファイバ２３を備えている。これにより、光伝送路２０を双方向伝送用の伝送路として好適に用いることができる。
【００６８】
なお、光ファイバ２１は、所定の信号光波長において、実効断面積Ａｅｆｆが６０μｍ２以下であり、且つ非線形定数γが光ファイバ２２のγよりも大きいことが好適である。ここで、λを信号光波長、ｎ２を非線形屈折率とすると、γ＝（２πｎ２）／（λＡｅｆｆ）である。
【００６９】
図４は、図１の光伝送路１０の他の変形例を示す概略構成図である。光伝送路３０は、負分散ファイバ３１、分散シフトファイバ３２、及び正分散ファイバ３３が順に縦列接続されて構成されている。この光伝送路３０は、光伝送システム１の各中継区間において、負分散ファイバ３１が最上流に、正分散ファイバ３３が最下流に位置するように配置される。
【００７０】
負分散ファイバ３１は、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下である。また、分散シフトファイバ３２は、上記所定波長において、分散値が０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。また、上記所定波長において、負分散ファイバ３１と正分散ファイバ３３との全分散の和は０ｐｓ／ｎｍ以上である。
【００７１】
上記構成の光伝送路３０によれば、各中継区間の最上流に負分散ファイバ３１が位置するため、信号光のスペクトルと波形とをある程度線形的に制御することができる。また、上記所定波長において、負分散ファイバ３１の分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下と小さいため、広帯域に渡って好適に光伝送をすることができる光伝送路３０が実現されている。
【００７２】
また、光伝送路３０は、負分散ファイバ３１と正分散ファイバ３３とを備えているため、これらの光ファイバ３１，３３の分散値を適宜調整することにより、光伝送路３０全体の累積波長分散の絶対値を小さくすることが可能である。これにより、分散による信号光の波形劣化を充分に抑えることができる。特に、負分散ファイバ３１と正分散ファイバ３３との全分散の和が０ｐｓ／ｎｍ以上となることにより、光伝送路３０を伝送された直後の信号光のパルスは、光伝送路３０に入力された時点よりもシャープになり、受信感度が改善することが期待される。
【００７３】
また、負分散ファイバ３１と正分散ファイバ３３との間に分散シフトファイバ３２が設けられている。これにより、光伝送路３０の途中において累積波長分散の絶対値が許容値を超えて大きくなるのを防ぐことができるとともに、負の累積分散を維持することができる。よって、光伝送路３０によれば、優れた伝送特性を保ちつつ、伝送路長を長くすることが可能である。
【００７４】
図５は、図１の光伝送路１０の他の変形例を示す概略構成図である。光伝送路４０は、負分散ファイバ４１、分散マネジメントファイバ４２、及び正分散ファイバ４３が順に縦列接続されて構成されている。この光伝送路４０は、光伝送システム１の各中継区間において、負分散ファイバ４１が最上流に、正分散ファイバ４３が最下流に位置するように配置される。
【００７５】
負分散ファイバ４１は、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下である。また、分散マネジメントファイバ４２は、上記所定波長において、全分散が０ｐｓ／ｎｍである。また、上記所定波長において、負分散ファイバ４１と正分散ファイバ４３との全分散の和は０ｐｓ／ｎｍ以上である。
【００７６】
上記構成の光伝送路４０によれば、各中継区間の最上流に負分散ファイバ４１が位置するため、信号光のスペクトルと波形とをある程度線形的に制御することができる。また、上記所定波長において、負分散ファイバ４１の分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下と小さいため、広帯域に渡って好適に光伝送をすることができる光伝送路４０が実現されている。
【００７７】
また、光伝送路４０は、負分散ファイバ４１と正分散ファイバ４３とを備えているため、これらの光ファイバ４１，４３の分散値を適宜調整することにより、光伝送路４０全体の累積波長分散の絶対値を小さくすることが可能である。これにより、分散による信号光の波形劣化を充分に抑えることができる。特に、負分散ファイバ４１と正分散ファイバ４３との全分散の和が０ｐｓ／ｎｍ以上となることにより、光伝送路４０を伝送された直後の信号光のパルスは、光伝送路４０に入力された時点よりもシャープになり、受信感度が改善することが期待される。
【００７８】
また、負分散ファイバ４１と正分散ファイバ４３との間に分散マネジメントファイバ４２が設けられている。これにより、光伝送路４０の途中において累積波長分散の絶対値が許容値を超えて大きくなるのを防ぐことができるとともに、負の累積分散を維持することができる。よって、光伝送路４０によれば、優れた伝送特性を保ちつつ、伝送路長を長くすることが可能である。
【００７９】
ここで、負分散ファイバ４１、分散マネジメントファイバ４２、及び正分散ファイバ４３として、それぞれ用いることができる光ファイバの諸元の一例を表４に示す。なお、表中の値は、いずれも波長１５５０ｎｍにおけるものである。また、分散マネジメントファイバ４２は、正分散ファイバと負分散ファイバとを組合わせて作製したものであり、表中の一部においては、（正分散ファイバの諸元）／（負分散ファイバの諸元）という形式で表記している。
【００８０】
【表４】
2004328147.tif 000006
【００８１】
図６は、負分散ファイバ４１、分散マネジメントファイバ４２、及び正分散ファイバ４３として、それぞれ表４に諸元を示す光ファイバを用いた場合において、光伝送路４０の累積分散と入力端からの距離との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は累積分散（ｐｓ／ｎｍ）を表し、横軸は入力端からの距離（ｋｍ）を表す。グラフにおいて、累積分散の値が一定となっている領域が分散マネジメントファイバ４２に対応する。
【００８２】
図７は、図１の光伝送路１０の他の変形例を示す概略構成図である。光伝送路５０は、負分散ファイバ５１、及び正分散ファイバ５２が縦列接続されて構成されている。この光伝送路５０は、光伝送システム１の各中継区間において、負分散ファイバ５１が上流側に、正分散ファイバ５２が下流側に位置するように配置される。
【００８３】
負分散ファイバ５１は、１４５０ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲内の所定波長において、分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、且つ全分散が−５ｐｓ／ｎｍ以下である。また、負分散ファイバ５１と正分散ファイバ５２との長さの和をＬ（ｋｍ）としたとき、Ｌは１０ｋｍ以上であり、上記所定波長において、負分散ファイバ５１と正分散ファイバ５２との全分散の和が、５（ｐｓ／ｎｍ）以上０．５×Ｌ（ｐｓ／ｎｍ）以下である。
【００８４】
上記構成の光伝送路５０によれば、各中継区間の最上流に負分散ファイバ５１が位置するため、信号光のスペクトルと波形とをある程度線形的に制御することができる。また、上記所定波長において、負分散ファイバ５１の分散スロープの絶対値が０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下と小さいため、広帯域に渡って好適に光伝送をすることができる光伝送路５０が実現されている。
【００８５】
また、光伝送路５０は、負分散ファイバ５１と正分散ファイバ５２とを備えているため、これらの光ファイバ５１，５２の分散値を適宜調整することにより、光伝送路５０全体の累積波長分散の絶対値を小さくすることが可能である。これにより、分散による信号光の波形劣化を充分に抑えることができる。実際、光伝送路５０においては、負分散ファイバ５１と正分散ファイバ５２との全分散の和を０．５×Ｌ（ｐｓ／ｎｍ）以下とし、光伝送路５０全体の累積分散を小さく抑えている。さらに、負分散ファイバ５１と正分散ファイバ５２との全分散の和を５（ｐｓ／ｎｍ）以上としているため、光伝送路５０を伝送された直後の信号光のパルスは、光伝送路５０に入力された時点よりもシャープになり、受信感度が改善することが期待される。
【００８６】
図８は、図７の負分散ファイバ５１の一構成例を示す概略構成図である。負分散ファイバ５１は、相異なるＭＦＤを有する２本の負分散ファイバ５１ａ，５１ｂが縦列接続されて構成されている。負分散ファイバ５１ａの一端は、図１の光伝送システム１において送信器６１又は中継器６３の出力端に接続され、また、負分散ファイバ５１ｂの一端は、図７の正分散ファイバ５２の入力端に接続される。
【００８７】
ここで、負分散ファイバ５１ａ，５１ｂのＭＦＤは、それぞれ送信器６１（又は中継器６３）、及び正分散ファイバ５２との接続ロスが許容値以下となるように、所定範囲内の値をもっている。これにより、負分散ファイバ５１の入力端及び出力端において、ともに接続ロスを小さく抑えることができる。なお、負分散ファイバ５１ａ，５１ｂの間に、さらに１又は２以上の負分散ファイバが接続されていてもよい。例えば、負分散ファイバ５１ａ，５１ｂ間に、これらのファイバ５１ａ，５１ｂの中間のＭＦＤをもつ負分散ファイバを挿入することにより、負分散ファイバ５１ａ，５１ｂ間の接続ロスを緩和することができる。
【００８８】
図９は、図７の正分散ファイバ５２の一構成例を示す概略構成図である。正分散ファイバ５２は、相異なるＭＦＤを有する２本の正分散ファイバ５２ａ，５２ｂが縦列接続されて構成されている。正分散ファイバ５２ａの一端は、図７の負分散ファイバ５１の出力端に接続され、また、正分散ファイバ５２ｂの一端は、図１の光伝送システム１において中継器６３又は受信器６２の入力端に接続される。
【００８９】
ここで、正分散ファイバ５２ａ，５２ｂのＭＦＤは、それぞれ負分散ファイバ５１、及び中継器６３（又は受信器６２）との接続ロスが許容値以下となるように、所定範囲内の値をもっている。これにより、正分散ファイバ５２の入力端及び出力端において、ともに接続ロスを小さく抑えることができる。なお、正分散ファイバ５２ａ，５２ｂの間に、さらに１又は２以上の正分散ファイバが接続されていてもよい。例えば、正分散ファイバ５２ａ，５２ｂ間に、これらのファイバ５２ａ，５２ｂの中間のＭＦＤをもつ正分散ファイバを挿入することにより、正分散ファイバ５２ａ，５２ｂ間の接続ロスを緩和することができる。
【００９０】
図１０は、図１の実施形態による光伝送路の効果を確認するための実験に用いた光伝送路を示す概略構成図である。光伝送路８０は、２本の光ファイバ８１，８２が縦列接続されて構成されている。光ファイバ８１，８２は、ともに長さが４０ｋｍである。また、光ファイバ８２の分散値は、光ファイバ８１の分散値と符号が逆で、絶対値が等しい。
【００９１】
実験では、光伝送路８０をＷＤＭ光伝送システムに適用した場合の伝送ペナルティを測定した。すなわち、このシステムにおいては、各中継区間を光伝送路８０によって構成した。また、光ファイバ８１を各中継区間の上流側、光ファイバ８２を各中継区間の下流側に配置した。ここで、信号光の波数（チャネル数）を８、光伝送路８０への信号光の入力パワーを１チャネルあたり−２ｄＢｍ、中継区間数を５とした。また、信号光については、ＮＲＺ波形のものを用い、チャープフリーとした。
【００９２】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、図１０の実験において、伝送ペナルティと光ファイバ８１の分散値との関係を測定した結果を示すグラフである。これらのグラフは、最悪チャネル、すなわち伝送ペナルティが最大となるチャネルにおける伝送ペナルティを示している。グラフの縦軸は伝送ペナルティ（ｄＢ）を表し、横軸は光ファイバ８１の分散値（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）を表す。
【００９３】
図１１（ａ）において、各チャネルのビットレートは１０Ｇｂ／ｓである。また、グラフ中に丸印で示すプロットｐ１及び三角印で示すプロットｐ２は、それぞれチャネル間隔を１００ＧＨｚ及び５０ＧＨｚとして測定した結果を示している。グラフより、上流側の光ファイバ８１が負分散をもつ場合の方が、正分散をもつ場合に比して、伝送ペナルティが低減されることがわかる。
【００９４】
一方、図１１（ｂ）において、各チャネルのビットレートは４０Ｇｂ／ｓである。また、グラフ中に丸印で示すプロットｐ３は、チャネル間隔を１００ＧＨｚとして測定した結果を示している。グラフより、光ファイバ８１が負分散をもつ場合であっても、負分散の絶対値が大き過ぎると、伝送ペナルティが増大してしまうことがわかる（光ファイバ８１の分散値が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍのときのプロットを参照）。これは、光伝送路８０の途中、特に光ファイバ８１の出力端付近において、累積分散の絶対値が許容値を超えて大きくなり過ぎることが原因であると考えられる。
【００９５】
これに対して、光伝送路８０の途中で累積分散の絶対値が大きくなり過ぎるのを防ぐために、図１０において、光ファイバ８１を２分割して、分割された光ファイバ８１の間に光ファイバ８２を挿入した。すなわち、この光伝送路は、入力端から始めの２０ｋｍが光ファイバ８１、次の４０ｋｍが光ファイバ８２、そして出力端までの残りの２０ｋｍが光ファイバ８１で構成されている。この光伝送路において光ファイバ８１の分散値を−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとして伝送ペナルティを測定した結果が、図１１（ｂ）に×印で示すプロットｐ４である。光伝送路が図１０の構成をとる場合に比して、伝送ペナルティが大きく低減したことがわかる。この結果より、２本の負分散ファイバの間に正分散ファイバが挿入された構成の光伝送路は、優れた伝送特性を示すことが判明した。
【００９６】
また、図１０において、光ファイバ８１と光ファイバ８２との間に、全分散が０ｐｓ／ｎｍである分散マネジメントファイバを挿入した。挿入した分散マネジメントファイバの長さは５０ｋｍである。また、光伝送路全体の長さを一定にするため、光ファイバ８１，８２の長さを調整した。すなわち、この光伝送路は、入力端から始めの１５ｋｍが光ファイバ８１、次の５０ｋｍが分散マネジメントファイバ、そして出力端までの残りの１５ｋｍが光ファイバ８２で構成されている。この光伝送路において光ファイバ８１の分散値を−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとして伝送ペナルティを測定した結果が、図１１（ｂ）に四角印で示すプロットｐ５である。光伝送路が図１０の構成をとる場合に比して、伝送ペナルティが大きく低減したことがわかる。この結果より、負分散ファイバ及び正分散ファイバの間に分散マネジメントファイバが挿入された構成の光伝送路は、優れた伝送特性を示すことが判明した。
【００９７】
ところで、図１１（ｂ）のグラフからわかるように、光ファイバ８１の分散値については、負分散であっても望ましい領域が存在する。分散値の絶対値が大き過ぎれば、上述のように累積分散の絶対値が大きくなってしまい、一方、分散値の絶対値が小さ過ぎれば、信号チャネル間の非線形相互作用が増大してしまうからである。特に、数百ｋｍ以上の長距離伝送では、要求される分散値が厳しく、−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから−６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍまでの範囲が望ましい。一方、想定される信号光波長範囲としては、少なくとも１４１０ｎｍ〜１６１０ｎｍの２００ｎｍは、テラビット伝送の実現に向けて必要と考えられる。よって、光ファイバ８１の分散スロープは、０．０３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることが望ましいといえる。
【００９８】
図１２は、２本の光ファイバを互いに接続する場合において、接続ロスと２本の光ファイバのＭＦＤの比との関係を求めた実験結果を示すグラフである。グラフの縦軸は接続ロス（ｄＢ）を表し、横軸は２本の光ファイバのＭＦＤの比を表す。ここでＭＦＤの比は、小さい方のＭＦＤを大きい方のＭＦＤで除したものである。メトロ系、陸上中距離系においては、接続ロスを１ｄＢ以下に抑えることができれば、実用上問題がない。この場合、グラフより、ＭＦＤの比が０．６以上１．０以下であることが必要である。さらに、長距離系においては、接続ロスを０．２ｄＢ以下に抑えることが望ましく、この場合、ＭＦＤの比は０．８以上１．０以下であることが必要である。
【００９９】
図１３は、光ファイバにおける非線形位相シフトと実効断面積との関係を求めた実験結果を示すグラフである。グラフの縦軸は非線形位相シフト（ｒａｄ）を表し、横軸は実効断面積Ａｅｆｆ（μｍ２）を表す。グラフ中の曲線ｃ１〜ｃ３は、それぞれ光ファイバに入力する光のパワーＰｉｎを５ｍＷ、４ｍＷ、３ｍＷとした場合の結果を示している。また、光ファイバの長さを８０ｋｍ、非線形屈折率ｎ２を３．０×１０−２０ｍ２／Ｗ、信号光波長λＳを１５５０ｎｍとした。
【０１００】
非線形位相シフトが１．０ｒａｄ以下であれば、伝送劣化を実用上問題のない程度にまで抑えることができると考えられる。メトロ系のように光増幅器を用いない光伝送システムにおいては、Ｐｉｎは３ｍＷ程度が現状では上限である。この場合、グラフより、Ａｅｆｆが３０μｍ２以上であれば、非線形位相シフトを１．０ｒａｄ以下に抑えることができる。また、陸上系でのＷＤＭ光伝送においては、１チャネルあたりＰｉｎが４ｍＷ以下であることが、システム機器に無理のない動作条件と想定される。この場合、グラフより、Ａｅｆｆが４０μｍ２以上であれば、非線形位相シフトを１．０ｒａｄ以下に抑えることができる。さらに、ロスマージンを考慮してＰｉｎを高くする場合があり、現状では１チャネルあたり最低７ｄＢｍ（約５ｍＷ）まではＰｉｎを高くすることができる。この場合、グラフより、Ａｅｆｆが５０μｍ２以上であれば、非線形位相シフトを１．０ｒａｄ以下に抑えることができる。
【０１０１】
【発明の効果】
広い波長範囲に渡って、信号光の波形劣化を充分に抑えることができる光伝送路及び光伝送システムが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光伝送路及び光伝送システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、負分散ファイバ１１，１３及び正分散ファイバ１２として、それぞれ表１〜表３に諸元を示す光ファイバを用いた場合において、光伝送路１０の累積分散と入力端からの距離との関係を示すグラフである。
【図３】図１の光伝送路１０の一変形例を示す概略構成図である。
【図４】図１の光伝送路１０の他の変形例を示す概略構成図である。
【図５】図１の光伝送路１０の他の変形例を示す概略構成図である。
【図６】負分散ファイバ４１、分散マネジメントファイバ４２、及び正分散ファイバ４３として、それぞれ表４に諸元を示す光ファイバを用いた場合において、光伝送路４０の累積分散と入力端からの距離との関係を示すグラフである。
【図７】図１の光伝送路１０の他の変形例を示す概略構成図である。
【図８】図７の負分散ファイバ５１の一構成例を示す概略構成図である。
【図９】図７の正分散ファイバ５２の一構成例を示す概略構成図である。
【図１０】図１の実施形態による光伝送路の効果を確認するための実験に用いた光伝送路を示す概略構成図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、図１０の実験において、伝送ペナルティと光ファイバ８１の分散値との関係を測定した結果を示すグラフである。
【図１２】２本の光ファイバを互いに接続する場合において、接続ロスと２本の光ファイバのＭＦＤの比との関係を求めた実験結果を示すグラフである。
【図１３】光ファイバにおける非線形位相シフトと実効断面積との関係を求めた実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…光伝送システム、１０，２０，３０，４０，５０…光伝送路、１１，１３，３１，４１，５１…負分散ファイバ、１２，３３，４３，５２…正分散ファイバ、２１，２２，２３…光ファイバ、３２…分散シフトファイバ、４２…分散マネジメントファイバ、６１…送信器、６２…受信器、６３…中継器、６４…光カプラ、６５…励起光源。
【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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【図１３】
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