(57)【要約】【課題】Ｓ−ｂａｎｄを含む広帯域の波長分割多重伝送用に適した分散シフトファイバを提供する。【解決手段】波長１４００ｎｍ〜１７００ｎｍの範囲で分散値が２≦Ｄ≦８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で、且つ、この波長範囲で波長分散が少なくとも１つの極値を持つようにした光ファイバを構成する。これは４層又は５層のコアの屈折率プロファイルの選択により実現される。この光ファイバにより、広帯域伝送が可能となると共に、Ｓ−ｂａｎｄでの分布ラマン増幅が可能となる。分散値２〜８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）はＦＷＭを制御し、又累積分散も制御できるので、分散補償器を必要としない。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長１４００〜１７００ｎｍにおいて、分散値Ｄが２≦Ｄ≦８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）でありかつ、同波長帯域に波長分散が少なくとも１つの極値を持つ光ファイバ。
【請求項２】
波長１３１０ｎｍにおける分散値Ｄが−４≦Ｄ≦４（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）である請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】
ケーブルカットオフ波長が１５５０ｎｍ以下である請求項１および２記載の光ファイバ。
【請求項４】
波長１５５０ｎｍにおける直径２０ｍｍでの曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下である請求項１〜３記載の光ファイバ。
【請求項５】
波長１５５０ｎｍにおいて実効コア断面積が４０μｍ２以上である請求項１〜４記載の光ファイバ。
【請求項６】
波長１５５０ｎｍにおける偏波モード分散ＰＭＤが０．１ｐｓ／√ｋｍ以下である請求項１〜５記載の光ファイバ。
【請求項７】
波長１３１０ｎｍにおける分散値Ｄが−２≦Ｄ≦２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）である請求項１〜６記載の光ファイバ。
【請求項８】
ゼロ分散波長が１３５０ｎｍ以下である請求項１〜７記載の光ファイバ。
【請求項９】
隣り合った層同士で組成の異なる多層のガラス層を持ち、これらのガラス層のうち、屈折率分布の基準となるクラッド層である基準層の内側に複数のコアガラス層が形成されている光ファイバであって、該光ファイバの最も内側に形成されている第１ガラス層、順に外側に向かって第２ガラス層、第３ガラス層、第４ガラス層の前記クラッド層の屈折率との比屈折率差をそれぞれΔ１、Δ２、Δ３、Δ４、とし、クラッド層の比屈折率差を０とすると、Δ１＞Δ３＞Δ４＞０＞Δ２となる請求項１〜８記載の光ファイバ。
【請求項１０】
請求項９に記載した多層構造からなる光ファイバにおいて、最も内側に形成されている第１ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ１が０．３〜０．７％であり、屈折率分布形状を表すα定数が４以上であって、直径１２５μｍのファイバにしたとき、第１ガラス層の直径が７．０〜１０μｍであることを特徴とした請求項１〜８記載の光ファイバ。
【請求項１１】
請求項９に記載した多層構造からなる光ファイバにおいて、内側から２層目に形成されている第２ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ２が−０．６〜−０．２％、１層目の直径に対する２層目の直径が１．２〜１．７倍であり、内側から３層目に形成されている第３ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ３が０．２５〜０．５％、１層目の直径に対する３層目の直径が１．８〜２．２倍であって、かつ内側から４層目に形成されている第４ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ４が０．０５〜０．２％、１層目の直径に対する４層目の直径が２．０〜２．５倍であることを特徴とした請求項１〜８記載の光ファイバ。
【請求項１２】
隣り合った層同士で組成の異なる多層のガラス層を持ち、これらのガラス層のうち、屈折率分布の基準となるクラッド層である基準層の内側に複数のコアガラス層が形成されている光ファイバであって、該光ファイバの最も内側に形成されている第１ガラス層、順に外側に向かって第２ガラス層、第３ガラス層、第４ガラス層、第５ガラス層の前記クラッド層の屈折率との比屈折率差をそれぞれΔ１、Δ２、Δ３、Δ４、Δ５とし、クラッド層の比屈折率差を０とすると、Δ１＞Δ４＞Δ５＞０＞Δ３＞Δ２となる請求項１〜８記載の光ファイバ。
【請求項１３】
請求項１２に記載した多層構造からなる光ファイバにおいて、最も内側に形成されている第１ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ１が０．３〜０．７％であり、屈折率分布形状を表すα定数が４以上であって、直径１２５μｍのファイバにしたとき、第１ガラス層の直径が６．５〜１０μｍであることを特徴とした請求項１〜８記載の光ファイバ。
【請求項１４】
請求項９に記載した多層構造からなる光ファイバにおいて、内側から２層目に形成されている第２ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ２が−０．６〜−０．２％、１層目の直径に対する２層目の直径が１．２〜１．７倍であり、内側から３層目に形成されている第３ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ３が−０．１５〜−０．０５％、１層目の直径に対する３層目の直径が１．８〜２．２倍であり、内側から４層目に形成されている第４ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ４が０．２５〜０．６５％、１層目の直径に対する４層目の直径が２．０〜２．５倍であって、かつ内側から５層目に形成されている第５ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ５が０．０５〜０．５０％、１層目の直径に対する５層目の直径が２．２〜３．０倍であることを特徴とした請求項１〜８記載の光ファイバ。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４のいずれか一つに記載の光ファイバを用いた光伝送路及び、Ｓ−ｂａｎｄ用分布型ラマン増幅器とを含む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、波長分割多重（ＷＤＭ）伝送等の光伝送を広帯域（３００ｎｍ以上）で実現するための光ファイバおよびその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。
【０００２】
【背景技術】
光ファイバ伝送特性は、光ファイバの損失と帯域（分散）特性による。単一モード光ファイバでは伝播モードが単一であり、モード分散がないので、材料分散と構造分散により伝送帯域が決まる。従来型のシングルモード光ファイバでは、これらの分散の和が波長１．３ｍ付近でゼロとなるが、一方光損失は波長１．５μｍ帯で最小となる。そこで全分散がゼロとなる波長をこの波長帯にシフトする１．５μｍ帯ゼロ分散光ファイバ（ＤＳＦ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−Ｓｈｉｆｔｅｄ　Ｆｉｂｅｒ）が提案された。ゼロ分散波長を１．３μｍ帯から１．５μｍ帯にシフトさせるには、材料分散はあまり変えられないので、構造分散の値を変えて全分散をシフトさせる。即ち、コアクラッドの屈折率プロファイルを調整することでゼロ分散を１．５μｍ帯にシフトさせている。
【０００３】
光ファイバの伝送特性は、一般的にこのように波長分散が小さいほど良好であるが、光ファイバにＷＤＭ光を入射した時、波長分散が小さいとファイバ内で四光波混合現象（ＦＷＭ：Ｆｏｕｒ−Ｗａｖｅ　Ｍｉｘｉｎｇ）により不要波が発生し、チャネル間のクロストークの問題が生ずる。この問題点を解決するファイバとして、適度の波長分散値を有する非ゼロ分散シフトファイバ（ＮＺＤＳＦ：Ｎｏｎ−Ｚｅｒｏ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｓｈｉｆｔｅｄ　Ｆｉｂｅｒ）が提案された。
【０００４】
そして、今日のＷＤＭ伝送技術の研究開発の一つとして、伝送帯域の拡大が追求されている。これまでの使用波長帯域は、Ｃ−ｂａｎｄ（１５３０−１５６５ｎｍ）とＬ−ｂａｎｄ（１５６５−１６２５ｎｍ）が中心であり、伝送用光ファイバの特性もこの帯域で最適化されている。近年、Ｓ−ｂａｎｄ（１４６０−１５３０ｎｍ）伝送も考慮した分散スロープ低減型非ゼロＤＳＦ（ＮＺ−ＤＳＦ）が提案されている（特願２００１−１００４２２）。
【０００５】
しかし、分散スロープ低減型のＮＺ−ＤＳＦであっても、ゼロ分散波長により短波長側に制限を受け、累積分散の関係から長波長側に制限を受け、伝送可能な波長帯域は２００ｎｍ程度に限られていた。また、ラマン増幅を考慮した場合、ＮＺ−ＤＳＦのゼロ分散波長がラマン励起帯域を制限することになり、とくにＳ−ｂａｎｄ帯域でのラマン増幅は困難であった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、ＷＤＭ伝送システムにおいてＥ−ｂａｎｄからＵ−ｂａｎｄ迄の波長範囲をカバーできるより広い伝送帯域を可能にする光ファイバを提供することである。又、同時にＳ−ｂａｎｄ帯域での分布ラマン増幅を可能にする光ファイバを提供することを目的とする。更に又、非線形現象が抑制され、曲げ損失の小さいケーブルを同時に実現することを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
本発明に従い光ファイバは波長１４００〜１７００ｎｍ（幅３００ｎｍ）において、分散値Ｄが２≦Ｄ≦８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）でありかつ、同波長帯域に波長分散が極値をもつものである。
【０００８】
具体的光ファイバの構造の１つのタイプは、隣り合った層同士で組成の異なる多層のガラス層を持ち、これらのガラス層のうち、屈折率分布の基準となるクラッド層である基準層の内側に複数のコアガラス層が形成されている光ファイバであって、該光ファイバの最も内側に形成されている第１ガラス層、順に外側に向かって第２ガラス層、第３ガラス層、第４ガラス層の前記クラッド層の屈折率との比屈折率差をそれぞれΔ１、Δ２、Δ３、Δ４、とし、クラッド層の比屈折率差を０とすると、Δ１＞Δ３＞Δ４＞０＞Δ２となっている。
【０００９】
具体的光ファイバ構造の他のタイプは、隣り合った層同士で組成の異なる多層のガラス層を持ち、これらのガラス層のうち、屈折率分布の基準となるクラッド層である基準層の内側に複数のコアガラス層が形成されている光ファイバであって、該光ファイバの最も内側に形成されている第１ガラス層、順に外側に向かって第２ガラス層、第３ガラス層、第４ガラス層、第５ガラス層の前記クラッド層の屈折率との比屈折率差をそれぞれΔ１、Δ２、Δ３、Δ４、Δ５とし、クラッド層の比屈折率差を０とすると、Δ１＞Δ４＞Δ５＞０＞Δ３＞Δ２となっている。しかしながら、本発明の光ファイバの構造はこれらのタイプに限定されるものではない。
【００１０】
本発明の光ファイバのゼロ分散波長が１３５０ｎｍ以下であり、１４００〜１７００ｎｍという広い帯域においてＦＷＭ発生を抑制でき、かつ累積分散を抑制できる分散特性をもつ。これまで提案されていた分散スロープ低減型のＮＺ−ＤＳＦでは、Ｓ、Ｃ、Ｌ−ｂａｎｄ全帯域（１４６０〜１６２５ｎｍ）にわたって伝送可能な分散特性をもっていたが、本発明のＮＺ−ＤＳＦはさらに、長波長側のＵ−ｂａｎｄ（１６２５〜１６７５ｎｍ）全域、短波長側のＥ−ｂａｎｄ（１３６０〜１４６０ｎｍ）のほぼ全域も含めたより広い帯域（１３６５〜１７００ｎｍ）において分散値Ｄが２≦Ｄ≦８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）であり、ＦＷＭ発生を抑制できかつ累積分散を抑制できる分散特性を持つ。
【００１１】
本発明の光ファイバを伝送路として適用したとき、分布型ラマン増幅器と、Ｓ、Ｃ、Ｌ−ｂａｎｄのうち少なくとも一つのバンド帯域の増幅に集中型アンプを併用することで、Ｓ、Ｃ、Ｌ−ｂａｎｄ全帯域（１４６０〜１６２５ｎｍ）のロスを補償できる。伝送路としてのＮＺ−ＤＳＦの分散スロープをゼロにしたことで、ゼロ分散波長が分散スロープ低減型のＮＺ−ＤＳＦのゼロ分散波長に比べてもより一層短波長側にシフトした（１３６０ｎｍ以下；好ましくは１３４０ｎｍ以下）ため、Ｓ−ｂａｎｄ伝送を増幅するためのラマン励起帯域においても、ＦＷＭ発生による干渉を抑制できる。
【００１２】
また、ＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ　Ｄｏｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ＴＤＦＡ（Ｔｈｕｌｉｕｍ　ｄｏｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）や集中型ラマン増幅器を併用するとき、非線形現象による障害を抑制するために、１５５０ｎｍにおける有効コア断面積Ａｅｆｆを４０μｍ２以上（好ましくは４５μｍ２以上）とした。また、少なくともＣ−ｂａｎｄ伝送でシングルモード動作をするために、ケーブルカットオフ波長を１５５０ｎｍ以下とした。ケーブル化をすることを考慮し、波長１５５０ｎｍにおける直径２０ｍｍでの曲げ損失を５ｄＢ／ｍ以下とした。
【００１３】
上述の分散特性の光ファイバからなる伝送路及び該伝送路中に配置されたＳ−ｂａｎｄ用分布ラマン増幅器とからなる光通信システムが構成される。本発明の光ファイバを用いて光通信システムを構成することにより、高品質のＷＤＭ伝送を行うことが可能な優れた光通信システムとが実現される。特にメトロでの通信システムのような、比較的短距離の伝送に適した光ファイバである。
【００１４】
【実施例の説明】
以下に本発明に係る光ファイバの実施形態タイプを図面に基づき説明する。図１、２に本発明の屈折率プロファイルを示す。光ファイバの屈折率分布のプロファイルとしては様々な形態の屈折率プロファイルが可能であるが、本実施形態タイプとして、図１、２に示すような４層構造および５層構造のプロファイルを採用している。
【００１５】
図１で示されるような屈折率プロファイルを持つ光ファイバは、隣り合った層同士で組成の異なる多層（４層）のガラス層（第１ガラス層１、第２ガラス層２、第３ガラス層３、第４ガラス層４、基準層＝クラッド層）からなり、これらのガラス層は同心円状に形成されている。基準層は上記４層のガラス層に対して、屈折率分布の基準となる層であり、ここをクラッド層とする。このクラッド層の内側に第１〜第４の４層のガラス層（コア層）が形成されている。
【００１６】
本実施形態例の４層構造のファイバは、基準層（クラッド層）との比屈折率差を内側の層からそれぞれΔ１、Δ２、Δ３、Δ４としたとき、Δ１＞Δ３＞Δ４＞０＞Δ２となる。また、第１ガラス層１の屈折率分布形状はα乗を呈している。（クラッドのΔを０とする）
【００１７】
図２に本発明のもう一つの屈折率プロファイルを示す。図２で示されるような屈折率分布を持つ光ファイバは、隣り合った層同士で組成の異なる多層（５層）のガラス層（第１〜第５のガラス層１〜５、基準層＝クラッド層）からなり、これらのガラス層は同心円状に形成されている。図１と同様、基準層をクラッド層とし、このクラッド層の内側に第１〜第５の５層のガラス層（コア層）が形成されている。
【００１８】
本実施形態例の５層構造のファイバは、基準層（クラッド層）との比屈折率差を内側の層からそれぞれΔ１、Δ２、Δ３、Δ４、Δ５としたとき、Δ１＞Δ４＞Δ５＞０＞Δ３＞Δ２となる。また、第１ガラス層１の屈折率分布形状はα乗を呈している。（クラッドのΔを０とする）図１のプロファイルと比較すると、クラッド層より屈折率の低い（Δがマイナス符号となる）層が一つ増えた点で異なる。
【００１９】
なお本明細書においては、第１ガラス層１の屈折率をｎ１、第２ガラス層２の屈折率をｎ２、第３ガラス層３の屈折率をｎ３、第４ガラス層の屈折率をｎ４とし、第５ガラス層の屈折率をｎ５とし基準層（クラッド層）の屈折率をｎｃとしたときに、上記各比屈折率差Δ１、Δ２、Δ３、Δ４、Δ５を以下の各式（１）〜（５）式により定義している。
Δ１（％）＝｛（ｎ１２−ｎｃ２）／２×ｎｃ２｝×１００・・・・（１）
Δ２（％）＝｛（ｎ２２−ｎｃ２）／２×ｎｃ２｝×１００・・・・（２）
Δ３（％）＝｛（ｎ３２−ｎｃ２）／２×ｎｃ２｝×１００・・・・（３）
Δ４（％）＝｛（ｎ４２−ｎｃ２）／２×ｎｃ２｝×１００・・・・（４）
Δ５（％）＝｛（ｎ５２−ｎｃ２）／２×ｎｃ２｝×１００・・・・（５）
また、図１、２に示すように、１層目の直径をａ、２層目の直径をｂ、以下順に３、４、５層目の直径をそれぞれｃ、ｄ、ｅとしている。
【００２０】
図１に示した屈折率プロファイルにおいて各比屈折率差Δ１、Δ２、Δ３、Δ４、Δ５、第１ガラス層１の屈折率分布形状α、および各径ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅをパラメータとしてシミュレーションを行い、最適解を求めた。このときの条件として、上記分散特性（波長１４００ｎｍ〜１７００ｎｍにおいて２≦Ｄ≦８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ））を満たし、Ａｅｆｆ（波長１５５０ｎｍで４０μ以上）と曲げ損失値（波長１５５０ｎｍで５ｄＢ／ｍ以下）との関係、さらにカットオフ波長が実際のファイバのケーブルカットオフで１５５０ｎｍ以下になるよう解を本実施形態例の最適プロファイルとした。その設計内容を図３の表１に＃１、＃２及び＃３として示す。
【００２１】
本発明では、波長１４００ｎｍ〜１７００ｎｍにおける分散値Ｄが２≦Ｄ≦８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）で、かつ同波長帯域に波長分散が少なくとも１つの極値を持つ光ファイバで、基本的に分散補償器なしでＷＤＭ伝送を可能とする光ファイバを実現し、さらにＳ−ｂａｎｄ伝送を分布ラマン増幅することも含め、広帯域での増幅が比較的容易にできる。
【００２２】
本発明の光ファイバの特性・構造として波長１３１０ｎｍにおける分散値Ｄが−４≦Ｄ≦４（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、ケーブルカットオフ波長が１５５０ｎｍ以下、波長１５５０ｎｍにおける直径２０ｍｍでの曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下、波長１５５０ｎｍにおいて実効コア断面積が４０μｍ２以上、波長１５５０ｎｍにおける偏波モード分散ＰＭＤが０．１ｐｓ／√ｋｍ以下、波長１３１０ｎｍにおける分散値Ｄが−２≦Ｄ≦２（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、及びゼロ分散波長が１３５０ｎｍ以下であるような値がより好ましいものとして選択される。
【００２３】
図１のタイプの４層構造からなる光ファイバにおいて、一例として最も内側に形成されている第１ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ１が０．３〜０．７％であり、屈折率分布形状を表すα定数が４以上であって、直径１２５μｍのファイバにしたとき、第１ガラス層の直径が７．０〜１０μｍであるよう選択される。
【００２４】
又、図１のタイプの４層構造からなる光ファイバにおいて、一例として内側から２層目に形成されている第２ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ２が−０．６〜−０．２％、１層目の直径に対する２層目の直径が１．２〜１．７倍であり、内側から３層目に形成されている第３ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ３が０．２５〜０．５％、１層目の直径に対する３層目の直径が１．８〜２．２倍であって、かつ内側から４層目に形成されている第４ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ４が０．０５〜０．２％、１層目の直径に対する４層目の直径が２．０〜２．５倍であるよう選択される。
【００２５】
図２のタイプの５層構造からなる光ファイバにおいて、一例として最も内側に形成されている第１ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ１が０．３〜０．７％であり、屈折率分布形状を表すα定数が４以上であって、直径１２５μｍのファイバにしたとき、第１ガラス層の直径が６．５〜１０μｍであるよう選択される。
【００２６】
図２のタイプの多層構造からなる光ファイバにおいて、一例として内側から２層目に形成されている第２ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ２が−０．６〜−０．２％、１層目の直径に対する２層目の直径が１．２〜１．７倍であり、内側から３層目に形成されている第３ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ３が−０．１５〜−０．０５％、１層目の直径に対する３層目の直径が１．８〜２．２倍であり、内側から４層目に形成されている第４ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ４が０．２５〜０．６５％、１層目の直径に対する４層目の直径が２．０〜２．５倍であって、かつ内側から５層目に形成されている第５ガラス層の基準層に対する比屈折率差Δ５が０．０５〜０．５０％、１層目の直径に対する５層目の直径が２．２〜３．０倍である。
【００２７】
本発明の光ファイバを光伝送路として適用したとき、分布型ラマン増幅器と、Ｓ、Ｃ、Ｌ−ｂａｎｄのうち少なくとも一つのバンド帯域の増幅に集中型アンプを併用した光通信システムが構成される。
【００２８】
（実例）
実際の光ファイバを図３の表１に示す内容に沿って作成した。そしてほぼ設計どうりの分散特性等が得られた。＃１と＃２は図２の５層タイプであり、＃３は図１の４層タイプである。表１において、分散は波長１５００ｎｍおよび１５５０ｎｍでの分散値、スロープは波長１５００ｎｍおよび１５５０ｎｍでの分散スロープ、Ａｅｆｆは波長１５００ｎｍおよび１５５０ｎｍでの実効コア断面積、λｃはケーブルカットオフ波長、曲げは波長１５００ｎｍおよび１５５０ｎｍで直径２０ｍｍの曲げ損失、λ０はゼロ分散波長、コア径は図１におけるｄ、または図２におけるｅの径である。図４は波長に対するファイバ＃１、＃２及び＃３の分散特性であるが、図４に示すように、表１のファイバ＃１〜＃３は３つとも波長１４００〜１７００ｎｍでの分散値Ｄは全て２≦Ｄ≦８（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）であり、かつ同波長帯域において波長分散が極値をもつ。（スロープに注目すると、波長１５００ｎｍではプラスの値であるのに対し、波長１５５０ｎｍではマイナスの値となり、この間で分散が極値をもっている）。また、ケーブルカットオフ波長が１．５５μｍ以下、かつ波長１５５０ｎｍで直径２０ｍｍの曲げ損失が５ｄＢ／ｍ以下となった。図４に示すように、ゼロ分散波長λ０が１３５０ｎｍ以下となり、ラマン増幅をできる伝送帯域がＳ−ｂａｎｄまで拡大した。さらに、実行コア断面積Ａｅｆｆ４０μｍ２以上（好ましくは４５μｍ２以上）を維持したことで、従来のＤＳＦ並みの非線形現象抑制が期待できる。
【００２９】
図４は、表１の＃１〜＃３の光ファイバの波長に対する分散曲線を示す。波長分散が指定した帯域において少なくとも１つの極値をもつことから、分散曲線が従来技術の光ファイバ（＃４：分散スロープ低減型ＮＺ−ＤＳＦ−分散スロープ０．０２０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ＠１５５０ｎｍ及び＃５：Ｔｒｕｅ　Ｗａｖｅ（登録商標）ＲＳ−分散スロープ０．０４５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ＠１５５０ｎｍ）のような単調増加あるいは単調減少とはならないため、ＦＷＭを制御でき、且つ累積分散が大きすぎない２〜８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの所望の分散値を満たす波長帯域がより広くなった。（図３参照）ここで、波長１４００〜１７００ｎｍでの分散値は２〜８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、同波長帯域においてＦＷＭ発生を抑制でき、累積分散も抑制できる。従って、同波長帯域においては基本的に分散補償器を要さずに伝送可能となる。これまで提案されているＮＺ−ＤＳＦは、帯域が広いものでも（図３の＃４）Ｓ、Ｃ、Ｌ−ｂａｎｄ（１４６０−１６２５ｎｍ）伝送を考慮したものであったが、本発明のＮＺ−ＤＳＦでは上記３−ｂａｎｄに加えて、さらにＵ−ｂａｎｄ（１６２５−１６７５ｎｍ）、Ｅ−ｂａｎｄ（１３６０−１４６０ｎｍ）での伝送も可能となる分散特性をもつ。現時点でＵ−ｂａｎｄ伝送を制限するのは、主にこの波長帯域におけるロス増の問題（曲げ損失、赤外吸収）であり、Ｅ−ｂａｎｄ伝送を制限するのは主に波長１３８５ｎｍ付近に現れるＯＨ基ロスの問題である。この二つの問題を解決すれば、本発明のＮＺ−ＤＳＦはＵ、Ｅ−ｂａｎｄ伝送が可能な分散特性をもつ。（Ｕ−ｂａｎｄにおいても基本的には分散補償器が不要）また、分散曲線が比較的フラットであることも本発明の特徴である。特に図４の＃３の分散特性においては、Ｓ、Ｃ、Ｌ−ｂａｎｄ（１４６０〜１６２５ｎｍ）における分散の差が１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（０．７以下）となり、広い帯域において分散が非常にフラットであるといえる。
【００３０】
同ファイバを伝送路として用いたシステムに分布ラマン増幅を適用することを考慮しても、Ｓ−ｂａｎｄ伝送のラマン励起帯域の最短波長である１３５０〜１３６０ｎｍでの分散値は２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上となり、ＦＷＭ発生を回避できる分散特性である。即ち、Ｓ−ｂａｎｄの最短波長１４６０ｎｍを励起するラマン増幅のポンプ光信号の帯域は１３５０〜１３６０ｎｍであるが、本ファイバのこの帯域で適度の分散２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程を有し、ポンプ光信号間のＦＷＭを制御することができ、Ｓ−ｂａｎｄのラマン増幅が可能となる。Ｃ、Ｌ−ｂａｎｄ伝送のラマン励起帯域の分散値はいうまでもなく２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であるからこれらの図３の＃１〜＃３のＮＺ−ＤＳＦは、Ｓ、Ｃ、Ｌ−ｂａｎｄでの伝送において分布ラマン増幅が可能な分散特性となった。
【００３１】
本発明の光ファイバは、Ｓ、Ｃ、Ｌ−ｂａｎｄ全ての帯域で分布ラマン増幅が可能となる分散特性を持つことが示された。しかし、Ｓ、Ｃ、Ｌ−ｂａｎｄ全てを一括でラマン増幅することは伝送帯域と励起帯域が重なってしまうため困難である。この問題を解決するために例えばＳとＣ−ｂａｎｄに分布ラマン増幅器、Ｌ−ｂａｎｄに集中ラマン増幅器あるいはＥＤＦＡを併用することで全ての帯域をカバーできる。
【００３２】
本発明の光ファイバを伝送路として用いて光通信システム構成を図５Ａと図５Ｂに示す。図５Ａの構成は、Ｓ−ｂａｎｄに分布ラマン増幅器、Ｃ−ｂａｎｄ及びＬ−ｂａｎｄにＥＤＦＡまたは集中ラマン増幅器を用いた例である。伝送帯域をＳ，Ｃ，Ｌ−ｂａｎｄ（１４６０ｎｍ〜１６２５ｎｍ）とすると、そのラマン励起帯域は１３６０ｎｍ〜１５２５ｎｍである。本発明の光ファイバはラマン励起帯域で２〜７（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）の分散値を有し、ＦＷＭを制御できるのでＳ−ｂａｎｄを含む全ての伝送帯域について分布ラマン増幅が可能である。図５Ｂの構成は、Ｓ−ｂａｎｄ及びＣ−ｂａｎｄに分布ラマン増幅器を用い、Ｌ−ｂａｎｄにＥＤＦＡ又は集中ラマン増幅器を用いた例である。
【００３３】
図５Ａにおいて、分波器５０１により光信号からＣ−ｂａｎｄ信号とＬ−ｂａｎｄ信号が分離され、それぞれＥＤＦＡのような集中型光増幅で増幅される。合波器５０４において増幅されたＣ−ｂａｎｄ信号とＬ−ｂａｎｄ信号は増幅器をバイパスした他の信号と合体される。ＮＳ−ＤＳＦファイバ５０５、Ｓ−ｂａｎｄラマン増幅用励起光源５０６Ａ及び分波器から分布ラマン増幅器が構成され、Ｓ−ｂａｎｄ信号がラマン増幅される。分波器５０８、Ｓ−ｂａｎｄ用ＤＣＦ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　Ｆｉｂｅｒ：分散保証ファイバ）５０９と損失補償用光増幅器５１２、Ｃ−ｂａｎｄ用ＤＣＦ５１０と損失補償用光増幅器５１３、Ｌ−ｂａｎｄ用ＤＣＦ５１１と損失補償用光増幅器５１４；及び合波器５１５からなる分散補償部により、増幅された光信号における累積分散を補償している。
【００３４】
図５Ｂに於いて、図５Ａと同じ構成については同じ符号が付されている。Ｃ−ｂａｎｄとＳ−ｂａｎｄラマン増幅用励起光源５０６Ｂが設けられている。
【００３５】
図５Ａ、図５Ｂは分散補償部を示しているが、本発明の分散特性を有する光ファイバは累積分散が小さいから、短距離の光ファイバ伝送ラインの場合は分散補償部は不要である。その場合の図５Ａの構成を変形した通信システム構成を図５Ｃに示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ構造の１つのタイプ（４層コア）の屈折率プロファイルを示す図である。
【図２】本発明の光ファイバの他のタイプ（５層コア）屈折率プロファイルを示す図である。
【図３】本発明の試作された光ファイバ＃１、＃２、及び＃３の特性を示す表である。
【図４】本発明の光ファイバ＃１、＃２及び＃３の波長に対する分散特性を示す図である。
【図５Ａ】本発明の光ファイバを用いて構成したＷＤＭ伝送システムの例の１を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の光ファイバを用いて構成したＷＤＭ伝送システムの例の２を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の光ファイバを用いて構成したＷＤＭ伝送システムの例の３を示す図である。
【符号の説明】
１〜５　　　　　　　　　コア
５０１，５０７，５０８　分波器
５０２，５０３　　　　　集中型光増幅器
５０４，５１５　　　　　合波器
５０５　　　　　　　　　ＮＺ−ＤＳＦ
５０６Ａ，５０６Ｂ　　　ラマン増幅用励起光源
５０９，５１０，５１１　ＤＣＦ
５１２，５１３，５１４　損失補償用光増幅器
【図１】
2004054151.tif 000003
【図２】
2004054151.tif 000004
【図３】
2004054151.tif 000005
【図４】
2004054151.tif 000006
【図５Ａ】
2004054151.tif 000007
【図５Ｂ】
2004054151.tif 000008
【図５Ｃ】
2004054151.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成14年7月29日(2002.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５Ａ】
2004054151.tif 000010
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５Ｂ】
2004054151.tif 000011
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５Ｃ】
2004054151.tif 000012