(57)【要約】【課題】１５７０ｎｍ〜１６２０ｎｍ帯（Ｌ−ｂａｎｄ）において高速ＷＤＭ伝送が可能な分散マネ−ジメント光伝送路を提供すること。【解決手段】１５７０〜１６２０ｎｍの帯域で正分散及び正分散スロープを有する少なくとも１つの正分散ファイバと、同波長帯域で負分散及び負分散スロープを有する少なくとも１つの負分散ファイバを含む分散マネージメント光伝送路であって、前記正分散ファイバの１６２０ｎｍにおける分散値が５〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであることを特徴とする。【選択図】　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１５７０〜１６２０ｎｍの帯域で正分散及び正分散スロープを有する少なくとも１つの正分散ファイバと、同波長帯域で負分散及び負分散スロープを有する少なくとも１つの負分散ファイバを含む分散マネージメント光伝送路であって、前記正分散ファイバの１６２０ｎｍにおける分散値が５〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであることを特徴とする分散マネ−ジメント光伝送路。
【請求項２】
前記負分散ファイバの１６２０ｎｍにおける最大分散値の絶対値が５〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであることを特徴とする請求項１に記載の分散マネ−ジメント光伝送路。
【請求項３】
前記正分散ファイバの１５７０〜１６２０ｎｍの帯域における伝送損失が０．３０ｄＢ／ｋｍ以下、前記負分散ファイバの同帯域における伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の分散マネ−ジメント光伝送路。
【請求項４】
前記正分散ファイバの１５９０ｎｍにおける分散スロープが０．１００ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、前記負分散ファイバ１５９０ｎｍにおける分散スロープが−０．０２ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であり、トータル線路の分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の分散マネ−ジメント光伝送路。
【請求項５】
前記正分散ファイバの１５９０ｎｍにおけるＡｅｆｆが６０μｍ２以上、前記負分散ファイバの１５９０ｎｍにおけるＡｅｆｆが２０μｍ２以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の分散マネ−ジメント光伝送路。
【請求項６】
前記正分散ファイバおよび負分散ファイバのカットオフ波長（λｃ）が１５５０ｎｍ以下であり、１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍφでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の分散マネ−ジメント光伝送路。
【請求項７】
前記正分散ファイバおよび負分散ファイバの偏波モード分散（ＰＭＤ）が０．２ｐｓ／ｋｍ１／２ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の分散マネ−ジメント光伝送路。
【請求項８】
前記正分散ファイバが、単峰型、階段型構造、およびセグメントコア型構造のいずれかの屈折率プロファイルを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の分散マネ−ジメント光伝送路。
【請求項９】
前記負分散ファイバが、Ｗ＋セグメントコア型屈折率プロファイルを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の分散マネ−ジメント光伝送路。
【請求項１０】
前記負分散ファイバをラマン増幅媒体として用いていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の分散マネ−ジメント光伝送路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＷＤＭ伝送路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）を１．５５μｍ伝送で用いるために、モジュール型の短尺で用いる分散補償ファイバが盛んに検討されている。例えば、センターコアの屈折率を高くして負の大きな分散を稼ぐことで、２００程度の高性能指数（ＦＯＭ：Ｆｉｇｕｒｅ　ｏｆ　Ｍｅｒｉｔ：＝分散（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）／損失（ｄＢ／ｋｍ）を有する分散補償ファイバ（ＤＣＦ）も開発されている。
【０００３】
また、分散スロープも同時に補償するスロープ補償型分散補償ファイバ（ＤＦＣＦ）では、ＦＯＭのみならず、補償率の制御も不可欠である。例えば、単峰型屈折率プロファイルを有するＤＣＦは、正の分散スロープを有している。そのため、単峰型のＤＣＦをＳＭＦと接続した場合には、一波長での分散は補償されるが、分散スロープはさらに増大し、ＷＤＭ伝送には適さない。
【０００４】
一方、Ｗ型のような多重クラッド型の屈折率プロファイルを有するファイバは、分散及び分散スロープを相殺するように設計されており、ＷＤＭ伝送に適したファイバとして注目されている。ここで、通常、ＳＭＦとＤＣＦを接続したときの分散補償性能は、次の補償率で表現される。
【０００５】
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この式（１）で、補償率が１００％に近いほど、広帯域零分散が可能となる。特開平８−１３６７５８号公報では、このモジュール型ＤＣＦの最適設計が提案されている。
【０００６】
しかし、このように短尺化を目指してきたモジュール型ＤＣＦは、現在、敷設されている通常のＳＭＦのみに有効で、それ自体だけでは、新しいファイバ線路にはならない。また、従来、ＤＣＦは、なるべく短い長さで従来のＳＭＦを補償しようとしているため、一般的に、センタコアの比屈折率差（Δ１）が大きくなってしまっている。そのため、非常に非線形現象を生じ易くなっており、伝送損失やＰＭＤも大きくなりやすい。
【０００７】
そこで、最近では、ＥＣＯＣ‘９７Ｖ０ｌ．１Ｐ１２７にあるようなＳＭＦと逆分散特性を有するＲＤＦと呼ばれる線路型の分散補償ファイバが、低非線形の分散及び分散スロープ補償ファイバとして盛んに検討されている。
【０００８】
このＳＭＦ＋ＲＤＦを用いて、１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯（Ｃ−ｂａｎｄ）だけでなく、１５７０ｎｍ〜１６２０ｎｍ帯（Ｌ−ｂａｎｄ）を伝送しようという試みが、盛んになされている。また、このＳＭＦ＋ＲＤＦを用いた、１０Ｇｂ／ｓベースの長距離伝送実験が盛んに行われ、報告されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のＳＭＦ＋ＲＤＦは、１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯（Ｃ−ｂａｎｄ）でさえ、分散値が１４〜２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであるので、Ｌ−ｂａｎｄでの分散絶対値は１８〜２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと非常に大きくなってしまう。トータルでの分散が零に抑制されていても、局所の分散絶対値が大きいと、高速伝送時には大きな障害となる。例として、ＳＭＦと従来型ＲＤＦを接続した線路の分散特性の概念図を図５に示す。
【００１０】
ＳＭＦと従来型ＲＤＦを接続した線路では、図５の概念図に示されるように、Ｃ−Ｂａｎｄで１４〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の分散特性を有している。しかし、これでは、Ｌ−　ｂａｎｄ　の最長波長域である１６２０ｎｍはもちろんのこと、場合によってはＬ−　ｂａｎｄ全帯域にわたって２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上になってしまう。トータル線路での分散が零近辺にマネージされているとはいえ、大きな累積分散があると、高速伝送は難しくなる。
【００１１】
分散値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの時でさえ、４０ｋｍ伝送時には、正分散ファイバと負分散ファイバの長さが等しいとすると、最大で４００ｐｓ／ｎｍの累積分散を生じるので、４０Ｇｂ／ｓ伝送は難しくなるが、これ以上大きい分散を生じているＬ−Ｂａｎｄでは、例えば、４０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝送が不可能になってしまう。しかし、Ｌ−Ｂａｎｄで累積分散を抑制するための分散マネージメント線路は、今まで提案されてこなかった。
【００１２】
本発明は、以上のような事情の下になされ、１５７０ｎｍ〜１６２０ｎｍ帯（Ｌ−ｂａｎｄ）において高速ＷＤＭ伝送が可能な分散マネ−ジメント光伝送路を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、１５７０〜１６２０ｎｍの帯域で正分散及び正分散スロープを有する少なくとも１つの正分散ファイバと、同波長帯域で負分散及び負分散スロープを有する少なくとも１つの負分散ファイバを含む分散マネージメント光伝送路であって、前記正分散ファイバの１６２０ｎｍにおける分散値が５〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであることを特徴とする分散マネ−ジメント光伝送路を提供する。
【００１４】
本発明の分散マネ−ジメント光伝送路において、正分散ファイバの１６２０ｎｍにおける分散値は、５〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。正分散ファイバの１６２０ｎｍにおける分散値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ未満では、四光波混合（以下；ＦＷＭ）が発生し、２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍを越えると、Ｌ−Ｂａｎｄ帯域での高速伝送への対応が困難となる。
【００１５】
以上のように構成される本発明の分散マネ−ジメント光伝送路によると、ＦＷＭを生ずることなく、Ｌ−Ｂａｎｄ帯域での高速ＷＤＭ伝送が可能である。
【００１６】
本発明の分散マネ−ジメント光伝送路の望ましい構成として、以下のものを挙げることが出来る。
（１）負分散ファイバの１６２０ｎｍにおける最大分散値の絶対値が５〜２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであること。
（２）正分散ファイバの１５７０〜１６２０ｎｍの帯域における伝送損失が０．３０ｄＢ／ｋｍ以下、負分散ファイバの同帯域における伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であること。
【００１７】
（３）正分散ファイバの１５９０ｎｍにおける分散スロープが０．１００ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、負分散ファイバ１５９０ｎｍにおける分散スロープが−０．０２ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であり、トータル線路の分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であること。
（４）正分散ファイバの１５９０ｎｍにおけるＡｅｆｆが６０μｍ２以上、負分散ファイバの１５９０ｎｍにおけるＡｅｆｆが２０μｍ２以上であること。
【００１８】
（５）正分散ファイバおよび負分散ファイバのカットオフ波長（λｃ）が１５５０ｎｍ以下であり、１５９０ｎｍにおける直径２０ｍｍφでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下であること。
（６）正分散ファイバおよび負分散ファイバのＰＭＤが０．２ｐｓ／ｋｍ１／２以下であること。
【００１９】
（７）正分散ファイバが、単峰型、階段型構造、およびセグメントコア型構造のいずれかの屈折率プロファイルを有すること。
（８）負分散ファイバが、Ｗ＋セグメントコア型屈折率プロファイルを有すること。
（９）負分散ファイバをラマン増幅媒体として用いていること。
【００２０】
以下、本発明の分散マネージメント光伝送路について、より詳細に説明する。
【００２１】
本発明は、Ｌ−Ｂａｎｄの最長波長である１６２０ｎｍの局所分散が、２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である分散マネージメント光伝送路を提供する。ただし、零分散付近で顕著に見られる四光波混合（以下；ＦＷＭ）の発生を抑制するため、分散絶対値は５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上でなければならない。
【００２２】
少なくとも正分散ファイバ、より好ましくは、正負両方のファイバが、このような分散特性を有していることが望ましい。そうすることで、累積分散による信号波形の歪みを抑制することができ、Ｌ−ｂａｎｄ帯域での高速伝送への対応が可能となる。
【００２３】
本発明に係る分散マネージメント光伝送路の分散特性の概念図を図６に示す。図６から、Ｌ−ｂａｎｄ（１５７０〜１６２０ｎｍ）帯域で、２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散を有する正分散ファイバ（以下、Ｌ−ＰＤＦ）と絶対値で２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散を有する負分散ファイバ（以下、Ｌ−ＮＤＦ）を用いれば、Ｌ−ｂａｎｄでの高速伝送に対応することが可能になることがわかる。ただし、分散があまりにも小さいと、ＦＷＭ現象が起きてしまうので、分散は５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であることが望ましい。
【００２４】
４０ｋｍスパンを仮定した場合の、従来型のＮＺ−ＤＳＦ、ＳＭＦ＋ＤＣＦ（Ｌ−ｂａｎｄ伝送用）、ＳＭＦ＋ＲＤＦ（Ｌ−ｂａｎｄ伝送用）、および本発明に係るＬ−ＰＤＦ＋Ｌ−ＮＤＦの１５９０ｎｍ（Ｌ−ｂａｎｄ中心波長付近）での累積分散特性を図７に示す。なお、それぞれのファイバの波長１５９０ｎｍでの分散値は、次の通りである。
【００２５】
ＳＭＦ：２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
ＤＣＦ：−１０５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
ＲＤＦ：−２１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
Ｌ−ＰＤＦ：１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
Ｌ−ＮＤＦ：−１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
ＮＺ−ＤＳＦ：７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ
図７から、本発明に係るＬ−ＰＤＦ＋Ｌ−ＮＤＦは、最大の累積分散値が、１５９０ｎｍにおいて、ＳＭＦ＋ＤＣＦやＳＭＦ＋ＲＤＦに比べて、抑制されていることが分かる。これにより、本発明に係る線路を用いることで、Ｌ−　ｂａｎｄ帯域でのさらなる高速伝送への対応が可能であることが分かる。
【００２６】
ＮＺ−ＤＳＦと比べた場合には、累積分散は多少大きくなるが、ＮＺ−ＤＳＦの場合は、分散スロープが０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上と大きいことや、Ｃ−ｂａｎｄでの分散値が５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下なので、ＦＷＭ現象が生じるという点で問題がある。
【００２７】
ただし、Ｌ−ｂａｎｄでの局所分散とＦＷＭによる波形の劣化を抑制しても、伝送損失が大きくては、Ｌ−ｂａｎｄ帯域での伝送は不可能になる。一般的に、光ファイバは長波長域で伝送損失が増大する傾向にある。よって、Ｌ−ｂａｎｄ帯域（１５７０−１６２０ｎｍ）において、正分散ファイバの伝送損失が０．３０ｄＢ／ｋｍ以下、負分散ファイバの伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍ以下であることが望ましい。
【００２８】
正分散ファイバおよび負分散ファイバの伝送損失をこのように規定することにより、線路の伝送損失は０．３２５ｄＢ／ｋｍ以下になるため、４０ｋｍ線路を仮定した場合のトータル線路の損失は、１３ｄＢとなり、Ｌ−　ｂａｎｄ用のＥＤＦＡを用いることで、十分対応可能な損失となる。もちろん、伝送損失が低ければ低いほど、より好ましいのは言うまでもない。
【００２９】
仮に、上記のように、累積分散特性と伝送損失特性を最適化することで、高速伝送が可能になるが、トータルでの分散スロープが大きい場合は、分散により波形歪みを生じてしまい、広帯域でのＷＤＭ伝送が不可能となる。よって、トータルでの分散スロープが少なくとも従来型のＮＺ−ＤＳＦよりは抑制されていることが望ましい。
【００３０】
従来型ＮＺ−ＤＳＦの分散スロープは０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上と大きいため、トータルで０．０４ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下の分散スロープを有していることが望ましい。そのためには、Ｌ−ＰＤＦの分散スロープが０．１００ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下、Ｌ−ＮＤＦの分散スロープが−０．０２０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以下であることが望ましい。
【００３１】
一般的に、負分散ファイバは、正分散ファイバに比べて非線形性が高い。光ファイバの非線形現象は、光のパワーが強いところで非常に顕著なので、線路で光増幅器の後により低非線形なファイバである正分散ファイバ、その後、光が弱まったところにより高非線形なファイバである負分散ファイバという順番が有効であると考えられる。もちろん、この系は、１スパンが正分散ファイバと負分散ファイバの２ファイバで構成される単純なものだけでなく、例えば、双方向通信を考慮して、Ｌ−ＰＤＦ＋Ｌ−ＮＤＦ＋Ｌ−ＰＤＦのような形で構成されるものでも構わない。
【００３２】
いずれにせよ、高い光パワーが正分散ファイバに入射されることが予想されるので、Ｌ−ＰＤＦのＡｅｆｆは、従来型のＮＺ−ＤＳＦ（Ａｅｆｆ：５０〜６０μｍ２程度）よりも大きな６０μｍ２以上であることが望ましい。また、後段のＬ−ＮＤＦのＡｅｆｆも、従来型のＤＣＦ（Ａｅｆｆ：１５〜２０μｍ２程度）よりも大きな２０μｍ２以上であることが望ましい。
【００３３】
更に、ケ−ブルカットオフ波長λｃｃが信号光波長よりも長波長側にあると、伝搬する光がＳＭ条件を満たさなくなるので、λｃｃは少なくとも１５５０ｎｍ以下であることが望ましい。更にまた、曲げ損失が大きい場合には、ケーブル化時の伝送損失増など、深刻な問題を引き起こすので、１５９０ｎｍの２０ｍｍφでの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以下であることが望ましい。そうすることで、ケーブル化の際の構造による損失の増加を抑制することが可能である。
【００３４】
また、高速伝送時には、偏波モード分散（ＰＭＤ）の値も非常に重要である。ＰＭＤの値が大きいと、偏波分散による波形歪みが顕著になるためである。高速伝送においては、その影響がより一層顕著になる。そこで、ＰＭＤが０．２ｐｓ／ｋｍ１／２以下であることが望ましい。もちろん、このＰＭＤの値も小さければ小さいほど望ましいことは言うまでもない。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態では、まず、上述した特性を満たす正分散ファイバのプロファイル設計に関して説明する。
【００３６】
従来のＳＭＦは、図１に示すような１層構造のコア１を有している。このような１層構造のコア１をベースに、分散の抑制を検討した。図８に、コア１のクラッド２に対する比屈折率差Δ１とαを変化させた場合の、１５９０ｎｍでの分散とＡｅｆｆの変化のグラフを示す。ただし、λｃｃを１５５０ｎｍに設定した。図８に示すように、□で示した範囲内で６０μｍ２以上のＡｅｆｆを維持しながら、２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散値を達成できることが分かった。
【００３７】
上記のように、１層構造のコア１を用いることで、１６２０ｎｍにおける分散値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑えることが可能であることが分かった。最適化された屈折率プロファイルの例（＃０１、＃０２、＃０３）を、典型的なＳＭＦ（Δ１＝０．４０％、α＝８、コア径＝１０．０μｍ）の例（典１）と併せて下記表１に示す。ただし、Ａｅｆｆの拡大を達成するため、λｃは１５００ｎｍ付近と大きめの値に設定した。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
上記表１から、典型的なＳＭＦでは、Ｌ−　ｂａｎｄの中心波長帯である１５９０ｎｍでは２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散を達成しているが、Ｌ−　ｂａｎｄの最長波長域１６２０ｎｍでは、分散値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍを越えていることが分かる。これに対し、試料＃０１〜＃０３の最適化された単峰型の屈折率プロファイルを有するファイバでは、Ａｅｆｆを６０μｍ２以上に保ちながら、１６２０ｎｍにおける分散が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑えられていることが分かる。よって、このような単峰型の構造が有効である。
【００４０】
しかしながら、１６２０ｎｍの分散値は２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑えられているが、Ａｅｆｆは６０〜６５μｍ２程度と十分な値とは言えない。そこで、図２に示すような、典型的なＳＭＦにサイドコア層２を付加した階段型の屈折率プロファイルを採用した場合に、分散値とＡｅｆｆがどのように変化するかを調べた。
【００４１】
その結果を下記表２に示す。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
上記表２に示すように、典型的なＳＭＦにサイドコア層３を付加した階段型の屈折率プロファイとすることで、分散を抑制することが可能である。サイドコア層２のクラッド２に対する比屈折率差Δ２を大きくしていくと、分散は小さくなっていくが、ある一定量を超えると、逆に分散が大きくなってしまう。例えば、＃０１〜＃０３を比較してみると、Δ２が０．０５％から０．１０％に変化すると、１５９０ｎｍにおける分散値は１８．６１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから１８．４５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍへと減少するが、Δ２が０．１５％になると、１８．５８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと逆に増加してしまう。
【００４４】
このことから、Δ２が０．１０％付近が分散の最小値付近であることがわかる。例えば、＃０５や＃０６のようなファイバでは、Ａｅｆｆを８５μｍ２程度に拡大しながら、１６２０ｎｍにおける分散値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑制することに成功している。
【００４５】
サイドコア層３の幅を広くすることや適切な△２にすることは、分散の抑制やＡｅｆｆ拡大の点から、大きな効果がある。しかし、上記表２からも明らかなように、それらの効果が得られる代わりに、曲げ損失や分散スロープ劣化のトレードオフがある。よって、曲げ損失や分散スロープが損なわれない範囲で、最適値を選ぶことが重要である。
【００４６】
上述の屈折率プロファイル範囲で、１６２０ｎｍ（Ｌ−　ｂａｎｄ最長波長）における分散値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑制しながら、Ａｅｆｆを８０μｍ２以上に拡大することも可能であることが確認できた。また、Ａｅｆｆを９０μｍ２以上に拡大できることも分かったが、その場合は、２０ｍｍφの曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ付近の大きめの値になり、好ましくないことが分かった。屈折率プロファイルは若干複雑になってしまうものの、Ａｅｆｆを８０μｍ２以上に出来るので、この屈折率プロファイルを用いることは、非常に有効な手段である。
【００４７】
しかし、階段型構造を用いた場合も、１６２０ｎｍでの分散は、やっと２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下になる程度であり、まだ、分散値の抑制が十分でない可能性がある。
【００４８】
そこで、図３に示すようなセグメントコア型屈折率プロファイルのファイバを用いて、６０μｍ２以上のＡｅｆｆを得ながら、１６２０ｎｍの分散をさらに抑制可能かどうか検討した。センターコア１のΔ１を０．４％、センターコア径（２ａ）に対するセグメントコアの径（２ｃ）の倍率（ｃ／ａ）を２倍にして、各セグメントコア層４のクラッド２に対する比屈折率差Δ３に対して、サイドコア径（２ｂ）の２ａに対する倍率（Ｒａ）（概念的には、２倍の階段層のうち、Δをシリカレベルに戻す幅）を変化させた場合の特性の変化を図９に示す。図９（ａ）のうち、（ａ）は分散値の変化を、（ｂ）はＡｅｆｆの変化をそれぞれ示す。
【００４９】
図９（ａ）に示すように、分散値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍを大きく下回るＲａ２の範囲が存在する。その範囲で、Ａｅｆｆがなるべく大きいところを選択する必要があるが、曲げ損失が増大しないような範囲を選ぶことが重要である。このような範囲を選択し、最適化した特性例を下記表３に示す。
【００５０】
【表３】
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【００５１】
上記表３に示すように、セグメントコア型屈折率プロファイルのファイバは、階段型屈折率プロファイルのファイバと比べて、比較的小さい曲げ損失と抑制された分散値を得ることが可能であることが分かる。即ち、１６２０ｎｍにおける分散値は、小さいものでは１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度まで抑制されている。これは、通常、ＳＭＦの１５５０ｎｍにおける分散値に相当し、Ｌ−　ｂａｎｄでの累積分散を大きく抑制していることが分かる。更に、Ａｅｆｆも６０μｍ２から大きいものでは８０μｍ２と拡大されている。よって、このような構造が、Ｌ−　ｂａｎｄ　の分散抑制に有効であることが分かる。
【００５２】
最後に、上記のような構造のΔ２を変化させて、分散を更に抑制することが可能かどうかを検討した。下記表４に、上記表３の試料０４についての結果を例にして、Δ２を変化させた場合の特性の変化を示す。
【００５３】
【表４】
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【００５４】
上記表４から、Δ２は、１６２０ｎｍにおける分散値でみると−０．０５％が、１５９０ｎｍにおける分散値や曲げ損失でみると−０．１５％が、１５９０ｎｍにおけるＡｅｆｆでみると＋０．１０％が最も有利であることが分かる。システムの要求に応じて、上記のようにΔ２の値を調整することが可能である。
【００５５】
以上のような観点から、１層構造、２層構造、３層構造の屈折率プロファイルを最適化することで、Ｌ−ＰＤＦとして非常に良好な特性が得られることが分かった。１６２０ｎｍにおける分散値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑制しつつ、Ａｅｆｆを６０μｍ２以上に拡大することも可能であることが分かった。例えば、このようなプロファイル構造を有する光ファイバを用いることにより、本発明に係る伝送路の特性を達成することが可能である。
【００５６】
負分散ファイバは、１６２０ｎｍにおける分散絶対値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍを越えるものでもよいが、分散値の抑制という観点からは、負分散ファイバの分散絶対値も、２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑制されている方が好ましい。よって、Ｌ−ＮＤＦに関しても同様に検討した。一般的に、Δ１と分散値との間には大きな相関がある。従来から検討されているＷ型ＤＣＦ（ＲＤＦ）のΔ１と分散値との関係を図１０に示す。なお、典型的なＷ型ＤＣＦを仮定し、分散スロープがＳＭＦをほぼ完全に補償するものを想定している。
【００５７】
図１０に示すように、従来型のＤＣＦ（ＲＤＦ）においては、Δ１の値を小さくしていくことで、分散絶対値を小さくしていくことが可能である。しかし、従来、１５５０ｎｍにおける分散値を小さくしていく検討はなされているが、Ｌ−Ｂａｎｄ帯における分散絶対値を抑制する検討はなされていなかった。ここで、負分散ファイバの１６２０ｎｍにおける分散絶対値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下にすることで、Ｌ−Ｂａｎｄ帯における分散の抑制を検討する。
【００５８】
前述のように、一般的にΔ１を下げることにより分散抑制の効果が発揮されるのであるが、単にΔ１を下げるだけでは、曲げ損失の増大を招いてしまう。従来のＷ型屈折率プロファイルのファイバで、１６２０ｎｍにおける分散値を−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ（分散絶対値を２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）にすると、Δ１が１０％以下に下がり、曲げ損失が２０ｄＢ／ｍ以上に大きくなってしまう。高補償率を維持しながら、分散値と曲げ損失を抑制するためには、図４に示すように、Ｗ型の外側に、セグメントコア層５を付加した屈折率プロファイルとすることが効果的である。
【００５９】
下記表５に、Ｗ型の外側にセグメントコア層５を付加した屈折率プロファイルの最適化の例を示す。
【００６０】
【表５】
2004054047.tif 000008
【００６１】
負分散ファイバにおいては、Δ１を０．７０〜０．７５％に設定した上記のような屈折率プロファイルで、１６２０ｎｍにおける分散を−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上（絶対値で２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）にすることも可能であることが分かった。このような屈折率プロファイルを有するＬ−ＮＤＦは、分散スロープ補償率も高く、Ｌ−ＰＤＦと接続したときに、Ｌ−　ｂａｎｄの広帯域で、低分散特性を期待することが出来る。
【００６２】
なお、上述したように、Ｌ−ＮＤＦのＡｅｆｆは３０μｍ２以上であり、従来のファイバに比べると、かなり拡大していることが分かる。しかしながら、Ｌ−ＰＤＦのＡｅｆｆと比べると、かなり非線形性が大きいのが実状である。しかし、そのことを利用して、Ｌ−ＮＤＦに入射光を入れることで、このＬ−ＮＤＦをラマン増幅媒体として利用することも考えられる。
【００６３】
以上のように、本発明は、Ｌ−　ｂａｎｄで高速伝送可能な分散抑制分散マネージメント光伝送路を提供する。この光伝送路が１６２０ｎｍにおいて低分散であるという特性は、Ｌ−ｂａｎｄあるいはＬ−ｂａｎｄ＋Ｃ−ｂａｎｄでの高速ＷＭＤ伝送の可能性を示している。この新しいタイプのＲＤＦ線路は、将来のＷＤＭ伝送の本命になりうるファイバであり、それを達成することができる屈折率プロファイルを完成したことにより、高速大容量伝送に適したファイバを容易に作製できるようになった。
【００６４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示し、今回の発明の有効性を説明する。
まず、正分散ファイバの試作を行った。シミュレーションの結果を参考に、実際に行った試作の結果を下記表６に示す。
【００６５】
【表６】
2004054047.tif 000009
【００６６】
上記表６に示すように、１６２０ｎｍにおける分散値は、いずれの場合も２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下になっている。１５９０ｎｍにおける分散値はさらに小さく、試作ファイバ「表３−＃０１」では、１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度に抑制されている。伝送損失も０．２００ｄＢ／ｋｍ以下と低い値に抑制されている。分散スロープ、Ａｅｆｆ、λｃ、曲げ損失等の値も、シミュレーションの結果を反映して、良好な結果を達成できたことがわかる。よって、本発明に係る正分散光ファイバが、低損失で実際に実現可能であることを確認することが出来た。
【００６７】
負分散ファイバに関しても、上記表５のシミュレーション結果を参考に、いくつかの試作を行った。試作の結果を下記表７に示す。
【００６８】
【表７】
2004054047.tif 000010
【００６９】
上記表７に示すように、１６２０ｎｍにおける分散値は、いずれの場合も−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上（絶対値で２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）になっている。伝送損失も０．２１０〜０．２２０ｄＢ／ｋｍ程度と低い値に抑制されている。分散スロープ、Ａｅｆｆ、λｃ、曲げ損失等の値も、シミュレーションの結果を反映して、良好な結果を達成できたことがわかる。よって、本発明に係る負分散光ファイバが、低損失で実際に実現可能であることを確認することが出来た。
【００７０】
上記表６に示す試作ファイバ「表２−＃０８」と表７に示す試作ファイバ「表５−＃０９」とを接続した線路の波長分散特性を図１１に、上記表６に示す試作ファイバ「表３−＃０３」と表７に示す試作ファイバ「表５−＃０５」とを接続した線路の波長分散特性を図１２に示す。
【００７１】
図１１および図１２から、Ｌ−　ｂａｎｄ帯において、各線路の分散絶対値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下に抑えられていることが分かる。特に、図１２に示すように、Ｌ−Ｂａｎｄ全域において、従来のＳＭＦのＣ−　ｂａｎｄの分散（１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度）よりも低い分散値に抑えられていることがわかる。また、Ｌ−ＰＤＦとＬ−ＮＤＦを足したトータル分散は、±０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以内と低く抑えられていることが分かった。
【００７２】
また、図１１に波長分散特性を示す、試作ファイバ「表２−＃０８」と試作ファイバ「表５−＃０９」とを接続した線路の波長損失スペクトルを図１３に示す。
【００７３】
図１３に示すように、Ｌ−　ｂａｎｄ帯域において、０．２３ｄＢ／ｋｍ以下の低損失特性が得られることが分かった。よって、大幅な損失の増加なしに、Ｌ−　ｂａｎｄの伝送が可能であることが分かった。
【００７４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によると、１５７０ｎｍ〜１６２０ｎｍ帯（Ｌ−ｂａｎｄ）において高速ＷＤＭ伝送が可能な分散マネ−ジメント光伝送路が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光伝送路に用いる光ファイバの単峰型屈折率プロファイルを示す図。
【図２】本発明の他の実施形態に係る光伝送路に用いる光ファイバの階段型屈折率プロファイルを示す図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る光伝送路に用いる光ファイバのセグメントコア型屈折率プロファイルを示す図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る光伝送路に用いる光ファイバのＷ＋セグメントコア型プロファイルを示す図。
【図５】ＳＭＦと従来型ＲＤＦを接続した線路の分散特性を示す概念図。
【図６】本発明の分散メネージメント線路の分散特性を示す概念図。
【図７】従来型のＮＺ−ＤＳＦ、ＳＭＦ＋ＤＣＦ、ＳＭＦ＋ＲＤＦ、および本発明に係るＬ−ＰＤＦ＋Ｌ−ＮＤＦの累積分散特性を示す特性図。
【図８】単峰型屈折率プロファイルの光ファイバのコアの比屈折率差Δと、Ａｅｆｆおよび分散値との関係を示す特性図。
【図９】単峰型屈折率プロファイルの光ファイバのセグメントコアの比屈折率差Δ３毎にＲａを変化させたときの分散値およびＡｅｆｆを示す特性図。
【図１０】Ｗ型屈折率プロファイルを有するＤＣＦ（ＲＤＦ）のコアの比屈折率差Δ１と分散絶対値との関係を示す特性図。
【図１１】試作正ファイバと試作負ファイバとを接続した線路の波長分散スペクトルを示す特性図。
【図１２】試作正ファイバと試作負ファイバとを接続した線路の波長分散スペクトルを示す特性図。
【図１３】試作正ファイバと試作負ファイバとを接続した線路の波長損失スペクトルを示す特性図。
【符号の説明】
１・・・コア
２・・・クラッド
３・・・サイドコア
４，５・・・セグメントコア
【図１】
2004054047.tif 000011
【図２】
2004054047.tif 000012
【図３】
2004054047.tif 000013
【図４】
2004054047.tif 000014
【図５】
2004054047.tif 000015
【図６】
2004054047.tif 000016
【図７】
2004054047.tif 000017
【図８】
2004054047.tif 000018
【図９】
2004054047.tif 000019
【図１０】
2004054047.tif 000020
【図１１】
2004054047.tif 000021
【図１２】
2004054047.tif 000022
【図１３】
2004054047.tif 000023