(57)【要約】【課題】  伝送距離２５０ｋｍ以上でビットレート１０Ｇｂ／ｓの光伝送システムにおいて光伝送路として好適に用いられる光ファイバを提供する。【解決手段】  光送信局２０において、各光源部２１ｎから出力された波長λｎの信号光は、光合波器２２により合波され多重化されて光伝送路１０へ送出される。光伝送路１０により伝送されてきて光受信局３０に到達した多波長の信号光は、この光受信局３０において、光分波器３２により波長毎に分波され、そのうちの波長λｎの信号光が受光部３１ｎにより受信される。光伝送路１０として用いられる光ファイバは、波長１５５０nmにおける波長分散Ｄが２.５ps/nm/km以上であり、波長１５５０nmにおける分散スロープＳが０ps/nm2/km以上であり、これら波長分散Ｄ（ps/nm/km）および分散スロープＳ（ps/nm2/km）が「Ｓ≦-0.013Ｄ＋0.083」なる関係式を満たす。【選択図】  図１
2005221662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長１５５０ｎｍにおける波長分散Ｄが２.５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であり、
波長１５５０ｎｍにおける分散スロープＳが０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上であり、
これら波長分散Ｄ（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）および分散スロープＳ（ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ）が「Ｓ≦−０.０１３Ｄ＋０.０８３」なる関係式を満たし、
ケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であり、
波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０.２１ｄＢ／ｋｍ以下である、
ことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０.４７ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】
波長１５５０ｎｍにおける実効断面積が４０μｍ２〜５５μｍ２の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項４】
波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７.０μｍ〜８.５μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項５】
比（Ｓ／Ｄ）が０.００５ｎｍ−１〜０.００９ｎｍ−１の範囲にあることを特徴とする請求項１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が０.６３ｐｓ／ｋｍ１／２以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項７】
光軸中心を含む最大屈折率ｎ１の第１領域と、該第１領域を取り囲む屈折率ｎ２の第２領域と、該第２領域を取り囲む屈折率ｎ３の第３領域と、該第３領域を取り囲む屈折率ｎ４の第４領域と、を有し、
各領域の屈折率の大小関係が「ｎ１＞ｎ２、ｎ２＜ｎ３、ｎ３＞ｎ４」であり、
前記第４領域の屈折率ｎ４を基準として、前記第１領域の比屈折率差Δ１が０.５５％〜０.７０％の範囲にあり、前記第２領域の比屈折率差Δ２が−０.７０％〜−０.３０％の範囲にあり、前記第３領域の比屈折率差Δ３が０.２５％〜０.３５％の範囲にある、
ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項８】
光軸中心を含む最大屈折率ｎ１の第１領域と、該第１領域を取り囲む屈折率ｎ２の第２領域と、該第２領域を取り囲む屈折率ｎ３の第３領域と、該第３領域を取り囲む屈折率ｎ４の第４領域と、該第３領域を取り囲む屈折率ｎ５の第５領域と、を有し、
各領域の屈折率の大小関係が「ｎ１＞ｎ２、ｎ２＜ｎ３、ｎ３＞ｎ４、ｎ４＜ｎ５」であり、
前記第５領域の屈折率ｎ５を基準として、前記第１領域の比屈折率差Δ１が０.５５％〜０.７０％の範囲にあり、前記第２領域の比屈折率差Δ２が−０.７０％〜−０.３０％の範囲にあり、前記第３領域の比屈折率差Δ３が０.２５％〜０.３５％の範囲にあり、前記第４領域の比屈折率差Δ４が−０.４０％〜−０.０５％の範囲にある、
ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項９】
前記第１領域の半径が３.８μｍ〜４.２μｍの範囲にあることを特徴とする請求項７または８に記載の光ファイバ。
【請求項１０】
前記第２領域の径方向の厚みが１.３μｍ〜２.０μｍの範囲にあることを特徴とする請求項７または８に記載の光ファイバ。
【請求項１１】
前記第３領域の径方向の厚みが２.２μｍ〜３.６μｍの範囲にあることを特徴とする請求項７または８に記載の光ファイバ。
【請求項１２】
前記第４領域の径方向の厚みが１.５μｍ〜３.５μｍの範囲にあることを特徴とする請求項８記載の光ファイバ。
【請求項１３】
信号光を送出する光送信局と、信号光を受信する光受信局と、前記光送信局から送出された信号光を前記光受信局へ伝送する光伝送路とを備え、
前記光伝送路の少なくとも一部として請求項１記載の光ファイバを含む、
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１４】
前記光伝送路の全区間において波長１５５０ｎｍにおける波長分散が正であることを特徴とする請求項１３記載の光伝送システム。
【請求項１５】
前記光伝送路の長さが２５０ｋｍ以上であることを特徴とする請求項１３記載の光伝送システム。
【請求項１６】
前記光送信局から送出される信号光のビットレートが１０Ｇｂ／ｓ以上であることを特徴とする請求項１３記載の光伝送システム。
【請求項１７】
前記光送信局から送出される信号光の波長がＣバンドまたはＬバンドに含まれることを特徴とする請求項１３記載の光伝送システム。
【請求項１８】
光軸中心を含む最大屈折率ｎ１の第１領域と、該第１領域を取り囲む屈折率ｎ２の第２領域と、該第２領域を取り囲む屈折率ｎ３の第３領域と、該第３領域を取り囲む屈折率ｎ４の第４領域と、を有し、
各領域の屈折率の大小関係が「ｎ１＞ｎ２、ｎ２＜ｎ３、ｎ３＞ｎ４」であり、
前記第４領域の屈折率ｎ４を基準として、前記第１領域の比屈折率差Δ１が０.５５％〜０.７０％の範囲にあり、前記第２領域の比屈折率差Δ２が−０.７０％〜−０.４５％の範囲にあり、前記第３領域の比屈折率差Δ３が０.２５％〜０.３５％の範囲にある、
ことを特徴とする光ファイバ。
【請求項１９】
信号光を送出する光送信局と、信号光を受信する光受信局と、前記光送信局から送出された信号光を前記光受信局へ伝送する光伝送路とを備え、
前記光伝送路の全区間において波長１５５０ｎｍにおける波長分散が正であり、
前記光伝送路の長さが２５０ｋｍ以上であり、
前記光送信局から送出される信号光のビットレートが１０Ｇｂ／ｓ以上であり、
前記光送信局から送出される信号光の波長がＣバンドまたはＬバンドに含まれる、
ことを特徴とする光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号光を伝送することにより情報を送受信する光伝送システム、および、光伝送システムにおいて信号光を伝送する光伝送路として用いられる光ファイバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のメトロ系の光伝送システムは、一例として、伝送距離が２５０ｋｍ程度であって、ビットレートが２.５Ｇｂ／ｓである。しかし、通信容量の更なる拡大が求められていることから、メトロ系の光伝送システムにおけるビットレートを１０Ｇｂ／ｓとすることが検討されている。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、伝送距離が２５０ｋｍであり、ビットレートが１０Ｇｂ／ｓであって、分散補償を行わない光伝送システムが提案されている。この文献に記載された光伝送システムにおいて光伝送路として用いられる光ファイバは、このような要求を実現するために、波長１５５０ｎｍにおいて、波長分散が４.５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍと小さく、また、分散スロープも０.０４５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍと小さい。
【非特許文献１】H. J. Thiele, et al., "Metro Express Network Transparency in Excess of 250km Using Dispersion Optimizes Fiber", National Fiber Optic Engineers Conference 2002 Technical Proceedings, pp.1947-1954 (2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記非特許文献１に記載された光ファイバは、Ｃバンドでの光伝送だけ考慮されたものであり、Ｃ＋Ｌバンドで分散補償無しの光伝送システムを実現するには不十分なものである。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、伝送距離２５０ｋｍ以上でビットレート１０Ｇｂ／ｓのＣ＋Ｌバンドを使用した光伝送システムにおいて光伝送路として好適に用いられる光ファイバ、および、この光ファイバを光伝送路として用いた光伝送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】
【０００６】
本発明に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Ｄが２.５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であり、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープＳが０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ以上であり、これら波長分散Ｄ（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）および分散スロープＳ（ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ）が「Ｓ≦−０.０１３Ｄ＋０.０８３」なる関係式を満たし、ケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下であり、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０.２１ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする。このような光ファイバを光伝送路として用いた光伝送システムは、分散補償することなく伝送可能な光伝送路の最大長さを２５０ｋｍ以上とすることができる。
【０００７】
また、本発明に係る光ファイバは、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０.４７ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適であり、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積が４０μｍ２〜５５μｍ２の範囲にあるのが好適であり、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７.０μｍ〜８.５μｍの範囲にあるのが好適であり、１５５０ｎｍにおける分散スロープと分散との比（Ｓ／Ｄ）が０.００５ｎｍ−１〜０.００９ｎｍ−１の範囲にあるのが好適であり、また、波長１５５０ｎｍにおける偏波モード分散が０.６３ｐｓ／ｋｍ１／２以下であるのが好適である。
【０００８】
また、本発明に係る光ファイバは、光軸中心を含む最大屈折率ｎ１の第１領域と、該第１領域を取り囲む屈折率ｎ２の第２領域と、該第２領域を取り囲む屈折率ｎ３の第３領域と、該第３領域を取り囲む屈折率ｎ４の第４領域と、を有し、各領域の屈折率の大小関係が「ｎ１＞ｎ２、ｎ２＜ｎ３、ｎ３＞ｎ４」であり、第４領域の屈折率ｎ４を基準として、第１領域の比屈折率差Δ１が０.５５％〜０.７０％の範囲にあり、第２領域の比屈折率差Δ２が−０.７０％〜−０.３０％の範囲にあり、第３領域の比屈折率差Δ３が０.２５％〜０.３５％の範囲にあるのが好適である。
【０００９】
或いは、本発明に係る光ファイバは、光軸中心を含む最大屈折率ｎ１の第１領域と、該第１領域を取り囲む屈折率ｎ２の第２領域と、該第２領域を取り囲む屈折率ｎ３の第３領域と、該第３領域を取り囲む屈折率ｎ４の第４領域と、該第３領域を取り囲む屈折率ｎ５の第５領域と、を有し、各領域の屈折率の大小関係が「ｎ１＞ｎ２、ｎ２＜ｎ３、ｎ３＞ｎ４、ｎ４＜ｎ５」であり、第５領域の屈折率ｎ５を基準として、第１領域の比屈折率差Δ１が０.５５％〜０.７０％の範囲にあり、第２領域の比屈折率差Δ２が−０.７０％〜−０.３０％の範囲にあり、第３領域の比屈折率差Δ３が０.２５％〜０.３５％の範囲にあり、第４領域の比屈折率差Δ４が−０.４０％〜−０.０５％の範囲にあるのが好適である。
【００１０】
さらに、本発明に係る光ファイバは、第１領域の半径が３.８μｍ〜４.２μｍの範囲にあるのが好適であり、第２領域の径方向の厚みが１.３μｍ〜２.０μｍの範囲にあるのが好適であり、第３領域の径方向の厚みが２.２μｍ〜３.６μｍの範囲にあるのが好適であり、また、第４領域の径方向の厚みが１.５μｍ〜３.５μｍの範囲にあるのが好適である。
【００１１】
本発明に係る光伝送システムは、信号光を送出する光送信局と、信号光を受信する光受信局と、光送信局から送出された信号光を光受信局へ伝送する光伝送路とを備え、光伝送路の少なくとも一部として上記の本発明に係る光ファイバを含む、ことを特徴とする。この光伝送システムは、分散補償することなく信号光波形劣化、四光波混合によるクロストーク劣化を許容範囲とし得る光伝送路の最大長さを２５０ｋｍ以上とすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る光伝送システムは、光伝送路の全区間において波長１５５０ｎｍにおける波長分散が正であるのが好適であり、光伝送路の長さが２５０ｋｍ以上であるのが好適であり、光送信局から送出される信号光のビットレートが１０Ｇｂ／ｓ以上であるのが好適であり、また、光送信局から送出される信号光の波長がＣバンド（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）またはＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）に含まれるのが好適である。
【００１３】
本発明に係る光ファイバは、光軸中心を含む最大屈折率ｎ１の第１領域と、該第１領域を取り囲む屈折率ｎ２の第２領域と、該第２領域を取り囲む屈折率ｎ３の第３領域と、該第３領域を取り囲む屈折率ｎ４の第４領域と、を有し、各領域の屈折率の大小関係が「ｎ１＞ｎ２、ｎ２＜ｎ３、ｎ３＞ｎ４」であり、第４領域の屈折率ｎ４を基準として、第１領域の比屈折率差Δ１が０.５５％〜０.７０％の範囲にあり、第２領域の比屈折率差Δ２が−０.７０％〜−０.４５％の範囲にあり、第３領域の比屈折率差Δ３が０.２５％〜０.３５％の範囲にあることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る光伝送システムは、信号光を送出する光送信局と、信号光を受信する光受信局と、光送信局から送出された信号光を光受信局へ伝送する光伝送路とを備え、光伝送路の全区間において波長１５５０ｎｍにおける波長分散が正であり、光伝送路の長さが２５０ｋｍ以上であり、光送信局から送出される信号光のビットレートが１０Ｇｂ／ｓ以上であり、光送信局から送出される信号光の波長がＣバンドまたはＬバンドに含まれることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、伝送距離２５０ｋｍ以上でビットレート１０Ｇｂ／ｓの伝送品質が良好なメトロ系の光伝送システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良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。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る光伝送システム１の構成図である。この図に示される光伝送システム１は、光送信局２０と光受信局３０との間に光伝送路１０が敷設されたものである。
【００１８】
光送信局２０は、Ｎ個の光源部２１１〜２１Ｎと光合波器２２を含む（Ｎは２以上の整数）。各光源部２１ｎは、波長λｎの信号光をビットレート１０Ｇｂ／ｓで出力する（ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数）。光合波部２２は、各光源部２１ｎから出力された波長λｎの信号光を入力し、これらＮ波長の信号光を合波して光伝送路１０へ出力する。
【００１９】
そして、光伝送路１０は、光送信局２０から多重化されて出力されたＮ波長の信号光を光受信局３０へ伝送する。光受信局３０は、Ｎ個の受光部３１１〜３１Ｎと光分波器３２を含む。光分波器３２は、光伝送路１０により多重化されて伝送されてきて到達したＮ波長の信号光を入力して、これらを波長毎に分波して出力する。各受光部３１ｎは、光分波器３２により分波されて出力された波長λｎの信号光を受信する。
【００２０】
また、この光伝送システム１は、光伝送路１０の全区間において波長１５５０ｎｍにおける波長分散が正であり、分散補償光ファイバ等の分散補償手段を有していないのが好適である。また、この光伝送システム１は、光伝送路の長さが２５０ｋｍ以上であるのが好適であり、光送信局から送出される信号光のビットレートが１０Ｇｂ／ｓ以上であるのが好適である。
【００２１】
また、この光伝送システム１は、光送信局２０から送出される信号光の波長λ１〜λＮそれぞれがＣバンド（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）またはＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）に含まれるのが好適である。さらに、何れかの信号光波長がＯバンド（１２６０ｎｍ〜１３６０ｎｍ），Ｅバンド（１３６０ｎｍ〜１４６０ｎｍ）またはＳバンド（１４６０ｎｍ〜１５３０ｎｍ）に含まれるのも好適である。Ｓバンドが用いられる場合には、信号光の光周波数間隔が２００ＧＨｚであるのが好適である。また、各波長の信号光を光増幅する光増幅器が設けられるのが好適である。また、信号光波長域においてＤＧＤ（Differential Group Delay）が１０ｐｓ以下であるのが好適である。このような構成とすることで、光伝送システム１は、低コストかつ大容量のメトロ系システムとして用いられ得る。
【００２２】
この光伝送システム１は以下のように動作する。光送信局２０において、各光源部２１ｎから出力された波長λｎの信号光は、光合波器２２により合波され多重化されて光伝送路１０へ送出される。そして、光伝送路１０により伝送されてきて光受信局３０に到達した多波長の信号光は、この光受信局３０において、光分波器３２により波長毎に分波され、そのうちの波長λｎの信号光が受光部３１ｎにより受信される。
【００２３】
図２は、光伝送システム１における光伝送路１０の波長分散、分散スロープおよび長さの関係を示すグラフである。ここでは、各信号光のビットレートが１０Ｇｂ／ｓであるとし、各信号光の波長がＣバンドまたはＬバンドに含まれるとし、各信号光の光周波数間隔が１００ＧＨｚ、チャンネル数を１６であるとし、また、分散補償をしないとした。そして、累積波長分散および四光波混合に因る各信号光のクロストーク劣化を許容範囲とし得る光伝送路１０の長さの最大値を求めた。この図では、波長１５５０ｎｍにおける波長分散を横軸とし、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープを縦軸とする２次元空間において、信号光波形劣化および四光波クロストークを許容範囲とし得る光伝送路の最大長さを示している。
【００２４】
この図に示されるように、波長分散が大きいほど、また、分散スロープが大きいほど、累積波長分散が大きくなるので、信号光波形劣化を許容範囲とするには、光伝送路を短くする必要がある。その一方、波長分散が４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であると、波長分散が小さいほど、四光波混合が生じ易くなるので、やはり、信号光波形劣化を許容範囲とするには、光伝送路を短くする必要がある。
【００２５】
波長１５５０ｎｍにおける波長分散をＤとし、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープをＳとしたときに、これらが以下の関係式を満たすようにすることで、分散補償することなく信号光波形劣化を許容範囲とし得る光伝送路の最大長さを２５０ｋｍ以上とすることができる。また、最も好ましくは、波長分散Ｄが４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、分散スロープＳが０.０２ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍである。
【００２６】
Ｄ≧２．５                      …(1a)
Ｓ≧０                          …(1b)
Ｓ≦−０．０１３Ｄ＋０．０８３  …(1c)
図３は、光伝送システム１における光伝送路１０の最も好適な場合の波長分散特性を示す図である。この図には、比較のために、波長１.３μｍ付近にゼロ分散波長を有するＩＴＵ-ＴのＧ６５２規格で規定される標準的なシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）も示されている。この図に示されるように、メトロ系の光伝送システム１において最適な光伝送路１０の波長分散特性は、ＳＭＦと比較すると、ＣバンドおよびＬバンドで波長分散および分散スロープの双方が正であって絶対値が小さい。
【００２７】
次に、上記のような光伝送システム１における光伝送路１０として好適に用いられる光ファイバの実施形態について説明する。本実施形態に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Ｄおよび分散スロープＳが上記(1)式の関係式を満たすものである。
【００２８】
また、本実施形態に係る光ファイバは、ケーブルカットオフ波長が１２６０ｎｍ以下である。この場合には、短波長側ではＯバンドまで信号光波長域として用いることができ、ＣＷＤＭ（Coarse Wavelength Division Multiplexing）システムにおいて用いる上で好ましい。
【００２９】
また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける伝送損失が０.２１ｄＢ／ｋｍ以下である。この場合には、伝送損失が小さく、光受信局に到達する信号光のパワーが高くなって、伝送特性劣化を抑制することができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０.４７ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適であり、この場合には、Ｅバンドをも信号光波長域として用いることができ、ＣＷＤＭ（Coarse Wavelength Division Multiplexing）システムにおいて用いる上で好ましい。すなわち、典型的には、光送信局から送出される信号光のパワーが＋３ｄＢｍであって、光受信局で受信可能な信号光のパワーが−２３ｄＢｍであることから、ＯＨ基に因る吸収ピーク波長である１３８０ｎｍにおいて、光増幅器を使わず伝送距離５０ｋｍ以上の伝送を実現するには、波長１３８０ｎｍにおける伝送損失が０.４７ｄＢ／ｋｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積が４０μｍ２〜５５μｍ２の範囲にあるのが好適であり、この場合には、非線形光学現象の発現を抑制することができて、伝送特性劣化を抑制することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７.０μｍ〜８.５μｍの範囲にあるのが好適であり、この場合には、他の光ファイバ（例えば、ＩＴＵ-ＴのＧ６５２規格のＳＭＦ）と融着接続する際の接続損失が小さい。
【００３３】
また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける比（Ｓ／Ｄ）が０.００５ｎｍ−１〜０.００９ｎｍ−１の範囲にあるのが好適であり、この場合には、分散補償を行うとしたときに残留分散が小さい分散補償をすることができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける偏波モード分散が０.６３ｐｓ／ｋｍ１／２以下であるのが好適であり、この場合には、高速伝送の場合の伝送特性劣化を抑制することができる。すなわち、偏波間の遅延差が信号光パルス間隔の１０％を超えると伝送特性劣化が著しくなるが、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光伝送システムの信号光パルス間隔が１００ｐｓであるので、伝送距離２５０ｋｍの光伝送路で許容される偏波モード分散は０.６３ｐｓ／ｋｍ１／２以下であることが好ましい。
【００３５】
次に、以上のような諸特性を有する光ファイバの好適な構成例として光ファイバ１１，１２の構成について説明する。
【００３６】
図４および図５は、本実施形態に係る光ファイバ１１の構造を示す図である。図４は、本実施形態に係る光ファイバ１１の断面図であり、同図（ａ）は光軸に垂直な断面を示し、同図（ｂ）は光軸を含む断面を示す。図５は、本実施形態に係る光ファイバ１１の屈折率プロファイルを示す図である。これらの図に屈折率プロファイルが示された光ファイバ１１は、光軸中心を含む外径２Ｒ１で最大屈折率ｎ１の第１領域１１１と、第１領域１１１を取り囲む外径２Ｒ２で屈折率ｎ２の第２領域１１２と、第２領域１１２を取り囲む外径２Ｒ３で屈折率ｎ３の第３領域１１３と、第３領域１１３を取り囲む屈折率ｎ４の第４領域１１４と、を有する。各領域の屈折率の大小関係は「ｎ１＞ｎ２、ｎ２＜ｎ３、ｎ３＞ｎ４」である。第４領域１１４の屈折率ｎ４を基準として、第１領域１１１の比屈折率差Δ１は０.５５％〜０.７０％の範囲にあり、第２領域１１２の比屈折率差Δ２は−０.７０％〜−０.３０％の範囲にあり、第３領域１１３の比屈折率差Δ３は０.２５％〜０.３５％の範囲にある。このような屈折率プロファイルを有する光ファイバ１１は、石英ガラスをホストガラスとして、例えば、第１領域１１１および第３領域１１３それぞれに適量のＧｅＯ２を添加し、第２領域１１２に適量のＦ元素を添加することで、実現することができる。
【００３７】
図６および図７は、本実施形態に係る光ファイバ１２の構造を示す図である。図６は、本実施形態に係る光ファイバ１２の断面図であり、同図（ａ）は光軸に垂直な断面を示し、同図（ｂ）は光軸を含む断面を示す。図７は、本実施形態に係る光ファイバ１２の屈折率プロファイルを示す図である。これらの図に屈折率プロファイルが示された光ファイバ１２は、光軸中心を含む外径２Ｒ１で最大屈折率ｎ１の第１領域１２１と、第１領域１２１を取り囲む外径２Ｒ２で屈折率ｎ２の第２領域１２２と、第２領域１２２を取り囲む外径２Ｒ３で屈折率ｎ３の第３領域１２３と、第３領域１２３を取り囲む外径２Ｒ４で屈折率ｎ４の第４領域１２４と、第３領域１２４を取り囲む屈折率ｎ５の第５領域１２５と、を有する。各領域の屈折率の大小関係は「ｎ１＞ｎ２、ｎ２＜ｎ３、ｎ３＞ｎ４、ｎ４＜ｎ５」である。第５領域１２５の屈折率ｎ５を基準として、第１領域１２１の比屈折率差Δ１が０.５５％〜０.７０％の範囲にあり、第２領域１２２の比屈折率差Δ２が−０.７０％〜−０.３０％の範囲にあり、第３領域１２３の比屈折率差Δ３が０.２５％〜０.３５％の範囲にあり、第４領域１２４の比屈折率差Δ４が−０.４０％〜−０.０５％の範囲にある。このような屈折率プロファイルを有する光ファイバ１２は、石英ガラスをホストガラスとして、例えば、第１領域１２１および第３領域１２３それぞれに適量のＧｅＯ２を添加し、第２領域１２２および第４領域１２４それぞれに適量のＦ元素を添加することで、実現することができる。
【００３８】
上記の図４〜図７に示した光ファイバ１１，１２の何れにおいても、第１領域１１１，１２１の半径Ｒ１が３.８μｍ〜４.２μｍの範囲にあるのが好適であり、第２領域１１２，１２２の径方向の厚み（Ｒ２−Ｒ１）が１.３μｍ〜２.０μｍの範囲にあるのが好適であり、第３領域１１３，１２３の径方向の厚み（Ｒ３−Ｒ２）が２.２μｍ〜３.６μｍの範囲にあるのが好適であり、また、第２領域１１２，１２２の比屈折率差Δ２が−０.４５％以下であるのが好適である。また、上記の図６，図７に示した光ファイバ１２において、第４領域１２４の径方向の厚み（Ｒ４−Ｒ３）が１.５μｍ〜３.５μｍの範囲にあるのが好適である。
【００３９】
次に、本実施形態に係る光ファイバの具体的な実施例について説明する。図８〜図１０は、各実施例の光ファイバの諸元を纏めた図表である。第１実施例〜第５実施例それぞれの光ファイバは、図４および図５に示される構造を有している。第６実施例の光ファイバは、図６および図７に示される構造を有している。また、第７実施例〜第１２実施例それぞれの光ファイバは、図４および図５に示される構造を有している。
【００４０】
第１実施例の光ファイバは、第１領域の比屈折率差Δ１が０.６０％であり、第２領域の比屈折率差Δ２が−０.７０％であり、第３領域の比屈折率差Δ３が０.３０％であり、第１領域の外半径Ｒ１が４.１２μｍであり、第２領域の外半径Ｒ２が５.５７μｍであり、第３領域の外半径Ｒ３が８.１８μｍである。そして、この第１実施例の光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおける波長分散が−３.９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１４６０ｎｍにおける波長分散が２.１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が４.２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１６２５ｎｍにおける波長分散が５.６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０.０２０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍである。また、この第１実施例の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積が４５.４μｍ２であり、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７.６μｍであり、ケーブルカットオフ波長が１１６０ｎｍである。
【００４１】
第２実施例の光ファイバは、第１領域の比屈折率差Δ１が０.６５％であり、第２領域の比屈折率差Δ２が−０.５０％であり、第３領域の比屈折率差Δ３が０.３０％であり、第１領域の外半径Ｒ１が３.８０μｍであり、第２領域の外半径Ｒ２が５.５９μｍであり、第３領域の外半径Ｒ３が７.５６μｍである。そして、この第２実施例の光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおける波長分散が−４.８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１４６０ｎｍにおける波長分散が１.７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が３.８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１６２５ｎｍにおける波長分散が５.３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０.０２０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍである。また、この第２実施例の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積が４０.６μｍ２であり、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７.２μｍであり、ケーブルカットオフ波長が９６０ｎｍである。
【００４２】
第３実施例の光ファイバは、第１領域の比屈折率差Δ１が０.６０％であり、第２領域の比屈折率差Δ２が−０.５０％であり、第３領域の比屈折率差Δ３が０.３０％であり、第１領域の外半径Ｒ１が４.１２μｍであり、第２領域の外半径Ｒ２が５.８０μｍであり、第３領域の外半径Ｒ３が８.２９μｍである。そして、この第３実施例の光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおける波長分散が−４.７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１４６０ｎｍにおける波長分散が２.２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が５.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１６２５ｎｍにおける波長分散が７.２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０.０３０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍである。また、この第３実施例の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積が４７.２μｍ２であり、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７.８μｍであり、ケーブルカットオフ波長が１１４０ｎｍである。
【００４３】
第４実施例の光ファイバは、第１領域の比屈折率差Δ１が０.６０％であり、第２領域の比屈折率差Δ２が−０.３０％であり、第３領域の比屈折率差Δ３が０.３０％であり、第１領域の外半径Ｒ１が４.０４μｍであり、第２領域の外半径Ｒ２が６.３１μｍであり、第３領域の外半径Ｒ３が８.７６μｍである。そして、この第４実施例の光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおける波長分散が−５.１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１４６０ｎｍにおける波長分散が１.９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が４.９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１６２５ｎｍにおける波長分散が７.１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０.０３１ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍである。また、この第４実施例の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積が４８.２μｍ２であり、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７.９μｍであり、ケーブルカットオフ波長が１１４０ｎｍである。
【００４４】
第５実施例の光ファイバは、第１領域の比屈折率差Δ１が０.６０％であり、第２領域の比屈折率差Δ２が−０.５０％であり、第３領域の比屈折率差Δ３が０.３０％であり、第１領域の外半径Ｒ１が４.１２μｍであり、第２領域の外半径Ｒ２が５.８０μｍであり、第３領域の外半径Ｒ３が８.５３μｍである。そして、この第５実施例の光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおける波長分散が−５.２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１４６０ｎｍにおける波長分散が１.３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が３.９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１６２５ｎｍにおける波長分散が６.１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０.０２９ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍである。また、この第５実施例の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積が４８.３μｍ２であり、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７.８μｍであり、ケーブルカットオフ波長が１１７０ｎｍである。
【００４５】
第６実施例の光ファイバは、第１領域の比屈折率差Δ１が０.６５％であり、第２領域の比屈折率差Δ２が−０.５０％であり、第３領域の比屈折率差Δ３が０.３０％であり、第４領域の比屈折率差Δ４が−０.４０％であり、第１領域の外半径Ｒ１が３.９０μｍであり、第２領域の外半径Ｒ２が５.７５μｍであり、第３領域の外半径Ｒ３が９.２５μｍであり、第４領域の外半径Ｒ４が１１.６０μｍである。そして、この第６実施例の光ファイバは、波長１３１０ｎｍにおける波長分散が−５.２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１４６０ｎｍにおける波長分散が２.１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける波長分散が５.０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１６２５ｎｍにおける波長分散が７.２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１５５０ｎｍにおける分散スロープが０.０３０ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍである。また、この第６実施例の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積が４２.０μｍ２であり、波長１５５０ｎｍにおけるモードフィールド径が７.３μｍであり、ケーブルカットオフ波長が１１５０ｎｍである。
【００４６】
これら各実施例の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける波長分散Ｄおよび分散スロープＳが上記(1)式の関係式を満たしており、また、その他の特性も好適なものである。そして、これらの光ファイバは、波長分散を行わないメトロ系の光伝送システムにおいて光伝送路として好適に用いられるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態に係る光伝送システム１の構成図である。
【図２】光伝送システム１における光伝送路１０の波長分散、分散スロープおよび長さの関係を示すグラフである。
【図３】光伝送システム１における光伝送路１０の最も好適な場合の波長分散特性を示す図である。
【図４】本実施形態に係る光ファイバ１１の断面図である。
【図５】本実施形態に係る光ファイバ１１の屈折率プロファイルを示す図である。
【図６】本実施形態に係る光ファイバ１２の断面図である。
【図７】本実施形態に係る光ファイバ１２の屈折率プロファイルを示す図である。
【図８】各実施例の光ファイバの諸元を纏めた図表である。
【図９】各実施例の光ファイバの諸元を纏めた図表である。
【図１０】各実施例の光ファイバの諸元を纏めた図表である。
【符号の説明】
【００４８】
１…光伝送システム、１０…光伝送路、１１，１２…光ファイバ、２０…光送信局、２１１〜２１Ｎ…光源部、２２…光合波器、３０…光受信局、３１１〜３１Ｎ…受光部、３２…光分波部、１１１…第１領域、１１２…第２領域、１１３…第３領域、１１４…第４領域、１２１…第１領域、１２２…第２領域、１２３…第３領域、１２４…第４領域、１２５…第５領域。
【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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