(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラインファイバセクション（６ｉ）とラインファイバセクションにおける波長分散を補償する補償ファイバセクション（１２ｉ）をもつ、光ファイバ伝送システムであって、波長分散補償ファイバの波長分散と波長分散勾配との間の関係は放物線により近似でき、光ファイバ伝送システムで使用する波長帯域の波長で、分散補償ファイバの波長分散Ｃと、分散補償ファイバの波長分散勾配Ｃ’とが、下記条件式、
【数１】
0004548998.tif 000025
（式中、Ｃｇはラインファイバの波長分散を表し、Ｃ’ｇはラインファイバの波長分散の波長に対する導関数を表し、Ｃｃｕｍは使用される波長で伝送システムに許容される累積波長分散係数の上限を表し、Δλは伝送システムで使用する波長帯域の２分の１帯域幅を表し、Ｌｇはラインファイバセクションの長さを表す）を満足し、伝送システムで使用する波長帯域のほぼ中央波長で、波長分散勾配Ｃ’と分散補償ファイバの波長に対する該波長分散勾配の一次導関数Ｃ”とが、波長分散補償ファイバの波長分散が放物線により近似されている範囲において、下記条件式、
【数２】
0004548998.tif 000026
を満足し、波長分散補償ファイバの波長分散と波長分散勾配との間の関係は放物線により近似できる、光ファイバ伝送システム。
【請求項２】
伝送システムで使用する波長帯域のほぼ中央波長で、条件式（１）及び（２）を満足する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ほぼ中央波長と伝送システムで使用する波長帯域の中央波長の差が、伝送システムで使用する波長帯域の１０％未満であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
分散補償ファイバが、１５５０ｎｍで−４０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満、更には−４５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満の波長分散をもつことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
分散補償ファイバが、半径１０ｍｍのスリーブに巻付た場合に、伝送システムで使用する全波長帯域で、４００ｄＢ／ｍ以下、更には１００ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失をもつことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
分散補償ファイバが、半径３０ｍｍのスリーブに１００回巻付た場合に、伝送システムで使用する全波長帯域で、０．０５ｄＢ以下、更には１０−３ｄＢ以下の曲げ損失をもつことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
分散補償ファイバが、１５５０ｎｍで１２μｍ２以上の有効面積をもつことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
分散補償ファイバが、１５５０ｎｍで０．５ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波分散をもつことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
分散補償ファイバが、１５５０ｎｍで１ｄＢ／ｋｍ、更には０．８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰をもつことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
累積波長分散係数の上限Ｃｃｕｍと、ラインファイバセクションの長さＬｇの比が、０．５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）、更には０．１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
ラインファイバが、ステップインデックス形ファイバであることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
ラインファイバが、正の波長分散をもつ分散シフトファイバであることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
分散補償ファイバが、クラッドの屈折率以上のほぼ一定の屈折率を有する矩形の中心部と、該中心部の外側の、クラッドの屈折率以下の屈折率を有する環状部と、該環状部の周囲の、クラッドの屈折率より大きい屈折率のリング部分とを備えた屈折率分布をもつことを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
分散補償ファイバが、クラッドの屈折率以上のほぼ一定の屈折率および該屈折率からほぼ直線状に減少する屈折率を有する台形状の中心部と、該中心部の外側の、クラッドの屈折率以下の屈折率を有する環状部と、該環状部の周囲の、クラッドの屈折率より大きい屈折率のリング部分とを備えた屈折率分布をもつことを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
１５５０ｎｍで、−４０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満、更には−４５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満の波長分散Ｃをもち、波長分散勾配Ｃ’と波長に対する波長分散勾配の一次導関数Ｃ”とが、波長分散補償ファイバの波長分散が放物線により近似されている範囲において、約１５７０ｎｍの波長で下記条件式、
【数３】
0004548998.tif 000027
及び
【数４】
0004548998.tif 000028
（式中、ａ、ｂ及びｃは、２８０ｎｍ≦ａ≦３６０ｎｍ、０．２≦ｂ≦０．２５、及びｃ≦２５ｎｍを満足するパラメータである）を満足する、光ファイバ。
【請求項１６】
１５５０ｎｍで、−４０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満、更には−４５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満の波長分散Ｃをもち、波長分散勾配Ｃ’と波長に対する波長分散勾配の一次導関数Ｃ”とが、波長分散補償ファイバの波長分散が放物線により近似されている範囲において、約１５７０ｎｍの波長で下記条件式、
【数５】
0004548998.tif 000029
及び
【数６】
0004548998.tif 000030
（式中、ａ、ｂ及びｃは、１２０ｎｍ≦ａ≦２００ｎｍ、０．２≦ｂ≦０．２５、及びｃ≦２５ｎｍを満足するパラメータである）を満足する、光ファイバ。
【請求項１７】
半径１０ｍｍのスリーブに巻付た場合に、１５３０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長で、４００ｄＢ／ｍ以下、更には１００ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失をもつことを特徴とする、請求項１５又は１６に記載のファイバ。
【請求項１８】
半径３０ｍｍのスリーブに１００回巻付た場合に、１５３０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長で、０．０５ｄＢ以下、更には１０−３ｄＢ以下の曲げ損失をもつことを特徴とする、請求項１５から１７のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項１９】
１５５０ｎｍで１２μｍ２以上の有効面積をもつことを特徴とする、請求項１５から１８のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項２０】
１５５０ｎｍで、０．５ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波分散をもつことを特徴とする、請求項１５から１９のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項２１】
１５５０ｎｍで、１ｄＢ／ｋｍ、更には０．８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰をもつことを特徴とする、請求項１５から２０のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項２２】
クラッドの屈折率以上のほぼ一定の屈折率を有する矩形の中心部と、該中心部の外側の、クラッドの屈折率以下の屈折率を有する環状部と、該環状部の周囲の、クラッドの屈折率より大きい屈折率のリング部分とを備えた屈折率分布をもつことを特徴とする、請求項１５及び１７から２１のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項２３】
クラッドの屈折率以上のほぼ一定の屈折率および該屈折率からほぼ直線状に減少する屈折率を有する台形状の中心部と、該中心部の外側の、クラッドの屈折率以下の屈折率を有する環状部と、該環状部の周囲の、クラッドの屈折率より大きい屈折率のリング部分とを備えた屈折率分布をもつことを特徴とする、請求項１５及び１７から２１のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項２４】
クラッドの屈折率以上のほぼ一定の屈折率を有する矩形の中心部と、該中心部の外側の、クラッドの屈折率以下の屈折率を有する環状部と、該環状部の周囲の、クラッドの屈折率より大きい屈折率のリング部分とを備えた屈折率分布をもつことを特徴とする、請求項１６から２１のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項２５】
クラッドの屈折率以上のほぼ一定の屈折率および該屈折率からほぼ直線状に減少する屈折率を有する台形状の中心部と、該中心部の外側の、クラッドの屈折率以下の屈折率を有する環状部と、該環状部の周囲の、クラッドの屈折率より大きい屈折率のリング部分とを備えた屈折率分布をもつことを特徴とする、請求項１６から２１のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項２６】
矩形又は台形の屈折率とクラッドの屈折率の差（Δｎ１）が、１８×１０−３〜３０×１０−３であり、クラッドよりも屈折率の大きいファイバ部分の半径（ｒ１）が、１．２μｍ〜２．１μｍであることを特徴とする、請求項２２又は２３に記載のファイバ。
【請求項２７】
環状部の屈折率とクラッドの屈折率の差（Δｎ２）が、−８．５×１０−３〜−４．５×１０−３であり、前記環状部の外径（ｒ２）が、３．４μｍ〜６．１μｍであることを特徴とする、請求項２２、２３又は２６に記載のファイバ。
【請求項２８】
リングの屈折率とクラッドの屈折率の差（Δｎ３）が、１×１０−３〜１５×１０−３であり、前記リングの外径（ｒ３）が、５．９μｍ〜８μｍであることを特徴とする、請求項２２、２３、２６又は２７に記載のファイバ。
【請求項２９】
ゼロ半径とクラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、４８×１０−３μｍ２〜６５×１０−３μｍ２であることを特徴とする、請求項２２、２３又は２６から２８のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項３０】
ゼロ半径とクラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）との間の、半径の二乗と屈折率の積の積分の３倍が、１１０×１０−３μｍ３未満であることを特徴とする、請求項２２、２３又は２６から２９のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項３１】
クラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）とリングの内径（ｒ２）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、−１５５×１０−３μｍ２〜−７５×１０−３μｍ２であることを特徴とする、請求項２２、２３又は２６から３０のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項３２】
リングの内径（ｒ２）とリングの外径（ｒ３）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、７０×１０−３μｍ２〜２１０×１０−３μｍ２であることを特徴とする、請求項２２、２３又は２６から３１のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項３３】
ゼロ半径とリングの外径（ｒ３）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、２０×１０−３μｍ２よりも大きいことを特徴とする、請求項２２、２３又は２６から３２のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項３４】
矩形又は台形の屈折率とクラッドの屈折率の差（Δｎ１）が、１８×１０−３〜３０×１０−３であり、クラッドよりも屈折率の大きいファイバ部分の半径（ｒ１）が、１．２μｍ〜１．９μｍであることを特徴とする、請求項２４又は２５に記載のファイバ。
【請求項３５】
環状部の屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ２）が、−１０×１０−３〜−５．８×１０−３であり、前記環状部の外径（ｒ２）が、３．４μｍ〜６．１μｍであることを特徴とする、請求項２４、２５又は３４に記載のファイバ。
【請求項３６】
リングの屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ３）が、１×１０−３〜１７．５×１０−３であり、前記リングの外径（ｒ３）が、６．２５μｍ〜８．３μｍであることを特徴とする、請求項２４、２５、３４又は３５に記載のファイバ。
【請求項３７】
ゼロ半径とクラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、５０×１０−３μｍ２〜６０×１０−３μｍ２であることを特徴とする、請求項２４、２５又は３４から３６のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項３８】
ゼロ半径とクラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）との間の、半径の二乗と屈折率の積の積分の３倍が、１１０×１０−３μｍ３未満であることを特徴とする、請求項２４、２５又は３４から３７のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項３９】
クラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）とリングの内径（ｒ２）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、−２３０×１０−３μｍ２〜−１４５×１０−３μｍ２であることを特徴とする、請求項２４、２５又は３４から３８のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項４０】
リングの内径（ｒ２）とリングの外径（ｒ３）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、１８０×１０−３μｍ２〜２６０×１０−３μｍ２であることを特徴とする、請求項２４、２５又は３４から３９のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項４１】
ゼロ半径とリングの外径（ｒ３）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、２０×１０−３μｍ２〜１４５×１０−３μｍ２であることを特徴とする、請求項２４、２５又は３４から４０のいずれか一項に記載のファイバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ伝送分野、より詳細には、光ファイバ伝送システムにおける波長分散と波長分散勾配との補償に関する。
【０００２】
【従来技術】
光ファイバでは、ファイバ径と屈折率を関連付ける関数のグラフの外観に従って屈折率分布を一般に規定している。従来の方法では、ファイバの中心までの距離ｒを横軸に表し、屈折率とファイバのクラッドの屈折率との差を縦軸に表している。例えば、夫々ステップ形、台形、又は三角形を示すグラフを、「ステップ形」、「台形」、又は「三角形」屈折率分布と言う。これらの屈折率分布は、一般にファイバの理論又は基本分布を表し、ファイバの製造条件により分布はかなり異なる。
【０００３】
新しい波長多重化の高速伝送ネットワークでは、特に４０Ｇｂｉｔ／ｓ又は１６０Ｇｂｉｔ／ｓ以上のビットレートで、波長分散を調節すると有利であり、パルスの拡大を制限するように、全多重波長値でリンクにほぼゼロの累積波長分散を得ることが課題とされている。分散には数十ｐｓ／ｎｍの累積値が一般に許容可能である。局所波長分散がゼロであると非線形効果が大きくなるので、システムで使用する波長付近にゼロ値の局所波長分散が生じないようにすることも有益である。更に、多重チャネル間の歪をなくすか又は制限するように、多重化の範囲で累積波長分散勾配を制限することも有益である。この勾配は、一般に波長に対する波長分散の導関数である。
【０００４】
光ファイバ伝送システム用ラインファイバとしては、ステップインデックス形ファイバ（ＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ（シングルモードファイバ）」）とも言う）が、一般に使用されている。本願出願人は、１３００ｎｍ〜１３２０ｎｍの波長分散ゼロ波長λ０と、１２８５ｎｍ〜１３３０ｎｍ域で３．５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）以下、１５５０ｎｍで約１７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散をもつ、ステップインデックス形シングルモードファイバを、商品名ＡＳＭＦ２００で市販している。１５５０ｎｍの波長分散勾配は、約０．０６ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）である。
【０００５】
分散シフトファイバ即ちＤＳＦ（「Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｓｈｉｆｔｅｄ  ｆｉｂｅｒ」）も市販されている。これらのファイバは、シリカの分散がほぼゼロとなる波長である１．３μｍとは一般に異なる伝送波長で使用されており、この使用伝送波長で波長分散がほぼゼロとなるように構成されており、即ちファイバのコアと光クラッドの屈折率差Δｎを増すことにより、シリカの非零波長分散を補償している（従って、シフトという用語が使用されている）。この屈折率差は、波長分散がなくなる波長をシフトさせることができ、プリフォームの製造時にドーパントを添加することにより得られ、例えばＭＣＶＤ法を利用できるが、このような方法はそれ自体知られているため、本明細書では詳述しない。
【０００６】
一般に１５５０ｎｍ付近の使用波長で、非零で正の波長分散をもつ分散シフトファイバを、ＮＺ−ＤＳＦ＋（「ｎｏｎ−ｚｅｒｏ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｓｈｉｆｔｅｄ  ｆｉｂｅｒｓ（非零分散シフトファイバ）」）と言う。これらのファイバは、これらの波長では波長分散が弱く、一般に１５５０ｎｍで１１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満の波長分散と、０．０４１ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）〜０．１ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）の波長分散勾配をもつ。
【０００７】
ＦＲ−Ａ２７９０１０７は、チャンネル当たりビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓで、１００ＧＨｚ以下のチャンネル間隔の高密度波長多重化伝送に特に適したラインファイバを提案しており、このファイバは１５５０ｎｍの波長で、６０μｍ２以上の有効面積と、６ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）〜１０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散と、０．０７ｐｓ／（ｎｍ２／ｋｍ）未満の波長分散勾配をもつ。
【０００８】
２０００年２月２４日付け仏国特許出願第０００２３１６号（発明の名称「Ｆｉｂｒｅ  ｏｐｔｉｑｕｅ  ｍｏｎｏｍｏｄｅ  ｅｎ  ｃａｂｌｅ  ｐｏｕｒ  ｒｅｓｅａｕｘ  ｄｅ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａ  ｆｉｂｒｅ  ｏｐｔｉｑｕｅ  ａ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘａｇｅ  ｅｎ  ｌｏｎｇｕｅｕｒｓ  ｄ’ｏｎｄｅ（波長多重化光ファイバ伝送ネットワーク用ケーブルシングルモード光ファイバ）」）は、１５５０ｎｍの波長分散が５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）〜１１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）であり、波長分散と波長分散勾配との比が、２５０ｎｍ〜３７０ｎｍであり、有効面積の二乗と波長分散勾配との比が、８×１０４（μｍ２・ｎｍ２・ｋｍ）／ｐｓを上回るラインファイバを提案している。このラインファイバは、使用域１３００ｎｍ〜１６２５ｎｍである。同出願の一実施形態では、−１００ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散と、２６０ｎｍの波長分散と波長分散勾配との比をもつ分散補償ファイバにより、分散を補償している。
【０００９】
ラインファイバとして使用するＳＭＦ又はＮＺ−ＤＳＦ＋ファイバで、波長分散と波長分散勾配とを補償するために、長さの短い分散補償ファイバ又はＤＣＦ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）を使用することが知られている。ＳＭＦラインファイバにおける波長分散をＤＣＦファイバにより補償するこのような伝送システムの一例は、Ｍ．Ｎｉｓｈｉｍｕｒａら、Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  ｆｉｂｅｒｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  ＯＦＣ  ’９６  ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｉｇｅｓｔ  ＴｈＡ１に記載されている。このような分散補償ファイバの使用は、Ｌ．Ｇｒｕｎｅｒ−Ｎｉｅｌｓｅｎら、Ｌａｒｇｅ  ｖｏｌｕｍｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ｏｆ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  ｆｉｂｅｒｓ，ＯＦＣ  ’９８  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ  ＴｕＤ５にも記載されている。これらの文献では、他の従来技術文献と同様に、波長分散勾配に対する波長分散の比が、補償ファイバとラインファイバでほぼ等しくなるように、ラインファイバに応じて分散補償ファイバを選択することが提案されている。
【００１０】
ＤＣＦファイバも種々の特許に記載されている。これらのファイバは、ラインファイバにおける累積波長分散を補償するために、１５５０ｎｍ付近の波長で負の波長分散をもち、更に、ラインファイバの正の波長分散勾配を補償するために負の波長分散勾配をもつ場合もある。ＵＳ−Ａ−５５６８５６３又はＵＳ−Ａ−５３６１３１９は、ＳＭＦファイバの波長分散の補償用ファイバとして、１５５０ｎｍで約１７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散をもつＤＣＦファイバを提案している。
【００１１】
ＷＯ−Ａ−９９１３３６６は、Ｌｕｃｅｎｔ社から商標名“Ｔｒｕｅ  Ｗａｖｅ”で市販されている型のファイバの波長分散と波長分散勾配とを補償するために、補償ケースで使用するように構成された、分散補償ファイバを提案しており、このファイバは１．５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）〜４ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散と、０．０７ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）の波長分散勾配をもつ。提案された分散補償ファイバは、実施態様によると、−２７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散と、−１．２５ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）の波長分散勾配をもつ。
【００１２】
これらの分散補償ファイバは、Ｃバンド即ち１５３０〜１５６５ｎｍ又は１５５０ｎｍ付近で、動作する伝送システムに好都合である。しかし、ＣバンドとＬバンドで同時に運転する伝送システムで、波長分散と波長分散勾配を補償するには全く又は殆ど適していない。尚、Ｌバンドとは、Ｃバンドを越えて、約１６１０ｎｍ又は１６２０ｎｍの波長まで延びる波長帯域を言う。従って、Ｃ及びＬバンド伝送システムは一般に、１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍの波長を使用している。
【００１３】
本願出願人の２０００年１０月２６日付け仏国特許出願（発明の名称「Ｆｉｂｒｅ  ｏｐｔｉｑｕｅ  ｐｏｕｒ  ｌａ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｅｎ  ｌｉｇｎｅ  ｄｅ  ｌａ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｄ’ｕｎｅ  Ｆｉｂｒｅ  ｏｐｔｉｑｕｅ  ａ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｃｈｒｏｍａｔｉｑｕｅ  ｐｏｓｉｔｉｖｅ（正の波長分散をもつ光ファイバの波長分散のオンライン補償用光ファイバ）」）は、Ｃ、Ｓ及び／又はＬバンド伝送システムで波長分散と波長分散勾配とを補償するために使用する光ファイバを記載しているが、波長分散は、−１２ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）〜−４ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、Ｃ及びＬバンド伝送システムで波長分散を補償するために特に使用可能な、新規ファイバを提案する。このファイバは、ＳＭＦラインファイバとＮＺ−ＤＳＦラインファイバのどちらにも適している。本発明は、更にＣバンドとＬバンドで同時に、波長分散と波長分散勾配との良好な補償を確保するための、ラインファイバに対する分散補償ファイバの新規最適化条件も提案する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
より詳細には、本発明は、ラインファイバセクションと、ラインファイバセクションにおける波長分散を補償する補償ファイバセクションをもつ、光ファイバ伝送システムとして、伝送システムで使用する波長帯域の波長で、分散補償ファイバの波長分散Ｃとこのファイバの波長に対する波長分散の導関数Ｃ’とが、下記条件式、
【００１６】
【数７】
0004548998.tif 000002
（式中、Ｃｇはラインファイバの波長分散を表し、Ｃ’ｇはラインファイバの波長分散の波長に対する導関数を表し、Ｃｃｕｍはラインファイバセクションに許容される累積波長分散係数の上限を表し、Δλは伝送システムで使用する波長帯域の２分の１帯域幅を表す）を満足し、伝送システムで使用する波長帯域のほぼ中央波長で、波長分散勾配Ｃ’と分散補償ファイバの波長に対するこの勾配の一次導関数Ｃ”とが、下記条件式、
【００１７】
【数８】
0004548998.tif 000003
を満足する、光ファイバ伝送システムを提案する。
【００１８】
伝送システムで使用する波長帯域のほぼ中央波長で、条件式（１）及び（２）を満足すると有利であり、この場合には前記ほぼ中央波長と伝送システムで使用する波長帯域の中央波長との差が、平均で波長帯域の１０％未満であることが好ましい。
【００１９】
分散補償ファイバは下記伝搬特性の１つ以上をもつことができる。
【００２０】
−  １５５０ｎｍで、−４０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満、更には−４５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満の波長分散、
−  半径１０ｍｍのスリーブに巻付た場合に、伝送システムで使用する全波長帯域で、４００ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失、
−  １５５０ｎｍで１２μｍ２以上の有効面積、
−  １５５０ｎｍで０．５ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波分散、
−  １５５０ｎｍで１ｄＢ／ｋｍ、更には０．８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰。
【００２１】
更に、累積波長分散係数の上限Ｃｃｕｍとラインファイバセクションの長さＬｇとの比が、０．５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）、更には０．１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満であると有利である。
【００２２】
ラインファイバは、ステップインデックス形ファイバ又は正の波長分散をもつ分散シフトファイバとすることができる。
【００２３】
分散補償ファイバは、凹部区間とリングとを備える台形又は矩形屈折率分布をもつことが好ましい。この分布は、後述するように特徴付けることができる。
【００２４】
本発明は、更に１５５０ｎｍで、−４０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満、更には−４５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満の波長分散Ｃをもち、波長分散勾配Ｃ’と波長に対する波長分散勾配の一次導関数Ｃ”とが、約１５７０ｎｍの波長で、下記条件式、
【００２５】
【数９】
0004548998.tif 000004
及び
【００２６】
【数１０】
0004548998.tif 000005
（式中、ａ、ｂ及びｃは、２８０ｎｍ≦ａ≦３６０ｎｍ、０．２≦ｂ≦０．２５、及びｃ≦２５ｎｍを満足するパラメータである）を満足する光ファイバも提案する。
【００２７】
このファイバは、分散補償ファイバについて上述した伝搬特性をもつことができる。このファイバは、凹部区間とリングとを備えた矩形、又は凹部区間とリングとを備えた台形屈折率分布をもつことができる。
【００２８】
その場合、分布特性は、下記特性の１つ以上を含むことができる。
【００２９】
−  矩形又は台形の屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ１）が、１８×１０−３〜３０×１０−３であり、クラッドよりも屈折率の大きいファイバ部分の半径（ｒ１）が、１．２μｍ〜２．１μｍである、
−  凹部区間の屈折率とクラッドの屈折率の差（Δｎ２）とが、−８．５×１０−３〜−４．５×１０−３であり、前記凹部区間の外径（ｒ２）が、３．４μｍ〜６．１μｍである、
−  リングの屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ３）が、１×１０−３〜１５×１０−３であり、前記リングの外径（ｒ３）が、５．９μｍ〜８μｍである、
−  ゼロ半径とクラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、４８×１０−３μｍ２〜６５×１０−３μｍ２である、
−  ゼロ半径とクラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）との間の、半径の二乗と屈折率の積の積分の３倍が、１１０×１０−３μｍ３未満である、
−  クラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）とリングの内径（ｒ２）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、−１５５×１０−３μｍ２〜−７５×１０−３μｍ２である、
−  リングの内径（ｒ２）と外径（ｒ３）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、７０×１０−３μｍ２〜２１０×１０−３μｍ２である、
−  ゼロ半径とリングの外径（ｒ３）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、２０×１０−３μｍ２よりも大きい。
【００３０】
本発明は、更に１５５０ｎｍで、−４０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満、更には−４５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満の波長分散Ｃをもち、波長分散勾配Ｃ’と波長に対する波長分散勾配の一次導関数Ｃ”とが、約１５７０ｎｍの波長で、下記条件式、
【００３１】
【数１１】
0004548998.tif 000006
及び
【００３２】
【数１２】
0004548998.tif 000007
（式中、ａ、ｂ及びｃは、１２０ｎｍ≦ａ≦２００ｎｍ、０．２≦ｂ≦０．２５、及びｃ≦２５ｎｍを満足するパラメータである）を満足する、光ファイバを提案する。
【００３３】
このファイバは、分散補償ファイバについて上述した伝搬特性をもつことができる。このファイバは凹部区間とリングとを備えた矩形又は凹部区間とリングを組合せた台形屈折率分布をもつことができる。
【００３４】
その場合、分布特性は、下記特性の１つ以上を含むことができる。
【００３５】
−  矩形又は台形の屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ１）が、１８×１０−３〜３０×１０−３であり、クラッドよりも屈折率の大きいファイバ部分の半径（ｒ１）が、１．２μｍ〜１．９μｍである、
−  凹部区間の屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ２）が、−１０×１０−３〜−５．８×１０−３であり、前記凹部区間の外径（ｒ２）が、３．４μｍ〜６．１μｍである、
−  リングの屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ３）が、１×１０−３〜１７．５×１０−３であり、前記リングの外径（ｒ３）が、６．２５μｍ〜８．３μｍである、
−  ゼロ半径とクラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、５０×１０−３μｍ２〜６０×１０−３μｍ２である、
−  ゼロ半径とクラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）との間の、半径の二乗と屈折率の積の積分の３倍が、１１０×１０−３μｍ３未満である、
−  クラッドよりも屈折率の大きいファイバ中心部の外径（ｒ１）とリングの内径（ｒ２）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、−２３０×１０−３μｍ２〜−１４５×１０−３μｍ２である、
−  リングの内径（ｒ２）とリングの外径（ｒ３）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、１８０×１０−３μｍ２〜２６０×１０−３μｍ２である、−  ゼロ半径とリングの外径（ｒ３）との間の、半径と屈折率の積の積分の２倍が、２０×１０−３μｍ２〜１４５×１０−３μｍ２である。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴と利点は、添付図面を参考に例示する本発明の実施態様に関する以下の説明から理解されよう。尚、図１は本発明の伝送システムの模式図であり、図２は、本発明の第１の実施態様によるファイバの基本屈折率分布の模式図であり、図３は、本発明の第２の実施態様によるファイバの基本屈折率分布の模式図である。
【００３７】
本発明は、従来技術で分散補償ファイバの選択に使用されている条件が、Ｃバンドを越える波長帯域で動作する伝送システムには必ずしも適していないという事実の知見に基づく。特に、ラインファイバと分散補償ファイバの波長分散と波長分散勾配との比の等式条件は、ＣバンドとＬバンドの両者で動作する伝送システムには最適と言えない。
【００３８】
この現象は、波長分散と波長の間の依存関係から説明することができ、波長分散は、ラインファイバでは波長のほぼ線形関数であり、Ｃバンドを越えても同様であることが分かっている。他方、分散補償ファイバでは、波長分散はＣバンドを越えると必ずしも波長の線形関数ではなくなる。
【００３９】
従って、本発明の一実施態様では、伝送システムにおける分散補償を有効に規定するための新規条件を提案し、これらの条件は、伝送システムにおける分散補償の効果を確認するために、独立して又は相互に組合せて使用することができ、更に、後述するように伝送システムで分散補償ファイバとして使用するファイバを選択するためにも使用することができる。前記条件は、ラインファイバの波長分散と波長分散勾配だけでなく、波長分散勾配の一次導関数とラインファイバセクションの長さも考慮する。
【００４０】
図１は、本発明の一実施態様による、波長多重化伝送システムの模式図を示す。図１は、伝送システムの送信器ＴＸ２と受信器ＲＸ４とを示し、その間にラインファイバが延びている。ラインファイバは、中継器８１〜８ｎ−１により分離されたセクション６１〜６ｎから構成され、各中継器８ｉは、増幅器１２ｉをもつが、増幅器の構造は本発明の作用には関係ないので本明細書では説明しない。
増幅器の出力側には、分散補償ファイバセクション１２ｉが配置されている。増幅器の下流側に分散補償ファイバを配置することにより、このファイバにおける強い減衰作用を制限することができる。以下の説明においてＬｇは、２個の分散補償ファイバセクション間のラインファイバの長さを表し、図の例では、この長さは２個の中継器間の距離に相当する。
【００４１】
図１の例では、各中継器に１個の分散補償ファイバセクションが配置されているが、中継器毎に分散補償ファイバを配置せずに、所定の中継器のみに配置してもよく、例えば、Ｎ番目（Ｎは２以上の整数である）毎の中継器に分散補償ファイバを配置してもよい。このような場合には、「ラインファイバセクションの長さ」とは、分散補償ファイバを含む２個の中継器間のラインファイバの長さを意味する。図１の伝送システムに他の変更を加えてもよく、例えばフィルターを設けたり、分散補償ファイバの下流側に増幅器を設けるなどしてもよい。
【００４２】
提案する条件は、分散補償ファイバについて、波長分散勾配に対する波長分散の比Ｃ／Ｃ’と、波長分散勾配の一次導関数に対する波長分散勾配の比Ｃ’／Ｃ”の範囲とを規定する。即ち、下記条件式、
【００４３】
【数１３】
0004548998.tif 000008
を規定する。
【００４４】
上記式中、ＣとＣ’は、分散補償ファイバの波長分散と波長分散勾配を夫々ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）とｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）で表す。ＣｇとＣ’ｇは、ラインファイバの波長分散と波長分散勾配を夫々同一単位で表す。Ｃｃｕｍは、伝送システムにおける累積波長分散係数の上限をｐｓ／ｎｍで表し、累積波長分散は、長さに対して積分した伝送システム全長における波長分散の積分であり、巨視的には、１個のラインファイバセクションと１個の分散補償ファイバセクションの累積波長分散は、ラインファイバの波長分散とこのラインファイバセクションの長さの積と、補償ファイバの波長分散とこの補償ファイバセクションの長さの積との和に等しい。この累積波長分散は、所与波長で計算し、Ｃｃｕｍ値は、伝送システムで使用する波長における累積波長分散係数の最大値である。Ｌｇは、ラインファイバセクションの長さを表し、Δλは、伝送システムの帯域幅の２分の１を表す。
【００４５】
式（１）は、従来技術のように波長分散だけではなく、Ｃ／Ｃ’比の範囲を規定している。更に、式（１）は、累積波長分散とシステムの帯域幅も考慮している。式（１）は、システムにおける累積波長分散が、システムで使用する全波長帯域で累積波長分散係数の許容上限Ｃｃｕｍを下回るようにするために必要な条件であるが、十分な条件ではない。
【００４６】
式（１）は、システムで使用する中央波長付近の波長について満されることが好ましい。別の波長について、この式を満たすことも否定しない。
【００４７】
システムにおける累積波長分散係数が、システムで使用する全波長帯域で波長分散許容上限Ｃｃｕｍを下回るようにするために、必要且つ十分な条件を得るために、条件式（１）に加え、波長分散勾配と波長分散勾配の一次導関数の比の係数に関する条件式を規定する。この第２の条件式は下式、
【００４８】
【数１４】
0004548998.tif 000009
で表される。
【００４９】
上記式中、記号は上記と同義である。関数Ｍａｘ（ｘ，ｙ）は、２個の実数ｘ及びｙの大きいほうを表す関数である。式（２）中、関数Ｍａｘは、符号「±」の可能な２値について計算した比の２値に適用される。
【００５０】
従って、上記式（２）は波長分散勾配と波長分散勾配の一次導関数との比の係数の下限を示す。同式は、該当スペクトル域の中心又はこのスペクトル域の中心付近で満たされる。ＣバンドとＬバンドでは、ラインファイバと分散補償ファイバの全体の累積波長分散が、１５７０ｎｍ付近でほぼ対称になるため、これらのバンドの伝送では、上記式は１５７０ｎｍ付近で計算する。従って、分散は、この波長で放物線に最適に近似され、式（２）は最良の近似を与える。この値から離れると、下限値は変化する。実際に、スペクトル域の中心に対して±１０ｎｍ変動する場合には、分散補償に関して同一結果を得るためには、下限を２倍にし、即ち不等式（２）の右項を２倍にする必要があることが判明した。実際には、伝送システムの中央波長との差が帯域幅の１０％未満であるような波長で、式（２）を満たせば十分である。
【００５１】
式（１）及び（２）は、補償しようとするラインファイバの長さに応じて局所的に計算される。従って、これらの条件は、局所的即ちある中継器又はあるラインファイバセクションの近傍で計算することができる。この場合には、上限Ｃｃｕｍは、先行ラインファイバセクションにおける累積波長分散係数の上限となる。また、条件式を全体で計算してもよく、その場合には、上限Ｃｃｕｍは、伝送システム全体の累積波長分散係数に関する条件式となり、全ラインファイバセクションでこの条件式を満たす。伝送システムが周期的構造をもつ場合には、局所計算と全体計算は、当然同一の効果をもつ。更に、Ｃｃｕｍ値は、ラインファイバセクションの長さに応じて変化することがあり、後述する実施形態では、ラインファイバセクション長１００ｋｍで、Ｃｃｕｍ値は５０ｐｓ／ｎｍである。同様に、２００ｋｍのラインファイバセクションでは、Ｃｃｕｍ値を１００ｐｓ／ｎｍとすることができ、平均して伝送システムの累積波長分散は同一に保たれ、従って、各ラインファイバセクションで得られる絶対値のみが変化する。より一般的に説明すると、Ｃｃｕｍ／Ｌｇ比の値は、０．５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）以下が適切であり、超高速波長多重化伝送システムでは、０．１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の値がより有利である。
【００５２】
従来技術と異なり、式（１）はＣ／Ｃ’比とＣｇ／Ｃ’ｇ比との等式に許容可能な誤差範囲を与える。式（２）は式（１）に加え、Ｃ’／Ｃ”比の絶対値について制限を加える。これらの式は伝送システムの該当スペクトル幅を考慮することができる。
【００５３】
上記２式により、分散補償ファイバは、伝送システムで使用する全スペクトル幅で、波長分散と波長分散勾配とを有効に補償することができ、具体的に言うと、このとき、システムは全伝送帯域幅２×Δλにわたって、Ｃｃｕｍ未満の絶対値の累積波長分散をもつ。
【００５４】
第１式又は上記２式に加え、分散補償ファイバは下記特性の１つ以上をもつと有利である。
【００５５】
−  ファイバを半径１０ｍｍのスリーブに巻付た場合に、１５３０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長で、４００ｄＢ／ｍ未満、好ましくは１００ｄＢ／ｍ未満の曲げ損失、
−  ファイバを半径３０ｍｍのスリーブに１００回巻付た場合に、１５３０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長で、０．０５ｄＢ未満、好ましくは１０−３ｄＢ未満の曲げ損失、
−  １５３０〜１６２０ｎｍの波長で、−１００ｐｓ／（ｎｍ・ｄＢ）以下の波長分散対減衰比、
−  １５５０ｎｍの波長で、１２μｍ２以上、好ましくは１５μｍ２以上、更には２０μｍ２の有効面積、
−  １５５０ｎｍの波長で、−４０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）以下、好ましくは−５０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）以下の波長分散、
−  １５５０ｎｍの波長で、１以下、好ましくは０．５以下のマイクロベンディング感度、
−  ３０×１０−３以下のファイバの任意点での屈折率とクラッドの屈折率との差、
−  １５５０ｎｍの波長で、０．５ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波分散、
−  １５５０ｎｍの波長で、１ｄＢ／ｋｍ、好ましくは０．８ｄＢ／ｋｍ未満の減衰。
【００５６】
波長分散値は、分散補償ファイバの長さ、従ってこのファイバにおける減衰を制限することができ、曲げ損失の限度は、特に中継器で分散補償ファイバを巻くのに十分な値である。これらの条件は伝送システムで使用する全波長帯域で満足することが好ましい。有効面積の条件は、分散補償ファイバにおける非線形効果を制限することができ、この条件は１５５０ｎｍ付近で満たされると有利である。ファイバは、更に０．５ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波分散をもつと有利であり、この偏波分散値は、高速の良好な伝送を確保し、１５５０ｎｍ付近の波長で測定される。ファイバは、更に減衰を１ｄＢ／ｋｍ、更には０．８ｄＢ／ｋｍ未満とすることができ、これらの減衰値は、補償ファイバにおける損失を制限し、１５５０ｎｍ付近の波長で測定する。
【００５７】
以下、ステップインデックス形ファイバ及び正の分散シフトファイバを、ラインファイバとして夫々使用する伝送システムの実施形態について説明する。
【００５８】
ステップインデックス形ファイバ
ステップインデックス形ファイバの実施形態では、以下の特性、
−  １５７０ｎｍでの波長分散、１８．５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）、
−  １５７０ｎｍでの波長分散勾配、０．０５８ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）、
−  ケーブルカットオフ波長、１３００ｎｍ未満、
−  １５７０ｎｍでの有効面積、８１μｍ２
をもつファイバについて検討する。
【００５９】
このようなファイバは、コアの屈折率とクラッドの屈折率との差を、約５×１０−３、コア半径を、約４．５μｍとすることができる。このようなラインファイバを、１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍのＣ及びＬバンド伝送システムで使用する場合、ラインファイバセクション長１００ｋｍ及び累積波長分散５０ｐｓ／ｎｍ未満のとき、上記式（１）及び（２）は、下式、
２６０ｎｍ≦Ｃ／Ｃ’≦４００ｎｍ                      （３）
及び
【００６０】
【数１５】
0004548998.tif 000010
で表される。
【００６１】
これらの式を他の型のステップインデックス形ファイバに一般化すると、下式、
【００６２】
【数１６】
0004548998.tif 000011
及び
【００６３】
【数１７】
0004548998.tif 000012
で表される。この場合、ａ、ｂ及びｃは、ラインファイバと伝送システムを表すパラメータであり、２８０≦ａ≦３６０ｎｍ、０．２≦ｂ≦０．２５、及びｃ≦２５ｎｍである。ｂは無次元であり、ａとｃは波長の次元である。パラメータａは、補償しようとするラインファイバのＣ／Ｃ’比を表す。パラメータｂは、上記式の適用による補正である。パラメータｃは、該当帯域のスペクトル幅の４分の１に対応し、１００ｎｍ未満のスペクトル幅をもつシステム、例えば拡張Ｃ及びＬバンド伝送システムに適合するように、２５ｎｍという値を選択した。関係式（５）は伝送システムで使用する波長、一般には１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍの波長で満たされる。関係式（６）は、伝送システムで使用する中央波長付近の波長で満たされ、１５７０ｎｍ付近又は１５６５ｎｍ〜１５７５ｎｍの波長値が適切である。
【００６４】
これらの条件は、図２又は３の分布と下表に示す値をもつファイバで満足することができる。図２の分布は、凹部区間とリングとを備える矩形型基本屈折率分布である。この分布は、ファイバの中心から外側に向かって、
−  クラッドの屈折率以上のほぼ一定の屈折率をもつ中心部と、
−  クラッドの屈折率以下の屈折率をもつ環状部をもち、全体は所謂「凹部区間を備えた矩形」屈折率分布を構成する。
【００６５】
図２のファイバは、凹部区間の周囲にリング即ちクラッドの屈折率よりも大きい屈折率の部分をもち、従って、凹部区間とリングとを備えた矩形分布と呼ばれる。
【００６６】
以下の明細書中において、Δｎ１はファイバの中心部の屈折率とクラッドの屈折率との差を表し、Δｎ２は、ファイバの凹部区間の屈折率とクラッドの屈折率との差を表し、Δｎ３は、ファイバのリングの屈折率とクラッドの屈折率との差を表す。上述したように、Δｎ１とΔｎ３は正の値をとり、Δｎ２は負の値をとる。
【００６７】
図３の分布は、凹部区間とリングとを備えた台形型屈折率分布である。この分布と図２に示した分布は、中心部が矩形ではなく台形であり、最小径ｒ１ａと最大径ｒ１ｂをもち、横軸と交差する点で中心部の径に対応する径ｒ１をもつという点のみが相違する。また、クラッドの屈折率よりも大きい一定屈折率をもつ径ｒ１ａの中心部を、「台形の上底」ということができる。「台形の下底」は、凹部区間の内径まで延びている図の径ｒ１ｂに対応する。この台形分布の場合には、ｒ１は、ファイバの屈折率よりも大きい屈折率をもつファイバの中心部の半径を表す。
【００６８】
分散補償ファイバの実施形態を下表に示す。ファイバＳ１〜Ｓ４は、図２の型の分布をもち、ファイバＳ５〜Ｓ８は、図３の型の分布をもつ。
【００６９】
【表１】
0004548998.tif 000013
表１のファイバは、該当ＳＭＦファイバで、上記Ｃｃｕｍ、Ｌｇ及びΔλ値のとき、上記条件（１）及び（２）を満足する。これらのファイバは、１５７０ｎｍの波長で下表２に示す伝搬特性をもつ。
【００７０】
【表２】
0004548998.tif 000014
上記表中、λｃｔｈは、ｎｍで表したファイバの理論カットオフ波長であり、実際にはケーブルで測定したカットオフ波長は、数百ｎｍ以下であり、ファイバは有効信号波長帯域、特にＣ及びＬバンドで、実質的にシングルモードであることが理解されよう。２Ｗ０２は、μｍで表したモード径であり、Ｓｅｆｆは、μｍ２で表した有効面積である。Ｃは、ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）で表した波長分散である。Ｃ’は、ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）で表した波長分散勾配即ち波長に対する波長分散の導関数であり、従って、波長分散勾配に対する波長分散の比Ｃ／Ｃ’は、波長の次元をもち、ｎｍで表される。Ｆｓは、上記式（４）に示したＣ’／Ｃ”比の係数の下限である。Ｃ”は、波長に対する波長分散勾配の一次導関数であり、表に示す比Ｃ’／Ｃ”の係数は、同様に波長の次元をとり、ｎｍで表される。更に、ファイバが、１６２０ｎｍで許容可能な曲げ損失をもつようにすると、１５３０ｎｍ〜１６２０ｎｍの全使用域で損失を制限できるので有利である。
ＰＣ１６２０は、ファイバの曲げ線形損失を表し、これらの損失は、直径１０ｍｍのスリーブにファイバを巻付て、１６２０ｎｍの波長で測定する。最後に、Ｓμｃは、ファイバのマイクロベンディング感度を表す無次元係数であり、この係数は、本願出願人により商品名ＡＳＭＦ２００で市販されている従来技術のファイバに比較測定した値を表に示す。この係数は、２枚のグリッドの間でファイバを押しつぶすそれ自体知られている方法により測定することができる。
【００７１】
表から明らかなように、表１のファイバは、光ファイバ伝送システムの中継器又は増幅器で、分散補償ファイバとして使用可能な伝搬特性をもつ。Ｃ／Ｃ’及びＣ’／Ｃ”比の係数の値によると、ファイバは、ＳＭＦファイバの波長分散を補償するのに適している。
【００７２】
表１の全実施形態において、中心部の屈折率Δｎ１を５％変動させるか又は凹部区間とリングの屈折率Δｎ２及びΔｎ３を１０％変動させても、同様の結果が得られる。半径についても同様であり、図１の表の実施形態に示す値に対して、ｒ１とｒ２を１０％、ｒ３を５％変動させても同様の結果が得られる。
【００７３】
表２の値は、１５７０ｎｍの波長について示したが、１５５０ｎｍ及び１５９０ｎｍの波長では、ファイバは下表３に示す各種パラメータの値をもつ。
【００７４】
【表３】
0004548998.tif 000015
分布の観点から分布補償ファイバの寸法は、上記不等式の１つ以上を適用することにより選択することができ、矩形又はリング中心部については、
−  １８×１０−３≦Δｎ１≦３０×１０−３、及び
−  １．２μｍ≦ｒ１≦２．１μｍとすると有利である。
【００７５】
凹部区間については、
−  −８．５×１０−３≦Δｎ２≦−４．５×１０−３、
−  ３．４μｍ≦ｒ２≦６．１μｍを満足するように、屈折率差Δｎ２と外径ｒ２の値を選択することができる。
【００７６】
リングについては、
−  １×１０−３≦Δｎ３≦１５×１０−３、
−  ５．９μｍ≦ｒ３≦８μｍを満足するように、屈折率差Δｎ３と外径ｒ３の値を選択することができる。
【００７７】
ファイバの他の特性も考えられる。例えば下式、
【００７８】
【数１８】
0004548998.tif 000016
により定義されるパラメータＳ１を使用することができる。このパラメータは面積と屈折率の積に同次である。このパラメータは、矩形分布と同様に台形分布にも簡単に適用でき、ファイバのコア付近の屈折率の増加を表す。このパラメータは、４８×１０−３μｍ２〜６５×１０−３μｍ２が好ましい。
下記パラメータ、
【００７９】
【数１９】
0004548998.tif 000017
は屈折率と面積の二乗の積に同次である。物理的には、このパラメータは、等価ファイバ理論における矩形分布と台形分布の対応を表す。このパラメータは、１１０×１０−３μｍ３未満とすることが好ましい。
【００８０】
更に、下式、
【００８１】
【数２０】
0004548998.tif 000018
により定義されるパラメータＳ２も使用することができる。このパラメータは、凹部における屈折率の減少を表す。このパラメータは−１５５×１０−３μｍ２〜−７５×１０−３μｍ２が好ましい。
【００８２】
同様に、下式、
【００８３】
【数２１】
0004548998.tif 000019
により定義されるパラメータＳ３は、面積と屈折率の積に同次であり、リングにおける屈折率の増加を表す。このパラメータは７０×１０−３μｍ２〜２１０×１０−３μｍ２が好ましい。
【００８４】
別の考えられるパラメータは、下式、
【００８５】
【数２２】
0004548998.tif 000020
により表されるパラメータＳ１２３である。このパラメータは、分布全体におけるシリカ屈折率に対する屈折率の平均増加を表す。このパラメータは、２０×１０−３μｍ２よりも大きいことが好ましい。
【００８６】
これらのパラメータの１つ又はこれらのパラメータの多数の組合せにより、ステップインデックス形ファイバの分散補償ファイバとして使用可能な、ファイバの分布を定義することができる。
【００８７】
ＤＳＦ＋ファイバ
正の分散シフトファイバの実施形態では、以下の特性、
−  １５７０ｎｍでの波長分散、９．２／ｐｓ（ｎｍ・ｋｍ）、
−  １５７０ｎｍでの、波長分散勾配、０．０５８ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）、
−  ケーブルカットオフ波長、１３００ｎｍ未満、
−  １５７０ｎｍ有効面積、６６μｍ２
をもつファイバについて検討する。
【００８８】
このようなファイバは、本願出願人により商品名ＴｅｒｏＬｉｇｈｔで市販されており、１９９９年２月１８日付け仏国特許出願第９９０２０２８号に記載されている。このようなラインファイバを、１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍのＣ及びＬバンド伝送システムで使用する場合、ラインファイバセクション長１００ｋｍ及び累積波長分散５０ｐｓ／ｎｍ未満のとき、上記式（１）及び（２）は、下式、
１３０ｎｍ≦Ｃ／Ｃ’≦２００ｎｍ                      （７）
及び
【００８９】
【数２３】
0004548998.tif 000021
で表される。
【００９０】
これらの条件も、上記一般化式（５）及び（６）の特定適用例であり、正の分散シフトラインファイバの場合には、上記パラメータａ、ｂ及びｃは一般に１２０ｎｍ≦ａ≦２００ｎｍ、０．２≦ｂ≦０．２５、ｃ≦２５ｎｍを満足する。
【００９１】
これらの条件は、図２又は３の分布と下表に示す値をもつファイバで満足することができる。これらの分布に使用する記号は、上記と同義である。ファイバＴ１〜Ｔ４は矩形コア型ファイバであり、ファイバＴ５及びＴ６は台形コア型ファイバである。
【００９２】
【表４】
0004548998.tif 000022
表４のファイバは、該当分散シフトファイバで、上記Ｃｃｕｍ、Ｌｇ及びΔλ値のとき、上記条件（１）及び（２）を満足する。これらのファイバは、１５７０ｎｍの波長で下表５に示す伝搬特性をもつ。
【００９３】
【表５】
0004548998.tif 000023
この表で使用する記号は、ＳＭＦファイバに関する表２と同一であるが、係数の比Ｃ’／Ｃ”の下限を、Ｆｓでなく式（８）に示すＦｔとする。
【００９４】
表から明らかなように、表４のファイバは、分散シフトファイバをラインファイバとして使用する、光ファイバ伝送システムの中継器又は増幅器で分散補償ファイバとして使用可能な伝搬特性をもつ。Ｃ／Ｃ’及びＣ’／Ｃ”比の係数の値によると、ファイバは、ラインファイバにおける累積波長分散を補償するのに適している。
【００９５】
表３の全実施形態でも、表１の実施形態と同様に、中心部の屈折率Δｎ１を５％変動させるか、又は凹部とリングの屈折率Δｎ２及びΔｎ３を１０％変動させても同様の結果が得られる。半径についても同様であり、図１の表の実施形態に示す値に対して、ｒ１とｒ２を１０％、ｒ３を５％変動させても同様の結果が得られる。
【００９６】
上述の場合と同様に、１５５０ｎｍ及び１５９０ｎｍの波長の伝搬パラメータを表６に示す。
【００９７】
【表６】
0004548998.tif 000024
分布の観点から分散補償ファイバの寸法は、上記不等式の１つ以上を適用することにより選択することができ、矩形又はリング中心部については、
−  １８×１０−３≦Δｎ１≦３０×１０−３、及び
−  １．２μｍ≦ｒ１≦１．９μｍとすると有利である。
【００９８】
凹部区間については、
−  −１０×１０−３≦Δｎ２≦−５．８×１０−３、
−  ３．４μｍ≦ｒ２≦６．１μｍを満足するように、屈折率差Δｎ２と外径ｒ２の値を選択することができる。
【００９９】
リングについては、
−  １×１０−３≦Δｎ３≦１７．５×１０−３、
−  ６．２５μｍ≦ｒ３≦８．３μｍを満足するように、屈折率差Δｎ３と外径ｒ３の値を選択することができる。
【０１００】
上記に定義したパラメータＳ１、Ｓ１１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ１２３は、下記不等式を満足することができる。
【０１０１】
−  ５０×１０−３μｍ２≦Ｓ１≦６０×１０−３μｍ２、
−  Ｓ１１≦１１０×１０−３μｍ３、
−  −２３０×１０−３μｍ２≦Ｓ２≦−１４５×１０−３μｍ２、
−  １８０×１０−３μｍ２≦Ｓ３≦２６０×１０−３μｍ２、
−  ２０×１０−３μｍ２≦Ｓ１２３≦１４５×１０−３μｍ２。
【０１０２】
当然のことながら、本発明は、上記実施形態及び実施態様に限定されず、当業者が想到し得る多数の変形を加えることができる。例えば、上記式（１）又は（２）は、上記に例示したステップインデックス形ファイバ及び分散シフトファイバ以外のファイバにも適用される。また、パラメータＣｃｕｍ、Ｌｇ又はΔλは、実施形態に提案した値以外の値でもよい。一般に、現行の波長多重化伝送システムでは、Ｃｃｕｍは５０ｐｓ／ｎｍ未満であるが、１００ｐｓ／ｎｍ又は２００ｐｓ／ｎｍ程度の値でもよい。１００ｋｍの長さＬｇの例は、従来技術の地上伝送システムの中継器間の距離に対応し、この距離は、実際にラインファイバにおける損失に依存し、ラインファイバの改良に伴って増加すると考えられる。最後に、Ｃバンド及びＬバンド以外の帯域を使用する場合には、２分の１帯域幅Δλも異なると考えられる。例えば、１４６０ｎｍ〜１５３０ｎｍのＣ及びＳバンド伝送には、Δλ値を３５ｎｍとすることができ、Ｃ、Ｌ及びＳバンド伝送には、８０ｎｍの値とすることができる。
【０１０３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の伝送システムの模式図である。
【図２】本発明の第１の実施態様によるファイバの基本屈折率分布の模式図である。
【図３】本発明の第２の実施態様によるファイバの基本屈折率分布の模式図である。
【図１】
0004548998.tif 000031
【図２】
0004548998.tif 000032
【図３】
0004548998.tif 000033