(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線引き時の張力変化によってファイバ外径を調整することにより、コア径が互いに２％以上異なる第１部分と第２部分とを有する、接続点を含まない一連長の光ファイバであって、
所定の軸に沿って伸びかつ所定の屈折率を有する第１コアと、該第１コアの外周に設けられかつ該第１コアよりも低い屈折率を有する第２コアと、該第２コアの外周に設けられかつ該第２コアよりも高い屈折率を有する第３コアと、該第３コアの外周に設けられかつ該第３コアよりも低い屈折率を有する内側クラッドと、そして、該内側クラッドの外周に設けられかつ該内側クラッドよりも高い屈折率を有する外側クラッドとを備えるとともに、
前記第１部分は、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて＋１．０〜＋８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、
前記第２部分は、前記波長帯域において−１．０〜−８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である光ファイバ。
【請求項２】
前記第１及び第２部分おのおのにおいて、前記波長帯域における分散の最大値と最小値との差が２．０ｐｓ／ｎｍ／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】
複数本の請求項１又は２記載の光ファイバが互いに光学的接続された光伝送路であって、
波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、前記複数本の光ファイバおのおののファイバ長及び分散の値から得られる平均分散値の最大値と最小値との差が２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である光伝送路。
【請求項４】
前記波長帯域において、前記平均分散の最大値と最小値の差が１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の光伝送路。
【請求項５】
前記波長帯域において、前記平均分散の絶対値が１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の光伝送路。
【請求項６】
前記波長帯域において、前記平均分散の最大値と最小値の差が０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の光伝送路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、互いに異なる波長を有する光信号の長距離伝送に適した光ファイバ及びそれを含む光伝送路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ網を利用した光通信システムでは、長距離かつ大容量の光通信が可能である。特に最近の大容量化では、互いに異なる波長を有する複数光信号の伝搬を可能にする波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）技術が利用される。また、この光通信システムは、光信号を出力する光送信器、光信号を増幅する光増幅器、光信号が伝搬する光伝送路としての光ファイバ、及び光信号を受信する光受信器等から構成される。
【０００３】
これら構成要素のうち、高いＳ／Ｎ比を得るために不可欠な光増幅器において、光信号の増幅が可能な波長帯域（増幅波長帯域）は、従来、１５３０〜１５６５ｎｍであった。それため、光通信システムを構成する他の要素も、この増幅波長帯域において良好に動作するよう設計されていた。例えば、D. W. Peckham, et al., "Reduced Dispersion Slope, Non-Zero Dispersion Fiber", ECOC'98, pp.130-140, 1998（第１文献）や米国特許第５，６８４，９０９号（第２文献）に開示された光伝送路は、この増幅波長帯域における分散の偏差、すなわち分散スロープが小さくなるよう設計されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは上述のような構成を備えた従来の光通信システムについて検討した結果、以下のような課題を発見した。
【０００５】
すなわち、光増幅器の増幅波長帯域は、該光増幅器の高性能化に伴って、上述の波長帯域（１５３０〜１５６５ｎｍ）から、さらに長波長側を含む１５３０〜１６２０ｎｍの波長帯域まで拡大されつつある。この事実は、例えば、M. Kakui, et al., "Optical Amplifications Characteristics around 1.58μm of Silica-Based Erbium-Doped Fibers Containing Phosphorous/Alumina as Codopants", OAA'98, TuC3, pp.107-110,1998（第３文献）に紹介されている。光増幅器の増幅波長帯域の拡大に応じて、他の要素も、拡大された波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて良好に動作するよう設計される必要がある。しかしながら、従来の光ファイバ及びそれを含む光伝送路は、拡大された増幅波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいては分散スロープが十分に小さいとは言えなかった。
【０００６】
例えば、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、正の分散及び正の分散スロープを有する第１光ファイバと、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて負の分散及び正の分散スロープを有する第２光ファイバとが、それぞれ適当な長さ比で接続された光伝送路を考える。なお、この光伝送路において、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍの中心波長１５７５ｎｍにおける分散は０とし、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける該分散の最大値と最小値との差をΔＤとする。また、図１は、上述の光伝送路、第１光ファイバ、及び第２光ファイバの各分散を示すグラフであり、この図１において、グラフＧ１１０は第１光ファイバの分散、Ｇ１２０は第２光ファイバの分散、Ｇ１３０は該第１及び第２光ファイバを含む当該光伝送路の分散（第１及び第２光ファイバおのおののファイバ長及び分散の値から得られる）をそれぞれ示している。
【０００７】
図２は、上述の構造を備えた光伝送路について、伝送距離と累積分散との関係を示すグラフである。この図２において、Ｇ２１０は差ΔＤが３．６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、Ｇ２２０は差ΔＤが２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、及びＧ２３０は差ΔＤが１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍそれぞれの場合について、伝送距離と累積分散値との関係を示している。また、この図２中には、光信号のビットレートが１０Ｇｂ／ｓのときの伝送限界となる累積分散の値（図中の矢印Ａ）及び光信号のビットレートが２０Ｇｂ／ｓのときの伝送限界となる累積分散の値（図中の矢印Ｂ）もそれぞれ示されている。
【０００８】
上記第１文献に記載された光伝送路において、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散スロープは０．０４ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、この波長帯域における分散の最大値と最小値との差ΔＤは３．６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。したがって、第１文献記載の光伝送路の場合、図２から分かるように、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光信号は約５５０ｋｍしか伝送できず、またビットレート２０Ｇｂ／ｓの光信号は約１５０ｋｍしか伝送できない。なお参考までに、差ΔＤが２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍのとき、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光信号は約１０００ｋｍまで伝送でき、ビットレート２０Ｇｂ／ｓの光信号は約２５０ｋｍまで伝送できる。さらに、差ΔＤが１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍのとき、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光信号は約２０００ｋｍまで伝送でき、ビットレート２０Ｇｂ／ｓの光信号は約５００ｋｍまで伝送できる。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、１５３０〜１６２０ｎｍの波長帯域において互いに異なる波長の複数光信号の長距離伝送に好適な構造を備えた光ファイバ及びそれを含む光伝送路を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光伝送路は、光送信器と光受信器との間、光送出器と光増幅器を含む中継局との間、各中継局間、及び中継局と光受信局との間の、少なくともいずれかに配設された光ファイバ伝送路である。
【００１１】
この発明に係る光伝送路は、１又はそれ以上の第１光ファイバと、１又はそれ以上の第２光ファイバとを備える。ただし、当該光伝送路は、１本の第１光ファイバと１本の第２光ファイバとで構成されてもよく、また、複数本の第１ファイバと複数本の光ファイバとが互いに融着接続される場合には、これら光ファイバの接続順序は任意でよい。
【００１２】
上記第１光ファイバおのおのは、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて＋１．０〜＋８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、上記第２光ファイバおのおのは、上記波長帯域において−１．０〜−８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。そして、当該光伝送路は、上記波長帯域において、上記第１及び第２光ファイバおのおののファイバ長及び分散の値から得られる平均分散値が２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、さらに好ましくは０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴としている。
【００１３】
なお、上記構成において、この発明に係る光伝送路全体の分散（平均分散値）は、波長１５３０ｎｍと波長１６２０ｎｍにおいて逆符号になっているのが好ましい。また、この発明に係る光伝送路全体の分散が上記波長帯域のいずれかの波長（理想的には該波長帯域の中心波長近傍）において０となる場合には、上記平均分散値の絶対値が１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、さらには０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好ましい。
【００１４】
以上のような構造を備えた光伝送路によれば、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、当該伝送路全体における平均分散値の最大値と最小値との差ΔＤが２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下のとき（平均分散値が上記波長帯域のいずれかの波長において０となる場合には該平均分散値の絶対値が１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下のとき）、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光信号を約１０００ｋｍまで伝送でき、ビットレート２０Ｇｂ／ｓの光信号を約２５０ｋｍまで伝送できる。さらに、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、平均分散値の最大値と最小値との差ΔＤが１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下のとき（平均分散値が上記波長帯域のいずれかの波長において０となる場合には該平均分散値の絶対値が０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下のとき）、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光信号を約２０００ｋｍまで伝送でき、ビットレート２０Ｇｂ／ｓの光信号を約５００ｋｍまで伝送できる。
【００１５】
また、上記第１及び第２の光ファイバおのおのは、波長１５５０ｎｍにおいて４０μｍ2以上の実効断面積を有するのが好ましい。この場合、単位断面積当たりの光強度が小さくなるので、四光波混合等の非線形光学現象の発生が抑制される。したがって、当該光伝送路中を伝搬する光信号のパワーを大きくすることができ、伝送距離の延長が可能になる。
【００１６】
なお、実効断面積Ａeffは、特開平８−２４８２５１号公報（EP 0 724 171 A2）に示されたように、以下の（１）式で与えられる。
【００１７】
【数１】
0004496649.tif 000002
【００１８】
ここで、Ｅは伝搬光に伴う電界、ｒはコア中心からの径方向の距離である。
【００１９】
また、上記第１及び第２光ファイバおのおのは、直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときに波長１６２０ｎｍにおいて０．５ｄＢ以下の曲げ損失を有するのが好ましい。これにより、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて曲げ損失を十分に小さくすることができ、ケーブル化等に起因した伝送損失の増加が効果的に抑制される。
【００２０】
上述のような構造を有する光伝送路に適用可能な光ファイバの一態様としては、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、絶対値が１．０〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであって最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散と、直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときに波長１６２０ｎｍにおいて０．５ｄＢ以下の曲げ損失を有する光ファイバであってもよい。なお、この態様の光ファイバも、波長１５５０ｎｍにおいて４０μｍ2以上の実効断面積を有するのが好ましい。また、他の態様として、曲げ損失の増加を抑制するため、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、絶対値が１．０〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであって最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散と、波長１５５０ｎｍにおいて６０μｍ2より小さい実効断面積を有する光ファイバであってもよい。ただし、この他の態様の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて４０μｍ2以上の実効断面積を有する。
【００２１】
以上の各態様の光ファイバは、光軸を中心として第１コア、第２コア第３コア、内側クラッド、及び外側クラッドが順次設けられた構造を備える。上記第１コアは、所定軸に沿って伸びている。上記第２コアは、第１コアを取り囲むように設けられかつ該第１コアよりも低い屈折率を有する。第３コアは、第２コアを取り囲むように設けられかつ該第２コアよりも高い屈折率を有する。内側クラッドは、第３コアを取り囲むように設けられかつ該第３コアよりも低い屈折率を有する。外側クラッドは、内側クラッドを取り囲むように設けられかつ該内側クラッドよりも高い屈折率を有する。
【００２２】
さらに、この発明に係る光伝送路に適用可能な光ファイバとしては、コア径が互いに２％以上異なる第１及び第２部分を有し、接続点を含まない一連長の光ファイバ(unitary optical fiber)が適用可能である。なお、この光ファイバにおいて、上記第１部分は、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて＋１．０〜＋８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、上記第２部分は、上記波長帯域において−１．０〜−８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴としている。このようにコア径が長手方向に沿って変化している光ファイバは、製造時の線引張力を変えたり、光ファイバ母材におけるコア部分の外径を長手方向に沿って変化させておくなどすることにより得られる。また、この光ファイバは、分散マネジメントされた一連長の光ファイバ（分散マネジメント光ファイバ）であるので、複数本の分散マネジメント光ファイバを互いに融着接続して光伝送路を構成する際には、各々の光ファイバの分散を考慮する必要がなく、１５３０〜１６２０ｎｍの波長帯域において複数波長を有する光信号の長距離伝送を可能にする光伝送路が容易に構成できる。なお、この分散マネジメント光ファイバも、上述のような構造を有するのが好ましい。
【００２３】
以上のような１本の分散マネジメント光ファイバで構成された光伝送路や、該分散マネジメント光ファイバが複数本融着接続された光伝送路においても、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける平均分散値の最大値と最小値との差が２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴としている。この光伝送路でも、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、平均分散の最大値と最小値との差ΔＤが２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下となり、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光信号を約１０００ｋｍまで伝送でき、ビットレート２０Ｇｂ／ｓの光信号を約２５０ｋｍまで伝送できる。さらに、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、平均分散値の最大値と最小値の差ΔＤが１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下のとき、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光信号を約２０００ｋｍまで伝送でき、ビットレート２０Ｇｂ／ｓの光信号を約５００ｋｍまで伝送できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る光伝送路及び光ファイバの各実施例を図３〜図１３を用いて説明する。なお、図面の説明に関しては同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、必要に応じて図１及び図２も参照する。
【００２５】
（第１実施例）
まず、この発明に係る光伝送路の第１実施例について説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施例に係る光伝送路を含む光通信システムの概略構成を示す図であり、これらの図から分かるように、第１実施例に係る光伝送路１０は、中継局２０、３０の間に配置された光ファイバ伝送路である。ただし、図に示された中継局２０、３０は、光送信器、光増幅器を含む中継器、光送信器のいずれであってもよい。したがって、当該光伝送路１０は、光送信器と光受信器との間、光送信器と中継局との間、各中継局間、中継局と光受信器との間のいずれにも配置され得る。
【００２６】
図３（ａ）に示された構成では、この第１実施例に係る光伝送路１０は、各中継局２０、３０の間に配置され、融着接続された第１光ファイバ１１と第２光ファイバ１２とで構成されている。例えば、中継器２０を光送信器とすると、該中継局２０は、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍのＷＤＭ信号（複数の光信号を含む）を第１光ファイバ１１へ出力する。また、光伝送路１０は、中継局２０から出力されたＷＤＭ信号を伝送する。そして、中継局３０を光受信器とすると、該中継局３０は、光伝送路１０中を伝搬してきたＷＤＭ信号を受信する。
【００２７】
上記第１光ファイバ１１は、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて＋１．０〜＋８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。一方、第２光ファイバ１２は、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて−１．０〜−８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。以上の光学特性を有する第１光ファイバ１１及び第２光ファイバ１２おのおのは、１５３０〜１６２０ｎｍの零分散波長を有さないため、四光波混合の発生を効果的に抑制することができる。
【００２８】
さらに、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、当該光伝送路１０全体の分散、すなわち、上記第１及び第２光ファイバ１１、１２おのおののファイバ長及び分散の値から得られる平均分散値の最大値と最小値との差ΔＤは、２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、さらに好ましくは０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。なお、当該光伝送路１０の平均分散値は、波長１５３０ｎｍと波長１６２０ｎｍにおいて逆符号になっているのが好ましい。また、当該光伝送路１０の平均分散値が上記波長帯域のいずれかの波長（理想的には該波長帯域の中心波長近傍）において０となる場合には、該平均分散値の絶対値が１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、さらには０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好ましい。ここで、光伝送路１０の平均分散値は、第１光ファイバ１１及び第２光ファイバ１２おのおののファイバ長を考慮した加重平均値で与えられる値であり、光伝送路１０全体の分散値を意味する。
【００２９】
以上のように構成された光伝送路１０では、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散（平均分散値）の最大値と最小値との差ΔＤが十分に小さくなっているので、分散に起因した光信号の波形劣化を効果的に抑制することができる。すなわち、光伝送路１０は、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、分散値の最大値と最小値との差ΔＤが２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下のとき、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光信号を約１０００ｋｍまで伝送でき、ビットレート２０Ｇｂ／ｓの光信号を約２５０ｋｍまで伝送できる（図２参照）。
【００３０】
さらに、当該光伝送路１０の平均分散値の最大値と最小値との差ΔＤが１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下のとき、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光信号を約２０００ｋｍまで伝送でき、ビットレート２０Ｇｂ／ｓの光信号を約５００ｋｍまで伝送できる。
【００３１】
なお、光伝送路１０は、図３（ａ）に示された構成の他、複数の第１光ファイバと複数の第２光ファイバ１２とをそれぞれ融着接続して構成を備えてもよく、これら光ファイバの接続順序も任意である。図３（ｂ）は、このように複数の第１光ファイバ１１ａ〜１１ｃと、複数の第２光ファイバ１２ａ〜１２ｃで、第１実施例に係る光伝送路１０が構成された例を示している。
【００３２】
加えて、上述のような構成（図３（ａ）及び図３（ｂ）参照）を備えた光伝送路１０において、上記第１光ファイバ１１及び第２光ファイバ１２おのおのは、波長１５５０ｎｍにおいて４０μｍ2以上の実効断面積Ａeffを有するのが好ましい。この実効断面積のサイズは、波長１５５０ｎｍ付近に零分散波長を有する通常の分散シフト光ファイバの実効断面積と同等以上であり、単位断面積当たりの光強度が小さくなるので、四光波混合等の非線形光学現象の発生が効果的に抑制される。したがって、光伝送路１０中を伝搬する光信号のパワーを大きくすることができ、伝送距離の長距離化を可能にする。
【００３３】
また、第１光ファイバ１１及び第２光ファイバ１２おのおのは、直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときに波長１６２０ｎｍにおいて０．５ｄＢ以下の曲げ損失を有するのが好ましい。一般には波長が長いほど曲げ損失は大きくなるが、波長帯域の最も長波長の側で曲げ損失を規定することにより、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて曲げ損失を十分に小さく抑えることができ、ケーブル化等に起因した伝送損失の増加が抑えることができる。
【００３４】
次に、この第１実施例に係る光伝送路１０に適用可能な第１及び第２光ファイバ１１、１２の構造について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１光ファイバ１１及び第２光ファイバに共通する断面構造及びその屈折率プロファイルを示す図である。なお、図４（ａ）において、１００は第１及び第２光ファイバ１１、１２に相当する光ファイバである。
【００３５】
図４（ａ）に示されたように、光ファイバ１００は、所定軸沿って伸びたコア領域１１０と、該コア領域１１０の外周を取り囲むように設けられたクラッド領域１２０とを備える。コア領域１１０は、屈折率ｎ1を有する第１コア１１１と、該第１コア１１１の外周を取り囲むように設けられた屈折率ｎ２（＜ｎ１）を有する第２コア１１２と、該第２コア１１２の外周を取り囲むように設けられた屈折率ｎ３（＞ｎ２）を有する第３コア１１３とを備える。一方、クラッド領域１２０は、第３コア１１３の外周を取り囲むように設けられた屈折率ｎ４（＜ｎ３）を有する内側クラッド１２１と、該内側クラッド１２１の外周を取り囲むように設けられた屈折率ｎ５（＞ｎ４）を有する外側クラッド１２２とを備える。
【００３６】
なお、上記外側クラッド１２２を基準領域とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ１、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ２、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ３、及び内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ４は、それぞれ以下のように与えられる。
【００３７】
Δｎ１＝（ｎ１−ｎ５）／ｎ５
Δｎ２＝（ｎ２−ｎ５）／ｎ５
Δｎ３＝（ｎ３−ｎ５）／ｎ５
Δｎ４＝（ｎ４−ｎ５）／ｎ５
この明細書において、上記各式で与えられる比屈折率差は百分率で表され、各式中のパラメータは順不動である。したがって、基準領域である外側クラッド１２２よりも低い屈折率を有する領域の比屈折率差は負の値で表される。
【００３８】
また、図４（ｂ）に示された屈折率プロファイルは、図４（ａ）に示された光ファイバ１００の線Ｌ上における各部位とその屈折率との関係を表しており、この屈折率プロファイル１５０において、領域１５１は上記第１コア１１１の線Ｌ上における各部位の屈折率、領域１５２は上記第２コア１１２の線Ｌ上における各部位の屈折率、領域１５３は上記第３コア１１３の線Ｌ上における各部位の屈折率、領域１５４は上記内側クラッド１２１の線Ｌ上における各部位の屈折率、領域１５５は上記外側クラッド１２２の線Ｌ上における各部位の屈折率をそれぞれ表している。
【００３９】
第１適用例
以上のような共通の構造を備えた複数の光ファイバ（互いに分散特性が異なる）の具体例として、第１実施例に係る光伝送路１０の第１適用例について以下説明する。
【００４０】
この第１適用例における第１光ファイバは、上述の図４（ａ）に示された断面構造を有し、具体的には、第１コア１１１の外径２ａが６．０μｍ、第２コア１１２の外径２ｂが１７．５μｍ、第３コア１１３の外径２ｃが２５．０μｍ、内側クラッド１２１の外径２ｄが５０．０μｍである。また、外側クラッド１２２を基準とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ1は０．５０％、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ2は−０．１５％、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ3は０．２７％、内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ4は−０．１５％である。このような光ファイバは、シリカをベースとして、例えば、第１コア１１１及び第３コア１１３にＧｅ元素を添加し、第２コア１１２及び内側クラッド１２１にＦ元素を添加することにより得られる。
【００４１】
この第１適用例の第１光ファイバにおいて、波長１５３０ｎｍにおける分散は３．０６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍにおける分散は３．１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１６２０ｎｍにおける分散は３．２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。また、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散の最大値と最小値との差ΔＤは０．１４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積は４７．４μｍ2であり、モードフィールド径は７．８０μｍである。直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は０．２ｄＢ／ターンであり、波長１６２０ｎｍにおける曲げ損失は１．４ｄＢ／ターンである。カットオフ波長（長さ２ｍの光ファイバを半径１４０ｍｍで１ターンだけ巻いた状態でのＬＰ１１モードのカットオフ波長）は１．５６μｍである。
【００４２】
一方、第１適用例における第２光ファイバも、上述の図４（ａ）に示された断面構造を有し、具体的には、第１コア１１１の外径２ａが５．７μｍ、第２コア１１２の外径２ｂが１６．７μｍ、第３コア１１３の外径２ｃが２３．８μｍ、内側クラッド１２１の外径２ｄが４７．６μｍである。また、外側クラッド１２２を基準とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ1は０．５０％、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ2は−０．１５％、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ3は０．２７％、内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ4は−０．１５％である。このような光ファイバは、シリカをベースとして、例えば、第１コア１１１及び第３コア１１３にＧｅ元素を添加し、第２コア１１２及び内側クラッド１２１にＦ元素を添加することにより得られる。
【００４３】
この第１適用例の第２光ファイバにおいて、波長１５３０ｎｍにおける分散は−３．０２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍにおける分散は−３．０４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１６２０ｎｍにおける分散は−２．４４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。また、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散の最大値と最小値との差ΔＤは０．６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積は５０．３μｍ2であり、モードフィールド径は８．００μｍである。直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は１．２ｄＢ／ターンであり、波長１６２０ｎｍにおける曲げ損失は５．７ｄＢ／ターンである。カットオフ波長は１．４４μｍである。
【００４４】
図５は、第１適用例に係る光伝送路全体の分散特性と、第１及び第２光ファイバの各分散特性を示すグラフである。なお、図中のグラフＧ５１０は第１適用例の第１光ファイバの波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性、Ｇ５２０は第１適用例の第２光ファイバの波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性、Ｇ５３０は当該第１適用例に係る光伝送路全体の波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性を示している。また、この第１適用例において、第１及び第２光ファイバの各ファイバ長は等しく、第１適用例に係る光伝送路全体では、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、分散の最大値と最小値との差ΔＤが約０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００４５】
なお、第１実施例に係る光伝送路は、上述の第１適用例の他、種々の変形が可能である。例えば、図６は、上述の第１適用例とともに第２〜第５適用例について、各構成要素である第１光ファイバと第２光ファイバの構造パラメータ及び光学特性を示した表である。
【００４６】
第２適用例
第２適用例に係る光伝送路に適用される第１光ファイバも図４（ａ）に示された断面構造を有し、具体的には、第１コア１１１の外径２ａが６．２、第２コア１１２の外径２ｂが１６．７μｍ、第３コア１１３の外径２ｃが２４．６μｍ、内側クラッド１２１の外径２ｄが４９．２μｍである。また、外側クラッド１２２を基準とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ1は０．５５％、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ2は−０．１５％、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ3は０．２７％、内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ4は−０．１５％である。
【００４７】
さらに、この第２適用例の第１光ファイバにおいて、波長１５３０ｎｍにおける分散は６．５２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍにおける分散は６．８６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１６２０ｎｍにおける分散は７．６２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散の最大値と最小値との差ΔＤは１．１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積は４４．０μｍ2であり、モードフィールド径は７．７９μｍである。直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は０．００２ｄＢ／ターンであり、波長１６２０ｎｍにおける曲げ損失は０．０２ｄＢ／ターンである。カットオフ波長（長さ２ｍの光ファイバを半径１４０ｍｍで１ターンだけ巻いた状態でのＬＰ１１モードのカットオフ波長）は１．６９μｍである。
【００４８】
一方、第２適用例に係る光伝送路に適用される第２光ファイバも図４（ａ）に示された断面構造を有し、具体的には、第１コア１１１の外径２ａが５．６μｍ、第２コア１１２の外径２ｂが１４．７μｍ、第３コア１１３の外径２ｃが２２．３μｍ、内側クラッド１２１の外径２ｄが４４．６μｍである。また、外側クラッド１２２を基準とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ1は０．５７％、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ2は−０．１５％、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ3は０．３０％、内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ4は−０．１５％である。
【００４９】
さらに、この第２適用例の第２光ファイバにおいて、波長１５３０ｎｍにおける分散は−６．８９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍにおける分散は−６．７８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１６２０ｎｍにおける分散は−５．１４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。また、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散の最大値と最小値との差ΔＤは１．７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積は４８．６μｍ2であり、モードフィールド径は７．７６μｍである。直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は０．０２ｄＢ／ターンであり、波長１６２０ｎｍにおける曲げ損失は０．２ｄＢ／ターンである。カットオフ波長は１．７０μｍである。
【００５０】
図７は、上述の第２適用例に係る光伝送路全体の分散特性と、第１及び第２光ファイバの各分散特性を示すグラフである。なお、図中のグラフＧ７１０は第２適用例の第１光ファイバの波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性、Ｇ７２０は第２適用例の第２光ファイバの波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性、Ｇ７３０は当該第２適用例に係る光伝送路全体の波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性を示している。また、この第２適用例において、第１及び第２光ファイバの各ファイバ長は等しく、該第２適用例に係る光伝送路全体では、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、分散の最大値と最小値との差ΔＤが約１．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００５１】
第３適用例
第３適用例に係る光伝送路に適用される第１光ファイバも図４（ａ）に示された断面構造を有し、具体的には、第１コア１１１の外径２ａが６．３μｍ、第２コア１１２の外径２ｂが１６．６μｍ、第３コア１１３の外径２ｃが２５．２μｍ、内側クラッド１２１の外径２ｄが５０．４μｍである。また、外側クラッド１２２を基準とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ1は０．５３％、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ2は−０．１５％、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ3は０．３０％、内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ4は−０．１５％である。
【００５２】
さらに、この第３適用例の第１光ファイバにおいて、波長１５３０ｎｍにおける分散は３．８１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍにおける分散は３．８２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１６２０ｎｍにおける分散は３．５８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散の最大値と最小値との差ΔＤは０．２３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積は４７．８μｍ2であり、モードフィールド径は７．７７μｍである。直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は０．００４ｄＢ／ターンであり、波長１６２０ｎｍにおける曲げ損失は０．０３ｄＢ／ターンである。カットオフ波長（長さ２ｍの光ファイバを半径１４０ｍｍで１ターンだけ巻いた状態でのＬＰ１１モードのカットオフ波長）は１．９１μｍである。
【００５３】
一方、第３適用例に係る光伝送路に適用される第２光ファイバも図４（ａ）に示された断面構造を有し、具体的には、第１コア１１１の外径２ａが６．０μｍ、第２コア１１２の外径２ｂが１５．７μｍ、第３コア１１３の外径２ｃが２３．８μｍ、内側クラッド１２１の外径２ｄが４７．６μｍである。また、外側クラッド１２２を基準とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ1は０．５３％、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ2は−０．１５％、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ3は０．３０％、内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ4は−０．１５％である。
【００５４】
さらに、この第３適用例の第２光ファイバにおいて、波長１５３０ｎｍにおける分散は−３．６８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍにおける分散は−３．７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１６２０ｎｍにおける分散は−３．０２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。また、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散の最大値と最小値との差ΔＤは０．７３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積は５１．３μｍ2であり、モードフィールド径は７．９５μｍである。直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は０．０４ｄＢ／ターンであり、波長１６２０ｎｍにおける曲げ損失は０．３ｄＢ／ターンである。カットオフ波長は１．８０μｍである。
【００５５】
図８は、上述の第３適用例に係る光伝送路全体の分散特性と、第１及び第２光ファイバの各分散特性を示すグラフである。なお、図中のグラフＧ８１０は第３適用例の第１光ファイバの波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性、Ｇ８２０は第３適用例の第２光ファイバの波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性、Ｇ８３０は当該第３適用例に係る光伝送路全体の波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性を示している。また、この第３適用例において、第１及び第２光ファイバの各ファイバ長は等しく、該第３適用例に係る光伝送路全体では、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、分散の最大値と最小値との差ΔＤが約０．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００５６】
第４適用例
第４適用例に係る光伝送路に適用される第１光ファイバも図４（ａ）に示された断面構造を有し、具体的には、第１コア１１１の外径２ａが６．９μｍ、第２コア１１２の外径２ｂが１７．６μｍ、第３コア１１３の外径２ｃが２６．６μｍ、内側クラッド１２１の外径２ｄが５３．２μｍである。また、外側クラッド１２２を基準とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ1は０．４９％、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ2は−０．１５％、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ3は０．３２％、内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ4は−０．１５％である。
【００５７】
さらに、この第４適用例の第１光ファイバにおいて、波長１５３０ｎｍにおける分散は３．５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍにおける分散は３．３４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１６２０ｎｍにおける分散は３．００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散の最大値と最小値との差ΔＤは０．５０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積は５６．５μｍ2であり、モードフィールド径は８．２９μｍである。直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は０．００３ｄＢ／ターンであり、波長１６２０ｎｍにおける曲げ損失は０．０２ｄＢ／ターンである。カットオフ波長（長さ２ｍの光ファイバを半径１４０ｍｍで１ターンだけ巻いた状態でのＬＰ１１モードのカットオフ波長）は２．１９μｍである。
【００５８】
一方、第４適用例に係る光伝送路に適用される第２光ファイバも図４（ａ）に示された断面構造を有し、具体的には、第１コア１１１の外径２ａが６．６μｍ、第２コア１１２の外径２ｂが１６．７μｍ、第３コア１１３の外径２ｃが２５．３μｍ、内側クラッド１２１の外径２ｄが５０．６μｍである。また、外側クラッド１２２を基準とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ1は０．４９％、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ2は−０．１５％、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ3は０．３２％、内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ4は−０．１５％である。
【００５９】
さらに、この第４適用例の第２光ファイバにおいて、波長１５３０ｎｍにおける分散は−３．３６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍにおける分散は−３．３３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１６２０ｎｍにおける分散は−１．３９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。また、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散の最大値と最小値との差ΔＤは１．９４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積は６２．７μｍ2であり、モードフィールド径は８．５１μｍである。直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は０．０２ｄＢ／ターンであり、波長１６２０ｎｍにおける曲げ損失は０．１ｄＢ／ターンである。カットオフ波長は２．０７μｍである。
【００６０】
図９は、上述の第４適用例に係る光伝送路全体の分散特性と、第１及び第２光ファイバの各分散特性を示すグラフである。なお、図中のグラフＧ９１０は第４適用例の第１光ファイバの波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性、Ｇ９２０は第４適用例の第２光ファイバの波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性、Ｇ９３０は当該第４適用例に係る光伝送路全体の波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性を示している。また、この第４適用例において、第１及び第２光ファイバの各ファイバ長は等しく、該第４適用例に係る光伝送路全体では、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、分散の最大値と最小値との差ΔＤが約０．８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００６１】
第５適用例
第５適用例に係る光伝送路に適用される第１光ファイバも図４（ａ）に示された断面構造を有し、具体的には、第１コア１１１の外径２ａが６．１μｍ、第２コア１１２の外径２ｂが１５．１μｍ、第３コア１１３の外径２ｃが２４．３μｍ、内側クラッド１２１の外径２ｄが４８．６μｍである。また、外側クラッド１２２を基準とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ1は０．５８％、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ2は−０．１８％、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ3は０．２５％、内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ4は−０．１８％である。
【００６２】
さらに、この第５適用例の第１光ファイバにおいて、波長１５３０ｎｍにおける分散は５．７１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍにおける分散は５．９６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１６２０ｎｍにおける分散は６．４４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散の最大値と最小値との差ΔＤは０．７３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積は４１．６μｍ2であり、モードフィールド径は７．３０μｍである。直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は０．０００３ｄＢ／ターンであり、波長１６２０ｎｍにおける曲げ損失は０．００５ｄＢ／ターンである。カットオフ波長（長さ２ｍの光ファイバを半径１４０ｍｍで１ターンだけ巻いた状態でのＬＰ１１モードのカットオフ波長）は１．６９μｍである。
【００６３】
一方、第５適用例に係る光伝送路に適用される第２光ファイバも図４（ａ）に示された断面構造を有し、具体的には、第１コア１１１の外径２ａが５．５μｍ、第２コア１１２の外径２ｂが１３．６μｍ、第３コア１１３の外径２ｃが２２．０μｍ、内側クラッド１２１の外径２ｄが４４．０μｍである。また、外側クラッド１２２を基準とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ1は０．５８％、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ2は−０．１８％、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ3は０．２５％、内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ4は−０．１８％である。
【００６４】
さらに、この第５適用例の第２光ファイバにおいて、波長１５３０ｎｍにおける分散は−６．００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１５５０ｎｍにおける分散は−５．９１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、波長１６２０ｎｍにおける分散は−４．７１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。また、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散の最大値と最小値との差ΔＤは１．２９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１５５０ｎｍにおいて、実効断面積は４４．８μｍ2であり、モードフィールド径は７．５１μｍである。直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときの波長１５５０ｎｍにおける曲げ損失は０．０４ｄＢ／ターンであり、波長１６２０ｎｍにおける曲げ損失は０．３ｄＢ／ターンである。カットオフ波長は１．５３μｍである。
【００６５】
図１０は、上述の第５適用例に係る光伝送路全体の分散特性と、第１及び第２光ファイバの各分散特性を示すグラフである。なお、図中のグラフＧ１０１０は第５適用例の第１光ファイバの波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性、Ｇ１０２０は第５適用例の第２光ファイバの波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性、Ｇ１０３０は当該第５適用例に係る光伝送路全体の波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける分散特性を示している。また、この第５適用例において、第１及び第２光ファイバの各ファイバ長は等しく、該第５適用例に係る光伝送路全体では、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、分散の最大値と最小値との差ΔＤが約１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。
【００６６】
なお、上述の各適用例に係る光伝送路に適用可能な光ファイバの一態様としては、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、絶対値が１．０〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであって最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散と、直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときに波長１６２０ｎｍにおいて０．５ｄＢ以下の曲げ損失を有する光ファイバであってもよい。なお、この態様の光ファイバも、波長１５５０ｎｍにおいて４０μｍ2以上の実効断面積を有するのが好ましい。また、他の態様として、曲げ損失の増加を抑制するため、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、絶対値が１．０〜８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであって最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下の分散と、波長１５５０ｎｍにおいて６０μｍ2より小さい実効断面積を有する光ファイバであってもよい。ただし、この他の態様の光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおいて４０μｍ2以上の実効断面積を有する。
【００６７】
（第２実施例）
次に、この発明に係る光伝送路の第２実施例について説明する。図１１は、第２実施例に係る光伝送路に適用可能な光ファイバの構造を説明するための図である。光ファイバ２００は、所定軸に沿って伸びたコア領域２１０と、該コア領域２１０の外周を取り囲むように設けられたクラッド領域２２０とを備え、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示された断面構造及びその屈折率プロファイルを有する。特に、この光ファイバ２００は、長手方向に沿ってコア領域２１０の外径が変化していることを特徴とした一連長の光ファイバであり、具体的に、コア径が相対的に小さな部分の外径ｃ２と、コア径が相対的に大きな部分の外径ｃ２とでは、２％以上コア径が異なっている。
【００６８】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、この第２実施例に係る光伝送路の第１適用例に適用可能な光ファイバの構造及び分散特性を示す図である。この第１適用例の光ファイバ４０は、図１２（ｂ）に示されたように、接続点を含まない一連長の光ファイバであって、一方の端部から順に部分４２1、部分４１1、部分４２2、部分４１2、部分４２3、部分４１3、．．．を有する。これらのうち部分４１n（ｎ＝１、２、３、．．．）は、図１２（ａ）に示されたように、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、＋１．０〜＋８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、部分４２n（ｎ＝１、２、３、．．．）は、図１２（ａ）に示されたように、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、−１．０〜−８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。なお、部分４１nの外径と部分４２nの外径は、互いに２％以上異なる。この光ファイバ４０は、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて各部分４１n、４２nの分散がゼロでないので、四光波混合の発生を効果的に抑制することができる。
【００６９】
具体的に、光ファイバ４０は以下の諸元に基づいて設計される。すなわち、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示された断面構造及び屈折率プロファイルを有し、第１コア１１１の外径２ａ、第２コア１１２の外径２ｂ、第３コア１１３の外径２ｃ、及び内側クラッド１２１の外径２ｄの相互間の比は以下のように設定されている。
【００７０】
２ａ／２ｃ＝０．２４
２ｂ／２ｃ＝０．７０
２ｄ／２ｃ＝２．０
さらに、外側クラッド１２２を基準領域とした、第１コア１１１の比屈折率差Δｎ1は０．５０％、第２コア１１２の比屈折率差Δｎ2は−０．１５％、第３コア１１３の比屈折率差Δｎ3は０．２７％、内側クラッド１２１の比屈折率差Δｎ4は−０．１５％である。また、各部分４１n、４２nの長さは５ｋｍとした。
【００７１】
そして、以上の条件の下に第３コア１１３の外径２ｃを２３．８μｍとすれば、上述の第１実施例に係る光伝送路に適用可能な第２光ファイバ１２と同様の分散特性（波長１５５０ｎｍにおける分散が−３．０４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）を有する部分が設計でき、この部分が当該光ファイバ４０における部分４２nに相当することになる。一方、第３コア１１３の外径２ｃを５％増して２５．０μｍとすれば、第１実施例に係る光伝送路に適用可能な第１光ファイバ１１と同様の分散特性（波長１５５０ｎｍにおける分散が３．１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）を有する部分が得られ、これ部分が当該光ファイバ４０の部分４１nに相当することになる。このような第１適用例の光ファイバ４０は、比屈折率分布及び各部分の外径が長手方向に一定である光ファイバ母材を用意し、この光ファイバ母材を線引する際にファイバ径を長手方向に調整（例えば線引張力の変更）することなどで、容易に得られる。
【００７２】
なお、上記第１〜第３コア１１１〜１１３は上述のコア領域２１０に含まれ、上記内側クラッド１２１及び外側クラッド１２２は上述のクラッド領域２２０に含まれる。
【００７３】
さらに、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、この第２実施例に係る光伝送路の第２適用例に適用可能な光ファイバの構造及び分散特性を示す図である。この第２適用例の光ファイバ５０は、図１３（ｂ）に示されたように、接続点を含まない一連長の光ファイバであって、一方の端部から順に部分５２1、部分５１1、部分５２2、部分５１2、．．．を有する。これらのうち部分５１n（ｎ＝１、２、．．．）は、図１３（ａ）に示されたように、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、＋１．０〜＋８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、部分５２n（ｎ＝１、２、．．．）は、図１３（ｂ）に示されたように、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、−１．０〜−８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。なお、部分５１nの外径と部分５２nの外径は、互いに２％以上異なる。この光ファイバ５０は、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて各部分５１n、５２nの分散がゼロでないので、四光波混合の発生を効果的に抑制することができる。
【００７４】
この第２適用例の光ファイバ５０では、第１適用例と異なり、各部分５１n、５２nごとに長さや分散の値が異なっている。具体的には、例えば、部分５２1の長さが３ｋｍ、部分５１1の長さが５ｋｍ、部分５２2の長さが５ｋｍ、部分５１2の長さが３ｋｍに設定されていてもよい（各部分の長さは必ずしも一定でなくてもよい）。また、部分５１nの分散も一定でなくてもよく、例えば、部分５１1における分散が略２．２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、部分５１2における分散が略３．４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。さらに、部分５２nの分散も一定でなくてもよく、例えば、部分５２1における分散が略−２．１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、部分５２2における分散が略−３．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。なお、隣接する部分間の境界における分散の変化、すなわちファイバ構造の変化は急峻でなくてもよい。
【００７５】
以上のように第２実施例に係る光伝送路に適用される光ファイバ４０（第１適用例）及び光ファイバ５０（第２適用例）おのおのは、分散マネジメントされた一連長の光ファイバである。そのため、複数本の光ファイバを融着接続することにより当該光伝送路を構成する際には、各光ファイバの分散を考慮する必要がなく、波長１５３０〜１６２０ｎｍの波長帯域においてＷＤＭ信号の長距離伝送に適した構成が容易に得られる。加えて、この第２実施例に係る光伝送路は、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて大部分で分散が発生する（分散がゼロでない）ので、四光波混合の発生を効果的に抑制することができる。また、この第２実施例に係る光伝送路は、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて分散の最大値と最小値との差が小さいので、波長１５３０〜１６２０ｎｍの波長帯域においてＷＤＭ信号の長距離伝送を可能にする。
【００７６】
さらに、上述の光ファイバ４０、５０が複数本融着接続された光伝送路では、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおける平均分散値の最大値と最小値との差ΔＤが２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、さらに好ましくは０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるのが好ましく、例えば、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、当該光伝送路の平均分散値の最大値と最小値との差ΔＤが２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下のとき、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光信号を約１０００ｋｍまで伝送でき、ビットレート２０Ｇｂ／ｓの光信号を約２５０ｋｍまで伝送できる。
【００７７】
また、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて、当該光伝送路の平均分散値の最大値と最小値との差ΔＤが１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下のとき、ビットレート１０Ｇｂ／ｓの光信号を約２０００ｋｍまで伝送でき、ビットレート２０Ｇｂ／ｓの光信号を約５００ｋｍまで伝送できる。
【００７８】
なお、この第２実施例に係る光ファイバも、直径３２ｍｍで１ターン巻かれたときの波長１６２０ｎｍにおける曲げ損失は０．５ｄＢ以下であるのが好ましく、また、波長１５５０ｎｍにおける実効断面積は４０μｍ2以上であるのが好ましい。
【００７９】
さらに、この第２実施例に係る光伝送路においても種々の変形が可能である。例えば、当該光伝送路に適用される光ファイバは、上述した屈折率プロファイル（図４（ｂ）参照）であって各パラメータが異なるものであってもよいし、また、他の屈折率プロファイルであってもよい。また、光伝送路を構成する光ファイバの数は任意である。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る光伝送路は、光増幅のための増幅波長帯域に一致する波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいて異なる分散特性を有する第１及び第２の光ファイバが融着接続されることにより、あるいは、該波長帯域において分散特性を意図的に変えるようコア径の異なる第１及び第２部分を有する一連長の光ファイバによって構成される。特に、第１光ファイバや第１部分は、上記波長帯域おいて＋１．０〜＋８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、第２光ファイバや第２部分は、上記波長帯域において−１．０〜−８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有するとともに該分散の最大値と最小値との差が３．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。このような分散特性の異なる光ファイバや部分で構成された当該光伝送路では、上記波長帯域における平均分散値の最大値と最小値との差が２．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、好ましくは１．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下、より好ましくは０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。したがって、各光ファイバや部分は上記波長帯域内に零分散波長が存在しないため、四光波混合の発生が効果的に抑制されるとともに、分散に起因した光信号の波形劣化をも十分に抑制される。この結果、波長帯域１５３０〜１６２０ｎｍにおいてＷＤＭ信号（互いに異なる波長を有する光信号を含む）の長距離伝送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、２種類の光ファイバの各分散と、該２種類の光ファイバにより構成された光伝送路の分散を説明するための図である。
【図２】  図２は、伝送距離と累積分散との関係を示すグラフである。
【図３】  図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施例に係る光伝送路を含む光通信システムの概略構成を示す図である。
【図４】  図４（ａ）は、この発明に係る光伝送路に適用可能な光ファイバの断面構造を示す図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示された光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図５】  図５は、第１実施例に係る光伝送路の第１適用例について、光伝送路全体の分散特性及び該光伝送路を構成する２種類の光ファイバの各分散特性を示すグラフである。
【図６】  図６は、この発明に係る光伝送路の第１〜第５適用例について、該各適用例を構成する２種類の光ファイバの光学特性を示す表である。
【図７】  図７は、第１実施例に係る光伝送路の第２適用例について、光伝送路全体の分散特性及び該光伝送路を構成する２種類の光ファイバの分散特性を示すグラフである。
【図８】  図８は、第１実施例に係る光伝送路の第３適用例について、光伝送路全体の分散特性及び該光伝送路を構成する２種類の光ファイバの分散特性を示すグラフである。
【図９】  図９は、第１実施例に係る光伝送路の第４適用例について、光伝送路全体の分散特性及び該光伝送路を構成する２種類の光ファイバの分散特性を示すグラフである。
【図１０】  図１０は、第１実施例に係る光伝送路の第５適用例について、光伝送路全体の分散特性及び該光伝送路を構成する２種類の光ファイバの分散特性を示すグラフである。
【図１１】  図１１は、この発明に係る光伝送路の第２実施例に適用可能な光ファイバの構造を説明するための図である。
【図１２】  図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、この発明に係る光伝送路及び光ファイバの第２実施例の構造及び分散特性を説明するための図である（第１適用例）。
【図１３】  図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、この発明に係る光伝送路の第２実施例の構造及び分散特性を説明するための図である（第２適用例）。
【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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