(57)【要約】本発明の分野は、波長分散補償モジュールおよび波長分散補償モジュールの構成方法の分野である。構成方法は、本来の品質判定基準を低減することにある最適化工程を含む。モジュールの補償光ファイバは、第１の閾値未満の波長分散、および、第２の閾値未満となるべき品質判定基準に対して十分に負である波長分散を有する。
2006515485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分散補償モジュールであって、
入力端子（４１）および出力端子（４２）を含むエンクロージャ（４９）と、
エンクロージャ内部に設置され、かつ入力端子と出力端子との間に配置された高次モードの波長分散補償光回線（４０）とを含み、該高次モードの波長分散補償光回線（４０）が、１つまたは直列の複数のＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバ（４３、４５）を含み、かついかなる単一モード光ファイバも含まず、
前記波長分散補償モジュールがさらに、
入力端子と高次モードの波長分散補償光回線との間に設置され、基本モードを前記高次モードに変換するための入力モード変換器（４６）と、
高次モードの波長分散補償光回線と出力端子との間に設置され、前記高次モードを基本モードに変換するための出力モード変換器（４７）とを含み、
波長分散補償モジュールが、使用スペクトル領域において情報を伝送するように構成された標準の単一モード回線光ファイバを含む伝送回線に、入力端子および出力端子を用いて挿入されるように構成され、
入力端子および入力モード変換器が、ｄＢで表された入力損失Γｉｎを伝送回線に共に導入し、
出力端子および出力モード変換器が、ｄＢで表された出力損失Γｏｕｔを伝送回線に共に導入し、
多モードの波長分散補償光ファイバ間に追加の接続部が、もし存在すれば、ｄＢで表された接続損失Γｉｎｔｅｒを伝送回線に共に導入し、
多モードの波長分散補償光ファイバまたは直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組が、１，５５０ｎｍの波長において、ｄＢ／ｋｍで表された平均減衰係数αＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｋｍで表され、かつ負である平均波長分散ＤＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍで表され、かつ負である平均分散勾配ＳＤＣＦ、ｎｍで表された平均波長分散対分散勾配の比ＤＤＣＦ／ＳＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｄＢで表された−ＤＤＣＦ／αＤＣＦとして定義された平均性能指数ＦＯＭＤＣＦ、μｍ２で表された平均有効面積Ａｅｆｆ、および１０−２０ｍ２／Ｗで表された強度の関数としての屈折率の平均二次係数ｎ２を含む、複数の平均パラメータを呈し、
平均波長分散対分散勾配の比が、平均波長分散と平均分散勾配との間の比であり、
平均性能指数が、平均波長分散と平均減衰係数との間の比の負であり、
単一の多モードの波長分散補償光ファイバの場合に、平均減衰係数が、前記単一の多モードの波長分散補償光ファイバの対応する減衰係数と一まとめに扱われ、かつ、直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組の場合に、平均減衰係数が、多モードの波長分散補償光ファイバの直列の合計長さに対する様々な多モードの波長分散補償光ファイバの個々の寄与に、前記合計長さにより除された接続損失の比を加えたものにより重み付けされた、様々な多モードの波長分散補償光ファイバの対応する減衰係数の合計に等しく、
単一の多モードの波長分散補償光ファイバの場合に、前記他の平均パラメータ各々が、前記単一の多モードの波長分散補償光ファイバの対応するパラメータと一まとめに扱われ、かつ、直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組の場合に、前記他の平均パラメータ各々が、前記様々な多モードの波長分散補償光ファイバの個々の長さにより重み付けされたときの、様々な多モードの波長分散補償光ファイバの対応するパラメータの算術平均であり、
波長分散補償モジュールが、ｄＢで表された挿入損失ＩＬを有し、ここで、
【数１】
2006515485.tif 000013
かつ、ここで、ＤＤＣＭ＝−１，３６０ｐｓ／ｎｍであり、
波長分散補償モジュールが、非線形位相の効果を表し、かつ１０−６ｋｍ／Ｗ・ｄＢで表された非線形性判定基準ＮＬＣを有し、ここで、
【数２】
2006515485.tif 000014
であり、
波長分散補償モジュールが、ｄＢで表された品質判定基準ＣＱを呈し、ここで、
ＣＱ＝ＩＬ＋１０ｌｏｇＮＬＣ
であり、かつ、
多モードの波長分散補償光ファイバまたは直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組が、
第１に、−２００ｐｓ／ｎｍ・ｋｍよりも低い負の平均波長分散を有し、
第２に、２４０ｎｍから４００ｎｍまでの範囲の平均波長分散対分散勾配の比を有し、かつ、
第３に、９．５ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負である平均波長分散を有するモジュール。
【請求項２】
多モードの波長分散補償光ファイバまたは直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組が、９ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負である平均波長分散を有することを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
多モードの波長分散補償光ファイバまたは直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組が、８．５ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負である平均波長分散を有することを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
【請求項４】
挿入損失が、５ｄＢ未満であることを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
【請求項５】
高次モードの波長分散補償光回線の多モードの波長分散補償光ファイバの少なくとも１つが、少なくとも４つのコアセグメントを持つコアを有し、該コアに、コアクラッドが追加されることを特徴とする、請求項５に記載のモジュール。
【請求項６】
高次モードの波長分散補償光回線の多モードの波長分散補償光ファイバの少なくとも１つが、少なくとも５つのコアセグメントを持つコアを有し、該コアに、コアクラッドが追加されることを特徴とする、請求項１に記載のモジュール。
【請求項７】
多モードの波長分散補償光ファイバまたは直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組が、２７０ｎｍから３７０ｎｍの範囲の平均波長分散対分散勾配の比を有することを特徴とする、請求項１または５に記載のモジュール。
【請求項８】
波長分散補償モジュールであって、
入力端子（４１）および出力端子（４２）を含むエンクロージャ（４９）と、
エンクロージャ内部に設置され、かつ入力端子と出力端子との間に配置された高次モードの波長分散補償光回線（４０）とを含み、該高次モードの波長分散補償光回線（４０）が、１つまたは直列の複数のＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバ（４３、４５）を含み、かついかなる単一モード光ファイバも含まず、
前記波長分散補償モジュールがさらに、
入力端子と高次モードの波長分散補償光回線との間に設置され、基本モードを前記高次モードに変換するための入力モード変換器（４６）と、
高次モードの波長分散補償光回線と出力端子との間に設置され、前記高次モードを基本モードに変換するための出力モード変換器（４７）とを含み、
前記波長分散補償モジュールが、使用のスペクトル領域において情報を伝送するように構成された標準型の単一モード回線光ファイバを含む伝送回線に、入力端子および出力端子を用いて挿入されるように構成され、かつ、
多モードの波長分散補償光ファイバ、または直列の多モードの波長分散補償光ファイバの少なくとも１つが、少なくとも５つのコアセグメントを持つコアを有し、該コアにコアクラッドが追加され、少なくとも５つのコアセグメントを持つコアを有する前記多モードの波長分散補償光ファイバが、同時に、１，５５０ｎｍの波長において、−３００ｐｓ／ｎｍ・ｋｍよりも低い負の波長分散、および２００ｎｍよりも大きい波長分散対分散勾配の比を有するモジュール。
【請求項９】
波長分散補償モジュールであって、
入力端子（４１）および出力端子（４２）を含むエンクロージャ（４９）と、
エンクロージャ内部に設置され、かつ入力端子と出力端子との間に配置された高次モードの波長分散補償光回線（４０）とを含み、該高次モードの波長分散補償光回線（４０）が、１つまたは直列の複数のＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバ（４３、４５）を含み、かついかなる単一モード光ファイバも含まず、
前記波長分散補償モジュールがさらに、
入力端子と高次モードの波長分散補償光回線との間に設置され、基本モードを前記高次モードに変換するための入力モード変換器（４６）と、
高次モードの波長分散補償光回線と出力端子との間に設置され、前記高次モードを基本モードに変換するための出力モード変換器（４７）とを含み、
波長分散補償モジュールが、使用スペクトル領域において情報を伝送するように構成された、単一モードの非ゼロ（１，５５０ｎｍにおいて）分散シフト回線光ファイバを含む伝送回線に、入力端子および出力端子を用いて挿入されるように構成され、
入力端子および入力モード変換器が、ｄＢで表された入力損失Γｉｎを伝送回線に共に導入し、
出力端子および出力モード変換器が、ｄＢで表された出力損失Γｏｕｔを伝送回線に共に導入し、
多モードの波長分散補償光ファイバ間に追加の接続部が、もし存在すれば、ｄＢで表された接続損失Γｉｎｔｅｒを伝送回線に共に導入し、
多モードの波長分散補償光ファイバまたは直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組が、１，５５０ｎｍの波長において、ｄＢ／ｋｍで表された平均減衰係数αＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｋｍで表され、かつ負である平均波長分散ＤＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍで表され、かつ負である平均分散勾配ＳＤＣＦ、ｎｍで表された平均波長分散対分散勾配の比ＤＤＣＦ／ＳＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｄＢで表された−ＤＤＣＦ／αＤＣＦとして定義された平均性能指数ＦＯＭＤＣＦ、μｍ２で表された平均有効面積Ａｅｆｆ、および１０−２０ｍ２／Ｗで表された強度の関数としての屈折率の平均二次係数ｎ２を含む、複数の平均パラメータを呈し、
平均波長分散対分散勾配の比が、平均波長分散と平均分散勾配との間の比であり、
平均性能指数が、平均波長分散と平均減衰係数との間の比の負であり、
単一の多モードの波長分散補償光ファイバの場合に、平均減衰係数が、前記単一の多モードの波長分散補償光ファイバの対応する減衰係数と一まとめに扱われ、かつ、直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組の場合に、平均減衰係数が、多モードの波長分散補償光ファイバの直列の合計長さに対する様々な多モードの波長分散補償光ファイバの個々の寄与に、前記合計長さにより除された接続損失の比を加えたものにより重み付けされた、様々な多モードの波長分散補償光ファイバの対応する減衰係数の合計に等しく、
単一の多モードの波長分散補償光ファイバの場合に、前記他の平均パラメータ各々が、前記単一の多モードの波長分散補償光ファイバの対応するパラメータと一まとめに扱われ、かつ、直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組の場合に、前記他の平均パラメータ各々が、前記様々な多モードの波長分散補償光ファイバの個々の長さにより重み付けされたときの、様々な多モードの波長分散補償光ファイバの対応するパラメータの算術平均であり、
波長分散補償モジュールが、ｄＢで表された挿入損失ＩＬを有し、ここで、
【数３】
2006515485.tif 000015
かつ、ここで、ＤＤＣＭ＝−６８０ｐｓ／ｎｍであり、
波長分散補償モジュールが、非線形位相の効果を表し、かつ１０−６ｋｍ／Ｗ・ｄＢで表された非線形性判定基準ＮＬＣを有し、ここで、
【数４】
2006515485.tif 000016
であり、
波長分散補償モジュールが、ｄＢで表された品質判定基準ＣＱを有し、ここで、
ＣＱ＝ＩＬ＋１０ｌｏｇＮＬＣ
であり、かつ、
多モードの波長分散補償光ファイバまたは直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組が、
第１に、−２５０ｐｓ／ｎｍ・ｋｍよりも低い負の平均波長分散を呈し、
第２に、５ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負の平均波長分散を呈するモジュール。
【請求項１０】
多モードの波長分散補償光ファイバまたは直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組が、５ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負である平均波長分散を有することを特徴とする、請求項９に記載のモジュール。
【請求項１１】
多モードの波長分散補償光ファイバまたは直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組が、４．５ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負である平均波長分散を有することを特徴とする、請求項１０に記載のモジュール。
【請求項１２】
挿入損失が、４ｄＢ未満であることを特徴とする、請求項１１に記載のモジュール。
【請求項１３】
高次モードの波長分散補償光回線の多モードの波長分散補償光ファイバの少なくとも１つが、少なくとも４つのコアセグメントを持つコアを有し、該コアに、コアクラッドが追加されることを特徴とする、請求項９に記載のモジュール。
【請求項１４】
高次モードの波長分散補償光回線の多モードの波長分散補償光ファイバの少なくとも１つが、少なくとも５つのコアセグメントを持つコアを有し、該コアに、コアクラッドが追加されことを特徴とする、請求項１３に記載のモジュール。
【請求項１５】
多モードの波長分散補償光ファイバまたは直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組が、２００ｎｍ未満の平均波長分散対分散勾配の比を有することを特徴とする、請求項９または１３に記載のモジュール。
【請求項１６】
波長分散補償モジュールであって、
入力端子（４１）および出力端子（４２）を含むエンクロージャ（４９）と、
エンクロージャ内部に設置され、かつ入力端子と出力端子との間に配置された高次モードの波長分散補償光回線（４０）とを含み、該高次モードの波長分散補償光回線（４０）が、１つまたは直列の複数のＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバ（４３、４５）を含み、かついかなる単一モード光ファイバも含まず、
前記波長分散補償モジュールがさらに、
入力端子と高次モードの波長分散補償光回線との間に設置され、基本モードを前記高次モードに変換するための入力モード変換器（４６）と、
高次モードの波長分散補償光回線と出力端子との間に設置され、前記高次モードを基本モードに変換するための出力モード変換器（４７）とを含み、
波長分散補償モジュールが、使用スペクトル領域において情報を伝送するように構成された単一モードの非ゼロ（１，５５０ｎｍにおいて）分散シフト回線光ファイバを含む伝送回線に、入力端子および出力端子を用いて挿入されるように構成され、かつ、
多モードの波長分散補償光ファイバ、または直列の多モードの波長分散補償光ファイバの少なくとも１つが、少なくとも４つのコアセグメントを持つコアを有し、該コアに、クラッドが追加され、少なくとも４つのコアセグメントを持つコアを有する前記多モードの波長分散補償光ファイバが、１，５５０ｎｍの波長において、同時に、−３００ｐｓ／ｎｍ・ｋｍよりも低い負の波長分散、および８０ｎｍよりも大きい波長分散対分散勾配の比を有するモジュール。
【請求項１７】
高次モードの波長分散補償光回線が、入力モード変換器を出力モード変換器に接続する単一の光ファイバから構成されていることを特徴とする、請求項１または８または９に記載のモジュール。
【請求項１８】
高次モードの波長分散補償光回線が、同じ群の複数の光ファイバ、すなわち、同じ光ファイバの複数のセグメント、または、組立て許容誤差内で類似する複数の光ファイバを含むことを特徴とする、請求項１または８または９に記載のモジュール。
【請求項１９】
高次モードの波長分散補償光回線が、複数の分離された光ファイバを含むこと、および、使用スペクトル領域が、スペクトル帯Ｓ、Ｃ、およびＬの少なくとも２つを含むことを特徴とする、請求項１または８または９または１６に記載のモジュール。
【請求項２０】
第１の信号増幅器（２）、信号減衰器（３）、請求項１に記載の波長分散補償モジュール（４）、および第２の信号増幅器（５）を連続して備える、信号増幅および波長分散補償システム。
【請求項２１】
請求項１に記載の波長分散補償モジュール（４）が後に続く単一の信号増幅器（２）を備える、信号増幅および波長分散補償システム。
【請求項２２】
使用スペクトル領域において情報を伝送するように構成された単一モード回線光ファイバ（１）、および請求項２０または２１に記載の信号増幅および波長分散補償システム（６）を連続して備える伝送回線。
【請求項２３】
波長分散補償モジュールを構成する方法であって、
前記波長分散補償モジュールが、
入力端子および出力端子を含むエンクロージャと、
エンクロージャ内部に設置され、かつ入力端子と出力端子との間に配置された高次モードの波長分散補償光回線とを含むように構成され、該高次モードの波長分散補償光回線が、１つまたは直列の複数のＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバを含み、かついかなる単一モード光ファイバも含まず、
前記波長分散補償モジュールがさらに、
入力端子と高次モードの波長分散補償光回線との間に設置され、基本モードを前記高次モードに変換するための入力モード変換器と、
高次モードの波長分散補償光回線と出力端子との間に設置され、前記高次モードを基本モードに変換するための出力モード変換器とを含むように構成され、
前記波長分散補償モジュールが、使用スペクトル領域において情報を伝送するように構成された単一モード回線光ファイバを含む伝送回線に、入力端子および出力端子を用いて挿入されるように構成され、
入力端子および入力モード変換器が、ｄＢで表された入力損失Γｉｎを伝送回線に共に導入し、
出力端子および出力モード変換器が、ｄＢで表された出力損失Γｏｕｔを伝送回線に共に導入し、
多モードの波長分散補償光ファイバ間に追加の接続部が、もし存在すれば、ｄＢで表された接続損失Γｉｎｔｅｒを伝送回線に共に導入し、
多モードの波長分散補償光ファイバまたは直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組が、１，５５０ｎｍの波長において、ｄＢ／ｋｍで表された平均減衰係数αＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｋｍで表され、かつ負である平均波長分散ＤＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍで表され、かつ負である平均分散勾配ＳＤＣＦ、ｎｍで表された平均波長分散対分散勾配の比ＤＤＣＦ／ＳＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｄＢで表された−ＤＤＣＦ／αＤＣＦとして定義された平均性能指数ＦＯＭＤＣＦ、μｍ２で表された平均有効面積Ａｅｆｆ、および１０−２０ｍ２／Ｗで表された強度の関数としての屈折率の平均二次係数ｎ２を含む、複数の平均パラメータを呈し、
平均波長分散対分散勾配の比が、平均波長分散と平均分散勾配との間の比であり、
平均性能指数が、平均波長分散と平均減衰係数との間の比の負であり、
単一の多モードの波長分散補償光ファイバの場合に、平均減衰係数が、前記単一の多モードの波長分散補償光ファイバの対応する減衰係数と一まとめに扱われ、かつ、直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組の場合に、平均減衰係数が、多モードの波長分散補償光ファイバの直列の合計長さに対する様々な多モードの波長分散補償光ファイバの個々の寄与に、前記合計長さにより除された接続損失の比を加えたものにより重み付けされた、様々な多モードの波長分散補償光ファイバの対応する減衰係数の合計に等しく、
単一の多モードの波長分散補償光ファイバの場合に、前記他の平均パラメータ各々が、前記単一の多モードの波長分散補償光ファイバの対応するパラメータと一まとめに扱われ、かつ、直列の多モードの波長分散補償光ファイバの組の場合に、前記他の平均パラメータ各々が、前記様々な多モードの波長分散補償光ファイバの個々の長さにより重み付けされたときの、様々な多モードの波長分散補償光ファイバの対応するパラメータの算術平均であり、
前記波長分散補償モジュールが、ｄＢで表された挿入損失ＩＬを呈するように構成され、ここで、
【数５】
2006515485.tif 000017
かつ、ここで、ＤＤＣＭは、回線光ファイバの累積分散の負を呈し、前記波長分散補償モジュールが、非線形位相の効果を呈し、かつ１０−６ｋｍ／Ｗ・ｄＢで表された非線形性判定基準ＮＬＣを有するように構成され、ここで、
【数６】
2006515485.tif 000018
であり、
前記波長分散補償モジュールが、ｄＢで表された品質判定基準ＣＱを呈するように構成され、ここで、
ＣＱ＝ＩＬ＋１０ｌｏｇＮＬＣ
であり、
前記構成方法は、前記波長分散補償モジュールを最適化するための最適化工程を含み、前記最適化工程が、品質判定基準を低下させることにある方法。
【請求項２４】
高次モードの波長分散補償光ファイバであって、少なくとも４つのコアセグメントを持つコアを有し、該コアに、コアクラッドが追加され、かつ、１，５５０ｎｍの波長において、同時に、−３００ｐｓ／ｎｍ・ｋｍよりも低い負の波長分散、および８０ｎｍよりも大きい波長分散対分散勾配の比を有する、高次モードの波長分散補償光ファイバ。
【請求項２５】
前記高次モードがＬＰ０２である、請求項２４に記載の高次モードの波長分散補償光ファイバ。
【請求項２６】
前記波長分散対分散勾配の比が、１２０ｎｍより大きい、請求項２４または２５に記載の高次モードの波長分散補償光ファイバ。
【請求項２７】
高次モードの波長分散補償光ファイバであって、少なくとも５つのコアセグメントを持つコアを有する、該コアに、コアクラッドが追加され、かつ、１，５５０ｎｍの波長において、同時に、−３００ｐｓ／ｎｍ・ｋｍよりも低い負の波長分散、および２００ｎｍよりも大きい波長分散対分散勾配の比を有する、高次モードの波長分散補償光ファイバ。
【請求項２８】
前記高次モードがＬＰ０２である、請求項２７に記載の高次モードの波長分散補償光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、波長分散補償モジュールの分野である。用語「減衰」および「減衰係数」は、光ファイバに関して交換可能に使用される。
【背景技術】
【０００２】
光信号が伝播する回線光ファイバを含む、いくつかの波長分割多重（ＷＤＭ）光ファイバ伝送ネットワークにおいては、回線光ファイバの波長分散を補償するための手段がない。ビットレートが小さい、例えばチャンネル当たり毎秒２．５ギガビット（Ｇｂｉｔ／ｓ）のときは、回線光ファイバの波長分散を補償する必要はない。しかし、ビットレートが大きな値、例えばチャンネル当たり１０Ｇｂｉｔ／ｓに増大するに従い、回線光ファイバの波長分散および分散の勾配を補償する必要が出てくる。回線光ファイバは、一般に正の波長分散および正の分散勾配を有する。その結果、波長分散補償光ファイバは、一般に負の波長分散および負の分散勾配を有する。波長分散補償光ファイバは、波長分散補償モジュールに一体化されることができる。波長分散が補償されるべきスペクトル範囲は、帯域Ｃ、Ｌ、およびＳの１つまたは複数を含むことができる。
【０００３】
光信号は、波長分散補償光ファイバ内を伝播する。光信号が、波長分散補償光ファイバ内を伝播する際、光信号は劣化し易く、例えば、信号対雑音比の低下または非線形効果の増加の影響を受ける。通常は数１０キロメータ（ｋｍ）の長さの回線光ファイバの１セグメントの波長分散を補償するための波長分散補償モジュールは、数デシベル（ｄＢ）のオーダの比較的高い挿入損失を一般に有する。自身の挿入損失の大きさのために、波長分散補償モジュールは、一般に２段増幅器システムの中央に、すなわち、２つの増幅器の間に設置されている。
【０００４】
２段増幅器システムが、平坦なスペクトルにわたり良好な光信号対雑音比および利得を有するために、２段増幅器システムは、第１の増幅器の出力において大きな光パワーを産み出す高い利得を持つ第１の増幅器を呈し、かつ、固定されたレベルで２つの増幅器間の損失を呈する。
【０００５】
波長分散補償モジュールに一体化された波長分散補償光ファイバは、単一モード光ファイバよりも非線形効果に対してより低感度にする、例えば８０平方マイクロメータ（μｍ２）のオーダの非常に大きな有効面積を有する、高次モード（ＨＯＭ、Ｈｉｇｈ−Ｏｒｄｅｒ  Ｍｏｄｅ）の多モード光ファイバである。しかし、それにもかかわらず、ＨＯＭ多モードの光ファイバは、非線形効果に対して幾分かの感度を有する。良好な光信号伝達品質を維持するために、ＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバ内への光パワー入力を制限することが、有益となり得る。これを達成するために、第１の増幅器と波長分散補償モジュールとの間に減衰器を設置することができる。減衰器は、スペクトルにわたる利得の平坦性も制御する。減衰器は、波長ルーティング構成部品により、または、損失を有し、したがって減衰器のように、波長分散補償モジュールへの光パワーの入力を制限することができる他のいずれかの光学構成部品により、置換えられることができる。
【０００６】
問題は、最善の可能な品質を提供する波長分散補償モジュールを製造することである。ＨＯＭ多モードの補償光ファイバに基づく波長分散補償モジュールの費用は、比較的高い。なぜなら、この費用が、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバの上流側端および下流側端に設置されたモード変換器の費用を含むからである。しかし、補償光ファイバの波長分散の非常に低い負の値のために、かつ、非線形効果に抵抗する非常に大きな有効面積を持つＨＯＭ多モードのファイバのはるかに高い能力のために、この種類の補償モジュールは、単一モード補償光ファイバに基づく補償モジュールよりも効果的であり得る。
【０００７】
１つの従来技術の補償モジュールは、回線光ファイバの波長分散だけでなく分散勾配も補償するように、十分に高い波長分散対分散勾配の比を達成することができるために、波長分散に対する非常に低い負の値を有さない、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバの使用に基づく。この第１の従来技術の短所は、ＨＯＭ多モードの光ファイバが達成できる波長分散の非常に低い負の値の利点を、完全には得ていないことである。この第１の従来技術の別の短所は、この第１の従来技術は、挿入損失に関しては良好な性能を有するが、その不十分な多重経路干渉（ＭＰＩ）性能である。補償光ファイバに対してＢｒａｇｇ回折格子変換器を使用することは、挿入損失を低減する長所を有するが、不十分なＭＰＩの短所も有する。結論として、挿入損失の改善は、非線形効果に抵抗する能力を劣化させる。
【０００８】
第２の従来技術の補償モジュールは、回線光ファイバの波長分散だけでなく分散勾配も補償するように、補償光回線に対する十分に高い波長分散対分散勾配の比を得るために、波長分散の非常に低い負の値を有するＨＯＭ多モードの補償光ファイバと、単一モード補償光ファイバとの組合せの使用に基づく。この従来技術の１つの短所は、この第２の従来技術の複雑な設計、および補償モジュールを製造する工程の結果的な複雑さである。別の短所は、この第２の技術が、非常に広範なスペクトル帯における補償を提供しないことである。さらなる短所は、この第２の従来技術が、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバを、有効面積がはるかに小さい単一モード補償光ファイバと結合した結果として、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバの本質的な長所、すなわちその大きな有効面積を、少なくとも幾分かの程度まで失うことである。さらに、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバと単一モード補償光ファイバとの間の接続部において大きな損失が発生し、この損失は、既に大きい挿入損失をさらに増大させる。確かにコネクタの存在は、回避不可能であり、このことは２つのＨＯＭ多モードの補償光ファイバ間の接合部には当てはまらない。結論として、非線形効果に抵抗する能力を改善することは、モジュールの複雑さを増大させ、かつ挿入損失を劣化させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ＨＯＭ多モードの光ファイバの利点を完全に利用した、高品質な波長分散補償モジュールを提案することである。このために、本発明の補償モジュールは、いかなる単一モード光ファイバも含まない。しかし、疑問が生じる。すなわち、波長分散補償モジュールの品質はどのようにして評価されるのかに関するものである。
【００１０】
補償モジュールの品質を改善する従来技術の方法は、補償モジュールの品質を部分的に表すパラメータを一面だけ改善することに基づく。補償モジュールの品質を部分的に表す１つのパラメータを一面だけ改善することは、そのパラメータが、挿入損失であっても非線形位相であっても、２つの結果を有する。第１に、この改善は、補償モジュールの費用を増加させる。第２に、この改善は、補償モジュールの品質を部分的に表す別のパラメータを劣化させる傾向があり、そのため、補償モジュールの品質は、所望されたほどには改善されず、かつ、恐らくほんのわずかであるか、まったく改善されない。
【００１１】
補償モジュールの品質を改善する本発明の方法は、完全に異なる。第１に、本発明の方法は、補償モジュールの品質を全体的に表す品質判定基準を作成し、かつ、適切な重み付けと共に、挿入損失の寄与および非線形効果の寄与を一体化する。挿入損失の寄与は、この寄与が、回線光ファイバの完全な補償に関連している一方、非線形効果の寄与が、非線形位相に関連するが、この非線形位相からは分離されている非線形性の判定基準に反映されていることを除き、従来の挿入損失に相当する。非線形性の判定基準は、２段増幅器システムの２つの増幅器間の損失の一定した性質を考慮するために、非線形位相の妥当な判断による簡略化により得られる。この新規な品質判定基準を最適化することは、非線形効果に抵抗する能力を過剰には劣化させずに挿入損失を大幅に改善し、したがって、補償モジュールの品質を全体的に改善するか、または、挿入損失を過剰には劣化させずに非線形効果に抵抗する能力を大幅に改善し、したがって、補償モジュールの品質を全体的に改善するかのいずれかである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、前述した新規な品質判定基準により測定された本発明の補償モジュールの品質は高い。波長分散に対する非常に低い負の値だけでなく、十分に大きいだけでなく波長に応じた高度に線形でもある波長分散対分散勾配の比も得るために、補償光ファイバのコアにおけるコアセグメントの数は、好ましくは比較的多い。線形性が幾分かの程度まで犠牲とされ得る、スペクトル帯における比較的少ないチャンネルを有する応用例において、コアが、わずかな数のコアセグメントを含む補償光ファイバが許容可能である。
【００１３】
本発明の第２の態様によれば、本発明の補償モジュールは、波長分散の非常に低い負の値、および高いだけでなく波長に応じた良好な線形性も有する波長分散対分散勾配の比を調和させることを可能にするために、コアが、多数のコアセグメントを含む少なくとも１つの補償光ファイバを使用する。コアセグメントは、以下に説明される例におけるように、好ましくは長方形である。それにもかかわらず、コアセグメントは、三角形またはアルファ型とすることもでき、同様に、いくつかのコアセグメントは、１つの特定の形状を、かつ他のコアセグメントは、異なった形状を有することができる。
【００１４】
したがって、本発明の第１の態様は、補償モジュールの構成方法、および一方の補償モジュールが、標準型の単一モード回線光ファイバ（ＳＭＦ）を補償するのに適し、かつ他方の補償モジュールが、非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）を補償するのに適した、２つの補償モジュールを提案する。したがって、本発明の第２の態様は、一方の補償モジュールが、標準型の単一モード回線光ファイバを補償するのに適し、かつ他方の補償モジュールが、非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバを補償するのに適した、２つの補償モジュールを提案する。
【００１５】
本発明の第１の態様において、波長分散補償モジュールを構成する方法が提供され、
前記モジュールは、
入力端子および出力端子を含むエンクロージャと、
エンクロージャ内部に設置され、かつ入力端子と出力端子の間に配置された高次モードの波長分散補償光回線とを含むように構成され、この高次モードの波長分散補償光回線は、１つまたは複数のＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバを直列に含み、かついかなる単一モード光ファイバも含まず、
前記モジュールはさらに、
入力端子と補償光回線の間に設置され、基本モードを前記高次モードに変換するための入力モード変換器と、
補償光回線と出力端子の間に設置され、前記高次モードを基本モードに変換するための出力モード変換器とを含むように構成され、
前記モジュールは、使用スペクトル領域において情報を伝送するように構成された単一モード回線光ファイバを含む伝送回線に、入力端子および出力端子を用いて挿入されるように構成され、
入力端子および入力モード変換器は、ｄＢで表された入力損失Γｉｎを共に伝送回線に導入し、
出力端子および出力モード変換器は、ｄＢで表された出力損失Γｏｕｔを共に伝送回線に導入し、
補償光ファイバ間に追加の接続部は、もし存在すれば、ｄＢで表された接続損失Γｉｎｔｅｒを伝送回線に共に導入し、
補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、１，５５０ナノメータ（ｎｍ）の波長において、キロメータ当たりのデシベル（ｄＢ／ｋｍ）で表された平均減衰係数αＤＣＦ、ナノメータ×キロメータ当たりのピコ秒（ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ）で表され、かつ負である平均波長分散ＤＤＣＦ、平方ナノメータ×キロメータ当たりのピコ秒（ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍ）で表され、かつ負である平均分散勾配ＳＤＣＦ、ｎｍで表された平均波長分散対分散勾配の比ＤＤＣＦ／ＳＤＣＦ、ナノメータ×デシベル当たりのピコ秒（ｐｓ／ｎｍ・ｄＢ）で表された−ＤＤＣＦ／αＤＣＦとして定義された平均性能指数ＦＯＭＤＣＦ、μｍ２で表された平均有効面積Ａｅｆｆ、およびワット当たりの１０−２０平方メータ（ｍ２／Ｗ）で表された強度の関数としての屈折率の平均二次係数ｎ２を含む、複数の平均パラメータを呈し、
平均波長分散対分散勾配の比は、平均波長分散と平均分散勾配の間の比であり、
平均性能指数は、平均波長分散と平均減衰係数の間の比の負であり、
単一補償光ファイバの場合に、平均減衰係数は、前記単一補償光ファイバの対応する減衰係数と一まとめに扱われ、かつ、直列の補償光ファイバの組の場合に、平均減衰係数は、補償光ファイバの直列の合計長さに対する様々な補償光ファイバの個々の寄与に、前記合計長さにより除された接続損失の比を加えたものにより重み付けされた、様々な各ファイバの対応する減衰係数の合計に等しく、
単一補償光ファイバの場合に、前記他の平均パラメータ各々は、前記単一補償光ファイバの対応するパラメータと一まとめに扱われ、かつ、直列の補償光ファイバの組の場合に、前記他の平均パラメータ各々は、前記様々な補償光ファイバの個々の長さにより重み付けされたときの、様々な補償光ファイバの対応するパラメータの算術平均であり、
前記モジュールは、ｄＢで表された挿入損失ＩＬを呈するように構成され、ここで、
【数７】
2006515485.tif 000003
かつ、ここで、ＤＤＣＭは、回線光ファイバの累積分散の負を呈し、前記モジュールは、非線形位相の効果を表し、かつワット×デシベル当たりの１０−６キロメータ（ｋｍ／Ｗ・ｄＢ）で表された非線形性判定基準ＮＬＣを有するように構成され、ここで、
【数８】
2006515485.tif 000004
であり、
前記モジュールは、ｄＢで表された品質判定基準ＣＱを呈するように構成され、ここで、
ＣＱ＝ＩＬ＋１０ｌｏｇＮＬＣ
であり、
前記構成方法は、前記モジュールを最適化するための最適化工程を含み、前記最適化工程は、品質判定基準を低減することにある。
【００１６】
本発明の第１の態様において、標準の単一モード回線光ファイバを補償するために、波長分散補償モジュールも提供され、この波長分散補償モジュールは、
入力端子および出力端子を含むエンクロージャと、
エンクロージャ内に設置され、かつ入力端子と出力端子の間に配置された高次モードの波長分散補償光回線とを含む、この高次モードの波長分散補償光回線は、１つまたは直列の複数のＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバを含み、かついかなる単一モード光ファイバも含まず、
波長分散補償モジュールはさらに、
入力端子と補償光回線の間に設置され、基本モードを前記高次モードに変換するための入力モード変換器と、
補償光回線と出力端子の間に設置され、前記高次モードを基本モードに変換するための出力モード変換器とを含み
前記モジュールは、使用スペクトル領域において情報を伝送するように構成された標準の単一モード回線光ファイバを含む伝送回線に、入力端子および出力端子を用いて挿入されるように構成され、
入力端子および入力モード変換器は、ｄＢで表された入力損失Γｉｎを伝送回線に共に導入し、
出力端子および出力モード変換器は、ｄＢで表された出力損失Γｏｕｔを伝送回線に共に導入し、
補償光ファイバ間に追加の接続部は、もし存在すれば、ｄＢで表された接続損失Γｉｎｔｅｒを伝送回線に共に導入し、
補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、１，５５０ｎｍの波長において、ｄＢ／ｋｍで表された平均減衰係数αＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｋｍで表され、かつ負である平均波長分散ＤＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍで表され、かつ負である平均分散勾配ＳＤＣＦ、ｎｍで表された平均波長分散対分散勾配の比ＤＤＣＦ／ＳＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｄＢで表された−ＤＤＣＦ／αＤＣＦとして定義された平均性能指数ＦＯＭＤＣＦ、μｍ２で表された平均有効面積Ａｅｆｆ、および１０−２０ｍ２／Ｗで表された強度の関数としての屈折率の平均二次係数ｎ２を含む、複数の平均パラメータを呈し、
平均波長分散対分散勾配の比は、平均波長分散と平均分散勾配の間の比であり、
平均性能指数は、平均波長分散と平均減衰係数の間の比の負であり、
単一補償光ファイバの場合に、平均減衰係数は、前記単一補償光ファイバの対応する減衰係数と一まとめに扱われ、かつ、直列の補償光ファイバの組の場合に、平均減衰係数は、補償光ファイバの直列の合計長さに対する様々な補償光ファイバの個々の寄与に、前記合計長さにより除された接続損失の比を加えたものにより重み付けされた、様々な各ファイバの対応する減衰係数の合計に等しく、
単一補償光ファイバの場合に、前記他の平均パラメータ各々は、前記単一補償光ファイバの対応するパラメータと一まとめに扱われ、かつ、直列の補償光ファイバの組の場合に、前記他の平均パラメータ各々は、前記様々な補償光ファイバの個々の長さにより重み付けされたときの、様々な補償光ファイバの対応するパラメータの算術平均であり、
前記モジュールは、ｄＢで表された挿入損失ＩＬを有し、ここで、
【数９】
2006515485.tif 000005
かつ、ここで、ＤＤＣＭ＝−１，３６０ｐｓ／ｎｍであり、
前記モジュールは、非線形位相の効果を表し、かつ１０−６ｋｍ／Ｗ・ｄＢで表された非線形性判定基準ＮＬＣを有し、ここで、
【数１０】
2006515485.tif 000006
であり、
モジュールは、ｄＢで表された品質判定基準ＣＱを有し、ここで、
ＣＱ＝ＩＬ＋１０ｌｏｇＮＬＣ
であり、かつ、
補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、第１に、−２００ｐｓ／ｎｍ・ｋｍよりも低い負の平均波長分散を呈し、第２に、２４０ｎｍから４００ｎｍまでの範囲の平均波長分散対分散勾配の比を呈し、かつ第３に、９．５ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負である平均波長分散を呈する。
【００１７】
本発明の第１の態様において、非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバを補償するために、波長分散補償モジュールがさらに提供され、この波長分散補償モジュールは、
入力端子（４１）および出力端子を含むエンクロージャと、
エンクロージャ内部に設置され、かつ入力端子と出力端子の間に配置された高次モードの波長分散補償光回線とを含み、この高次モードの波長分散補償光回線は、１つまたは複数のＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバを直列に含み、かついかなる単一モード光ファイバも含まず、
この波長分散補償モジュールはさらに、
入力端子と補償光回線の間に設置され、基本モードを前記高次モードに変換するための入力モード変換器と、
補償光回線と出力端子の間に設置され、前記高次モードを基本モードに変換するための出力モード変換器とを含み、
前記モジュールは、使用スペクトル領域において情報を伝送するように構成された単一モード非ゼロ（１，５５０ｎｍにおいて）分散シフト回線光ファイバを含む伝送回線に、入力端子および出力端子を用いて挿入されるように構成され、
入力端子および入力モード変換器は、ｄＢで表された入力損失Γｉｎを伝送回線に共に導入し、
出力端子および出力モード変換器は、ｄＢで表された出力損失Γｏｕｔを伝送回線に共に導入し、
補償光ファイバ間に追加の接続部は、もし存在すれば、ｄＢで表された接続損失Γｉｎｔｅｒを伝送回線に共に導入し、
補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、１，５５０ｎｍの波長において、ｄＢ／ｋｍで表された平均減衰係数αＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｋｍで表され、かつ負である平均波長分散ＤＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍで表され、かつ負である平均分散勾配ＳＤＣＦ、ｎｍで表された平均波長分散対分散勾配の比ＤＤＣＦ／ＳＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｄＢで表された−ＤＤＣＦ／αＤＣＦとして定義された平均性能指数ＦＯＭＤＣＦ、μｍ２で表された平均有効面積Ａｅｆｆ、および、１０−２０ｍ２／Ｗで表された強度の関数としての屈折率の平均二次係数ｎ２を含む、複数の平均パラメータを呈し、
平均波長分散対分散勾配の比は、平均波長分散と平均分散勾配の間の比であり、
平均性能指数は、平均波長分散と平均減衰係数の間の比の負であり、
単一補償光ファイバの場合に、平均減衰係数は、前記単一補償光ファイバの対応する減衰係数と一まとめに扱われ、かつ、直列の補償光ファイバの組の場合に、平均減衰係数は、補償光ファイバの直列の合計長さに対する様々な補償光ファイバの個々の寄与に、前記合計長さにより除された接続損失の比を加えたものにより重み付けされた、様々な各ファイバの対応する減衰係数の合計に等しく、
単一補償光ファイバの場合に、前記他の平均パラメータ各々は、前記単一補償光ファイバの対応するパラメータと一まとめに扱われ、かつ、直列の補償光ファイバの組の場合に、前記他の平均パラメータ各々は、前記様々な補償光ファイバの個々の長さにより重み付けされたときの、様々な補償光ファイバの対応するパラメータの算術平均であり、
モジュールは、ｄＢで表された挿入損失ＩＬを有し、ここで、
【数１１】
2006515485.tif 000007
かつ、ここで、ＤＤＣＭ＝−６８０ｐｓ／ｎｍであり、
モジュールは、非線形位相の効果を表し、かつ１０−６ｋｍ／Ｗ・ｄＢで表された非線形性判定基準ＮＬＣを有し、ここで、
【数１２】
2006515485.tif 000008
であり、
モジュールは、ｄＢで表された品質判定基準ＣＱを有し、ここで、
ＣＱ＝ＩＬ＋１０ｌｏｇＮＬＣ
であり、かつ、
補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、第１に、−２５０ｐｓ／ｎｍ・ｋｍよりも低い負の平均波長分散を呈し、第２に、５．５ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負である平均波長分散を呈する。
【００１８】
上記に説明された２段増幅および補償システム以外の増幅および補償システムとの使用の状況ではさほど適切ではないが、品質判定基準は、有効かつ有用のままである。本発明は、上述のタイプの２段増幅および補償システムに限られない。本発明の補償モジュールで得られる非常に低く、したがって非常に良好な品質判定基準値は、１つのみの増幅器を含み、かつ減衰器を含まない増幅および補償システムにおける本発明の補償モジュールの使用を検討することを可能にし、この場合、本発明の補償モジュールは、増幅器の下流側に設置される。このことは、増幅器と補償モジュールとの間に減衰器を備えるか、または、減衰器がなければ、増幅器の上流側に補償モジュールを備えるかのいずれかである、１つのみの増幅器を含む増幅および補償システムにおいても可能である。
【００１９】
本発明の第２の態様において、標準の単一モード回線光ファイバを補償するために、波長分散補償モジュールがさらに提供され、この波長分散補償モジュールは、
入力端子および出力端子を含むエンクロージャと、
エンクロージャ内に設置され、かつ入力端子と出力端子の間に配置された高次モードの波長分散補償光回線とを含み、この高次モードの波長分散補償光回線は、１つまたは直列の複数のＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバを含み、かついかなる単一モード光ファイバも含まず、
この波長分散補償モジュールはさらに、
入力端子と補償光回線の間に設置され、基本モードを前記高次モードに変換するための入力モード変換器と、
補償光回線と出力端子の間に設置され、前記高次モードを基本モードに変換するための出力モード変換器とを含み、
前記モジュールは、使用スペクトル領域において情報を伝送するように構成された標準の単一モード回線光ファイバを含む伝送回線に、入力端子および出力端子を用いて挿入されるように構成され、かつ、
補償光ファイバ、または直列の補償光ファイバの少なくとも１つは、少なくとも５つのコアセグメントを持つコアを有し、コアに、コアクラッドが追加され、少なくとも５つのコアセグメントを持つコアを有する前記光ファイバは、１，５５０ｎｍの波長において、同時に、−３００ｐｓ／ｎｍ・ｋｍよりも低い負の波長分散、および２００ｎｍよりも大きい波長分散対分散勾配の比を有する。
【００２０】
本発明の第２の態様において、非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバを補償するために、波長分散補償モジュールがさらに提供され、この波長分散補償モジュールは、
入力端末および出力端末を含むエンクロージャと、
エンクロージャ内に設置され、かつ入力端末と出力端末の間に配置された高次モードの波長分散補償光回線とを含み、この高次モードの波長分散補償光回線は、１つまたは直列の複数のＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバを含み、かついかなる単一モード光ファイバも含まず、
この波長分散補償モジュールはさらに、
入力端末と補償光回線の間に設置され、基本モードを前記高次モードに変換するための入力モード変換器と、
補償光回線と出力端末の間に設置され、前記高次モードを基本モードに変換するための出力モード変換器とを含み、
モジュールは、使用スペクトル領域において情報を伝送するように構成された単一モード非ゼロ（１，５５０ｎｍにおいて）分散シフト回線光ファイバを含む伝送回線に、入力端末および出力端末を用いて挿入されるように構成され、かつ、
補償光ファイバ、または直列の補償光ファイバの少なくとも１つは、少なくとも４つのコアセグメントを備えるコアを有し、コアに、コアクラッドが追加され、少なくとも４つのコアセグメントを備えたコアを有する前記光ファイバは、１，５５０ｎｍの波長において、同時に、−３００ｐｓ／ｎｍ・ｋｍよりも低い負の波長分散、および８０ｎｍよりも大きい波長分散対分散勾配の比を有する。
【００２１】
本発明の第２の態様は、上述されたタイプの２段増幅および補償システムに限られない。
【００２２】
例により提供されている以下の説明および添付の図面に照らして、本発明は、より明確に理解され、かつ他の特徴および長所が明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本明細書の残り部分全体を通じて使用されているパラメータおよび判定基準は、次に定義される。検討するべき２つの状況がある。モジュールが、パラメータを有する単一の補償光ファイバを含むか、または、モジュールが、平均パラメータを有するファイバの組を構成する、直列の複数の補償光ファイバを含むかのいずれかである。簡略さのために、図１から図９のすべてにおいて、補償モジュールは、１つのみの補償光ファイバを含むと考えられ、かつ、パラメータの定義中の限定子「平均」は無視することができる。
【００２４】
補償モジュールが、１つのみの補償光ファイバを含むとき、モジュールは、自身の設計および組立てが簡略化されるという大きな長所を有する。
【００２５】
補償モジュールが、同じ群からの複数の補償光ファイバ、すなわち、全く同じ補償光ファイバから取られた、または同じ補償光ファイバの異なった生産回から取られ、したがって、製造の許容誤差により引き起こされたわずかの差異を受けた複数のセグメントのいずれかを含むとき、かつ、一旦光ファイバが、整合されかつ一体に組み立てられれば、より広範な組立て許容誤差にもかかわらず、ファイバは、高い正確さで規定されたいくつかの特徴、例えば回線光ファイバの分散勾配、または波長分散対分散勾配の比を提供する。同じ群の補償光ファイバは、好ましくは直接にともに接続されるが、これらのファイバは、コネクタを用いてともに接続されることができる。補償モジュールは、設計の簡略さおよび補償モジュールの特性のいくつかに対する改善という長所を有する。
【００２６】
補償モジュールが、整合されかつ一体に組み立てられた複数の分離された補償光ファイバを含むとき、それら補償光ファイバは、非常に広範なスペクトル帯にわたり、すなわち、スペクトル帯Ｓ、Ｃ、およびＬの少なくとも２つにわたり補償を提供する。Ｓ、Ｃ、およびＬスペクトル帯は、それぞれ約１，４６０ナノメータ（ｎｍ）から約１，５３０ｎｍ、約１，５３０ｎｍから約１，５６５ｎｍ、および約１，５６５ｎｍから約１，６１５ｎｍの範囲に及ぶ。しかし、補償モジュールは、設計および生産が困難であるという短所を有する。第２の従来技術モジュールにおいて、大きな波長においてもたらされる過剰に高いレベルの曲げ損失および微小曲げ損失による、全く同じ時点での、非常に広範な帯域にわたる補償、すなわち、複数のスペクトル帯域にわたる補償を妨害する、分散勾配の正符号ならびに普通の曲げおよび微小曲げの性能の結果得られる非常に大きな有効面積を持つ、ＨＯＭ多モード補償光ファイバと単一モード補償光ファイバの組合せの使用は、２つのＨＯＭ多モードの光ファイバを使用する場合とは異なる。単一モードファイバとの多モードのＨＯＭ補償光ファイバのこの手の組合せの場合、単一モード補償光ファイバでも標準の単一モードもしくは非ゼロの分散シフト補償光ファイバでも、選択されたＨＯＭ多モードの光ファイバの性能指数は、品質判定基準の比較可能な値に対して、単一モード補償光ファイバの不在において必要である性能指数よりも、はるかに高くなければならず、したがって達成がより困難となる。
【００２７】
個々の長さｌ１およびｌ２、個々の単位長さ当たり減衰係数ａ１およびａ２、ならびに、２つのファイバ間の接続損失ｐｃを有する２つのファイバを考える。直列の補償光ファイバのすべての単位長さ当たり平均減衰係数ａｍは、値ａｍ＝（ａｌ×ｌ１＋ａ２×ｌ２＋ｐｃ）／（ｌ１＋ｌ２）を有する。平均減衰係数のこのタイプの算出は、直列の３つ以上の補償光ファイバに一般化することができる。光ファイバのパラメータの特別な場合である平均減衰係数のみが、このように算出され、他の平均パラメータのすべては他の方法で算出される。
【００２８】
個々の長さｌ１およびｌ２、ならびに単位長さ当たりの個々の波長分散ｃ１およびｃ２を持つ２つの光ファイバを考える。直列の補償光ファイバのすべての単位長さ当たり平均波長分散ｃｍは、値ｃｍ＝（ｃ１×ｌ１＋ｃ２×ｌ２）／（ｌ１＋ｌ２）を有する。このタイプの平均波長分散の算出は、直列の３つ以上の補償光ファイバに一般化することができる。平均減衰係数、平均波長分散対分散勾配の比、および平均性能指数を除き、他の平均パラメータのすべて、すなわち、平均波長分散、平均有効面積、および光ファイバ内を伝播する光信号の強度の関数としての光ファイバの屈折率の従来ｎ２と示されている平均二次係数は、このように算出される。平均波長分散対分散勾配の比は、平均波長分散と平均分散勾配との間の比である。平均性能指数は、平均波長分散と平均減衰係数の間の比の負である。
【００２９】
例えば、光ファイバａおよび光ファイバｂと呼ぶ直列の２つの補償光ファイバの場合には、正確な非線形性判定基準の式がある。様々なパラメータの指数ａおよびｂは、それぞれ光ファイバａおよびｂに対するそれらのパラメータを表す。
【００３０】
直列の２つの補償光ファイバの場合に、
【数１３】
2006515485.tif 000009
である正確な式は、以下の如くである。
【数１４】
2006515485.tif 000010
【００３１】
しかし、補償光回線の平均パラメータから得られた近似式は、正確な式を使用して得られた結果に非常に類似した、優れた結果を産み出す。これが、近似式が使用された理由である。
【００３２】
波長分散補償モジュールは、波長分散補償光回線、ならびに入力端子および出力端子を有するエンクロージャを含む。高次モードの波長分散補償光回線は、１つまたは直列の複数のＨＯＭ多モードの波長分散補償光ファイバを含み、いかなる単一モード光ファイバも含まず、エンクロージャ内に設置され、かつ入力端子と出力端子の間に配置される。入力モード変換器は、基本モードを前記高次モードに変換し、かつ、入力端子と補償光回線との間に設置される。出力モード変換器は、前記高次モードを基本モードに変換し、かつ補償光回線と出力端子との間に設置される。モジュールは、使用スペクトル領域において情報を伝送するように構成された単一モード回線光ファイバを含む伝送回線に、入力端子および出力端子を用いて接続されることを意図されている。入力端子および入力モード変換器は、ｄＢで表された入力損失Γｉｎを共に伝送回線に導入する。出力端子および出力モード変換器は、ｄＢで表された出力損失Γｏｕｔを伝送回線に共に導入する。もし補償回線が、複数の補償光ファイバを直列に含めば、補償光ファイバ間の追加の接続部は、ｄＢで表された接続損失Γｉｎｔｅｒを伝送回線に共に導入する。
【００３３】
補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、ｄＢ／ｋｍで表された平均減衰係数αＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｋｍで表され、かつ負である平均波長分散ＤＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍで表され、かつ負である平均分散勾配ＳＤＣＦ、ｎｍで表された平均波長分散対分散勾配の比ＤＤＣＦ／ＳＤＣＦ、ｐｓ／ｎｍ・ｄＢで表され、かつ（ＤＤＣＦ自体は負であるので、正である値を与える）−ＤＤＣＦ／αＤＣＦに等しい平均性能指数ＦＯＭＤＣＦ、μｍ２で表された平均有効面積Ａｅｆｆ、および１０−２０ｍ２／Ｗで表された強度の関数としての平均二次屈折率係数ｎ２を含む、１，５５０ナノメータ（ｎｍ）の波長における平均パラメータを有する。上記に既に説明したように、第１に、単一補償光ファイバの場合に、平均減衰係数は、単一補償光ファイバの対応する減衰係数と一まとめに扱われ、かつ、直列の補償光ファイバの組の場合に、平均減衰係数は、補償光ファイバの直列の合計長さに対する様々な補償光ファイバの個々の寄与に、前記合計長さにより除された接続損失の比を加えたものにより重み付けされた、様々な各ファイバの対応する減衰係数の合計に等しく、かつ、第２に、単一補償光ファイバの場合に、他の平均パラメータ各々は、単一補償光ファイバの対応するパラメータと一まとめに扱われ、かつ、直列の補償光ファイバの組の場合に、他の平均パラメータ各々は、補償光ファイバの個々の長さにより重み付けされたときの、補償光ファイバの対応するパラメータの算術平均と等しい。
【００３４】
モジュールは、挿入損失ＩＬを有し、ここで、
【数１５】
2006515485.tif 000011
かつ、ここで、標準の単一モード回線光ファイバを補償するために、ＤＤＣＭ＝−１，３６０ｐｓ／ｎｍであり、または、非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバの例を補償するために、ＤＤＣＭ＝−６８０ｐｓ／ｎｍである。単一モード回線光ファイバの標準セグメントは、約８０キロメータ（ｋｍ）の長さであり、このことは、標準の単一モード回線光ファイバに対して、−１，３６０ｐｓ／ｎｍの近似累積波長分散、または、非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバのそのような例に対しては、ほぼ−６８０ｐｓ／ｎｍの近似累積波長分散を与える。−６８０ｐｓ／ｎｍとはわずかに異なる累積分散を有する、非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバの他の例に対してさえ、ＤＤＣＭ＝−６８０ｐｓ／ｎｍを使用して品質判定基準を評価することは、完全に有効のままである。さらに、モジュールの品質を評価するために、挿入損失は、モジュールの真の挿入損失ではなく、この損失は、もしモジュールが、累積分散の一部のみを補償するなら比較的低くすることができるが、むしろ、もし累積分散の一部のみを補償することが必要な長さよりわずかに長い補償光ファイバの長さについて、モジュールが累積分散を完全に補償したなら、モジュールが有するであろう挿入損失である。さらに、品質判定基準および非線形性判定基準に対する式において、累積分散は、補償される単一モード回線光ファイバのタイプにより、−１，３６０ｐｓ／ｎｍまたは−６８０ｐｓ／ｎｍとなるように選択されるが、モジュールは、累積分散の他の値を補償するために、または累積分散の一部のみを補償するためにさえ、使用されることもできる。挿入損失は、性能指数が上昇するに従い低減される。挿入損失は、一定の性能指数に対しては一定に留まる。
【００３５】
標準の単一モード回線光ファイバの波長分散対分散勾配の比を、約±２０％内へ補償することを可能にするために、補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、２４０ｎｍから４００ｎｍの範囲の平均波長分散対分散勾配の比を有する。標準の単一モード回線光ファイバの波長分散対分散勾配の比を、約±１０％内へ補償することを可能にするために、補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、好ましくは２７０ｎｍから３７０ｎｍの範囲の平均波長分散対分散勾配の比を有する。
【００３６】
ほとんど非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバの波長分散対分散勾配の比を補償することを可能にするために、補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、好ましくは２００ｎｍ未満の平均波長分散対分散勾配の比を有する。
【００３７】
モジュールは、２段増幅器システムの２つの増幅器間の一定の損失の特定の場合における、非線形効果、すなわち非線形位相の効果を表す非線形性判定基準（ＮＬＣ）を有し、ここで、
【数１６】
2006515485.tif 000012
【００３８】
しかし、１つの増幅器のみを含む１段増幅器システムなどの他の増幅システム構造においては、さほど適切ではないが、非線形性判定基準は、とにかく有益のままである。この非線形性判定基準は、見かけ上の逆説、すなわち、一定の性能指数で光ファイバの減衰を増大させることが、非線形性判定基準を低下させ、かつモジュールの性能を上昇させることにつながる。非線形性判定基準は、性能指数を低下させることにより低減されることさえ可能であるが、但し、減衰が、有効面積および係数ｎ２を過剰には劣化させずに十分に増大されることを条件とする。
【００３９】
モジュールは、以下のように定義された品質判定基準ＣＱを有する。すなわち、ＣＱ＝ＩＬ＋１０ｌｏｇＮＬＣ。２つの寄与、すなわち、挿入損失および非線形性判定基準は、同じ単位に減少され、かつｄＢで表されている。品質判定基準ＣＱは、補償モジュールの全体的な品質を表している。
【００４０】
特に、補償モジュールを２段増幅器システムに一体化するとき、本発明の品質判定基準は、もし非線形効果により引き起こされ、かつ非線形性判定基準により表された損失が、比例してより多く改善されるなら、挿入損失をわずかに劣化させることが有益であることを示す。例えば、もし挿入損失を１ｄＢだけ増大させることが、品質判定基準への非線形性判定基準の寄与を２ｄＢに低減するなら、この増大は有益である。２段増幅システムの２つの増幅器間の挿入損失が固定されているため、固定閾値より下方への挿入損失のいかなる低減の利点のみが、非線形効果の結果的低減となり、この低減は、挿入損失のわずかな増大に伴う品質判定基準の大幅な低減により、より容易に得ることができる。確かに、固定閾値の下方では、挿入損失のさらなる低減が、全体的な光損失収支のいかなる改善にもつながらない。なぜなら、光損失収支が、減衰器の減衰の対応した増大により消されるからである。挿入損失のこの低減に伴う唯一の長所は、非線形効果に抵抗する能力に関して得られ、この能力は、非線形性判定基準の対応するより大きな低減に対する、挿入損失のわずかな増大を交換することにより、より効果的かつより容易に改善することができる。
【００４１】
補償光ファイバの選択された一定の性能指数を使用すると、品質判定基準を低減することは、非線形性判定基準を低減することに等しい。なぜなら、挿入損失は、変化する唯一の各パラメータが、補償光ファイバのパラメータであるときに、補償光ファイバに対する一定の性能指数において一定である。一定の性能指数において非線形性判定基準を低減することは、有効面積により増倍され、かつ係数ｎ２により除された減衰の積を増大させることに等しい。ｎ２を低減すること、および有効面積を増大させることは、かなり自然に見えるのに対して、補償光ファイバの減衰を増大させることは、幾分か逆説的に見える。
【００４２】
図１は、本発明の補償モジュールを一体した伝送回線の一例を示す図である。伝送回線は、周期的に反復され、かつ送受デバイスに組み合わされたときに、通信システムを構成するセグメントに対応する。伝送回線は、連続して、光信号の伝播方向において、回線光ファイバ１と増幅および補償システム６とを含む。増幅および補償システム６は、上流側増幅器２、減衰器３、本発明の補償モジュール４、および下流側増幅器５を連続して含む。下流側増幅器５から下流側には、次のセグメントの回線光ファイバ１がある。回線光ファイバ１に沿って伝播した後、光信号は、次のセグメント、すなわち次の伝送回線に進入する前に、上流側増幅器２により増幅され、減衰器３により減衰され、光信号の波長分散が、補償モジュール４により補償され、かつ、下流側増幅器５により再び増幅される。異なった実施形態において、減衰器３および増幅器５は省かれている。
【００４３】
図２は、本発明の補償モジュールの一例を示す図である。補償モジュール４は、入力端子４１、上流側モード変換器４６、波長分散補償光回線４０、下流側モード変換器４７、および出力端子４２を連続して含む、エンクロージャ４９を備える。補償光回線４０は、コネクタにより相互接続された１つまたは直列の複数の光ファイバを含むことができる。上流側モード変換器４６は、ＬＰ０１基本モードで伝播している光エネルギーのほとんどを、高次モード、例えばＬＰ０２に変換する。下流側モード変換器４７は、高次モードＬＰ０２で伝播している光エネルギーのほとんどを、基本モードＬＰ０１に変換する。図２において、例えば、補償光回線４０は、コネクタ４４により一緒に接続された２つの補償光ファイバ４３および４５を含む。上流側では、減衰器３の出力において、光信号が、入力端子４１を介して進入し、上流側変換器４６により基本モードから高次モードに変換され、補償光ファイバ４３内を伝播し、コネクタ４４を通過し、補償光ファイバ４５内を伝播し、前記高次モードから基本モードに変換され、かつ下流側出力端子４２を介して、すなわち、下流側増幅器５の入力において出る。
【００４４】
図３は、従来技術の補償モジュールと、標準の単一モード回線光ファイバを補償する場合の、本発明による補償モジュールの例との相対性能を比較した表である。第１の列は、補償モジュール例の数を与えている。従来技術の補償モジュールの例は、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３と番号が振られている。例Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、２つの補償光ファイバを直列に結合するモジュールに対応し、２つのファイバの一方は、ＨＯＭ多モードのファイバであり、２つのファイバの他方は、単一モードファイバであり、表に示されたすべての光ファイバ特性は、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバの特性に対応する。本発明の補償モジュールの例は、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４と番号が振られている。次の列は、回線光ファイバの累積波長分散の負を与えており、これは８０ｋｍの回線光ファイバを完全に補償するために補償されなければならない波長分散の負であり、これはＤＤＣＭで示され、かつｐｓ／ｎｍで表される。次の列は、補償光ファイバの波長分散を与えており、これはＤＤＣＦで示され、かつｐｓ／ｎｍ・ｋｍで表される。次の列は、補償光ファイバの分散勾配を与えており、これはＳＤＣＦで示され、かつｐｓ／ｎｍ２・ｋｍで表される。次の列は、補償光ファイバの平均波長分散対分散勾配の比を与えており、これはＤＤＣＦ／ＳＤＣＦで示され、かつｎｍで表される。次の列は、補償光ファイバの減衰係数を与えており、これはαＤＣＦで示され、かつｄＢ／ｋｍで表される。次の列は、補償光ファイバの性能指数を与えており、これはＦＯＭＤＣＦで示され、かつｐｓ／ｎｍ・ｄＢで表される。次の３つの列は、補償モジュールの入力端子における入力損失、（出力変換器が、２つの補償光ファイバ間に実際に設置されている第２の種類の従来技術モジュールに対して）もしあれば、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバと単一モード補償光ファイバの間の接合部における接続損失、および補償モジュールの出力端子における出力損失をそれぞれ与えており、これらは、それぞれΓｉｎ、Γｉｎｔｅｒ、およびΓｏｕｔで示され、かつｄＢで表される。次の列は、補償モジュールの挿入損失を与えており、これはＩＬで示され、かつｄＢで表される。次の列は、補償光ファイバの有効面積を与えており、これはＡｅｆｆで示され、かつμｍ２で表される。次の列は、補償光ファイバ内を伝播する光信号の強度の関数としての補償光ファイバの屈折率の平均二次係数を与えており、これはｎ２で示され、かつ１０−２０ｍ２／Ｗで表される。次の列は、補償モジュールの非線形性判定基準を与えており、これはＮＬＣで示され、かつ１０−６ｋｍ／Ｗ・ｄＢで表される。次の列は、補償モジュールの品質判定基準を与えており、これはＣＱで示され、かつｄＢで表される。
【００４５】
本発明の第１の態様による補償モジュールは、補償モジュール内には単一モード補償光ファイバを使用せず、ならびに、等価な品質判定基準に対して従来技術のモジュールその他より低く、したがってより良好な品質判定基準も有せず、補償モジュールは、はるかに低い性能指数を有し、したがって、生産がはるかに低コストである光ファイバを使用している。
【００４６】
例Ａ１は、本発明の第１の態様からは排除されている。なぜなら、品質判定基準が高すぎ、したがって、不十分であるからである。
【００４７】
本発明の補償モジュールは、好ましくは非常に良好な品質判定基準を有する。このために、補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、９ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負である平均波長分散を有する。
【００４８】
本発明の補償モジュールは、好ましくは優れた品質判定基準を有する。このために、補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、８．５ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負である平均波長分散を有する。
【００４９】
挿入損失は、好ましくは５ｄＢ未満であり、これは、１つのみの増幅器を使用する増幅および補償システムの特定の場合において非常に有益である。
【００５０】
品質判定基準の改善を容易にするために、補償光回線における補償光ファイバの少なくとも１つは、好ましくは少なくとも４つのコアセグメントを持つコアを有し、このコアに、コアクラッドが加えられている。
【００５１】
品質判定基準の改善を可能にする一方、平均波長分散対分散勾配の比の波長に応じた良好な線形性を達成するために、補償光回線における補償光ファイバの少なくとも１つは、少なくとも５つのコアセグメントを持つコアを有し、このコアに、コアクラッドが加えられている。
【００５２】
図４は、従来技術の補償モジュールと、非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバを補償する場合の、本発明による補償モジュールの例との相対性能を比較した表である。第１の列は、補償モジュール例の数を与えている。従来技術の補償モジュール例は、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３と番号が振られている。本発明による補償モジュールの例は、Ａ５、Ａ６、Ａ７と番号が振られている。例Ｂ１およびＢ２は、２つの補償光ファイバを直列に結合するモジュールに対応し、これらのファイバの一方は、ＨＯＭ多モードのファイバであり、これらのファイバの他方は、単一モードファイバであり、表に示されたすべての光ファイバ特性は、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバの特性に対応している。次の列は、回線光ファイバの累積波長分散の負を与えており、これは８０ｋｍの回線光ファイバを完全に補償するために補償されなければならない波長分散の負であり、これはＤＤＣＭで示され、かつｐｓ／ｎｍで表される。非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバの累積波長分散は、標準の単一モード回線光ファイバの累積波長分散より低い。なぜなら、非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバの波長分散が、より低いからである。次の列は、補償光ファイバの波長分散を与えており、これはＤＤＣＦで示され、かつｐｓ／ｎｍ・ｋｍで表される。次の列は、補償光ファイバの分散勾配を与えており、これはＳＤＣＦで示され、かつｐｓ／ｎｍ２・ｋｍで表される。次の列は、補償光ファイバの平均波長分散対分散勾配の比を与えており、これはＤＤＣＦ／ＳＤＣＦで示され、かつｎｍで表される。次の列は、補償光ファイバの減衰係数を与えており、これはαＤＣＦで示され、かつｄＢ／ｋｍで表される。次の列は、補償光ファイバの性能指数を与えており、これはＦＯＭＤＣＦで示され、かつｐｓ／ｎｍ・ｄＢで表される。次の３つの列は、補償モジュールの入力端子における入力損失、（出力変換器が、２つの補償光ファイバ間に実際に設置されている第２のタイプの従来技術のモジュールに対して）もしあれば、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバと単一モード補償光ファイバの間の接合部における接続損失、および補償モジュールの出力端子における出力損失をそれぞれ与えており、これらは、それぞれΓｉｎ、Γｉｎｔｅｒ、およびΓｏｕｔで示され、かつｄＢで表される。次の列は、補償モジュールの挿入損失を与えており、これはＩＬで示され、かつｄＢで表される。次の列は、補償光ファイバの有効面積を与えており、これはＡｅｆｆで示され、かつμｍ２で表される。次の列は、ファイバ内を伝播する光信号の強度の関数として補償光ファイバの屈折率の平均二次係数を与えており、これはｎ２で示され、かつ１０−２０ｍ２／Ｗで表される。次の列は、補償モジュールの非線形性判定基準を与えており、これはＮＬＣで示され、かつ１０−６ｋｍ／Ｗ・ｄＢで表される。次の列は、補償モジュールの品質判定基準を与えており、これはＣＱで示され、かつｄＢで表される。
【００５３】
本発明の補償モジュールは、従来技術のモジュールよりもはるかに低く、したがって、はるかに良好である品質判定基準を有する。本発明の方法により得られる最悪の補償モジュールと従来技術において得られる最善の補償モジュールとの間には、約１ｄＢの差がある。１ｄＢの改善は、既にかなりな改善である。
【００５４】
本発明は、好ましくは、非常に良好な品質判定基準を有する補償モジュールに関する。このために、補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、５ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負である平均波長分散を有する。
【００５５】
本発明は、好ましくは、優れた品質判定基準を有する補償モジュールに関する。このために、補償光ファイバまたは直列の補償光ファイバの組は、４．５ｄＢ未満である品質判定基準に対して十分に負である平均波長分散を有する。
【００５６】
挿入損失は、好ましくは４ｄＢ未満であり、これは、１つのみの増幅器を使用する増幅および補償システムの特定の場合に非常に有益である。
【００５７】
品質判定基準の改善を可能にする一方、平均波長分散対分散勾配の比の波長に応じた良好な線形性を達成するために、補償光回線における補償光ファイバの少なくとも１つは、少なくとも４つのコアセグメントを持つコアを有し、このコアに、コアクラッドが加えられる。
【００５８】
これは、標準の単一モード回線光ファイバに対する補償モジュールに比較された差であり、このことは、同じ条件下で少なくとも５つのコアセグメントを必要とする。なぜなら、標準の単一モード回線光ファイバの波長分散対分散勾配の比が、非ゼロの分散シフト回線光ファイバの波長分散対分散勾配の比よりも一般に高いからである。
【００５９】
品質判定基準の改善を可能にする一方、平均波長分散対分散勾配の比が非常に大きいとき、例えば２００ｎｍを超えるときに、波長分散対分散勾配の比の波長に応じた良好な線形性を達成するために、補償光回線における補償光ファイバの少なくとも１つは、少なくとも５つのコアセグメントを持つコアを有し、このコアに、コアクラッドが加えられる。
【００６０】
図５は、補償光ファイバに対する選択された一定の波長分散における、かつ標準の単一モード回線光ファイバを補償する場合の、補償光ファイバの性能指数に応じた品質判定基準の変化をプロットした曲線群を示す図である。図５に示された曲線の全般的な傾向は、非ゼロの分散シフト回線光ファイバの補償に等しく適用する。ｄＢで表された品質判定基準ＣＱは、縦軸にプロットされている。ｐｓ／ｎｍ・ｄＢで表された性能指数ＦＯＭＤＣＦは、横軸に沿ってプロットされている。曲線ＣＡは、−３００ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの波長分散に対応している。曲線ＣＢは、−３５０ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの波長分散に対応している。曲線ＣＣは、−４００ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの波長分散に対応している。自身の比較的浅い勾配および自身の比較的広い間隔により、曲線ＣＡ、ＣＢ、ＣＣは、品質判定基準を低減し、したがって改善するためには、一定の波長分散において補償光ファイバの性能指数を増大させることよりも、一定の性能指数において補償光ファイバの波長分散を低減することの方がより効果的であることを示している。このことは、もし性能指数が大きく、かつ特に約３００ｐｓ／ｎｍ・ｄＢの値より大きければ、なおさら正しい。
【００６１】
より単純な補償モジュールを得るために、補償光回線は、好ましくは、入力端子を出力端子に接続する単一の光ファイバを含む。直列の複数の補償光ファイバは、幾分かの複雑さという犠牲を払って、回線光ファイバの分散勾配のより良好な補償を提供する。
【００６２】
信号増幅および波長分散補償システムは、好ましくは、第１の信号増幅器、信号減衰器、本発明の波長分散補償モジュール、および第２の信号増幅器を連続して含む。
【００６３】
別の好ましい実施形態において、信号増幅および波長分散補償システムは、本発明の波長分散補償モジュールが後に続く単一の信号増幅器を含む。
【００６４】
従来技術の品質判定基準よりも良好であり、かつ単一モード補償光ファイバのみに基づく補償モジュールの品質判定基準よりもはるかに良好である、本発明の補償モジュールの非常に良好な高品質判定基準のために、１つのみの増幅器を有する補償モジュールを使用することが可能となる。
【００６５】
伝送回線は、好ましくは、使用スペクトル範囲で情報を伝送するための単一モード回線光ファイバ、および本発明の信号増幅および波長分散補償システムを連続して含む。
【００６６】
図６は、本発明の補償モジュールで使用される、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバのプロファイルのいくつかの例に対する、絶対最大屈折率差および半径の値の表である。左手側の列は、プロファイルＡ１からＡ７を識別している。数字Ａ１からＡ７は、図３および図４と同じである。同じである２つの数字は、同じ補償光ファイバに対応している。第２の列は、関連する例のコア屈折率プロファイルにおけるコアセグメントの数を示している。次の６つの列は、様々なコア屈折率プロファイルのμｍでの半径で与えている。最後の６つの列は、クラッドの一定の屈折率を基準とした屈折率の差の１０００倍を与えている（単位なし）。すべてのプロファイルが、同じ数のコアセグメントを有しているわけではないため、表のすべての欄が記入されているわけではない。負の屈折率差は、埋設されたコアセグメントを示す。
【００６７】
図７は、図６に示されたＨＯＭ多モードの補償光ファイバのプロファイルの他の特性の表である。数字を含まないがダッシュのみを含むこの表の欄は、関連した波長または関連した動作スペクトル範囲において、光ファイバを使用不能にするほど劣悪である特性に対応している。左手側の列は、上記に既に説明されたような、プロファイルを特定している。次の列は、各プロファイルにおけるコアセグメントの数を与えている。各プロファイルに対して、他の列は、関連したプロファイルに対応する光ファイバの特性を与えている。次の列は、１，５５０ｎｍの波長におけるμｍ２で表された有効面積Ａｅｆｆを与えている。次の列は、１，５５０ｎｍの波長におけるｐｓ／ｎｍ・ｋｍで表された波長分散を与えている。次の７つの列は、それぞれ１，５３０ｎｍ、１，５５０ｎｍ、１，５６５ｎｍ、１，５７０ｎｍ、１，５８０ｎｍ、１，５９０ｎｍ、１，６０５ｎｍの波長における、ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍで表された分散勾配を与えている。次の列は、ｎｍで表された最低波長分散波長を与えている。最後の３つの列は、１，５３０ｎｍから１，５６５ｎｍの範囲、１，５３０ｎｍから１，５８０ｎｍの範囲、１，５３０ｎｍから１，６０５ｎｍの範囲における、動作スペクトル範囲それぞれに対するパーセンテージとして表された、最大相対勾配変化を与えている。動作スペクトル範囲にわたる分散勾配における相対変化は、前記動作スペクトル範囲にわたる最大分散勾配と前記動作スペクトル範囲にわたる最小分散勾配との差を、前記動作スペクトル範囲にわたる平均分散勾配により除することにより得られた商に対応している。最後の列の不十分な結果は、他の列における最大相対変化よりもはるかに大きい勾配の最大相対変化に対応し、特に、関連する動作スペクトル範囲の上限に近すぎる最小波長分散波長により説明できる。
【００６８】
例Ａ２およびＡ６は、本発明の第２の態様から除かれる。なぜなら、波長分散対分散勾配の比の線形性がそうであるように、波長に応じた分散勾配の線形性が比較的不十分であるためである。これらの例は、３つのみのコアセグメントを有する。
【００６９】
例Ａ１は、本発明の第２の態様から除かれる。なぜなら、負の波長分散が、十分に負ではないからである。この例は、４つのみのコアセグメントを有する。
【００７０】
４つ以下のコアセグメントを持つと、事実、非常に低い負の波長分散を、波長に応じた非常に良好な線形性を持つ非常に大きな波長分散対分散勾配の比に調和させることは不可能に見える。
【００７１】
３つ以下のコアセグメントを持つと、事実、非常に低い負の波長分散を、波長に応じた非常に良好な線形性を有する大きな波長分散対分散勾配の比に調和させることは不可能に見える。
【００７２】
図８は、本発明の補償モジュールで使用される、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバの４つのコアセグメントを備えたコアプロファイルの例を示す図である。μｍで表された半径は、横軸に沿ってプロットされている。屈折率差の１，０００倍が、縦軸にプロットされている（単位なし）。中央コアセグメントとしても知られている第１のコアセグメントは、クラッドの一定の屈折率に対する最大屈折率差Δｎ１、および外部半径ｒ１を有する。最大屈折率差Δｎ１は、正である。屈折率は、好ましくは、ゼロの半径と半径ｒ１の間では一定である。第１の周辺コアセグメントとしても知られている第２のコアセグメントは、クラッドの一定の屈折率に対する絶対最大屈折率差値Δｎ２、および外部半径ｒ２を有する。絶対最大屈折率差値Δｎ２は、正とも負ともすることができる。屈折率は、好ましくは、半径ｒ１と半径ｒ２との間で一定である。第２の周辺コアセグメントとしても知られている第３のコアセグメントは、クラッドの一定の屈折率に対する絶対最大屈折率差値Δｎ３、および外部半径ｒ３を有する。絶対最大屈折率差値Δｎ３は、正とも負ともすることができる。屈折率は、好ましくは、半径ｒ２と半径ｒ３との間で一定である。第３の周辺コアセグメントとしても知られている第４のコアセグメントは、クラッドの一定の屈折率に対する絶対最大屈折率差値Δｎ４および外部半径ｒ４を有する。絶対最大屈折率差値Δｎ４は、正とも負ともすることができる。屈折率は、好ましくは、半径ｒ３と半径ｒ４との間で一定である。半径ｒ４を超えると、一定の屈折率のクラッドである。
【００７３】
図９は、本発明の補償モジュールで使用される、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバの５つのコアセグメントを備えたコアプロファイルの１つの例を模式的に示す図である。μｍで表された半径は、横軸に沿ってプロットされている。屈折率差の１，０００倍が、縦軸にプロットされている（単位なし）。中央コアセグメントとしても知られている第１のコアセグメントは、クラッドの一定の屈折率に対する絶対最大屈折率差値Δｎ１、および外部半径ｒ１を有する。最大屈折率差Δｎ１は、正である。屈折率は、好ましくは、ゼロの半径と半径ｒ１との間では一定である。第１の周辺コアセグメントとしても知られている第２のコアセグメントは、クラッドの一定の屈折率に対して絶対最大屈折率差値Δｎ２、および外部半径ｒ２を有する。絶対最大屈折率差値Δｎ２は、正とも負ともすることができる。屈折率は、好ましくは、半径ｒ１と半径ｒ２との間で一定である。第２の周辺コアセグメントとしても知られている第３のコアセグメントは、クラッドの一定の屈折率に対する絶対最大屈折率差値Δｎ３、および外部半径ｒ３を有する。絶対最大屈折率差値Δｎ３は、正とも負ともすることができる。屈折率は、好ましくは、半径ｒ２と半径ｒ３との間で一定である。第３の周辺コアセグメントとしても知られている第４のコアセグメントは、クラッドの一定の屈折率に対する絶対最大屈折率差値Δｎ４、および外部半径ｒ４を有する。絶対最大屈折率差値Δｎ４は、正とも負ともすることができる。屈折率は、好ましくは、半径ｒ３と半径ｒ４との間で一定である。第４の周辺コアセグメントとしても知られている第５のコアセグメントは、クラッドの一定の屈折率に対する絶対最大屈折率差値Δｎ５、および外部半径ｒ５を有する。絶対最大屈折率差値Δｎ５は、正とも負ともすることができる。屈折率は、好ましくは、半径ｒ４と半径ｒ５との間で一定である。半径ｒ５を超えると、一定の屈折率のクラッドである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の補償モジュールを一体化した伝送回線の例を示す図である。
【図２】本発明の補償モジュールの例を示す図である。
【図３】従来技術の補償モジュールと、標準の単一モード回線光ファイバを補償する場合の、本発明の補償モジュールの例との相対性能を比較した表である。
【図４】従来技術の補償モジュールと、非ゼロの分散シフト単一モード回線光ファイバを補償する場合の、本発明の補償モジュールの例との相対性能を比較した表である。
【図５】標準の単一モード回線光ファイバを補償する場合の、補償光ファイバに対する選択された一定の波長分散における、補償光ファイバの性能指数に応じた品質判定基準の変化をプロットした曲線群を示す図である。
【図６】本発明の補償モジュールで使用される、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバのプロファイルのいくつかの例に対する、絶対半径および最大屈折率差の値を示した表である。
【図７】図６に示されたＨＯＭ多モードの補償光ファイバのプロファイルの他の特性を示した表である。
【図８】本発明の補償モジュールで使用される、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバの４つのコアセグメントを備えたコアプロファイルの例を示す図である。
【図９】本発明の補償モジュールで使用される、ＨＯＭ多モードの補償光ファイバの５つのコアセグメントを備えたコアプロファイルの例を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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