(57)【要約】光伝送装置が提供される。当該装置は光ファイバの順次ブロックのシリーズを含む。当該装置の各ブロックは光ファイバのスパンの第１、第２及び第３シリーズを含む。スパンの第２シリーズは伝送波長範囲において第１及び第３シリーズで累算分散を補償する。光学的に第１又は第３シリーズは省略され得る。
2004523141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長及び第２波長によって境界を画定されるとともに実質的な中心波長を有する所与の波長範囲において動作する、光ファイバを含む光伝送装置であって、
当該装置は、互いに光学的に連結された光ファイバの順次ブロックのシリーズを含み、前記順次光ファイバブロックの各々は、
互いに光学的に連結されてＮ（Ｎ≧０）個の連続して配置された光ファイバスパンの第１シリーズと、
互いに光学的に連結されてＭ（Ｍ≧０）個の連続して配置された光ファイバスパンの第２シリーズと、及び、
互いに光学的に連結されてＯ（Ｏ≧０且つＮ＋Ｏ≧２）個の連続して配置された光ファイバスパンの第３シリーズとを含み、前記第１、第２及び第３シリーズは連続的に配置されて、前記第１、第２及び第３シリーズの個々の分散積は前記第１波長、前記中心波長及び前記第２波長の各々でゼロでなく、且つ、前記第１、第２及び第３シリーズの分散積の合計は前記第１波長、前記中心波長及び前記第２波長の各々でゼロであることを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは前記中心波長で正の分散を有するシングルモード光ファイバ及び前記中心波長で負の分散を有する傾斜補償ファイバを含み、前記第２シリーズの各スパンは前記中心波長で正の分散を有するシングルモードファイバのみを実質的に含むことを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは光学的に連結されたシングルモードファイバ及び傾斜補償ファイバの間に中間ファイバを更に含み、前記中間ファイバは前記シングルモードファイバ及び前記傾斜補償ファイバの間の接続損失を減じることを特徴とする請求項２記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは前記中心波長で等しい分散積を有することを特徴とする請求項２記載の光伝送装置。
【請求項５】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは前記中心波長で正の分散を有する第１ファイバと前記中心波長で負の分散を有する第２ファイバとを含み、前記第２シリーズの各スパンは前記中心波長で負の分散を有するシングルモード光ファイバから実質的になることを特徴とする請求項２記載の光伝送装置。
【請求項６】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは前記第１及び第２ファイバの間を光学的に連結する中間ファイバを更に含み、前記中間ファイバは前記第１及び第２ファイバの間の接続損失を減じることを特徴とする請求項５記載の光伝送装置。
【請求項７】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは前記中心波長で等しい分散積を有することを特徴とする請求項５記載の光伝送装置。
【請求項８】
Ｏ及びＮのうちの１つはゼロに等しく、且つ、Ｏ及びＮのその他は７から１０の範囲内であることを特徴とする請求項２記載の光伝送装置。
【請求項９】
Ｏ及びＮのうちの１つはゼロに等しく、且つ、Ｏ及びＮのその他は７から１０の範囲内であることを特徴とする請求項５記載の光伝送装置。
【請求項１０】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは２０から１００ｋｍの範囲内のファイバ長を有し、且つ、前記順次ブロックの各ブロックは３００から７００ｋｍの範囲内のファイバ長を有することを特徴とする請求項５記載の光伝送装置。
【請求項１１】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは２０から１００ｋｍの範囲内のファイバ長を有し、且つ、前記順次ブロックの各ブロックは３００から７００ｋｍの範囲内のファイバ長を有することを特徴とする請求項５記載の光伝送装置。
【請求項１２】
前記第１及び第３シリーズの分散積の合計が−３００から−３０００ｐｓ／ｎｍの間にあることを特徴とする請求項２記載の光伝送装置。
【請求項１３】
前記第１及び第３シリーズの分散積の合計が−８００から−１５００ｐｓ／ｎｍの間にあることを特徴とする請求項１２記載の光伝送装置。
【請求項１４】
前記第１及び第３シリーズの分散積の合計が３００から３０００ｐｓ／ｎｍの間にあることを特徴とする請求項５記載の光伝送装置。
【請求項１５】
前記第１及び第３シリーズの分散積の合計が８００から１５００ｐｓ／ｎｍの間にあることを特徴とする請求項１４記載の光伝送装置。
【請求項１６】
前記第１及び第２波長がともに１５００から１６３０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
【請求項１７】
前記順次ブロックの前記シリーズの最初のブロックと光学的に連結されて光信号を前記最初のブロックに発する送信機と、
前記順次ブロックの前記シリーズの最後のブロックと光学的に連結されて前記光信号を前記最後の順次ブロックから受け取る送信機と、
前記順次ブロックの前記シリーズの各ブロックの各スパンの前に配置されて各スパンに伝送される光信号を増幅する複数の光増幅器と、を更に含むことを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
【請求項１８】
前記順次ブロックの前記シリーズの最初のブロックに光学的に連結されて前記光信号を第１ブロックに発する送信機と、
前記順次ブロックの前記シリーズの最後のブロックと光学的に連結されて前記光信号を前記最後の順次ブロックから受け取る送信機と、を更に含むことを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
【請求項１９】
前記ファイバの前記スパンの少なくとも１つの第１セットは、前記送信機及び前記第１ブロックの間に配置され、且つ光学的に前記第１ブロックと前記送信機を結合していることを特徴とする請求項１８記載の光伝送装置。
【請求項２０】
少なくとも１つの最初のスパンが０から５０ｋｍの間のファイバ長を有することを特徴とする請求項１９記載の光伝送装置。
【請求項２１】
前記受信機と前記最後のブロックとの間に配置され、前記最後のブロックと前記受信機を光学的に結合するファイバの少なくとも１つの最後のスパンを更に含み、前記ブロックの前記シリーズと前記少なくとも１つの最後のスパンの分散積の合計が実質的に前記第１及び第２波長の間の波長でゼロであることを特徴とする請求項１８記載の光伝送装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの最後のスパンの長さが１００ｋｍ未満であることを特徴とする請求項２１記載の光伝送装置。
【請求項２３】
第１波長及び第２波長によって境界を画定されるとともに選択波長及び実質的な中心波長を有する所与の波長範囲で動作する、光ファイバを含む光伝送装置であって、当該装置は、互いに光学的に連結された前記順次光ファイバブロックのシリーズを含み、前記順次光ファイバブロックの各々は、
互いに光学的に連結されたＮ（Ｎ≧０）個の連続して配置された光ファイバスパンの第１シリーズと、
互いに光学的に連結されたＭ（Ｍ≧０）個の連続して配置された光ファイバスパンの第２シリーズと、及び、
互いに光学的に連結されたＯ（Ｏ≧０且つＮ＋Ｏ≧２）個の連続して配置された光ファイバスパンの第３シリーズとを含み、前記第１シリーズ、前記第２シリーズ及び前記第３シリーズが連続的に配置されて、前記第１、第２及び第３シリーズの個々の分散積は前記中心波長でゼロでなく、且つ、前記第１、第２及び第３シリーズの分散積の合計は前記選択波長で実質的にゼロであり、且つ、前記選択波長での各ブロックの前記平均分散傾斜が−０．０１から０．０１ｐｓ／ｎｍ２−ｋｍの間であることを特徴とする光伝送装置。
【請求項２４】
前記選択波長が前記中心波長であることを特徴とする請求項２３記載の光伝送装置。
【請求項２５】
前記受信機と前記最後のブロックとの間に配置されて、前記最後のブロックと前記受信機とを光学的に結合するファイバの少なくとも１つの最後のスパンを更に含み、前記ブロックの前記シリーズと前記少なくとも１つの最後のスパンの分散積の合計が前記第１及び第２波長の間の波長で実質的にゼロであることを特徴とする請求項２３記載の光伝送装置。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの最後のスパンの長さが１００ｋｍ未満であることを特徴とする請求項２５記載の光伝送装置。
【請求項２７】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは前記中心波長で正の分散を有するシングルモード光ファイバ及び前記中心波長で負の分散を有する傾斜補償ファイバを含み、前記第２シリーズの各スパンは前記中心波長で正の分散を有するシングルモードファイバのみを実質的に含むことを特徴とする請求項２３記載の光伝送装置。
【請求項２８】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは光学的に連結された前記シングルモードファイバ及び前記傾斜補償ファイバの各々の間の中間ファイバを更に含み、前記中間ファイバは前記シングルモードファイバ及び前記傾斜補償ファイバの間での接続損失を減じることを特徴とする請求項２７記載の光伝送装置。
【請求項２９】
前記第１及び第３シリーズの各スパンが前記中心波長で同じ分散積を有することを特徴とする請求項２７記載の光伝送装置。
【請求項３０】
前記第１及び第３シリーズの前記スパンの各々は前記中心波長で正の分散を有する第１ファイバ及び前記中心波長で負の分散を有する第２ファイバを含み、前記第２シリーズの前記スパンの各々は前記中心波長で負の分散を有するシングルモード光ファイバから実質的になることを特徴とする請求項２３記載の光伝送装置。
【請求項３１】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは光学的に連結された前記第１及び第２ファイバの間の中間ファイバを更に含み、前記中間ファイバは前記第１及び第２ファイバの間でスプライスロスを減じることを特徴とする請求項３０記載の光伝送装置。
【請求項３２】
前記第１及び第３シリーズの各スパンが前記中心波長で同じ分散積を有することを特徴とする請求項３０記載の光伝送装置。
【請求項３３】
Ｏ及びＮのうちの１つがゼロに等しく、且つ、Ｏ及びＮのその他の１つが７から１０の範囲内にあることを特徴とする請求項２７記載の光伝送装置。
【請求項３４】
Ｏ及びＮのうちの１つがゼロに等しく、且つ、Ｏ及びＮのその他の１つが７から１０の範囲内にあることを特徴とする請求項３０記載の光伝送装置。
【請求項３５】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは２０から１００ｋｍの範囲内のファイバ長を有し、且つ、前記順次ブロックの各ブロックは３００から７００ｋｍの範囲内のファイバ長を有することを特徴とする請求項２７記載の光伝送装置。
【請求項３６】
前記第１及び第３シリーズの各スパンは２０から１００ｋｍの範囲内のファイバ長を有し、且つ、前記順次ブロックの各ブロックは３００から７００ｋｍの範囲内のファイバ長を有することを特徴とする請求項３０記載の光伝送装置。
【請求項３７】
前記第１及び第３シリーズの分散積の合計が−３００から−３０００ｐｓ／ｎｍの間にあることを特徴とする請求項２７記載の光伝送装置。
【請求項３８】
前記第１及び第３シリーズの分散積の合計が−８００から−１５００ｐｓ／ｎｍの間にあることを特徴とする請求項３７記載の光伝送装置。
【請求項３９】
前記第１及び第３シリーズの分散積の合計が３００から３０００ｐｓ／ｎｍの間にあることを特徴とする請求項３０記載の光伝送装置。
【請求項４０】
前記第１及び第３シリーズの分散積の合計が８００から１５００ｐｓ／ｎｍの間にあることを特徴とする請求項３９記載の光伝送装置。
【請求項４１】
前記順次ブロックの前記シリーズの最初のブロックと光学的に連結されて光信号を第１ブロックに発する送信機と、
前記順次ブロックの前記シリーズの最後のブロックと光学的に連結されて前記光信号を前記最後の順次ブロックから受け取る送信機と、を含むことを特徴とする請求項２３記載の光伝送装置。
【請求項４２】
前記ファイバの前記スパンの少なくとも１つの第１セットは、前記送信機と第１ブロックとの間に配置されて光学的に前記第１ブロック及び前記送信機と連結されていることを特徴とする請求項４１記載の光伝送装置。
【請求項４３】
前記スパンの少なくとも１つの第１セットは０から５０ｋｍの範囲内のファイバ長を有することを特徴とする請求項４２記載の光伝送装置。
【請求項４４】
前記受信機と前記最後のブロックとの間に配置されて前記最後のブロックと前記受信機を光学的に結合するファイバの少なくとも１つの最後のスパンを更に含み、前記ブロックの前記シリーズの前記ブロックと少なくとも１つの前記最後のスパンとの分散積の合計が前記第１及び第２波長の間の波長で実質的にゼロであることを特徴とする請求項４１記載の光伝送装置。
【請求項４５】
前記順次ブロックの前記シリーズの最初のブロックと光学的に連結されて光信号を前記最初のブロックに発する送信機と、
前記順次ブロックの前記シリーズの最後のブロックと光学的に連結されて前記光信号を前記最後の順次ブロックから受け取る送信機と、
前記順次ブロックの各スパンの前に配置されて各スパンに伝送される光信号を増幅する複数の光増幅器と、を更に含むことを特徴とする請求項２５記載の光伝送装置。
【請求項４６】
前記第１及び第２波長がともに１５００ｎｍから１６３０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項２５記載の光伝送装置。
【請求項４７】
第１波長及び第２波長によって境界を画定されて、実質的な中心波長を有する所与の波長範囲において送信機と受信機との間の光ファイバを伝送する方法であって、当該方法は、
互いに光学的に連結された前記光ファイバの順次ブロックのシリーズを与えるステップと、
前記送信機から前記順次ブロックの前記シリーズを経て前記受信機に前記光信号を伝送するステップと、を含み、
前記光ファイバの前記順次ブロックの各々は、
互いに光学的に連結された前記光ファイバのＮ（Ｎ≧０）個の連続して配置されたスパンの第１シリーズと、
互いに光学的に連結された前記光ファイバのＭ（Ｍ≧０）個の連続して配置されたスパンの第２シリーズと、及び、
互いに光学的に連結された前記光ファイバのＯ（Ｏ≧０且つＮ＋Ｏ≧２）個の連続して配置されたスパンの第３シリーズとを含み、前記第１シリーズ、前記第２シリーズ及び前記第３シリーズは連続的に配置され、前記第１、第２及び第３シリーズの個々の分散積は前記第１波長、前記中心波長及び前記第２波長の各々で実質的にゼロでなく、且つ、前記第１、第２及び第３シリーズの分散積の合計は前記第１波長、前記中心波長及び前記第２波長の各々で実質的にゼロであることを特徴とする伝送方法。
【請求項４８】
第１波長及び第２波長によって境界を画定されて、実質的な中心波長を有する所与の波長範囲において送信機と受信機との間の光ファイバを伝送する方法であって、当該方法は、
互いに光学的に連結された前記光ファイバの順次ブロックのシリーズを与えるステップと、
前記送信機から前記順次ブロックの前記シリーズを経て前記受信機に前記光信号を伝送するステップと、を含み、前記光ファイバの前記順次ブロックの各々は、
互いに光学的に連結された前記光ファイバのＮ（Ｎ≧０）個の連続して配置されたスパンの第１シリーズと、
互いに光学的に連結された前記光ファイバのＭ（Ｍ≧０）個の連続して配置されたスパンの第２シリーズと、及び、
互いに光学的に連結された前記光ファイバのＯ（Ｏ≧０且つＮ＋Ｏ≧２）個の連続して配置されたスパンの第３シリーズとを含み、前記第１シリーズ、前記第２シリーズ及び前記第３シリーズは連続的に配置され、前記第１、第２及び第３シリーズの個々の分散積は前記中心波長で実質的にゼロでなく、且つ、前記第１、第２及び第３シリーズの分散積の合計は前記選択波長で実質的にゼロであって、前記選択波長での各ブロックの前記平均分散傾斜は−０．０１から０．０１ｐｓ／ｎｍ２−ｋｍの間であることを特徴とする伝送方法。
【発明の詳細な説明】
本願は、２０００年９月６日出願の米国仮出願第６０／２３０，９４２号の利益を請求する。
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改善された分散マップを有する光伝送装置及びその方法に関する。当該伝送システム及び方法は、特にロングホール海底伝送システムに適用される。
【０００２】
【従来の技術】
四光波混合（ＦＷＭ）及び相互位相変調（ＸＰＭ）の如き非線形光学効果はロングホール光学システムにおいて光信号伝送の劣化を生じさせる。ファイバの分散を増加させるとＦＷＭ及びＸＰＭが減少する。分散は異なる波長での光の伝送速度差によって伝送光パルスの広がりの原因となる。パルスが拡幅されることによってパワー記録密度がパルスに覆って減少し、故にパワー記録密度の非線形光学効果が減じられる。
【０００３】
分散の単位はピコ秒／ナノメートル−キロメートル（ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ）として典型的には与えられる。ここで、キロメートル単位はファイバ長さに一致する。ファイバのスパンの分散積は、スパン全体に亘って累算された分散の測定値である。分散Ｄを有する長さＬのファイバの分散積は、ＬとＤの積、すなわちＬ・Ｄである。故に、長さＬｉ及び分散Ｄｉの個々のセクションを有するファイバのスパンの分散積は、個々の分散積の和ΣＬｉ・Ｄｉである。
【０００４】
分散がＦＷＭ及びＸＰＭの如き非線形効果を減軽すると共にこれらの長距離システムの累算された分散が補償されなければならない。光ファイバを用いた長距離中継伝送システムにおいて、大なるクロマチック分散及び自己位相変調（ＳＰＭ）の累積による相互作用が光学系のノイズ及びひずみの原因となる。分散マップ、すなわち伝送距離の関数としての分散がクロマチック分散の影響を最小にしようとなされる。
【０００５】
現在の海底伝送システムは、一般に４５から５０ ｋｍの範囲の長さスパンを有し、この伝送スパンの約９０％で、１５６０ｎｍ波長で約−２ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの平均分散を与える分散マップを用いる。これらのスパンにおいて使用される負の分散ファイバは１本のファイバからなるタイプか若しくは２本のファイバを組み合わせたタイプであってもよく、その場合には増幅器に続くファイバは非線形効果を減軽するためにより大なる実効面積を有するとともに、第２のファイバはより低い分散傾斜を有するのである。ファイバの分散傾斜は、単位波長あたりの分散の変化である。約１０個のスパンの後、累積負分散はシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）の追加のスパンによって、所与の波長で補償される。我々は、ブロックとしてＳＭＦの補償スパンを有する約１０個の負の分散スパンの組合せを示す。
【０００６】
図１は、１５３５ｎｍ及び１５６１ｎｍの波長を有する終端チャンネルを有する６４チャンネルシステムにおける終端チャンネルで累算された分散を示す。図１の分散マップは５２０ｋｍの区間を有し、これはファイバの特性を表現するために用いる再循環ループテストベッドの典型的距離と互換性がある。このシステムにおいて、終端チャネル間の波長での累積分散は負の分散ファイバの９スパンの後にゼロに戻される。しかしながら、累積分散は他の波長で補償されない。
【０００７】
図１のシステムでの分散マップに対する主たる障害は、伝送ファイバの全てが正の分散傾斜を有し、これによりチャネルプランに亘る大なる分散差の急速な累積を生じさせることである。換言すれば、異なる対応する波長を有するチャンネルに亘って累積分散が実質的に変化する。ＳＭＦの周期的な挿入によって補償される終端チャネル間の波長でのみ分散はゼロ近傍に維持される。図１の終端チャネルの累積分散の間の差は、１０４０ｋｍの後で２０００ｐｓ／ｎｍ以上である。６０００ｋｍの典型的な海底伝送距離での累積分散又は分散積は１０，０００ｐｓ／ｎｍ以上である。これは、前段補償ファイバ及び後段補償ファイバの使用によって部分的に緩和されることができる。しかしながら、より多くのチャンネル若しくはより長距離に亘る伝播はこの分散マップによっては極めて困難である。
【０００８】
【発明の概要】
光伝送装置のファイバが伝送波長範囲内の波長を有する全てのチャンネルでゼロ近傍の平均クロマチック分散を生じるようにアレンジされるときに利点が達成される。しかしながらＸＰＭ効果のために、各々のチャネルの平均分散は実質的に各々の伝送スパンにおいてゼロであるべきでないが、累積分散を規制するために周期的に補償されなければならない。この分散補償スキームは、例えば波長分割多重（ＷＤＭ）の如き、伝送のために複数のチャネルを使用する通信アプリケーションにおいて長距離に亘ってチャネル数を増加させる。伝送システムの送信機及び受信機端部での分散補償のほとんどを除去する点で大幅なコスト削減となる。
【０００９】
本発明の１つの実施例は光伝送装置に関する。当該光伝送装置は光ファイバを含み、第１波長及び第２波長によって境界を画定され、実質的な中心にある中心波長を有する所定の波長範囲内で作動する。当該システムは光ファイバの一連の順次ブロックを含み、当該順次ブロックは光学的に互いに連結される。光ファイバの各々の順次ブロックは、第１、第２及び第３シリーズを含む。第１シリーズは互いに光学的に連結された光ファイバのＮ個のスパンである。ここでＮはゼロ以上であって、第１シリーズのスパンは連続的に配置されている。第２シリーズは互いに光学的に連結された光ファイバのＭ個のスパンである。ここでＭはゼロ以上であって、第２シリーズのスパンは連続的に配置されている。第３シリーズは互いに光学的に連結された光ファイバのＯ個のスパンである。ここでＯはゼロ以上且つＮ＋Ｏは２以上であって、第３シリーズのスパンは連続的に配置され、第１、第２及び第３シリーズは連続的に配置されている。第１、第２及び第３シリーズの個々の分散積は、第１、実質的な中心、及び第２波長の各々で実質的にゼロでなく、第１、第２及び第３シリーズの分散積の和は、第１、実質的な中心及び第２波長の各々で実質的にゼロである。当該光伝送装置は、各々のスパンの前に配置される光信号を増幅する複数の光増幅器を含んでいてもよい。
【００１０】
シリーズのスパンの形成に加えて、ファイバスパンがパルスを成形若しくは光信号分散を補償し得ると理解されるであろう。例えば、ファイバスパンの第１のセットが送信機の近くに配置されて光パルスを拡幅し得る。故にイントラチャネル及びインターチャネル非線形効果を減じる。有利な実施例において、ファイバスパンの第１セットの影響が取り除かれ得るか若しくは受信機の近くに配置されたファイバスパンの第２セットによって補償され得る。
【００１１】
本発明の他の実施例は光伝送装置に関する。当該光伝送装置は光ファイバを含み、第１波長及び第２波長によって境界を画定され、且つ、選択された波長及び実質的な中心波長を有する所与の波長範囲において動作する。当該システムは光ファイバの一連の順次ブロックを含み、当該順次ブロックは光学的に各々連結されている。光ファイバの各々の順次ブロックは、互いに光学的に連結された光ファイバのＮ個のスパンの第１シリーズ（Ｎはゼロ以上であって、第１シリーズのスパンは連続的に配置される。）、互いに光学的に連結された光ファイバのＭ個のスパンの第２シリーズ（Ｍはゼロ以上であって、第２シリーズのスパンは連続的に配置される。）、互いに光学的に連結された光ファイバのＯ個のスパンの第３シリーズ（Ｏはゼロ以上であって、Ｎ＋Ｏは２以上、第３シリーズのスパンは連続的に配置され、第１、第２及び第３シリーズは連続的に配置される。）を含む。第１、第２及び第３シリーズの個々の分散積は、中心波長で実質的にゼロではない。第１、第２及び第３シリーズの分散積の合計は、実質的に選択された波長でゼロである。更に、選択された波長での各々のブロックの平均分散傾斜は、−０．０１から０．０１ｐｓ／ｎｍ２−ｋｍの間にある。光伝送装置は、また、光信号を増幅するための各スパンの前に配置された複数の光増幅器を含んでもよい。
【００１２】
本発明の他の特徴によると、第１波長及び第２波長によって境界を画定された所与の波長範囲において、送信機及び受信機間で光信号を伝送する方法が上記した光伝送装置に対応して提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の１つの実施例による光伝送装置の図である。当該伝送システムは送信機１０を含み、当該送信機は光ファイバのブロック１４のシリーズを介して受信機１２に光信号を伝送する。この光信号は複数のチャンネルで伝送される。各チャンネルは終端波長（若しくは、チャンネル）によって境界を画定された選択波長範囲内の異なる波長を有する。伝送波長範囲はロングホール伝送に適した波長範囲内であることが好ましい。例えば、この伝送波長範囲は、１５００ｎｍから１６３０ｎｍの範囲内であり得る。この伝送システムは、例えばＷＤＭによるチャンネルで光信号を伝送してもよい。
【００１４】
光ファイバのブロック１４は、送信機１０及び受信機１２の間に配置される。送信機は、光ファイバのブロックのシリーズの最初のブロックに光学的に連結される。この最初のブロックは、送信機１０に隣接するブロックである。動作時においては、送信機１０は光信号をこの最初のブロックに発する。受信機１２は当該受信機に隣接したブロックのシリーズの最後のブロックに光学的に連結されている。受信機１２は最後のブロックを通って伝送された光信号を受信する。ブロックのシリーズのブロック１４は、連続的に配置されて互いに光学的に連結されている。各ブロックは光ファイバの３つ以上のスパンを含む。
【００１５】
本発明の１つの実施例によるブロックのシリーズのうちの１つのブロック１４の詳細が図３に示される。ブロック１４は３つのセクション、すなわちスパンの第１シリーズ２０、第２シリーズ２２及び第３シリーズ２４に分割されている。各々のシリーズのスパンは連続的に配置されている。第１シリーズ、第２シリーズ及び第３シリーズは、それぞれＮ個、Ｍ個及びＯ個のスパンを有する。ここでＮ、Ｍ、Ｏはゼロ以上である。第１及び第３シリーズのスパンの総数（Ｎ＋Ｏ）は２以上であって、つまり第１及び第３シリーズに少なくとも２つ以上のスパンがある。第１若しくは第３シリーズがゼロ個のスパンのとき、そのシリーズは光伝送装置に含まれない。また、光伝送装置は、増幅が要求されるか若しくは必要とされる場合にあっては、光信号を増幅する複数の光増幅器１６を各スパンの前に含み得る。
【００１６】
第１シリーズ２０及び第３シリーズ２４のそれぞれのスパン３０及び３４は、例えば２０から１００ｋｍの範囲内のファイバ長を有し得る。全てのブロックのファイバ長は、例えば３００から７００ｋｍの範囲内にあり得る。
第１及び第３シリーズのスパンの合計数は一般的に第２シリーズの数よりも大であろう。一般的に、第２シリーズにおいて、１個又は２個だけのスパンで第１及び第３シリーズの累積分散を補償するには十分であろう。すなわち、Ｍは典型的には１又は２に等しい。第１及び第３シリーズのスパンの総数（Ｎ＋Ｏ）は、例えば７から１０の範囲内である。
【００１７】
この実施例の１つの特徴であるブロックの分散マップは以下の如きである。光伝送装置が終端波長（すなわち第１波長と第２波長）によって境界を画定された波長範囲内で伝送する。この波長範囲は、第１及び第２波長の間の実質的に中央に位置する中心波長をも含む。スパンの個々のシリーズの各分散積（累積分散）は、第１、第２及び実質的な中心波長の各々で実質的にゼロではない。一般的に光伝送装置を進行する光信号パルスは非線形効果を避けるために各チャンネル波長で分散を生じることが望ましい。
【００１８】
スパンの各シリーズの個々の分散積が実質的にゼロでないときに、第１、第２及び第３シリーズの分散積の合計は、第１、実質的な中心波長及び第２波長で実質的にゼロである。故に、このブロックは実質的な中心波長だけでなく伝送波長範囲の終端波長でも分散を補償する。一般的にこれはブロックが伝送範囲の全ての波長で累積分散を補償することを意味する。
【００１９】
第２シリーズが第１及び第３シリーズの分散積の符号と異符号の分散積を有することが好ましい。すなわち第２シリーズは第１及び第３シリーズの累積分散を補償するように作用する。第１及び第３シリーズの分散積の和が負であるとすれば、分散積範囲は、例えば−３００から−３０００ｐｓ／ｎｍであればよい。より好ましくは、−８００から−１５００ｐｓ／ｎｍの範囲内である。第１及び第３シリーズの分散積の和が正であるなら、分散積範囲は例えば３００から３０００ｐｓ／ｎｍであろう。より好ましくは、８００から１５００ｐｓ／ｎｍの範囲内である。
【００２０】
第１シリーズ２０、第２シリーズ２２及び第３シリーズ２４の各スパン３０、３２及び３４は、一般的に複数種類のファイバを含んでいてもよい。例えば、第１シリーズ２０の各スパン３０が実質的な中心波長で正の分散を有するＳＭＦ及び負の分散を有する傾斜補償ファイバ（ＳＣＦ）を含むことで、各スパン３０の分散積が負となる。ＳＭＦ及びＳＣＦファイバは接続損失を減らすために、直接的に若しくは中間ファイバを介して光学的に連結されてもよい。同様に、第３シリーズの各スパン３４は、第１シリーズ２０のスパン３０のそれらと類似するファイバを含んでいてもよい。この場合、第２シリーズ２２の各スパン３２は実質的な中心波長で正の分散を有するシングルモードファイバだけを実質的に含んでいてもよい。すなわち第２シリーズ２２のスパン３２は、第１シリーズ２０及び第３シリーズ２４の累積分散を補償するであろう。
【００２１】
他には、第１シリーズ２０の各スパン３０は実質的な中心波長で正の分散を有する第１ファイバ及び実質的な中心波長で負の分散を有する第２ファイバを含むことで、各スパン３０の分散積が正となる。ＳＭＦ及びＳＣＦファイバは接続損失を減じるために直接的に若しくは中間ファイバを介して再び光学的に連結され得る。同様に、第３シリーズ２４の各スパン３４はスパン３０のそれらと同様のファイバを含んでいてもよい。この場合、第２シリーズ２２のスパン３２は、実質的な中心波長で負の分散を有するシングルモードファイバだけを実質的に含み得る。更に、第２シリーズ２２のスパン３２は、第１シリーズ２０及び第３シリーズ２４の累積分散を補償するであろう。
【００２２】
第１及び第３シリーズのスパン３０及び３４は、終端波長及び実質的な中心波長で同じ分散積を有し得る。しかしながら、これは必要条件ではない。第１及び第３シリーズのスパンは、また、異なる分散積を有していてもよい。
好ましくは、分散及び分散傾斜の比、すなわち光の単位波長に対する分散傾斜の変化がスパンのファイバとほぼ等しい。これは、各ブロックの各チャンネルでの分散の全補償を許容する。
【００２３】
図３は、第１シリーズ２０及び第３シリーズ２４の２つのスパンを用いた本発明の実施例を示している。図３の実施例において、第１及び第３シリーズの各スパンの数（Ｎ及びＯ）は例えば３であって、第２シリーズ２２のスパンの数は１つ以上であればよい。図３の光伝送装置は、また、増幅が要求若しくは必要とされる場合、光信号を増幅するために複数の光増幅器１６を各スパンの前に配置して含んでいてもよい。
【００２４】
あるいは、第１シリーズ２０及び第２シリーズ２２だけが存在する図４の実施例に示す如く、第３シリーズ２４が省略されてもよい。すなわち、図４の実施例において第３シリーズ２４のスパン数Ｏはゼロである。本実施例において、第２シリーズ２２の分散積は、実質的に同じ大きさを有しており、第１シリーズの分散積と異符号である。図４の光伝送装置は、また、増幅が要求若しくは必要とされる場合、光信号を増幅するために各スパンの前に配置される複数の光増幅器１６を含んでもよい。
【００２５】
他の方法として、第２シリーズ２２及び第３シリーズ２４のみからなる図５の実施例に示す如く第１シリーズ２０が省略されてもよい。すなわち、図５の実施例において、第１シリーズ２０のスパン数Ｎはゼロである。本実施例において、第２シリーズ２２の分散積は、同じ大きさを有しており、第３シリーズ２４の分散積と異符号である。図５の光伝送装置は、また、増幅が要求若しくは必要とされる場合、光信号を増幅するための複数の光増幅器１６を各スパンの前に配置して含んでいてもよい。
【００２６】
図６は、図４の実施例の１つの例としての伝送範囲の終端波長における伝送距離の関数としての累積分散を示す。本実施例において、点線で示される如く、第１ブロックは約５００ｋｍ位置で終了して第２ブロックが開始する。終端波長は１５３５ｎｍ及び１５６１ｎｍである。１５３５ｎｍでの累積分散は図示されたスパン間の黒丸を付された曲線で示されている。１５６１ｎｍでの累積分散は図示されたスパン間の黒三角を付された曲線で示されている。図６に示すように、１５３５ｎｍでの分散はブロックの全体に亘ってほぼ正確に１５６１ｎｍでの分散に追従する。
【００２７】
終端チャネルの全分散は図６に示され、ブロックの端部でスパンの第２シリーズによって補償されるスパンの第１シリーズを含むシステムである。この特定のシステムは１５３５から１５６１ｎｍの間に６４個のチャンネルを有するが、分散マップは異なるバンド幅及びチャンネル間隔を与えられてもよい。スパンの第１シリーズの起端波長、終端波長及び実質的な中心波長の平均分散は負であるが、スパンの第２シリーズによって完全に補償される。このシステムの全てのチャンネルの分散は一致して移動して、正味の分散若しくは分散傾斜がない。
【００２８】
この例では、第１ブロックの第１シリーズのスパンの数は１０個であって、第２シリーズのスパンの数は１個である。この実施例における第１シリーズは、約４５０ｋｍの総ファイバ距離を有する。第２シリーズの１つのスパンは、約４５０ｋｍを起端として５００ｋｍで終端である。すなわち約５０ｋｍのスパンである。
この例では、第１シリーズ２０の各スパン３０の分散積が僅かに負であることが分かる。好適な範囲は、−１から−３ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの範囲内にある。第２シリーズ２２の１つのスパン３２の正の分散積は、１５３５ｎｍ及１５６１ｎｍの両方の終端波長で第１シリーズ２０の１０個のスパンの分散積の合計を完全に補償する。すなわち終端波長間の波長の全ての範囲が同様に補償されるべきである。また、図６は、約５００ｋｍの伝送距離での第１ブロックの終端を起端とする第２ブロックを示す。
【００２９】
図３乃至５に示されるように、異なる実効面積を有するファイバが使用されるとき、最も大なる実効面積を有するファイバが増幅器１６の直後に配置されることが好ましい。これは、送信された光パルスのパワー密度が増幅の直後で最も大でなければならないからである。パワー密度は増幅器の直後の位置で最大となるので、非線形効果もまた最大であろう。大なる実効面積はパワー密度、すなわち非線形効果を減じるだろう。このように、最も大なる実効面積を有するファイバが増幅器１６の直後に配置されることが好ましい。
【００３０】
ＳＭＦ及びＳＣＦがシステムで使用されるとすればＳＭＦが増幅器１６の直後に配置されるであろう。ロングホール伝送のために使用される典型的なＳＭＦは一般的なＳＣＦよりも大なる実効面積を有する。例えば、ＳＭＦは一般的に８０μｍ２を超える実効面積を有するがＳＣＦファイバは一般的に２０から３５μｍ２の範囲内の実効面積を有する。増幅の直後のＳＭＦのより大なる実効面積はパワー密度、すなわち非線形効果を減じるであろう。当然ながら、使用されるＳＣＦが使用されるＳＭＦの実効面積よりも小さい実効面積を有するなら、ＳＣＦは増幅器の直後に配置されることが好ましい。
【００３１】
図７は、別個に考慮される補償が各ブロックで完全に行われないときの本発明の実施例を示す。図７はシステムの１２個のブロックの全体を示す。当然ながらブロック数は１２個よりも多くても少なくても良い。送信機１０は第１ブロック１４ａの前に配置され、受信機１６は図７の最後のブロック１４ｂの後に配置される。分散が送信波長の範囲内で完全に補償されない故に、一つ以上のファイバスパン４０が分散を補償する。最後のファイバスパン４０は、最後のブロック１４ｂ及び受信機１６の間に配置される。代替え的に若しくは並行して、スパンの第１セット（図示せず）は、分散のいくつか若しくは又は分散の全てを補償するために送信機１０及び第１ブロック１４ａ間の配置されていてもよい。上記したように、送信機及び第１ブロックの間に位置するファイバスパンの任意のセットは、好適にパルスを成形（例えば、拡幅する）ように構成され得る。
【００３２】
図８は、他に考慮される各ブロックの最適の分散補償よりも少ない分散補償を有する図７のシステムの累積分散のグラフである。（図７の実施例以外の）上記実施例がブロックの完全な補償を有するとき、すなわち、ブロックの全分散積が終端波長及びその間の全ての波長の双方で実質的にゼロである。ブロックがわずかな残留分散又は分散傾斜を有してもよいことが企図される。図８はこの種のシステムの累積分散を例示している。
【００３３】
図８において示される分散マップは、第１及び第３シリーズを含むブロックの中央のスパンの第２シリーズを含む６４チャネルシステムでのものである。第１及び第３シリーズのスパンの平均分散傾斜がゼロであって、スパンの第２シリーズは、起端及び終端波長によって区切られた実質的な中心波長で分散を補償する。スパンの第２シリーズの正の分散傾斜は、距離の増加と共に起端及び終端チャンネル間の分散偏差の増加を明確にする各ブロックで正の分散傾斜を生じる。
【００３４】
１５３５ｎｍから１５６１ｎｍの終端波長間の分散の差が伝送距離に亘って増加し続けることが図８からわかる。１５３５ｎｍでの累積分散はスパンの間の黒丸を付した曲線で図示される。１５６１ｎｍでの累積分散はスパンの間の黒三角を付した曲線で図示される。図８において、合計１２個のブロックに亘る累積分散が示される。上記した如く、ブロックの合計数は１２個でなくともよい。図８に示すように、最後のブロックの終端での終端波長での累積分散の偏差は１０４０ｋｍの後に約２３５ｐｓ／ｎｍであった。各チャンネルの分散は受信機に到着する前に補償されなければならない。本実施例において、システムのブロックの第１及び第３シリーズの平均分散は、−１から−３ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの間であって、ブロックの平均分散傾斜が−０．０１から０．０１ｐｓ／ｎｍ２−ｋｍであることが好ましい。図８も、また、図６において示される分散マップの場合である補償ファイバがブロックの終点よりも中央にある場合を示す。
【００３５】
個々のブロックでの全分散積が伝送範囲の終端波長及び全ての波長で実質的にゼロでないとき、最後のスパンが最後のブロックと受信機との間でシステムに導入され得ることが企図される。最後のスパンはこの本質的な累積分散を補償する。あるいは、分散の一部又は全てが送信機及び第１ブロックの間に第１スパン（図示せず）を配置することによって補償され得る。この場合、当該スパンはパルスを成形するようにも使用され得る。
【００３６】
図７の実施例において、合計数が２以上である限り、第１及び第３シリーズのそれぞれスパンＮ及びＯの数はゼロ又はゼロよりも大であってもよい。換言すれば、第２シリーズは終端間のブロック若しくはいずれかの場所のどちらかの端部にあればよい。
また、終端波長によって境界を画定され且つこの終端波長間の実質的な中心波長を含む波長範囲において、送信機及び受信機間で光信号を伝送する方法が企図される。例えば上記の実施例に記載された順次ブロックの如き、光ファイバの一連の順次ブロックが提供される。光信号は、送信機から順次ブロックのシリーズを介して受信機まで伝送される。好適には、光信号は中心波長だけでなく終端波長でも分散補償から利益を得る。
【００３７】
好適な実施例が図示の目的で本願明細書において記載された。しかしながら、以上の説明は本発明の範囲を限定するものであるとみなすべきではない。請求された本発明の概念から逸脱することなく、様々な修正と応用とが当業者により為されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の６４チャネルシステムの終端チャネルでの伝送距離の関数としての累積分散を示すグラフである。
【図２】本発明の実施例による光伝送装置の図である
【図３】第１、第２及び第３シリーズのスパンを有する本発明の実施例の図である。
【図４】第１及び第３シリーズのスパンのみを有する本発明の実施例の図である。
【図５】第２及び第３シリーズのスパンを有する本発明の実施例の図である。
【図６】図５の１つの実施例での伝送範囲の終端波長における伝送距離の関数としての累積分散を示すグラフである。
【図７】分散傾斜が各々のブロックにおいて完全に補償されない本発明の１つの実施例による光伝送装置の図である。
【図８】図７のシステムにおける累積分散のグラフである。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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