(57)【要約】【課題】各種の要因によって光ファイバに生じるＰＭＤが確実に抑えられ、信号劣化の極めて小さい長距離伝送が可能な光伝送路を提供する。【解決手段】本発明の光伝送路は、スロット２２の溝部２４光ケーブル２０内に収納された光ファイバ心線が右方向に捻回された右捻回ケーブルと、光ケーブル２０内に収納された光ファイバ心線が左方向に捻回された左捻回ケーブルと、が長手方向に交互に繋ぎ合わされていることにより光伝送路を構成している。【選択図】図２
2007226050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ケーブルにより構成される光伝送路であって、
光ケーブル内に収納された光ファイバ心線が右方向に捻回された右捻回ケーブルと、光ケーブル内に収納された光ファイバ心線が左方向に捻回された左捻回ケーブルと、が長手方向に送信側から受信側まで一連の光伝送路を構成するように繋ぎ合わされていることを特徴とする光伝送路。
【請求項２】
請求項１に記載の光伝送路であって、
繋ぎ合わされた前記光ファイバ心線は、送信側から受信側までにその長手方向における捻回角度の積分値がゼロになる箇所を有することを特徴とする光伝送路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光伝送路であって、
繋ぎ合わされた前記光ファイバ心線は、送信側から受信側までの長手方向における捻回角度の積分値が実質的にゼロになっていることを特徴とする光伝送路。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の光伝送路であって、
前記右捻回ケーブルと前記左捻回ケーブルとが、交互に繋ぎ合わされていることを特徴とする光伝送路。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の光伝送路であって、
繋ぎ合わされた何れかの光ケーブルは、収納された前記光ファイバ心線がスロットの形成された螺旋状の溝部内に収納されることで前記溝部の撚り方向と同じ方向に撚られており、前記溝部内でその撚り方向と同方向に捻回されているスロット型の光ケーブルであることを特徴とする光伝送路。
【請求項６】
請求項１から４の何れか一項に記載の光伝送路であって、
繋ぎ合わされた何れかの光ケーブルは、収納された前記光ファイバ心線が光ケーブルの内部で束ねて撚られているスロットレス型の光ケーブルであることを特徴とする光伝送路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の光ファイバ心線を螺旋状に収納した光ケーブルからなる光伝送路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数本の光ファイバ心線を螺旋状に収納した光ケーブルが用いられている。そのような光ケーブルとして、スロットの周囲に形成された螺旋状の溝内に、複数の光ファイバ心線を収納させたケーブルコアを備えたものが知られている。
【０００３】
光ファイバで高速・長距離伝送を行う際の信号劣化の要因の一つとして、偏波モード分散（ＰＭＤ：Polarization Mode Dispersion）がある。このＰＭＤは、光ファイバ中を伝搬する光信号の２つの直交する偏波モードの群遅延差によって引き起こされるもので、２つの直交する偏波間の信号の伝送速度の差として、ｐｓ／ｋｍ１／２の単位で評価される。
【０００４】
このＰＭＤの原因となる光ファイバの異方性は、光ファイバのコアの楕円化、もしくは、各種の応力による複屈折によって生じるが、具体的には、光ファイバの母材となるガラス母材の熱履歴によって生じる歪み、ガラス母材から光ファイバを線引きする際の周方向における加熱温度、冷却温度のばらつき、あるいは光ケーブルとした状態における光ファイバの軸とコアの中心とのずれやコアの断面形状が楕円等であることによって生じる。
【０００５】
このため、複数本の光ファイバ心線をスロットの螺旋状の溝内に収納した光ケーブルにおいて、光ファイバ心線のＰＭＤを低減させるために、光ファイバ心線の撚りピッチを短くすることにより、部分的に捻率（単位長さ当りの捻回量）を大きくし、元々有している光ファイバの直交する偏波モード分散の平均化を図り、ＰＭＤを低減することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２２７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、光ファイバは、その捻率を単純に増加させればＰＭＤが低下するわけではなく、ある捻率以上になると、ＰＭＤは再び増加し始める。これは、捻回による偏光方向の旋光によって、右回り円偏光と左回り円偏光に群遅延差が生じるためである。このため、光ケーブルからなる光伝送路では、低ＰＭＤ化を図る為に、この現象によるＰＭＤの増加も抑える必要がある。特に、長距離の光伝送路ではＰＭＤが増加しやすい。
【０００８】
本発明は、各種の要因によって光ファイバに生じるＰＭＤが確実に抑えられ、信号劣化の極めて小さい長距離伝送が可能な光伝送路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決することのできる本発明に係る光伝送路は、光ケーブルにより構成される光伝送路であって、光ケーブル内に収納された光ファイバ心線が右方向に捻回された右捻回ケーブルと、光ケーブル内に収納された光ファイバ心線が左方向に捻回された左捻回ケーブルと、が長手方向に送信側から受信側まで一連の光伝送路を構成するように繋ぎ合わされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る光伝送路において、繋ぎ合わされた前記光ファイバ心線は、送信側から受信側までにその長手方向における捻回角度の積分値がゼロになる箇所を有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る光伝送路において、繋ぎ合わされた前記光ファイバ心線は、送信側から受信側までの長手方向における捻回角度の積分値が実質的にゼロになっていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る光伝送路において、前記右捻回ケーブルと前記左捻回ケーブルとが、交互に繋ぎ合わされていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る光伝送路において、繋ぎ合わされた何れかの光ケーブルは、収納された前記光ファイバ心線がスロットの形成された螺旋状の溝部内に収納されることで前記溝部の撚り方向と同じ方向に撚られており、前記溝部内でその撚り方向と同方向に捻回されているスロット型の光ケーブルであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る光伝送路において、繋ぎ合わされた何れかの光ケーブルは、収納された前記光ファイバ心線が光ケーブルの内部で束ねて撚られているスロットレス型の光ケーブルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光伝送路によれば、捻回方向が異なる光ケーブルを繋いだ構造であるため、左回り円偏光と右回り円偏光の伝搬速度差を低減することができ、これにより、送信側となる始端から受信側となる終端までのＰＭＤを、その累積による増加を防いで大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る光伝送路の実施形態の例について図面を参照して説明する。
（捻回によるＰＭＤの低減効果の原理）
図１は、光ファイバ心線を捻回させた際に生じるＰＭＤを示すグラフである。
図１に示すように、光ファイバ心線を捻回させると、この光ファイバ心線には、ＰＭＤの変化に関する２つの現象が発生する。これら現象の内の１つは捻回によるファイバ異方性方向の回転によって、直交する偏波モードの平均化により両モード間の速度差が平均化されＰＭＤが低下する現象Ａ（図１に示す曲線Ａ）であり、もう１つは捻回によって偏光方向の旋光が起き、右回り円偏光と左回り円偏光に群遅延差が生じ、ＰＭＤが負に増加する現象Ｂ（図１に示す曲線Ｂ）である。
【００１７】
一般に、ＰＭＤは、波長分散のように正と負の値は持たないため、分散マネージメント伝送をさせることは困難である。これは、外力やわずかな捻回によって、直交する偏波モード間で結合が起き、偏波状態がランダム化してしまうためである。
しかし、捻回歪みによる左右円偏波モード間では、ランダムなモード結合が無く、捻回方向に対し、速度差は正と負の値を持つ。そこで、現象ＡによるＰＭＤ低減の効果を充分に得るような捻率を光ファイバ心線に与えている収納状態で、右捻回及び左捻回の光ケーブルを交互に接続することにより、現象ＢによるＰＭＤ増加を抑えながらのマネージメント伝送が可能となる。
【００１８】
（実施形態）
次に、本発明に係る光伝送路の実施形態の例について、図を参照しながら具体的に説明する。
図２は、本実施形態の光伝送路を構成する光ケーブルの構造を示す断面図である。
図２に示すように、この光ケーブル２０は、ケーブルコア２１を有している。このケーブルコア２１は、鋼線等からなるテンションメンバ２３が中心に設けられたスロット２２を有している。
【００１９】
このスロット２２は、その外周面に、１方向の螺旋状に形成された複数の溝部２４を備えており、これら溝部２４には、複数の光ファイバテープ心線３５を積層させたテープスタック３６が収納されている。光ファイバテープ心線３５は、例として４心のテープ心線からなるものを示しており、４本の光ファイバ心線を並列に配設し、樹脂によって一体化したものである。
また、スロット２２は、その外周に、押さえ巻き２８が巻き付けられ、その外周が外被２９によって覆われている。
【００２０】
上記構造の光ケーブル２０では、テープスタック３６が、スロット２２の溝部２４の撚りに合わせて向きを変えつつ撚られた状態（撚り返し無しの状態）で溝部２４内に収納され、これにより、光ファイバテープ心線３５に含まれる光ファイバ心線は、スロット２２の溝部２４の撚り方向と同方向に、溝部２４の螺旋ピッチと等しい撚りピッチで捻回されつつ撚られている。
【００２１】
そして、本実施形態の光伝送路では、上記構造の光ケーブル２０であって、光ファイバ心線の捻回方向（すなわち溝部２４の撚り方向）が異なる右捻回の光ケーブル２０と左捻回の光ケーブル２０とが、交互に長手方向へ繋ぎ合わされている。
【００２２】
なお、各光ケーブル２０間の光ファイバ心線同士は、クロージャ内などで、メカニカルスプライス、融着あるいはコネクタ等の接続手段によって接続される。
【００２３】
これにより、光伝送路の光ファイバ心線は、右方向に連続して捻回された部分と、左方向に連続して捻回された部分とが、長手方向で交互に存在している状態となっている。
【００２４】
図３は、本実施形態の光伝送路における、捻回方向が異なる光ケーブルを交互に繋いで一連の光伝送路を構成した場合の長手方向のＰＭＤ変化を示す図であり、図４は、捻回方向が同じ光ケーブルをつないで一連の光伝送路を構成した場合の長手方向のＰＭＤ変化を示す図である。なお、図３中ケーブルＡ，Ｃ，Ｅは右捻回の光ケーブルであり、ケーブルＢ，Ｄは左捻回の光ケーブル、図４中ケーブルＡ´，Ｂ´，Ｃ´，Ｄ´，Ｅ´は同一捻回方向（例えば、全て右捻回）の光ケーブルである。
【００２５】
光ファイバ心線のＰＭＤは、捻回角度の絶対値が大きいほど増加するが、図３に示すように、捻回方向が異なる光ケーブル２０を交互につないだ本実施形態の構造の場合、光ファイバ心線の捻回角度に伴い、右回り円偏光と左回り円偏光の群速度時間差が増加し、捻回角度がゼロとなる箇所で、その時間差が打ち消される。つまり、捻回角度の絶対値とＰＭＤは相関関係にあり、捻回角度が０となる箇所ではＰＭＤが補償されて極めて小さくなる。
【００２６】
これに対して、図４に示すように、同一捻回方向の光ケーブル２０を接続した光伝送路では、捻回角度の絶対値はその伝送距離に応じて増加していくため、各光ケーブル２０の光ファイバ心線のＰＭＤが光伝送路の長手方向に累積し、距離が長くなるにしたがってＰＭＤが増加する。
【００２７】
このように、本実施形態の光伝送路によれば、捻回方向が異なる光ケーブル２０を交互に繋いだ構造であるので、左右回りの円偏光の伝搬速度差を低減することができ、これにより、送信側となる始端から受信側となる終端までのＰＭＤを、その累積をなくして大幅に低減することができる。
特に、繋ぎ合わされた光ファイバ心線２６は、送信側から受信側までにその長手方向における捻回角度の積分値がゼロになる箇所（すなわちＰＭＤが補償されている箇所）を有することが好ましい。さらには、送信側から受信側までの長手方向における捻回角度の積分値が実質的にゼロになっていることが好ましい。
【００２８】
つまり、光伝送路を構成する光ケーブルとしては、光ファイバ心線の捻率が異なったものを接続しても良く、この場合、捻回角度量のみを考慮して右回り円偏光と左回り円偏光の伝搬速度差を打ち消すように光伝送路を設計すれば、ＰＭＤを確実に低減することができる。
【００２９】
また、送信側から受信側までにｎ本の光ケーブルを接続し、１〜ｉ番目に接続されている光ケーブルのそれぞれの捻回ピッチ及び長さを、
右捻回ピッチＰ＝Ｐａ１，Ｐａ２，…，Ｐａｎ、  長さＬ＝Ｌａ１，Ｌａ２，…，Ｌａｎ
左捻回ピッチＰ＝Ｐｂ１，Ｐｂ２，…，Ｐｂｎ、  長さＬ＝Ｌｂ１，Ｌｂ２，…，Ｌｂｎ
とした場合に、
Σ（Ｌａｎ／Ｐａｎ）−Σ（Ｌｂｎ／Ｐｂｎ）＝０
となる構造が望ましい。すなわち、送信側から受信側までの長手方向における捻回角度の積分値がゼロになっていると、受信側でＰＭＤが正確に補償されることとなる。
【００３０】
また、例えば、左回り捻回の光ケーブル２０を複数本接続してから右回り捻回の光ケーブル２０を複数本接続しても十分なＰＭＤの低減効果を得ることができるが、左捻回と右捻回の光ケーブル２０を交互につなげた方が望ましく、このように交互に接続することにより、光伝送路の途中でもＰＭＤが低減されているため、光伝送路の途中から光ファイバ心線を分岐させる場合等に好適である。
【００３１】
ここで、同一捻回方向の光ケーブル２０を接続した光伝送路Ａ（〈１〉左捻回＋〈２〉左捻回＋〈３〉右捻回＋〈４〉右捻回）と、異なる捻回方向の光ケーブル２０を交互に接続した光伝送路Ｂ（〈１〉左捻回＋〈２〉右捻回＋〈３〉左捻回＋〈４〉右捻回）とで比較すると、〈４〉の端で測定したＰＭＤ値は何れもほぼ同じとなるが、〈２〉と〈３〉の光ケーブル２０間で光ファイバ心線を分岐（引き落とし）することになると、光伝送路Ｂでは、ＰＭＤが確実に補償されるが、光伝送路ＡではＰＭＤは補償されずに大きくなってしまう。
【００３２】
また、光伝送路では、ケーブル化の外力で発生する２つの直交する偏波モード間でのＰＭＤが平均化される上記現象Ａが充分得られていること（図１における現象Ａが十分に発揮される領域）が重要である。このため、一方向捻りの捻率（長さあたりの捻回回数）は、各光ケーブルにおいて、２回転／ｍ以上とすることが望ましく、このようにすると、上記現象ＡによるＰＭＤの低減効果を十分に得ることができる。
なお、上記実施形態では、螺旋状の溝部２４が形成されたスロット２２を備え、このスロット２２の溝部２４内に光ファイバ心線を収納したスロット型光ケーブルを接続して光伝送路を構成したが、光伝送路を構成する光ケーブルとしては、他の形態の光ケーブルも使用できる。
【００３３】
図５に示すものは、内部における中心にテープスタック４５が収納されたスロットレス型の光ケーブル４０で、テープスタック４５は、長手方向に沿って所定のピッチで撚られている。そして、この光ケーブル４０は、テープスタック４５の周囲に緩衝材のヤーン４１が配設されてテープスタック４５がヤーン４１の撚りとともに捻回され、その周囲にナイロン製の４本の糸４２が巻き付けられてケーブルコアを構成しており、さらに、その外周側が外被４３によって覆われている。そして、この外被４３の中には、長手方向に沿って２本のテンションメンバ４４が設けられている。
【００３４】
そして、上記光ケーブル４０を用いて光伝送路を構成する場合は、右捻回の光ケーブル４０と左捻回の光ケーブル４０とを交互に長手方向へ繋ぎ合わせる。
このようにすると、光伝送路の光ファイバ心線は、右捻回の光ケーブル４０では右方向に連続して捻回され、左捻回の光ケーブル４０では左方向に連続して捻回された状態とされ、右回り円偏光と左回り円偏光の伝搬速度差が低減される。これにより、送信側となる始端から受信側となる終端までのＰＭＤを、その累積をなくして大幅に低減することができる。
【００３５】
また、光伝送路を構成する光ケーブルとしては、同種のものに限らず、例えば、前述したスロット型光ケーブル２０とスロットレス型光ケーブル４０とを接続しても良く、この場合も、捻回角度で右回り円偏光と左回り円偏光の伝搬速度差を相殺するように設計することで、ＰＭＤを補償することができる。
【実施例】
【００３６】
左右捻回によるＰＭＤ補償を実証するために、以下の〈１〉〜〈４〉の光ケーブルを用意した。
（１）１００心一方向撚りスロット型光ケーブル（図２参照）
ケーブル〈１〉：右撚り、撚りピッチ２５０ｍｍ、長さ２５０ｍ
ケーブル〈２〉：左撚り、撚りピッチ２５０ｍｍ、長さ２５０ｍ
（２）４０心スロットレス型光ケーブル（図５参照）
ケーブル〈３〉：右撚り、撚りピッチ２５０ｍｍ、長さ２５０ｍ
ケーブル〈４〉：左撚り、撚りピッチ２５０ｍｍ、長さ２５０ｍ
【００３７】
上記の光ケーブル〈１〉〜〈４〉を接続して光伝送路１〜４を構成したときの長手方向におけるＰＭＤ変化を測定した。光伝送路１〜４の接続構成を以下に示す。
光伝送路１：〈１〉→〈３〉→〈１〉→〈３〉（右捻回を直列に接続）
光伝送路２：〈２〉→〈４〉→〈２〉→〈４〉（左捻回を直列に接続）
光伝送路３：〈１〉→〈２〉→〈３〉→〈４〉（右、左捻回を交互に接続）
光伝送路４：〈２〉→〈１〉→〈４〉→〈３〉（左、右捻回を交互に接続）
【００３８】
上記の接続方法によって光ケーブル〈１〉〜〈４〉を接続した光伝送路１〜４におけるケーブル長さ毎のＤＧＤ（群速度遅延差）の測定結果を図６に示す。
図６からわかるように、光伝送路１と光伝送路２とでは、長手方向で捻回角度が増加し、それに伴いＰＭＤも増加していくことがわかる。
【００３９】
一方、光伝送路３と光伝送路４とでは、捻回量がゼロとなる箇所（ケーブル長０．５，１．０）でＰＭＤが補償されていることがわかり、また、捻回方向が同じケーブルを繋ぐよりも大幅にＰＭＤ増加が抑えられていることがわかる。
【００４０】
また、スロット型とスロットレス型の光ケーブルを接続した光伝送路であっても、撚りピッチと長さとの比を０（ΣＬｎ／Ｐｎ＝０）にすることによって、低ＰＭＤ化が実現できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】光ファイバ心線を捻回させた際に生じるＰＭＤを示すグラフである。
【図２】本実施形態に係る光伝送路を構成する光ケーブルの構造を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る光伝送路における捻回方向が異なる光ケーブルを交互につないだ場合の長手方向のＰＭＤ変化を示す図である。
【図４】捻回方向が同じ光ケーブルをつないだ場合の長手方向のＰＭＤ変化を示す図である。
【図５】光ケーブルの他の構造を示す断面図である。
【図６】光伝送路の群速度遅延差を測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
２０，４０  光ケーブル
２２  スロット
２４  溝部
３５  光ファイバテープ心線
３６，４５  テープスタック
【図１】
2007226050.tif 000003
【図２】
2007226050.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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