(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径がａであるセンタコアと、該センタコアを包囲し外径がｂであるサイドコアと、該サイドコアを包囲するクラッドとを設け、該クラッドの屈折率を基準とした前記センタコア、前記サイドコアの比屈折率差をそれぞれΔ１、Δ２としたとき、ａ／ｂの値を０．４〜０．５５の範囲とし、Δ２／Δ１の値を−０．４５〜−０．３０の範囲とし、Δ１を１〜１．４％の範囲とし、ａの値を１０．５〜１４．０μｍの範囲とし、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長の任意の１波長における分散値を−７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下とし、前記設定波長帯における分散勾配を負の値とすることによって光伝送路に設けられる正分散光ファイバの前設定波長帯における分散値および分散勾配を低減する特性を持たせたことを特徴とする負分散光ファイバ。
【請求項２】
外径がａであるセンタコアと、該センタコアを包囲し外径がｂである第1サイドコアと、該第１サイドコアを包囲し外径がｃである第２サイドコアと、該第２サイドコアを包囲するクラッドとを設け、該クラッドの屈折率を基準としたセンタコア、第１サイドコア、第２サイドコアの比屈折率差をそれぞれΔ１、Δ２、Δ３としたとき、Δ１の値を０．９〜１．５％の範囲とし、Δ２の値を−０．５〜−０．２％の範囲とし、Δ３の値を０．２〜０．３％の範囲とし、ａ＜ｂ＜ｃとし、ａ：ｂ：ｃの値を１：２〜２．５：２．５〜３．５の範囲とし、ｃの値を１３〜１９μｍの範囲とし、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長の任意の１波長における分散値を−７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下とし、前記設定波長帯における分散勾配を負の値とすることによって光伝送路に設けられる正分散光ファイバの前設定波長帯における分散値および分散勾配を低減する特性を持たせたことを特徴とする負分散光ファイバ。
【請求項３】
１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長帯の任意の１波長における伝送損失を０．２７ｄＢ／ｋｍ以下とし、偏波依存性損失を０．１５ｐｓ／ｋｍ１／２以下とし、モードフィールド径を５．５μｍ以上とし、ケーブル化可能な曲げ損失特性を持たせたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の負分散光ファイバ。
【請求項４】
１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長帯における分散値および分散勾配の値が共に正である正分散光ファイバと、請求項１又は請求項２又は請求項３記載の負分散光ファイバとを接続し、光伝送路全体での前記設定波長帯における分散値を−１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下としたことを特とする光伝送路。
【請求項５】
光伝送路全体での１５２０〜１５７０ｎｍの波長帯における分散値を−１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下としたことを特徴とする請求項４記載の光伝送路。
【請求項６】
１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯における伝送損失の波長依存性を補償する機能を付加したことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の光伝送路。
【請求項７】
正分散光ファイバは、少なくとも１５２０〜１６２０ｎｍの波長帯において正の分散を有することを特徴とする請求項４乃至請求項６の何れか１つに記載の光伝送路。
【請求項８】
負分散光ファイバは、少なくとも１５２０〜１６２０ｎｍの波長帯において負の分散を有することを特徴とする請求項４乃至請求項７の何れか１つに記載の光伝送路。
【請求項９】
請求項４乃至請求項８の何れか１つに記載の光伝送路が設けられていることを特徴とする光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、例えば波長多重伝送に用いられる光伝送路およびその光伝送路に用いられる負分散光ファイバおよび光伝送路を用いた光伝送システムに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
光伝送路として、一般に、シングルモード光ファイバ（以下、ＳＭＦとする）が用いられており、このＳＭＦは、１３１０ｎｍ帯に零分散波長を有する。近年、このＳＭＦを１５５０ｎｍ帯の光伝送で用いることが検討されているが、ＳＭＦは１５５０ｎｍ帯において、正の分散値と正の分散勾配を有する。したがって、ＳＭＦを単独で１５５０ｎｍ帯の波長多重光伝送用として用いると、波長分散の悪影響が生じる。そこで、この波長分散を補償するために、モジュール型の短尺で用いる分散補償光ファイバ（以下、この種のモジュール型分散補償光ファイバをＤＣＦとする）が盛んに検討されている。このＤＣＦは、例えば特開平６−１１６２０号公報に示されている。
【０００３】
ＤＣＦの一例として、センターコアの屈折率を高くして分散値を負の大きな値とすることで、性能指数（ＦＯＭ）を高くした（ＦＯＭ＝２００程度）ＤＣＦが開発されている。
【０００４】
また、ＤＣＦの屈折率プロファイルとして、マッチドクラッドのような単峰型やＷ型のような多重クラッド型のものが知られている。前記単峰型のＤＣＦは、正の分散勾配を有している。そのため、ＳＭＦと接続した場合、一波長での分散は補償されるが、分散勾配はさらに増大し、波長多重伝送（以下、ＷＤＭ伝送という）には適さない。一方、Ｗ型のような多重クラッド型のＤＣＦは、ＳＭＦの分散及び分散勾配を補償することが可能な光ファイバであり、ＳＭＦと接続した場合、ＷＤＭ伝送に適した構成となるとして注目されている。
【０００５】
すなわち、ＳＭＦの波長分散を補償するためには、分散値と分散勾配を同時に補償するスロープ補償型分散補償光ファイバ（ＤＦＣＦ）が求められる。そして、このＤＦＣＦには、高ＦＯＭと、以下に示す補償率の制御が求められる。
【０００６】
通常のＳＭＦとＤＣＦを接続したときの分散補償性能は、次の補償率で表現するとわかりやすい。
【０００７】
補償率（％）＝｛（ＳDCF／ＳSMF）／（ＤDCF／ＤSMF）｝・・・・・（１）
【０００８】
式（１）において、ＳDCFはＤＣＦの分散勾配、ＳSMFはＳＭＦの分散勾配、ＤDCFはＤＣＦの分散値、ＤSMFはＳＭＦの分散値をそれぞれ示している。なお、これらの値は、ＤＣＦによるＳＭＦの分散補償帯域（従来は１５２０〜１５７０ｎｍの波長帯）または、この波長帯内の任意の波長における値である。そして、この式で、補償率が100％に近いほど、広帯域零分散が可能となる。特開平８−１３６７５８号公報には、このＤＣＦの最適設計が提案されている。
【０００９】
しかし、このように短尺化を目指してきたＤＣＦは、現在、敷設されているＳＭＦの分散補償のみに有効で、それ自体だけでは、新しいファイバ線路にはならない。また、上記ＤＣＦは、プロファイルの性格上、ＳＭＦの優れた特徴である低非線形性を維持することができない。すなわち、ＤＣＦは、なるべく短い長さでＳＭＦの分散値あるいは分散勾配を補償しようとしている。そのため、ＤＣＦは、一般的に、ＭＦＤが小さくなり、しかもΔ１が大きくなってしまっており、上記ＤＣＦは、非常に非線形現象を生じ易くなっている。
【００１０】
そこで、最近では、ＳＭＦと逆分散特性を有する線路型の分散補償光ファイバ（以下、この種の線路型の分散補償光ファイバをＲＤＦとする）が、低非線形かつ分散及び分散勾配を効率的に補償することができる光ファイバとして検討されている。ＲＤＦは、例えばECOC′97 Vol．１P127、あるいは特開平１０−３１９９２０号公報に示されている。
【００１１】
なお、上記の従来のＤＣＦや従来のＲＤＦは、１５２０ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯（以下、Ｃ−ｂａｎｄとする）を補償することのみを考えた設計になっている。
【００１２】
ところで、最近では、波長多重光伝送用として、１５７０ｎｍ以上の波長帯、具体的には１５７０ｎｍ〜１６２０ｎｍ帯（以下、Ｌ−ｂａｎｄとする）を用いる検討がなされている。その一例として、Ｌ−ｂａｎｄの光を増幅可能な光増幅器の開発が進んでいる。そして、このＬ−ｂａｎｄと前記Ｃ−ｂａｎｄの両方の波長域を用いて波長多重光伝送を行なうことにより、波長多重光伝送の波長域を広げることが検討されている。
【００１３】
しかしながら、現状においては、Ｌ−ｂａｎｄを補償するための分散補償光ファイバが提案されておらず、Ｌ−ｂａｎｄの波長帯の波長多重光伝送を行なう光伝送路が実現されていない。
【００１４】
すなわち、ＳＭＦと分散補償光ファイバとで構成される光伝送路は、以下の（１）〜（３）に示すようなメリットを持っているが、そのターゲットがもっぱらＣ−ｂａｎｄに絞られたものだったので、Ｌ−ｂａｎｄ波長多重用光伝送路として適していない。なお、上記メリットは、（１）低非線形、低損失のＳＭＦを利用できる。（２）Ｃ−ｂａｎｄの分散がフラットにできる。（３）大きな局所分散（単位長さ当たりの分散値）をもっているので、零分散付近で顕著に見られる四光波混合（以下、ＦＷＭとする）の発生を抑制できる。等である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
第１３図には、ＳＭＦとＣ−ｂａｎｄ補償用のＲＤＦとを接続した時の分散特性の概念図が示されている。第１３図に示されるように、ＳＭＦとＣ−ｂａｎｄ補償用のＲＤＦとを接続した光伝送路では、Ｌ−ｂａｎｄで大きな負の分散と分散勾配を有している。そのため、Ｃ−ｂａｎｄ用の光伝送路でＬ−ｂａｎｄの光信号を伝送しようとすると、分散による信号波形の歪みが大きな障害となり、Ｌ−ｂａｎｄでのＷＤＭ伝送が難しくなる。Ｃ−ｂａｎｄ補償用のＤＣＦの場合も、全く同様の事が言える。
【００１６】
そのため、前記のように、Ｌ−ｂａｎｄとＣ−ｂａｎｄの両方の波長域を用いて波長多重光伝送を行える光伝送路や光伝送システムの実現は難しかった。
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明の最終的な目的は、Ｌ−ｂａｎｄとＣ−ｂａｎｄの両方の波長域を用いて波長多重光伝送を行える波長多重光伝送システムを提供することである。そして、この目的を達成するために、本発明は、まず、Ｌ−ｂａｎｄにおいて高品質な波長多重光伝送可能な光伝送路と、Ｃ−ｂａｎｄにおいて高品質な波長多重光伝送可能な光伝送路を提供する。また、これらの光伝送路を実現するために、本発明は、ＳＭＦ等の正分散光ファイバの設定波長帯における分散補償ができる負分散光ファイバを提供する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は負分散光ファイバに関し、外径がａであるセンタコアと、該センタコアを包囲し外径がｂであるサイドコアと、該サイドコアを包囲するクラッドとを設け、該クラッドの屈折率を基準とした前記センタコア、前記サイドコアの比屈折率差をそれぞれΔ１、Δ２としたとき、ａ／ｂの値を０．４〜０．５５の範囲とし、Δ２／Δ１の値を−０．４５〜−０．３０の範囲とし、Δ１を１〜１．４％の範囲とし、ａの値を１０．５〜１４．０μｍの範囲とし、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長の任意の１波長における分散値を−７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下とし、前記設定波長帯における分散勾配を負の値とすることによって光伝送路に設けられる正分散光ファイバの前設定波長帯における分散値および分散勾配を低減する特性を持たせたことを特徴とする。
【００１９】
第２の発明は負分散光ファイバに関し、外径がａであるセンタコアと、該センタコアを包囲し外径がｂである第1サイドコアと、該第１サイドコアを包囲し外径がｃである第２サイドコアと、該第２サイドコアを包囲するクラッドとを設け、該クラッドの屈折率を基準としたセンタコア、第１サイドコア、第２サイドコアの比屈折率差をそれぞれΔ１、Δ２、Δ３としたとき、Δ１の値を０．９〜１．５％の範囲とし、Δ２の値を−０．５〜−０．２％の範囲とし、Δ３の値を０．２〜０．３％の範囲とし、ａ＜ｂ＜ｃとし、ａ：ｂ：ｃの値を１：２〜２．５：２．５〜３．５の範囲とし、ｃの値を１３〜１９μｍの範囲とし、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長の任意の１波長における分散値を−７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−１５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下とし、前記設定波長帯における分散勾配を負の値とすることによって光伝送路に設けられる正分散光ファイバの前設定波長帯における分散値および分散勾配を低減する特性を持たせたことを特徴とする。
【００２０】
第３の発明は前記第１又は第２の発明の構成を備えた上で、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長帯の任意の１波長における伝送損失を０．２７ｄＢ／ｋｍ以下とし、偏波依存性損失を０．１５ｐｓ／ｋｍ１／２以下とし、モードフィールド径を５．５μｍ以上とし、ケーブル化可能な曲げ損失特性を持たせたことを特徴とする。
【００２１】
第４の発明は光伝送路に関し、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長帯における分散値および分散勾配の値が共に正である正分散光ファイバと、上記第１又は第２又は第３に係る発明の負分散光ファイバとを接続し、光伝送路全体での前記設定波長帯における分散値を−１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下としたことを特徴とする。
【００２２】
第５の発明は、上記第４の発明の構成に加え、光伝送路全体での１５２０〜１５７０ｎｍの波長帯における分散値を−１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下としたことを特徴とする。
【００２３】
第６の発明は、上記第４又は第５の発明の構成に加え、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯における伝送損失の波長依存性を補償する機能を付加したことを特徴とする。
【００２４】
第７の発明は、上記第４乃至第６の何れか1つの発明の構成に加え、正分散光ファイバは、少なくとも１５２０〜１６２０ｎｍの波長帯において正の分散を有することを特徴とする。
【００２５】
第８の発明は、上記第４乃至第７の何れか１つの発明の構成に加え、負分散光ファイバは、少なくとも１５２０〜１６２０ｎｍの波長帯において負の分散を有することを特徴とする。
【００２６】
第９の発明は光伝送システムに関し、上記第４乃至第８の何れか１つの発明の光伝送路が設けられていることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従い各実施の形態に基づきこれを説明する。
【００２８】
第１図は本発明に係る光伝送路の第１実施形態例の概略図である。第１図において、３１は光送信装置、３２は光増幅装置、３３はＳＭＦ、３４はＬ−ＲＤＦ、３５は光受信装置である。つまり、本実施形態例の光伝送路は、光増幅装置３２とＳＭＦ３３とＬ−ＲＤＦ３４とを順番に接続したものを１つのブロックとして、このブロックを光送信装置３１と光受信装置３５との間に、１ブロック以上挿入した形となっている。なお、光送信装置３１に隣接する光増幅装置３２は、光送信装置３１に組み込まれることもある。
【００２９】
本実施形態例において、ＳＭＦ３３は、１５７０〜１６２０ｎｍ（Ｌ−ｂａｎｄ）の波長帯内の設定波長帯における分散値および分配勾配の値が共に正である正分散光ファイバとして機能する。Ｌ−ＲＤＦ３４は、ＳＭＦ３３の前記設定波長帯における分散および分散勾配を補償する負分散光ファイバとして機能する。なお、Ｌ−ＲＤＦ３４は、１５２０〜１６２０ｎｍ（Ｃ−ｂａｎｄ＋Ｌ−ｂａｎｄ）における分散値および分散勾配の値が共に負である。
【００３０】
本実施形態例の特徴的なことは、これらのＳＭＦ３３とＬ−ＲＤＦ３４とを接続し、光伝送路全体での前記設定波長帯における分散値を−１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下としたことである。
【００３１】
ところで、前記の如く、従来開発されていたＤＣＦやＲＤＦは、いずれもＣ−ｂａｎｄにおけるＳＭＦの分散補償のみを考えて開発されていたために、Ｌ−ｂａｎｄにおけるＳＭＦの分散補償を的確に行なうことは困難だった。本発明者は、Ｌ−ｂａｎｄでのＷＤＭ伝送用の新規光伝送路の構築を図るために、ＳＭＦのＬ−ｂａｎｄの分散値と分散勾配を補償する新規の分散補償光ファイバを提案することが必要であると考えた。以下、新規の分散補償光ファイバの構成を決定するために本発明者が行なった検討について説明する。
【００３２】
ＳＭＦは、１５２０〜１６２０ｎｍの波長帯において正の分散を有し、Ｌ−ｂａｎｄにおいて約１５〜２５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍの分散を有する。光伝送路全体での残留分散があると残留分散による信号波形の劣化が起こる。そこで、本発明者は、Ｌ−ｂａｎｄでのＷＤＭ伝送用の新規光伝送路を構成する新規の分散補償光ファイバに、Ｌ−ｂａｎｄにおいてＳＭＦの分散を相殺する負の分散値を持たせる必要があると考えた。
【００３３】
また、一般的なＳＭＦはＬ−ｂａｎｄで、例えば約０．０５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍの正の分散勾配を持っている。そのため、Ｌ−ｂａｎｄのＷＤＭ伝送と考えたときに、新規分散補償光ファイバは、Ｌ−ｂａｎｄで負の傾きを持っていることが望ましい。こうすることで、ＳＭＦとＲＤＦを接続したトータルの光伝送路（光伝送路全体）では、Ｌ−ｂａｎｄの広い帯域で、例えば±１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以内、望ましくは±０．５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度の低分散が得られる。そうすると、光伝送路は、広い波長範囲に利用（ＷＤＭ伝送）が可能となる。
【００３４】
また、光伝送路全体における分散とＦＷＭによる波形の劣化を抑制しても、光ファイバのモードフィールド径（以下、ＭＦＤとする）が小さい場合、あるいは非線形屈折率が大きい場合には相互位相変調（ＸＰＭ）や自己位相変調（ＳＰＭ）による信号波形の劣化が起きやすくなる。従来、ＳＭＦの正の分散を補償するために開発されてきたモジュール型の分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）は、Ｌ−ｂａｎｄのＭＦＤがＣ−ｂａｎｄのＭＦＤよりも一般的に大きい。したがって、従来のＤＣＦをＬ−ｂａｎｄで使用する場合、この点は有利である。しかしながら、ＤＣＦのＭＦＤは、たとえＣ−ｂａｎｄよりＬ−ｂａｎｄにおいて大きいといっても、非線形現象を抑制するためには十分でないほど小さいのが現状である。
【００３５】
そこで、本発明者は、新規の分散補償光ファイバとして、ＤＣＦよりも、ＭＦＤが拡大された、より低非線形な線路型の分散補償光ファイバ（ＲＤＦタイプ）の方が好ましいと考えた。また、ＲＤＦはＤＣＦに比べて伝送損失が小さく、偏波モード分散（以下、ＰＭＤとする）が低いという点でもメリットがある。なお、伝送される光信号や伝送距離などの状況によっては、ＲＤＦの代わりにＤＣＦをＳＭＦの分散補償用として適用することも可能である。
【００３６】
ところで、従来、ＳＭＦのＣ−ｂａｎｄにおける分散補償用として従来のＲＤＦを用いる場合、ＳＭＦに対してＲＤＦを約１／３倍〜１倍の長さで接続して用いていた。そこで、本発明において、ＳＭＦのＬ−ｂａｎｄにおける分散補償用として新規のＲＤＦ（Ｌ−ＲＤＦ）を用いる場合も、同様に、Ｌ−ＲＤＦをＳＭＦに対して約１／３倍〜１倍の長さで接続することにした。この長さでＳＭＦのＬ−ｂａｎｄにおける分散補償を行なうために、Ｌ−ＲＤＦの分散値は、Ｌ−ｂａｎｄで−１５〜−７５ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであることが望まれる。
【００３７】
また、上記非線形現象は、光のパワーが強いところで大変顕著である。したがって、光伝送線路をＳＭＦとＬ−ＲＤＦとを接続して構成する場合に、光増幅器の出力側に、より低非線形なファイバであるＳＭＦの入力側を接続し、ＳＭＦの出力側にＲＤＦを接続する順番が有効であると考えられる。この接続により、光がＳＭＦを通ることで弱まり、光が弱まったところにＳＭＦよりは高非線形な光ファイバであるＬ−ＲＤＦを通ることになる。
【００３８】
次に、本発明者は、上記特性を満たすためのＬ−ＲＤＦのプロファイル構造の最適化を図るため、以下の検討を行なった。まず、第２図に示されるような３層型のプロファイルを基本構造として、その具体的な構造の最適化を図った。なお、第２図において、１はセンタコア、２はサイドコア、３はクラッドであり、この光ファイバは、センタコア１をサイドコアで包囲し、サイドコア２をクラッド３で包囲して形成している。この種の３層型プロファイルは、Ｌ−ｂａｎｄで負の分散勾配を持ち、かつ構造が単純である。そのため、この種の３層型プロファイルは、ＤＣＦおよびＲＤＦの製造容易なプロファイルとして注目されている。
【００３９】
ここで、３層型構造のクラッド部を基準とした比屈折率差を定義した。センターコア１のクラッド３を基準とした比屈折率差をΔ１とし、サイドコア２のクラッド３を基準とした比屈折率差をΔ２とし、ＲΔ＝Δ２／Δ１とした。また、センタコア１の径をａ、サイドコア２の径をｂ、Ｒａ＝ａ／ｂとした。そして、これらの各値の組み合わせを最適化することを検討した。
【００４０】
まず、分散値の決定において、最も重要な要素と思われるＲΔを最適化した。ＤＣＦ（モジュール型分散補償光ファイバ）においては、ＲΔを−０．３程度にすると、製造上都合が良く（不都合がなく）、また、Δ１の値にかかわらず、高い補償率が得られることが分かっている。そこで、ＲΔを一定（＝−０．３）にして、Δ１とＲａの最適値を考えた。今回は、低非線形化に注目しているので、Δ１が小さく、ＭＦＤが大きくなる点を中心に検討した。
【００４１】
ＲΔ＝−０．３、Δ１を１．１％に固定した時の、Ｒａの値に対する波長１５９０ｎｍにおける特性の変化が、表１に示されている。なお、分散と分散勾配は、１００％補償されている事を条件とした。
【００４２】
【表１】
0004316146.tif 000002
【００４３】
表１から明らかなように、低非線形と高い伝搬屈折率（β／ｋ；伝搬条件の良さを表す指数）を実現するためには、Ｒａの値を０．４５〜０．５５位の範囲にする必要があることが分かる。次に、Ｒａを０．５に固定して、ＲΔを変化させていき、本当にＲΔ＝−０．３が最適値であるかを調べた。その結果、ＲΔ＝−０．３８付近とすると、伝搬条件が一番よくなることが分かった。
【００４４】
次に、上記のプロファイル範囲で、Δ１を変化させた場合に、分散とＭＦＤがどのように変化するかを調べた。ＲａとＲΔは上記に述べた値に近い範囲で、高補償率と低曲げ損失が保たれる様に、微調整した。一般的に、Δ１を大きくしていくことで、ＭＦＤが小さくなるとともに、分散は大きくなり、カットオフ波長も大きくなる傾向があることが分かった。
【００４５】
そこで、上記の観点からプロファイルを決定することにした。まず、ＭＦＤ５．５μｍ以上を得られる範囲としてのΔ１の上限が１．４％となる。一方、カットオフ波長が８００ｎｍ以下になってしまうと、一般的に曲げ損失が大きくなってしまうので、直径２０ｎｍにおける曲げ損失が１０ｄＢ以上にならない範囲としてのΔ１の下限が１．０％となる。各々のプロファイルで、コア径は、分散と分散勾配が十分に補償される範囲（１０．５μｍ〜１４．０μｍ）に決定した。
【００４６】
その結果、Ｌ−ｂａｎｄでＳＭＦと反対の符号で、概ね、同じ値の分散値および分差勾配を零にできる、新規のＲＤＦ（Ｌ−ＲＤＦ）が３層型のプロファイルで得られた。
【００４７】
さらに、上記のプロファイル範囲での、Ｃ−ｂａｎｄの分散特性は、やはり負の分散と分散勾配を持っている。そして、式（２）から求められる補償率も６０％以上を有していることから、上記３層型プロファイルで得られたＬ−ＲＤＦは、Ｃ−ｂａｎｄの同時補償も、ある程度可能であることも確認できた。
【００４８】
補償率（％）＝｛（ＳRDF／ＳSMF）／（ＤRDF／ＤSMF）｝・・・（２）
【００４９】
なお、式（２）は、前記式（１）を応用したものであり、式（２）において、ＳRDF はＲＤＦの分散勾配、ＤRDF はＲＤＦの分散値、ＤSMF、ＳSMF はそれぞれ、式（１）と同様のものを示す。また、これらの各値は、Ｃ−ｂａｎｄにおける補償率を求めるときにはＣ−ｂａｎｄまたはＣ−ｂａｎｄ内の任意の波長における値とした。
【００５０】
次に、第３図に示されるような４層型のプロファイルを基本構造として、その具体的な構造の最適化を図った。この４層型のプロファイルは、前記３層型プロファイルのサイドコアの外部に、屈折率がクラッドより高くなる部分を設けたプロファイルである。４層型プロファイルは、３層型プロファイルと同様にＬ−ｂａｎｄで負の分散および負のスロープを得ながら、低非線形性と良い曲げ損失特性の達成できるプロファイルとして期待されている。
【００５１】
このプロファイルのクラッド部を基準とした比屈折率差を定義した。センターコア２１のクラッド２４を基準とした比屈折率差をΔ１とし、
第１サイドコア２２のクラッド２４を基準とした比屈折率差をΔ２とし、第２サイドコア２３のクラッド２４を基準とした比屈折率差をΔ３とした。また、センタコア２１の径をａ、第１サイドコア２２の径をｂ、第２サイドコア２３の径をｃとした。そして、これらの値の組み合わせを最適化することを検討した。
【００５２】
まず、分散値の決定において、最も重要な要素と思われるΔ２の深さを最適化する。ＤＣＦにおいては、Δ２の絶対値を大きくすると、曲げに強くなり、かつ高い補償率が得られることが分かっている。ところが、あまりに大きくすると、ある時点から急激に曲げが弱くなると言う傾向が見られる。そこで、Δ２／Δ１を、従来型ＤＣＦで１００％近い高補償率が得られる最適値とされている値（＝−０．３）付近にして、Δ１、Δ３とａ：ｂ：ｃの最適値を考えた。今回は、低非線形化ということに注目しているので、Δ１が小さく（従って非線形屈折率（以下、ｎ２とする）が小さく）、ＭＦＤが大きくなる点を中心に検討した。
【００５３】
Δ１を１％、ａ：ｂ：ｃ＝１：２：３に固定した時の、Δ３の値に対する１５９０ｎｍの特性の変化を表２に示す。表２から明らかなように、低非線形、すなわち大ＭＦＤ化と１．４４５６以上の高い伝搬屈折率（β／ｋ；伝搬条件の良さを表す指数）を実現するためには、Δ３の値を０．２５％位の範囲にしてやる必要がある事が分かる。また、Δ２／Δ１を従来型ＤＣＦで、最適値とされている値（＝−０．３）付近にしている為、大きな負の分散と分散勾配が得られていることが分かる。
【００５４】
【表２】
0004316146.tif 000003
【００５５】
そこで、今度は、Δ２／Δ１の値とΔ３の値を、各々−０．３と０．２５％に固定して、Δ１を変化させていき、最適値の検討を行った。また、ａ：ｂ：ｃの径比を調整し、補償率が１００％近くになるように調整した。
【００５６】
Δ１を変えていった場合に、分散とＭＦＤがどのように変化するかを調べた。一般的に、Δ１を小さくしていくことで、ＭＦＤは拡大して行き、分散は小さくなり、カットオフ波長も小さくなる。ここで、カットオフ波長がシングルモード条件を満たし、かつ直径２０ｍｍにおける曲げ損失がケーブル化の際に問題にならないほど非常に小さい範囲（３．０ｄＢ／ｍ以下）でＭＦＤが５．５μｍ以上に拡大される可能性のあるΔ１は、０．９〜１．５％程度となる。
【００５７】
また、同範囲で直径２０ｍｍにおける曲げ損失を１０ｄＢ／ｍ程度まで許容すると、ＭＦＤ６．５μｍ以上も達成可能であることが分かった。その際に、Ｌ−ｂａｎｄで通常ＳＭＦの分散値と分散勾配を完全に補償できるようにａ：ｂ：ｃの値を変更した。
【００５８】
その結果、ａ：ｂの値が１：２〜１：２．５の時に非常に高い大きな負の分散勾配が得られた。また、ａ：ｃの値が、１：２．５〜３の時に大きな負の分散勾配を維持したまま、曲げロスが増加せず、かつカットオフ波長が１５５０ｎｍ以下に保たれる。そのため、径比（ａ：ｂ：ｃ）は、１：２〜２．５：２．５〜３とした。
【００５９】
以上のような観点からΔ１は０．９％〜１．５％、Δ２は−０．２％〜−０．５％、Δ３は０．２〜０．３％、ａ：ｂ：ｃ＝１：２〜２．５：２．５〜３．５にすると、良いことが分かった。次に、コア形状のα定数を１〜無限大（三角形〜ステップ）の範囲で、上記プロファイルの特性を調べた。
【００６０】
その結果、α＝１．５〜３の範囲ではスロープ特性もよく直径２０ｍｍにおける曲げ損失も１０ｄＢ／ｍ以上にならない解が存在することが分かった。α定数を１．５以下にすると曲げ損失の増大が起こり、αを３以上にすると分散勾配の絶対値が極めて小さくなることが分かった。この範囲では、４層型プロファイル型でもＬ−ＲＤＦとして、非常によい特性が得られることが分かった。
【００６１】
次に、コア径を、各々のプロファイルで、補償率が良いところに設定したところ、１３．０〜１９．０μｍ程度となった。また、３層型プロファイルと同様、４層型プロファイルのＬ−ＲＤＦも、Ｃ−ｂａｎｄでも負の分散と分散勾配が得られた。そして、４層型プロファイルのＬ−ＲＤＦの、補償率は７０％以上と高補償率であることから、Ｃ−ｂａｎｄでの同時ＷＤＭ伝送も可能であることが分かった。
【００６２】
本発明者は、上記検討結果に基づき、本実施形態例の光伝送路を形成する負分散光ファイバとして、上記構成のＬ−ＲＤＦを適用し、第１図に示す構成の光伝送路を形成した。
【００６３】
なお、Ｌ−ＲＤＦの実効コア断面積（以下、Ａeffとする）は、一般に、Ｃ−ＤＣＦ（従来のＣ−ｂａｎｄ補償用モジュール型分散補償光ファイバ）やＣ−ＲＤＦ（従来のＣ−ｂａｎｄ補償用線路型分散補償光ファイバ）に比べて拡張されている。しかし、Ｌ−ＲＤＦのＡeffは、一般的なＳＭＦと比べた場合には、まだ１／３程度の大きさである。そこで、例えば第１図に示したように、光増幅装置３２の後に、まずＳＭＦ３３を入れ、続いてＬ−ＲＤＦ３４を入れるようなシステム構成とする。こうすることによって、非線形現象を抑制できると思われる。
【００６４】
すなわち、この構成において、まず、増幅器直後の高いパワーはＳＭＦに入射される。ＳＭＦは、低非線形なので、非線形現象は抑制される。その後、ＳＭＦで減衰したパワーがＬ−ＲＤＦに入射されるので、Ｌ−ＲＤＦでの非線形現象も抑制される事になる。また、ＳＭＦとＬ−ＲＤＦは、互いにＬ−ｂａｎｄあるいは、Ｌ−ｂａｎｄ及びＣ−ｂａｎｄの分散及び分散勾配を相殺し合うので、Ｌ−ｂａｎｄ（あるいは、Ｌ−ｂａｎｄ及びＣ−ｂａｎｄ）でのフラットな低分散特性が得られる。このような特性から、このシステムがＷＤＭ伝送に適しているといえる。
【００６５】
つまり、この新しいタイプのＲＤＦ線路は、将来のＷＤＭ伝送の本命になりうるファイバであり、それが達成できるプロファイルが完成したことにより、高速大容量伝送に適したファイバが容易に作製できることになった。
【００６６】
次に、参考例を第４図に示す。第４図において、４１は光送信装置、４２は光増幅装置、４３はＳＭＦ、４４はＤＳＦ（分散シフト光ファイバ）、４５はＣ−ＲＤＦ、４６は光受信装置である。
【００６７】
本参考例において、ＳＭＦ４３は、上記第１実施形態例におけるＳＭＦ３３と同様に機能する。すなわち、ＳＭＦ４３は、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長帯における分散値および分散勾配の値が共に正である正分散光ファイバとして機能する。また、Ｃ−ＲＤＦ４５は、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯に隣接する波長帯（ここでは１５２０〜１５７０ｎｍの波長帯）におけるＳＭＦ４３の分散および分散勾配を補償する負分散光ファイバとして機能する。さらに、ＤＳＦ４４は、Ｃ−ＲＤＦ４５とＳＭＦ４３とを接続して形成される光ファイバ接続体の、前記設定波長帯における分散および分散勾配を補償する分散特性調整用光ファイバとして機能する。
【００６８】
本参考例は、これらのＳＭＦ４３、Ｃ−ＲＤＦ４５、ＤＳＦ４を接続して光伝送路を形成することにより、光伝送路全体での前記設定波長帯における分散値を−１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下としたことを特徴としている。
【００６９】
なお、ＤＳＦ４４は、１５２０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯に零分散を有する分散シフト光ファイバであり、該波長帯における分散勾配が正の値を有する。ＤＳＦ４４として、例えば１５５０ｎｍ付近に零分散波長を有する一般的なＤＳＦが適用される。また、ＤＳＦ４４として、１５５０ｎｍ帯のＷＤＭ伝送に比較的適した、例えば零分散波長を１５５０ｎｍから２０ｎｍ以上離したＤＳＦを用いてもよい。
【００７０】
また、Ｃ−ＲＤＦ４５は、分散勾配が負であってＣ−ｂａｎｄにおけるＳＭＦ４３の分散と分散スロープをともに補償することができるようなＲＤＦである。なお、第４図において、Ｃ−ＲＤＦ４５の代わりにＣ−ＤＣＦを前記負分散光ファイバとして適用してもよい。
【００７１】
これまで述べてきた方法では、従来のＲＤＦ（または分散勾配が負であるＤＣＦ）を用いた光伝送路においては、Ｌ−ｂａｎｄでのＷＤＭ伝送は不可能ということになってしまう。しかしながら、第４図に示すようなＳＭＦ４３＋ＤＳＦ４４＋Ｃ−ＲＤＦ４５（またはＣ−ＤＣＦ）で構成する光伝送路を用いれば、従来の分散補償光ファイバを用いても、Ｌ−ｂａｎｄでのＷＤＭ伝送が可能となる。
【００７２】
それというのは、従来の分散補償光ファイバをＬ−ｂａｎｄで用いようとした場合には、Ｌ−ｂａｎｄでの分散特性の波長依存性は第１３図に示したように、大きな負の分散と分散勾配を持ってしまう。しかしながら、ＤＳＦの分散特性のＬ−ｂａｎｄでの波長依存性は、第１３図に示したＬ−ｂａｎｄの分散特性の波長依存性と逆の特性になっている。そこで、上記ＤＳＦを、光伝送路全体の分散特性の波長依存性を小さくすることができる長さだけ該光伝送路に接続することで、Ｌ−ｂａｎｄでＷＤＭ伝送可能な、分散特性の波長依存性が小さい光伝送路が得られる。
【００７３】
光伝送路の順番としては、第４図に示すように、１．３１μｍ帯に零分散波長を有するＳＭＦ４３、１．５５μｍ帯に零分散波長を有するＤＳＦ４４、Ｃ−ＲＤＦ４５の順番が望ましい。この順番で上記各光ファイバを接続して光伝送路を形成すると、非線形現象を避けることができる。さらに、ＤＳＦ４４のＭＦＤを８μｍ程度とした場合は、融着の際のＭＦＤ格差による接続損失を低減するという意味でも望ましい。あるいは、ＤＳＦ４４を短尺（例えば数ｋｍ）のモジュールとして、光伝送路の光受信装置側、例えば第４図においては、Ｃ−ＲＤＦ４５の光受信装置側に接続してもよい。
【００７４】
しかしながら、従来のＣ−ｂａｎｄ用のＲＤＦやＣ−ｂａｎｄ用のＤＣＦはＬ−ｂａｎｄでリーキーモードによる損失増をすることがある。そこで、第４図において、ＳＭＦ４３とＤＳＦ４４とＣ−ＲＤＦ４５（あるいはＣ−ＤＣＦ）とが組み合わされた光伝送路上に、伝送損失の波長依存性を補償する機構を付加することにより問題点を解決する。伝送損失の波長依存性を補償する概念図を第５図に示す。なお、第５図は、上記機能によって伝送損失の波長依存性のカーブを補償する概念を示したものであり、伝送損失の値を正確に示すものではない。すなわち、上記機能によって、同図のＴｏｔａｌカーブに示すように、Ｃ−ｂａｎｄからＬ−ｂａｎｄにかけて、波長に依らずフラットな損失特性が得られ、ＷＤＭ伝送可能となる。
【００７５】
前記伝送損失の波長依存性を補償する機構の例として、例えば、該光伝送路上に、該光伝送路の伝送損失の波長依存性が補償されるように光合波分波器を接続することが挙げられる。この場合、該光合波分波器の各分岐ポートの光路長が異なるように構成するか、あるいは各分岐ポートに対して軸ずれを発生させるように構成する。
【００７６】
上記と別の例として、マッハツェンダ型干渉器を用いて、各波長に対して光路長が異なるように構成することにより伝送損失の波長依存性を補償することが可能である。
【００７７】
さらに別の例として、１枚のエタロンの反射率等を利用し、または複数のエタロンの反射率等を組み合わせることによって、伝送損失の波長依存性を補償することが可能である。なお、伝送損失の波長依存性を補償することが可能な他の手法も、本発明に適用可能である。
【００７８】
【実施例】
以下、実施例により、本発明の光伝送路およびその光伝送路に用いられる負分散光ファイバの有効性を確認する。シミュレーション結果を参考に試作を行った。径比やΔは、シミュレーションで求めた最適値の付近とし、Δ１を小さくすることで、低非線形性化と高補償率の両立を狙うこととした。シミュレーションの結果を元に、表３の２つのプロファイルを選択した。
【００７９】
【表３】
0004316146.tif 000004
【００８０】
上記のプロファイルに近いプロファイルでいくつかの試作を行った。試作の結果を表４に示す。
【００８１】
【表４】
0004316146.tif 000005
【００８２】
上記の通り、本発明のＬ−ＲＤＦは、ＳＭＦと約１：１〜１：３で接続したときにＬ−ｂａｎｄで高い補償率を得られるような結果を得ている。以上の結果から明らかなように、ＳＭＦと符号が逆でほぼ同じ絶対値の分散値および分散勾配を有する線路型の（光伝送路として適用できる）分散補償光ファイバがＬ−ＲＤＦで実現されていることが分かる。また、損失も低いレベルに抑えられている。また、ＭＦＤの値は５．８μｍ以上と、大きな値を得ており、しかもΔ１が小さいので、低非線形性が達成されている。さらに、１５５０ｎｍ帯でも、実用上差し支えない程度（５０％以上）の補償率が保たれており、Ｃ−ｂａｎｄとの同時ＷＤＭ伝送も可能であることが分かる。
【００８３】
表４のＬ−ＲＤＦをＳＭＦと接続したときの分散特性・損失特性の波長依存性の一例を第６図に示す。Ｌ−ｂａｎｄはもちろんのこと、Ｃ−ｂａｎｄでもある程度の補償がなされており、Ｌ−ｂａｎｄ（あるいは、Ｌ−ｂａｎｄ＋Ｃ−ｂａｎｄ）でのＷＤＭ伝送の可能性が示されている。また、光伝送路の平均伝送損失は、０．２１ｄＢ／ｋｍ程度と十分低い値が得られた。
【００８４】
また、第４図の参考例に示したように、Ｃ−ＲＤＦ４５とＳＭＦ４３の間に、１５２０〜１６２０ｎｍの範囲内に零分散を有し、かつ１５２０〜１６２０ｎｍにおける分散勾配が正である光伝送路としてのＤＳＦ４４を入れた光伝送路を作成して、その効果を確かめた。
【００８５】
従来の光伝送路、すなわちＳＭＦ４３とＣ−ＲＤＦ４５とにより構成される光伝送路では、Ｌ−ｂａｎｄの分散特性は、第１３図に示したような負の急峻な分散勾配を示した。ところが、ＳＭＦ４３とＣ−ＲＤＦ４５との間にＭＦＤ８μｍ程度のＤＳＦ４４を接続したところ、Ｌ−ｂａｎｄの分散特性のフラット化が図られた。このようにＤＳＦ４４を挟んだ光伝送路の方が、フラットな分散特性を示している事が分かった。
【００８６】
第７図は、ＳＭＦ４３が２０ｋｍ、Ｃ−ＲＤＦ４５が２０ｋｍとなるように構成された光伝送路間にＤＳＦを挟んだ場合の分散の波長依存性の一例を示す図である。ＤＳＦを接続することで、明らかに平坦な分散特性が得られていることが分かる。
【００８７】
次に、前記参考例の光伝送路を用いた光伝送システムの参考例について説明する。第８図には、光伝送システムの第１参考例が示されており、本参考例の光伝送システムは、ＳＭＦ５３、分散特性調整用光ファイバ５４、ＤＣＦ５５を順に接続して光伝送路を形成している。
【００８８】
また、同図において、５１，５７は光送信装置、５６，５９は光受信装置、５２ａ〜５２ｃはＬ−ｂａｎｄ増幅用の光増幅装置、５８ａ〜５８ｃはＣ−ｂａｎｄ増幅用の光増幅装置、６０ａ〜６０ｄはサーキュレータをそれぞれ示している。なお、光増幅装置５２ｂ、５２ｃ、５８ｂ、５８ｃのうち、少なくとも１つは省略されることもある。
【００８９】
本参考例の光伝送システムの特徴的なことは、第１に、光伝送路に光信号を伝送するときに、該光信号を、第１の設定波長帯の光信号と第２の設定波長帯の光信号とに分割して伝送する構成としたことである。具体的には、本参考例の光伝送システムは、光送信器５１から送信される第１の設定波長帯の光信号と、光送信器５７から送信される第２の設定波長帯の光信号を互いに逆方向に伝送する。
【００９０】
前記第１の設定波長帯の光信号は、１５７０〜１６２０ｎｍ（Ｌ−ｂａｎｄ）の波長帯内の光信号であり、本参考例では、１５７５〜１６２０ｎｍの光信号としている。また、前記第２の設定波長帯の光信号は、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯に隣接する波長帯内の光信号であり、本参考例では、Ｃ−ｂａｎｄの光信号としている。
【００９１】
また、上記のように、第１の設定波長帯の光信号と第２の設定波長帯の光信号を互いに逆方向に伝送するために、ＳＭＦ５３側の端部側を第１の設定波長帯の光信号入力端部とし、光送信装置５１を接続している。また、ＤＣＦ５５側の端部側を第２の設定波長帯の光信号入力端部とし、光送信装置５７を接続している。
【００９２】
前記サーキュレータ６０ａ，６０ｂは、それぞれ、第２の設定波長帯の光信号をＤＣＦ５５、ＳＭＦ５３側に伝送する機能を有している。また、サーキュレータ６０ｃ，６０ｄは、伝送信号のうち、第２の設定波長帯の光信号を光増幅装置５８ｂ、５８ｃ側に伝送するものである。６０ａ〜６０ｄは、サーキュレータの代わりに、波長分割機能を有するＷＤＭカプラとすることもできる。
【００９３】
本参考例において、光伝送路を構成するＳＭＦ５３、ＤＣＦ５５、分散特性調整用光ファイバ５４は、それぞれ以下の機能を有する。すなわち、ＳＭＦ５３は、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長帯における分散値および分散勾配の値が共に正である正分散光ファイバとして機能する。また、ＤＣＦ５５は、１５７０〜１６２０ｎｍの波長帯に隣接する波長帯におけるＳＭＦ５３の分散および分散勾配を補償する負分散光ファイバとして機能する。ＤＣＦ５５は、絶対値が大きい負の分散と負の分散勾配を有している。
【００９４】
分散特性調整用光ファイバ５４は、ＤＣＦ５５とＳＭＦ５３とを接続して形成される光ファイバ接続体の、前記設定波長帯における分散および分散勾配を補償する機能を有する。本参考例において、分散特性調整用光ファイバ５４は、分散勾配を補償する点に重点を置いているので、分散値自体は小さいものを適用している。なお、本参考例において、ＳＭＦ５３を光伝送路とし、図の鎖線で区切った部位（分散特性調整用光ファイバ５４、ＤＣＦ５５、サーキュレータ６０ａ、６０ｃ）をＤＣＦモジュールとして光伝送路の中継点に設けることも可能である。
【００９５】
表５には、上記各光ファイバ（ＳＭＦ５３、分散特性調整用光ファイバ５４、ＤＣＦ５５）の条長および第１と第２の設定波長帯の光における分散および分散勾配（分散スロープ）が示されている。
【００９６】
【表５】
0004316146.tif 000006
【００９７】
本参考例の光伝送システムにおいて、光送信装置５１から送信した第１の設定波長帯の光信号は、図の左側から右側に伝搬する。すなわち、送信された第１の設定波長帯の光信号は、第１の設定波長帯の光信号増幅用（Ｌ−ｂａｎｄ光増幅用）光増幅装置５２ａで増幅され、この増幅光は、サーキュレータ６０ｄを介してＳＭＦ５３に入射する。そして、ＳＭＦ５３を伝搬した後、サーキュレータ６０ｃを介して光増幅装置５２ｂに入射し、光増幅装置５２ｂで増幅され、サーキュレータ６０ｂを介して分散特性調整用光ファイバ５４、ＤＣＦ５５に順に入射して伝搬する。その後、サーキュレータ６０ａを介して光増幅装置５２ｃに入射し、光増幅装置５２ｃで増幅され、光受信装置５６に受信される。
【００９８】
一方、光送信装置５７から送信した第２の設定波長帯の光信号は、上記第１の設定波長帯の光信号と逆方向に伝搬する。すなわち、送信された第２の設定波長帯の光信号は、第２の設定波長帯の光信号増幅用（Ｃ−ｂａｎｄ光増幅用）光増幅装置５８ａで増幅され、この増幅光は、サーキュレータ６０ａを介してＤＣＦ５５に入射する。そして、ＤＣＦ５５、分散特性調整用光ファイバ５４を順に伝搬した後、サーキュレータ６０ｃを介して光増幅装置５８ｂに入射し、光増幅装置５８ｂで増幅され、サーキュレータ６０ｂを介してＳＭＦ５３に入射して伝搬する。その後、サーキュレータ６０ｄを介して光増幅装置５８ｃに入射し、光増幅装置５８ｃで増幅され、光受信装置５９に受信される。
【００９９】
ところで、本発明者は、Ｃ−ｂａｎｄとＬ−ｂａｎｄの両方の波長域においてＷＤＭ伝送を可能とすることを本発明の目的としている。そして、これまでの説明で述べたように、ＷＤＭ伝送を行なうに際し、ＳＭＦの分散および分散勾配を補償すると共に、非線形現象による波形歪みを抑制することが重要である。非線形現象を確実に抑制するには、光伝送路の途中で、信号光波長に対する光伝送路の累積分散が零とならないようにすることが重要である。
【０１００】
そこで、本発明者は、第１の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散と第２の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散が、いずれも光信号入力直後から光伝送路終端に至るまで零とならないように、本参考例の光伝送システムを構築した。すなわち、光伝送路を形成する光ファイバを、上記の如く、ＳＭＦ５３、分散特性調整用光ファイバ５４，ＤＣＦ５５として、それぞれの光ファイバの分散値および分散勾配を決定した。また、前記第１の設定波長帯の光信号と第２の設定波長帯の光信号が互いに逆方向に伝送する方向に、光信号の伝送方向を決定した。
【０１０１】
具体的には、第９図の（ａ）に、１５２０〜１６２０ｎｍ（Ｃ−ｂａｎｄ＋Ｌ−ｂａｎｄ）の波長帯におけるＳＭＦ５３、分散特性調整用光ファイバ５４、ＤＣＦ５５の分散特性がそれぞれ示されている。なお、分散特性調整用光ファイバ５４は、同図においては調整用Ｆ５４と示した。また、同図には、第１の設定波長帯と第２の設定波長帯も共に示しており、同図において第１と示した領域が第１の設定波長帯、第２と示した領域が第２の設定波長帯である。
【０１０２】
そして、同図の（ｂ）には、本参考例の光伝送システムにおいて、第１の設定波長帯の光信号伝送方向に（すなわち、第８図の左側から右側に向けて）、１５２０〜１６２０ｎｍの光信号が伝送したと仮定したときの、同波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散が示されている。具体的には、ＳＭＦ５３通過後と、分散特性調整用光ファイバ５４通過後と、ＤＣＦ５５通過後（光伝送路終端部通過後）の、１５２０〜１６２０ｎｍの光信号に対する光伝送路の累積分散が示されている。
【０１０３】
なお、本参考例の光伝送システムにおいて、実際には、第１の設定波長の光信号のみが、第８図の左側から右側に向けて伝送するので、第９図の（ｂ）において、第１の設定波長帯に着目する。そうすると、この図から明らかなように、本参考例の光伝送システムにおいて、第１の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散は、光信号入力直後から光伝送路終端に至るまで（すなわち光伝送路全体において）零とならない。
【０１０４】
また、第１の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散は、表６および第１０図の（ａ）に、より具体的に示されており、これらの表と図を参照すると、第１の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散は、光信号入力直後から光伝送路終端に至るまで、零とならないことがよく分かる。なお、第１０図の（ａ）には、波長１５７５ｎｍの光に対する累積分散を示し、表６以降の表において、分散特性調整用光ファイバ５４は調整用Ｆ５４と示した。
【０１０５】
【表６】
0004316146.tif 000007
【０１０６】
一方、第９図の（ｃ）には、本参考例の光伝送システムにおいて、第２の設定波長帯の光信号伝送方向に（すなわち、第８図の右側から左側に向けて）、１５２０〜１６２０ｎｍの光信号が伝送したと仮定したときの、同波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散が示されている。具体的には、ＤＣＦ５５通過後と、分散特性調整用光ファイバ５４通過後と、ＳＭＦ５３通過後（光伝送路終端部通過後）の、１５２０〜１６２０ｎｍの光信号に対する光伝送路の累積分散が示されている。
【０１０７】
なお、本参考例の光伝送システムにおいて、実際には、第２の設定波長の光信号のみが、第８図の右側から左側に向けて伝送するので、第９図の（ｃ）において、第２の設定波長帯に着目する。そうすると、この図から明らかなように、本参考例の光伝送システムにおいて、第２の設定波長帯の光信号の累積分散も、光信号入力直後から光伝送路終端に至るまで零とならない。
【０１０８】
また、第２の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散は、表７および第１０図の（ｂ）に具体的に示されており、これらの表と図を参照すると、第２の設定波長帯の光信号の累積分散は、光信号入力直後から光伝送路終端に至るまで零とならないことがよく分かる。なお、第１０図の（ｂ）には、波長１５３５ｎｍの光に対する累積分散を示した。
【０１０９】
【表７】
0004316146.tif 000008
【０１１０】
本参考例の光伝送システムによれば、上記のように、第１の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散と第２の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散がいずれも光信号入力直後から光伝送路終端に至るまで零とならないために、非線形現象による波形歪みを確実に抑制できる。
【０１１１】
特に、本参考例の光伝送システムによれば、第１の設定波長帯の光信号と第２の設定波長帯の光信号が互いに逆方向に伝送する方向に、光信号の伝送方向を決定したために、光信号伝送時に、第１の設定波長帯の光信号と第２の設定波長帯の光信号の重なりも抑制できる。非線形現象は、光信号の強度が大きいほど発生しやすいので、この点でも、非線形現象を抑制できる。
【０１１２】
第１１図には、光伝送システムの第２参考例が示されている。本第２参考例の光伝送システムは、上記第１参考例の光伝送システムとほぼ同様に構成されており、同一名称部分には同一符号が付してある。本第２参考例の説明において、上記第１参考例との重複説明は省略する。本第２参考例が上記第１参考例と異なる特徴的なことは、サーキュレータ６０ｃの配設位置を、分散特性調整用光ファイバ５４とＤＣＦ５５との間にしたことである。
【０１１３】
このように構成することで、第２の設定波長帯の光信号は、ＤＣＦ５５を伝送した後、分散特性調整用光ファイバ５４を通らずに、ＳＭＦ５３側に伝送する。
【０１１４】
分散特性調整用光ファイバ５４は、Ｃ−ｂａｎｄにおいて正の分散勾配を有しているので、第９図の（ｃ）に示すように、分散特性調整用光ファイバ５４とＳＭＦ５３の両方を通過した後の、第２の設定波長帯の光信号進行方向の累積分散の勾配は大きくなる。そこで、本第２参考例のような構成で第２の設定波長帯の光信号のみ分散特性調整用光ファイバ５４を通過しないようにすることが考えられる。このように構成すると、分散特性調整用光ファイバ５４とＳＭＦ５３の両方を通過した後の、第２の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散勾配が小さくなる。
【０１１５】
本第２参考例の光伝送システムにおいて、第２の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散は、表８および第１２図の（ａ）に示されている。これらの表と図を参照すると明らかなように、本第２参考例でも、第２の設定波長帯の光信号の累積分散は、光信号入力直後から光伝送路終端に至るまで零とならない。なお、第１２図の（ａ）には、波長１５３５ｎｍの光に対する累積分散を示した。
【０１１６】
【表８】
0004316146.tif 000009
【０１１７】
また、本第２参考例の光伝送システムにおいて、第１の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散は、上記第１参考例と同様であるので、第１の設定波長帯の光信号の累積分散も、光信号入力直後から光伝送路終端に至るまで零とならない。
【０１１８】
また、表９および第１２図の（ｂ）には、参考のために、本第２参考例において、分散特性調整用光ファイバ５４を省略した場合の、第１の設定波長帯の光信号に対する光伝送路の累積分散を示した。なお、第１２図の（ｂ）には、波長１５７５ｎｍの光に対する累積分散を示した。この場合、第１の設定波長帯の光信号に対する累積分散は、光伝送路終端側で零となり、四光波混合が発生しやすくなる。したがって、本第２参考例の光伝送システムのように、第１の設定波長帯の光信号は、分散特性調整用光ファイバ５４を通るように構成することが非線形現象抑制には有効であることが分かる。
【０１１９】
【表９】
0004316146.tif 000010
【０１２０】
表１０には、本第２参考例および上記第１参考例の光伝送システムについて、第１の設定波長帯の光信号と第２の設定波長帯の光信号の、光伝送路終端における累積分散値と零分散通過の有無をまとめた結果が示されている。なお、上記光伝送路終端は光信号の伝送方向によって異なるものであり、第１の設定波長帯の光信号においてはＤＣＦ５５の終端、第２の設定波長帯の光信号においては、ＳＭＦ５３の終端である。また、表１０には、比較例として、分散特性調整用光ファイバ５４を設けない場合について同様に求めた結果も示されている。
【０１２１】
【表１０】
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【０１２２】
この表から明らかなように、Ｃ−ｂａｎｄ＋Ｌ−ｂａｎｄの波長域全体における分散絶対値が最大となる分散値が、比較例では−３６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであるのに対し、光伝送システムの第１参考例では、−２３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍに大幅に低減できる。また、光伝送システムの第２参考例は、上記分散値の絶対値の最大値−６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍとさらに大幅に低減できる。また、光伝送システムの各参考例においては、第１の設定波長帯と第２の設定波長帯の両方において、累積分散が零分散となることがない。
【０１２３】
なお、本発明は上記各実施形態例および実施例に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【０１２４】
また、上記光伝送システムの各参考例において、ＷＤＭカプラなどを用いて、Ｌ−ｂａｎｄとＣ−ｂａｎｄの各波長帯の光信号を分割する場合、第１の設定波長帯と第２の設定波長帯との間に、使用できない５〜１０μｍの波長間隔が生じる。そこで、この波長帯の光信号の累積分散が零分散となるように光伝送システムを構成してもよい。
【０１２５】
なお、上記各参考例の光伝送システムのように、分散特性調整用光ファイバ５４を設けて光伝送システムを構成する場合、分散特性調整用光ファイバ５４は、第１または第２の設定波長帯に零分散を有することが多い。そこで、分散特性調整用光ファイバ５４は、光伝送路の端部に設けず、上記各参考例のように、ＳＭＦ等の正分散光ファイバとＤＣＦ、ＲＤＦ等の負分散光ファイバとの間に挟んで設けるとよい。
【０１２６】
【産業上の利用可能性】
以上のように、本発明に係る光伝送路および光伝送路に用いられる負分散光ファイバおよび光伝送路を用いた光伝送システムは、ＳＭＦ等の正分散光ファイバの分散および分散勾配を補償できる。しかも、上記光伝送路および光伝送路に用いられる負分散光ファイバおよび光伝送路を用いた光伝送システムは、非線形現象も抑制できるので、波長多重伝送に適している。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明の光伝送路によれば、１５７０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長において、波長分散値を小さくすることにより、高速大容量伝送に適した低分散のＷＤＭ光伝送路の構築が可能となる。
【０１２８】
また、１５２０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長帯内の設定波長において、波長分散値を小さくすることにより、高速大容量伝送に適した低分散のＷＤＭ光伝送路の構築が可能となる。
【０１２９】
さらに、波長依存性を付加した構成とすれば、上記の効果に加えて、損失の波長依存性の改善を図ることも可能となる。したがって、本発明の光伝送路によれば、１５２０ｎｍ〜１５７０ｎｍにおける低分散特性を同時に満足させることも可能となる。
【０１３０】
さらに、本発明の光伝送路に用いられる負分散光ファイバは、上記光伝送路に適用する負分散光ファイバの構成を具体化することができ、例えば低非線形の線路型分散補償光ファイバを提供できる。
【０１３１】
そして、例えば上記低非線形の線路型分散補償光ファイバを負分散光ファイバとして適用してＬ−ｂａｎｄでのＷＤＭ伝送を行うための手段を提供することで、Ｌ−ＲＤＦの低非線形性、低損失、低ＰＭＤでＬ−ｂａｎｄでの補償が可能という特性を最大限に活用することができる。また、上記低非線形の線路型分散補償光ファイバを負分散光ファイバとして用いてＬ−ｂａｎｄのみならずＬ−ｂａｎｄ＋Ｃ−ｂａｎｄでのＷＤＭ伝送が可能となる。
【０１３２】
さらに、本発明の光伝送路を用いた光伝送システムは、上記優れた効果を奏する光伝送路を用いた光伝送システムであるから、高品質の波長多重光伝送を可能とする優れた光伝送システムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光伝送路の第１実施形態例を本発明の光伝送システムと共に示す構成図である。
【図２】  本発明の光伝送路に用いられる負分散光ファイバの屈折率プロファイル例を示す構成図である。
【図３】  本発明の光伝送路に用いられる負分散光ファイバの屈折率プロファイルの別の例を示す構成図である。
【図４】  光伝送路の参考例を示す構成図である。
【図５】  参考例による、波長多重光伝送路の損失特性の波長依存性を補償する概念を示
【０１３３】
【図６】  参考例の光伝送路における分散特性の波長依存性および損失特性の波長依存性の一例を示す説明図である。
【図７】  参考例の光伝送路における分散特性の波長依存性の一例を示す説明図である。
【図８】  光伝送システムの第１参考例を示す構成図である。
【図９】  上記第１参考例の光伝送システムを構成する各光ファイバの分散特性（ａ）、この光伝送システムを図８の左側から右側に向けて１５２０〜１６２０ｎｍの光信号が通過するときの累積分散特性（ｂ）、この光伝送システムを図８の右側から左側に向けて１５２０〜１６２０ｎｍの光信号が通過するときの累積分散特性（ｃ）をそれぞれ示す説明図である。
【図１０】  第１参考例の光伝送システムにおける第１の設定波長帯内の１波長の光信号に対する累積分散特性（ａ）、この光伝送システムにおける第２の設定波長帯内の１波長の光信号に対する累積分散特性（ｂ）をそれぞれ示すグラフである。
【図１１】  光伝送システム第２参考例を示す構成図である。
【図１２】  第２参考例の光伝送システムにおける第２の設定波長帯内の１波長の光信号に対する累積分散特性（ａ）、この光伝送システムにおいて分散特性調整用光ファイバを省略した場合の、第１の設定波長帯内の１波長の光信号に対する累積分散特性（ｂ）をそれぞれ示すグラフである。
【図１３】  従来の波長多重光伝送路の分散特性の波長依存性を示す説明図である。
【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１１】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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