(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１５５０ｎｍの波長について、色分散Ｃは、５〜１１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）間にある値を示し、色分散と色分散スロープとの比Ｃ／Ｃ’は、２５０〜３７０ｎｍの間にある値を示し、および％／ｎｍで表され、かつ１５５０ｎｍの波長における波長に対する有効表面積の導関数ｄＳｅｆｆ／ｄλを前記波長における有効表面積の値Ｓｅｆｆで割って計算されるＳ’ｅｆｆは、０．１１％／ｎｍ〜０．１４％／ｎｍ未満の値を示し、かつ
埋もれた溝形と環形を有する台形または矩形の屈折率分布を示し、台形または矩形の屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ１）が５．９・１０−３〜７．８・１０−３の間にあり、クラッドの屈折率より高い屈折率を示すファイバの部分の半径（ｒ１）は３．５〜４．５μｍの間にあり、埋もれた溝形の屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ２）が−８・１０−３〜−１・１０−３の間にあり、この溝形の外部半径（ｒ２）は５．３〜８．１μｍの間にあり、環形の屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ３）が１・１０−３〜８・１０−３の間にあり、この環形の外部半径（ｒ３）は７．２〜１１．１μｍの間にある光ファイバ。
【請求項２】
１４６０ｎｍからの波長範囲において、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ６５０のケーブル内カットオフ波長の定義に従う条件下で、ケーブル内で単一モードであることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
１３００ｎｍからの波長範囲において、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ６５０のケーブル内カットオフ波長の定義に従う条件下で、ケーブル内で単一モードであることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ。
【請求項４】
理論的カットオフ波長は１８５０ｎｍ以下の値を示すことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項５】
理論的カットオフ波長は１８００ｎｍ以下の値を示すことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ。
【請求項６】
零分散波長λ０は１３７０ｎｍ以下の値を示すことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項７】
１５５０ｎｍの波長において、有効表面積は５０μｍ２〜６５μｍ２の値を示すことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項８】
１４６０ｎｍの波長において、有効表面積は４５μｍ２〜５８．７μｍ２の値を示すことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項９】
半径１０ｍｍのスリーブの周りに１回巻かれた場合に、１６２５ｎｍの波長において、曲率による損失は４００ｄＢ／ｍ以下の値を示すことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項１０】
半径１０ｍｍのスリーブの周りに１回巻かれた場合に、１６７５ｎｍの波長において、曲率による損失は４００ｄＢ／ｍ以下の値を示すことを特徴とする請求項９に記載の光ファイバ。
【請求項１１】
半径３０ｍｍのスリーブの周りに１００回巻かれた場合に、１６２５ｎｍの波長において、曲率による損失は０．５ｄＢ未満の値を示すことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項１２】
半径３０ｍｍのスリーブの周りに１００回巻かれた場合に、１６２５ｎｍの波長において、曲率による損失は５・１０−２ｄＢ未満の値を示すことを特徴とする請求項１１に記載の光ファイバ。
【請求項１３】
半径３０ｍｍのスリーブの周りに１００回巻かれた場合に、１６７５ｎｍの波長において、曲率による損失は０．５ｄＢ未満の値を示すことを特徴とする請求項１１に記載の光ファイバ。
【請求項１４】
半径３０ｍｍのスリーブの周りに１００回巻かれた場合に、１６７５ｎｍの波長において、曲率による損失は５・１０−２ｄＢ未満の値を示すことを特徴とする請求項１３に記載の光ファイバ。
【請求項１５】
１５５０ｎｍの波長において、偏波モード分散は０．１ｐｓ／ｋｍ１／２以下の値を示すことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項１６】
１５５０ｎｍの波長において、偏波モード分散は０．０５ｐｓ／ｋｍ１／２以下の値を示すことを特徴とする請求項１５に記載の光ファイバ。
【請求項１７】
１５５０ｎｍの波長において、減衰は０．２４ｄＢ／ｋｍ未満の値を示すことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項１８】
１５５０ｎｍの波長において、減衰は０．２２ｄＢ／ｋｍ未満の値を示すことを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバ。
【請求項１９】
１５５０ｎｍの波長において、有効表面積の自乗と色分散スロープとの比は８００００μｍ４・ｎｍ２・ｋｍ／ｐｓ以上の値を示すことを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項２０】
台形の内部半径と外部半径との比が０．４より大きいことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項２１】
台形の内部半径と外部半径との比が０．９５未満であることを特徴とする請求項１または２０に記載の光ファイバ。
【請求項２２】
台形の内部半径と外部半径との比が０．９０未満であることを特徴とする請求項２１に記載の光ファイバ。
【請求項２３】
台形の内部半径と外部半径との比が０．８未満であることを特徴とする請求項２２に記載の光ファイバ。
【請求項２４】
ゼロ半径と、クラッドの屈折率より高い屈折率を示すファイバの中央部分の外部半径（ｒ１）との間の、半径と屈折率との積の積分の２倍が、７６・１０−３〜１１４・１０−３μｍ２の間にあることを特徴とする請求項１および２０から２３のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項２５】
ゼロ半径と、クラッドの屈折率より高い屈折率を示すファイバの中央部分の外部半径（ｒ１）との間の、屈折率の積分の２倍が、４６・１０−３〜５６・１０−３μｍ２の間にあることを特徴とする請求項１および２０から２４のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項２６】
クラッドの屈折率より高い屈折率を示すファイバの中央部分の外部半径（ｒ１）と、環形の内部半径（ｒ２）との間の、半径と屈折率との積の積分の２倍が、−１７０・１０−３〜−４０・１０−３μｍ２の間にあることを特徴とする請求項１および２０から２５のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項２７】
環形の内部半径（ｒ２）と外部半径（ｒ３）の間の、半径と屈折率との積の積分の２倍が、７２・１０−３〜１９８・１０−３μｍ２の間にあることを特徴とする請求項１および２０から２６のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項２８】
クラッドの屈折率より高い屈折率を示すファイバの中央部分の外部半径（ｒ１）と、環形の外部半径（ｒ３）との間の、半径と屈折率との積の積分の２倍が、−３８・１０−３〜９０・１０−３μｍ２の間にあることを特徴とする請求項１および２０から２７のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項２９】
請求項１から２８のいずれか一項に記載の光ファイバをファイバ回線として含む、波長分割多重伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバによる伝送の分野に関し、特に光ファイバによる伝送システムにおける色分散と色分散スロープとの補償に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバについては一般に、屈折率の分布は、ファイバの半径と屈折率とを関係付ける関数グラフの形状によって説明される。従来、横座標にファイバの中心からの半径ｒを、縦座標に屈折率とファイバのクラッドの屈折率との差を表す。こうして、階段状、台形、または三角形のそれぞれの形状を表すグラフについて、「階段状」、「台形」、または「三角形」の屈折率分布と呼ぶ。これらの分布は一般に、ファイバの理論的分布または指定分布を示すものであり、ファイバ製造における制約はかなり異なる分布を生じさせる可能性がある。
【０００３】
新しい高速転送レートの波長分割多重伝送ネットワークでは、特に４０ギガビット／秒または１６０ギガビット／秒以上の転送レートのために色分散を管理することは有利である。目的は、多重伝送のあらゆる波長値のために、リンクにわたってほぼゼロの集積色分散を得て、その結果パルスの拡張を制限することである。分散については、数１０ｐｓ／ｎｍの集積値は一般に許容可能である。また、システムにおいて使用される波長の近傍において、非線形効果が最も大きくなる対象である局部色分散のゼロ値を避けることは有利である。さらにまた、多重伝送の範囲にわたって集積した色分散のスロープを制限して、この結果、多重伝送チャネル間のひずみを回避または制限することも有利である。この色分散スロープは従来、波長に対する色分散の導関数である。最後に、ファイバにおける非線形効果の振幅はファイバの有効表面積に反比例することも、考慮する必要がある。したがって、非線形効果を制限するために、理想的には有効表面積をできるだけ高く選ばなければならない。しかしながら、ラマン効果などのある種の非線形効果が、伝送システムの限界を改善するために使用されている。
【０００４】
従来、光ファイバ伝送システム用のファイバ回線として、ＳＭＦファイバ（英語「Ｓｉｎｇｌｅ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ」の頭字語）とも呼ばれる段付き屈折率ファイバが使用されている。したがって出願人は、ＡＳＭＦ２００の参照記号で、色分散取消し波長λ０は１３００〜１３２０ｎｍ間にある値を、、色分散は１２８５〜１３３０ｎｍの範囲において３．５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）以下、また１５５０ｎｍでは１７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）程度の値を示す、段付き屈折率単一モードファイバを商品化している。１５５０ｎｍにおける色分散のスロープは０．０６ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）程度である。このファイバは一般的には、１５５０ｎｍにおいて色分散と色分散スロープの比Ｃ／Ｃ’が２５０〜３７０ｎｍ間にある値を示す。このファイバは１５５０ｎｍにおいて有効表面積は約８０μｍ２の値を示す。
【０００５】
分散シフトファイバすなわちＤＳＦ（英語の「Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｓｈｉｆｔｅｄ  ｆｉｂｅｒｓ」の頭字語）も市販されている。分散シフトファイバのＮＺ−ＤＳＦ＋（英語の「ｎｏｎ−ｚｅｒｏ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｓｈｉｆｔｅｄ  ｆｉｂｅｒｓ」の頭字語）と呼ばれるものは、これが使用される波長において、一般的には約１５５０ｎｍの波長において非ゼロで正の色分散を示す。このファイバは、この波長において、一般的には１５５０ｎｍにおいて色分散は１１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満の低い値を示し、色分散スロープは０．０４〜０．１ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）間にある値を示す。
【０００６】
フランス特許ＦＲ−Ａ−２７９０１０７は、１０ギガビット／秒のチャネル当り伝送レートについて１００ＧＨｚ以下のチャネル間隔を有する高密度波長分割多重伝送に特に適するファイバ回線を提案している。このファイバは、１５５０ｎｍの波長について有効表面積は６０μｍ２以上の値を、色分散は６〜１０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の間にある値を、および色分散スロープは０．０７ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）未満の値を示す。出願人は、ＴｅｒａＬｉｇｈｔの参照記号で、１５５０ｎｍで代表的色分散は８ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）の値を、かつ色分散スロープは０．０５８ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）の値を示すファイバを商品化している。このファイバの色分散と色分散スロープとの比は１４０ｎｍである。このファイバは、６５μｍ２程度の有効表面積Ｓｅｆｆと０．１７％／ｎｍ程度の有効表面積スロープとを示す。フランス特許ＦＲ−Ａ−２７９５８２８は、このファイバ回線に適した分散補償ファイバを開示している。
【０００７】
ファイバ回線として使用されるＳＭＦまたはＮＺ−ＤＳＦ＋ファイバにおける色分散または色分散スロープを補償するために、短い分散補償ファイバすなわちＤＣＦ（英語でＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）を使用することが知られている。ＤＣＦファイバはさまざまな特許に記載されている。このファイバは、１５５０ｎｍの波長付近で負の色分散を示して、ファイバ回線において集積された色分散を補償し、さらに負の色分散スロープを示してファイバ回線の正の色分散スロープを補償する。米国特許ＵＳ−Ａ−５５６８５８３およびＵＳ−Ａ−５３６１３１９は、ＳＭＦファイバの色分散、すなわち１５５０ｎｍで１７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）程度の分散を補償するための、ＤＣＦファイバを提案している。この分散補償ファイバは一般にファイバ回線よりも高価で、大きな減衰を示す。
【０００８】
したがって、必要とする分散補償ファイバの長さができるだけ短いファイバ回線を配置することが有利であるが、できるだけ広い帯域にわたる伝送を可能にするファイバを配置することは別の技術的問題である。
【０００９】
「Ｆｉｂｒｅ  ｏｐｔｉｑｕｅ  ｍｏｎｏｍｏｄｅ  ｅｎ  ｃａｂｌｅ  ｐｏｕｒ  ｒｅｓｅａｕｘ  ｄｅ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａ  ｆｉｂｒｅ  ｏｐｔｉｑｕｅ  ａ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘａｇｅ  ｅｎ  ｌｏｎｇｕｅｕｒｓ  ｄ’ｏｎｄｅ」と題する、本出願人によって２０００年２月２４日に出願されたフランス特許出願番号０００２３１６は、ファイバ回線として使用され、その色分散が段付き屈折率ファイバのために従来使用されている分散補償ファイバによって補償される光ファイバを記載している。このファイバは、１５５０ｎｍの波長において、色分散は５〜１１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）間にある値、色分散と色分散スロープとの比は２５０〜３７０ｎｍの間にある値、有効表面積は少なくとも５０μｍ２の値、および有効表面積の自乗と色分散スロープとの比は８００００μｍ４・ｎｍ２・ｋｍ／ｐｓより大きい値を示す。この特許出願は、ファイバの有効表面積スロープをまったく述べておらず、このようなスローブが有することのできる利点を示していない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、波長の管理を簡単にするファイバを提案する。本発明は特に、波長分割多重伝送システムにおけるファイバ回線として使用可能であり、このファイバ回線は、従来技術のＳＭＦと比較して、より短い分散補償ファイバによって分散補償を行うことができる。さらにまた、このファイバは広い帯域にわたって使用するのに適し、ファイバの伝送特性が大きく変化することはない。
【００１１】
さらに明確には、本発明は、１５５０ｎｍの波長について、色分散Ｃは５〜１１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）間にある値を、色分散と色分散スロープとの比Ｃ／Ｃ’は２５０〜３７０ｎｍの間にある値を、および波長に対する有効表面積の導関数Ｓ’ｅｆｆは０．１４％／ｎｍ未満の値を示す光ファイバを提案する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明はまた、下記の光学特性すなわち、
１４６０ｎｍからの、好ましくは１３００ｎｍからの波長範囲においてケーブル内で単一モードであること、
１８５０ｎｍ以下の、好ましくは１８００ｎｍ以下の理論的カットオフ波長、
１３７０ｎｍ以下の色分散取消し波長λ０、
１５５０ｎｍの波長において、５０μｍ２以上の有効表面積、
１４６０ｎｍの波長において、４５μｍ２以上の有効表面積、
半径１０ｍｍのスリーブの周りに１回巻かれた場合に、１６２５ｎｍの波長において、好ましくは１６７５ｎｍの波長において、４００ｄＢ／ｍ以下の曲率による損失、
半径３０ｍｍのスリーブの周りに１００回巻かれた場合に、１６２５ｎｍの波長において、好ましくは１６７５ｎｍの波長において、０．５ｄＢ未満、好ましくは５・１０−２ｄＢ未満の曲率による損失、
１５５０ｎｍの波長において、０．１ｐｓ／ｋｍ１／２、好ましくは０．０５ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波モード分散、
１５５０ｎｍの波長において、０．２４ｄＢ／ｋｍ未満、さらには０．２２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、
１５５０ｎｍの波長において、８００００μｍ４・ｎｍ２・ｋｍ／ｐｓ以上の有効表面積の自乗と色分散スロープとの比、
１５５０ｎｍの波長において、１未満、好ましくは０．８未満の微小曲率に対する感度、
の１つまたは複数を示すことが有利である。
【００１３】
ある実施形態では、ファイバは、台形または埋もれた溝形と環形を有する矩形の屈折率分布を有する。この分布は下記の特性すなわち、
台形または矩形の屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ１）は５．９・１０−３〜７．８・１０−３の間にあり、クラッドの屈折率より高い屈折率を示すファイバの部分の半径（ｒ１）は３．５〜４．５μｍの間にあること、
陥没した溝形の屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ２）は−８・１０−３〜−１・１０−３の間にあり、この溝形の外部半径（ｒ２）は５．３〜８．１μｍの間にあること、
環形の屈折率とクラッドの屈折率との差（Δｎ３）は１・１０−３〜８・１０−３の間にあり、この環形の外部半径（ｒ３）は７．２〜１１．１μｍの間にあること、
台形の内部半径と外部半径との比は０．４より大きいこと、
台形の内部半径と外部半径との比は０．９５未満、さらには０．９０未満、好ましくは０．８０未満であること、
ゼロ半径と、クラッドの屈折率より高い屈折率を示すファイバの中央部分の外部半径（ｒ１）との間の、半径と屈折率との積の積分の２倍が、７６・１０−３〜１１４・１０−３μｍ２の間にあること、
ゼロ半径と、クラッドの屈折率より高い屈折率を示すファイバの中央部分の外部半径（ｒ１）との間の、屈折率の積分の２倍が、４６・１０−３〜５６・１０−３μｍ２の間にあること、
クラッドの屈折率より高い屈折率を示すファイバの中央部分の外部半径（ｒ１）と、環形の内部半径（ｒ２）との間の、半径と屈折率との積の積分の２倍が、−１７０・１０−３〜−４０・１０−３μｍ２の間にあること、
環形の内部半径（ｒ２）と外部半径（ｒ３）の間の、半径と屈折率との積の積分の２倍が、７２・１０−３〜１９８・１０−３μｍ２の間にあること、
クラッドの屈折率より高い屈折率を示すファイバの中央部分の外部半径（ｒ１）と、環形の外部半径（ｒ３）との間の、半径と屈折率との積の積分の２倍が、−３８・１０−３〜９０・１０−３μｍ２の間にあること
の１つまたは複数を示すことが有利である。
【００１４】
本発明はまた、このようなファイバをファイバ回線として含む波長分割多重伝送システムを提案する。
【００１５】
本発明のその他の特性および利点は、例示として添付の図面を参照して挙げる本発明の実施形態を追う説明を読むことによって明らかになろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、１５５０ｎｍの波長において、５〜１１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）間にある色分散、２５０〜３７０ｎｍの間にある色分散と色分散スロープとの比、５０μｍ２より大きい有効表面積、および０．１４％／ｎｍ以下の波長に対する有効表面積の導関数を示す、ファイバを提案する。
【００１７】
色分散の値はＳＭＦファイバより低く、分散補償ファイバの長さを制限し、したがってこのファイバによる減衰を制限し、色分散も十分に高くてチャネル間のひずみを制限する。色分散と色分散スロープの比の値は、段付き屈折率ファイバにおける分散を補償するために適合した形式の従来技術による分散補償ファイバを使用して、伝送システムにおいて集積色分散と色分散スロープとを補償し、比のこの値はまた広い波長帯域にわたって色分散の変化も制限する。さらに、ファイバは０．１４％／ｎｍ未満の有効表面積スロープを示し、これは、伝送システムの波長範囲内における有効表面積の変化が、伝送システムにおいて使用される波長範囲にわたって非線形効果の変化を小さくすることを保証する。
【００１８】
さらに、有効表面積スロープの提案値は、伝送システムの各波長を個別に処理する必要性を省くことができる。したがって、分散及び有効表面積が波長の関数としてほとんど変化しないファイバを使用することは有利である。この利点は、波長の広がった範囲にわたって伝送が必要とされるだけに一層重要になってくる。この情況において「広帯域」という表現は、下記に定義するＳ、Ｃ、Ｌ、ＸＬ帯域の少なくとも２帯域をカバーする波長範囲であると理解する。
【００１９】
図１は、波長分割多重伝送システムの概略図である。図１には送信機ＴＸ２と受信機ＲＸ４が示されており、これらの間にファイバ回線が延びている。このファイバ回線は中継器８１〜８ｎ−１によって分けられた区画６１〜６ｎによって形成される。各中継器８ｉは増幅器１０ｉを含むが、この構造は本発明の機能に影響はないので説明を省く。増幅器の出力側には分散補償ファイバの区画１２ｉがある。分散補償ファイバを増幅器の下流に置くことによって、ファイバにおける強い減衰の効果を制限することができる。図１の伝送システムにおいて変更が可能であり、こうしてフィルタ、分散補償ファイバの下流の増幅器などを設けることができる。分散補償ファイバを、中継器の中に設ける代わりにファイバ回線として使用することもできる。
【００２０】
図１に示す形式のシステムでは、ファイバ回線をＦＲ−Ａ−２７９０１０７に記載された形式のＮＺ−ＤＦＳ＋ファイバと解釈することができ、このファイバ回線は８ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）に近い色分散を示す。このようなファイバの色分散を補償するためのＦＲ−Ａ−２７９５８２８に提案された例を下記に説明する。このファイバは、１５５０ｎｍの波長において、８ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の色分散と０．０５５ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）の色分散スロープとを示す。色分散と色分散スロープとの比は１４５ｎｍである。分散補償ファイバは、１５５０ｎｍの波長において常に−５１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）近くの色分散と−０．０３５ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）の色分散スロープとを示し、したがって色分散と色分散スロープの比は同じである（１４５ｎｍ）。この例では、長さ１４ｋｍの分散補償ファイバは８６ｋｍのファイバ回線を補償することができる。
【００２１】
図１の例におけるファイバ回線は、下記の表１における例２０によるファイバであってもよい。すなわち、このファイバは１５５０ｎｍの波長において下記の表２に示す伝播特性を示す。すなわち、
８ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の色分散、および
０．０３１ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）の色分散スロープである。
【００２２】
色分散と色分散スロープの比Ｃ／Ｃ’は段付き屈折率ファイバの比Ｃ／Ｃ’に近いので、ＳＭＦファイバの色分散を補償するために従来の技術で使用される形式の分散補償ファイバを、色分散を補償するために使用することが可能である。特にＤＫモジュール（ＤＫ−４０、ＤＫ−６０、ＤＫ−８０）の名称でＬＵＣＥＮＴ社によって販売されている分散補償ファイバを使用することができ、これは１５５０ｎｍにおいて１７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の分散と０．０５５ｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）のスロープとを有するＳＭＦ用の８０％〜１２０％の補償率を提供し、これは２５０ｎｍ〜３７０ｎｍの分散／スロープ比に対応する。
【００２３】
その上に、表１の例２０のファイバは、１５５０ｎｍの波長において、０．１３％／ｎｍの有効表面積スロープを示す。この値は、比較として考慮されるＴｅｒａＬｉｇｈｔファイバの有効表面積スロープより低い。したがって、表１のファイバについては、有効表面積の変化は伝送システムにおいて使用される波長の範囲では小さくなる。帯域Ｃ、すなわち１５３０〜１５６５ｎｍにおいて作動する波長分割多重伝送システムの例では、比較例として考慮されるＴｅｒａＬｉｇｈｔファイバの帯域にわたる有効表面積の変化は−３．２％〜＋２．５％程度であり、この比較で考慮される表１のファイバについては、変化は−２．５％〜＋２．０％である。
【００２４】
Ｌ帯域とは、１６２０または１６２５ｎｍ程度の波長までの、Ｃ帯域の上に展開する波長の範囲を指す。Ｓ帯域とは、１４６０または１５３０ｎｍ程度の波長までの、Ｃ帯域の下に展開する波長の範囲を指す。ＸＬ帯域とは、１６７５ｎｍ程度の波長までの、Ｌ帯域の上に展開する波長の範囲を指す。
【００２５】
したがって、Ｓ、Ｃ、Ｌ、ＸＬ帯域で作動する伝送システムは１４６０〜１６７５ｎｍ波長を使用する。この形式のシステムでは、比較例として考慮されるＴｅｒａＬｉｇｈｔファイバの帯域にわたる有効表面積の変化は−１３．５％〜＋２３．７％程度であり、この比較で考慮される表１のファイバについては、変化は−１０．３％〜＋２０．１％である。
【００２６】
本発明のファイバは、１４６０〜１６７５ｎｍの帯域のチャネルすべてについて、また所定のチャネル当り出力について、１４８４〜１６５７ｎｍの帯域でＴｅｒａＬｉｇｈｔファイバにおいて得られるものに匹敵する振幅の非線形効果の変化を得ることができる。したがって、既存設備の改造を必要とすることなく、より広い帯域にわたって本発明のファイバを使用することが可能である。
【００２７】
上述の特性に加えて、ファイバが下記の特性、すなわち、
少なくとも１４６０ｎｍから、好ましくは１３００ｎｍ以上の波長における単一モードケーブル挙動、
１５５０ｎｍの波長において、５０μｍ２以上の有効表面積、
１４６０ｎｍの波長において、４５μｍ２以上の有効表面積、
１３７０ｎｍ以下の色分散打消し波長λ０、
半径１０ｍｍのスリーブに巻いたときに１６２５ｎｍ未満の、好ましくは１６７５ｎｍ未満の波長について４００ｄＢ／ｍ未満の曲率損失、
半径３０ｍｍのスリーブに１００回巻いたときに１６２５ｎｍ未満の、好ましくは１６７５ｎｍ未満の波長について、０．５ｄＢ、好ましくは５・１０−２ｄＢ未満の曲率損失、
１５５０ｎｍの波長において１以下、好ましくは０．８以下の微小曲率に対する感度、
１５５０ｎｍの波長において、０．１ｐｓ／ｋｍ１／２以下、好ましくは０．０５ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波モード分散、および
１５５０ｎｍの波長において、０．２４ｄＢ／ｋｍ以下、好ましくは０．２２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰
の１つまたは複数を示すことが有利である。
【００２８】
ファイバが１４６０ｎｍ、さらには１３００ｎｍを超える波長についてケーブル内で単一モード挙動であることは、多重チャネルの単一モード伝播を可能にする。ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ６５０は、ケーブル内カットオフ波長を定義している。ファイバの理論的カットオフ波長は、一般にケーブル内カットオフ波長より数百ナノメートルだけ長い。実際に、ケーブル内光ファイバにおける伝播は、理論的カットオフ波長が使用される信号の波長より長い場合でも、単一モードになり得ることが明らかで、実際に、光ファイバ伝送ネットワークの伝播距離よりも短い数メートルまたは数１０メートルの距離の先で、過度の減衰のために二次モードは消える。したがって伝送システムにおける伝播は単一モードである。したがってこの規準を理論的カットオフ波長規準によって置き換えることができ、理論的カットオフ波長は１８５０ｎｍ未満、さらには１８００ｎｍ未満になり得る。
【００２９】
有効表面積に提案される限界は、ファイバ回線における非線形効果が伝送システムにおいて使用される波長の範囲にわたって容認可能に留まることを保証する。
【００３０】
色分散取消し波長に対する限界は、伝送システムにおいて使用される波長の範囲では取り消されず、この範囲で非線形効果も制限する。
【００３１】
曲率損失および微小曲率損失に対する制限は特に、ファイバがケーブルに統合されると、ファイバの十分な挙動を可能にする。曲率損失は波長の増加関数であり、提案された限界は波長範囲全体にわたって限界を加えることになることに留意されたい。これらの限界はファイバのケーブル内での能力を代表するものである。曲率に対する感度は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ６５０に説明されているように、半径３０ｍｍのスリーブに１００回巻かれたファイバによって、または半径１０ｍｍのスリーブに巻かれたファイバによって生じる減衰を測定することによって、評価される。微小曲率に対する感度は、この技術分野では知られている方式で測定され、後で示すように、本出願人のＡＳＭＦ２００ファイバなどのファイバに対して測定することができる。上記の制約は伝送システムにおいて使用される波長の範囲全体にわたって守られることが好ましい。
【００３２】
ファイバはまた、０．１ｐｓ／ｋｍ１／２以下の偏波モード分散を示すことが有利である。この偏波モード分散の値は高伝送レートですぐれた伝送を保証し、波長１５５０ｎｍの近くで測定される。
【００３３】
ファイバはまた、０．２４ｄＢ／ｋｍさらには０．２２ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を示すことができる。この減衰値はファイバ内の損失を制限し、これは波長１５５０ｎｍの近くで測定される。
【００３４】
次に、屈折率分布として、それぞれ台形と環形の分布または矩形と環形の分布を有する、上記仕様に合うファイバの例を挙げる。
【００３５】
ファイバは、後に示す表に記載の値を有する図２の屈折率分布を示すことができる。図２の分布は、埋まった溝形および環形分布を有する台形の指定屈折率分布である。これはファイバの中心から始まり下記の部分を有する。すなわち
クラッドの屈折率以上のほぼ一定の屈折率を有する中央部分、
クラッドの屈折率以上のほぼ一定の上記屈折率から、クラッドの屈折率以下の屈折率まで、ほぼ線形で減少する屈折率を有する部分、および
クラッドの屈折率以下のほぼ一定の屈折率を有する環形部分で、
この組合せは、「埋まったまたは窪んだ溝形を有する台形」の屈折率分布を構成する。
【００３６】
図２のファイバは、埋まった溝形の周りに環形を、すなわちクラッドの屈折率より高い屈折率の部分を示す。このことから、埋まった溝形と環形を有する台形と表現される。
【００３７】
埋まった溝形と環形を有する矩形の分布を準備することもでき、ここでは台形と環形の分布に対して、ファイバは下記の部分を有する。すなわち、
クラッドの屈折率以上のほぼ一定の屈折率を有する中央部分、および
クラッドの屈折率以下のほぼ一定の屈折率を有する環形部分で、
この組合せは、「埋まったまたは窪んだ溝形を有する矩形」の屈折率分布を構成し、これは環形によって囲まれている。
【００３８】
次に、Δｎ１は、ファイバの中央部分の屈折率とクラッドの屈折率との差を示し、Δｎ２は、ファイバの埋まった溝形の屈折率とクラッドの屈折率との差を示し、Δｎ３は、ファイバの環形の屈折率とクラッドの屈折率との差を示す。上述のように、Δｎ１とΔｎｓは正の値であり、Δｎ２の値は負の値である。
【００３９】
ｒ１ａは、屈折率がほぼ一定である中央部分の外半径であり、ｒ１ｂは、埋まった溝形の内半径であり、ｒ１は、屈折率がクラッドの屈折率より高いファイバの中央部分の半径である。矩形の分布の場合には、ｒ１は矩形中央部分の半径であり、半径ｒ１ａとｒ１ｂとは同じである。半径がｒ１ａでクラッドの屈折率より高い一定の屈折率を有する中央部分を「台形の小さな基部」と呼ぶこともできる。「台形の大きな基部」とは、図において半径ｒ１ｂに相当し、溝の内半径に延びている。ｒ２は、環形の内半径である埋まった部分の外半径であり、ｒ３は、環形の外半径である。
【００４０】
この屈折率分布を示すファイバの例を、上記の表記法を用いて下表に挙げる。
【表１】
0004321998.tif 000002
【００４１】
上表において、分布４から１１は矩形および環形の分布であるが、その他の分布は台形および環形の分布である。
【００４２】
分布の観点から、ファイバの寸法を、下記に示す不等式の１つまたは複数を適用することによって選ぶことができる。まず一方、台形の中央部分に関してはこれらの不等式を有することが有利である。
５．９・１０−３≦Δｎ１≦７．８・１０−３、および
３．５≦ｒ１≦４．５μｍ
【００４３】
台形の側面の傾斜は、半径ｒ１ａとｒ１ｂの比が０．４〜１になるように選ぶことが有利で、極限値１は実際には環形を有する「矩形」の屈折率分布に相当する。台形の分布は、ファイバの中心付近において屈折率がより漸進的な変化を示すという利点を有し、こうしたファイバの中心と窪んだ溝との間の遷移の緩和は、減衰の観点から有利である。またプレフォーム製造の観点から、矩形分布よりも台形分布を得ることが容易である。したがって、この観点から、比は０．９５未満またはさらに０．９０未満であることが有益である。さらに有利な上限値は０．８０である。
【００４４】
埋まった溝形について、屈折率の差Δｎ２と外半径ｒ２との値を選択して、下記を確認することができる。
−８・１０−３≦Δｎ２≦−１・１０−３、および
５．３≦ｒ２≦８．１μｍ
【００４５】
環形について、屈折率の差Δｎ３と外半径ｒ３との値を選択して、下記を確認することができる。
１・１０−３≦Δｎ３≦８・１０−３、および
７．２≦ｒ３≦１１．１μｍ
【００４６】
ファイバの他の特性付けも可能である。したがって、
【数１】
0004321998.tif 000003
によって定義されるパラメータＳＣを使用することができる。このパラメータは、表面積と屈折率の積に対して均一である。このパラメータは単に台形分布ならびに矩形分布に適用され、ファイバの芯近くの屈折率増加を表す。この値は７６・１０−３〜１１４・１０−３μｍ２の間にあることが好ましい。
【００４７】
【数２】
0004321998.tif 000004
によって定義されるパラメータＬＣは、半径と屈折率の積に対して均一である。このパラメータは単に台形分布ならびに矩形分布に適用され、屈折率の平均値と中央部分の半径ｒ１との積を表し、矩形屈折率分布の場合には、このパラメータは２Δｎ１・ｒ１となる。この値は４６・１０−３〜５６・１０−３μｍ２であることが好ましい。
【００４８】
さらに、
【数３】
0004321998.tif 000005
によって定義されるパラメータＳＧを使用することができる。このパラメータは、表面積と屈折率の積に対して均一である。このパラメータは、埋まった溝形における屈折率減少を表す。この値は−１７０・１０−３〜−４０・１０−３μｍ２の間にあることが好ましい。
【００４９】
同様に、
【数４】
0004321998.tif 000006
によって定義されるパラメータＳＡは、表面積と屈折率の積に対して均一である。このパラメータは、環形における屈折率増加を表す。この値は７２・１０−３〜１９８・１０−３μｍ２の間にあることが好ましい。
【００５０】
別の可能なパラメータは、
【数５】
0004321998.tif 000007
によって表されるパラメータＳＧＡである。このパラメータは、埋まった溝形と環形について珪素の屈折率に対する屈折率の平均増加を表す。この値は−３８・１０−３〜９０・１０−３μｍ２の間にあることが好ましい。
【００５１】
これらのパラメータの１つ、または複数のパラメータの組合せによって、ファイバ回線として使用することのできるファイバの分布を定義することができる。
【００５２】
表１のファイバは、１４６０、１５５０、１６２５、１６７５ｎｍの波長について下表２、３に指定する伝播特性を示す。
【表２】
0004321998.tif 000008
【表３】
0004321998.tif 000009
【００５３】
表２において、λｃｔｈはナノメートルで表すファイバの理論的カットオフ波長である。実際には、ケーブルにおいて測定されたカットオフ波長は数１００ｎｍ低く、ファイバは、特にＣおよびＬ帯域において有用な信号の波長範囲において、しかし一般には１３００〜１６７５ｎｍの間で実際上単一モードであると理解される。
【００５４】
λ０は、ナノメートルで測定された色分散取消し波長である。２Ｗ０２はマイクロメートルで表すモード直径である。Ｃはｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）で表す色分散である。Ｃ’は色分散スロープ、すなわちｐｓ／（ｎｍ２・ｋｍ）で表す波長に対する色分散の導関数である。したがって、色分散と色分散スロープとの比Ｃ／Ｃ’は波長の次元を有し、ナノメートルで表される。Ｓｅｆｆはμｍ２で表される有効表面積であり、したがって、Ｓｅｆｆ２／Ｃ’はこの有効表面積の自乗と色分散スロープとの比であり、この大きさは有効表面積（できるだけ大きいほうがよい）と色分散スロープ（できるだけ小さいほうがよい）との間の妥協を示すものである。Ｓ’ｅｆｆは、１５５０ｎｍの波長における波長に対するこの有効表面積の導関数であり、これは％／ｎｍで表され、１５５０ｎｍの波長における波長に対するこの有効表面積の導関数ｄＳｅｆｆ／ｄλを、この波長における有効表面積の値Ｓｅｆｆで割って計算される。これは同様に「有効表面積スロープ」または「有効表面積の導関数」と呼ばれる。最後に、Ｓμｃは微小曲率に対するファイバの感度を表す次元のない係数で、この係数は、表の中においては、ＡＳＭＦ２００の呼称で本出願人によって商品化された従来技術のファイバに対して測定されている。この係数は、それ自体知られている２グリッド間のファイバ圧潰法によって測定することができる。
【００５５】
これらのさまざまなパラメータは、波長の特定値について測定されるものではないカットオフ波長と色分散取消し波長はもちろん除いて、すべて１５５０ｎｍで測定された。１５５０ｎｍにおけるファイバの光パラメータ測定値は、特に色分散スロープと有効表面積スロープとの値が小さいことを考慮して、ファイバの使用範囲すべてにわたるさまざまなパラメータの値を表すものである。
【００５６】
表３は、波長のさまざまな値について、μｍ２で表す有効表面積Ｓｅｆｆ、ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）で表す色分散Ｃ、および半径１０〜３０ｍｍのスリーブについて先に述べたように測定された曲率による損失の値を提供する。
【００５７】
これらの表は、表１のファイバが伝播特性、すなわち色分散、色分散と色分散スロープとの比、および有効表面積スロープを有することを示しており、これらの伝播特性は、ＳＭＦファイバに適する従来の補償ファイバとともに、光ファイバ伝送システムにおいてファイバ回線として使用されることを可能にする。表３は、ファイバが１４６０〜１６７５ｎｍの予測波長範囲のすべてに適する値を有することを示している。
【００５８】
表１の例すべてにおいて、屈折率Δｎ１の５％の変化、または屈折率Δｎ２、Δｎ３、またはΔｎ４の１０％の変化によって、同様な結果を得ることができる。同様に、表１における例に挙げた値に対して、半径ｒ１およびｒ２について１０％の変化、半径ｒ３について５％の変化によって同様な結果を得ることができる。
【００５９】
図３は、本発明によるファイバの使用と従来の技術によるファイバの使用とを比較したグラフを示す。横軸に波長を取り、縦軸に有効表面積と１５５０ｎｍの波長におけるその値との偏差を取った。「Ｅｘ．２０」で示された曲線は先に提示した例２０のファイバに該当し、これは０．１３％／ｎｍの有効表面積スロープを示す。「従来の技術」で示された曲線は、Ｔｅｒａｌｉｇｈｔの商標で本出願人によって販売されているファイバに該当し、これはフランス特許出願ＦＲ−Ａ−２７９０１０７に記載され、１５５０ｎｍの波長で０．１７％／ｎｍの有効表面積スロープを示す。このグラフから明瞭に、１４６０〜１６７５ｎｍの伝送についての有効表面積の変化幅は、従来の技術においては本発明の方法によるよりも大きいことがわかる。１５５０ｎｍにおける値に対する変化は従来の技術のファイバによれば−１３．５％〜＋２３．７％である。これは本発明の方法では−１０．３％〜＋２０．１％しかない。伝送範囲の点から、本発明の方法は１４６０〜１６７５ｎｍの波長範囲における伝送を可能にし、その有効表面積の相対変動は１４８４〜１６５７ｎｍの波長範囲におけるＴｒｅａｌｉｇｈｔファイバと同じで、すなわち４２ｎｍの帯域幅利得がある。
【００６０】
伝送システムの各波長を個別に処理することなく、延長された波長範囲にわたって信号を伝送することも可能である。非線形効果の観点から、システムの設計者は波長を気遣う必要はなく、すべてのチャネルについて同じ特性と、波長範囲すべてにわたって同じ波長間隔と、同じチャネルあたり伝送レートとを示す伝送源を使用することができる。
【００６１】
もちろん、本発明は記載表示された実施例と実施形態に限定されるものではなく、当業者には明らかになる多くの変更が可能である。したがって、表の例に提案したもの以外の分布、または図１に示したもの以外のシステム構成も使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】伝送システムの概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるファイバの指定屈折率分布の概略図である。
【図３】１５５０ｎｍに対する、本発明と従来の技術によるファイバについての波長の関数として有効表面積の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
２  送信機（ＴＸ）
４  受信機（ＲＸ）
６  区画
８  中継器
１０  増幅器
１２  分散補償ファイバの区画
Δｎ１  ファイバの中央部分の屈折率とクラッドの屈折率との差
Δｎ２  ファイバの埋まった溝形の屈折率とクラッドの屈折率との差
Δｎ３  ファイバの環形の屈折率とクラッドの屈折率との差
ｒ１  屈折率がクラッドの屈折率より高いファイバの中央部分の半径
ｒ２  環形の内半径である埋まった部分の外半径
ｒ３  環形の外半径
ｒ１ａ  屈折率がほぼ一定である中央部分の外半径
ｒ１ｂ  埋まった溝形の内半径
【図１】
0004321998.tif 000010
【図２】
0004321998.tif 000011
【図３】
0004321998.tif 000012