(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長１．３０μｍ〜波長１．６０μｍの２波長以上の光を伝送できる光伝送路用の光ファイバであり、
光軸中心を含み第１の屈折率を有する中心コア領域と、この中心コア領域を取り囲み前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する第２コア領域と、この第２コア領域を取り囲み前記第２の屈折率より大きい第３の屈折率を有する第３コア領域と、この第３コア領域を取り囲み前記第３の屈折率より小さい第４の屈折率を有するクラッド領域とを備え、
前記クラッド領域が、前記第３の屈折率より小さい屈折率を有する内層クラッド領域と、この内層クラッドの屈折率より大きい屈折率を有する外層クラッド領域とを含み、
前記中心コア領域の外径２ａが５．０μｍ以上５．７μｍ以下であり、前記第２コア領域の外径２ｂが１４．３μｍ以上１５．１μｍ以下であり、前記第３コア領域の外径２ｃが２１．３μｍ以上２２．６μｍ以下であり、前記内層クラッド領域の外径２ｄが４２．６μｍ以上４５．２μｍ以下であり、
前記クラッド領域の最外層の屈折率を基準として、前記中心コア領域の比屈折率差が０．５％以上０．５９％以下であり、前記第２コア領域の比屈折率差が−０．２％以上−０．１５％以下であり、前記第３コア領域の比屈折率差が０．２５％以上０．３０％以下であり、前記内層クラッド領域の比屈折率差が−０．２％以上−０．１５％以下であり、
波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、
波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ2以上であり、
波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下であり、
ケーブルカットオフ波長が１．３３μｍ以下である
ことを特徴とする光伝送路用の光ファイバ。
【請求項２】
波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍの全範囲において波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】
波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項４】
波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍの全範囲において波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項５】
波長１．５５μｍにおける実効断面積が５２．１μｍ２以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項６】
波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍ内の各波長の信号光を合波して送出する複数の送信局と、
この送信局から送出された多波長の信号光を伝送する請求項１記載の光ファイバと、
この光ファイバを伝送してきて到達した多波長の信号光を分波して各波長の信号光を受信する受信局と
を備えることを特徴とする光伝送システム。
【請求項７】
波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍ内の各波長の信号光を合波して送出する複数の送信局と、
この送信局から送出された多波長の信号光を伝送する請求項３記載の光ファイバと、
この光ファイバを伝送してきて到達した多波長の信号光を分波して各波長の信号光を受信する受信局と
を備え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】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多波長の信号光を多重化して光伝送を行う波長多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）伝送システム、および、この光伝送システムにおいて光伝送路として用いられる光ファイバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ網を用いたＷＤＭ伝送システムは、大容量の情報を伝送することが可能であり、多波長の信号光を送信する送信器、これらの信号光を伝送する光ファイバ、これらの信号光を受信する受信器、および、信号光を光増幅する光増幅器、等を含んで構成される。このようなＷＤＭ伝送システムにおいて、伝送容量を拡大するために、信号光の波長帯域の幅を広げる試みがなされている。
【０００３】
また、非線型光学現象（特に四光波混合）に因る信号光の波形劣化を抑制するためには、信号光波長帯域において光ファイバの波長分散の絶対値が小さすぎないことが重要である。一方、累積波長分散に因る信号光の波形劣化を抑制するためには、信号光波長帯域において光ファイバの波長分散の絶対値が大きすぎないことも重要である。
【０００４】
ところで、光ファイバ増幅器が利得を有する波長帯域が１．５３μｍ〜１．６１μｍ程度であるのに対して、従来の分散シフト光ファイバの零分散波長は１．５６μｍ〜１．６０μｍの範囲にある。したがって、このような光ファイバ増幅器と分散シフト光ファイバとを含む光伝送システムでは、光ファイバ増幅器が利得を有する波長帯域のうちであっても、分散シフト光ファイバの零分散波長の付近の波長で非線型光学現象が発生し易いので、この波長の信号光を用いて長距離伝送を行うことができない。
【０００５】
このような問題点を解消することを意図した光ファイバが国際公開ＷＯ９９／３０１９４号公報に開示されている。この光ファイバは、零分散波長が１．６１μｍ以上１．６７μｍ以下であり、波長１．５５μｍにおける波長分散スロープが０．１５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ以下である。そして、この光ファイバは、光ファイバ増幅器が利得を有する波長帯域１．５３μｍ〜１．６１μｍにおいて、波長分散の絶対値が適切な値となって、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方を抑制することができるというものである。また、この公報に実施例として示された光ファイバの波長分散スロープは０．０７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ〜０．１５ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＷＤＭ伝送システムにおいて更なる伝送容量の拡大を図るには、信号光の波長帯域の幅を更に拡大することが望まれる。しかしながら、上記公報に開示された光ファイバは、波長１．５５μｍ帯（Ｃバンド）および波長１．５８μｍ帯（Ｌバンド）を含む波長帯域１．５３μｍ〜１．６１μｍでの使用を意図したものであって、１．３１μｍ帯および１．４５μｍ帯（Ｓバンド）での使用については考慮されていない。すなわち、上記公報に示された光ファイバは、波長１．３１μｍにおいて、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍより小さくなり、波長分散の絶対値が大きいことから、累積波長分散に因る信号光の波形劣化が生じ易いので、波長１．３１μｍ帯の信号光を用いて長距離伝送を行うことができない。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む広い信号光波長帯域の多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能な光ファイバ、および、この光ファイバを含む光伝送システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光ファイバは、波長１．３０μｍ〜波長１．６０μｍの２波長以上の光を伝送できる光伝送路用の光ファイバであり、光軸中心を含み第１の屈折率を有する中心コア領域と、この中心コア領域を取り囲み第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有する第２コア領域と、この第２コア領域を取り囲み第２の屈折率より大きい第３の屈折率を有する第３コア領域と、この第３コア領域を取り囲み第３の屈折率より小さい第４の屈折率を有するクラッド領域とを備え、クラッド領域が、第３の屈折率より小さい屈折率を有する内層クラッド領域と、この内層クラッドの屈折率より大きい屈折率を有する外層クラッド領域とを含み、中心コア領域の外径２ａが５．０μｍ以上５．７μｍ以下であり、第２コア領域の外径２ｂが１４．３μｍ以上１５．１μｍ以下であり、第３コア領域の外径２ｃが２１．３μｍ以上２２．６μｍ以下であり、内層クラッド領域の外径２ｄが４２．６μｍ以上４５．２μｍ以下であり、クラッド領域の最外層の屈折率を基準として、中心コア領域の比屈折率差が０．５％以上０．５９％以下であり、第２コア領域の比屈折率差が−０．２％以上−０．１５％以下であり、第３コア領域の比屈折率差が０．２５％以上０．３０％以下であり、内層クラッド領域の比屈折率差が−０．２％以上−０．１５％以下であり、波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ2以上であり、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下であり、ケーブルカットオフ波長が１．３３μｍ以下であることを特徴とする。
より好適には、上記の波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍの全範囲において波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする。また、より好適には、上記の波長帯域より広い波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする。更に好適には、より広い波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍの全範囲において波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
この光ファイバによれば、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む広い信号光波長帯域（１．３０μｍ〜１．６０μｍ、より好適には１．２５μｍ〜１．６５μｍ）において、波長分散が上記数値範囲内の値であるので、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制される。したがって、この光ファイバを光伝送路として用いれば、この広い信号光波長帯域の多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能である。なお、本発明に係る光ファイバの波長分散の絶対値が２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるというのは、符号が異なるものの、ＩＴＵのＧ.６５４に規定されているシングルモード光ファイバの波長１．５５μｍにおける波長分散と同程度以下であり、信号光を伝送する上で問題はない。
【００１０】
また、本発明に係る光ファイバは、波長１．５５μｍにおける実効断面積が５２．１μｍ２以下であるのが好適である。
【００１３】
本発明に係る光伝送システムは、(1) 波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍ（より好適には、波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍ）内の各波長の信号光を送出する複数の送信器と、(2) これら複数の送信器それぞれから送出された信号光を伝送する上記の本発明に係る光ファイバと、(3) この光ファイバを伝送してきて到達した信号光を受信する受信器とを備えることを特徴とする。この光伝送システムは、上記の本発明に係る光ファイバを光伝送路として用いているので、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む広い信号光波長帯域（１．３０μｍ〜１．６０μｍ、より好適には１．２５μｍ〜１．６５μｍ）において、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制され、この広い信号光波長帯域の多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る光ファイバの波長分散特性を説明する図である。本実施形態に係る光ファイバは、波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍ（以下では「信号光波長帯域Ａ」という。）の全範囲において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。この信号光波長帯域Ａは、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含んでいる。また、この信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であるので、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制される。したがって、この光ファイバを光伝送路として用いれば、この広い信号光波長帯域Ａの多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【００１６】
より好適には、本実施形態に係る光ファイバは、信号光波長帯域Ａの全範囲において、波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。この場合には、波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であることにより、累積波長分散に因る信号光の波形劣化が更に抑制され、波長分散が−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることにより、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化が更に抑制される。したがって、信号光波長帯域Ａの多波長の信号光を用いて更に大容量の長距離伝送が可能である。
【００１７】
また、より好適には、本実施形態に係る光ファイバは、上記の信号光波長帯域Ａより広い波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍ（以下では「信号光波長帯域Ｂ」という。）の全範囲において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。この場合には、信号光波長帯域Ａより広い信号光波長帯域Ｂの多波長の信号光を用いて更に大容量の長距離伝送が可能である。
【００１８】
更に好適には、本実施形態に係る光ファイバは、信号光波長帯域Ｂの全範囲において、波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。この場合には、波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上であることにより、累積波長分散に因る信号光の波形劣化が更に抑制され、波長分散が−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であることにより、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化が更に抑制される。したがって、信号光波長帯域Ｂの多波長の信号光を用いて更に大容量の長距離伝送が可能である。
【００１９】
また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ2以上であるのが好適である。この場合には、実効断面積が充分に大きいことから、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化が更に抑制され、長距離伝送を行う上で好適である。
【００２０】
また、本実施形態に係る光ファイバは、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下であるのが好適である。この場合には、波長１．３８μｍ付近の波長をも信号光波長として用いることができるので、更に大容量の伝送が可能である。
【００２１】
次に、本実施形態に係る光ファイバを実現するのに好適な屈折率プロファイルについて説明する。図２は、本実施形態に係る光ファイバの屈折率プロファイルの好適例を説明する図である。この図に示された屈折率プロファイルは、光軸中心から順に、中心コア領域（屈折率ｎ1、外径２ａ）、第２コア領域（屈折率ｎ2、外径２ｂ）、第３コア領域（屈折率ｎ3、外径２ｃ）およびクラッド領域（屈折率ｎ4）を有している。各屈折率の大小関係は ｎ1＞ｎ2 であり、ｎ2＜ｎ3 であり、ｎ3＞ｎ4 である。より好適には、クラッド領域の最外層の屈折率を基準として中心コア領域の比屈折率差Δ1が０．４％以上０．７％以下である。このような屈折率プロファイルを有する光ファイバは、石英ガラスをベースとして、例えば、中心コア領域および第３コア領域それぞれにＧｅＯ2を添加することにより、及び／又は、第２コア領域およびクラッド領域それぞれにＦ元素を添加することにより、実現することができる。
【００２２】
図３は、本実施形態に係る光ファイバの屈折率プロファイルの好適例を説明する図である。この図に示された屈折率プロファイルは、光軸中心から順に、中心コア領域（屈折率ｎ1、外径２ａ）、第２コア領域（屈折率ｎ2、外径２ｂ）、第３コア領域（屈折率ｎ3、外径２ｃ）、内層クラッド領域（屈折率ｎ4、外径２ｄ）および外層クラッド領域（屈折率ｎ5）を有している。各屈折率の大小関係は ｎ1＞ｎ2 であり、ｎ2＜ｎ3 であり、ｎ3＞ｎ4 であり、ｎ4＜ｎ5 である。より好適には、外層クラッド領域の最外層の屈折率を基準として中心コア領域の比屈折率差Δ1が０．４％以上０．７％以下である。このような屈折率プロファイルを有する光ファイバは、石英ガラスをベースとして、例えば、中心コア領域および第３コア領域それぞれにＧｅＯ2を添加することにより、及び／又は、第２コア領域および内層クラッド領域それぞれにＦ元素を添加することにより、実現することができる。
【００２３】
次に、本実施形態に係る光ファイバの具体的な４つの実施例について説明する。何れの実施例の光ファイバも図３に示した屈折率プロファイルを有する。図４は、４つの実施例の光ファイバそれぞれの諸元および諸特性を纏めた図表である。図５は、４つの実施例の光ファイバそれぞれの波長分散特性を示すグラフである。
【００２４】
第１実施例の光ファイバの諸元は以下のとおりである。中心コア領域の外径２ａは５．７μｍであり、第２コア領域の外径２ｂは１４．７μｍであり、第３コア領域の外径２ｃは２２．６μｍであり、内層クラッド領域の外径２ｄは４５．２μｍである。また、中心コア領域の屈折率差Δ1は０．５０％であり、第２コア領域の屈折率差Δ2は−０．２０％であり、第３コア領域の屈折率差Δ3は０．２５％であり、内層クラッド領域の屈折率差Δ4は−０．２０％である。
【００２５】
そして、この第１実施例の光ファイバの諸特性は以下のとおりである。波長分散特性は、波長１．２５μｍで−１１．９８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．３１μｍで−９．２２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．５５μｍで−８．０７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．６５μｍで−３．８１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１．５５μｍにおいて、波長分散スロープは０．０１６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、実効断面積は５２．１μｍ2であり、モードフィールド径は７．９５μｍであり、曲げ径３２ｍｍΦでの曲げ損失は２．４ｄＢ／ターンである。零分散波長は１．６９４μｍであり、ケーブルカットオフ波長は１．２９μｍである。また、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増Δα1.38は０．０１ｄＢ／ｋｍである。
【００２６】
第２実施例の光ファイバの諸元は以下のとおりである。中心コア領域の外径２ａは５．５μｍであり、第２コア領域の外径２ｂは１４．５μｍであり、第３コア領域の外径２ｃは２１．３μｍであり、内層クラッド領域の外径２ｄは４２．６μｍである。また、中心コア領域の屈折率差Δ1は０．５５％であり、第２コア領域の屈折率差Δ2は−０．２０％であり、第３コア領域の屈折率差Δ3は０．３０％であり、内層クラッド領域の屈折率差Δ4は−０．２０％である。
【００２７】
そして、この第２実施例の光ファイバの諸特性は以下のとおりである。波長分散特性は、波長１．２５μｍで−１１．８２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．３１μｍで−８．８１ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．５５μｍで−６．２８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．６５μｍで−３．３２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１．５５μｍにおいて、波長分散スロープは０．０１１ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、実効断面積は４６．６μｍ2であり、モードフィールド径は７．４４μｍであり、曲げ径３２ｍｍΦでの曲げ損失は０．２ｄＢ／ターンである。零分散波長は１．７００μｍであり、ケーブルカットオフ波長は１．３１μｍである。また、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増Δα1.38は０．０６ｄＢ／ｋｍである。
【００２８】
第３実施例の光ファイバの諸元は以下のとおりである。中心コア領域の外径２ａは５．２μｍであり、第２コア領域の外径２ｂは１５．１μｍであり、第３コア領域の外径２ｃは２１．６μｍであり、内層クラッド領域の外径２ｄは４３．２μｍである。また、中心コア領域の屈折率差Δ1は０．５７％であり、第２コア領域の屈折率差Δ2は−０．２０％であり、第３コア領域の屈折率差Δ3は０．２９％であり、内層クラッド領域の屈折率差Δ4は−０．２０％である。
【００２９】
そして、この第３実施例の光ファイバの諸特性は以下のとおりである。波長分散特性は、波長１．２５μｍで−１２．６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．３１μｍで−９．４２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．５５μｍで−７．９９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．６５μｍで−７．１０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１．５５μｍにおいて、波長分散スロープは−０．００８ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、実効断面積は４２．１μｍ2であり、モードフィールド径は７．１５μｍであり、曲げ径３２ｍｍΦでの曲げ損失は１．５ｄＢ／ターンである。零分散波長は１．７５７μｍであり、ケーブルカットオフ波長は１．２２μｍである。また、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増Δα1.38は０．０３ｄＢ／ｋｍである。
【００３０】
第４実施例の光ファイバの諸元は以下のとおりである。中心コア領域の外径２ａは５．０μｍであり、第２コア領域の外径２ｂは１４．３μｍであり、第３コア領域の外径２ｃは２１．６μｍであり、内層クラッド領域の外径２ｄは４３．２μｍである。また、中心コア領域の屈折率差Δ1は０．５９％であり、第２コア領域の屈折率差Δ2は−０．１５％であり、第３コア領域の屈折率差Δ3は０．２７％であり、内層クラッド領域の屈折率差Δ4は−０．１５％である。
【００３１】
そして、この第４実施例の光ファイバの諸特性は以下のとおりである。波長分散特性は、波長１．２５μｍで−１６．４０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．３１μｍで−１４．３０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．５５μｍで−１４．７０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであり、波長１．６５μｍで−８．６０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。波長１．５５μｍにおいて、波長分散スロープは０．０２７ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍであり、実効断面積は４９．３μｍ2であり、モードフィールド径は７．７５μｍであり、曲げ径３２ｍｍΦでの曲げ損失は０．８ｄＢ／ターンである。零分散波長は１．７２４μｍであり、ケーブルカットオフ波長は１．３３μｍである。また、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増Δα1.38は０．０３ｄＢ／ｋｍである。
【００３２】
以上説明した第１〜第４実施例それぞれの光ファイバは、何れも、信号光波長帯域Ａ（波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍ）の全範囲において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、また、信号光波長帯域Ｂ（波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍ）の全範囲においても、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、第１〜第４実施例それぞれの光ファイバは、何れも、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ2以上であり、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下である。第１〜第３実施例それぞれの光ファイバは、信号光波長帯域Ａの全範囲において、波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、第３実施例の光ファイバは、信号光波長帯域Ｂの全範囲において、波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。
【００３３】
次に、本実施形態に係る光ファイバを光伝送路として用いた光伝送システムの第１の実施形態について説明する。図６は、第１の実施形態に係る光伝送システム１の概略構成図である。この光伝送システム１は、送信局１１０と受信局１２０との間に光ファイバ１３０が光伝送路として敷設されたものである。
【００３４】
送信局１１０は、Ｎ台（Ｎ≧２）の送信器１１１1〜１１１Nおよび合波器１１２を含む。送信器１１１n（ただし、ｎは１以上Ｎ以下の任意の整数。以下同様。）は、信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）内の波長λnの信号光を出力する。波長λ1〜λNのうち、何れかの波長は波長１．３１μｍ帯にあり、他の何れかの波長は波長１．４５μｍ帯にあり、更に他の何れかの波長は波長１．５５μｍ帯にあり、その他の波長は波長１．５８μｍ帯にある。合波器１１２は、送信器１１１1〜１１１Nから送出された波長λ1〜λNの信号光を入力して合波し、この合波した多波長の信号光を光ファイバ１３０へ送出する。
【００３５】
光ファイバ１３０は、送信局１１０の合波器１１２により合波されて送出された波長λ1〜λNの信号光を受信局１２０まで伝送する。この光ファイバ１３０は、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ１３０は、より好適には、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、或いは、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、更に好適には、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ１３０は、より好適には、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ2以上であり、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００３６】
受信局１２０は、Ｎ台の受信器１２１1〜１２１Nおよび分波器１２２を含む。分波器１２２は、光ファイバ１３０を伝送してきて到達した波長λ1〜λNの信号光を入力して分波し、この分波した各波長の信号光を出力する。受信器１２１nは、分波器１２２から出力された波長λnの信号光を受信する。
【００３７】
この光伝送システム１では、送信局１１０において送信器１１１1〜１１１Nから出力され合波器１１２により合波された波長λ1〜λNの信号光は、光ファイバ１３０を伝送されて受信局１２０に到達する。受信局１２０において、波長λ1〜λNの信号光は、分波器１２２により分波され、受信器１２１1〜１２１Nにより受信される。この光伝送システム１は、送信局１１０と受信局１２０との間の光伝送路として、上述した本実施形態に係る光ファイバ１３０を用いていることから、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）の全範囲において、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制される。したがって、この光伝送システム１は、この広い信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）の多波長の信号光λ1〜λNを用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【００３８】
次に、本実施形態に係る光ファイバを光伝送路として用いた光伝送システムの第２の実施形態について説明する。図７は、第２の実施形態に係る光伝送システム２の概略構成図である。この光伝送システム２は、送信局２１０と中継局２４０との間に光ファイバ２３１が光伝送路として敷設され、また、中継局２４０と受信局２２０との間に光ファイバ２３２が光伝送路として敷設されたものである。
【００３９】
送信局２１０は、Ｎ台の送信器２１１1〜２１１N、合波器２１２1，２１２2、光増幅器２１３1，２１３2、および、合波器２１４を含む。送信器２１１nは、信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）内の波長λnの信号光を出力する。波長λ1〜λNのうち、何れかの波長は波長１．３１μｍ帯にあり、他の何れかの波長は波長１．４５μｍ帯にあり、更に他の何れかの波長は波長１．５５μｍ帯にあり、その他の波長は波長１．５８μｍ帯にある。合波器２１２1は、送信器２１１1〜２１１Mから送出された第１の波長帯域に含まれる波長λ1〜λMの信号光を入力して合波して、光増幅器２１３1は、この合波した波長λ1〜λMの信号光を一括光増幅して出力する（ただし、１＜Ｍ＜Ｎ）。合波器２１２2は、送信器２１１M+1〜２１１Nから送出された第２の波長帯域に含まれる波長λM+1〜λNの信号光を入力して合波して、光増幅器２１３2は、この合波した波長λM+1〜λNの信号光を一括光増幅して出力する。合波器２１４は、光増幅器２１３1により光増幅されて出力された波長λ1〜λMの信号光、および、光増幅器２１３2により光増幅されて出力された波長λM+1〜λNの信号光を入力して合波し、この合波した多波長の信号光を光ファイバ２３１へ送出する。
【００４０】
光ファイバ２３１は、送信局２１０の合波器２１４により合波されて送出された波長λ1〜λNの信号光を中継局２４０まで伝送する。この光ファイバ２３１は、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ２３１は、より好適には、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、或いは、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、更に好適には、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ２３１は、より好適には、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ2以上であり、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００４１】
中継局２４０は、分波器２４１、光増幅器２４２1，２４２2および合波器２４３を含む。分波器２４１は、光ファイバ２３１を伝送してきて到達した波長λ1〜λNの信号光を入力して、波長λ1〜λMを含む第１の波長帯域と、波長λM+1〜λNを含む第２の波長帯域とに分波する。光増幅器２４２1は、分波器２４１から出力された第１の波長帯域に含まれる波長λ1〜λMの信号光を一括光増幅し、光増幅器２４２2は、分波器２４１から出力された第２の波長帯域に含まれる波長λM+1〜λNの信号光を一括光増幅する。そして、合波器２４３は、光増幅器２４２1により光増幅されて出力された波長λ1〜λMの信号光、および、光増幅器２４２2により光増幅されて出力された波長λM+1〜λNの信号光を入力して合波し、この合波した多波長の信号光を光ファイバ２３２へ送出する。
【００４２】
光ファイバ２３２は、中継局２４０の合波器２４３により合波されて送出された波長λ1〜λNの信号光を受信局２２０まで伝送する。この光ファイバ２３２は、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ２３２は、より好適には、信号光波長帯域Ａの全範囲において波長分散が−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、或いは、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下であり、更に好適には、信号光波長帯域Ｂの全範囲において波長分散が−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下である。また、この光ファイバ２３２は、より好適には、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ2以上であり、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００４３】
受信局２２０は、Ｎ台の受信器２２１1〜２２１N、分波器２２２1，２２２2、光増幅器２２３1，２２３2、および、分波器２２４を含む。分波器２２４は、光ファイバ２３２を伝送してきて到達した波長λ1〜λNの信号光を入力して、波長λ1〜λMを含む第１の波長帯域と、波長λM+1〜λNを含む第２の波長帯域とに分波する。光増幅器２２３1は、分波器２２４から出力された第１の波長帯域に含まれる波長λ1〜λMの信号光を一括光増幅し、分波器２２２1は、この光増幅された波長λ1〜λMの信号光を波長毎に分波して出力する。光増幅器２２３2は、分波器２２４から出力された第２の波長帯域に含まれる波長λM+1〜λNの信号光を一括光増幅し、分波器２２２2は、この光増幅された波長λM+1〜λNの信号光を波長毎に分波して出力する。受信器２２１nは、分波器２２２1または２２２2から出力された波長λnの信号光を受信する。
【００４４】
この光伝送システム２では、送信局２１０において、送信器２１１1〜２１１Mから出力された第１の波長帯域の波長λ1〜λMの信号光は、合波器２１２1により合波され、光増幅器２１３1により一括光増幅される。また、送信器２１１M+1〜２１１Nから出力された第２波長帯域の波長λM+1〜λNの信号光は、合波器２１２2により合波され、光増幅器２１３2により一括光増幅される。そして、光増幅器２１３1により光増幅されて出力された波長λ1〜λMの信号光、および、光増幅器２１３2により光増幅されて出力された波長λM+1〜λNの信号光は、合波器２１４により更に合波されて、光ファイバ２３１に送出される。送信局２１０から送出された波長λ1〜λNの信号光は、光ファイバ２３１を伝送されて中継局２４０に到達する。
【００４５】
中継局２４０においては、光ファイバ２３１を伝送してきて到達した波長λ1〜λNの信号光は、分波器２４１により第１の波長帯域と第２の波長帯域とに分波される。第１の波長帯域に含まれる波長λ1〜λMの信号光は、光増幅器２４２1により一括光増幅され、第２の波長帯域に含まれる波長λM+1〜λNの信号光は、光増幅器２４２2により一括光増幅されて、これらは、合波器２４３により合波されて、光ファイバ２３２に送出される。中継局２４０から送出された波長λ1〜λNの信号光は、光ファイバ２３２を伝送されて受信局２２０に到達する。
【００４６】
受信局２２０においては、光ファイバ２３２を伝送してきて到達した波長λ1〜λNの信号光は、分波器２２４により第１の波長帯域と第２の波長帯域とに分波される。第１の波長帯域に含まれる波長λ1〜λMの信号光は、光増幅器２２３1により一括光増幅され、分波器２２２1により波長毎に分波される。第２の波長帯域に含まれる波長λM+1〜λNの信号光は、光増幅器２２３2により一括光増幅され、分波器２２２2により波長毎に分波される。そして、波長λ1〜λNの信号光は、受信器２２１1〜２２１Nにより受信される。
【００４７】
この光伝送システム２は、送信局２１０と中継局２４０との間の光伝送路、および、中継局２４０と受信局２２０との間の光伝送路として、上述した本実施形態に係る光ファイバ２３１，２３２を用いていることから、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）の全範囲において、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制される。したがって、この光伝送システム２は、この広い信号光波長帯域Ａ（または信号光波長帯域Ｂ）の多波長の信号光λ1〜λNを用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【００４８】
また、この光伝送システム２では、第１の波長帯域に含まれる波長λ1〜λMの信号光を光増幅器２１３1，２４２1および２２３1により一括光増幅し、また、第２の波長帯域に含まれる波長λM+1〜λNの信号光を光増幅器２１３2，２４２2および２２３2により一括光増幅するので、この点でも長距離伝送が可能である。例えば、第１の波長帯域は波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含み、この第１の波長帯域内の信号光を一括光増幅する光増幅器として、Ｅｒ元素が光導波領域に添加された光ファイバを光増幅媒体として用いたＥｒ元素添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ: Erbium-Doped Fiber Amplifier）が好適に用いられる。一方、第２の波長帯域は波長１．３１μｍ帯および波長１．４５μｍ帯を含み、この第２の波長帯域内の信号光を一括光増幅する光増幅器として、半導体光増幅器やラマン増幅器が好適に用いられる。
【００４９】
なお、図７に示した構成では、信号光を２つの波長帯域に分けて各々光増幅器により光増幅することとしたが、全体を１つの光増幅器により光増幅してもよいし、また、３以上の波長帯域に分けて各々光増幅器により光増幅するのも好適である。例えば、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯の４つの波長帯域に分けてもよい。そして、波長１．３１μｍ帯の信号光の光増幅には、Ｐｒ元素が光導波領域に添加された光ファイバを光増幅媒体として用いたＰｒ元素添加光ファイバ増幅器（ＰＤＦＡ: Praseodymium-Doped Fiber Amplifier）が好適に用いられる。波長１．４５μｍ帯の信号光の光増幅には、Ｔｍ元素が光導波領域に添加された光ファイバを光増幅媒体として用いたＴｍ元素添加光ファイバ増幅器（ＴＤＦＡ: Thulium-Doped Fiber Amplifier）が好適に用いられる。波長１．５５μｍ帯の信号光の光増幅にはＥＤＦＡが好適に用いられる。波長１．５８μｍ帯の信号光の光増幅にもＥＤＦＡが好適に用いられる。また、何れの波長帯域の信号光の光増幅にも、半導体光増幅器やラマン増幅器が好適に用いられる。
【００５０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係る光ファイバは、波長帯域１．３０μｍ〜１．６０μｍの全範囲において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（より好適には、−１２ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）である。また、より好適には、上記の波長帯域より広い波長帯域１．２５μｍ〜１．６５μｍの全範囲において、波長分散が−２０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下（より好適には、−１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以上−４ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ以下）である。この光ファイバによれば、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む広い信号光波長帯域において、波長分散が上記数値範囲内の値であるので、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制される。したがって、この光ファイバを光伝送路として用いれば、この広い信号光波長帯域の多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【００５１】
本発明に係る光ファイバは、波長１．５５μｍにおける実効断面積が４０μｍ2以上である場合には、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化が更に抑制され、長距離伝送を行う上で好適である。また、本発明に係る光ファイバは、波長１．３８μｍにおけるＯＨ基に因るロス増が０．１ｄＢ／ｋｍ以下である場合には、波長１．３８μｍ付近の波長をも信号光波長として用いることができるので、更に大容量の伝送が可能である。
【００５２】
本発明に係る光伝送システムは、上記の本発明に係る光ファイバを光伝送路として用いているので、波長１．３１μｍ帯、波長１．４５μｍ帯、波長１．５５μｍ帯および波長１．５８μｍ帯を含む広い信号光波長帯域（１．３０μｍ〜１．６０μｍ、より好適には１．２５μｍ〜１．６５μｍ）において、非線型光学現象に因る信号光の波形劣化および累積波長分散に因る信号光の波形劣化の双方が抑制され、この広い信号光波長帯域の多波長の信号光を用いて大容量の長距離伝送が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光ファイバの波長分散特性を説明する図である。
【図２】本実施形態に係る光ファイバの屈折率プロファイルの好適例を説明する図である。
【図３】本実施形態に係る光ファイバの屈折率プロファイルの他の好適例を説明する図である。
【図４】４つの実施例の光ファイバそれぞれの諸元および諸特性を纏めた図表である。
【図５】４つの実施例の光ファイバそれぞれの波長分散特性を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態に係る光伝送システムの概略構成図である。
【図７】第２の実施形態に係る光伝送システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１，２…光伝送システム、１１０…送信局、１１１1〜１１１N…送信器、１１２…合波器、１２０…受信局、１２１1〜１２１N…受信器、１２２…分波器、１３０…光ファイバ、２１０…送信局、２１１1〜２１１N…送信器、２１２1，２１２2…合波器、２１３1，２１３2…光増幅器、２１４…合波器、２２０…受信局、２２１1〜２２１N…受信器、２２２1，２２２2…分波器、２２３1，２２３2…光増幅器、２２４…分波器、２３１，２３２…光ファイバ、２４０…中継局、２４１…分波器、２４２1，２４２2…光増幅器、２４３…合波器。
【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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