(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１３００ｍｍから１６２５ｍｍまでの使用範囲を有する、波長分割多重を備える光ファイバ伝送ネットワークのためのモノモード光ファイバであって、１３７０ｎｍ以下のゼロ分散波長を有し、１５５０ｎｍの波長について、
５ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１１ｐｓ／ｎｍ・ｋｍまでの分散Ｃと、
２５０ｎｍから３７０ｎｍまでの分散Ｃと分散勾配Ｃ’との比と、
５０μｍ２以上の有効面積と、
８００００μｍ４・ｎｍ２・ｋｍ／ｐｓより大きい波長分散勾配と有効面積の平方との比と、
を有し、
ステップ−リングタイプのプロファイルを有し、
ファイバのステップの屈折率とクラッドの屈折率との差Δｎ１が、５．９×１０−３から８．２×１０−３までであり、
リングの屈折率とクラッドの屈折率との差Δｎ３が、０．９×１０−３から７．６×１０−３までであり、
ステップおよびリング間の中間セグメントの屈折率とクラッドの屈折率との差Δｎ２が、−６．８×１０−３から−１．７×１０−３までであり、
ステップの半径ｒ１が、３μｍから４．５μｍまでであり、
リングの内径ｒ２が、５．３μｍから８．１μｍまでであり、
リングの外径ｒ３が、７．３μｍから１１．１μｍまでである、モノモード光ファイバ。
【請求項２】
理論上のカットオフ波長が、１．８μｍ以下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】
１５５０ｎｍにおいて、半径３０ｍｍのリールに巻き付けられたファイバの１００周について、１０−２ｄＢ以下のベンド損失を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ。
【請求項４】
１６２５ｎｍにおいて、半径３０ｍｍのリールに巻き付けられたファイバの１００周について、０．５ｄＢ以下のベンド損失を有する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】
１５５０ｎｍにおいて、半径１０ｍｍの周りに巻き付けられた場合に、１００ｄＢ／ｍ以下のベンド損失を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項６】
１６２５ｎｍにおいて、半径１０ｍｍの周りに巻き付けられた場合に、４００ｄＢ／ｍ以下のベンド損失を有する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における波長分散勾配が、０．０１ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍから０．０４ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍまでである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】
１５５０ｎｍにおける波長分散が、７ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１１ｐｓ／ｎｍ・ｋｍまでである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】
１５５０ｎｍにおける有効面積が、５０μｍ２から７０μｍ２までである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】
１５５０ｎｍにおいて、０．２４ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項１１】
０．１ｐｓ／√ｋｍ以下の偏波モード分散を有する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】
ラインファイバとして請求項１から１１のいずれか一項に記載のファイバを有する、波長分割多重を備える光ファイバ伝送ネットワーク。
【請求項１３】
さらに、比［Ｃ／ＣＤＣＦ、Ｃ’／Ｃ’ＤＣＦ］が０．８から１．２までであるような、分散勾配Ｃ’ＤＣＦと分散ＣＤＣＦとを有する分散補償ファイバを備えることを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバ伝送ネットワーク。
【請求項１４】
前記比が１に近いことを特徴とする請求項１３に記載の光ファイバ伝送ネットワーク。
【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分野、とりわけ、分散シフトラインファイバによる波長分割多重伝送の分野に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバについては、一般に、ファイバの半径に屈折率を結び付ける関数のグラフの変化に応じた、屈折率プロファイルで表わされる。従来の方法では、横座標にはファイバの中心への距離ｒを、縦座標には、屈折率とファイバのクラッドの屈折率との差が示されている。たとえば、それぞれステップ形、台形、三角形のグラフについて、「ステップ形」、「台形」、「三角形」の屈折率プロファイルが表される。これらの曲線は、一般に、ファイバの理論的プロファイルまたは参照プロファイルを示しており、ファイバの製造上の制約条件によって、このプロファイルは著しく異なる恐れもある。
【０００３】
伝送ネットワークにおいて、特に波長分割多重伝送ネットワークにおいてファイバを使用するために、ファイバが、多重化される波長範囲における大きな有効面積を使用できることが有利である。大きな有効面積によって、パワーの総量は一定のまま、ファイバ内のパワー密度を制限し、さらに望ましくない非線型効果を制限するまたは防ぐことができる。
【０００４】
高ビットレートネットワークについては、ファイバが多重チャネルのモノモード伝播を行うことが有利である。ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ  ６５０は、ケーブルにおけるカットオフ波長を規定している。ファイバの理論上のカットオフ波長は、一般に、ケーブルにおけるカットオフ波長より数百ナノメートル大きい。実際に、理論上のカットオフ波長が、使用される信号の波長より大きいとしても、光ファイバにおける伝播をモノモードとすることができる。事実、光ファイバ伝送ネットワークにおける伝播距離に比べると小さい値であるが、数メートルまたは数十メートルの距離を超えると、あまりに減衰が大きくなってしまうことによって、二次モードが消滅する。その結果、伝送システムにおける伝播はモノモードになる。
【０００５】
ファイバのベンド及びマイクロベンドに対する感度ができるだけ小さくなることもまた重要である。半径３０ｍｍのリールの周囲に、ファイバを１００周巻き付けることによって生じる減衰を測定することによって、勧告ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ  ６５０に説明されているようなベンドに対する感度が評価される。マイクロベンドに対する感度は、それ自体知られた方法で測定される。以下のように、商品番号ＡＳＭＦ２００で出願人によって販売されているファイバのようなファイバに対してその感度を測定することができる。
【０００６】
波長分割多重化された新しい高ビットレート伝送ネットワークにおいて、多重化に用いられる波長範囲における波長分散勾配を制限することが有利である。その目的は、多重チャネル間のひずみを伝送中に最小化することにある。
【０００７】
一般にＳＭＦファイバと呼ばれるネットワークの標準ラインファイバは、およそ１３００ｎｍのゼロ分散波長と、およそ１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍから１８ｐｓ／ｎｍ／ｋｍまでの１５５０ｎｍにおける波長分散ＣＳＭＦと、およそ０．０５５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍから０．０６２ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍまでの１５５０ｎｍにおける波長分散勾配Ｃ’ＳＭＦとを有する。
【０００８】
伝送ネットワークは必然的に、ＳＭＦラインファイバの波長分散と波長分散勾配とを補償するための、分散補償ファイバすなわちＤＣＦ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）のセグメントによって補償されなければならない。特にＹ．Ａｋａｓａｋａ等の論文「Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｏｆ  １３００ｎｍ  Ｚｅｒｏ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ＳＭＦ  ｔｏ  ｇｅｔ  ｆｌａｔ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ａｔ  １５５０  ｎｍ  ｒａｎｇｅ（１５５０ｎｍレンジにおけるフラット分散を得るための１３００ｎｍゼロ分散ＳＭＦの分散補償技術）」Ｐｒｏｃ．２１  Ｅｕｒ．Ｃｏｎｔ．ｏｎ  Ｏｐｔ．Ｃｏｍｍ（ＥＣＯＣ’９５−ブリュッセル）によって、ＣＳＭＦ＝１６．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ及びＣ’ＳＭＦ＝０．０６１７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであるファイバＤＣＦについては、９２％から１０８％までの補償率を有するＤＣＦファイバが知られている。これは、２３５ｎｍから２８７ｎｍまでのＣＤＣＦ／Ｃ’ＤＣＦの比に対応する。
【０００９】
さらに、ＣＳＭＦ＝１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ及びＣ’ＳＭＦ＝０．０５５ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍであるＳＭＦファイバについては、８０％から１２０％の間に含まれる補償率を有し、ＤＫモジュール（ＤＫ−４０、ＤＫ−６０、ＤＫ−８０）という名称でＬＵＣＥＮＴ社から販売されているＤＣＦファイバが存在する。これは、２５０ｎｍから３７０ｎｍまでのＣＤＣＦ／Ｃ’ＤＣＦの比に対応する。
【００１０】
ここで生じる技術的問題は、ＳＭＦラインファイバ及び先のタイプのＤＣＦファイバを含む伝送ネットワークは、かなりの長さのＤＣＦファイバを必要とし、その結果、大きな減衰が生じるとともに、コストも高くなってしまうという点である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、ＳＭＦラインファイバを、前述の短いタイプのＤＣＦファイバによって、分散Ｃ及び分散勾配Ｃ’に関して完全に補償することができるファイバに置き換えることにあり、それは幅広い使用範囲について行なわれる。
【００１２】
先験的に、使用範囲全体にわたってほぼ一定の分散（すなわち分散勾配ゼロ）のファイバが適すると思われる場合であっても、それは実際には利用できない。なぜなら、分散勾配とともに減少する有効面積は、先に記したように、望ましくない非線型効果を防ぐにはあまりに小さくなるである。
【００１３】
これまでに知られているＤＳＦ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒｓ、分散シフトファイバ）及びＮＺＤＳＦ（Ｎｏｎ  Ｚｅｒｏ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒｓ、非ゼロ分散シフトファイバ）ファイバもまた、先の問題を解決できない。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、１３００から１６２５ｎｍまでの使用範囲を有する、波長分割多重を備える光ファイバ伝送ネットワークのためのモノモード光ファイバであって、１３７０以下のゼロ分散波長を有し、１５５０ｎｍの波長について、
５ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１１ｐｓ／ｎｍ・ｋｍまでの分散Ｃと、
２５０ｎｍから３７０ｎｍまでの分散と分散勾配との比と、
５０μｍ２以上の有効面積と、
８００００μｍ４・ｎｍ２・ｋｍ／ｐｓより大きな波長分散勾配と有効面積の平方との比と、を有するモノモード光ファイバを提供する。
【００１５】
ファイバの理論的カットオフ波長は、好ましくは、１．８μｍより小さく、ケーブル状のファイバのカットオフ断波長は１．３μｍより小さくなければならない。
【００１６】
本発明のファイバは、有利には、ＳＭＦファイバと同じ方法で、ＤＣＦの使用帯域を超えて使用することができる。したがって、その使用を、１３００ｎｍから１６２５ｎｍまでのシリカの透過帯域において完全に考えることができる。
【００１７】
本発明によるファイバは、ベンド損失に関して非常に有利な特性を有する。
【００１８】
たとえば、ファイバは、１５５０ｎｍにおいて、半径３０ｍｍのリールへのファイバの１００周巻き付けについて、１０ー２ｄＢ以下のベンド損失を有する。１６２５ｎｍでは、この値は０．５ｄＢである。
【００１９】
同様に、ファイバは、１５５０ｎｍにおいては、半径１０ｍｍの周りに巻き付けられると、１００ｄＢ／ｍ以下のベンド損失を有する。１６２５ｎｍでは、この値は４００ｄＢ／ｍである。
【００２０】
１５５０ｎｍにおけるマイクロベンドへの感度（ここでは、ＡＳＭＦ２００という名称の下に申請者によって販売された標準ファイバのマイクロベンドに対する感度に対して評価される）に関しては、本発明によるファイバは、１より小さく、好ましくは０．８より小さいマイクロベンドへの感度を有する。
【００２１】
１５５０ｎｍにおいて、本発明による光ファイバは、好ましくは、０．０１ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍから０．０４ｐｓ／ｎｍ２・ｋｍまでの波長分散勾配Ｃ’と、７ｐｓ／ｎｍ・ｋｍから１１ｐｓ／ｎｍ・ｋｍまでの波長分散Ｃと、５０μｍ２から７０μｍ２までの有効面積とを有する。
【００２２】
好ましい実施形態によって、本発明によるファイバは、以下の好ましい幾何学的特性をともなうステップ−リング形のプロファイルを有する。
【００２３】
ファイバのステップの屈折率とクラッドの屈折率との差Δｎ１が、５．９×１０−３と８．２×１０−３との間である。
【００２４】
リングの屈折率とクラッドの屈折率との差Δｎ３は、０．９×１０−３と７．６×１０−３との間である。
【００２５】
ステップおよびリング間の中間セグメントの屈折率とクラッドの屈折率との間の差Δｎ２は、−６．８×１０−３と−１．７×１０−３との間である。
【００２６】
ステップの半径ｒ１は、３μｍと４．５μｍとの間である。
【００２７】
リングの内径ｒ２は、５．３μｍと８．１μｍとの間である。
【００２８】
リングの外径ｒ３は、７．３μｍと１１．１μｍとの間である。
【００２９】
本発明はまた、１３００ｎｍから１６２５ｎｍまでの使用範囲について、ラインファイバとして本発明によるファイバを有する、波長分割多重を備える光ファイバ伝送ネットワークを提供する。
【００３０】
このような伝送ネットワークはまた、比［Ｃ／ＣＤＣＦ、Ｃ’／Ｃ’ＤＣＦ］が０．８から１．２まで、好ましくは１に近いような、分散ＣＤＣＦと分散勾配Ｃ’ＤＣＦとを有する、分散補償ファイバを備える。
【００３１】
まったく限定的でなく、例示的なものとして与えられる実施形態を以下に説明することで、本発明の他の特徴及び利点が明らかになるだろう。
【００３２】
【発明の実施の形態】
横座標には、半径ｒがミクロン単位で示され、縦座標にはクラッドに対する屈折率の差Δｎが示されている。
【００３３】
以下の表１は、ＡからＪまで記した１２本のファイバについての、幾何学的特性ｒｉと１から３までのｉについてのΔｎｉが示されている。
【表１】
0004920829.tif 000002
【００３４】
表２は、ファイバＡからＪの１５５０ｎｍにおける以下のような伝播特性が示されている。
【００３５】
有効面積Ｓｅｆｆ（μｍ２）、
波長分散Ｃ（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）、
マイクロベンド感度Ｓμｃ（単位なし）、
波長分散勾配Ｃ’（ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ）、
Ｓｅｆｆ２／勾配Ｃ’の比（μｍ４・ｎｍ２・ｋｍ／ｐｓ）、
Ｃ／Ｃ’の比（ｎｍ）。
【００３６】
さらに、表２には以下が記載されている
半径３０ｍｍのリール上で、ファイバの１００周についてのｄＢ単位で表わされる、１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおけるベンド損失ＰＣ、あるいは半径１０ｍｍの周りに巻き付けられるファイバについてのｄＢ単位で表わされる、１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍにおけるベンド損失ＰＣ、
カットオフ波長λｃ（μｍ）、
ゼロ分散波長λｏ（μｍ）
【表２】
0004920829.tif 000003
【００３７】
表２に示されているように、本発明によるすべてのファイバは、ベンド損失及びマイクロベンド損失の基準に非常に幅広く応えるものである。
【００３８】
さらに、本発明によるファイバの２５０ｎｍから３７０ｎｍまでの比Ｃ／Ｃ’の値を考慮に入れると、それらファイバは、伝送ネットワークのＤＣＦファイバにとりわけ適合する。
【００３９】
例として、
従来の技術の伝送システムにおいては、１００ｋｍのＳＭＦファイバは、以下の特性とともに１７ｋｍのＤＣＦによって補償される。
【００４０】
ＣＳＭＦ＝１６．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、Ｃ’ＳＭＦ＝０．０６１７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、
ＣＤＣＦ／Ｃ’ＤＣＦ＝２６０、ＣＤＣＦ＝−１００ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ。
【００４１】
以下の条件において、表１及び２のＮｏ．Ｃのファイバが、ＳＭＦファイバの代用となる本発明によるシステムにおいては、
Ｃ＝７．９ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ、Ｃ’＝０．０３ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍ、Ｃ／Ｃ’＝２６０ｎｍ。
【００４２】
分散及び勾配に関して同一の補正を得るためには、７．９ｋｍのＤＣＦファイバで十分であろう。いいかえれば、ＤＣＦファイバの長さは、本発明によるラインファイバの利用によって、１／２．１５に短くなる。
【００４３】
上述の特性に加えて、本発明によるファイバは、０．２４ｄＢ／ｋｍ以下の１５５０ｎｍにおける減衰と、０．１ｐｓ／√ｋｍ以下の偏波モード分散を有する。
【００４４】
当然のことながら、上記の特徴を満足する他のタイプのプロファイルを考慮することができ、特に台形−リング形プロファイルを考慮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるファイバのステップ−リングタイプの屈折率プロファイルを非常に概略的に示している。
【符号の説明】
ｒ  ファイバの中心への距離
ｒ１  ステップの半径
ｒ２  リングの内径
ｒ３  リングの外径
Δｎ  クラッドに対する屈折率の差
Δｎ１  ステップの屈折率とクラッドの屈折率との差
Δｎ２  ステップおよびリングの中間セグメントの屈折率とクラッドの屈折率との差
Δｎ３  リングの屈折率とクラッドの屈折率との差
Ｓｅｆｆ  有効面積
【図１】
0004920829.tif 000004