JP4101497B2

JP4101497B2 - 正の波長分散をもつ光ファイバ内の波長分散のインライン補償のための光ファイバ

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Publication number: JP4101497B2
Application number: JP2001324462A
Authority: JP
Inventors: ルイ−アンヌ・ドウ・モンモリオン; フロラン・ボーモン; パスカル・ヌキ; ピエール・シラール; マキシム・ゴルリエ; リユドビツク・フルリー
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: FR2816065B1; EP1202088A1; JP2002182053A; FR2816065A1; US6763168B2; CN1205493C; US20020076186A1; CN1351267A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ伝送、より詳細には、光ファイバ伝送システム内で波長分散（chromatic dispersion）および波長分散勾配を補償することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの屈折率分布（index profile）は、一般にファイバの屈折率と半径を関係付ける関数のグラフの形状によって記述される。普通は、横軸上にファイバ中心からの距離ｒを、縦軸上に屈折率とファイバのクラッディングの屈折率との差をプロットする。したがって、「ステップ型」屈折率分布、「台形型」屈折率分布、および「三角形型」屈折率分布という表現をそれぞれ、ステップ状、台形状、三角形状のグラフに対して言及するのに使用する。これらの曲線は、ファイバの屈折率の理論上の分布または設定値の分布を一般に表す。ファイバの製造上の制限によって、かなり異なる分布になる可能性がある。
【０００３】
新しい高ビットレート波長分割多重化伝送ネットワーク内で、特に４０Ｇｂｉｔ／ｓ〜１６０Ｇｂｉｔ／ｓ以上のビットレートで、波長分散を管理することは有利である。パルスの拡大を制限するために、多重のすべての波長に対して、リンク（link）でほぼゼロの累積波長分散を得ることが目的である。数１０ｐｓ／ｎｍの累積分散値が一般に受け入れられている。また、システムで使用する波長の近傍で、非線形の影響が最も強くなるゼロ値の局所波長分散を避けることも有用である。さらに、多重の範囲にわたって累積波長分散勾配を制限して、多重チャネル間の歪みを防止し、または制限することも有用である。波長分散勾配は通常、波長分散を波長で微分した導関数である。
【０００４】
ステップ屈折率ファイバは、単一モードファイバ（ＳｉｎｇｌｅＭｏｄｅＦｉｂｅｒ、ＳＭＦ）としても知られているが、光ファイバ伝送システム内でラインファイバとして通常使用されている。本出願人のＡＳＭＦ２００ステップ屈折率モノモードファイバは、１３００〜１３２０ｎｍの波長分散相殺波長λ_０と、１２８５〜１３３０ｎｍの範囲で３．５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）以下、１５５０ｎｍで１７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）程度である波長分散を有する。１５５０ｎｍでの波長分散勾配は、０．０６ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）程度である。
【０００５】
分散シフトファイバ（ＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＳｈｉｆｔｅｄＦｉｂｅｒ、ＤＳＦ）もまた利用可能になっている。シリカの分散がほぼゼロになる１．３μｍの波長とは一般に異なる、ＤＳＦが使用される伝送波長では、波長分散はほぼゼロである。言いかえれば、ファイバのコアと光クラッディングの間の屈折率の差Δｎを増加させることによって、シリカのゼロでない分散が補償される。すなわち、「シフト」という用語を使用する。その屈折率の差によって、ゼロの波長分散が得られる波長を相殺する。後者を製造する際、プリフォームにドーパントを導入することによって、例えば従来技術で知られているＭＣＶＤプロセスによって達成されるが、ここではさらに詳細には述べない。
【０００６】
非ゼロ分散シフトファイバ（Ｎｏｎ−ＺｅｒｏＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＦｉｂｅｒ、ＮＺ−ＤＳＦ＋）は、通常約１５５０ｎｍの使用波長で、ゼロでない正の波長分散を有する分散シフトファイバである。これらのファイバは、これらの波長で通常１１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）未満の低い波長分散を有し、１５５０ｎｍで０．０４〜０．１ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）の波長分散勾配を有する。
【０００７】
文献ＦＲ−Ａ２７９０１０７は、チャネル当たりのビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓに対して、チャネルの間隔が１００ＧＨｚ以下である高密度な波長分割多重伝送に特に適したラインファイバを提案している。このファイバは、１５５０ｎｍの波長で、６０μｍ^２以上の実効断面積と、６〜１０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散と、０．０７ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）未満の波長分散勾配とを有する。
【０００８】
"An optical fiber exhibiting monomode behavior in-cable for wavelength division multiplex optical fiber transmission networks"という英訳題の２０００年２月２４日出願の仏国特許出願番号００／０２３１６は、１５５０ｍｍの波長で、５〜１１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散と、２５０〜３７０ｎｍの波長分散と波長分散勾配との比と、８×１０^４μｍ^２・ｎｍ^２・ｋｍ／ｐｓより大きい実効断面積の２乗と波長分散勾配との比を有するラインファイバを提案している。このラインファイバの使用範囲は、１３００〜１６２５ｎｍである。上記の出願で説明した一例において、そのファイバの分散は、−１００ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散と、２６０ｎｍの波長分散と波長分散勾配との比を有する分散補償ファイバによって補償される。
【０００９】
ラインファイバとして使用されるＳＭＦまたはＮＺ−ＤＳＦ＋の波長分散および波長分散勾配を補償するために、短い長さの分散補償ファイバ（ＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎＦｉｂｅｒ、ＤＣＦ）を使用することが、当業者に知られている。ＳＭＦラインファイバ内の波長分散を、ＤＣＦを用いて補償する伝送システムの一例は、M.Nishimuraらによる"Dispersion compensating fibers and their applications", OFC’96 Technical Digest ThA1に記述されている。このような分散補償ファイバの使用は、L.Gruner-Nielsenらによる、"Large volume Manufacturing of dispersion compensating fibers", OFC’98 Technical Digest TuD5にも記載されている。このタイプのファイバの欠点は、コストが高いことと、ＰＭＤに対する感度とケーブルへの組込みに対する感度が高いことである。
【００１０】
ＤＣＦも、様々な特許に記載されている。１５５０ｎｍの波長の近傍で、ＤＣＦは、負の波長分散を有して、ラインファイバの累積波長分散を補償する。また、負の波長分散勾配を有して、ラインファイバの正の波長分散勾配を補償することもある。
【００１１】
文献ＵＳ−Ａ−５５６８５８３およびＵＳ−Ａ−５３６１３１９は、１５５０ｎｍで１７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）程度の分散を有する、ＳＭＦ内の波長分散を補償するＤＣＦを提案している。
【００１２】
文献ＷＯ−Ａ−９９１３３６６は、ルーセント「トルーウェーブ」ファイバ（Lucent "True Wave" fiber）の波長分散および波長分散勾配を補償する、補償モジュールでの使用を意図した分散補償ファイバを提案している。この分散補償ファイバは、１．５〜４ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散と、０．０７ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）の波長分散勾配を有する。提案された分散補償ファイバの一実施形態は、−２７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散と、−１．２５ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）の波長分散勾配を有する。
【００１３】
ＥＰ−Ａ−０６７４１９３は、−８５〜２０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散を有する分散補償ファイバを提案している。−２０〜０ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の分散値での屈折率分布の比較例が、図面に提示されている。これらの比較例については、波長分散勾配は正であるかごくわずかに負である。
【００１４】
ＵＳ−Ａ−５８３８８６７は、分散シフトラインファイバ内での、インライン（in-line）のまたはインモジュール（in-module）の波長分散の補償を意図した分散補償ファイバを提案している。
【００１５】
K.Mukasaらによる"Novel network fiber to manage dispersion at 1.55μm with combination of 1.3μm zero dispersion single mode fiber",ECOC 97,September 22-25,1997,Conference publication No 448は、ＳＭＦラインファイバのものとは逆の波長分散および波長分散勾配特性を有する、反転分散ファイバ(Reverse Dispersion Fiber(RDF))を提案している。１５５０ｎｍで、ファイバは−１５．６ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散を有し、−０．０４６ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）の波長分散勾配を有し、したがって、波長分散と波長分散勾配との比は３４０ｎｍ程度である。このファイバは、中央にピークをもち、クラッディングよりも小さい屈折率をもつ溝が周囲にある、Ｗ型の屈折率分布を有する。上記の刊行物では、ＲＤＦがＳＭＦの代わりに、ラインファイバとして使用されている。ＳＭＦ区間での累積波長分散および累積波長分散勾配は、次のＲＤＦ区間での伝播によって補償される。この教示は、ＦＲ−Ａ−２７６１４８３にも記載されている。その出願で提供された屈折率分布の例は、すべてステップ型屈折率分布であり、大部分の場合埋め込まれたクラッディングを伴う。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前に述べた特許出願第００／０２３１６号で提案されたファイバの波長分散を補償するために使用することができる新しいファイバを提案する。Ｍｕｋａｓａの論文で提案されたファイバと比較すると、減衰がより低く、実効断面積がより大きい。このファイバは、伝送システム内でラインファイバとしてより容易に使用することができる。また、本発明のファイバは、Ｍｕｋａｓａの論文で提案されたファイバよりも広い帯域にわたって使用することができる。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
１５５０ｎｍの波長で、−１２ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）〜−４ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散を有し、２５０ｎｍ〜３７０ｎｍの波長分散と波長分散勾配との比を有する光ファイバ。
【００１８】
本発明のファイバは、有利なことに１つまたは複数の下記の伝播特性をもつことができる。すなわち、
１５５０ｎの波長で、２０μｍ^２より大きい、好ましくは３０μｍ^２以上の実効断面積、
１３００ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長、好ましくは１３００ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長で、３０ｍｍラジアスフォーマ（radius former）へ１００回巻き付けた後、０．０５ｄＢ以下、好ましくは０．００１ｄＢ以下の曲げ損失（bending loss）、
１３００ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長、好ましくは１３００ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長で、１０ｍｍの曲げ半径に対し、１００ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失、
１３００ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長、好ましくは１３００ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長で、１以下、好ましくは０．５以下のマイクロベンド感度、
１３００ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長、好ましくは１３００ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長で、０．３０ｄＢ／ｋｍ以下、好ましくは０．２５ｄＢ／ｋｍ以下の減衰、
１４００ｎｍ以下、好ましくは１３００ｎｍ以下のインケーブル遮断波長、
０．１ｐｓ・ｋｍ^−１／２以下の偏波モード分散。
【００１９】
ファイバは、好ましくは、埋め込み溝およびリングをもつ矩形または台形を備える屈折率分布を有する。屈折率分布は、以下の特徴を有してもよい。
【００２０】
前記ファイバの中央部の台形または矩形の屈折率とクラッディングの屈折率の差が、９．５×１０^−３〜１１．６×１０^−３であり、前記クラッディングの屈折率よりも高い屈折率をもつ前記ファイバの中央部の半径が、２．４μｍ〜２．９μｍである。
【００２１】
埋め込み溝の屈折率とクラッディングの屈折率の差が、−６．９×１０^−３〜−３．１×１０^−３であり、前記埋め込み溝の外側半径が、４．８μｍ〜６．９μｍである。
【００２２】
前記リングの屈折率とクラッディングの屈折率の差が、１．５×１０^−３〜８．４×１０^−３であり、前記リングの外側半径が、７．５μｍ〜１０．２μｍである。
【００２３】
台形の中央部をもつ屈折率分布の場合、前記台形の短底辺の半径と前記台形の長底辺の半径との比は、好ましくは０．８〜１である。
【００２４】
ファイバは、前記台形の短底辺の半径と前記台形の長底辺の半径との比が０．６〜０．８である、埋め込み溝とリングをもつ台形を備える屈折率分布を有してもよい。この場合、屈折率分布は、以下の特徴を有してもよい。
【００２５】
前記ファイバの中央部の台形の屈折率とクラッディングの屈折率の差が、９．８×１０^−３〜１１．６×１０^−３であり、前記クラッディングの屈折率よりも高い屈折率をもつ前記ファイバの中央部の半径が、２．５μｍ〜２．９μｍである。
【００２６】
埋め込み溝の屈折率とクラッディングの屈折率の差が、−７．０×１０^−３〜−３．２×１０^−３であり、前記埋め込み溝の外側半径が、４．７μｍ〜７．０μｍである。
【００２７】
前記リングの屈折率とクラッディングの屈折率の差が、１．５×１０^−３〜８．５×１０^−３であり、前記リングの外側半径が、７．５μｍ〜１０．２μｍである。
【００２８】
本発明は、上記の種類のファイバを、波長分割多重光ファイバ伝送システム内で分散補償ファイバとして使用することも提案する。このファイバは、ケーブル内に組み込むことができ、またラインファイバとして使用することができる。
【００２９】
最後に本発明は、ラインファイバの第１の区間、および前で規定したファイバから成るラインファイバの第２の区間を備える、波長分割多重光ファイバ伝送システムを提案する。
【００３０】
有利なことに、１５５０ｎｍの波長で、前記第１の区間の前記ラインファイバは、５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）〜１１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散を有し、０．０１ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）〜０．０４ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）の波長分散勾配を有し、５０μｍ^２〜７０μｍ^２の実効断面積、および／または２５０ｎｍ〜３７０ｎｍの波長分散と波長分散勾配との比を有する。
【００３１】
第１の区間の長さと第２の区間の長さとの比は、好ましくは、ほば前記第１の区間および第２の区間の前記ファイバの１５５０ｎｍの波長での波長分散の比の絶対値の逆数である。
【００３２】
システムの一実施形態において、１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍの波長での、好ましくは１４５０ｎｍ〜１６５０ｎｍの波長での、伝送距離１００ｋｍにわたる平均の累積波長分散は、１００ｐｓ／ｎｍ未満であり、好ましくは５０ｐｓ／ｎｍ未満である。
【００３３】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して例を用いて説明を行う、本発明の実施形態についての以下の説明を読めば明らかになるであろう。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明は、１５５０ｎｍの波長で、−１２〜−４ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散と、２５０〜３７０ｎｍの波長分散と波長分散勾配との比を有するファイバを提供する。
【００３５】
本発明のファイバは、伝送システム内でラインファイバとして使用することができる。このファイバは、前に述べた、特許出願第００／０２３１６号で提案された種類のファイバ内で波長分散および波長分散勾配を補償する。すなわち１５５０ｎｍの波長で、以下の特性を有するファイバである。
【００３６】
５〜１１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散、
２５０〜３７０ｎｍの波長分散と波長分散勾配との比、
０．０１〜０．０４ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）の波長分散勾配、および
５０〜７０μｍ^２の実効断面積。
【００３７】
この種のシステムにおいて、本発明のファイバは、ラインファイバのうちのほぼ半分を表し、ラインファイバの他の半分は上記で記載したファイバである。
【００３８】
図１は、本発明のファイバをラインファイバとして用いる、波長分割多重伝送システムの概略図である。図１は、ラインファイバを間にはさんだ、伝送システムの送信機ＴＸ１と受信機ＲＸ２を示す図である。ラインファイバは、中継器４_１〜４_ｎ−１により分割された区間３_１〜３_ｎから作られている。中継器の構造は本発明には影響を与えないので、ここでは詳細には述べない。２つの隣接する中継器４_ｉ−１と４_ｉの間の、ラインファイバの一区間３_ｉは、前に述べた仏国特許出願に記載のタイプのファイバの第１の区間６_ｉ、および本発明によるファイバの第２の区間７_ｉから成る。
【００３９】
１つの例では、第１の区間のファイバは、１５５０ｎｍの波長で、７．８ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散と、０．０２３ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ）の波長分散勾配を有する。第２の区間のファイバは、以下の表１、２、および３にＮｏ．３ファイバとして挙げられており、多重化の波長範囲全体にわたってファイバの第１の区間での累積波長分散を補償する。この場合、第１の区間のファイバは、３４０ｎｍの波長分散と波長分散勾配との比を有し、第２の区間のファイバは、３４０ｎｍの波長分散と波長分散勾配との比を有する。
【００４０】
第１の区間と第２の区間のファイバの、それぞれの長さＬ_１とＬ_２との比は、リンク上の累積波長分散を最小化するように選択され、この例では、１程度、すなわち波長分散Ｃ_１とＣ_２との比の逆数の近傍でもよい。
【００４１】
全長１００ｋｍにわたって異なる伝送帯域に対する長さの例を示す。１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ(約１５５０ｎｍ)のＣバンドでの伝送システムの使用に対して、第１のファイバ区間に対して５１．３８ｋｍの長さＬ_１を考え、本発明によるファイバで構成される第２のファイバ区間に対して４８．６２ｋｍの長さＬ_２を考えることができる。多重波の１５５０ｎｍのチャネルに対する累積波長分散は、０ｐｓ／ｎｍの近傍である。Ｃバンド全体で、第１の区間および第２の区間の形成する全長１００ｋｍにわたって、累積波長分散の絶対値は、各チャネルに対して１ｐｓ／ｎｍ未満である。
【００４２】
伝送システムをＣバンドおよびＬバンドで、すなわち１５３０ｎｍ〜１６２０ｎｍで使用する場合、５１．３４ｋｍの長さＬ_１および４８．６６ｋｍの長さＬ_２を使用することができる。この場合、１５５０ｎｍの多重チャネルに対する累積波長分散は、０ｐｓ／ｎｍの近傍である。１５９０ｎｍのチャネルに対しては、−１．４ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の近傍である。帯域全体にわたって考慮すると、１００ｋｍにわたる累積波長分散の絶対値は、２ｐｓ／ｎｍ未満のままである。
【００４３】
伝送システムをＳバンド、ＣバンドおよびＬバンドで、すなわち１４５０ｎｍ〜１６２０ｎｍで使用する場合、５３．０４ｋｍの長さＬ_１および４６．９６ｋｍの長さＬ_２を使用することができる。この場合、１５５０ｎｍの多重チャネルに対する累積波長分散は、２７ｐｓ／ｎｍの近傍である。１５９０ｎｍのチャネルに対しては、２９ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の近傍である。１４７５ｎｍのチャネルに対しては、−６ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の近傍である。帯域全体にわたって考慮すると、１００ｋｍにわたる累積波長分散の絶対値は、４０ｐｓ／ｎｍ未満のままである。
【００４４】
最後に、Ｓ、Ｃ、Ｌ、およびＸＬバンド、すなわち１４５０〜１６５０ｎｍでの伝送システムの使用に対して、５２．５９ｋｍの長さＬ_１および４７．３１ｋｍの長さＬ_２を使用することができる。この場合、１５５０ｎｍの多重チャネルに対する累積波長分散は、２０ｐｓ／ｎｍの近傍である。１５９０ｎｍのチャネルに対しては、２１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の近傍である。１４７５ｎｍのチャネルに対しては、−１２ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の近傍である。最後に、１６３５ｎｍのチャネルに対しては、３１ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の近傍である。帯域全体にわたって考慮すると、１００ｋｍにわたる累積波長分散の絶対値は、４０ｐｓ／ｎｍ未満のままである。
【００４５】
以上で示したように、すべての場合において、各チャネルの１００ｋｍにわたる平均の累積波長分散は、この結果、伝送帯域全体にわたって、１００ｐｓ／ｎｍ、さらには５０ｐｓ／ｎｍ未満の値に制限されるということになる。
【００４６】
前に述べた特許出願に記載のファイバおよび本発明ファイバは良好な伝播特性をもつので、本発明では単位長さあたりの損失を、０．２５ｄＢ／ｋｍ、さらには０．２３ｄＢ／ｋｍ未満にすることが可能である。実効断面積は、リンク全体にわたって３０μｍ^２より大きく、非線形の影響を制限する。さらに、ファイバの特性が与えられると、通常０．１ｐｓ・ｋｍ^−１／２以下の低い偏波モード分散を容易に得られる。
【００４７】
図１の実施形態は、一例に過ぎず、様々な変形形態があり得る。すなわち、ファイバの様々な区間の長さの比が、例で提案した値１とは異なってもよい。比が０．８〜１．２の値であれば、有利である。値をこの範囲にすると、一方では、負の分散のファイバの長さが、正の分散のファイバの長さと同じ大きさの値に限定されたままであり、そのため、全体として、減衰の影響およびライン上の負の分散のファイバの実効断面積が制限されるようになる。他方では、従来使用されているＤＣＦ内よりも長い補償ファイバを使用することによって、広い波長領域にわたる分散の補償が可能になる。したがって、提案された領域は、有利な妥協策である。
【００４８】
図に示す例では、各区間は、正の波長分散を有するファイバの一区間の次に、負の波長分散を有するような本発明によるファイバの区間を有する。もちろん、これら２つの区間の位置を交互に換えたり、多数の区間を設けることが可能である。しかし、ラインファイバ内の累積波長分散を、中継器の近傍で可能なかぎりゼロに近づけると、有利である。これは、隣接する２つの中継器間で、正の波長分散ファイバの全長および負の波長分散ファイバの全長に対する、可能な制約条件を構成する。例えば信号に前補償と後補償を適用する場合、すなわち送信される信号が、リンク上で予想される波長分散の関数として条件付けられている場合には、この種の解決方法は、必ずしも適さない。したがって、補償モジュールを、送信機ＴＸまたは受信機ＲＸ内に設けることもできる。
【００４９】
より一般的には、２つの中継器間の１種類のまたは複数の種類のファイバの区間の数は、リンク上の点での累積波長分散の許容値に依存する。最大累積波長分散が、第１の区間と第２の区間の接続点にあること、および最大累積波長分散が第１の区間にわたる累積波長分散とほぼ対応することが、図１の例において明らかである。長さＬ_１、Ｌ_２の２つの区間を、長さＬ_１／２、Ｌ_２／２、Ｌ_１／２、Ｌ_２／２の４つの区間で置きかえると、伝送システム内に達する最大累積波長分散は半減する。
【００５０】
最後に、上記で提案された例で提案された波長分散の値は変更してもよい。
【００５１】
例は、Ｃバンド、ＣおよびＬバンド、Ｓ、ＣおよびＬバンド、Ｓ、Ｃ、ＬおよびＸＬバンドでの伝送を考慮している。他の伝送帯域、例えば、ＳバンドのみまたはＬバンドのみ、ＣバンドおよびＳバンド、またはＳ、Ｃ、Ｌ、およびＸＬバンドのうちのどんな組合せのものを使用してもよい。
【００５２】
中継器内でファイバの一部分を使用することは、本発明の好ましい実施形態ではない。しかし、中継器内に短い長さのこのファイバを設けない理由はない。本発明のファイバは、したがって、極めて高いビットレートの波長分割多重伝送システムを構築するために使用でき、例えば様々な広範囲の波長で、Ｎ×２０Ｇｂ／ｓおよびＮ×４０Ｇｂ／ｓのビットレートを達成することができる。
【００５３】
次に、本発明の分散補償ファイバの特性を記述し、その後ファイバの一実施形態を記述する。１５５０ｎｍの波長で、ファイバは、負の波長分散と、負の波長分散勾配を有し、したがって前で述べた仏国特許出願に記載のファイバ内の波長分散と波長分散勾配を補償することができる。波長分散は、−１２〜−４ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）であり、波長分散と波長分散勾配との比は、２５０ｎｍ〜３７０ｎｍの値である。
【００５４】
ファイバが以下の特性のうちの１つまたは複数を有することも、また有利である。すなわち、
１４００ｎｍ、さらには１３００ｎｍのインケーブル遮断波長、
１５５０ｎｍで２０μｍ^２、さらには３０μｍ^２より大きい実効断面積、
１３００〜１６２０ｎｍ、さらには１３００〜１６５０ｎｍの波長で、３０ｍｍラジアスフォーマへの１００回巻で０．０５ｄＢ未満の曲げ損失、
１３００〜１６２０ｎｍ、好ましくは１３００〜１６２０ｎｍの波長で、曲げ半径１０ｍｍに対し１００ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失、
１３００〜１６２０ｎｍ、さらには１３００〜１６５０ｎｍの波長で、１未満のマイクロベンド損失感度、
０．３ｄＢ／ｋｍ、さらには０．２５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、
０．１ｐｓ・ｋｍ^−１／２以下の偏波モード分散。
【００５５】
インケーブル遮断波長を１４００ｎｍ未満にすると、１４００ｎｍより長い波長でのモノモードの挙動、すなわち、正確に光が伝播すること、例えば、存在すると本発明のファイバ内では、波長分割多重伝送に有用であるＳ、Ｃ、Ｌ、ＸＬバンドでバンド幅を大いに制限するモードノイズが存在しないようになる。インケーブル遮断波長を１３００ｎｍ未満にすると、１３００ｎｍより長い波長でのモノモードの挙動、すなわち、本発明のファイバ内でシリカの透過性の範囲全体にわたり正確に光が伝播するようになる。また、遮断波長がより高く、他のものが（波長分散、波長分散勾配、インケーブル能力）等しいならば、より大きい実効断面積が得られる。実効断面積をその値にすると、本発明のファイバを、過度になりつつある伝送システムで損失または非線形の影響なく、ラインファイバとして使用できるようになる。
【００５６】
曲げ損失は、３０ｍｍラジアスフォーマへ１００回巻き付け、その結果生じた損失を測定することによって当業者に知られた方法で評価する。曲げ損失を制限すると、図１の実施形態のように、本発明のファイバのケーブルへの組込みに耐えることができるようになる。別の測定方法は、１０ｍｍラジアスハーフループ（ｒａｄｉｕｓｈａｌｆ−ｌｏｏｐ）へファイバを巻き付け、その結果生じた損失を測定することから成る。後者の場合、結果は、ｄＢ／ｍ単位で表わされる単位長さあたりの損失で表される。
【００５７】
ファイバのマイクロベンド感度は、本出願人のＡＳＭＦ２００ファイバに関して評価する。当業者に知られている、２つのグリッド間でファイバを破壊する方法を使用できる。マイクロベンド感度の提案した値は、ファイバのインケーブル能力を改善する。マイクロベンド損失を制限すると、ケーブル内のファイバの減衰の増分が制限される。これによって、ケーブルに組み込んだ際のファイバの挙動が改善する。
【００５８】
図２は、本発明によるファイバの設定値の屈折率分布の略図である。この実施形態では、屈折率分布は、埋め込み溝とリングを有する矩形であり、ファイバの中央から始まり、
クラッディングの屈折率以上のほぼ一定の屈折率をもつ中央部分と、
クラッディングの屈折率以下の屈折率をもつ環状部分の
組合せが、「埋め込まれたまたは減少した（buried or depleted）溝をもつ矩形」状の屈折率分布を構成する。
【００５９】
埋め込み溝の周囲に、図２のファイバは、リング、すなわちその屈折率が、クラッディングの屈折率よりも高い部分を有する。これが「埋め込まれた溝とリングをもつ矩形」という表現である。
【００６０】
図２の実施形態の屈折率と半径の値を表１に示す。中央の矩形の半径はｒ_１であり、その屈折率とクラッディングの屈折率の差はΔｎ_１である。埋め込み溝は、半径ｒ_１とｒ_２の間にあり、その屈折率とクラッディングの屈折率の差はΔｎ_２である。溝の周りのリングは、半径ｒ_２とｒ_３の間にあり、その屈折率のクラッディングの屈折率に対する差はΔｎ_３である。リングの周囲にファイバのクラッディングがあり、それに対する屈折率の差が測定される。表中では、半径の値はμｍ表示であり、屈折率の値は１０^３倍である。
【００６１】
【表１】

すべての場合において、屈折率のクラッディングに対する変化は、−７×１０^−３〜１２×１０^−３である。このように選択すると、ファイバの製造が単純なままで、減衰が制限できるようになる。
【００６２】
上記の値によって、表２および表３に示す、伝播特性を有するファイバが製造される。ここで、
λ_ｃｔｈは、理論上の遮断波長（ｎｍ）である。
【００６３】
Ｓ_ｅｆｆは、１５５０ｎｍでの実効断面積（μｍ^２）である。
【００６４】
Ｃは、１５５０ｎｍでの波長分散（ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ））である。
【００６５】
Ｃ’は、１５５０ｎｍでの波長分散勾配（ｐｓ／（ｎｍ^２・ｋｍ））である。
【００６６】
Ｃ／Ｃ’は、ｎｍ単位で表された１５５０ｎｍでの波長分散と波長分散勾配との比である。
【００６７】
２Ｗ_０２は、μｍ単位で表された１５５０ｎｍでのモード直径である。
【００６８】
ＰＣ３０_Ｃは、３０ｍｍの半径で１００回巻きから得られた、ｄＢ単位で表された１５５０ｎｍでの曲げ損失の値である。
【００６９】
ＰＣ３０_Ｌは、３０ｍｍの半径で１００回巻きから得られた、ｄＢ単位で表された１６２０ｎｍでの曲げ損失の値である。
【００７０】
ＰＣ３０_ＸＬは、３０ｍｍの半径で１００回巻きから得られた、ｄＢ単位で表された１６５０ｎｍでの曲げ損失の値である。
【００７１】
ＰＣ１０_Ｃは、１０ｍｍラジアスハーフループ試験から得られた、ｄＢ／ｍ単位で表された１５５０ｎｍでの曲げ損失の値である。
【００７２】
ＰＣ１０_Ｌは、１０ｍｍラジアスハーフループ試験から得られた、ｄＢ／ｍ単位で表された１６２０ｎｍでの曲げ損失の値である。
【００７３】
ＰＣ１０_ＸＬは、１０ｍｍラジアスハーフループ試験から得られた、ｄＢ／ｍ単位で表された１６５０ｎｍでの曲げ損失の値である。
【００７４】
Ｓ_μＣは、１５５０ｎｍでのマイクロベンド感度である。
【００７５】
【表２】

【００７６】
【表３】

また、上記の例では、波長分散の値はそれぞれ、１４５０ｎｍで−６．５、−５．８、−６．５ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）であり、１６５０ｎｍで−１１．１、−１１．５、−１０．３ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）である。
【００７７】
ここで与えられた遮断波長は、理論上の遮断波長である。これは、その上は基本モードのみしか伝播できない計算された波長である（これについてのより多くの情報は、L.B.Jeunhomme, "Single-Mode Fiber Optics,principles and applications",1990 edition,pages 39〜44を参照のこと）。
【００７８】
インケーブル遮断波長は、長さ２０ｍのファイバ上で測定された遮断波長である（より詳細には、標準ＥＩＡ／ＴＩＡ−４５５−１７０を参照のこと）。実際には、インケーブル遮断波長は、理論上の遮断波長よりも数百ｎｍ短い。効果的なことに、明らかにファイバは所望の信号の波長領域ではモノモードである。
【００７９】
より一般的には、以下に示す範囲でパラメータを変化させることによって、本発明の特性および図２に示す設定値の屈折率分布を有するファイバが得られる。
【００８０】
９．５×１０^−３≦Δｎ_１≦１１．６×１０^−３および２．４μｍ≦ｒ_１≦２．９μｍ、
好ましくは、−６．９×１０^−３≦Δｎ_２≦−３．１×１０^−３および４．８μｍ≦ｒ_２≦６．９μｍ、
さらに好ましくは、
１．５×１０^−３≦Δｎ_３≦８．４×１０^−３および７．５μｍ≦ｒ_３≦１０．２μｍである。
【００８１】
さらに、本発明の特性を得るために最適化された分布は、以下の条件を満足する。ここで、Ｓ、Ｍ_１、Ｍ_２、Ｍ_３およびＭ_４は、以下の式によって定義される。
【００８２】
【数１】

Ｍ_１＝Ｓ＋Ｋ_１×ｒ_２、Ｋ_１はμｍ単位で表わされる係数
Ｍ_２＝−ｒ_２ ^２Δｎ_２＋Ｋ_２×ｒ_３、Ｋ_２はμｍ単位で表わされる係数
Ｍ_３＝−Ｓ＋Ｋ_３×Δｎ_２、Ｋ_３はμｍ^２単位で表わされる係数
Ｍ_４＝−ｒ_２ ^２Δｎ_２＋Ｋ_４×Δｎ_３、Ｋ_４はμｍ^２単位で表わされる係数
６３．９×１０^−３μｍ^２≦Ｓ≦８１．７×１０^−３μｍ^２
−２０１×１０^−３μｍ^２≦（ｒ_２）^２×Δｎ_２≦−１２１×１０^−３μｍ^２７．０×１０^−３μｍ≦（ｒ_３−ｒ_２）×Δｎ_３≦−１３．０×１０^−３μｍ１３１×１０^−３μｍ^２≦Ｍ_１≦１５４×１０^−３μｍ^２、ここでＫ_１＝１２．３μｍ
２９１×１０^−３μｍ^２≦Ｍ_２≦３３９×１０^−３μｍ^２、ここでＫ_２＝１８．２μｍ
５３．１×１０^−３μｍ^２≦Ｍ_３≦６７．７×１０^−３μｍ^２、ここでＫ_３＝２．７μｍ^２
−１５６×１０^−３μｍ^２≦Ｍ_４≦−８５．９×１０^−３μｍ^２、ここでＫ_４＝８．５μｍ^２である。
【００８３】
図３は、本発明のファイバの第２の実施形態の設定値の屈折率分布の概略図である。屈折率分布は、埋め込み溝とリングを有する台形を備える。この分布と図２に示した分布との唯一の相違は、中央部分が、矩形状ではなく、最小半径ｒ_１ａ、最大半径ｒ_１ｂ、横軸と交わる点での中央部分の半径に対応する半径ｒ_１をもつ台形であるということにある。半径がｒ_１ａで一定の屈折率がクラッディングの屈折率よりも高い中央部分は、また「台形の短底辺」と呼ぶこともできる。「台形の長底辺」は、図中の半径ｒ_１ｂに対応し、埋め込み溝の内側半径に達するまで延びる。
【００８４】
図３のタイプの分布を有する本発明によるファイバのパラメータおよび特性を以下の表４、５および６に示す。それぞれの表記は、上記の表１〜３と同じである。
【００８５】
【表４】

【００８６】
【表５】

【００８７】
【表６】

また、これらの例では、波長分散の値はそれぞれ、１４５０ｎｍで−６．５および−５．９ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）、１６５０ｎｍで−１１．７および−９．８ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）である。
【００８８】
埋め込み溝とリングをもつ矩形を備える図２の屈折率分布に対して、以下で定義する半径と屈折率の範囲は、図３の屈折率分布に同様に適用する（ｒ_１を上記で与えた新しい定義に置きかえる）。上記の範囲は、有利なことに比ｒ_１ａ／ｒ_１ｂを定義するための範囲によって補完される。
【００８９】
０．８≦ｒ_１ａ／ｒ_１ｂ≦１
ここで、比が１に等しい場合は、矩形の状態に対応する。
【００９０】
この分布は、側面の傾斜がずっと険しい台形でも使用することができる。この場合、有利なことに、分布は以下の法則を満たす。
【００９１】
０．６≦ｒ_１ａ／ｒ_１ｂ≦０．８
９．８×１０^−３≦Δｎ_１≦１１．６×１０^−３および２．５μｍ≦ｒ_１≦２．９μｍ
好ましくは、
−７．０×１０^−３≦Δｎ_２≦−３．２×１０^−３および４．７μｍ≦ｒ_２≦７．０μｍ
さらに好ましくは、
１．５×１０^−３≦Δｎ_３≦８．５×１０^−３および７．５μｍ≦ｒ_３≦１０．２μｍである。
【００９２】
また、本発明の特性を得るために最適化された分布は、以下の条件を満足する。ここで、Ｓ、Ｎ_１、Ｎ_２、Ｎ_３およびＮ_４は、以下の式によって定義される。
【００９３】
【数２】

Ｎ_１＝Ｓ＋Ｑ_１×ｒ_２、Ｑ_１はμｍ単位で表される係数
Ｎ_２＝−ｒ_２ ^２Δｎ_２＋Ｑ_２×ｒ_３、Ｑ_２はμｍ単位で表される係数
Ｎ_３＝−Ｓ＋Ｑ_３×Δｎ_２、Ｑ_３はμｍ単位で表される係数
Ｎ_４＝−ｒ_２ ^２Δｎ_２＋Ｑ_４×Δｎ_３、Ｑ_４はμｍ単位で表される係数
６４．０×１０^−３μｍ^２≦Ｓ≦７６．０×１０^−３μｍ^２
−１９７×１０^−３μｍ^２≦（ｒ_２）^２×Δｎ_２≦−１２８×１０^−３μｍ^２７．１×１０^−３μｍ≦（ｒ_３−ｒ_２）×Δｎ_３≦−１３．０×１０^−３
１０４．５×１０^−３μｍ^２≦Ｎ_１≦１２１．５×１０^−３μｍ^２ここで、Ｑ_１＝８．０μｍ
２９２×１０^−３μｍ^２≦Ｎ_２≦３３５×１０^−３μｍ^２、ここでＱ_２＝１７．６μｍ
４９．５×１０^−３μｍ^２≦Ｎ_３≦６０．５×１０^−３μｍ^２、ここでＱ_３＝２．４５μｍ^２
−１５９×１０^−３μｍ^２≦Ｎ_４≦−９１×１０^−３μｍ^２、ここでＱ_４＝８．８μｍ^２
本発明のファイバは、当業者によって、光ファイバの製造に通常用いられるＭＣＶＤ、ＯＶＤ、その他の技術などの従来技術で知られた技術を用いて、製造することができる。
【００９４】
もちろん、本発明は、ここに記載し、示した例および実施形態に限定されず、当業者に明らかであろう多数の変形形態も可能である。明らかに、図２および図３の半径および屈折率の分布および例は、例としてのみ与えられており、他の分布でも本発明の特性を有するファイバを製造することができる。中継器をもつ伝送システム内の図１の実施形態として、本発明のファイバを用いることができるが、中継器をもたない伝送システム内で用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による伝送システムを示す図である。
【図２】本発明による伝送システムのファイバの第１の実施形態の設定値の屈折率分布を示す図である。
【図３】本発明による伝送システムのファイバの第２の実施形態の設定値の屈折率分布を示す図である。
【符号の説明】
ＴＸ１送信機
ＲＸ２受信機
４_１〜４_ｎ−１中継器
Ｌ_１、Ｌ_２ファイバの長さ
Ｃ_１、Ｃ_２波長分散
３_１〜３_ｎ区間

Claims

１５５０ｎｍの波長で、−１２ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）〜−４ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散、および２５０ｎｍ〜３７０ｎｍの波長分散と波長分散勾配との比を有し、１５５０ｎｍの波長で、２０μｍ^２より大きい実効断面積を有し、クラッディングに対してある深さを有する埋め込み溝とリングとをもつ、矩形を備える屈折率分布を有する光ファイバであって、
前記ファイバの矩形の屈折率とクラッディングの屈折率の差が、９．５×１０^−３〜１１．６×１０^−３であり、かつ屈折率が前記クラッディングの屈折率よりも高い前記ファイバの矩形の半径が、２．４μｍ〜２．９μｍであり、
前記埋め込み溝の屈折率とクラッディングの屈折率の差が、−６．９×１０^−３〜−３．１×１０^−３であり、かつ前記埋め込み溝の外側半径が４．８μｍ〜６．９μｍであり、
前記リングの屈折率とクラッディングの屈折率の差が、１．５×１０^−３〜８．４×１０^−３であり、かつ前記リングの外側半径が７．５μｍ〜１０．２μｍである、光ファイバ。
１５５０ｎｍの波長で、−１２ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）〜−４ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散、および２５０ｎｍ〜３７０ｎｍの波長分散と波長分散勾配との比を有し、１５５０ｎｍの波長で、２０μｍ^２より大きい実効断面積を有し、クラッディングに対してある深さを有する埋め込み溝とリングとをもつ、台形を備える屈折率分布を有する光ファイバであって、
台形の中央部分を有し、かつ前記台形の短い底辺の半径と前記台形の長い底辺の半径との比が、０．６〜０．８であり、
前記ファイバの台形の中央部分の屈折率とクラッディングの屈折率の差が、９．８×１０^−３〜１１．６×１０^−３であり、かつ屈折率が前記クラッディングの屈折率よりも高い前記ファイバの中央部分の半径が、２．５μｍ〜２．９μｍであり、
前記埋め込み溝の屈折率とクラッディングの屈折率の差が、−７．０×１０^−３〜−３．２×１０^−３であり、かつ前記埋め込み溝の外側半径が、４．７μｍ〜７．０μｍであり、
前記リングの屈折率とクラッディングの屈折率の差が、１．５×１０^−３〜８．５×１０^−３であり、かつ前記リングの外側半径が、７．５μｍ〜１０．２μｍである、光ファイバ。