JP2003262752A - 光ファイバおよび光伝送システム - Google Patents

光ファイバおよび光伝送システム

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JP2003262752A JP2003085451A JP2003085451A JP2003262752A JP 2003262752 A JP2003262752 A JP 2003262752A JP 2003085451 A JP2003085451 A JP 2003085451A JP 2003085451 A JP2003085451 A JP 2003085451A JP 2003262752 A JP2003262752 A JP 2003262752A
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孝至 鈴木
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良三 山内
Takaaki Suzuki
孝昭 鈴木
Shoichiro Matsuo
昌一郎 松尾
Manabu Saito
学 齋藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1.53〜1.61μmから選択される使用
波長帯において、Aeffの拡大を図ることができ、比
較的簡単な屈折率分布形状を有し、低コストで製造可能
な光ファイバを提供する。 【解決手段】 中心コア部1と、その外周上に設けられ
た該中心コア部1よりも低屈折率の中間部2と、該中間
部2の周囲に設けられた該中間部2よりも高屈折率で、
前記中心コア部1よりも低屈折率のクラッド4とを有す
る屈折率分布形状を備え、1.53〜1.61μmから
選択される使用波長帯において、有効コア断面積が12
0μm以上であり、かつ前記使用波長帯において、実
質的にシングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有す
ることを特徴とする光ファイバを構成する。

Description

【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およびこ
れを用いた光伝送システムに関し、特に比較的容易な構
造で、1.53〜1.61μmから選択される使用波長
帯における有効コア断面積を拡大し、非線形効果の抑制
を可能とした光ファイバとこれを用いた光伝送システム
に関する。
【0002】
【従来の技術】エルビウム添加光ファイバ増幅器が実用
化されたことによって、波長1.53〜1.61μmに
おいては、超長距離無再生中継などのシステムが既に商
用化されている。また、通信容量の増大に伴い、波長多
重伝送の開発が急速に進められ、既にいくつかの伝送路
では商用化されている。今後は波長多重数の増加が急速
に進むと考えられる。
【0003】波長多重伝送においては、1本の光ファイ
バに波長の異なるいくつのも光信号を伝送させるため、
光ファイバを伝搬する光パワーが急激に増加する。その
ため、非線形効果を抑制して伝送特性の劣化を防ぐ技術
が必須である。非線形効果の大きさは、n/Aeff
で表される。ここでnは、光ファイバ の非線形屈折
率、Aeffは光ファイバの有効コア断面積であって、
非線形効果を抑制するためには、nを小さくするかA
effを大きくする必要がある。nは材料に固有の値
であるため、石英系の光ファイバにおいては大きく低減
することが困難である。そのため、Aeffを拡大する
必要があり、種々の複雑な屈折率分布形状を有するもの
が開発されているが、いずれも高コストである。
【0004】一方、従来の通信システムには1.3μm
用シングルモード光ファイバが多用されている。しかし
ながら、1.3μm用シングルモード光ファイバは、使
用波長帯を1.53〜1.61μmに設定すると曲げ損
失が大きくなり、敷設時などに生じるわずかな曲がりな
どによっても伝送損失が劣化するという問題があった。
そこで、1.3μm用シングルモード光ファイバを改良
して曲げ損失を低減したカットオフシフト光ファイバ
(CSF)が提案されている。しかしながら、カットオ
フシフト光ファイバは非線形効果の低減を目的としてい
ないため、そのAeffは非線形効果を抑制できるほど
大きいものではない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記事情に艦
みてなされたもので、1.53〜1.61μmから選択
される使用波長帯において、Aeffの拡大を図ること
ができる光ファイバを提供することを課題とする。さら
には、比較的簡単な屈折率分布形状を有し、低コストで
製造可能な光ファイバを提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、以下のような解決手段を提案する。第1の発明は、
中心コア部と、その外周上に設けられた該中心コア部よ
りも低屈折率の中間部と、該中間部の周囲に設けられた
該中間部よりも高屈折率で、前記中心コア部よりも低屈
折率なクラッドと、からなる屈折率分布形状を備え、前
記中心コア部の半径をr、前記中間部の半径をr
とし、前記クラッドの屈折率を基準としたときの中心コ
ア部と中間部の比屈折率差をそれぞれΔ 、Δとし
たとき、以下の(1)〜(5)を満足することを特徴と
する光ファイバである。 (1)3.0≦r/r≦5.0であり、(2)Δ
が0.30%以下、Δが−0.05〜−0.15%
であり、(3)1.53〜1.61μmから選択される
使用波長帯において、有効コア断面積が120μm
上であり、(4)前記使用波長帯において、実質的にシ
ングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有し、(5)
前記使用波長帯において、曲げ直径(2R)が20mm
の条件で測定される曲げ損失が0.7〜100dB /
mである。第2の発明は、前記(5)において、曲げ損
失が0.7〜20dB /mであることを特徴とする前
記第1の発明の光ファイバである。第3の発明は、前記
(3)において、有効コア断面積が140μm以上で
あることを特徴とする前記第1または第2の発明の光フ
ァイバである。第4の発明は、前記第1〜3のいずれか
の発明の光ファイバにおいて、さらに下記(6)を満足
することを特徴とする光ファイバである。(6)当該光
ファイバを光ファイバ素線としたときの、波長1550
nmにおけるサンドペーパー張力巻きロス増が10dB
/km以下である。第5の発明は、前記(6)におい
て、サンドペーパー張力巻きロス増が1dB/km以下
であることを特徴とする前記第4の発明の光ファイバで
ある。第6の発明は、前記(6)において、サンドペー
パー張力巻きロス増が0.3dB/km以下であること
を特徴とする前記第5の発明の光ファイバである。第7
の発明は、前記第1〜3のいずれかの発明の光ファイバ
を製造する方法であって、前記(1)〜(2)に記載の
数値範囲を満足する様に構造パラメータを選択し、前記
(3)〜(5)に記載の特性を満足する光ファイバを製
造することを特徴とする光ファイバの製造方法である。
第8の発明は、前記第4〜6のいずれかの発明の光ファ
イバを製造する方法であって、前記(1)〜(2)に記
載の数値範囲を満足する様に構造パラメータを選択し、
前記(3)〜(6)に記載の特性を満足する光ファイバ
を製造することを特徴とする光ファイバの製造方法であ
る。第9の発明は、前記第1〜6のいずれかの発明の光
ファイバの光信号の出射側に、この光ファイバの波長分
散値と分散スロープのどちらか一方、あるいは両方を補
償する分散補償光ファイバを配置したことを特徴とする
光伝送システムである。第10の発明は、前記第9の発
明の光伝送システムにおいて、光ファイバと、分散補償
光ファイバとを合成したときの平均波長分散値が−6〜
+6ps/nm/kmであることを特徴とする光伝送シ
ステムである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の光ファイバの使用波長帯
は1.53〜1.61μmの範囲から選択される。例え
ば、通信システムを構築するエルビウム添加光ファイバ
増幅器の増幅波長帯によって、1.53〜1.57μ
m、あるいは1.57〜1.61μmなどが適宜選択さ
れる。
【0008】Aeffは以下の式から求められるもので
ある。
【0009】
【数1】
【0010】Aeffは非線形効果の抑制のためには出
来るだけ大きい方が望ましい。本発明者らの検討結果で
は、Aeffが120μm未満であると、非線形効果
の抑制が不十分である。よって、本発明の光ファイバに
おいては、Aeffは120μm以上、好ましくは1
40μm以上とされる。一方、Aeffが大きくなり
すぎると以下のような理由により伝送損失の劣化が大き
くなる場合があるため、Aeffは実質的には250μ
以下とされる。すなわち、Aeffが大きくなる
と、例えばマイクロベンド損失によって伝送損失が劣化
し、製造過程での検査が困難となるなどの不都合を生じ
る場合がある。また、ケーブル構造によっても劣化の程
度が異なるが、ケーブル化したり、余長を収納したりす
る通常の使用状態においても伝送損失の劣化が生じやす
くなる。このように使用状態で伝送損失が大きくなる
と、入力パワーを増大する必要が生じる。その結果、非
線形効果は入力パワーの増大に伴って発生しやすくなる
ため、Aeffの拡大による非線形抑制の効果が小さく
なる。
【0011】曲げ損失は、使用波長において曲げ直径
(2R)が20mmの条件の値をいうものとする。曲げ
損失特性は、光ファイバをケーブル化したり、光ファイ
バケーブルを使用する環境によって決定されるべきであ
る。例えばテープ型の光ファイバをタイトな構造体の中
に埋め込むような場合には、望ましくは20dB/m以
下の範囲が選択されるが、いわゆるルーズチューブ型の
光ケーブルの場合は、それ程大きな力は印加されないの
で、100dB/m以下程度であれば許容される。
【0012】曲げ損失を低減するためには、カットオフ
波長をできるだけ長波長側にシフトさせると好ましい。
また、本発明の光ファイバはシングルモード光ファイバ
であるため、使用波長帯において、実質的にシングルモ
ード伝搬を保証するカットオフ波長を有する必要があ
る。通常のカットオフ波長は、IECやCCITTの2
m法(以下2m法と記す)による値によって規定されて
いる。しかし、実際の長尺の使用状態においては、この
値が使用波長帯の下限値よりも長波長側であってもシン
グルモード伝搬が可能である。
【0013】したがって、本発明の光ファイバにおい
て、2m法で規定されるカットオフ波長は、光ファイバ
の使用長さと使用波長帯によってシングルモード伝搬可
能であるように、かつできるだけ曲げ損失を低減できる
ように長波長側に設定する。具体的には、例えば2m法
におけるカットオフ波長が1.7μm以下であれば、5
000m程度以上の長尺の状態で、1.53〜1.61
μmの使用波長帯におけるシングルモード伝搬を実現す
ることができる。
【0014】また、本発明の光ファイバにおいては、光
ファイバを光ファイバ素線としたときのサンドペーパー
張力巻きロス増が10dB/km以下であると好まし
い。サンドペーパー張力巻きロス増は以下のような方法
で測定する値である。胴径380mmのボビンの胴部分
に、サンドペーパー(平均粒径50μmのSiC(例え
ば型番#360)を巻き付け、その周囲に100gf
で、後述する様な構成の光ファイバ素線を1層巻きした
状態で伝送損失を測定する。その後、この光ファイバ素
線をボビンから繰り出し、張力をほとんどかけない状態
で(このような状態は無張力の束と呼ばれている)伝送
損失を測定する。そして、これらの伝送損失の差を求
め、サンドペーパー張力巻きロス増(Δα)とする。
【0015】図1は光ファイバ素線の一例を示した断面
図であって、コア12aとその外周上に設けられたクラ
ッド12bからなる光ファイバ裸線12の上に比較的軟
質のプラスチックからなる1次被覆層13と、1次被覆
層13よりも硬質のプラスチックからなる2次被覆層1
4が設けられている。光ファイバ裸線12は通常石英ガ
ラス系の材料からなり、1次被覆層13には、通常ヤン
グ率が1kg/mm以下の紫外線硬化性樹脂などが用
いられる。2次被覆層14には、通常ヤング率が50k
g/mm以上の紫外線硬化性樹脂が用いられる。これ
ら1次被覆層13、2次被覆層14に用いられる紫外線
硬化性樹脂は、例えばウレタンアクリレート系、ポリブ
タジエンアクリレート系、エポキシアクリレート系、シ
リコンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系な
どから選択することができる。
【0016】また、通常の光ファイバ裸線12の外径A
は100〜125μmであり、1次被覆層13の外径B
は130〜250μm、2次被覆層14の外径Cは16
0〜400μmである。さらに具体的には、例えば一般
的な250μm素線においては、外径Aが125μm、
外径Bが200μm前後、外径Cが250μm前後とさ
れる。また、一般的な400μm素線においては、外径
Aが125μm、外径Bが240μm前後、外径Cが4
00μm前後とされる。
【0017】サンドペーパー張力巻きロス増は、ケーブ
ル構造がいわゆるタイト構造である場合には、望ましく
は1dB/km以下の範囲が選択されるが、いわゆるル
ーズチューブ型の光ケーブルの場合は、側圧などが小さ
いため、10dB/km以下程度であれば許容される。
サンドペーパー張力巻きロス増が大きくなると、ケーブ
ル化した際などに伝送損失の劣化が大きくなり、不都合
である。このサンドペーパー張力巻きロス増は、Aef
fの値に依存するが、光ファイバ素線の被覆外径、被覆
樹脂によっても異なる。具体的には、Aeffが120
μm 以上で、かつサンドペーパー張力巻きロス増が
10dB/km以下であると好ましい。さらにはAef
fが120μm 以上で、かつサンドペーパー張力巻
きロス増が1dB/km以下であると好ましい。さらに
はAeffが120〜150μm の範囲であり、か
つサンドペーパー張力巻きロス増が0.3dB/km以
下であると好ましい。
【0018】図2は、Aeffとサンドペーパー張力巻
きロス増の関係の一例を示したグラフである。このとき
の測定波長は1550nmである。また、この例の光フ
ァイバ素線は250μm素線と400μm素線である。
このグラフからわかるように、サンドペーパー張力巻き
ロス増はAeffの拡大に伴って増加する。そして、A
effが150μm 以下のとき、250μm素線の
サンドペーパー張力巻きロス増は10dB/km以下、
400μm素線のサンドペーパー張力巻きロス増は1d
B/km以下であり、十分に小さいものを提供すること
ができる。
【0019】このような特性を有するためには、図3あ
るいは図5に示したような屈折率分布形状(屈折率プロ
ファイル)を有することが必要である。図3に示した第
1の例の屈折率分布形状は、中心コア部1と、その外周
上に設けられたこの中心コア部1よりも低屈折率の中間
部2と、その外周上に設けられた、この中間部2よりも
高屈折率で、前記中心コア部1よりも低屈折率のクラッ
ド4とを有するものである。
【0020】この光ファイバにおいて、例えば中心コア
部1は屈折率を上昇させる作用を有するゲルマニウムを
添加した石英ガラスあるいは純粋石英ガラス、中間部2
は屈折率を低下させる作用を有するフッ素を添加した石
英ガラスあるいは純石英ガラス、クラッド4は純石英ガ
ラス、フッ素添加ガラス、あるいは屈折率を上昇させる
作用を有する塩素を添加した石英ガラスから構成されて
いる。この光ファイバは、例えばVAD法などによって
製造することができる。
【0021】また、中心コア部1の半径をr、中間部
2の半径(コア半径)をr とした とき、3.0≦r
/r≦5.0であると好ましい。r/r
3.0未満の 場合は、光の電磁界が中間部2をこえて
クラッド4に到達しやすくなるので曲げ損失が増加する
傾向がある。また、r/r が5.0をこえる場合
は中間部2 を設けた効果が低減し、コアへの光の電磁
界の閉じこめが強くなりすぎるので、Aeff拡大の効
果が減少する傾向がある。また、カットオフ波長はr
の値を拡大することによって長波長側にシフトさせる
ことができる。上述のようにカットオフ波長は光ファイ
バの使用長さと使用波長帯によって設定されるため、一
概にr の数値範囲を示すことはできないが、通常r
は5〜20μmの範囲から選択される。また、クラ
ッド4の外径は通常約125μmとされる。
【0022】また、クラッドの屈折率を基準としたとき
の中心コア部と中間部の比屈折率差をそれぞれΔ
Δ としたとき、Δ が0.30%以下、好ましくは
0.26%以下、Δが−0.05〜 −0.15%で
あると好ましい。Δ が0.30%をこえると、Ae
ffを拡大することが困難となる。また、Δが−0.
05よりも大きくなると(Δの絶対値が小さくなる
と)曲げ損失が大きくなり、−0.15%よりも小さく
なると(Δの絶対値が大きくなると) Aeffが小
さくなる傾向がある。
【0023】図4は、Δを−0.05%、r /r
を4.0に固定し、2m法によるカットオフ波長を
1.3〜1.7μmの範囲で0.1μmきざみで変化さ
せたときの使用波長1.55μmにおけるAeffおよ
び曲げ損失の変化を示したグラフである。r の値が
小さく、カットオフ波長が短波長にシフトする程、Ae
ffが小さく、曲げ損失が大きくなる傾向がある。一
方、r の値が大きく、カットオフ波長が長波長にシ
フトする程、Aeffが大きく、曲げ損失が小さくなる
傾向がある。グラフに示された直線は、Δの値ごとに
まとめられている。Δ は0.18 〜0.30%の範
囲において、0.02%間隔で設定されている。そし
て、Aeffにおいては、Δ が大きくなる程小さく
なる傾向がある。曲げ損失においては、Δ が大きく
なる程小さくなる傾向がある。
【0024】このように、Δ、r /r 、使用波
長の値を設定し、r の値を変化させ たグラフより、
本発明におけるAeff、曲げ損失、カットオフ波長の
条件を満足する各構造パラメータを選択することによっ
て、図3に示した屈折率分布形状を有し、かつ本発明の
条件を満足する光ファイバを設計することができる。ま
た、同時にサンドペーパー張力巻きロス増の条件を考慮
して設計すると好ましい。したがって、図3に示した屈
折率分布形状を有し、かつ、上述のr/r、Δ
、Δ の好ましい数値範囲を満足していたとして
も、必ずしも上述のようなAeff、曲げ損失、カット
オフ波長、サンドペーパー張力巻きロス増の特性を満足
するものが得られるわけではなく、本発明の光ファイバ
の特性は、これらの構造パラメータの適切な組み合わせ
によって実現されるものである。そのため、本発明にお
いては、これらの構造パラメータの数値範囲から発明を
特定することが困難であり、屈折率分布形状と、光ファ
イバの特性値によって発明を特定する。このようなもの
は従来実現できなかったことは言うまでもない。
【0025】図5は、本発明の光ファイバの屈折率分布
形状の第2の例を示したものである。この屈折率分布形
状が図3に示した第1の例の屈折率分布形状と異なると
ころは、中間部2とクラッド4との間にリングコア部3
が設けられている点である。このような屈折率分布形状
を一般にリング付プロファイルという場合がある。この
リングコア部3の屈折率は、中間部2とクラッド4より
も高屈折率で、かつ中心コア部1よりも低屈折率であ
る。
【0026】この光ファイバにおいて、例えば中心コア
部1とリングコア部3はゲルマニウム添加石英ガラス、
中間部2はフッ素添加石英ガラスあるいは純石英ガラ
ス、クラッド4は純石英ガラスあるいは塩素添加石英ガ
ラスから構成されている。この光ファイバも、第1の例
と同様に、例えばVAD法などによって製造することが
できる。
【0027】この例において、リングコア部3の半径
(コア半径)をr としたとき、3.0≦r/r
≦4.0、かつ4.0≦r/r≦5.0であると好
ましい。r /r が3.0未満の場合は、光の電磁
界分布が中間部2を越えて容易にリングコア部3に到達
するため、曲げ損失が増加する傾向がある。また、r
/r が 4.0をこえる場合はコア内の光の閉じこめ
が強くなりすぎて、中間部2を設けた効果が低減し、A
effの拡大効果が低減する傾向がある。また、r
が4.0未満であると、リングコア部3を設けた効
果が低減し、Aeffの拡大効果が低減する傾向があ
る。また、r/rが5.0をこえる場合は曲げ損失
が増加する傾向がある。また、上述のように、カットオ
フ波長はr の値を拡大することによって長波長側に
シフトさせることができ、この例において、通常r
は5〜20μmの範囲から選択される。また、クラッド
4の外径は通常約125μmとされる。
【0028】また、この例において、クラッドの屈折率
を基準としたときのリングコア部の比屈折率差をΔ
したとき、Δ が0.35%以下、Δが0〜−0.
2%、Δ が+0.05〜+0.2%であると好まし
い。Δ が0.35%をこえると、Aeffを拡大す
ることが困難となる。また、Δが−0.2%よりも小
さくなると(Δの絶対値が大きくなると)Aeffが
小さくなる傾向がある。Δ が+0.05未満である
と、リングコア部3を設けた効果が低減し、Aeffの
拡大効果が低減する傾向がある。Δ が+0.2%を
こえると、曲げ損失が増加する傾向がある。
【0029】しかしながら、第1の例と同様に、図5に
示した屈折率分布形状を有し、かつ、上述のr
、r/r、Δ 、Δ 、Δ の好ましい数
値範囲を満足していたとしても、必ずしも上述のような
Aeff、曲げ損失、カットオフ波長、サンドペーパー
張力巻きロス増の特性を満足するものが得られるわけで
はなく、本発明の光ファイバの特性は、これらの構造パ
ラメータの適切な組み合わせによって実現されるもので
ある。
【0030】本発明においては、図3、図5に示したよ
うな比較的簡単な構造の屈折率分布形状を有する光ファ
イバにおいて、その構造パラメータを適切に調整するこ
とによって、Aeffを拡大し、かつ曲げ損失を低減
し、かつ1.53〜1.61μmから選択される使用波
長帯においてシングルモード伝搬可能となるカットオフ
波長を有する光ファイバを、低コストで提供することが
できる。さらにサンドペーパー張力巻きロス増を低減す
ることも可能となる。その結果、1.53〜1.61μ
mから選択される使用波長帯において、非線形効果を抑
制して伝送損失の劣化を防ぐことができるとともに、敷
設時などに光ファイバに付与されるマイクロベンドによ
っても伝送損失が劣化しにくく、かつシングルモード伝
搬を保証できる光ファイバを提供することができる。
【0031】また、本発明の光ファイバは、いわゆる分
散補償光ファイバと組み合わせて光伝送システムを構築
することができる。この光伝送システムの使用波長帯
は、上述した本発明の光ファイバの使用波長帯と同様で
ある。分散補償光ファイバは、伝送路の大部分を構成す
る光ファイバの波長分散値に対して、異なる符号であっ
て、かつ絶対値が大きな波長分散値を有するものであ
る。また、分散スロープも同様に、伝送路の大部分を構
成する光ファイバの分散スロープに対して、異なる符号
であって、かつ絶対値が大きな値を有するものもある。
分散スロープは、横軸に波長、縦軸に波長分散値をとっ
て波長分散値をプロットして得られた曲線の勾配であっ
て波長分散値の波長依存性を表す指標である。分散スロ
ープが大きいと、波長多重伝送のように複数の異なる波
長の光信号を伝送する場合は、各波長間での伝送状態が
ばらつき、伝送劣化の原因となる。そのため、波長多重
伝送に適用する場合は、波長分散値と分散スロープを同
時に補償できるものを用いると好ましい。また、用途に
よっては分散スロープのみを補償するものを用いること
もできる。
【0032】そして、光信号の入射側に本発明の光ファ
イバを配置し、その光信号の出射側に分散補償光ファイ
バを配置することにより、入射側の光ファイバを伝送す
ることによって蓄積された波長分散値、あるいは分散ス
ロープが、出射側の比較的短い長さの分散補償光ファイ
バにて打ち消されて補償される。その結果、これらの光
ファイバを合成した状態(光ファイバと分散補償光ファ
イバとを組み合わせた状態)での平均波長分散値と分散
スロープの一方、あるいは両方が小さくなり、波長分散
に起因する伝送劣化を抑制することができる。また、本
発明の光ファイバは、Aeffが大きく、非線形効果に
起因する伝送劣化が抑制できるので、結果として伝送特
性が非常に良好な光伝送システムが構築できる。
【0033】分散補償光ファイバは、本発明の光ファイ
バの波長分散値と分散スロープのどちらか一方、あるい
は両方を補償できるものであれば特に限定しないが、本
発明者らが特願平11−147301号にて提案したも
のなどを例示することができる。この分散補償光ファイ
バは、図3に示したものと同様の屈折率分布形状を有
し、その構造パラメータを調整して分散補償光ファイバ
としての特性を付与したものである。構造パラメータ
は、補償対象とする光ファイバの波長分散値、あるいは
分散スロープによって適宜調整される。この分散補償光
ファイバも、本発明の光ファイバと同様に、VAD法な
どによって製造することができる。また、各層の構成材
料も、本発明の光ファイバと同様のものを用いることが
できる。
【0034】また、伝送路の大部分を構成する光ファイ
バの波長分散を補償したときに、その補償される側の光
ファイバの分散スロープを完全に補償するために必要な
分散スロープに対する、分散補償光ファイバの分散スロ
ープの値の割合を分散スロープの補償率という。なお、
単位長さ当たりの分散スロープに使用長さを掛け合わせ
ると、使用長さにおける分散スロープが算出できる。こ
の光伝送システムにおいては、この分散スロープの補償
率が80%以上であるように、光ファイバの使用長さ
と、分散補償光ファイバの特性および使用長さを設定す
ると好ましい。このように分散補償光ファイバで波長分
散を補償するような光伝送システムの平均波長分散値
は、小さい程好ましく、本発明の光ファイバを用いたシ
ステムにおいては、適切な分散補償光ファイバと、その
使用長さを選択して組み合わせることによって、−6〜
+6ps/km/nmの範囲のものが得られる。
【0035】
【実施例】以下、本発明を実施例を示して詳しく説明す
る。 (実施例1)VAD法により、図3に示した屈折率分布
形状を有する光ファイバを製造した。中心コアはゲルマ
ニウム添加石英ガラスから構成し、中間部はフッ素添加
石英ガラス、クラッドは純粋石英ガラスから構成した。
この光ファイバにおいて、Δ、Δはそれぞれ0.2
4%、−0.05%であった。また、r、rはそれ
ぞれ6.6μm、26.5μm、クラッド外径は125
μmであった。表1にこの光ファイバの特性を示した。
各特性値は1.55μmにおける測定値である。また、
カットオフ波長は2m法における測定値である。
【0036】
【表1】
【0037】(実施例2)中心コアを純粋石英ガラス、
クラッドをフッ素添加石英ガラスから形成した以外は、
実施例1と同様にして光ファイバを製造した。この光フ
ァイバの光学特性は、伝送損失が実施例1の光ファイバ
より0.01dB/km程度低く、0.178dB/k
mであった以外は、表1に示した実施例1の光ファイバ
と同等であった。
【0038】(実施例3)VAD法により、図5に示し
た屈折率分布形状を有する光ファイバを製造した。中心
コア部とリングコア部はゲルマニウム添加石英ガラスか
ら構成し、中間部はフッ素添加石英ガラス、クラッドは
純石英ガラスから構成した。この光ファイバにおいて、
Δ、Δ、Δは、それぞれ0.28%、−0.0
5%、+0.13%であった。また、r 、r 、r
はそれぞれ、7.75μm、26.35μm、31
μm、クラッドの外径は約125μmであった。表2に
この光ファイバの特性を示した。なお、各特性値は1.
55μmにおける測定値である。また、カットオフ波長
は2m法における測定値である。
【0039】
【表2】
【0040】(比較例1)高屈折率のコアの周囲に低屈
折率のクラッドが設けられたステップ型の屈折率分布形
状を有する光ファイバを製造した。コアはゲルマニウム
添加石英ガラスから構成し、クラッドは純石英ガラスか
ら構成した。この光ファイバにおいて、クラッドの屈折
率を基準にしたときのコアの比屈折率差は0.34%、
コア半径は4.8μm、クラッドの外径は約125μm
であった。この光ファイバの1.55μmにおけるAe
ffの測定値は約88μm 、曲げ損失は5dB/
m、2m法におけるカットオフ波長は1.37μmであ
った。
【0041】上述の結果より、本発明に係る実施例1〜
3の光ファイバにおいては、Aeffを十分に拡大する
ことができ、また、曲げ損失とサンドペーパー張力巻き
ロス増が小さく、1.55μmにおいてシングルモード
伝搬可能なカットオフ波長を有していることが確認でき
た。そして、比較例1の光ファイバよりもAeffを拡
大することができ、非線形効果を抑制できることが明ら
かとなった。
【0042】(実施例4)実施例2の光ファイバと、こ
の光ファイバの波長分散値と分散スロープを補償する分
散補償光ファイバを作製し、前記光ファイバの光信号の
出射側に分散補償光ファイバを接続して光伝送システム
を構築した。このとき、実施例2の光ファイバは30.
9km、分散補償光ファイバは5.0kmであり、伝送
路の合計は35.9kmとした。分散補償光ファイバ
は、図3に示したものと同様の屈折率分布形状を有し、
その構造パラメータを調整することによって、実施例2
の光ファイバと異なる符号の波長分散値と分散スロープ
を有するものを用いた。構成材料と製造方法は実施例2
と同様とした。分散補償光ファイバの構造パラメータと
特性、および分散スロープの補償率を表3にあわせて示
した。
【0043】
【表3】
【0044】実施例2の光ファイバと分散補償光ファイ
バとを合成した状態の伝送路の平均波長分散値は1.5
5μmにおいて、ほぼゼロであり、残存した分散スロー
プは、伝送路全長で+0.147ps/nm であ
り、長さ当たりに換算すると、+0.004ps/km
/nmであり、非常に小さな分散スロープが得られ
た。よって、光信号の入射側に本発明に係る実施例2の
光ファイバが用いられており、この光ファイバはAef
fが大きいため、非線形効果による伝送劣化がほとんど
なく、かつ、出射側で波長分散値と分散スロープが補償
されているため、分散特性に起因する伝送特性の劣化も
なく、非常に良好な伝送特性を有する光伝送システムが
得られた。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
比較的簡単な構造の屈折率分布形状を有する光ファイバ
において、その構造パラメータを調整することによっ
て、Aeffを拡大し、かつ1.53〜1.61μmか
ら選択される使用波長帯においてシングルモード伝搬可
能となるカットオフ波長を有する光ファイバを、低コス
トで提供することができる。また、曲げ損失を用途に応
じた値に低減することができる。その結果、1.53〜
1.61μmから選択される使用波長帯において、非線
形効果を抑制して伝送損失の劣化を防ぐことができると
ともに、敷設時などに光ファイバに付与されるマイクロ
ベンドによっても伝送損失が劣化しにくく、かつシング
ルモード伝搬を保証できる光ファイバを提供することが
できる。さらに、本発明の光ファイバと分散補償光ファ
イバとを組み合わせることにより、非線形効果と分散特
性に起因する伝送劣化を抑制し、伝送特性が良好な光伝
送システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 光ファイバ素線の一例を示した断面図であ
る。
【図2】 Aeffとサンドペーパー張力巻きロス増の
関係の一例を示したグラフである。
【図3】 本発明の光ファイバの屈折率分布形状の第1
の例を示したグラフである。
【図4】 図3に示した構造パラメータを変化させたと
きの、2m法によるカットオフ波長と、使用波長1.5
5μmにおけるAeffおよび曲げ損失との関係の一例
を示したグラフである。
【図5】 本発明の光ファイバの屈折率分布形状の第2
の例を示したグラフである。
【符号の説明】
1…中心コア部、2…中間部、3…リングコア部、4…
クラッドr …中心コア部の半径、r …中間部の半
径、r …リングコア部の半径、Δ …中心コア部の
屈折率、Δ …中間部の屈折率、Δ …リングコア部
の屈折率。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 朗 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 山内 良三 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 鈴木 孝昭 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 松尾 昌一郎 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 齋藤 学 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Fターム(参考) 2H050 AC09 AC14 AC71 AC73 AC75 AC76 AD01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心コア部と、その外周上に設けられた
    該中心コア部よりも低屈折率の中間部と、該中間部の周
    囲に設けられた該中間部よりも高屈折率で、前記中心コ
    ア部よりも低屈折率なクラッドと、からなる屈折率分布
    形状を備え、 前記中心コア部の半径をr、前記中間部の半径をr
    とし、 前記クラッドの屈折率を基準としたときの中心コア部と
    中間部の比屈折率差をそれぞれΔ 、Δとしたと
    き、 以下の(1)〜(5)を満足することを特徴とする光フ
    ァイバ。 (1)3.0≦r/r≦5.0であり、(2)Δ
    が0.30%以下、Δが−0.05〜−0.15%
    であり、(3)1.53〜1.61μmから選択される
    使用波長帯において、有効コア断面積が120μm
    上であり、(4)前記使用波長帯において、実質的にシ
    ングルモード伝搬可能なカットオフ波長を有し、(5)
    前記使用波長帯において、曲げ直径(2R)が20mm
    の条件で測定される曲げ損失が0.7〜100dB /
    mである。
  2. 【請求項2】 前記(5)において、曲げ損失が0.7
    〜20dB /mであることを特徴とする請求項1に記
    載の光ファイバ。
  3. 【請求項3】 前記(3)において、有効コア断面積が
    140μm以上であ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。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項に記載の光
    ファイバにおいて、さらに下記(6)を満足することを
    特徴とする光ファイバ。(6)当該光ファイバを光ファ
    イバ素線としたときの、波長1550nmにおけるサン
    ドペーパー張力巻きロス増が10dB/km以下であ
    る。
  5. 【請求項5】 前記(6)において、サンドペーパー張
    力巻きロス増が1dB/km以下であることを特徴とす
    る請求項4に記載の光ファイバ。
  6. 【請求項6】 前記(6)において、サンドペーパー張
    力巻きロス増が0.3dB/km以下であることを特徴
    とする請求項5に記載の光ファイバ。
  7. 【請求項7】 請求項1〜3のいずれか一項に記載の光
    ファイバを製造する方法であって、 前記(1)〜(2)に記載の数値範囲を満足する様に構
    造パラメータを選択し、前記(3)〜(5)に記載の特
    性を満足する光ファイバを製造することを特徴とする光
    ファイバの製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項4〜6のいずれか一項に記載の光
    ファイバを製造する方法であって、 前記(1)〜(2)に記載の数値範囲を満足する様に構
    造パラメータを選択し、前記(3)〜(6)に記載の特
    性を満足する光ファイバを製造することを特徴とする光
    ファイバの製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項1〜6のいずれか一項に記載の光
    ファイバの光信号の出射側に、この光ファイバの波長分
    散値と分散スロープのどちらか一方、あるいは両方を補
    償する分散補償光ファイバを配置したことを特徴とする
    光伝送システム。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の光伝送システムにお
    いて、光ファイバと、分散補償光ファイバとを合成した
    ときの平均波長分散値が−6〜+6ps/nm/kmで
    あることを特徴とする光伝送システム。
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