WO1999030445A1 - Module de compensation de la dispersion - Google Patents

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WO1999030445A1
WO1999030445A1 PCT/JP1998/004564 JP9804564W WO9930445A1 WO 1999030445 A1 WO1999030445 A1 WO 1999030445A1 JP 9804564 W JP9804564 W JP 9804564W WO 9930445 A1 WO9930445 A1 WO 9930445A1
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Toshiaki Okuno
Shinji Ishikawa
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Sumitomo Electric Industries, Ltd.
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    • G02B6/29337—Cavities of the linear kind, e.g. formed by reflectors at ends of a light guide

Definitions

  • the present invention is provided in an optical transmission line suitable for optical communication such as wavelength division multiplexing (WDM) transmission, constitutes a part of the optical transmission line, and reduces wavelength dispersion in a wavelength band of a WDM signal.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • the present invention relates to a dispersion compensation module for compensating. Background art
  • a conventional optical communication system generally has a configuration in which a transmission optical fiber is mainly used as an optical transmission line and optical amplifiers are arranged at appropriate relay intervals.
  • An optical amplifier is an optical device for amplifying a signal light power such as a WDM signal including a signal light component having a plurality of wavelengths, since a signal light is attenuated while propagating through a transmission optical fiber.
  • This optical amplifier usually includes an amplifying unit for amplifying the optical power of each signal light component and an equalizing unit for reducing the gain difference between the signal light components. It also has an equalizing effect. Therefore, when performing WDM transmission, the optical amplifier can optically amplify each signal light component of the WDM signal with a substantially constant gain.
  • a single mode optical fiber is usually used as the transmission optical fiber.
  • This single-mode optical fiber has a positive chromatic dispersion (about +17 ps / nm / km) in the wavelength band of 1.55 / m (1500 nm to 1600 nm), but has a large size. If chromatic dispersion exists, the pulse waveform of the WDM signal may be disrupted, causing reception errors. In particular, when the speed is increased to about several gigabits / sec to several tens gigabits / sec, that is, when the bandwidth is increased, the existence of chromatic dispersion becomes a serious problem.
  • a dispersion compensator is provided in an optical communication system arranged in an optical transmission line.
  • a system has been proposed (see, for example, IEICE Communications Society Conference B—10-70 and B—10-71, 1997).
  • the dispersion compensator for example, a dispersion compensating optical fiber having a large negative chromatic dispersion (about -90 ps / nm / km) in a wavelength band of 1.55 m is used. Disclosure of the invention
  • the inventors have found the following problems as a result of studying the above-described conventional technology. That is, in the dispersion compensator, the dispersion of the transmission loss between the signal light components in the wavelength band of the WDM signal is so large that the wavelength dependence cannot be ignored.
  • a dispersion compensator 3 is provided between an optical amplifier 1 in an optical transmission line and an optical amplifier 2 in the next stage as shown in FIG. 1A.
  • this optical transmission line it is assumed that the optical power of each signal light component (wavelength input to person 4 ) in the WDM signal output from the optical amplifier 1 is constant.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has a function of compensating for chromatic dispersion generated in an optical transmission line, and has a small wavelength dependence of transmission loss, and is inserted into an optical transmission system. It is an object of the present invention to provide a dispersion compensation module having a structure that is easy to use.
  • the dispersion compensation module includes: an input end to which one or more signal light components (included in the WDM signal) each having the center wavelength included in the predetermined wavelength band; It has an output end from which a signal is emitted, and can be installed not only between a transmitting station and a receiving station, but also between a transmitting station and a relay, between relays, and between a relay and a receiving station.
  • the dispersion compensating module further includes a dispersion compensating unit such as a dispersion compensating optical fiber disposed in an optical path between an input end and an output end to reduce the wavelength dependence of transmission loss.
  • the means is provided with a loss equalizing means for compensating for a loss variation of the dispersion compensating means depending on the wavelength.
  • the dispersion compensation means has either a positive or negative dispersion slope in the wavelength band of the WDM signal (for example, 150 nm to 160 nm) depending on the compensation target. Further, depending on the compensation target, the dispersion of the dispersion compensation means takes either a positive or negative value in the wavelength band of the WDM signal.
  • the dispersion compensation module according to the present invention can also function as a repeater by further including an optical amplifier.
  • the loss equalizing means at least compensates for loss variation depending on the wavelength of each signal light component of the dispersion compensating means and gain variation depending on the wavelength of each signal light component of the optical amplifier. Flatten loss or gain).
  • the dispersion compensation module further includes a demultiplexer for demultiplexing the signal light component, and a demultiplexer for multiplexing the signal light components demultiplexed by the demultiplexer.
  • the dispersion compensating means includes: A large wavelength band dispersion compensation is performed between the end and the demultiplexer, and a small wavelength band dispersion compensation is performed for each demultiplexed signal light component.
  • the loss equalizer adjusts the optical power of each demultiplexed signal light component.
  • the loss equalizing means is arranged in the optical path between the incident end of the dispersion compensating module and the dispersion compensating means, that is, before the dispersion compensating means in the propagation direction of each signal light component.
  • the signal light component input to the dispersion compensating module is input to the dispersion compensating means after being attenuated by a desired value corresponding to each wavelength by the loss equalizing means. The phenomenon is unlikely to occur, and waveform deterioration of the signal light component is avoided.
  • the chromatic dispersion in the optical transmission line is compensated by the dispersion compensating means appropriately arranged at a predetermined position, while the wavelength variation of the dispersion compensating means depends on the wavelength between the incident end and the dispersion compensating means. Is compensated by the loss equalizing means for adjusting the optical power of each signal light component.
  • the loss equalizing means includes a loss equalizing optical fiber having a core region to which a transition metal is added and a cladding region provided on the outer periphery of the core region.
  • a loss-equalizing optical fiber has a wavelength-dependent loss of dispersion compensation means by appropriately selecting the type and amount of transition metal such as Cr element and Co element added to the core region. Designed easily to compensate for variations.
  • the dispersion compensating means includes a single mode optical fiber or a dispersion compensating optical fiber having a zero dispersion wavelength in a 1.3 zm band, and the loss equalizing means has a length for coupling a propagation mode and a radiation mode.
  • the loss equalizing means has a length for coupling a propagation mode and a radiation mode.
  • This long-period fiber grating is an optical component that is clearly distinguished from a short-period fiber grating that reflects only a signal light component of a predetermined wavelength.
  • the long-period fiber grating which is such a loss equalizing means, makes it possible to flatten the loss variation between the signal light components without greatly deteriorating the transmission loss of the entire dispersion compensation module, and to provide a wide wavelength band.
  • the dispersion compensation means as described above
  • a connection part that causes a loss in the dispersion compensating means it is not necessary to provide a connection part that causes a loss in the dispersion compensating means, and the effect of loss at the connection part is taken into consideration This makes it easier to adjust the wavelength-dependent loss characteristics because there is no need to perform this.
  • the loss equalizing means includes a fiber fusion type force bra (fiber force bra).
  • the fiber power bra preferably has a polarization dependent loss (PDL) of less than 0.2 dB. This is because a fiber power bra having a PDL exceeding 0.2 dB cannot control the compensation of the PDL strictly.
  • PDL polarization dependent loss
  • the loss equalizing means may include a fusion spliced portion obtained by fusion splicing each end of the pair of optical fibers.
  • the pair of optical fibers in the fusion zone may be fusion-spliced with their optical axes shifted from each other, or fusion-spliced with their core regions bent. May be done.
  • each of the pair of optical fibers to be fusion-spliced may have a configuration having a core region whose diameter increases toward the fusion-bonded portion. In any case, desired characteristics (characteristics with small wavelength dependence) are suitably obtained.
  • the deviation of the optical power between the signal light components having the central wavelength in at least the wavelength range of 1530 nm to 1565 nm is: It is preferably 0.5 dB or less. This is because good transmission characteristics over several hundred km can be expected by suppressing the deviation of the optical power between the signal light components below this value in the wavelength band used in a normal erbium-doped fiber amplifier (EDFA).
  • EDFA erbium-doped fiber amplifier
  • the deviation of the optical power between the signal light components having the center wavelength at 16001600 nm is 0.5 dB or less.
  • the deviation of the optical power between the signal light components having the central wavelength in at least the wavelength range of 1535 nm to 1560 nm among the signal light components emitted from the emission end is preferably 0.5 dB or less, and among the signal light components emitted from the emission end, at least the wavelength range of 1575 ⁇ ! It is preferable that the deviation of the optical power between the signal light components having the center wavelength at 1595 nm is 0.5 dB or less.
  • the deviation of the optical power between the signal light components having the center wavelength in at least the wavelength range of 1550 nm to 1560 nm is preferably 0.2 dB or less.
  • the deviation of the optical power between the signal light components having the center wavelength in at least the wavelength range of 1575 nm to 1585 nm may be 0.2 dB or less. preferable.
  • FIG. 1A is a diagram illustrating a configuration of a conventional dispersion compensator
  • FIG. 1B is a diagram illustrating a WDM signal (wavelength to person 4 ) at a portion indicated by an arrow A1 in FIG. 1A
  • FIG. 1C is a diagram. 1 shows the WDM signal at the site indicated by the arrow ⁇ 1
  • FIG. 1D shows the WDM signal at the site indicated by the arrow C1 in FIG. 1A
  • FIG. 1E shows FIG. 1A.
  • FIG. 4 is a diagram showing a WDM signal at a site indicated by an arrow D1 in the middle.
  • FIG. 2 A is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the dispersion compensating module according to the present invention
  • FIG. 2B is WDM signal (wavelength Ai ⁇ A 4 at a site indicated by the arrow A2 in FIG. 2A )
  • FIG. 2C is a diagram showing a WDM signal at a site indicated by an arrow B2 in FIG. 2A
  • FIG. 2D is a WDM signal at a site indicated by an arrow C2 in FIG. 2A
  • FIG. 2E is a WDM signal at a site indicated by an arrow D 2 in FIG. 2A
  • FIG. 2F is a diagram showing a WDM signal at a site indicated by an arrow E2 in FIG. 2A.
  • Fig. 3A is a diagram showing a general cross-sectional structure of an optical fiber applicable to a dispersion compensating means or a loss equalizing means.
  • Figs. 3B and 3C respectively show a dispersion compensating optical fiber which is a dispersion compensating means. It is a figure which shows an example of a refractive index profile.
  • FIGS. 4A to 4C are graphs showing the wavelength dependence of the transmission loss of the dispersion compensation module according to the first embodiment shown in FIGS. 2A to 2F, and FIG. 4A shows the dispersion compensation means.
  • Fig. 4B shows the relationship between transmission loss and wavelength in loss equalization means
  • Fig. 4B shows the relationship between transmission loss and wavelength in loss equalization means
  • Fig. 4 shows the relationship between transmission loss and wavelength in the entire dispersion compensation module.
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a third embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a dispersion compensation module according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a fifth embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a sixth embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensation module according to the sixth embodiment shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a seventh embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensation module according to the seventh embodiment shown in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of an eighth embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensation module according to the eighth embodiment shown in FIG.
  • FIGS. 15A to 15D are diagrams showing a ninth embodiment and a specific example of the dispersion compensation module according to the present invention
  • FIG. 15A is a diagram showing a schematic configuration of the ninth embodiment
  • FIG. FIG. 15C is a diagram showing a first specific example of the embodiment
  • FIG. 15C is a diagram showing a second specific example of the ninth embodiment
  • FIG. 15D is a diagram showing a third specific example of the ninth embodiment.
  • FIGS. 16 and 17 are graphs showing the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensation module according to the ninth embodiment shown in FIGS. 15 to 15D.
  • FIG. 18 is a diagram showing a schematic configuration of a tenth embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • FIG. 19 is a graph showing the relationship between transmission loss and wavelength in the dispersion compensation module according to the tenth embodiment shown in FIG.
  • FIGS. 2OA to 20F are diagrams showing the entire optical transmission system to which the dispersion compensation module according to the present invention is applied, and FIG. 2OA is a diagram showing a schematic configuration of the optical transmission system.
  • Fig. 2 shows the WDM signal (wavelength input-person 4 ) at the site indicated by arrow A3 in Fig. 2 OA
  • Fig. 20C shows the WDM signal at the site indicated by arrow B3 in Fig. 2 OA
  • Fig. 20D is a diagram showing the WDM signal at the site indicated by arrow C3 in Fig. 2 OA
  • Fig. 20E is the WDM signal at the site indicated by arrow D3 in Fig. 2 OA.
  • FIG. 20F is a diagram showing a WDM signal at a site indicated by an arrow E3 in FIG. 2OA.
  • FIGS.2A to 4C FIGS.5 to 14, FIGS.158 to 15D, FIGS.16 to 19, and FIGS.2OA to 2OF. for Will be described.
  • the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
  • FIG. 2A is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • the WDM signal (wavelength input i to person 4 ) at the site indicated by arrow A2 is shown in FIG. 2B
  • the WDM signal at the site indicated by arrow B2 is shown in FIG. 2C
  • the WDM signal at the site indicated by arrow C2 is shown in FIG. 2D
  • the WDM signal at the site indicated by arrow D2 is shown in FIG.
  • the WDM signal at the indicated site is shown in FIG. 2F.
  • FIG. 2A shows a transmitting station 15, an optical amplifier 1 in a previous stage for optically amplifying a signal light component emitted from the transmitting station 15 and propagating through a predetermined transmission line, and an output terminal of the optical amplifier 1.
  • a dispersion compensating module 10 having an optically connected input end 10a, an output end 10 Ob of the dispersion compensating module 10 and an optical amplifier 2 at a subsequent stage where the input end is optically connected;
  • An optical transmission system suitable for WDM transmission, including a receiving station 16 for receiving a signal light component emitted from the optical amplifier 2 is shown.
  • the dispersion compensating module 10 includes a dispersion compensating optical fiber 11 serving as dispersion compensating means and a loss equalizer 12 serving as loss equalizing means. 1 and the loss equalizer 12 are arranged in the optical path between the input terminal 10a and the output terminal 10b of the dispersion compensation module 10 and are optically connected to each other.
  • the dispersion compensating optical fiber 11 is an optical device that compensates for chromatic dispersion in the wavelength band of the WDM signal of the optical transmission line into which the dispersion compensating module 10 is inserted.
  • a single-mode optical fiber used as an optical transmission line has a positive chromatic dispersion slope
  • an optical fiber having a negative chromatic dispersion slope can be applied as the dispersion compensating optical fiber 11. It is. Specifically, the dispersion compensation of the first embodiment is described.
  • the attenuating optical fiber 11 has the same structure as the optical fiber 300 shown in FIG. 3A. C That is, the optical fiber 300 has a core region 3 10 having an outer diameter a and the core region 3.
  • the dispersion compensating optical fiber 11 has a W-shaped refractive index profile (the cladding region 320 is composed of two layers having different refractive indices). (A refractive index profile having a depressed cladding structure).
  • the dispersion slope is defined by the slope of a graph showing dispersion characteristics in a predetermined wavelength band.
  • the loss equalizer 12 compensates for at least the loss variation depending on the wavelength of the dispersion-compensating optical fiber 11 in the wavelength band of the WDM signal.
  • the loss equalizer 12 for example, a multilayer film filter, a long-period fiber grating, a Fabry-Brie-Etalon, etc. are suitable.
  • FIGS. 4A to 4C are graphs showing the wavelength dependence of the transmission loss of the dispersion compensation module according to the first embodiment shown in FIGS. 2A to 2F.
  • Fig. 4A shows the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensation means
  • Fig. 4B shows the relationship between the transmission loss and the wavelength in the loss equalization means
  • Fig. 4C shows the relationship in the entire dispersion compensation module. It shows the relationship between transmission loss and wavelength.
  • the transmission loss of the dispersion-compensating optical fiber 11 generally decreases as the wavelength becomes longer in the 1.5.55-m wavelength band.
  • FIG. 4A shows the transmission loss of the dispersion-compensating optical fiber 11 generally decreases as the wavelength becomes longer in the 1.5.55-m wavelength band.
  • the transmission loss of the loss equalizer 12 becomes larger as the wavelength becomes longer, so that the loss wavelength characteristic of the dispersion compensating optical fiber 11 can be compensated.
  • the total loss of the dispersion compensating module 10 according to the first embodiment is the total of the transmission losses of the dispersion compensating optical fiber 11 and the loss equalizer 12 and can be seen from FIG. 4C. As described above, the wavelength dependence is reduced as a whole (the loss variation for each wavelength is reduced).
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • the dispersion compensation module 20 also includes a dispersion compensating unit and a loss equalizing unit in the optical path between the input terminal 20a and the output terminal 20b. They are arranged in an optically connected state.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that a wavelength disperser 23 composed of a three-terminal circuit 21 and a trapped grating 22 is provided as dispersion compensation means. Is different.
  • the three-terminal terminal 21 is an optical device that outputs light incident on terminal 21 A to terminal 21 B and outputs light input to terminal 21 B to terminal 21 C.
  • the chirped grating 22 is a grating formed in the optical waveguide region of the optical fiber optically connected to the terminal 21 B of the three-terminal circular circuit 21, and has a chromatic dispersion in the transmission line. Has the function of compensating for
  • the WDM signal incident from the input terminal 20a of the dispersion compensator 23 composed of the three-terminal circuit 21 and the capping grating 22 is first converted to the three-terminal circuit. It enters 21 A and exits from terminal 21 B. Each signal light component in the capped grating 22 is reflected at a position satisfying the Bragg condition according to the wavelength (Pragg reflection). Each signal light component reflected at the predetermined position of the capping grating 22 again enters the terminal 21 B of the three-terminal circuit 21 and exits from the terminal 21 C. That is, the WDM signal incident through the incident end 20a is incident on the terminal 21A of the three-terminal circuit 21 and propagates according to the wavelength of each signal light component until it exits from the terminal 21C. The time is different. Therefore, the dispersion compensator 23 compensates for chromatic dispersion in the wavelength band of the WDM signal of the optical transmission line into which the dispersion compensation module 20 of the second embodiment is inserted.
  • the loss equalizer 24 is an optical device that compensates for loss variation depending on at least the wavelength of the dispersion compensator 23 in the wavelength band of the WDM signal.
  • Examples of the loss equalizer 24 include a multilayer film filter, a long-period fiber grating, and a fabricator. Perot etalon and the like are preferred.
  • the total loss of the dispersion compensation module 20 as a whole is the sum of the transmission losses of the dispersion compensator 23 and the loss equalizer 24. Is reduced.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a third embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • the dispersion compensation module 30 also has a state in which the dispersion compensation means and the loss equalization means are optically connected in the optical path between the input end 30a and the output end 30b. Are located.
  • the dispersion compensating optical fiber 31 as the dispersion compensating means, the loss equalizer 32 as the loss equalizing means, and the optical amplifier 33 are optically connected to each other. It is arranged in the state where it was done.
  • the dispersion compensating optical fiber 31 is an optical device that compensates for chromatic dispersion in the wavelength band of the WDM signal of the optical transmission line into which the dispersion compensating module 30 is inserted.
  • the optical amplifier 33 is an optical device that amplifies and outputs the optical power of each signal light component included in the WDM signal incident through the incident end 30a. It does not have to be flat.
  • an optical fiber amplifier EDFA: Erbium-Doped fiber amplifier
  • EDF Erbium-Doped fiber
  • an optical fiber amplifier EDF: Erbium-Doped fiber
  • an optical fiber amplifier EDF: Erbium-Doped fiber doped with an element Er (erpium
  • the loss equalizer 32 simultaneously compensates for the wavelength variation depending on the wavelength of the dispersion compensating optical fiber 31 and the wavelength variation of the optical amplifier 33 in the wavelength band of the WDM signal. (Flatten).
  • the loss equalizer 32 for example, a multilayer film filter, a long-period fiber grating, a Fabry-Perot etalon, and the like are preferable.
  • the total loss of the dispersion compensation module 30 according to the third embodiment as a whole also depends on the wavelength dependence of loss variation in each of the dispersion compensation optical fiber 31 and the loss equalizer 32, Compared with the wavelength dependence of the gain variation in the optical amplifier 33, the wavelength dependence is smaller.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a fourth embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • the WDM signal is composed of three wavelength signal light components
  • the three wavelengths are respectively assigned to the person 2 and the input 3 ( ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2 ⁇ 3 ).
  • the dispersion compensating module 40 also has an input terminal 40a and an output terminal 40b, and has a dispersion in the optical path between the input terminal 40a and the output terminal 40b.
  • the compensating means and the loss equalizing means are arranged in an optically connected state.
  • the dispersion compensating module 40 includes a demultiplexer 42 for demultiplexing the WDM signal for each signal light component, and a signal demultiplexer for demultiplexing the signal light components. And a multiplexer 48 for output.
  • the dispersion compensating module 40 includes dispersion compensating optical fibers 41, 43, and 44 as dispersion compensating means and optical attenuators 45 to 47 as loss equalizing means.
  • the dispersion compensating optical fiber 41 is disposed on the input side of the duplexer 42 (between the input terminal 40a and the duplexer 42).
  • a matched refractive index profile as shown in FIG. 3C a low-refractive-index cladding region is provided around a central high-refractive-index core region.
  • a dispersion-compensating optical fiber having a refractive index profile provided by the method can be used.
  • a single mode optical fiber generally used as an optical transmission line has a positive chromatic dispersion slope
  • the dispersion compensating optical fiber 41 also has a positive chromatic dispersion slope.
  • the dispersion compensating optical fiber 4 1, other wavelengths; wave for each signal light component of Oyobie 3 Long dispersion cannot be completely compensated.
  • the WDM signal output from the dispersion compensating optical fiber 41 is split by the splitter 42 for each signal light component. Then, the signal light component having the wavelength is sequentially propagated through the optical attenuator 45 and the dispersion compensating optical fiber 43 and reaches the multiplexer 48. The signal light component of the wavelength input 2 passes through the optical attenuator 46 and reaches the multiplexer 48. The signal light component of the wavelength ⁇ 3 sequentially propagates through the optical attenuator 47 and the dispersion compensating optical fiber 44 and reaches the multiplexer 48.
  • Dispersion compensating optical fiber 4 3 is an optical device for compensating for the residual chromatic dispersion of the signal light component of Hachoe, the dispersion compensating optical fiber 4 4 wavelength; to compensate for the residual wave length dispersion of the signal light components 1 3 It is an optical device. That is, the dispersion compensating optical fibers 43 and 44 compensate for the residual chromatic dispersion that cannot be completely compensated for each of the wavelength; and the signal light component of ⁇ 3 in the dispersion compensating optical fiber 41. It should be noted that each of the dispersion compensating optical fibers 43 and 44 can be a dispersion compensating optical fiber having a matched refractive index profile (see FIG. 3C). Optical attenuator 4 5-4 7, each signal light component of the wavelength input ⁇ lambda 3 by adjusting the optical power, the optical power of the signal light components of the three wavelengths after being multiplexed by the multiplexer 4 8 Flatten.
  • the dispersion compensating module 40 of the fourth embodiment compensates the dispersion of the signal light component of the wavelength i by the dispersion compensating optical fibers 41 and 43, and generates the signal light component of the wavelength 2 Is compensated by the dispersion compensating optical fiber 41, and the signal light component of the wavelength ⁇ 3 is compensated by the dispersion compensating optical fibers 41 and 44. Further, the dispersion compensation module 40 adjusts the optical power of each of the signal light components of the three wavelengths and the person 3 by the optical attenuators 45 to 47, and as a whole, gain variation and / or gain between the signal components. Alternatively, the loss variation can be made flat.
  • the dispersion compensating module 40 is compared with the dispersion compensating optical fiber having the W-shaped refractive index profile shown in FIG.
  • the optical fiber is a dispersion compensating optical fiber included in the dispersion compensating means. Applicable to 41, 43 and 44, it is preferable from the viewpoint of manufacturing cost.
  • the dispersion compensating optical fiber 41 may be connected to the output side of the multiplexer 48 (between the output terminal 4 Ob and the multiplexer 48).
  • the optical attenuators 45 to 47 are not prepared for each wavelength of each signal component, but one optical attenuator having a predetermined attenuation wavelength characteristic is provided on the input side of the demultiplexer 42 (input end 4 0a and the duplexer 42) or on the output side of the multiplexer 48.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a dispersion compensation module according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the dispersion compensation module 50 according to the fifth embodiment also has an input terminal 50a and an output terminal 50b, as in the first to fourth embodiments, and these input terminals 50a and Dispersion compensating means and loss equalizing means are arranged in an optical path between the output end 50b and each optically connected.
  • the loss equalizer 51 which is the loss equalizing means, is disposed before the dispersion compensating optical fiber 52, which is the dispersion compensating means (input end 50a And the dispersion compensating optical fiber 52).
  • the dispersion compensating optical fiber 52 is used for compensating the chromatic dispersion in the wavelength band of the WDM signal of the optical transmission line into which the dispersion compensation module 50 is inserted.
  • the loss equalizer 51 is set so as to compensate for the dispersion of the transmission loss depending on the wavelength in the dispersion compensating fiber 52. Therefore, the entire dispersion compensating module 50 is integrated.
  • the loss has a smaller wavelength dependence as compared with the wavelength dependence of the transmission loss in each of the loss equalizer 51 and the dispersion compensating optical fiber 52.
  • the loss equalizer 51 is provided in a stage preceding the dispersion compensating optical fiber 52, the following effects are also obtained. In other words, if the optical power of the WDM signal input to the dispersion compensating optical fiber 52 exceeds the maximum allowable value, Since the nonlinear optical phenomenon occurs in the dispersion compensating optical fiber 52 and each signal light component is degraded, it is desired that the optical power of the WDM signal input to the dispersion compensating optical fiber 52 be less than the maximum allowable value.
  • the loss equalizer 51 is provided in front of the dispersion compensating optical fiber 52, so that the WDM signal incident through the incident end 50a of the dispersion compensating module 50 is provided.
  • the optical power is allowed up to a value obtained by adding the above maximum allowable value and the value of the loss in the loss equalizer 51. Therefore, in the case of this embodiment, the power margin of the WDM signal incident through the input end 50a of the dispersion compensation module 50 is increased as compared with the first embodiment described above, and the dispersion is increased. Non-linear optical phenomena hardly occur in the compensation optical fiber 52, and deterioration of the WDM signal is avoided.
  • FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a sixth embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • the dispersion compensation module 50 also has an input terminal 60a and an output terminal 60b, as in the first to fifth embodiments, and these input terminals 60a Dispersion compensating means and loss equalizing means are arranged in an optical path between the optical path and the output end 60b in a state where they are optically connected to each other.
  • the dispersion compensating module 60 is configured such that a dispersion compensating optical fiber 61 as a dispersion compensating means and a loss equalizing optical fiber 62 as a loss equalizing means are fusion-spliced at a connection portion 63. It is characterized by that.
  • the dispersion compensating optical fiber 61 is an optical device that compensates for chromatic dispersion in the wavelength band of the WDM signal of the optical transmission line into which the dispersion compensation module 60 is inserted.
  • the loss-equalizing optical fiber 62 basically has a core region 310 and a cladding region provided on the outer periphery of the core region 310, similarly to the optical fiber 300 shown in FIG. 3A. 3 20, wherein a transition metal such as a Cr element or a Co element is added in at least the core region 310.
  • the loss-dependent optical fiber 62 has its wavelength-dependent loss variation adjusted to compensate for the wavelength-dependent loss variation of the dispersion-compensating optical fiber 61. You. Therefore, even in the dispersion compensating module 60, the wavelength dependence as a whole becomes smaller as a whole as compared with the loss variation of the dispersion compensating optical fiber 61 and the loss equalizing optical fiber 62.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensation module according to the sixth embodiment shown in FIG.
  • the graph indicated by A 100 indicates the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensating optical fiber 61
  • the graph indicated by B 100 indicates the loss equalizing optical fiber 62.
  • the graph shown by C 100 shows the transmission loss in the dispersion compensating module 60 including the dispersion compensating optical fiber 61 and the loss equalizing optical fiber 62. The relationship with wavelength is shown.
  • the transmission loss of the dispersion compensating optical fiber (DCF) 61 generally becomes smaller as the wavelength becomes longer in the 1.55 / m band.
  • the loss-equalizing optical fiber 62 is a single-mode optical fiber in which the Co element is added to the core region at a concentration of about 1 O ppm, and the longer the wavelength, the larger the transmission loss and the higher the dispersion compensation.
  • the optical fiber 61 is designed to be able to compensate for loss variation depending on the wavelength.
  • the total loss of the dispersion compensating module 60 is the sum of the transmission losses of the dispersion compensating optical fiber 61 and the loss equalizing optical fiber 62, and the The loss deviation is less than 0.1 ldB in the range of nm to 570 nm (the wavelength dependence is smaller than that of each component).
  • FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a dispersion compensation module according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the dispersion compensating module 70 according to the seventh embodiment also has an input terminal 70a and an output terminal 70b as in the first to sixth embodiments, and these input terminals 70a
  • the dispersion compensating means and the loss equalizing means are arranged in an optical path between the optical path and the output end 70b in a state where they are optically connected to each other.
  • the dispersion compensating module 70 includes a dispersion compensating optical fiber 71 as a dispersion compensating means and an optical fiber 73 formed with a long-period fiber grating 72 as a loss equalizing means. Is characterized by being fused and connected.
  • the optical fiber 73 is preferably a single-mode optical fiber having a zero-dispersion wavelength in the 1.3 ⁇ m wavelength band or a dispersion-compensating optical fiber.
  • the dispersion compensating optical fiber 71 is an optical device that compensates for chromatic dispersion in the wavelength band of the WDM signal of the optical transmission line into which the dispersion compensation module 70 is inserted.
  • the long-period fiber grating 72 is obtained by causing a periodic change in the refractive index at least in the core region of the optical fin 73, and the period of the refractive index change is as long as several hundred meters. In this case, a coupling is made between a propagation mode in which light propagates through the core region and a radiation mode in which light is radiated to the cladding region.
  • the long-period fiber grating 72 can, for example, minimize the transmission loss at a wavelength of 152 nm by appropriately selecting the period and length of the refractive index change, while maintaining a wavelength of 150 nm. It is designed to maximize the transmission loss in nm and to compensate for the wavelength-dependent loss variation of the dispersion-compensating optical fiber 71. Therefore, the total loss of the dispersion compensating module 70 of the seventh embodiment also has a smaller wavelength dependence as compared with the loss compensation of the dispersion compensating optical fiber 71 and the long-period fiber grating 72, respectively.
  • the long-period fiber grating 72 As the loss equalizing means, it is possible to flatten the loss variation between the signal light components without greatly reducing the transmission loss of the entire dispersion compensation module 70. . Also, desired transmission characteristics can be easily obtained in a wide wavelength band.
  • the long-period fiber grating 72 has a predetermined wavelength. These optical components are clearly distinguished from short-period fiber gratings that reflect only signal light components.
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensation module according to the seventh embodiment shown in FIG.
  • the graph denoted by A 200 indicates the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensating optical fiber 71
  • the graph indicated by 0 indicates the relationship between the transmission loss and the wavelength in the long-period fiber grating 72
  • the graph indicated by C 200 indicates the dispersion-compensating optical fiber 71 and the long-period fiber grating 72
  • 7 shows the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensation module 70 including the following.
  • the dispersion compensating optical fiber (DCF) 71 has a wavelength of 1.
  • the transmission loss of the long-period fiber grating (long-period FG) 72 becomes larger as the wavelength becomes longer, and it is possible to effectively compensate for the wavelength variation depending on the wavelength of the dispersion-compensating optical fiber 71. It is designed to be. Also, the dispersion compensation module
  • the total loss of 70 is also the sum of the transmission loss of the dispersion compensating optical fiber 71 and the long-period fiber grating 72, and the wavelength is 150 nm to 150 nm.
  • the deviation of the transmission loss in the range of 0 nm is less than 0.1 dB.
  • FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of an eighth embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • the dispersion compensating module 80 also has an input terminal 80a and an output terminal 80b, as in the first to seventh embodiments.
  • Dispersion compensating means and loss equalizing means are arranged in an optical path between the optical path and the output end 80b in a state where they are optically connected to each other.
  • the dispersion compensating module 80 includes a dispersion compensating optical fiber 81 as dispersion compensating means, and the dispersion compensating optical fiber 81 It is characterized in that a long-period fiber grating 82 is directly formed as a loss equalizing means.
  • the dispersion compensating optical fiber 81 is an optical device that compensates for chromatic dispersion in the wavelength band of the WDM signal in the optical transmission line into which the dispersion compensating module 80 is inserted.
  • the long-period fiber grating 82 is obtained by causing a constant-period change in the refractive index in at least the core region of the dispersion-compensating optical fiber 81, and the period of the change in the refractive index is as long as several hundreds / m. And combines a propagation mode, which is a mode in which light propagates through the core region, and a radiation mode, which is a mode in which light is radiated to the cladding region.
  • the long-period fiber grating 82 can minimize the transmission loss at a wavelength of 152 nm, for example, by appropriately selecting the period and length of the refractive index change. It is designed to maximize the transmission loss in nm and to compensate for the wavelength variation depending on the wavelength of the dispersion compensating optical fiber 81. Therefore, the total loss of the dispersion compensating module 80 of the eighth embodiment is also the sum of the transmission loss of the dispersion compensating optical fiber 81 and the transmission loss caused by the long-period fiber grating 82 built in. Therefore, the wavelength dependence is reduced as a whole.
  • the long-period fiber grating 82 as the loss equalizing means, it is possible to flatten the loss variation between the signal light components without greatly reducing the transmission loss of the dispersion compensation module 80 as a whole. become. Further, desired loss characteristics can be easily obtained in a wide wavelength band. Further, in the eighth embodiment, since the long-period fiber grating 82 as the loss equalizing means is formed directly on the dispersion compensating optical fiber 81, there is no connection that causes a loss. There is no need to consider the effects of losses at the connections.
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensation module 80 of the eighth embodiment shown in FIG.
  • the graph indicated by A 300 shows the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensating optical fin 81 before the long-period fiber grating 82 is formed
  • the graph indicated by C 300 Graph shown Shows the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensating optical fiber 81 after the long-period fiber grating 82 is formed.
  • the original transmission loss of the dispersion-compensating optical fiber 81 before the long-period fiber grating 82 is formed generally increases as the wavelength becomes longer in the 1.55 ⁇ m band. Low loss.
  • the transmission loss of the long-period fiber grating 82 becomes larger as the wavelength becomes longer, so that the dispersion compensation optical fiber 82 can compensate for the loss variation between each signal light component. It is designed for.
  • the dispersion compensating optical fiber 81 on which the long-period fiber grating 82 is formed that is, the total loss of the dispersion compensating module 80 is the transmission loss of the dispersion-compensating optical fiber 81 itself and the transmission loss of the long-period fiber grating 82.
  • the wavelength is 1 5 2 0 ⁇ !
  • the deviation of the transmission loss between the signal light components in the range of 1150 nm is less than 0.1 dB.
  • FIGS. 15A to 15D are diagrams showing a ninth embodiment and a specific example of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • FIG. 15A is a diagram showing a schematic configuration of the ninth embodiment.
  • 15B shows a first specific example of the ninth embodiment
  • FIG. 15C shows a second specific example of the ninth embodiment
  • FIG. 15D shows a third specific example of the ninth embodiment. It is a figure which shows the specific example of.
  • the dispersion compensating module 90 is configured such that a dispersion compensating optical fiber 91 as a dispersion compensating means and a single-mode optical fiber 92 are fusion-spliced at a fusion portion 93. It is characterized by:
  • the dispersion compensating optical fiber 91 is an optical device that compensates for chromatic dispersion in the signal light wavelength band of the optical transmission line into which the dispersion compensating module 90 is inserted.
  • the fusion portion 93 causes loss, but its wavelength characteristics differ depending on conditions such as the heating temperature and the amount of fiber pushed in during fusion splicing.Therefore, by setting the fusion conditions appropriately, Adjust the wavelength dependence of the transmission loss at the fusion zone 93 be able to.
  • the core region 91a of the dispersion compensating optical fiber 91 and the core region 91 of the single-mode optical fiber 92 2a can be realized by fusing the optical axes AX 1 and AX 2 with a predetermined distance D from each other.
  • FIG. 15C a state in which the core region 91 b of the dispersion compensating optical fiber 91 and the core region 92 b of the single-mode optical fiber 92 are slightly bent. This can also be realized by fusion splicing the dispersion compensating optical fiber 91 and the single mode optical fiber 92. Further, as shown in FIG.
  • the core region 91 c of the dispersion compensating optical fiber 91 and the core region 92 c of the single-mode optical fiber 92 are joined to each other at a fusion portion 93.
  • You may comprise so that the diameter may increase toward it.
  • the specific examples described above can be combined with each other.
  • a structure combination in which the bending diameter of the core region is enlarged or bent may be used.
  • the dispersion compensation module 90 as a whole has a wavelength of 15 2 ⁇ !
  • the deviation of the total loss in the range of 11570 nm is less than 0.1 dB.
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the transmission loss and the wavelength in the dispersion compensation module according to the ninth embodiment.
  • the transmission loss of the dispersion-compensating optical fiber (DCF) 91 generally decreases as the wavelength increases in the 1.55 ⁇ m band.
  • the transmission loss of the fusion spliced portion 93 is designed so as to be able to compensate for the wavelength variation depending on the wavelength of the dispersion compensating optical fiber 91 because the longer the wavelength, the greater the loss. ing.
  • the total loss of the entire dispersion compensating module 90 is the sum of the transmission losses of the dispersion compensating optical fiber 91, the single mode optical fiber 92, and the fusion section 93, and has a wavelength of 152 nm In the range of l570 nm, the deviation of the loss is less than 0.1 ldB.
  • the loss variation in the fusion spliced portion 93 also depends on the amount of optical axis deviation between each of the dispersion compensating optical fiber 91 and the single mode optical fiber 92 in the fused portion 93. As shown in FIG. 15B, it can also be adjusted by appropriately setting the optical axis shift amount at the time of fusion splicing.
  • the graph indicated by the arrow A 400 indicates the relationship between the wavelength and the transmission loss in the dispersion compensating optical fiber 91
  • the graph indicated by the arrow B 400 indicates the dispersion compensating optical fiber.
  • the relationship between the wavelength and the transmission loss at the fusion section 93 between the fiber 91 and the single-mode optical fiber 92 is shown.
  • the arrow C 400 indicates the dispersion compensation module 90 of the ninth embodiment. 2 shows the relationship between wavelength and transmission loss.
  • Fig. 17 shows the wavelengths of the dispersion compensating module 90 when the optical axes of the dispersion compensating optical fiber 91 and the single mode optical fiber 92 are shifted from each other and fusion spliced (see Fig. 15B).
  • 4 is a graph showing a relationship with a transmission loss.
  • the graph indicated by the arrow A500 indicates the relationship between the wavelength and the transmission loss in the dispersion compensating optical fiber 91.
  • the graph shown by the arrow B500 shows the relationship between the wavelength and the transmission loss in the fusion zone A where the optical axis deviation D is the first value, and is shown by the arrow C500.
  • the graph shows the relationship between the wavelength and the transmission loss in the entire dispersion compensation module 90 having the fused portion A, and the graph shown by the arrow B550 shows that the optical axis deviation D is equal to the first value.
  • the optical axes AX 1 and AX 2 are respectively
  • the relationship between the wavelength and the transmission loss in the entire dispersion compensation module 90 also greatly changes.
  • the dispersion compensation module 90 by appropriately setting the optical axis deviation amount D in the fusion portion 93, the dispersion compensation module 90 as a whole has a loss deviation in the wavelength range of 150 nm to 150 nm. Is less than 0.1 dB.
  • the dispersion compensating optical fiber 91 and the single mode optical fiber are used.
  • the configuration of the fusion portion 93 is not limited to this.
  • a single mode optical fiber may be used instead of the dispersion compensating optical fiber 91, or a dispersion compensating optical fiber or another optical fiber may be used instead of the single mode optical fiber 92.
  • the wavelength dependence of the total loss in the entire dispersion compensation module can be reduced by adjusting the wavelength dependence of the transmission loss at the fusion zone between the two.
  • FIG. 18 is a diagram showing a schematic configuration of a tenth embodiment of the dispersion compensation module according to the present invention.
  • the dispersion compensation module 100 also has dispersion compensation in the optical path between the input terminal 100a and the output terminal 100b.
  • the means and the loss equalizing means are arranged in an optically connected state.
  • the tenth embodiment includes a dispersion compensating optical fiber 101 as a dispersion compensating means and a fiber fusion type force bra (WDM force bra) 102 as a loss equalizing means.
  • the WDM power brush 102 is characterized by having a polarization dependent loss (PDL) of 0.2 dB or less.
  • the dispersion-compensating optical fiber 101 has a wavelength dependence in which the transmission loss increases as the wavelength increases, as shown by the graph indicated by the arrow A600 in FIG.
  • the transmission loss in the WDM power blur 102 increases as the wavelength becomes shorter, as shown by the arrow B600 in FIG. Therefore, the total loss of the dispersion compensating module 100 of the tenth embodiment composed of the dispersion compensating optical fiber 101 and the WD M force brass 102 is also the total loss of these members 102 and 102.
  • the wavelength dependence is reduced as a whole.
  • FIG. 2 OA shows an optical transmission system to which the dispersion compensation module according to the present invention is applied. It is a figure showing the whole stem.
  • this optical transmission system at least an optical amplifier 510 as a repeater and a single-mode optical fiber 5 constituting a part of the transmission line are provided in a transmission line between the transmitting station 15 and the receiving station 16. 20 and at least the dispersion compensation module 500 according to the present invention are arranged.
  • the dispersion module 500 applied to this optical transmission system has an input terminal 500 a and an output terminal 500 b of a WDM signal so as to constitute at least a part of a transmission line.
  • a dispersion compensating optical fiber 501 and a loss equalizer 502 that are optically connected to each other are arranged in an optical path between the output terminal 50a and the output terminal 50Ob.
  • the dispersion compensation module 500 instead of the dispersion compensation module 500, any one of the dispersion compensation modules 10 to 100 of the above-described first to tenth embodiments may be replaced. It is also possible to apply. Further, in such a configuration, the compensation target of the dispersion compensating optical fiber 501 is not only the single mode optical fiber 520 constituting a part of the transmission line, but also the entire optical transmission line (for example, an optical amplifier). 5 10 etc.).
  • the compensation target of the loss equalizer 502 is at least the dispersion compensating optical fiber 501, but the present invention is not limited to this. For example, loss compensation depending on the wavelength of the optical amplifier 501 is also included.
  • the loss equalizer 502 may be designed to compensate for the loss.
  • FIG. 20C shows the WDM signal at arrow B3
  • FIG. 20D shows the WDM signal at the site indicated by arrow C3
  • FIG. 20D shows the WDM signal at the site indicated by arrow D3.
  • the WDM signal at the site shown in FIG. 20E and indicated by arrow E3 is shown in FIG. 20F.
  • the wavelength dependence of the transmission loss in the optical amplifier 501 and the wavelength dependence of the transmission loss in the dispersion-compensating optical fiber 501 have opposite characteristics. The wavelength dependency can be reduced.
  • the dispersion compensation module of the signal light components emitted from the emission end, at least a wavelength range of 150 nm to 15065 nm is provided.
  • the deviation of the optical power between the signal light components having the center wavelength is preferably 0.5 dB or less. This is because good transmission characteristics can be expected over several hundred km by suppressing the deviation of the optical power between the signal light components below the value in the wavelength band used in a normal erbium-doped fiber amplifier (EDFA). .
  • the deviation of the optical power between the signal light components having the center wavelength at 16001600 nm is 0.5 dB or less.
  • the optical power of the signal power between the signal light components having the center wavelength in at least the wavelength range of 1535 nm to l56 Onm is preferably 0.5 dB or less, and among the signal light components emitted from the emission end, at least the wavelength range 1575 ⁇ ! It is preferable that the deviation of the optical power between the signal light components having the center wavelength at 1595 nm is 0.5 dB or less.
  • the deviation of the optical power between the signal light components having a center wavelength of about 1560 nm is preferably not more than 0.2 dB, and at least the wavelength range of the signal light components emitted from the emission end is preferable. It is preferable that the deviation of the optical power between the signal light components having the center wavelength between 1575 nm and 1585 nm is 0.2 dB or less.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
  • the order of connection of the dispersion compensation means and the loss equalization means is arbitrary.
  • the loss It is preferable that the equalizing means is provided before the dispersion compensating means in that the permissible ground value of the incident light power in the dispersion compensating module can be increased.
  • the chromatic dispersion of the predetermined wavelength band generated in the optical transmission line is compensated by the dispersion compensation means, and at least depends on the wavelength in the dispersion compensation means.
  • the loss variation is compensated for by the loss equalization means connected to the optical system to the dispersion compensation means. That is, according to the present invention, not only is the chromatic dispersion of the optical transmission line compensated, but also the wavelength dependence of the loss variation of the entire dispersion compensation module can be reduced, so that the light propagates through the optical transmission line.
  • the dispersion compensation module according to the present invention is inserted into an optical transmission line, it is not necessary to redesign the entire optical transmission line, and an existing optical amplifier or loss equalizer can be inserted into the optical transmission line. There is an effect that there is no need to adjust the characteristics such as.

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Description

明糸田 分散補償モジュール 技術分野
この発明は、 波長分割多重 （WD M) 伝送等の光通信に好適な光伝送路中に設 置され、 該光伝送路の一部を構成するとともに WD M信号の波長帯域における波 長分散を補償する分散補償モジュールに関するものである。 背景技術
従来の光通信システムは、 光伝送路として主に伝送用光ファイバが用いられ、 適当な中継間隔ごとに光増幅器が配置された構成が一般的である。 光増幅器は、 信号光が伝送用光ファイバ中を伝搬するうちに減衰することから、 例えば複数波 長の信号光成分を含む WD M信号等の信号光パワーを増幅するための光デバイス である。 この光増幅器は、 通常、 各信号光成分の光パワーを増幅する増幅部と各 信号光成分間で生じる利得差を低減するための等化部を備え、 光増幅作用を奏す るだけでなく利得等化作用をも奏する。 したがって、 WD M伝送を行う場合にお いては、 光増幅器は、 この WD M信号の各信号光成分それぞれを略一定の利得で 光増幅することができる。
一方、 伝送用光ファイバとしては、 通常、 シングルモード光ファイバが用いら れる。 このシングルモード光ファイバは、 波長 1 . 5 5 /m帯 （ 1 5 0 0 n m~ 1 6 0 0 nm) で正の波長分散 （約 + 1 7 p s /nm/k m) を有するが、 大き な波長分散が存在すると WD M信号のパルス波形が崩れ受信エラ一を生ずること がある。 特に、 数ギガ b i t / s e c〜数十ギガ b i t / s e c程度にまで高速 ィ匕、 すなわち高帯域化が進むと、 波長分散の存在は大きな問題となる。 そこで、 この波長分散を補償するために分散補償器が光伝送路中に配置された光通信シス テムが提案されている （例えば、 1 9 9 7年電子情報通信学会通信ソサイエティ 大会 B— 1 0 - 7 0および同 B— 1 0 - 7 1を参照） 。 また、 この分散補償器と しては、 例えば、 波長 1 . 5 5 m帯で大きな負の波長分散 （約— 9 0 p s /n m/k m) を有する分散補償光ファイバが用いられる。 発明の開示
発明者らは、 上述の従来技術を検討した結果、 以下のような課題を発見した。 すなわち、 分散補償器において、 WD M信号の波長帯域における各信号光成分間 の伝送損失のバラツキは、 波長依存性が無視し得ないほど大きいことから、 以下 のような課題がある。
例えば、 図 1 Aに示されたような光伝送路中の光増幅器 1と次段の光増幅器 2 との間に分散補償器 3が設けられた一般的な構成について説明する。 なお、 この 光伝送路では、 光増幅器 1から出力される WD M信号における各信号光成分 （波 長入 〜人 4 ) の光パワーは一定であるとする。
以上の構成において、 図 1 Bに示されたような信号光成分が光増幅器 1に入力 されると、 図 1 Cに示されたような増幅された信号光成分が出力される。 この光 増幅器 1から出力された信号光成分が分散補償器 3に入力されることより、 伝送 用光ファイバの波長分散が補償される。 一方、 分散補償器 3における伝送損失は 波長依存性を有することから、 分散補償器 3から出力された信号光成分間の光パ ヮ一は一定にならない （図 1 D参照） 。 また、 分散補償器 3から出力された信号 光成分がさらに光増幅器 2に入力されても、 光増幅器 2から出力された信号光成 分 （図 1 E参照） は、 入力時の各信号光成分間の光パワー差が包含された状態で 増幅されてしまう。 したがって、 送信局から受信局までの間に複数個の分散補償 器が設けられる場合には、 受信局に到達する信号光成分間の光パワーの差は順次 累積してより大きくなつてしまう。 このように受信局に到達する信号光成分間の 光パワーの差が大きいと、 信号光成分によっては S/Nの劣化を生じ受信できな い場合が起こり得る。 それゆえ、 分散補償器を挿入する場合には光伝送システム 全体を再設計して上述の課題を解消する必要がある。
この発明は、 上述の課題を解決するためになされたものであり、 光伝送路中で 発生する波長分散を補償する機能を有するとともに、 その伝送損失の波長依存性 が小さく光伝送システムへの挿入が容易な構造を備えた分散補償モジュールを提 供することを目的とする。
したがって、 この発明に係る分散補償モジュールは、 それぞれの中心波長が所 定波長帯に含まれる 1又は 2以上の信号光成分 （WD M信号に含まれる） が入射 される入力端と、 該 WD M信号が出射される出力端を備え、 送信局と受信局との 間のみならず、 送信局と中継器との間、 中継器間、 中継器と受信局との間に設置 可能である。 また、 当該分散補償モジュールは、 伝送損失の波長依存性を低減す ベく、 入力端と出力端との間の光路中に配置された分散補償光フアイバ等の分散 補償手段と、 少なくとも該分散補償手段に対し、 波長に依存した該分散補償手段 の損失バラヅキを補償するための損失等化手段を備える。
なお、 上記分散補償手段は、 補償対象によって前記 WD M信号の波長帯域 （例 えば 1 5 0 0 nm〜 1 6 0 0 nm) において正又は負のいずれかの分散スロープ を有する。 さらに、 補償対象によって、 この分散補償手段の分散は、 WD M信号 の波長帯域において正又は負のいずれかの値を取る。
また、 この発明に係る分散補償モジュールは、 さらに光増幅手段を備えること により中継器として機能することも可能である。 この構成において、 上記損失等 化手段は、 上記分散補償手段の各信号光成分の波長に依存する損失バラツキと、 上記光増幅器の各信号光成分の波長に依存する利得バラツキを、 少なくとも補償 する （損失あるいは利得を平坦化する） 。
さらに、 この発明に係る分散補償モジュールは、 上記信号光成分をそれぞれ分 波する分波器と、 該分波器により分波された各信号光成分を合波する合波器とを さらに備えることが可能である。 この構成において、 上記分散補償手段は、 入射 端と分波器との間において大きな波長帯域の分散補償を行うとともに、 分波され た各信号光成分ごとの小さな波長帯域の分散補償を行う。 上記損失等化手段は、 分波された各信号光成分の光パワーを調整する。 また、 この損失等化手段は、 当 該分散補償モジュールの入射端と分散補償手段との間の光路中、 すなわち各信号 光成分の伝搬方向について、 上記分散補償手段の前段に配置されるのが好ましい この場合、 当該分散補償モジュールに入力した信号光成分は損失等化手段により 各波長に応じた所望の値だけ減衰させられた後に分散補償手段に入力することか ら、 分散補償手段において非線形光学現象が生じ難く、 信号光成分の波形劣化が 回避される。 この構成によっても、 光伝送路中の波長分散は所定部位に適宜配置 された分散補償手段により補償される一方、 分散補償手段の波長に依存する損失 バラツキは、 入射端と分散補償手段との間において各信号光成分ごとの光パワー を調整する損失等化手段により補償される。
具体的に、 上記損失等化手段は、 遷移金属が添加されたコア領域と該コア領域 の外周に設けられたクラッド領域とを有する損失等化光ファイバを含む。 このよ うな損失等化光ファィバは、 コァ領域中に添加された C r元素や C o元素等の遷 移金属の種類や量を適切に選択することにより、 分散補償手段の波長に依存する 損失バラツキを補償するよう容易に設計される。
また、 上記分散補償手段は、 波長 1 . 3 z m帯に零分散波長を有するシングル モード光ファイバあるいは分散補償光ファイバを含み、 上記損失等化手段は、 伝 搬モードと放射モードとを結合する長周期ファイバグレーティングが作り込まれ た光ファイバを含む。 この長周期ファイバグレーティングは、 所定波長の信号光 成分だけを反射させる短周期ファイバグレーティングと明確に区別される光部品 である。 このような損失等化手段である長周期ファイバグレーティングは、 当該 分散補償モジュール全体の伝送損失を大きく劣化させることなく各信号光成分間 における損失バラツキの平坦化が可能になり、 また、 広い波長帯域において所望 の損失特性を容易に得ることができる。 特に、 上述のような分散補償手段である 光ファイバに直接に損失等化手段である長周期ファイバグレーティングが形成さ れた構成は、 該分散補償手段に損失を生ずる接続部を設ける必要はなく、 また、 該接続部における損失の影響を考慮する必要がなくなるために波長に依存する損 失特性の調整を容易にする。
さらに、 上記損失等化手段は、 ファイバ融着型の力ブラ （ファイバ力ブラ） を 含む。 特に、 このファイバ力ブラは、 0. 2 dB以下の偏波依存損失 （PDL) を有するのが好ましい。 0. 2 dBを超える PDLを有するファイバ力ブラでは、 該 PDLの補償を厳格に制御できないからである。
一方、 上記損失等化手段は、 1対の光ファイバの各端部を融着接続することに より得られた融着部を含んでもよい。 この場合、 融着部における該 1対の光ファ ィバは、 それぞれの光軸が互いにずらされた状態で融着接続されてもよく、 また それぞれのコア領域が曲げられた状態で融着接続されてもよい。 さらに、 融着接 続される 1対の光ファイバおのおのが、 径が該融着部に向かって拡大しているコ ァ領域を備える構成を有してもよい。 いずれの場合にも好適に所望の特性 （波長 依存性の小さい特性） が得られる。
なお、 この発明に係る分散補償モジュールにおいて、 上記出射端から出射され た信号光成分のうち、 少なくとも波長範囲 1530 nm〜 1565 nmにその中 心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、 0. 5 dB以下であることが 好ましい。 通常のエルビウム添加ファイバ増幅器 （EDFA) における使用波長 帯域で、 係る値以下に信号光成分間の光パワーの偏差を抑えることにより、 数百 k mに渡って良好な伝送特性が期待できるからである。
また、 158 Onm帯の WDM伝送では、 上記出射端から出射された信号光成 分のうち、 少なくとも波長範囲 1560 ηπ！〜 1600 nmにその中心波長を有 する信号光成分間の光パワーの偏差は、 0. 5 dB以下であることが好ましい。 この条件を満たすことにより数百 kmに渡って良好な伝送特性が期待できるから である。 特に、 1000 kmを超える長距離光伝送では、 上記出射端から出射された信 号光成分のうち、 少なくとも波長範囲 1535 nm〜 1560 nmにその中心波 長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、 0. 5 dB以下であることが好ま しく、 さらに、 上記出射端から出射された信号光成分のうち、 少なくとも波長範 囲 1575 ηπ！〜 1595 nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワー の偏差は、 0. 5 dB以下であることが好ましい。
一方、 1000 kmを超える長距離光伝送であって 10ギガ b i t/s e c以 上の高速伝送の場合、 BER (B i t Error Rat io) が 10 15以 下の良好な伝送特性を得るためには、 上記出射端から出射された信号光成分のう ち、 少なくとも波長範囲 1550 nm〜 1560 nmにその中心波長を有する信 号光成分間の光パウーの偏差は、 0. 2 dB以下であることが好ましく、 また、 上記出射端から出射された信号光成分のうち、 少なくとも波長範囲 1575 nm 〜 1585 nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、 0. 2 dB以下であることが好ましい。 図面の簡単な説明
図 1Aは、 従来の分散補償器の構成を示す図であり、 図 1Bは図 1A中の矢印 A 1で示された部位における WDM信号 （波長 〜人 4) を示す図、 図 1 Cは図 1 Α中の矢印 Β 1で示された部位における WDM信号を示す図、 図 1 Dは図 1 A 中の矢印 C 1で示された部位における WDM信号を示す図、 図 1 Eは図 1 A中の 矢印 D 1で示された部位における W D M信号を示す図である。
図 2 Aは、 この発明に係る分散補償モジュールの第 1実施例の概略構成を示す 図であり、 図 2Bは図 2A中の矢印 A2で示された部位における WDM信号 （波 長 Ai〜A4) を示す図、 図 2 Cは図 2 A中の矢印 B 2で示された部位における W DM信号を示す図、 図 2 Dは図 2 A中の矢印 C 2で示された部位における WDM 信号を示す図、 図 2 Eは図 2 A中の矢印 D 2で示された部位における WDM信号 を示す図、 図 2 Fは図 2 A中の矢印 E 2で示された部位における WD M信号を示 す図である。
図 3 Aは、 分散補償手段あるいは損失等化手段に適用可能な光ファイバの一般 的な断面構造を示す図であり、 図 3 B及び図 3 Cはそれぞれ分散補償手段である 分散補償光ファィバの屈折率プロフアイルの一例を示す図である。
図 4 A〜図 4 Cは、 図 2 A〜図 2 Fに示された第 1実施例に係る分散補償モジ ユールの伝送損失の波長依存性を示すグラフであり、 図 4 Aは分散補償手段にお ける伝送損失と波長との関係を示す図、 図 4 Bは損失等化手段における伝送損失 と波長との関係を示す図、 図 4は当該分散補償モジュール全体における伝送損失 と波長との関係を示す図である。
図 5は、 この発明に係る分散補償モジュ一ルの第 2実施例の概略構成を示す図 である。
図 6は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 3実施例の概略構成を示す図 である。
図 7は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 4実施例の概略構成を示す図 である。
図 8は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 5実施例の概略構成を示す図 である。
図 9は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 6実施例の概略構成を示す図 である。
図 1 0は、 図 9に示された第 6実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送 損失と波長との関係を示すグラフである。
図 1 1は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 7実施例の概略構成を示す 図である。
図 1 2は、 図 1 1に示された第 7実施例に係る分散補償モジュールにおける伝 送損失と波長との関係を示すグラフである。 図 13は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 8実施例の概略構成を示す 図である。
図 14は、 図 13に示された第 8実施例に係る分散補償モジュールにおける伝 送損失と波長との関係を示すグラフである。
図 15A〜図 15Dは、 この発明に係る分散補償モジュールの第 9実施例及び その具体例を示す図であり、 図 15 Aは第 9実施例の概略構成を示す図、 図 15 Bは第 9実施例の第 1の具体例を示す図、 図 15 Cは第 9実施例の第 2の具体例 を示す図、 図 15 Dは第 9実施例の第 3の具体例を示す図である。
図 16及び図 17は、 図 15 〜図15 Dに示された第 9実施例に係る分散補 償モジュールにおける伝送損失と波長との関係を示すグラフである。
図 18は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 10実施例の概略構成を示 す図である。
図 19は、 図 18に示された第 10実施例に係る分散補償モジュールにおける 伝送損失と波長との関係を示すグラフである。
図 2 OA〜図 20 Fは、 この発明に係る分散補償モジュールが適用された光伝 送システム全体を示す図であり、 図 2 OAは当該光伝送システムの概略構成を示 す図、 図 20 Bは図 2 OA中の矢印 A3で示された部位における WDM信号 （波 長入 〜人 4) を示す図、 図 20 Cは図 2 OA中に矢印 B 3で示された部位におけ る WDM信号を示す図、 図 20Dは図 2 OA中の矢印 C 3で示された部位におけ る WDM信号を示す図、 図 20Eは図 2 OA中の矢印 D 3で示された部位におけ る WDM信号を示す図、 図 20 Fは図 2 OA中の矢印 E 3で示された部位におけ る WDM信号を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明に係る分散補正モジュールの各実施例を図 2 A〜図 4 C、 図 5 〜図 14、 図 15八〜図15D、 図 16〜図 19、 及び図 2 OA〜図 2 O Fを用 いて説明する。 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。
第 1実施例
まず、 この発明に係る分散補償モジュールの第 1実施例について説明する。 図 2 Aは、 この発明に係る分散補償モジュールの第 1実施例の概略構成を示す図で ある。 なお、 図 2 Aにおいて、 矢印 A 2で示された部位における WD M信号 （波 長入 i〜人 4 ) は図 2 Bに示され、 矢印 B 2で示された部位における WD M信号は 図 2 Cに示され、 矢印 C 2で示された部位における WD M信号は図 2 Dに示され、 矢印 D 2で示された部位における WD M信号は図 2 Eに示され、 矢印 E 2で示さ れた部位における WD M信号は図 2 Fに示されている。
図 2 Aには、 送信局 1 5と、 該送信局 1 5から出射され所定の伝送路を伝搬し てきた信号光成分を光増幅する前段の光増幅器 1と、 光増幅器 1の出力端と光学 的に接続された入力端 1 0 aを有する分散補償モジュール 1 0と、 該分散補償モ ジュール 1 0の出力端 1 O bとその入力端が光学的に接続された後段の光増幅器 2と、 該光増幅器 2から出射された信号光成分を受信する受信局 1 6を備えた、 W D M伝送に好適な光伝送システムが示されている。
この第 1実施例に係る分散補償モジュール 1 0は、 分散補償手段である分散補 償光ファイバ 1 1と、 損失等化手段である損失等化器 1 2とを備え、 これら分散 補償光ファイバ 1 1と損失等化器 1 2は、 それぞれ当該分散補償モジュール 1 0 の入力端 1 0 aと出力端 1 0 bとの間の光路中に配置され、 互いに光学的に接続 されている。
分散補償光ファイバ 1 1は、 この分散補償モジュール 1 0が挿入される光伝送 路の WD M信号の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。 一般 に、 光伝送路として用いられるシングルモ一ド光ファイバは正の波長分散スロー プを有することから、 当該分散補償光ファイバ 1 1としては、 負の波長分散スロ ープを有する光ファイバが適用可能である。 具体的に、 この第 1実施例の分散補 償光ファイバ 1 1は、 図 3 Aに示された光ファイバ 3 0 0と同様な構造を備える c すなわち、 光ファイバ 3 0 0は、 外径 aのコア領域 3 1 0と、 該コア領域 3 1 0 の外周に設けられた外径 bのクラッ ド領域 3 2 0を備える。 特に、 この第 1実施 例において、 分散補償光ファイバ 1 1は、 図 3 Bに示されたように、 W型の屈折 率プロファイル （クラッド領域 3 2 0が屈折率の異なる 2層から構成されたディ プレストクラッド構造を有する屈折率プロファイル） を有する。 なお、 分散スロ ープは、 所定の波長帯域における分散特性を示すグラフの傾きで定義される。 一方、 損失等化器 1 2は、 WD M信号の波長帯域において少なくとも分散補償 光ファイク 1 1の波長に依存する損失バラヅキを補償する。 この損失等化器 1 2 として、 例えば、 多層膜フィル夕、 長周期ファイバグレーティング、 フアブリべ 口一エタロン等が好適である。
図 4 A〜図 4 Cは、 図 2 A〜図 2 Fに示された第 1実施例に係る分散補償モジ ユールの伝送損失の波長依存性を示すグラフである。 特に、 図 4 Aは分散補償手 段における伝送損失と波長との関係を示し、 図 4 Bは損失等化手段における伝送 損失と波長との関係を示し、 図 4 Cは当該分散補償モジュール全体における伝送 損失と波長との関係を示している。 図 4 Aからも分かるように、 分散補償光ファ ィバ 1 1の伝送損失は、 波長 1 . . 5 5〃m帯において一般に波長が長いほど損失 が小さい。 これに対して、 損失等化器 1 2の伝送損失は、 図 4 Bからも分かるよ うに、 波長が長いほど損失が大きく、 分散補償光ファイバ 1 1の損失波長特性を 補償することができるように設計されている。 したがって、 第 1実施例に係る分 散補償モジュール 1 0全体の総合損失は、 分散補償光ファイバ 1 1及び損失等化 器 1 2それぞれの伝送損失を総合したものであり、 図 4 Cからも分かるように、 全体として波長依存性が小さくなっている （波長ごとの損失バラヅキが小さくな つている） 。
第 2実施例
次に、 この発明に係る分散補償モジュールの第 2実施例について説明する。 図 5は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 2実施例の概略構成を示す図であ る。
この第 2実施例に係る分散補償モジュール 2 0も、 第 1実施例と同様に、 入力 端 2 0 aと出力端 2 0 bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とが光学 的に接続された状態で配置されている。 具体的に、 この第 2実施例は、 分散補償 手段として 3端子サ一キユレ一夕 2 1及びチヤ一プドグレーティング 2 2からな る波長分散器 2 3を備えた点が第 1実施例と異なっている。
3端子サ一キユレ一夕 2 1は、 端子 2 1 Aに入射した光を端子 2 1 Bに出力し、 また、 端子 2 1 Bに入力した光を端子 2 1 Cに出力する光デバイスである。 一方、 チヤープドグレーティング 2 2は、 3端子サーキュレ一夕 2 1の端子 2 1 Bに光 学的に接続された光ファイバの光導波領域に形成されたグレーティングであり、 伝送路中の波長分散を補償する機能を有している。
この 3端子サーキユレ一夕 2 1及びチヤ一プドグレ一ティング 2 2からなる分 散補償器 2 3の入力端 2 0 aから入射した WD M信号は、 まず 3端子サ一キユレ —夕 2 1の端子 2 1 Aに入射して端子 2 1 Bから出射する。 そして、 チヤ一プド グレーティング 2 2において各信号光成分は、 波長に応じてブラッグ条件を満た す位置で反射される （プラッグ反射） 。 チヤ一プドグレ一ティング 2 2の所定位 置で反射された各信号光成分は、 再び 3端子サーキユレ一夕 2 1の端子 2 1 Bに 入射して端子 2 1 Cから出射する。 すなわち、 入射端 2 0 aを介して入射した W D M信号は、 3端子サーキユレ一夕 2 1の端子 2 1 Aに入射し端子 2 1 Cから出 射するまで各信号光成分の波長に応じて伝搬時間が異なる。 したがって、 この分 散補償器 2 3は、 当該第 2実施例の分散補償モジュール 2 0が挿入される光伝送 路の WD M信号の波長帯域における波長分散を補償する。
損失等化器 2 4は、 WD M信号の波長帯域において少なくとも分散補償器 2 3 の波長に依存する損失バラツキを補償する光デバイスである。 この損失等化器 2 4として、 例えば、 多層膜フィル夕、 長周期ファイバグレーティング、 フアブリ ペローエタロン等が好適である。 なお、 この第 2実施例においても、 分散補償モ ジュール 2 0全体の総合損失は、 分散補償器 2 3、 損失等化器 2 4それぞれの伝 送損失を総合したものであり、 全体として波長依存性が小さくなる。
第 3実施例
次に、 この発明に係る分散補償モジュールの第 3実施例について説明する。 図 6は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 3実施例の概略構成を示す図であ る
この第 3実施例に係る分散補償モジュール 3 0も、 入力端 3 0 aと出力端 3 0 bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とが光学的に接続された状態で 配置されている。 具体的に、 この第 3実施例では、 分散補償手段としての分散補 償光ファイバ 3 1と、 損失等化手段としての損失等化器 3 2と、 光増幅器 3 3と がそれぞれ光学的に接続された状態で配置されている。
分散補償光ファイバ 3 1は、 当該分散補償モジュール 3 0が挿入される光伝送 路の WD M信号の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。 光増 幅器 3 3は、 入射端 3 0 aを介して入射した WD M信号に含まれる各信号光成分 の光パワーを増幅して出力する光デバイスであり、 その利得特性は必ずしも波長 に対して平坦でなくてよい。 この光増幅器 3 3としては、 例えば E r (エルピウ ム） 元素が添加された光ファイバ （E D F : Erbium-Doped fiber) を用いた光フ アイバ増幅器 （E D F A : Erbium-Doped fiber amplifier) が好適である。 一方、 損失等化器 3 2は、 WD M信号の波長帯域において分散補償光ファイバ 3 1が有 する波長に依存する損失バラツキと、 光増幅器 3 3が有する波長に依存する利得 バラツキを同時に補償する （平坦化する） 。 この損失等化器 3 2も、 例えば、 多 層膜フィル夕、 長周期ファイバグレーティング、 フアブリペローエタロン等が好 適である。
この第 3実施例に係る分散補償モジュール 3 0全体の総合損失も、 分散補償光 ファイバ 3 1及び損失等化器 3 2それぞれにおける損失バラツキの波長依存性や、 光増幅器 3 3における利得バラツキの波長依存性と比較して、 より波長依存性が 小さいものとなる。
第 4実施例
次に、 この発明に係る分散補償モジュールの第 4実施例について説明する。 図 7は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 4実施例の概略構成を示す図であ る。 なお、 この図では、 説明を簡単にするため、 WD M信号が 3波長の信号光成 分で構成されている場合について説明し、 その 3波長をそれぞれ人 h 人 2及び入 3 ( λ 1 < Λ 2 < Λ 3) とする。
この第 4実施例に係る分散補償モジュール 4 0も、 入力端 4 0 aと出力端 4 0 bとを有し、 これら入力端 4 0 aと出力端 4 0 bとの間の光路中に分散補償手段 と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続された状態で配置されている。 特に、 この分散補償モジュール 4 0は、 WD M信号を各信号光成分ごとに分波する分波 器 4 2と、 この分波器 4 2により分波された各信号光成分を合波して出力する合 波器 4 8とを備える。 さらに、 分散補償モジュール 4 0は、 分散補償手段として 分散補償光ファイバ 4 1、 4 3及び 4 4を備えるとともに、 損失等化手段として 光減衰器 4 5〜4 7を備える。
分散補償光ファイバ 4 1は、 分波器 4 2の入力側 （入力端 4 0 aと分波器 4 2 との間） に配置されている。 この第 4実施例では、 分散補償光ファイバ 4 1とし て、 図 3 Cに示されたようなマッチド型の屈折率プロファイル （中心の高屈折率 のコア領域の周囲に低屈折率のクラッド領域を備える屈折率プロファイル） を有 する分散補償光ファイバが適用可能である。 この場合、 一般に光伝送路として用 いられるシングルモード光ファイバは正の波長分散スロープを有し、 また、 分散 補償光ファイバ 4 1も正の波長分散スロープを有することから、 分散補償光ファ ィバ 4 1は、 3波長の信号光成分のうちの 1波長 （ここでは中心の波長人 2とす る） の信号光成分に対して主に波長分散を補償することができる。 ただし、 分散 補償光ファイバ 4 1は、 他の波長; 及びえ 3の信号光成分それぞれに対しては波 長分散を完全に補償することができない。
一方、 分散補償光ファイバ 4 1から出力された WD M信号は、 分波器 4 2によ り各信号光成分ごとに分波される。 そして、 波長 の信号光成分は、 光減衰器 4 5及び分散補償光ファイバ 4 3を順次に伝搬して合波器 4 8に到達する。 波長 入 2の信号光成分は、 光減衰器 4 6を通過して合波器 4 8に到達する。 波長 λ 3の 信号光成分は、 光減衰器 4 7及び分散補償光ファイバ 4 4を順次に伝搬して合波 器 4 8に到達する。
分散補償光ファイバ 4 3は、 波長え の信号光成分の残留波長分散を補償する 光デバイスであり、 分散補償光ファイバ 4 4は、 波長; 13の信号光成分の残留波 長分散を補償する光デバイスである。 すなわち、 分散補償光ファイバ 4 3及び 4 4は、 分散補償光ファイバ 4 1において波長； 及び λ 3の信号光成分それぞれに 対して補償しきれない残留波長分散を補償する。 なお、 この分散補償光ファイバ 4 3及び 4 4それぞれも、 マッチド型の屈折率プロファイル （図 3 C参照） を有 する分散補償光ファイバが適用可能である。 光減衰器 4 5〜4 7は、 波長入 〜 λ 3の信号光成分それぞれの光パワーを調整して、 合波器 4 8により合波された 後の 3波長の信号光成分の光パワーを平坦化する。
以上のように、 この第 4実施例の分散補償モジュール 4 0は、 波長え iの信号 光成分に対しては分散補償光ファイバ 4 1及び 4 3により分散補償し、 波長入 2 の信号光成分に対しては分散補償光ファイバ 4 1により分散補償し、 波長 λ 3の 信号光成分に対しては分散補償光ファイバ 4 1及び 4 4により分散補償する。 ま た、 分散補償モジュール 4 0は、 光減衰器 4 5〜4 7により 3波長え 〜人 3の信 号光成分それぞれについて光パワーを調整して、 全体として各信号成分間の利得 バラツキ及び/又は損失バラヅキを平坦にすることができる。 さらに、 この分散 補償モジュール 4 0は、 図 3 Bに示された W型の屈折率プロファイルを有する分 散補償光ファィバと比較して、 安価に製造できるマッチド型の屈折率プロフアイ ルを有する分散補償光ファィバを、 分散補償手段に含まれる分散補償光ファィバ 4 1、 4 3及び 4 4に適用できるため、 製造コストの観点から好ましい。
なお、 この第 4実施例において、 各光ファイバ間の接続の態様は種々のものが 有り得る。 例えば、 分散補償光ファイバ 4 1は、 合波器 4 8の出力側 （出力端 4 O bと合波器 4 8との間） に接続されていてもよい。 また、 光減衰器 4 5〜4 7 は各信 光成分の波長ごとに用意するのではなく、 所定の減衰波長特性を有する 1つの光減衰器を分波器 4 2の入力側 （入射端 4 0 aと分波器 4 2との間） ある いは合波器 4 8の出力側に設けてもよい。
第 5実施例
次に、 図 8は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 5実施例の概略構成を 示す図である。 この第 5実施例に係る分散補償モジュール 5 0も、 先の第 1〜第 4実施例と同様に、 入力端 5 0 aと出力端 5 0 bとを有し、 これら入力端 5 0 a と出力端 5 0 bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とがそれぞれ光学 的に接続された状態で配置されている。 特に、 この分散補償モジュール 5 0、 第 1実施例と比較して、 損失等化手段である損失等化器 5 1が分散補償手段である 分散補償光ファイバ 5 2の前段 （入力端 5 0 aと分散補償光ファイバ 5 2との間） に設けられている点が異なる。
この第 5実施例でも、 第 1実施例と同様に、 分散補償光ファイバ 5 2は、 当該 分散補償モジュール 5 0が挿入される光伝送路の WD M信号の波長帯域における 波長分散を補償する光デバイスである。 また、 損失等化器 5 1は、 分散補償光フ アイバ 5 2において波長に依存する伝送損失のバラヅキを補償するように設^"さ れている。 したがって、 当該分散補償モジュール 5 0全体の総合損失は、 損失等 化器 5 1及び分散補償光ファイバ 5 2それぞれ伝送損失の波長依存性と比較して、 より波長依存性が小さくなつている。
さらに、 この第 5実施例では、 損失等化器 5 1が分散補償光ファイバ 5 2の前 段に設けられていることから、 以下のような効果をも奏する。 すなわち、 分散補 償光ファイバ 5 2に入力する WD M信号の光パワーが最大許容値を超えると、 分 散補償光ファイバ 5 2において非線形光学現象が生じ各信号光成分が劣化するの で、 分散補償光ファイバ 5 2に入力する WD M信号の光パワーは最大許容値以下 であることが望まれる。 この第 5実施例では、 損失等化器 5 1を分散補償光ファ ィバ 5 2の前段に設けることにより、 当該分散補償モジュール 5 0の入射端 5 0 aを介して入射する WD M信号の光パワーは、 上記の最大許容値と損失等化器 5 1における損失の値とを加えた値まで許容されることになる。 したがって、 この 実施例の場合、 上述された第 1実施例と比較して、 分散補償モジュール 5 0の入 射端 5 0 aを介して入射される WD M信号のパワーマ一ジンが増加し、 分散補償 光ファイバ 5 2において非線形光学現象が生じ難く、 WD M信号の劣化が回避さ れる。
第 6実施例
次に、 この発明に係る分散補償モジュールの第 6実施例について説明する。 図 9は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 6実施例の概略構成を示す図であ る。
この第 6実施例に係る分散補償モジュール 5 0も、 先の第 1〜第 5実施例と同 様に、 入力端 6 0 aと出力端 6 O bとを有し、 これら入力端 6 0 aと出力端 6 0 bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続され た状態で配置されている。 特に、 分散補償モジュール 6 0は、 分散補償手段とし ての分散補償光ファイバ 6 1と、 損失等化手段としての損失等化光ファイバ 6 2 とが接続部 6 3において融着接続されて構成されたことを特徴としている。
分散補償光ファイバ 6 1は、 当該分散補償モジュール 6 0が挿入される光伝送 路の WD M信号の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。 一方、 損失等化光ファイバ 6 2は、 基本的に図 3 Aに示された光ファイバ 3 0 0と同様 に、 コア領域 3 1 0と該コア領域 3 1 0の外周に設けられたクラヅド領域 3 2 0 とを備え、 C r元素や C o元素等の遷移金属が少なくともコア領域 3 1 0中に添 加された光ファイバである。 このコア領域 3 1 0に添加される遷移金属の種類や 量が適切に選択されることにより、 損失等化光ファイバ 6 2は、 分散補償光ファ ィバ 6 1の波長に依存する損失バラヅキを補償するよう、 その波長に依存する損 失バラツキが調節される。 したがって、 当該分散補償モジュール 6 0でも全体の 総合損失は、 分散補償光ファイバ 6 1及び損失等化光ファイバ 6 2それぞれの損 失バラヅキと比較して、 全体として波長依存性が小さくなる。
図 1 0は、 図 9に示された第 6実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送 損失と波長との関係を示すグラフである。 なお、 図中、 A 1 0 0で示されたグラ フは分散補償光ファイバ 6 1における伝送損失と波長との関係を示し、 B 1 0 0 で示されたグラフは損失等化光ファイバ 6 2における伝送損失と波長との関係を 示し、 C 1 0 0で示されたグラフは分散補償光ファイバ 6 1及び損失等化光ファ ィバ 6 2とを含む当該分散補償モジュール 6 0における伝送損失ど波長との関係 を示している。
この図からも分かるように、 分散補償光ファイバ （D C F ) 6 1の伝送損失は、 波長 1 . 5 5 / m帯において一般に波長が長いほど損失が小さい。 これに対して、 損失等化光ファイバ 6 2は、 コア領域に C o元素が濃度 1 O p p m程度添加され たシングルモード光ファイバであり、 波長が長いほどその伝送損失が大きく、 か つ分散補償光ファイバ 6 1の波長に依存する損失バラツキを補償するできるよう に設計されている。 そして、 この第 6実施例に係る分散補償モジュール 6 0全体 の総合損失は、 分散補償光ファイバ 6 1及び損失等化光ファイバ 6 2それぞれの 伝送損を総合したものであり、 波長 1 5 2 0 nm〜l 5 7 0 n mの範囲で損失の 偏差は 0 . l d B以下となる （各構成要素と比較して波長依存性が小さくなつて いる） 。
第 7実施例
次に、 この発明に係る分散補償モジュールの第 7実施例について説明する。 図 1 1は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 7実施例の概略構成を示す図で ある。 この第 7実施例に係る分散補償モジュール 7 0も、 先の第 1〜第 6実施例と同 様に、 入力端 7 0 aと出力端 7 O bとを有し、 これら入力端 7 0 aと出力端 7 0 bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続され た状態で配置されている。 特に、 分散補償モジュール 7 0は、 分散補償手段とし ての分散補償光ファイバ 7 1と、 損失等化手段としての長周期ファイバグレーテ ィング 7 2が形成された光ファイバ 7 3とが接続部 7 4において融着接続されて 構成されたことを特徴としている。 なお、 光ファイバ 7 3としては、 波長 1 . 3 〃m帯に零分散波長を有するシングルモード光ファイバあるいは分散補償光ファ ィバであるのが好適である。
分散補償光ファイバ 7 1は、 当該分散補償モジュール 7 0が挿入される光伝送 路の WD M信号の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。 長周 期ファイバグレ一ティング 7 2は、 光ファイノ 7 3の少なくともコア領域中に一 定周期の屈折率変化を生じさせることにより得られ、 その屈折率変化の周期が数 百 m程度の長周期であって、 光がコア領域を伝搬するモードである伝搬モ一ド と光がクラッド領域へ放射されるモードである放射モードとを結合するものであ る。 そして、 長周期ファイバグレーティング 7 2は、 その屈折率変化の周期や長 さを適切に選択することにより、 例えば、 波長 1 5 2 O n mにおける伝送損失を 最小にする一方で、 波長 1 5 7 O n mにおける伝送損失を最大にし、 分散補償光 ファイバ 7 1の波長に依存する損失バラツキを補償するように設計されている。 したがって、 この第 7実施例の分散補償モジュール 7 0も全体の総合損失は、 分散補償光ファイバ 7 1及び長周期ファイバグレーティング 7 2それぞれ損失バ ラツキと比較して、 より波長依存性が小さくなる。 このように損失等化手段とし て長周期ファイバグレーティング 7 2を用いることにより、 分散補償モジュール 7 0全体の伝送損失を大きく低下させることなく各信号光成分間の損失バラヅキ の平坦化が可能になる。 また、 広い波長帯域において所望の伝送特性を容易に得 ることができる。 なお、 この長周期ファイバグレーティング 7 2は、 所定波長の 信号光成分だけを反射させる短周期ファイバグレーティングと明確に区別される 光部品である。
図 1 2は、 図 1 1に示された第 7実施例に係る分散補償モジュールにおける伝 送損失と波長との関係を示すグラフである。 また、 図中、 A 2 0 0で示されたグ ラフは分散補償光ファイバ 7 1における伝送損失と波長との関係を示し、 B 2 0
0で示されたグラフは長周期ファイバグレーティング 7 2における伝送損失と波 長との関係を示し、 C 2 0 0で示されたグラフは分散補償光ファイバ 7 1及び長 周期ファイバグレ一ティング 7 2とを含む当該分散補償モジュール 7 0における 伝送損失と波長との関係を示している。
この図からも分かるように、 分散補償光ファイバ （D C F ) 7 1は、 波長 1 .
5 5〃m帯において一般に波長が長いほどその伝送損失が小さい。 これに対して、 長周期ファイバグレーティング （長周期 F G ) 7 2は、 波長が長いほどその伝送 損失が大きく、 分散補償光ファイバ 7 1の波長に依存する損失バラツキを効果的 に補償することができるように設計されている。 また、 当該分散補償モジュール
7 0全体の総合損失も、 分散補償光ファイバ 7 1及び長周期ファイバグレーティ ング 7 2それぞれの伝送損失を総合したものであり、 波長 1 5 2 0 nm〜 l 5 7
0 n mの範囲で伝送損失の偏差は 0 . l d B以下となる。
第 8実施例
次に、 この発明に係る分散補償モジュールの第 8実施例について説明する。 図 1 3は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 8実施例の概略構成を示す図で ある。
この第 8実施例に係る分散補償モジュール 8 0も、 先の第 1〜第 7実施例と同 様に、 入力端 8 0 aと出力端 8 O bとを有し、 これら入力端 8 0 aと出力端 8 0 bとの間の光路中に分散補償手段と損失等化手段とがそれぞれ光学的に接続され た状態で配置されている。 特に、 分散補償モジュール 8 0は、 分散補償手段とし ての分散補償光ファイバ 8 1を備えるとともに、 この分散補償光ファイバ 8 1に 直接に損失等化手段である長周期ファイバグレーティング 8 2が形成されて構成 されたことを特徴としている。
分散補償光ファイバ 8 1は、 当該分散補償モジュール 8 0が挿入される光伝送 路中の WD M信号の波長帯域における波長分散を補償する光デバイスである。 長 周期ファイバグレーティング 8 2は、 この分散補償光ファイバ 8 1の少なくとも コア領域中に一定周期の屈折率変化を生じさせることにより得られ、 その屈折率 変化の周期が数百 / m程度の長周期であって、 光がコア領域を伝搬するモ一ドで ある伝搬モードと光がクラッド領域へ放射されるモ一ドである放射モードとを結 合するものである。 そして、 長周期ファイバグレーティング 8 2は、 その屈折率 変化の周期や長さを適切に選択することにより、 例えば、 波長 1 5 2 O n mで伝 送損失を最小にする一方、 波長 1 5 7 O n mで伝送損失を最大にし、 分散補償光 ファイバ 8 1の波長に依存する損失バラヅキを補償するように設計されている。 したがって、 この第 8実施例の分散補償モジュール 8 0全体の総合損失も、 分 散補償光ファイバ 8 1の伝送損失と、 作り込まれた長周期ファイバグレーティン グ 8 2に起因した伝送損失を総合したものであり、 全体として波長依存性が小さ くなる。 このように損失等化手段として長周期ファイバグレーティング 8 2を用 いることにより、 当該分散補償モジユール 8 0全体の伝送損失を大きく低下させ ることなく各信号光成分間の損失バラツキの平坦化が可能になる。 また、 広い波 長帯域において所望の損失特性を容易に得ることができる。 また、 この第 8実施 例では、 分散補償光ファイバ 8 1に直接に損失等化手段である長周期ファイバグ レ一ティング 8 2を形成したことにより、 損失を生ずる接続部を有さないので、 該接続部における損失の影響を考慮する必要がない。
一方、 図 1 4は、 図 1 3に示された第 8実施例の分散補償モジュール 8 0にお ける伝送損失と波長との関係を示すグラフである。 なお、 図中、 A 3 0 0で示さ れたグラフは長周期ファイバグレーティング 8 2が形成される前の分散補償光フ ァイノ 8 1における伝送損失と波長との関係を示し、 C 3 0 0で示されたグラフ は長周期ファイバグレーティング 8 2が形成された後の分散補償光ファイバ 8 1 における伝送損失と波長との関係を示している。
この図からも分かるように、 長周期ファイバグレ一ティング 8 2が形成される 前の分散補償光ファイバ 8 1本来の伝送損失は、 波長 1 . 5 5〃m帯において一 般に波長が長いほど損失が小さい。 これに対して、 長周期ファイバグレーティン グ 8 2の伝送損失は、 波長が長いほど損失が大きく、 分散補償光ファイバ 8 1本 来の各信号光成分間の損失バラヅキを補償することができるように設計されてい る。 長周期ファイバグレーティング 8 2が形成された分散補償光ファイバ 8 1、 すなわち分散補償モジュール 8 0全体の総合損失は、 分散補償光ファイバ 8 1本 来の伝送損失及び長周期ファイバグレーティング 8 2の伝送損失を総合したもの であり、 波長 1 5 2 0 ηπ！〜 1 5 7 0 nmの範囲で各信号光成分間の伝送損失の 偏差は 0 . l d B以下となる。
第 9実施例
次に、 この発明に係る分散補償モジュールの第 9実施例について説明する。 図 1 5 A〜図 1 5 Dは、 この発明に係る分散補償モジュールの第 9実施例及びその 具体例を示す図であり、 図 1 5 Aは第 9実施例の概略構成を示す図、 図 1 5 Bは 第 9実施例の第 1の具体例を示す図、 図 1 5 Cは第 9実施例の第 2の具体例を示 す図、 図 1 5 Dは第 9実施例の第 3の具体例を示す図である。
この第 9実施例に係る分散補償モジュール 9 0は、 分散補償手段としての分散 補償光ファイバ 9 1と、 シングルモ一ド光ファイバ 9 2とが融着部 9 3において 融着接続されて構成されたことを特徴としている。
この構成において、 分散補償光ファイバ 9 1は、 この分散補償モジュール 9 0 が挿入される光伝送路の信号光波長帯域における波長分散を補償する光デバイス である。 融着部 9 3は、 損失を生じさせるが、 その波長特性は、 融着接続の際の 加熱温度やファイバの押し込み量などの条件に異なるため、 その融着条件を適切 に設定することにより当該融着部 9 3における伝送損失の波長依存性を調整する ことができる。
融着部 9 3の具体的な構造としては、 例えば図 1 5 Bに示されたように、 分散 補償光ファイバ 9 1のコア領域 9 1 aと、 シングルモ一ド光ファイバ 9 2のコア 領域 9 2 aとを、 互いの光軸 A X 1、 AX 2を所定間隔 Dだけずらした状態で融 着することにより実現することができる。 また、 図 1 5 Cに示されたように、 分 散補償光ファイバ 9 1のコア領域 9 1 bと、 シングルモ一ド光ファイバ 9 2のコ ァ領域 9 2 bにそれぞれ微小曲がりを与えた状態で、 分散補償光ファイバ 9 1と シングルモード光ファイバ 9 2とを融着接続しても実現できる。 さらに、 図 1 5 Dに示されたように、 分散補償光ファイバ 9 1のコア領域 9 1 cと、 シングルモ —ド光ファイバ 9 2のコア領域 9 2 cとを、 互いに融着部 9 3に向かってその径 が拡大するように構成してもよい。 なお、 上述の具体例はそれぞれ組合わせ可能 であり、 例えば融着部 9 3において、 コア領域の曲げ径を拡大させたり、 曲げる 構造組み合わせてもよい。 これら何れの場合にも、 分散補償モジュール 9 0全体 として、 波長 1 5 2 Ο ηπ！〜 1 5 7 0 nmの範囲における総合損失の偏差は 0 . 1 d B以下となる。
図 1 6は、 第 9実施例に係る分散補償モジュールにおける伝送損失と波長との 関係を示すグラフである。 この図からも分かるように、 分散補償光ファイバ （D C F ) 9 1の伝送損失は、 波長 1 . 5 5〃m帯において一般に波長が長いほど損 失が小さい。 これに対して、 融着部 9 3の伝送損失は、 波長が長いほど損失が大 きいことから、 分散補償光ファイバ 9 1の波長に依存する損失バラヅキを補償す ることができるように設計されている。 そして、 分散補償モジュール 9 0全体の 総合損失は、 分散補償光ファイバ 9 1、 シングルモード光ファイバ 9 2及び融着 部 9 3それぞれの伝送損失を総合したものであり、 波長 1 5 2 O nm〜l 5 7 0 nmの範囲で損失の偏差は 0 . l d B以下となる。
また、 融着部 9 3における損失バラヅキは、 該融着部 9 3における分散補償光 ファイバ 9 1及びシングルモード光ファイバ 9 2それぞれの間の光軸ずれ量にも 依存するものであり、 図 1 5 Bに示されたように、 融着接続の際に光軸ずれ量を 適切に設定することによつても調整することができる。 なお、 図 1 6において、 矢印 A 4 0 0で示されたグラフは、 分散補償光ファイバ 9 1における波長と伝送 損失との関係を示し、 矢印 B 4 0 0で示されたグラフは分散補償光ファイバ 9 1 とシングルモード光ファイバ 9 2との融着部 9 3における波長と伝送損失との関 係を示し、 矢印 C 4 0 0はこの第 9実施例の分散補償モジュール 9 0全体におけ る波長と伝送損失との関係を示している。
図 1 7は、 分散補償光ファイバ 9 1及びシングルモード光ファイバ 9 2それぞ れの光軸を互いにずらし融着接続した場合 （図 1 5 B参照） の当該分散補償モジ ユール 9 0における波長と伝送損失との関係を示したグラフである。 図中、 矢印 A 5 0 0で示されたグラフは分散補償光プアィバ 9 1における波長と伝送損失と の関係を示している。 また、 矢印 B 5 0 0で示されたグラフは光軸のずれ量 Dが 第 1の値である融着部 Aにおける波長と伝送損失との関係を示し、 矢印 C 5 0 0 で示されたグラフは該融着部 Aを有する分散補償モジユール 9 0全体における波 長と伝送損失との関係を示し、 矢印 B 5 5 0で示されたグラフは光軸のずれ量 D が第 1の値とは異なる第 2の値である融着部 Bにおける波長と伝送損失との関係 を示し、 矢印 C 5 5 0で示されたグラフは該融着部 Bを有する分散補償モジュ一 ル 9 0全体における波長と伝送損失との関係を示している。
図 1 7からも分かるように、 分散補償光ファイバ 9 1のコア領域 9 1 aとシン グルモード光ファイバ 9 l bのコア領域 9 1 bとの融着接続において、 それぞれ 光軸 A X 1、 AX 2のずれ量が変ることにより、 当該分散補償モジュール 9 0全 体における波長と伝送損失との関係も大きく変動する。 このように、 融着部 9 3 における光軸ずれ量 Dを適切に設定することにより、 分散補償モジュール 9 0全 体として、 波長 1 5 2 0 nm〜l 5 7 0 nmの範囲で損失の偏差は 0 . 1 d B以 下となる。
なお、 この第 9実施例では、 分散補償光ファイバ 9 1とシングルモード光ファ ィバ 9 2とを融着接続について説明したが、 融着部 9 3の構成はこれに限られる ものではない。 例えば、 分散補償光ファイバ 9 1に替えてシングルモード光ファ ィバであってもよいし、 シングルモ一ド光ファイバ 9 2に替えて分散補償光ファ ィバまたは他の光ファイバであってもよい。 何れの場合にも、 両者の間の融着部 における伝送損失の波長依存性を調整することにより、 分散補償モジュール全体 における総合損失の波長依存性を小さくすることができる。
第 1 0実施例
次に、 この発明に係る分散補償モジュールの第 1 0実施例について説明する。 図 1 8は、 この発明に係る分散補償モジュールの第 1 0実施例の概略構成を示す 図である。
この第 1 0実施例に係る分散補償モジュール 1 0 0も、 第 5実施例 （図 8 ) と 同様に、 入力端 1 0 0 aと出力端 1 0 0 bとの間の光路中に分散補償手段と損失 等化手段とが光学的に接続された状態で配置されている。 具体的に、 この第 1 0 実施例は、 分散補償手段として分散補償光ファイバ 1 0 1と、 損失等化手段とし てファイバ融着型の力ブラ （WD M力ブラ） 1 0 2を備える。 この WD M力ブラ 1 0 2は、 0 . 2 d B以下の偏波依存損失 （P D L ) を有することを特徴として いる。
分散補償光ファイバ 1 0 1は、 図 1 9の矢印 A 6 0 0で示されたグラフのよう に、 波長が長くなるほど伝送損失が増加する波長依存性を有する。 一方、 WD M 力ブラ 1 0 2における伝送損失は、 図 1 9中の矢印 B 6 0 0で示されたグラフの ように、 波長が短くなるほど増加する。 したがって、 分散補償光ファイバ 1 0 1 と WD M力ブラ 1 0 2からなる第 1 0実施例の分散補償モジュール 1 0 0の総合 損失も、 これら部材 1 0 2及び 1 0 2の伝送損失を総合したものであり、 図 1 9 中の矢印 C 6 0 0で示されたグラフからも分かるように、 全体として波長依存性 が小さくなる。
なお、 図 2 O Aは、 この発明に係る分散補償モジュールが適用された光伝送シ ステム全体を示す図である。 この光伝送システムにおいて、 送信局 1 5と受信局 1 6との間の伝送路中には、 少なくとも中継器としての光増幅器 5 1 0と、 伝送 路の一部を構成するシングルモード光ファイバ 5 2 0と、 この発明に係る分散補 償モジュール 5 0 0とが少なくとも配置されている。 この光伝送システムに適用 される分散モジュール 5 0 0は、 少なくとも伝送路の一部を構成すべく、 WD M 信号の入力端 5 0 0 aと出力端 5 0 0 bを備え、 該入力端 5 0 0 aと出力端 5 0 O bとの間の光路中には、 それぞれ光学的に接続された分散補償光ファイバ 5 0 1と損失等化器 5 0 2とが配置されている。 なお、 このような構成を有する光伝 送システムでは、 分散補償モジュール 5 0 0に替えて、 上述された第 1実施例〜 第 1 0実施例の何れの分散補償モジュール 1 0〜 1 0 0を適用することも可能で ある。 また、 このような構成において、 分散補償光ファイバ 5 0 1の補償対象は、 伝送路の一部を構成するシングルモード光ファイバ 5 2 0のみならず、 当該光伝 送路全体 （例えば、 光増幅器 5 1 0等を含む） であってもよい。 また、 損失等化 器 5 0 2の補償対象は、 少なくとも分散補償光ファイバ 5 0 1であるが、 これに 限定されることなく、 例えば光増幅器 5 1 0の波長に依存する損失バラツキも合 わせて補償するように、 該損失等化器 5 0 2を設計してもよい。
なお、 図 2 0 Aに示されたような光伝送システムにおいて、 矢印 A 3で示され た部位における WD M信号 （波長え i〜え 4 ) を図 2 0 Bに示す。 また、 矢印 B 3 における WD M信号を図 2 0 Cに示し、 矢印 C 3で示された部位における WD M 信号を図 2 0 Dに示し、 矢印 D 3で示された部位における WD M信号を図 2 0 E に示し、 矢印 E 3で示された部位における WD M信号を図 2 0 Fに示す。 これら の図からも分かるように、 光増幅器 5 1 0における伝送損失の波長依存性と分散 補償光ファイバ 5 0 1における伝送損失の波長依存性が逆特性であるため、 当該 光伝送システム全体として、 波長依存性を小さくすることができる。
さらに、 この発明に係る分散補償モジュールにおいて、 上記出射端から出射さ れた信号光成分のうち、 少なくとも波長範囲 1 5 3 0 n m〜 1 5 6 5 n mにその 中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、 0. 5 dB以下であること が好ましい。 通常のエルビウム添加ファイバ増幅器 （EDFA) における使用波 長帯域で、 係る値以下に信号光成分間の光パワーの偏差を抑えることにより、 数 百 k mに渡って良好な伝送特性が期待できるからである。
また、 1580 nm帯の WDM伝送では、 上記出射端から出射された信号光成 分のうち、 少なくとも波長範囲 1560 ηπ！〜 1600 nmにその中心波長を有 する信号光成分間の光パワーの偏差は、 0. 5 dB以下であることが好ましい。 この条件を満たすことにより数百 kmに渡って良好な伝送特性が期待できるから である。
特に、 1000 kmを超える長距離光伝送では、 上記出射端から出射された信 号光成分のうち、 少なくとも波長範囲 1535 nm〜l 56 Onmにその中心波 長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、 0. 5 dB以下であることが好ま しく、 さらに、 上記出射端から出射された信号光成分のうち、 少なくとも波長範 囲 1575 ηπ！〜 1595 nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワー の偏差は、 0. 5 dB以下であることが好ましい。
一方、 1000 kmを超える長距離光伝送であって 10ギガ b i t/s e c以 上の高速伝送の場合、 BER (B i t Error R a t i o ) が 10— 15以 下の良好な伝送特性を得るためには、 上記出射端から出射された信号光成分のう ち、 少なくとも波長範囲 1550 ηπ！〜 1560 nmにその中心波長を有する信 号光成分間の光パワーの偏差は、 0. 2 dB以下であることが好ましく、 また、 上記出射端から出射された信号光成分のうち、 少なくとも波長範囲 1575 nm 〜 1585 nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パワーの偏差は、 0. 2 dB以下であることが好ましい。
また、 この発明は、 上述された実施例に限定されるものではなく種々の変形が 可能である。 例えば、 各実施例それぞれにおいて、 分散補償手段及び損失等化手 段の接続の順序は任意である。 ただし、 第 5実施例で説明されたたように、 損失 等化手段が分散補償手段の前段に設けられる場合には、 分散補償モジュールにお ける入射光パヮ一の許容地値を増加できる点で好適である。 産業上の利用可能性
以上、 詳細に説明したとおり、 この発明に係る分散補償モジュールによれば、 光伝送路中で発生する所定波長帯の波長分散は分散補償手段により補償され、 少 なくとも分散補償手段における波長に依存する損失バラツキは、 該分散補償手段 に光学系に接続された損失等化手段により補償される。 すなわち、 この発明によ れば、 光伝送路の波長分散が補償されるだけでなく、 分散補償モジュール全体の 損失バラッキの波長依存性が小さくすることができるので、 光伝送路中を伝搬す る WD M信号に含まれる信号光成分間の光パワーのバラヅキは小さく、 また、 各 信号光成分は充分な光パワーでかつ良好な S /N比で受信局に到達するため、 該 受信局における受信エラ一は生じない。 さらに、 この発明に係る分散補償モジュ 一ルを光伝送路中に挿入するに際には、 光伝送路全体を再設計する必要がなく、 光伝送路中に既設の光増幅器や損失等化器等の特性を調整する必要もないという 効果がある。

Claims

請求の範囲
1 . それぞれの中心波長が所定波長帯に含まれる 1又は 2以上の信号 光成分が入射される入射端と該信号光成分が出射される出射端とを備え、 かつ該 信号光成分が伝搬する光伝送路の一部を構成する分散補償モジュールであって、 前記入射端と前記出射端との間の光路中に配置され、 かつ正の分散スロープを 有する分散補償手段と、
前記入射端と前記出射端との間の光路中に配置されるとともに前記分散補償手 段と光学的に接続され、 かつ少なくとも前記分散補償手段に対して波長に依存す る該分散補償手段の損失バラツキを補償する損失等化手段と
を備えた分散補償モジュール。
2 . それぞれの中心波長が所定波長帯に含まれる 1又は 2以上の信号 光成分が入射される入射端と該信号光成分が出射される出射端とを備え、 かつ該 信号光成分が伝搬する光伝送路の一部を構成する分散補償モジュールであって、 前記入射端と前記出射端との間の光路中に配置され、 かつ負の分散スロープを 有する分散補償手段と、
前記入射端と前記出射端との間の光路中に配置されるとともに前記分散補償手 段と光学的に接続され、 かつ少なくとも前記分散補償手段に対して波長に依存す る該分散補償手段の損失バラツキを補償する損失等化手段と
を備えた分散補償モジュール。
3 . 前記分散補償手段は、 前記所定波長帯において正の分散値を有す ることを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散補償モジュール。
4 . 前記分散補償手段は、 前記所定波長帯において負の分散値を有す ることを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散補償モジュール。
5 . 前記入射端と前記出射端との間の光路中に配置され、 かつ該入射 端を介して入射された前記信号光成分を増幅する光増幅手段をさらに備え、 前記損失等化手段は、 波長に依存した前記分散補償手段の損失バラツキ及び前 記光増幅手段の利得バラツキを、 少なくとも補償することを特徴とする請求項 1 又は 2記載の分散補償モジュ一ル。
6 . 前記信号光成分をそれぞれ分波する分波器と、 該分波器により分 波された各信号光成分を合波する合波器とをさらに備え、
前記分散補償手段は、 前記入射端と前記分波器との間の光路中、 前記分波器と 前記合波器との間の光路中、 及び前記合波器と前記出射端との間の光路中の、 少 なくともいずれかに配置され、
前記損失等化手段は、 前記入射端と前記分散補償手段との間の各光路中に配置 され、 前記分波された信号光成分の光パワーを調整することを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散補償モジュール。
7 . 前記損失等化手段は、 前記入射端と前記分散補償手段との間の光 路中に配置されたことを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散補償モジュール。
8 . 前記損失等化手段は、 遷移金属が添加されたコア領域と該コア領 域の外周に設けられたクラッ ド領域とを有する損失等化光ファイバを含むことを 特徴とする請求項 1又は 2記載の分散補償モジュール。
9 . 前記損失等化手段は、 伝搬モードと放射モ一ドとを結合する長周 期ファイバグレーティングが作り込まれた光ファイバを含むことを特徴とする請 求項 1又は 2記載の分散補償モジュール。
1 0 . 前記分散補償手段は、 波長 1 . 3 m帯に零分散波長を有する シングルモ一ド光フアイバ及び分散補償光ファィバの少なくともいずれかを含み、 前記分散補償手段中には、 前記損失等化手段として、 伝搬モードと放射モード とを結合する長周期ファイバグレーティングが作り込まれていることを特徴とす る請求項 1又は 2記載の分散補償モジュール。
1 1 . 前記損失等化手段は、 ファイバ力ブラを含むことを特徴とする 請求項 1又は 2記載の分散補償モジュール。
1 2 . 前記ファイバ力ブラは、 0 . 2 d B以下の偏波依存損失を有す ることを特徴とする請求項 11記載の分散補償モジュール。
13. 前記損失等化手段は、 1対の光ファイバの各端部を融着接続す ることにより得られた融着部を含むことを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散 補償モジュール。
14. 前記融着部において、 前記 1対の光ファイバは、 それぞれの光 軸が互いにずらされた状態で融着接続されていることを特徴とする請求項 13記 載の分散補償モジュール。
15. 前記融着部において、 前記 1対の光ファイバは、 それそれのコ ァ領域が曲げられた状態で融着接続されていることを特徴とする請求項 13記載 の分散補償モジュール。
16. 前記融着接続される 1対の光ファイバおのおのは、 径が該融着 部に向かって拡大しているコア領域を備えることを特徴とする請求項 13記載の 分散補償モジュール。
17. 前記出射端から出射された信号光成分のうち、 少なくとも波長 範囲 1530 nm〜 1565 nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パヮ 一の偏差は、 0. 5dB以下であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散 補償モジュール。
18. 前記出射端から出射された信号光成分のうち、 少なくとも波長 範囲 1560 ηπ！〜 1600 nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パヮ —の偏差は、 0. 5dB以下であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散 補償モジュール。
19. 前記出射端から出射された信号光成分のうち、 少なくとも波長 範囲 1535 nm〜 1560 nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パヮ 一の偏差は、 0. 5dB以下であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散 補償モジュール。
20. 前記出射端から出射された信号光成分のうち、 少なくとも波長 範囲 1575 nm〜 1595 nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パヮ 一の偏差は、 0. 5 dB以下であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散 補償モジュール。
21. 前記出射端から出射された信号光成分のうち、 少なくとも波長 範囲 1550 ηπ！〜 1560 nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パヮ —の偏差は、 0. 2 dB以下であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散 補償モジュール。
22. 前記出射端から出射された信号光成分のうち、 少なくとも波長 範囲 1575 nm〜 1585 nmにその中心波長を有する信号光成分間の光パヮ 一の偏差は、 0. 2 dB以下であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の分散 補償モジュール。
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