WO2006049279A1

WO2006049279A1 - 光ファイバ及び伝送システム並びに波長多重伝送システム

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Publication number: WO2006049279A1
Application number: PCT/JP2005/020368
Authority: WO
Inventors: Shoichiro Matsuo; Shoji Tanigawa; Keisuke Uchiyama; Kuniharu Himeno
Original assignee: Fujikura Ltd.
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2006-05-11
Also published as: US7526168B2; KR100913744B1; KR20070084041A; EP1808717A4; US20080013906A1; EP1808717A1; EP2302428A2; EP2302428A3; JPWO2006049279A1

Abstract

　光ファイバは、前記光ファイバ中に発生する音響モードの基本モードの第１のモードフィールド径が、該光ファイバの光強度分布の第２のモードフィールド径と異なる。また、この光ファイバを用いてアナログ信号伝送又はベースバンド伝送又は光ＳＣＭ伝送を行うように伝送システムが構成されている。

Description

光ファイバ及び伝送システム並びに波長多重伝送システム技術分野

[0001] 本発明は、誘導ブリルアン散乱（以下、 SBSと記す。）の発生を抑制し、より高パヮ一の信号で伝送が可能な光ファイバに関する。

本願は、 2004年 11月 5日に出願された特願 2004— 321912号、 2005年 3月 17 日に出願された特願 2005— 77008号、ならびに 2005年 7月 6日に出願された特願 2005— 197639号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 近年、光ファイバを各家庭に延線し、それを用いて各種の情報をやり取りする、ファィバトウザホーム（ ber To The Home ;以下、 FTTHと記す。）サービスが開始されている。

[0003] 様々な情報を伝送する FTTHの一つの形態として、放送信号と、その他の通信信号をそれぞれ異なる方式で一本の光ファイバを用いて同時に伝送するシステムがある（ITUT Recommendation G. 983. 3)。一般に、このシステムにおいて、放送信号はアナログ信号かベースバンド信号又は光 SCM信号であることが多い。

[0004] 伝送媒体である光ファイバの観点から見た該システムの特徴は、次のようになる。

•FTTHは通常ダブルスター型の PON (Passive Optical Network)であり、分配ロスが大きヽ (通常最大 32分岐が想定されて、る)。

•アナログ信号かベースバンド信号又は光 SCM信号を伝送するので、受信機における CNR (Carrier Noise Ratio)を大きくする必要があり、必要となる受光部における最低信号光パワーが通信で用いられるデジタル伝送に比して大き、。

[0005] これらのことから、このシステムにおいては、信号入力部における必要信号光パヮ一を大きくする必要がある。特に、信号光の伝送中の減衰や分配ロスを考えると、より長距離の線路やより多分岐の線路においては、より高パワーが必要になる。当然のことながら、信号はなるべく遠距離まで伝送でき、また一度に多くの加入者に同時に分配できる方が様々な観点 (建設コスト、メンテナンス性、システム設計など）からメリットがある。

[0006] 本発明に関する従来技術として、非特許文献 1〜3及び特許文献 1が挙げられる。

非特許文献 l :A.R.Charaplyvy, J.Lightwave TechnoL, vol.8, pp.1548- 1557(1990) 特許文献 1 :米国特許第 5, 267, 339号

非特許文献 2 : K.Shiraki, et al., J. Lightwave TechnoL, vol.14, pp.50- 57(1996) 非特許文献 3 :Y.Koyamada, et al., J. Lightwave TechnoL, vol.22, pp.631- 639(2004) 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] し力しながら、光ファイバを用いる光伝送においては、非線形現象の一種である SB Sによって、光ファイバにあるパワー以上の光を入射しょうとしても、ある一定光量 (以下、 SBSしきいパワーと呼ぶ。）までし力入射できず、残りは後方散乱光となって入射光側に戻ってきてしまうという現象が起こり、入力部における信号光パワーに制限を与えてしまうケースがあり、問題となっていた (例えば、非特許文献 1参照。 ) o

[0008] 本発明は前記事情に鑑みてなされ、より高パワー光を光ファイバに入射するために、 SBSの発生を抑制し、 SBSしきいパワーを従来の光ファイバと比べてより高めることができる光ファイバとそれを用いた伝送システム並びに波長多重伝送システムの提供を目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] 前記目的を達成するため、本発明は、ファイバであって、光ファイバ中に発生する音響モードの基本モードの第 1のモードフィールド径カ S、該光ファイバの光強度分布の第 2のモードフィールド径と異なる光ファイバを提供する。

[0010] 本発明の光ファイバにおいて、第 1のモードフィールド径が第 2のモードフィールド径の 1. 6倍以上又は 2Z3以下であってもよい。

[0011] 本発明の光ファイバにおいて、光ファイバ中に発生する音響モードの基本モードの第 1のモードフィールド径力直径で 10 μ m以上又は 6 μ m以下であってもよい。

[0012] 本発明の光ファイバにおいて、光ファイバの音響フィールド分布と光のパワー分布の重なりを小さくすることによって、同等の光学特性を持つ光ファイバよりも誘導プリルアン散乱の発生が少なくすることができる。 [0013] 本発明の光ファイバにおいて、光ファイバの音響フィールド分布を光のパワー分布よりも拡張したことによって、音響フィールド分布と光のパワー分布の重なりを小さくすることがでさる。

[0014] 或いは、光ファイバの音響フィールド分布を光パワー分布よりも縮小したことによつて、音響フィールド分布と光のパワー分布の重なりを小さくすることもできる。

[0015] 本発明の光ファイバにおいて、同等の光学特性を持つ光ファイバに比して 1. 5倍以上の誘導ブリルアンしき、パワーを有してもよ!、。

[0016] 本発明の光ファイバにおいて、同等の光学特性を持つ光ファイバに比して 2倍以上の誘導ブリルアンしき、パワーを有してもよ、。

[0017] 本発明の光ファイバにおいて、そのケーブルカットオフ波長が 1260nm以下、波長

1310nmにおけるモードフィールド径が 7. 9 m以上 10. 以下、零分散波長が 1300nm〜 1324nmの範囲であってもよ!/ヽ。

[0018] 本発明の光ファイバにおいて、中心部にコア、該コアの外周部にクラッドを有し、該クラッドが屈折率の異なる 2層以上力もなる構成を有してもよい。

[0019] 前記光ファイバにおいて、クラッドが 2層からなり、コアに隣接するクラッドを第 1クラッド、該第 1クラッドの外周に隣接するクラッドを第 2クラッド、第 1クラッドの屈折率を nc

1、第 2クラッドの屈折率を nc2としたとき、 ncl <nc2であってもよい。

[0020] 前記光ファイバにおいて、クラッドが 3層からなり、コアに隣接するクラッドを第 1クラッド、該第 1クラッドの外周に隣接するクラッドを第 2クラッド、該第 2クラッドの外周に隣接するクラッドを第 3クラッド、第 1クラッドの屈折率を ncl、第 2クラッドの屈折率を nc2

、第 3クラッドの屈折率を nc3としたとき、 nc2く ncl <nc3であってもよい。

[0021] また本発明は、ブリルアンスペクトルの周波数の低い側から i番目のピークゲインを g

(i)、存在する複数のピークの中の最大ゲインを Max (g)としたとき、 g (i)≥ [0. 1 X

Max (g) ]となるピークが 2つ以上存在する光ファイバを提供する。

[0022] 前記光ファイバにおいて、 g (i)≥[0. 1 X Max (g) ]となるピークが 3つ以上存在してもよい。

[0023] 前記光ファイバにおいて、 g (i)≥[0. 5 X Max (g) ]となるピークが 2つ以上存在してもよい。 [0024] 前記光ファイバにおいて、 g (i)≥[0. 5 X Max (g) ]となるピークが 3つ以上存在してもよい。

[0025] また本発明は、前述した本発明に係る光ファイバを用いてアナログ信号伝送又はベースバンド伝送又は光 SCM伝送を行うように構成された伝送システムを提供する

[0026] また本発明は、前述した本発明に係る光ファイバを用いてアナログ信号伝送および Zまたはベースバンド伝送又は光 SCM伝送とともに、データ伝送および Zまたは音声伝送を行うように構成された波長多重伝送システムを提供する。

発明の効果

[0027] 本発明によれば、 SBSの発生を抑制し、より高パワーの信号で伝送が可能な光ファィバと、それを用いた多分岐'長距離の伝送が可能な伝送システム並びに波長多重伝送システムを提供することができる。

図面の簡単な説明

[0028] [図 1]しきいパワーを説明するグラフである。

[図 2]—般の光ファイバの構造を示す端面図である。

[図 3]光パワー分布と音響モードフィールド分布の重なり状態を示すグラフである。

[図 4A]SBS抑制を実現する光パワーと音響モードフィールド分布の例示である。

[図 4B]SBS抑制を実現する光パワーと音響モードフィールド分布の例示である。

[図 4C]SBS抑制を実現する光パワーと音響モードフィールド分布の例示である。

[図 5]音響 MFDと光 MFDの相対値とブリルアンゲインの関係を示すグラフである。

[図 6]従来型の光ファイバの屈折率分布を例示するグラフである。

[図 7]図 6の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 8]図 6の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

[図 9]第 1の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。

[図 10]第 1の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 11]第 1の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

[図 12]第 2の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。圆 13]第 2の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 14]第 2の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

圆 15]第 3の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。

圆 16]第 3の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 17]第 3の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

[図 18]第 4の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。

圆 19]第 4の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 20]第 4の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

圆 21]第 5の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。

圆 22]第 5の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 23]第 5の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

[図 24]第 6の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。

圆 25]第 6の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 26]第 6の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

圆 27]第 7の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。

圆 28]第 7の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 29]第 7の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

[図 30]第 8の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。

圆 31]第 8の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 32]第 8の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

圆 33]第 9の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。 [図 34]第 9の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 35]第 9の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

[図 36]第 10の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。

[図 37]第 10の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 38]第 10の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

[図 39]第 11の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。

[図 40]第 11の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 41]第 11の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

[図 42]第 12の実施例の光ファイバの屈折率分布を示すグラフである。

[図 43]第 12の実施例の光ファイバの光強度分布と音響モードの分布を示すグラフである。

[図 44]第 12の実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを示すグラフである。

[図 45]本発明の光ファイバを使用して構成した伝送システム (波長多重伝送システム )を示す図である。

符号の説明

[0029] 1…光ファイノく、 2…コア、 3· ··クラッド、 10…光伝送システム（波長多重伝送システム)。

発明を実施するための最良の形態

[0030] 以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明に係る光ファイバは、光ファイバ中に発生する音響モードの基本モードのモードフィールド径カ該光ファイバの光強度分布のモードフィールド径と異なる構成を有し、これによつて SBSの発生を抑制し、より高パワーの信号で伝送を可能となる。

[0031] SBSは、光ファイバを構成する石英ガラスなどの媒質の音響フオノンと入射光との相互作用によって起こる、非弾性散乱の一種である。ハイパワー信号光入力という観点からすると、 SBSは、 'しきいパワーが他の非弾性散乱と比較し低い、 'ブリルアン散乱光の大部分が後方散乱光となる、 t 、う特徴を持って、る。

[0032] 図 1は、通常の光ファイバにおける SBSしきいパワーを例示するグラフである。 SBS しきいパワーの測定方法は、 ITU—T G. 650. 2, Definitions and test methods for statistical and non-linear attributed of single-mode fiber and cable, Appendix IIに記載されている。

このしきいパワーは、 SBS効率が急激に増大する光強度を意味する。従ってしきいノヮ一が低、と、即ち他の非弾性散乱に比してより低、入射光パワーで SBSが発生する。さらには、発生した SBS光のほとんどが後方 (入射側）に散乱されてしまい、前方 (受光側）に SBS光は伝搬せず、 SBSによって減じられた入射信号光のみが伝搬する。これらの 2つの作用により、高パワー光を光ファイバに入射しょうとしても、前方には SBSしきいパワー以上の光は伝搬しない（図 1中、透過光のパワーを示す曲線参照。）。

[0033] SBSしきいパワーは、信号光のスペクトル線幅が狭い場合には、近似的に次式（1) で示される。

[0034] [数 1]

Pth- ^{1 f} …

[0035] 式（1)中、 P は SBSしきいパワー、 A は実効コア断面積、 g はブリルアンゲイン th eff BO 係数をそれぞれ表して、る。また L は実効作用長であり、次式（2)で求められる。

eff

[0036] [数 2]

[0037] 式（2)中、 αは光ファイバの損失、 Lは実ファイバ長 (線路長）をそれぞれ表している。

[0038] 式（1)からわ力るように、 SBSしきいパワーを向上させるには、実効コア断面積 A eff を大きくする力、ブリルアンゲイン係数 g を小さくすればよい。し力しながら、 A は、例えば分散特性などのその他の光学特性と密接に関連するため、 A を大きくすると

eff

いう選択はなるべく避けたい。となると、実質的にとり得る手段としては、ブリルアンゲイン係数を小さくすることが考えられる。

[0039] ブリルアンゲイン係数は、信号光のスペクトル線幅が狭！、場合には、ブリルアンスべタトルがローレンツ型であるとの仮定のもと、次式（3)で表される。

[0040] [数 3]

2pno^ i 2^ . . . (3)

ολ2ρ₀ν_ΑΔν_Β

[0041] 式（3)中、 ηは光ファイバ媒質 (本例では石英ガラス）の屈折率、 ρ はポッケルス (Ρ

0 12

ockels)の光弾性係数、 cは光速、 λは信号光波長、 ρ は光ファイバ媒質 (本例では

0

石英ガラス）の密度、 Vは光ファイバのクラッドにおける音速、 Δ V はブリルアンスべ

A B

タトルの半値全幅（FWHM)をそれぞれ表している。なお、ここまでの一般的な SBS の説明については、例えば非特許文献 1等にて参照できる。

[0042] 式（3)を見ると、 Δ ν 以外のパラメータは、材料もしくはシステム固有のものである

Β

ので、大幅な変更 ·改善は困難である。つまり、しきいパワーを高めるためには、プリルアンスペクトル幅を拡げることが一つの解となる。

[0043] ブリルアンスペクトル幅拡大を実現する方法としては、光ファイバ長手方向に光学特性やドーパント濃度、残留応力を変化させることにより、ブリルアンゲインが最大となる周波数 (ピーク周波数)を長手方向に変化させることによって、光ファイバ伝送路全体としてのブリルアンスペクトル幅を拡大する手法が報告されている（例えば、特許文献 1,非特許文献 2参照。 ) ₀し力しながら、この従来技術による手法によると、必然的に長手方向に光ファイバの光学特性も変化してしまうことになり、実用上は好ましくない。

[0044] ブリルアンスペクトルは、一方で、別の表式として、相互作用をする（複数の）音響フオノンモードの空間広がりと光学モードの空間的パワー分布との重なりの総和として、次式 (4) , (5)で表されることもある (例えば、非特許文献 3参照。 ) ₀

[0045] [数 4] S(v) =∑Sj(v) . . . (4)

[0046] [数 5]

Si(v) (5)

2π2 [(ν~ν₀+ίϊ)²+ ( 2^")²]

[0047] 式 (4) , (5)中、 v )は各音響モードの周波数 Vにおけるブリルアンゲイン、 iは各音響モード番号、 _v はピーク周波数、 fは各音響モードの音響周波数、 Γは音響

0 i i 波減衰係数 (減衰緩和時間の逆数)をそれぞれ表している。また Gは、次式 (6)で求められる。

[0048] [数 6]

Gj = ρ₁₂ω₀βί Xo X²(r) ' Y_zi(r) · rdr ■ · ' (6)

[0049] 式（6)中、 p はポッケルス（Pockels)の光弾性係数、 ω は入射光の角振動数、 β

12 0 i は各音響モードの伝搬定数をそれぞれ表している。また、 X (_r)及び Y (r)は、それぞれ、光ファイバ中の伝搬光の電界分布、及び各音響モードの軸 (z)方向振動の変位量分布である。なお、ここで、ピーク周波数での S ( V ) ( = S ( V ) )が式（3)中の g

0 B

0に相当する。

[0050] 式 (4)〜式 (6)に従えば、 Gを小さぐ即ち、伝搬光の電界分布と各音響モードの軸 (z)方向の振動変位量分布との、分布の重なりを小さくすることで、ブリルアンゲインを小さく（=しきいパワーを大きく）することができることを本発明者らは見出した。そこで、本発明者らは、前記重なりを小さくするための具体的方法について鋭意検討を行った。以下に検討結果を示す。

[0051] 既存の光ファイバの構造を図 2に例示する。この光ファイバ 1は、屈折率の高い石英ガラス力もなるコア 2と、その外周に設けられた石英ガラス力もなるクラッド 3とからなつている。コア 2の部分には、屈折率を高めるドーパント（例えば、ゲルマニウム）が添カロされている。クラッド 3には意図的なドーパントの添カ卩は行われていない。光フアイノ 1の構造は図 2に示す通り同心状であり、中央のコア 2の屈折率がクラッド 3に比べ相対的に高められ、そのコア 2に光が閉じ込められて導波する。

[0052] 一方、 SBSに関連する音響モードも、同様に光ファイバ中を伝搬する。音響波にとつて、石英ガラスへの異元素添加は、いずれも音速低下（=音響波を閉じ込める）効果を持つ。故に、図 2に示す構造の場合、音響波も光と同様にコア 2の部分に閉じ込められて導波する。

[0053] 図 3に、図 2の構造での音響モードの変位量分布（フィールド分布）と、光のパワー分布 (電界分布の 2乗分布）の計算結果の一例を示す。ここに例示されるように、特に SBS低減を意図しない従来の光ファイバにおいては、音響モードフィールド分布と、光のパワー分布はほぼ同じ分布を有して、る。

[0054] 音響フィールド分布と光のパワー分布の重なりを減らすには、図 4A〜4Bに示す通り、（a)音響フィールド分布中心と光パワー分布中心とをずらす (図 4A参照）、（b)音響フィールド分布を光パワー分布よりも拡げる（図 4B参照）、又は (c)光パワー分布を音響フィールド分布よりも拡げる（図 4C参照）、という方法が考えられる。

[0055] し力しながら、前記 (a)につ、ては、図 2に示す通り光ファイバの構造上、音響モードと光パワーの分布は同心状にならざるを得ず、実施が困難である。

故に、前記 (b)及び (c)の手法によれば、音響フィールド分布と光のパワー分布の重なりを減らし、 SBSの抑制と SBSしきいパワーの増加を達成することができる。

[0056] さらに詳細に説明するために、フィールド分布の拡がりを定義付けする。一般に、光ファイバのような中心に最大値をもつ分布に対して、その空間的拡がりの指標として、フィールド径なるものを用いる。フィールド径の定義は、それぞれの分野でまちまちである。光ファイバの分野では、 Petermann IIの定義のモードフィールド径（MFD)を用いることが一般的であるが、本発明においては、光強度の空間分布として、ピークパヮ一の lZeとなる直径をもってフィールド径とする（以下、これを光 MFDと呼ぶ。 ) o 一般的な MFDを用いない理由は、式 (6)において、重なり積分を行う直接の分布がモードフィールド分布 Xの 2乗、即ち光パワー分布であるので、音響モード分布との比較にぉ、て直感的に理解しやす、ためである。 [0057] 一方、音響モードに関するフィールド径については、ピーク変位量の lZeとなる直径をもって MFDとする（以下、これを音響 MFDと呼ぶ。；)。

[0058] この定義によれば、図 3に示す場合の光 MFDと音響 MFDは、それぞれ 7. 5 m、

7. と計算される。

[0059] 図 5に、光 MFDを固定して、音響 MFDを変化させたときの、ブリルアンゲインの変化のシミュレーション例を示す。ここで、しきいパワーを 1. 5倍以上改善する（=プリルアンゲインを 1Z1. 5倍にする）には、音響 MFDを光 MFDのおよそ 1. 6倍以上とするか、又は 2Z3以下とすればよいことが判る。また、しきいパワーを 2倍以上改善する（=ブリルアンゲインを 1Z2倍にする）には、音響 MFDを光 MFDのおよそ 2. 2 倍以上とするか、または 1Z2以下とすればよいことも図 5から判断できる。ここでは光 MFDを固定したが、光 MFDを変化させる場合でも、光 MFDと音響 MFDとの相対的な関係さえ満足すれば、図 5の関係が導かれる。

[0060] さらに好ましくは、音響 MFDのみを変化させて SBS抑制を実現することが望ましい。というのも、本発明の対象が光ファイバである以上、光ファイバの光学特性には SB S以外にも様々な要求性能が存在するからである。これらの要求性能を満足しつつ、 SBS抑制を達成するには、光 MFDを変化させることなぐ音響 MFDを変化させる必要がある。

[0061] 通常、情報通信に用いられる光ファイバの本定義における光 MFDは、波長 1550η m程度だと、 6〜： LO /z m程度である。故に、この光 MFDを持つ光ファイバで、音響 M FDを光 MFDの 1. 6倍以上又は 2Z3以下を実現するには、実質的には音響 MFD を 10 μ m以上とするか、又は 6 μ m以下とすればよ!ヽ。

[0062] 光ファイバの音響 MFDを光 MFDの 1. 6倍以上又は 2Z3以下とするための手段としては、例えば、コアの屈折率分布やドーパント濃度分布を複雑にしたり、コアに複数のドーパントを添加し、その濃度分布を径方向に変化させたり、クラッドにドーパントを添加したりする方法などが挙げられる。

[0063] 次に、本発明に係る伝送システムにつ、て記す。

前述した本発明の光ファイバを用いる利点は、より高パワーの信号光を導入できることである。故に、比較的高パワーの必要なアナログ伝送やベースバンド伝送又は光 SCM伝送を本発明の光ファイバを用いて行うことによって、より多分岐'長距離の伝送が可能になり、最も大きな恩恵を享受できる。特に、伝送距離で 15km以上、および Zまたは分岐数が 32分岐以上であるようなシステムの場合、最も大きな恩恵を享受できる。

[0064] また、本発明に係る光ファイバを用いて、前述したアナログ伝送やベースバンド伝送又は光 SCM伝送に加えてその他の伝送も同時に行う、波長多重伝送を行うこともできる。波長多重伝送としては、 ITU—T G. 983. 3に示されているような FTTHの一形態として、あるいは CWDM等が考えられる。

勿論、伝送システムとしてこれら用途に限定する必要はない。例えば、通常の公衆データ通信ばかりでなぐデジタル長距離無中継伝送システムや、 ITS、センサ用途、遠隔レーザ切断システム等にも使用できる。

[0065] 最後に、本例においては、音響モードは全て基本モードを対象として説明したが、実際には、音響モードは単一モードであるとは限らず、複数のモードが存在する場合もある。しかし、その場合においても、光のモードが基本モードである関係上、最も式 (6)の重なりの大きい音響モードは基本モードである場合が殆どである。故に、 SBS 抑制を考える際には、音響モードは基本モードのみを対象としても一般的には問題のな、ことを付記しておく。

実施例

[0066] [従来例]

図 2,図 3で示した従来例をさらに詳しく説明する。

図 6は、従来型屈折率分布の例である。このような屈折率分布を用いることにより以下のような特性を得ることができる。また、本従来例における光パワーと音響モードの分布を図 7に示す。

[0067] 'ファイバカットオフ波長が 1. 27 m。

'ケーブルカットオフ波長が 1. 21 μ m。

'モードフィールド径（Petermann II)力波長 1310nmで 9. 43 μ m、波長 1550nm で 10. 57 πι。

•零分散波長が 1307. Onm。 '曲げ直径 20mmでの曲げ損失力波長 1310nmで 1. OdB/m,波長 1550nmで 19. 7dBZm。

•光 MFD力長 1550應で 7. 60 。

'音響 MFDが 7. 10 μ πι。

[0068] 本従来例は、 IUT-T G. 652で規定される一般的なシングルモード光ファイバの特性を有する。（音響 MFD)Z (光 MFD)は、 0. 93であった。この従来例の光フアイバのブリルアンスペクトルを図 8に示す。図 8に示す通り、単一のピークを持つブリルアンスペクトルが測定された。

[0069] [第 1の実施例]

第 1の実施例の屈折率分布を図 9に示す。第 1の実施例の光ファイバは、中央付近に屈折率最大値を持ち、半径に対してほぼ一定の傾きをもって、屈折率が減少する分布をもつ。図 9に示す屈折率分布をとる光ファイバの光学特性を以下に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 10に示す。

[0070] 'ファイバカットオフ波長が 1. 25 m。

'ケーブルカットオフ波長が 1. 20 πι。

'モードフィールド径（Petermann II)力波長 1310nmで 9. 46 μ m、波長 1550nm で 10. 86 πι。

•零分散波長が 1330. 5nm。

'波長分散値力波長 1310nmで— 1. 90ps/nm/km,波長 1550nmで 16. 27p nm/km。

'曲げ直径 20mmでの曲げ損失力波長 1310nmで 2. 6dB/m,波長 1550nmで 39. 5dBZm。

•光 MFD力長 1550應で 6. 76 m。

'音響 MFDが 3. 18 μ ηι₀

[0071] 本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバとほぼ同一の光学特性を有することがわかる。（音響 MFD)Z (光 MFD)は、 0. 47であり、従来例の半分程度となっている。図 10からも音響モードの広がりが、光学パワーに比べて狭くなつていることが分力る。本実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを図 11に示す。図 11力ら、スぺクトルのピークが半分程度に低減されて、ることが分かる。測定された SBSしき、パヮ一は従来例に対して 3. OdB改善された。

[0072] [第 2の実施例]

第 2の実施例の屈折率分布を図 12に示す。第 2の実施例の光ファイバは、コアが 2 層からなる屈折率分布となっている。図 12に示す屈折率分布をとる光ファイバの光学特性を以下に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 13 に示す。

[0073] 'ファイバカットオフ波長が 1. 29 m。

'ケーブルカットオフ波長が 1. 22 /ζ πι。

'モードフィールド径（Petermann II)力波長 1310nmで 9. 27 μ m、波長 1550nm で 10. 53 πι。

•零分散波長が 1326. 3nm。

'波長分散値力波長 1310nmで— 1. 55ps/nm/km,波長 1550nmで 16. 77p s/ nm/km。

'曲げ直径 20mmでの曲げ損失力波長 1310nmで 0. 5dB/m,波長 1550nmで 12. 8dBZm。

，光 MFD力長 1550nmで 6. 59 。

'音響 MFDが 2. 49 m。

[0074] 本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバとほぼ同一の光学特性を有することがわかる。（音響 MFD)Z (光 MFD)は、 0. 38であり、従来例の半分程度となっている。図 13からも音響モードの広がりが、光学パワーに比べて狭くなつていることが分力る。本実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを図 14に示す。図 14力ら、スぺクトルのピークが半分程度に低減されて、ることが分かる。測定された SBSしき、パヮ一は従来例に対して 3. 2dB改善された。

[0075] [第 3の実施例]

第 3の実施例の屈折率分布を図 15に示す。第 3の実施例の光ファイバは、コアが 2 層からなる屈折率分布となっている。図 15に示す屈折率分布をとる光ファイバの光学特性を以下に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 16 に示す。

[0076] 'ファイバカットオフ波長が 1. 26 m。

'ケーブルカットオフ波長が 1. 20 /ζ πι。

'モードフィールド径（Petermann II)力波長 1310nmで 9. 31 μ m、波長 1550nm で 10. 70 πι。

•零分散波長が 1335. 3nm。

'波長分散値が、波長 1310nmで—2. 43ps/nm/km,波長 1550nmで 16. 14p s/ nm/km。

•曲げ直径 20mmでの曲げ損失力波長 1310nmで 2. ldB/m,波長 1550nmで 34. 8dBZm。

，光 MFD力長 1550nmで 6. 83 。

'音響 MFDが 3. 81 111。

[0077] 本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバとほぼ同一の光学特性を有することがわかる。（音響 MFD)Z (光 MFD)は、 0. 56であり、従来例の半分程度となっている。図 16からも音響モードの広がりが、光学パワーに比べて狭くなつていることが分力る。本実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを図 17に示す。図 17から、スぺクトルのピークが半分程度に低減されて、ることが分かる。測定された SBSしき、パヮ一は従来例に対して 3. 7dB改善された。

[0078] [第 4の実施例]

第 4の実施例の屈折率分布を図 18に示す。図 18は、コア近傍の拡大図であり、図 18の屈折率分布において、クラッド半径は 62. である。第 4の実施例の光ファィバは、 3層構造のコアとほぼ一定の屈折率を有するクラッドにより構成されて、る。本構造の構造パラメータ (各層の半径及び比屈折率差)および光学特性を表 1に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 19に示す。

[0079] [表 1] π:1.38 juni,厶1:0.60 ¾

Γ2-2.76 μιπ, ΑΣ'Ο.20 %

「3:4.15 urn,厶3:0.45 % ファイバカツトオフ波長 1280 nm

ケーブルカツトオフ波長 1220 nm

モ—ドフィ—ルド径 Petermann at 1310 nm 8.64 μ m

at 1550 m 9.85 u m

零分散波長 1335.4 nm

波長分散値 at 1310 nm 2.31 ps/nm/km

at 1550 nm 17.73 ps/nm/km

曲げ損失 at 直怪 20 mm, 1310 nm 0.06 dB/m

at 直径 20 mm, 1550 nm 2.65 dB/m 光 ΜΠ) at 1550 nm 6.48 im

音響 MFD 2.54 βίη

[0080] 本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバよりも小さな MFDを有しているが、式（1)によると SBSしきいパワー P は、実効コア断面積 A に比例する。また A は、 th eff eff

MFD²に比例することが知られている。つまり、一般的には MFDが小さくなるにつれて SBSしきいパワーは小さくなる。しかしながら、本実施例の光ファイバにおいて、図 19からも分力るように音響モードの広がりは、光学パワーに比べて狭くなつており、 ( 音響 MFD)Z (光 MFD)も 0.37と従来例の半分程度となっている。本実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを図 20に示す。 10980MHz付近の最大のピークは、従来例の半分程度に低減されている。更に、 10830MHz付近には最大ピークと同程度の高さのピークが存在しており、 SBSしきいパワーの改善に有効である。測定された SBSしきいパワーは、長さ 20kmの光ファイバにおいて 12.9dBmであり、通常のファイバに対して、 4.2dBの改善が確認できた。

[0081] [第 5の実施例]

第 5の実施例の屈折率分布を図 21に示す。図 21は、コア近傍の拡大図であり、図 21の屈折率分布において、クラッド半径は 62. である。第 5の実施例の光ファィバは、 3層構造のコアとほぼ一定の屈折率を有するクラッドにより構成されて、る。本構造の構造パラメータ (各層の半径及び比屈折率差)および光学特性を表 2に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 22に示す。零分散波長は 1318.4nmであり、 ITU— T G.652を満足する。 [0082] [表 2]

Π 1 . 22 m . Δ ι : 0. 53 %

r₂ : 3. 05 u m , Δ 2 : 0. 22 %

Γ3 : 4. 27 m . Δ 3 : 0. 45 % ファイバカツトオフ波長 1290 nm

ケ一ブルカツトオフ波長 1225 nm

モ一ドフィ一ルド怪（Petermann I I ) at 1310 nm 9. 30 μ m

at 1550 nm 10. 52 u rn

零分散波長 1318. 4 nm

波長分散値 at 1310 nm - 0. 77 ps/nm/km

at 1550 nm 16. 84 ps/nm/km

曲げ損失 at 直径 20 mm, 1310 nm 0. 51 dB/m

at 直径 20 mm, 1550 nm 10. 0 dB/m

光 MFD at 1 550 nm 7. 25

音響 MFD 2. 38 μ m

[0083] 本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバと同程度の MFDを有して、る。本実施例の光ファイバにおいて、図 22からも分力るように音響モードの広がりは、光学パワーに比べて狭くなつており、（音響 MFD)Z (光 MFD)も 0. 33と従来例の半分程度となっている。本実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを図 23に示す。 11 130MHz付近の最大のピークは、従来例の半分程度に低減されている。更に、 109 00、 10990MHz付近にも最大ピークと同程度の高さのピークが存在しており、 SBS しきいパワーの改善に有効である。測定された SBSしきいパワーは、長さ 20kmの光ファイバにおいて 13. 4dBmであり、通常のファイバに対して、 4. 7dBの改善が確認できた。

[0084] [第 6の実施例]

第 6の実施例の屈折率分布を図 24に示す。図 24は、コア近傍の拡大図であり、図 24の屈折率分布において、クラッド半径は 62. である。第 6の実施例の光ファィバは、 3層構造のコアとほぼ一定の屈折率を有するクラッドにより構成されて、る。本構造の構造パラメータ (各層の半径及び比屈折率差)および光学特性を表 3に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 25に示す。零分散波長は 1314. Onmであり、 ITU— T G. 652を満足する。

[0085] [表 3] r i： 1 . 45 m, Δ t 0. 52 %

「2 : 2. 90 /i m, Δ 2 0. 20 %

「3 : 4. 35 m ,厶3 0. 45 %

「4 : 8. 70 χί m , 厶 4 0. 08 %

ファイバカツトオフ波長 1 275 nm

ケ一ブルカツトオフ波長 1 210 nm

モードフィールド怪（Petennann at 1310 nm 8. 63 ju m

at 1550 nm 9. 66 m

分散波長 1314. 0 nm

波長分歉値 at 1310 nm -0, 37 ps/nm/ kni

at 1550 nm 16. 78 ps/nm/km

曲げ損失 at 直径 20 mm, 1310 nm 0. 15 d B/m

at 直径 20 mm, 1550 nm 5. 0 dB/m

光 MFD at 1550 nm 6. 83 fx m

音饗 MFD 2, 70 in

[0086] 本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバよりも小さな MFDを有している。第 4 の実施例と同様に、従来の構成では本ファイバの MFDでは、 SBSしきいパワーの劣化が予想される。し力しながら、本実施例の光ファイバにおいて、図 25からも分力るように音響モードの広がりは、光学パワーに比べて狭くなつており、（音響 MFD)Z (光 MFD)も 0. 39と従来例の半分程度となっている。本実施例の光ファイバのブリルァンスペクトルを図 26に示す。 10750MHz付近の最大のピークは、従来例の半分程度に低減されている。更に、 10830MHz付近には最大ピークと同程度の高さのピークが存在しており、 SBSしきいパワーの改善に有効である。測定された SBSしきいパヮ一は、長さ 20kmの光ファイバにおいて 13. OdBmであり、通常のファイバに対して、 4. 3dBの改善が確認できた。

[0087] [第 7の実施例]

第 7の実施例の屈折率分布を図 27に示す。図 27は、コア近傍の拡大図であり、図 27の屈折率分布において、クラッド半径は 62. 5 mである。第 7の実施例の光ファィバは、最大比屈折率差 Δ 1を有する中心コア、中心コアに隣接し最低比屈折率差 Δ 2を有する第 2コア、および第 2コアに隣接し最大比屈折率差 Δ 3を有する第 3コアからなり、第 3〜第 6の実施例と同様に 3層構造のコアとほぼ一定の屈折率を有するクラッドにより構成されている。しかしながら、本実施例の光ファイバは、第 3〜第 6の実施例とは異なり、緩やかな分布を有する構造となっており、その境界があいまいとなっている。ここでは、比屈折率差の径方向変化率 (d比屈折率差 Zd半径)を用いて、それぞれの層の径を規定した。コア領域において、変化率力^になる点をそれぞれ第 2、第 3コアの径、 r2, とした。また r2の内側で変化率が最小となる径を中心コアの半径 rlとした。本構造の構造パラメータ (各層の半径及び比屈折率差)および光学特性を表 4に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 28に示す。

[0088] [表 4] rj： 1.44 m,厶：0.76 %

「2:2.29 m, Δ2:0.17 %

r3:3.94 m,厶 3:0.46 %

「4:4. tn

ファイバカツトオフ波長 MW nm

ケーブルカツトオフ波長 1206 nm

モードフィ一ルド径（Petennann II〕 at 1310 nm 8.84 um

at 1550 nm 10.12 urn

零分散波長 1338.8 nm

波長分散値 at 1310 nm -2.71 s/nm/km

at 1550 nm 15, 86 ps/nm/km

曲げ損失 at直径 20 mm, 1310 nm 0.13 dB/m

at直径 20 mm, 1550 nm 4.3 dB/m

光 MFD at 1550 nm 6.36 urn

音響 MFD クク 1 H m

[0089] 本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバよりも小さな MFDを有している。第 4 の実施例と同様に、従来の構成では本ファイバの MFDでは、 SBSしきいパワーの劣化が予想される。し力しながら、本実施例の光ファイバにおいて、図 28からも分力るように音響モードの広がりは、光学パワーに比べて狭くなつており、（音響 MFD)Z (光 MFD)も 0.39と従来例の半分程度となっている。本実施例の光ファイバのブリルァンスペクトルを図 29に示す。 11080MHz付近の最大のピークは、従来例の半分程度に低減されている。更に、 11010, 10840MHz付近には最大ピークと同程度の高さのピークが存在しており、 SBSしきいパワーの改善に有効である。測定された SB Sしきいパワーは、長さ 20kmの光ファイバにおいて 13.5dBmであり、通常のフアイバに対して、 4.8dBの改善が確認できた。

[0090] [第 8の実施例] 第 8の実施例の屈折率分布を図 30に示す。図 30は、コア近傍の拡大図であり、図 30の屈折率分布において、クラッド半径は 62. である。第 8の実施例の光ファィバは、最大比屈折率差 Δ 1を有する中心コア、中心コアに隣接し最低比屈折率差 Δ 2を有する第 2コア、および第 2コアに隣接し最大比屈折率差 Δ 3を有する第 3コアからなり、第 3〜第 6の実施例と同様に 3層構造のコアとほぼ一定の屈折率を有するクラッドにより構成されている。しかしながら、本実施例の光ファイバは、第 3〜第 6の実施例とは異なり、緩やかな分布を有する構造となっており、その境界の定義は第 7 の実施例と同一とした。本構造の構造パラメータ (各層の半径及び比屈折率差)および光学特性を表 5に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 31に示す。

[0091] [表 5] r i 1 - 40 m , Δ 1 0. 63 %

Γ 3 3. 63 u m, Δ 3 0. 38 %

Γ 4 5. 08 u m,

ファイバカツトオフ波長 1350 nm

ケーブルカツトオフ波長 1250 nm

モードフィールド径（Petermann I I ) at 1310 nm 9. 15 u m

at 1550 nm 10. 39 u rn

S分被波長 1326. 8 nm

波長分散値 at 1310 nm -1 . 54 ps/nm/km

at 1550 nm 16. 52 ps/nm/km

曲げ損失 at 直径 20 mm, 1310 nm 0. 06 dB/m

at 直怪 20 mm, 1550 nm 2. 2 dB/m 光 MFD at 1 550 nm 6. 73 ju m

音饗 MFD 2. 22 ^ m

[0092] 本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバと同程度の MFDを有して、る。本実施例の光ファイバにおいて、図 31からも分力るように音響モードの広がりは光学パヮーに比べて狭くなつており、（音響 MFD)Z (光 MFD)も 0. 33と従来例の半分程度となっている。本実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを図 32に示す。 1101 OMHz付近の最大のピークは、従来例の半分程度に低減されている。更に、 10860 , 11090MHz付近には最大ピークと同程度の高さのピークが存在しており、 SBSしきいパワーの改善に有効である。測定された SBSしきいパワーは、長さ 20kmの光フアイバにおいて 12. 6dBmであり、通常のファイバに対して、 3. 9dBの改善が確認できた。

[0093] [第 9の実施例]

第 9の実施例の屈折率分布を図 33に示す。図 33は、コア近傍の拡大図であり、図 33の屈折率分布において、クラッド半径は 62. である。第 9の実施例の光ファィバは、最大比屈折率差 Δ 1を有する中心コア、中心コアに隣接し最低比屈折率差 Δ 2を有する第 2コア、および第 2コアに隣接し最大比屈折率差 Δ 3を有する第 3コアからなり、第 3〜第 6の実施例と同様に 3層構造のコアとほぼ一定の屈折率を有するクラッドにより構成されている。しかしながら、本実施例の光ファイバは、第 3〜第 6の実施例とは異なり、緩やかな分布を有する構造となっており、その境界の定義は第 7 の実施例と同一とした。本構造の構造パラメータ (各層の半径及び比屈折率差)および光学特性を表 6に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 34に示す。零分散波長は 1314. 5nmであり、 ITU-T G. 652を満足する。

[0094] [表 6]

Π 1 . 3 1 ju m, Δ ι：0. 60 %

「2 1 . 92 u rn, Δ 2 : 0. 26 %

「3 3. 38 μ ία, Δ 3 : 0- 50 %

「4 5. 02 m

ファイバカツトオフ波長 1380 nm

ケーブルカツトオフ波長 1260 nm

モードフィールド径 (Petermann I ) at 1310 nm 9 02 ju m

at 1550 nm 10. 10 u rn

^分散波長 1314. 5 nm

波長分散値 at 1 310 ntn - 0. 41 ps/nm/km

at 1550 nm 17. 15 ps/nm/ktii

曲げ損失 at 直径 20 mm, 1310 nm < 0. 01 dB/m

at 直径 20 mm , 1550 nm 0. 4 dB/m

光 MFD at 1550 nm 7. 00 u

音罾 MFD 2. 23 u rn

本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバと同程度の MFDを有している。本実施例の光ファイバにおいて、図 34からも分力るように音響モードの広がりは光学パヮーに比べて狭くなつており、（音響 MFD)Z (光 MFD)も 0. 32と従来例の半分程度となっている。本実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを図 35に示す。 1096 OMHz付近の最大のピークは、従来例の半分程度に低減されている。更に、 10870 , 11090MHz付近には最大ピークと同程度の高さのピークが存在しており、 SBSしきいパワーの改善に有効である。測定された SBSしきいパワーは、長さ 20kmの光フアイバにおいて 12. 6dBmであり、通常のファイバに対して、 3. 9dBの改善が確認できた。

[0096] [第 10の実施例]

第 10の実施例の屈折率分布を図 36に示す。図 36は、コア近傍の拡大図であり、図 36の屈折率分布において、クラッド半径は 62. である。第 10の実施例の光ファイバは、最大比屈折率差 Δ 1を有する中心コア、中心コアに隣接し最低比屈折率差 Δ 2を有する第 2コア、および第 2コアに隣接し最大比屈折率差 Δ 3を有する第 3 コア力なり、第 3〜第 6の実施例と同様に 3層構造のコアとほぼ一定の屈折率を有するクラッドにより構成されている。し力しながら、本実施例の光ファイバは、第 3〜第 6の実施例とは異なり、緩やかな分布を有する構造となっており、その境界の定義は第 7の実施例と同一とした。本構造の構造パラメータ (各層の半径及び比屈折率差）および光学特性を表 7に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 37に示す。

[0097] [表 7]

1 . 33 u m , A . 0. 66 %

2. 1 1 Δ : 0. 1 5 %

Γ3 4. 1 8 m, 厶 3 : 0. 50 %

Γ4 4. 87 μ η ,

ファイバカツトオフ波長 1300 nm

ケーブルカツトオフ波長 1230 nm

モードフィ一ルド径 (Petermann I I ) at 1310 nm jLi m

零分散波長 1333. 5 nm

波長分散値 -2. 21 ps/nm/km

at 1550 nm 16. 32 ps/nm/km

曲げ損失 at 直径 20 mm, 1310 nm 0. 5 dB/m

at 直怪 20 mm, 1550 nm 9. 8 dB/m

光 MFD at 1 550 nm 6. 77 m

音譽 MFD 2. 24 ju m

[0098] 本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバと同程度の MFDを有して、る。本実施例の光ファイバにおいて、図 37からも分力るように音響モードの広がりは光学パヮーに比べて狭くなつており、（音響 MFD)Z (光 MFD)も 0. 33と従来例の半分程度となっている。本実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを図 38に示す。 1100 0MHz付近の最大のピークは、従来例の半分程度に低減されている。更に、 10830 , 11120MHz付近には最大ピークと同程度の高さのピークが存在しており、 SBSしきいパワーの改善に有効である。測定された SBSしきいパワーは、長さ 20kmの光フアイバにおいて 14. 3dBmであり、通常のファイバに対して、 5. 6dBの改善が確認できた。

[0099] [第 11の実施例]

第 11の実施例の屈折率分布を図 39に示す。図 39は、コア近傍の拡大図であり、図 39の屈折率分布において、クラッド半径は 62. である。第 11の実施例の光ファイバは、最大比屈折率差 Δ 1を有する中心コア、中心コアに隣接し最低比屈折率差 Δ 2を有する第 2コア、および第 2コアに隣接し最大比屈折率差 Δ 3を有する第 3 コアからなり、第 3〜第 6の実施例と同様に 3層構造のコアを有する。し力しながら、本実施例の光ファイバは、第 3〜第 6の実施例とは異なり、緩やかな分布を有する構造となっており、その境界の定義は第 7の実施例と同一とした。本構造の構造パラメータ (各層の半径及び比屈折率差)および光学特性を表 8に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 40に示す。零分散波長は 1323. 9nmであり、 ITU-T G. 652を満足する。

[0100] [表 8]

1 5. 29 μ η

ファイバ力'ジトオフ波長 1290 nm

ケ一ブルカツトオフ波長 1225 nm

モードフィ一ルド怪（Petermann I I ) at 1310 nm 8. 40 fi m

at 1550 9. 43 ju m

零分散波長 1323. 9 ntn

波長分散値 at 1310 nm -0. 96 ps/nm/km

at 1550 nm 16. 60 ps/nm/km

曲げ損失 at 直径 20 mm, 1310 nm < 0. 01 dB/m

at 直径 20 mm, 1550 nm 1. 33 dB/m

光 MFD at 1 550 nm 6, 68 j m

音睿 MFD 2. 01 ju m

[0101] 本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバと同程度の MFDを有している。本実施例の光ファイバにおいて、図 40からも分力るように音響モードの広がりは光学パヮーに比べて狭くなつており、（音響 MFD)Z (光 MFD)も 0. 30と従来例の半分程度となっている。本実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを図 41に示す。 1112 OMHz付近の最大のピークは、従来例の半分程度に低減されている。更に、 10820 , 10920MHz付近には最大ピークと同程度の高さのピークが存在しており、 SBSしきいパワーの改善に有効である。測定された SBSしきいパワーは、長さ 20kmの光フアイバにおいて 13. IdBmであり、通常のファイバに対して、 4. 4dBの改善が確認できた。

[0102] [第 12の実施例]

第 12の実施例の屈折率分布を図 42に示す。図 42は、コア近傍の拡大図であり、図 42の屈折率分布において、クラッド半径は 62. である。第 12の実施例の光ファイバは、第 11の実施例と同様な 3層構造のコアを有した上で、クラッドが 3層からなることを特徴としている。コア側の第 1クラッドの比屈折率差を Δ 4、その外側の低屈折率の第 2クラッドの比屈折率差を Δ 5とすると、 Δ 5< Δ 4く 0なる関係を有する。本構造の構造パラメータ (各層の半径及び比屈折率差)および光学特性を表 9に示す。また、本実施例における光パワーと音響モードの分布を図 43に示す。零分散波長は 1319.8nmであり、 ITU-T G.652を満足する。また、ほぼ同じ MFDを有する第 11の実施例と比較して、一桁程度小さな曲げ損失を有する。

[表 9]

Γ1 1.12 urn, A 1 0.63 %

Γ2 1.67 μ m, 厶 2 0.18 %

f3 3.50 m, 厶3 0.66 %

Γ4 4.16 ju m, 厶 4 -0.05 %

Γ5 12.27 ι , 厶 5 -0.25 %

rs 18, 86 μ m ファイバカツトオフ波長 1292 nm

ケ一ブルカツトオフ波長 1228 nm

モードフィールド径（Petermann II) at 1310 nm 8.40 u m

at 1550 nm 9.42 urn

S分散波長 1319.8 nm

波長分散値 ^{at 1310}™ - 0.89 ps/nra/km

at 1550 nm 16.87 ps/nm/km

曲げ損失 at 直怪 20 mm, 1310 nm く 0.01 dS/iri

at 直径 20 mm, 1550 nm 0.13 dB/m

光 MFD at 1550 nm 6.69 if in

音響 MFD 2.02

[0104] 本実施例の光ファイバは、従来例の光ファイバよりも小さな MFDを有している。第 4 の実施例と同様に、従来の構成では保ファイバの MFDでは、 SBSしきいパワーの劣化が予想される力本実施例の光ファイバにおいて、図 43からも分力るように音響モードの広がりは光学パワーに比べて狭くなつており、（音響 MFD)Z (光 MFD)も 0. 30と従来例の半分程度となって、る。本実施例の光ファイバのブリルアンスペクトルを図 44に示す。 11030MHz付近の最大のピークは、従来例の半分程度に低減されている。更に、 10740, 10840MHz付近には最大ピークと同程度の高さのピークが存在しており、 SBSしきいパワーの改善に有効である。測定された SBSしきいパワーは、長さ 20kmの光ファイバにおいて 13.2dBmであり、通常のファイバに対して、 4. 5dBの改善が確認できた。

[0105] 図 45に、本発明による光ファイバ 1を使用した、 PON構成による伝送システム（波長多重伝送システム） 10を示す。伝送システム 10は、 ITU— T G.983.3の規定に準じ波長 1.31/zmと波長 1.49 mでデータ信号の伝送を行い、波長 1.55/zmで映像信号の伝送を行う。図 45は、データ伝送の例として、インターネットやストリーミングによるデジタル映像配信の例を示している。しかし、適切な装置を追加することにより、音声信号の伝送を行うことも可能である。また、 1. 55 m波長帯の映像伝送には通常の放送波をそのままアナログ信号の形で伝搬させる方式が広く用いられて、る。このような方式では、加入者側の放送系受信部において、元の放送波の信号に復調することが可能であり、従来のテレビジョン受像機をそのまま用いることが可能である図 45のシステムでは、 1本の光ファイバ 1でデータ信号とアナログ信号（映像信号）を伝送する。しかし、本発明の伝送システムにおいて、データ信号用の光ファイバとアナログ信号の光ファイバをそれぞれ使用してもよい。このようなシステムでは、本発明の光ファイバを用いることによって、伝送距離の延長等の効果を得ることができる。以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなぐ添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

Claims

請求の範囲

[I] 光ファイバであって、前記光ファイバ中に発生する音響モードの基本モードの第 1 のモードフィールド径カ該光ファイバの光強度分布の第 2のモードフィールド径と異なる光ファイバ。

[2] 前記第 1のモードフィールド径が前記第 2のモードフィールド径の 1. 6倍以上又は 2

Z3以下である請求項 1に記載の光ファイバ。

[3] 前記第 1のモードフィールド径カ直径で 10 μ m以上又は 6 μ m以下である請求項

1に記載の光ファイバ。

[4] 前記光ファイバの前記音響フィールド分布と光のパワー分布の重なりを小さくすることによって、同等の光学特性を持つ光ファイバよりも誘導ブリルアン散乱の発生を少なくした請求項 1に記載の光ファイバ。

[5] 前記光ファイバの前記音響フィールド分布を前記光のパワー分布よりも拡張したことによって、前記音響フィールド分布と前記光のパワー分布の重なりを小さくした請求項 4に記載の光ファイバ。

[6] 前記光ファイバの前記音響フィールド分布を前記光パワー分布よりも縮小したことによって、前記音響フィールド分布と前記光のパワー分布の重なりを小さくした請求項 4に記載の光ファイバ。

[7] 同等の光学特性を持つ光ファイバに比して 1. 5倍以上の誘導ブリルアンしきいパヮ一を有する請求項 1に記載の光ファイバ。

[8] 同等の光学特性を持つ光ファイバに比して 2倍以上の誘導ブリルアンしき、パワーを有する請求項 1に記載の光ファイバ。

[9] ケーブルカットオフ波長が 1260nm以下、波長 13 lOnmにおけるモードフィールド径が 7. 9 m以上 10. 以下、零分散波長が 1300nm〜1324nmの範囲である請求項 1に記載の光ファイバ。

[10] 中心部にコア、該コアの外周部にクラッドを有し、該クラッドが屈折率の異なる 2層以上力なる請求項 1に記載の光ファイバ。

[II] 前記クラッドが 2層からなり、前記コアに隣接するクラッドを第 1クラッド、該第 1クラッドの外周に隣接するクラッドを第 2クラッド、前記第 1クラッドの屈折率を ncl、前記第 2 クラッドの屈折率を nc2としたとき、 ncl <nc2である請求項 10に記載の光ファイバ。

[12] 前記クラッドが 3層からなり、前記コアに隣接するクラッドを第 1クラッド、該第 1クラッドの外周に隣接するクラッドを第 2クラッド、該第 2クラッドの外周に隣接するクラッドを第 3クラッド、前記第 1クラッドの屈折率を ncl、前記第 2クラッドの屈折率を nc2、前記第 3クラッドの屈折率を nc3としたとき、 nc2く ncl <nc3である請求項 10に記載の光ファイバ。

[13] ブリルアンスペクトルの周波数の低、側から i番目のピークゲインを g (i)、存在する複数のピークの中の最大ゲインを Max (g)としたとき、 g (i)≥[0. I X Max (g) ]となるピークが 3つ以上存在する請求項 1に載の光ファイバ。

[14] ブリルアンスペクトルの周波数の低、側から i番目のピークゲインを g (i)、存在する複数のピークの中の最大ゲインを Max (g)としたとき、 g (i)≥[0. 5 X Max (g) ]となるピークが 2つ以上存在する請求項 1に記載の光ファイバ。

[15] ブリルアンスペクトルの周波数の低、側から i番目のピークゲインを g (i)、存在する複数のピークの中の最大ゲインを Max (g)としたとき、 g (i)≥[0. 5 X Max (g) ]となるピークが 3つ以上存在する請求項 1に記載の光ファイバ。

[16] 請求項 1に記載の光ファイバを用いてアナログ信号伝送又はベースバンド伝送又は光 SCM伝送を行うように構成された伝送システム。

[17] 請求項 1に記載の光ファイバを用いてアナログ信号伝送および Zまたはベースバンド伝送又は光 SCM伝送とともに、データ伝送および Zまたは音声伝送を行うように構成された波長多重伝送システム。

[18] ブリルアンスペクトルの周波数の低、側から i番目のピークゲインを g (i)、存在する複数のピークの中の最大ゲインを Max (g)としたとき、 g (i)≥[0. I X Max (g) ]となるピークが 2つ以上存在する光ファイバ。

[19] 前記光ファイバ中に発生する音響モードの基本モードの第 1のモードフィールド径力該光ファイバの光強度分布の第 2のモードフィールド径の 1. 6倍以上又は 2Z3 以下である請求項 18に記載の光ファイバ。

[20] 前記第 1のモードフィールド径カ直径で 10 μ m以上又は 6 μ m以下である請求項

19に記載の光ファイバ。

[21] 前記光ファイバの音響フィールド分布と光のパワー分布の重なりを小さくすることによって、同等の光学特性を持つ光ファイバよりも誘導ブリルアン散乱の発生を少なくした請求項 18に記載の光ファイバ。

[22] 前記光ファイバの前記音響フィールド分布を前記光のパワー分布よりも拡張したことによって、前記音響フィールド分布と前記光のパワー分布の重なりを小さくした請求項 21に記載の光ファイバ。

[23] 前記光ファイバの前記音響フィールド分布を前記光パワー分布よりも縮小したことによって、前記音響フィールド分布と前記光のパワー分布の重なりを小さくした請求項 21に記載の光ファイバ。

[24] 同等の光学特性を持つ光ファイバに比して 1. 5倍以上の誘導ブリルアンしきいパヮ一を有する請求項 18に記載の光ファイバ。

[25] 同等の光学特性を持つ光ファイバに比して 2倍以上の誘導ブリルアンしき、パワーを有する請求項 18に記載の光ファイバ。

[26] ケーブルカットオフ波長が 1260nm以下、波長 13 lOnmにおけるモードフィールド径が 7. 9 m以上 10. 以下、零分散波長が 1300nm〜1324nmの範囲である請求項 18に記載の光ファイバ。

[27] 中心部にコア、該コアの外周部にクラッドを有し、該クラッドが屈折率の異なる 2層以上力なる請求項 18に記載の光ファイバ。

[28] 前記クラッドが 2層からなり、前記コアに隣接するクラッドを第 1クラッド、該第 1クラッドの外周に隣接するクラッドを第 2クラッド、前記第 1クラッドの屈折率を ncl、前記第 2 クラッドの屈折率を nc2としたとき、 nclく nc2である請求項 27に記載の光ファイバ。

[29] 前記クラッドが 3層からなり、前記コアに隣接するクラッドを第 1クラッド、該第 1クラッドの外周に隣接するクラッドを第 2クラッド、該第 2クラッドの外周に隣接するクラッドを第 3クラッド、前記第 1クラッドの屈折率を ncl、前記第 2クラッドの屈折率を nc2、前記第 3クラッドの屈折率を nc3としたとき、 nc2く ncl <nc3である請求項 27に記載の光ファイバ。

[30] g (i)≥[0. I X Max (g) ]となるピークが 3つ以上存在する請求項 18に記載の光フアイバ。

[31] g (i)≥[0. 5 X Max (g) ]となるピークが 2つ以上存在する請求項 18に記載の光フアイバ。

[32] g (i)≥[0. 5 X Max (g) ]となるピークが 3つ以上存在する請求項 18に記載の光フアイバ。

[33] 請求項 18に記載の光ファイバを用いてアナログ信号伝送又はベースバンド伝送又は光 SCM伝送を行うように構成された伝送システム。

[34] 請求項 18に記載の光ファイバを用いてアナログ信号伝送および Zまたはベースバンド伝送又は光 SCM伝送とともに、データ伝送および Zまたは音声伝送を行うように構成された波長多重伝送システム。