受動型光伝送システムおよびこれに用いる高強度伝送用光ファイバ
【課題】より長距離伝送が可能な受動型光伝送システムおよびこれに用いる高強度伝送用光ファイバを実現すること。
【解決手段】送信機１と受動型光合分配素子３との間の高強度伝送用光ファイバ２として、直径Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部内に４個のコア部が間隔Λで正方格子状に配列された断面構造を有し、各コア部が第１コア領域、第２コア領域および第３コア領域とで形成される並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ、もしくは直径Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部内に直径が２ａで前記クラッド部に対する比屈折率差がΔのコア部がコア間距離Λで六方最密状に配列された断面構造を有するコア拡大型の高強度伝送用光ファイバを用いた。
【解決手段】送信機１と受動型光合分配素子３との間の高強度伝送用光ファイバ２として、直径Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部内に４個のコア部が間隔Λで正方格子状に配列された断面構造を有し、各コア部が第１コア領域、第２コア領域および第３コア領域とで形成される並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ、もしくは直径Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部内に直径が２ａで前記クラッド部に対する比屈折率差がΔのコア部がコア間距離Λで六方最密状に配列された断面構造を有するコア拡大型の高強度伝送用光ファイバを用いた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は単一モード光通信システム、および当該光通信システムに用いる単一モード光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
データ通信の急速な普及に伴い、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）が進展している。現在のＦＴＴＨでは、波長1310ｎｍ帯にゼロ分散波長を有する汎用単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、受動型光合分配素子とを用いたＰＯＮ（Passive Optical Network）システムが汎用的に用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＰＯＮシステムにおける光伝送距離は、汎用ＳＭＦに入力可能な光強度と、受動型光合分配素子における分割数とにより著しく制限されるといった課題があった。
【０００４】
また、汎用ＳＭＦの入力光強度は実効断面積の拡大により増加させることが可能であるが、実効断面積を拡大しつつ、ＰＯＮシステムで必要となる波長1260ｎｍ以下の遮断波長特性を実現することは困難であるといった課題があった。
【０００５】
本発明は以上のような背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より長距離伝送が可能な受動型光伝送システムおよびこれに用いる高強度伝送用光ファイバを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の受動型光伝送システムでは、従来の汎用ＳＭＦよりも高強度の光信号を伝搬可能な高強度伝送用光ファイバと、受動型光合分配素子とを用いることにより、課題を解決する手段としている。より具体的には、従来の汎用ＳＭＦと同等以上の実効断面積を有する並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ、もしくは拡大コア型の高強度伝送用光ファイバを用いることにより、課題を解決する手段としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の受動型光伝送システムによれば、高強度伝送用光ファイバと、受動型光合分配素子とを適用したことにより、従来の汎用ＳＭＦを用いたＰＯＮシステムにおける伝送距離を４ｋｍ以上延長できるといった効果を奏する。
【０００８】
また、本発明の受動型光伝送システムによれば、従来の汎用ＳＭＦと同等の1260ｎｍ以下の遮断波長を実現することとしたため、従来のＰＯＮシステムと同様の波長帯を利用した光伝送システムが構築できるといった効果を奏する。
【０００９】
また、本発明の受動型光伝送システムによれば、従来の汎用ＳＭＦと同等の125μｍ±１μｍのクラッド外径を有する高強度伝送用光ファイバを用いることとしたため、従来の受動型光合分配素子との良好な接続性を実現できるといった効果も奏する。
【００１０】
また、本発明の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバを用いた受動型光伝送システムによれば、従来の汎用ＳＭＦと同等以上の実効断面積特性を有する４個のコアを並列して用いることとしたため、受動型光合分配素子への供給光強度を６ｄＢ以上向上できるといった効果も奏する。
【００１１】
また更に、本発明の拡大コア型の高強度伝送用光ファイバを用いた受動型光伝送システムによれば、従来の汎用ＳＭＦの約1.7倍以上の実効断面積を実現することとしたため、受動型光合分配素子への供給光強度を2.3ｄＢ以上向上できるといった効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の受動型光伝送システムの構成を示す概念図である。
【図２】本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバの断面構造および屈折率分布を示す概念図である。
【図３】並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、コア半径ａと比屈折率差Δの構造条件を示す図面である。
【図４】並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、半径方向の比率Ｒａ１と最大モードフィールド径との関係を表す図面である。
【図５】並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、半径方向の比率Ｒａ２と最大モードフィールド径との関係を表す図面である。
【図６】並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、屈折率方向の比率ＲΔと最大モードフィールド径との関係を表す図面である。
【図７】本発明の受動型光伝送システムに用いる、拡大コア型の高強度伝送用光ファイバの断面構造を示す概念図である。
【図８】拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数が７個の場合の構造条件を示す概念図である。
【図９】拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数が19個の場合の構造条件を示す概念図である。
【図１０】並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、曲げ損失特性の改善を可能とする断面構造を示す概念図である。
【図１１】拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、曲げ損失特性の改善を可能とする断面構造を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の受動型光伝送システムおよびこれに用いる高強度伝送用光ファイバの実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の受動型光伝送システムの構成を示す概念図である。本発明の受動型光伝送システムは、波長1260〜1625ｎｍ帯の信号光を生成して出力する送信機（Ｔｘ）１と、送信機１から出力された信号光を伝搬する、従来の汎用ＳＭＦよりも高強度の信号光を伝搬可能な高強度伝送用光ファイバ２と、高強度伝送用光ファイバ２を伝搬してきた信号光をｎ個に分配する受動型光合分配素子３と、分配後の信号光をそれぞれ伝送するｎ本の光ファイバ４と、各光ファイバ４を介して伝送された信号光をそれぞれ受光・復調するｎ個の受信機（Ｒｘ）５とにより構成される。
【００１５】
尚、前記分配数ｎは任意の数量に設定することが可能である。また、受動型光合分配素子３は、受信機５側から入力されるｎ個の信号光を１つに合波して送信機１側へ出力する機能も具備するものとする。また、受動型光合分波素子３と受信機５との間の光ファイバ４には通常の汎用ＳＭＦを用いることが可能である。
【００１６】
＜実施例１＞
実施例１では、前記高強度伝送用光ファイバ２が、並列伝送型の光ファイバにより構成される場合について図面を用いて説明する。
【００１７】
図２は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバの断面構造および屈折率分布を示す概念図である。本発明の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ１０は、直径（外径）Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部１１内に、４個のコア部１２が中心間距離Λで正方格子状に配列された断面構造を有する。
【００１８】
また、各コア部１２は、クラッド部１１に対する比屈折率差がΔで半径がａ１の第１コア領域と、屈折率がクラッド部１１と同一で前記第１コア領域を含む半径がａ２の第２コア領域と、クラッド部１１に対する比屈折率差がΔ１で前記第１コア領域および第２コア領域を含む半径がａの第３コア領域とで形成される。
【００１９】
ここで、半径方向の前記パラメータの比率Ｒａ１およびＲａ２、比屈折率差方向の前記パラメータの比率ＲΔを、
Ｒａ１≡ａ１／ａ （１）
Ｒａ２≡ａ２／ａ （２）
ＲΔ≡Δ１／Δ （３）
と定義する。
【００２０】
この際、前記125±１μｍとなるクラッド外径を実現し、かつ各コアの伝送損失を良好とするためには、各コアの中心からクラッド外周までの最小距離を概ね40μｍ程度に設定する必要が生じる。このため、前記コア間距離Λは概ね30μｍ以下に設定することが必要となる。
【００２１】
図３は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、所望の伝送特性を実現するコア半径ａ（Core radius）と比屈折率差Δ（Relative index difference）の構造条件を示す図面である。図中の破線で囲まれた領域にて、1260ｎｍ以下の遮断波長を実現し、かつ波長1550ｎｍでコア間距離Λが30μｍの時における隣接コア間のクロストークを−30ｄＢ以下に低減できる。また、図中の３本の実線は波長1310ｎｍにおけるモードフィールド径（２Ｗ）を７μｍ、８μｍ、もしくは９μｍとする構造条件を示す。ここで、非特許文献１によれば、従来の汎用ＳＭＦにおける波長1310ｎｍでのモードフィールド径は８μｍ以上として推奨されている。
【００２２】
従って、図３より、前記コア半径ａを5.3〜9.9μｍの範囲、前記比屈折率差Δを0.30〜0.47％の範囲とすることにより、従来の汎用ＳＭＦと同等のモードフィールド径特性および遮断波長特性を実現し、かつコア間距離Λが30μｍにおける隣接コア間のクロストークを−30ｄＢ以下に低減することが可能となる。
【００２３】
図４は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、図３の構造条件を満たす時の、半径方向の比率Ｒａ１と最大モードフィールド径との関係を表す図面である。図４より、前記Ｒａ１を0.36〜0.86の範囲とすることにより、従来の汎用ＳＭＦと同等となる８μｍ以上のモードフィールド径を実現できることが分かる。
【００２４】
図５は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、図３の構造条件を満たす時の、半径方向の比率Ｒａ２と最大モードフィールド径との関係を表す図面である。図５より、前記Ｒａ２を0.51以上とすることにより、従来の汎用ＳＭＦと同等となる８μｍ以上のモードフィールド径を実現できることが分かる。ここで、Ｒａ２を0.9以上とすると第３コア領域の低屈折率領域を形成することが困難となる。そのため、Ｒａ２は0.51〜0.90の範囲に設定されることが好ましく、同様にＲａ２が0.90に設定される場合を考え、Ｒａ１は0.80以下に設定されることが好ましい。
【００２５】
図６は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、図３の構造条件を満たす時の、屈折率方向の比率ＲΔと最大モードフィールド径との関係を表す図面である。図６から、前記ＲΔを−0.33以下とすることにより、従来の汎用ＳＭＦと同等となる８μｍ以上のモードフィールド径を実現できることが分かる。ここで、ＲΔの過度な低下は伝送損失の増加を招く。このため、ＲΔは−0.33〜−1.00の範囲に設定されることが好ましい。
【００２６】
従って、図２に示した断面構造および屈折率分布を有する、本発明の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、前記コア半径ａを5.3〜9.9μｍの範囲、前記比屈折率差Δを0.30〜0.47％の範囲とし、かつ前記Ｒａ１を0.36〜0.80の範囲、前記Ｒａ２を0.51〜0.90の範囲、前記ＲΔを−0.33〜−1.00の範囲にそれぞれ設定することにより、従来の汎用ＳＭＦと同等の遮断波長特性と、モードフィールド径特性とを維持し、かつクロストークによる伝送特性劣化を生じることなく同一の信号光を４個のコアで並列に伝送することが可能となる。
【００２７】
これにより、本発明の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバでは、従来の汎用ＳＭＦの４倍（６ｄＢ）以上の高強度信号光を伝搬することが可能となる。一般的な単一モード光ファイバの波長1260〜1625ｎｍにおける伝送損失は概ね0.5ｄＢ／ｋｍ以下であり、本発明の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバを用いることにより、伝送距離を約12ｋｍ以上延長することが可能となる。
【００２８】
＜実施例２＞
実施例２では、前記高強度伝送用光ファイバ２が、拡大コア型の光ファイバにより構成される場合について図面を用いて説明する。
【００２９】
図７は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、拡大コア型の高強度伝送用光ファイバの断面構造を示す概念図である。本発明の拡大コア型の高強度伝送用光ファイバ２０は、直径Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部２１内に、直径が２ａでクラッド２１部に対する比屈折率差がΔのステップ型のコア部２２がコア間距離Λで六方最密状に配列された断面構造を有する。なお、図７では一例としてコア部２２のセグメント数Ｎが19である場合を示す。
【００３０】
図８は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数Ｎが７の場合の構造条件を、規格化コア間距離Λ／２ａと規格化周波数Ｖの関数として示す図面である。ここで、規格化周波数Ｖは、前記コア直径２ａ、比屈折率差Δ、およびコア部２２の屈折率ｎ１を用いて、
Ｖ≡（２π／λ）ａ・ｎ１（２Δ）1/2 （４）
と定義される。
【００３１】
図中の実線は遮断波長が1260ｎｍとなる構造条件を示し、実線より左側の条件で1260ｎｍ以下の遮断波長を実現することが可能となる。また、図中の破線、一点鎖線および２点鎖線は閉じ込め損失を示し、それぞれ前記コア部２２の直径２ａが２μｍ、３μｍおよび４μｍの場合の計算結果を示す。破線、一点鎖線および２点鎖線より下（右）側の領域において閉じ込め損失を0.01ｄＢ／ｋｍ以下に低減することが可能となる。
【００３２】
従って、図８に示した実線および破線または一点鎖線または２点鎖線で囲まれる領域において規格化コア間距離Λ／２ａと規格化周波数Ｖとを設定することにより、1260ｎｍ以下の遮断波長特性と、0.01ｄＢ／ｋｍ以下の閉じ込め損失特性とを同時に実現することが可能となる。尚、規格化コア間距離Λ／２ａが１となる場合には、隣接するコア部同士が接して製造の困難性が増大する。このため、規格化コア間距離Λ／２ａは1.2以上程度に設定されることが好ましい。
【００３３】
ここで、配列されるコア部２２の断面積が最も小さくなる場合、即ち、コア直径２ａが２μｍで、規格化周波数Ｖが0.55で、規格化コア間距離Λ／２ａが1.2である場合に着目すると、波長1310ｎｍにおける実効断面積は約120μｍ2となる。従って、本発明の図７に示した拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数Ｎが７個の場合、コア直径２ａを２〜４μｍの範囲、規格化周波数Ｖを0.55〜0.84の範囲、規格化コア間距離Λ／２ａを1.2〜4.0の範囲に設定することにより、波長1260ｎｍ以上における単一モード伝送特性と100μｍ2以上の実効断面積特性とを実現することが可能となる。
【００３４】
図９は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数Ｎが19の場合の構造条件を、規格化コア間距離Λ／２ａと規格化周波数Ｖの関数として示す図面である。
【００３５】
図中の実線は遮断波長が1260ｎｍとなる構造条件を示し、実線より左側の条件で1260ｎｍ以下の遮断波長を実現することが可能となる。また、図中の破線、一点鎖線および２点鎖線は閉じ込め損失を示し、それぞれ前記コア部２２の直径２ａが1.5μｍ、2.0μｍおよび2.5μｍの場合の計算結果を示す。破線、一点鎖線および２点鎖線より下（右）側の領域において閉じ込め損失を0.01ｄＢ／ｋｍ以下に低減することが可能となる。
【００３６】
従って、図９に示した実線および破線または一点鎖線または２点鎖線で囲まれる領域において規格化コア間距離Λ／２ａと規格化周波数Ｖとを設定することにより、1260ｎｍ以下の遮断波長特性と、0.01ｄＢ／ｋｍ以下の閉じ込め損失特性とを同時に実現することが可能となる。尚、規格化コア間距離Λ／２ａが１となる場合には、隣接するコア部同士が接して製造の困難性が増大する。このため、規格化コア間距離Λ／２ａは1.2以上程度に設定されることが好ましい。
【００３７】
ここで、配列されるコア部２２の断面積が最も小さくなる場合、即ち、コア直径２ａが1.5μｍで、規格化周波数Ｖが0.40で、規格化コア間距離Λ／２ａが1.2である場合に着目すると、波長1310ｎｍにおける実効断面積は約120μｍ2となる。従って、本発明の図７に示した拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数Ｎが19個の場合、コア直径２ａを1.5〜2.5μｍの範囲、規格化周波数Ｖを0.39〜0.53の範囲、規格化コア間距離Λ／２ａを1.2〜2.1の範囲に設定することにより、波長1260ｎｍ以上における単一モード伝送特性と100μｍ2以上の実効断面積特性とを実現することが可能となる。
【００３８】
ここで非特許文献２によれば、単一モード光ファイバに入力可能な光強度は、当該単一モード光ファイバの実効断面積に比例して増加することが知られている。
【００３９】
また、汎用的なＳＭＦの波長1310ｎｍにおける実効断面積は約60μｍ2である。従って、本発明のコア拡大型の高強度伝送用光ファイバによれば、実効断面積を通常のＳＭＦの1.6倍以上に拡大（２ｄＢ以上向上）できる。一般的な単一モード光ファイバの波長1260〜1625ｎｍにおける伝送損失は概ね0.5ｄＢ／ｋｍ以下であるので、本発明のコア拡大型の高強度伝送用光ファイバによれば伝送距離を４ｋｍ以上延長することが可能となる。
【００４０】
＜実施例３＞
実施例３では、実施例１で説明した並列伝送型の高強度伝送用光ファイバに関し、その伝送特性を劣化させることなく、曲げ損失特性を改善する技術について説明する。
【００４１】
図１０に、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、曲げ損失特性を改善する断面構造の概念図を示す。実施例３における並列伝送型の高強度伝送用光ファイバは、図１０（ａ）に示すように各コア部１２の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように配置された、クラッド部１１よりも低い屈折率を有し厚みがｚμｍである環状の低屈折率領域１３を有する、もしくは図１０（ｂ）に示すように各コア部１２の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように等間隔に配置された、直径がｚμｍで少なくとも10個以上の空孔部１４を有する。
【００４２】
これにより、各コア部１２の電界分布を低屈折率領域１３、もしくは空孔部１４より内側のクラッド領域に閉じ込めることが可能となり、曲げ付与に伴う伝送損失の増加を低減することが可能となる。
【００４３】
ここで、上記ｘは、小さすぎると各コア部１２の伝送特性を劣化させ、大きすぎると十分な閉じ込め効果を得ることが困難となる。このため、ｘはモードフィールド径の1.0倍〜1.5倍に、即ち８〜12μｍに設定されることが好ましい。
【００４４】
また、環状の低屈折領域１３を設定する場合、当該領域のクラッド部１１に対する比屈折率差は概ね−0.2％以下とすれば十分な閉じ込め効果を得ることが可能となる。また更に、低屈折率領域１３の厚みｚもしくは空孔部１４の直径ｚは、概ね波長と同等のオーダー以上、即ち１μｍ以上であれば良い。但し、ｚμｍが大きすぎる場合には高次モードに対する閉じ込め効果も増大するため、ｚは概ね５μｍ程度以下であることが好ましい。
【００４５】
＜実施例４＞
実施例４では、実施例２で説明した拡大コア型の高強度伝送用光ファイバに関し、その伝送特性を劣化させることなく、曲げ損失特性を改善する技術について説明する。
【００４６】
図１１に、拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、曲げ損失特性を改善する断面構造の概念図を示す。実施例４における拡大コア型の高強度伝送用光ファイバは、図１１（ａ）に示すようにクラッド部２１の中心からの距離がｘμｍとなる円周に外接するように配置された、クラッド部２１よりも低い屈折率を有し厚みがｚμｍである環状の低屈折率領域２３を有する、もしくは図１１（ｂ）に示すようにクラッド部２１の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように等間隔に配置された、直径がｚμｍで少なくとも10個以上の空孔部２４を有する。
【００４７】
これにより、伝搬する光の電界分布を低屈折率領域２３、もしくは空孔部２４より内側のクラッド領域に閉じ込めることが可能となり、曲げ付与に伴う伝送損失の増加を低減することが可能となる。
【００４８】
ここで、上記ｘは、小さすぎると伝搬光の伝送特性を劣化させ、大きすぎると十分な閉じ込め効果を得ることが困難となる。このため、ｘはモードフィールド径の1.0倍〜1.5倍に設定されることが好ましい。ここで、実効断面積Ａはモードフィールド半径Ｗと、Ａ＝πＷ2との関係で記述できる。従って、実効断面積が100μｍ2以上となる本発明のコア拡大型の高強度伝送用光ファイバでは、前記Ｗが5.6μｍ以上であり、前記ｘは概ね11〜17μｍに設定されることが好ましい。
【００４９】
また、環状の低屈折領域２３を設定する場合、当該領域のクラッド部２１に対する比屈折率差は概ね−0.2％以下とすれば十分な閉じ込め効果を得ることが可能となる。また更に、低屈折率領域２３の厚みｚもしくは空孔部２４の直径ｚは、概ね波長と同等のオーダー以上、即ち１μｍ以上であれば良い。但し、ｚが大きすぎる場合には高次モードに対する閉じ込め効果も増大するため、ｚは概ね５μｍ程度以下であることが好ましい。
【００５０】
以上に説明したように、本発明の受動型光伝送システムによれば、高強度伝送用光ファイバと、受動型光合分配素とを適用したことにより、従来の汎用ＳＭＦを用いたＰＯＮシステムにおける伝送距離を４ｋｍ以上延長することを可能とする。
【符号の説明】
【００５１】
１：送信機、２：高強度伝送用光ファイバ、３：受動型光合分配素子、４：光ファイバ、５：受信機、１０：並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ、１１：クラッド部、１２：コア部、１３：低屈折率領域、１４：空孔部、２０：拡大コア型の高強度伝送用光ファイバ、２１：クラッド部、２２：コア部、２３：低屈折率領域、２４：空孔部。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００５２】
【非特許文献１】"Characteristics of a single-mode optical fibre and cable", ITU-T Recommendation G.652 (2009).
【非特許文献２】"Threshold power of the SBS in single-mode optical fibers with uniform and nonuniform Brillouin frequency shift", K. Shiraki, in Proc. OFC'94, WF2, (1994).
【技術分野】
【０００１】
本発明は単一モード光通信システム、および当該光通信システムに用いる単一モード光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
データ通信の急速な普及に伴い、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）が進展している。現在のＦＴＴＨでは、波長1310ｎｍ帯にゼロ分散波長を有する汎用単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、受動型光合分配素子とを用いたＰＯＮ（Passive Optical Network）システムが汎用的に用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＰＯＮシステムにおける光伝送距離は、汎用ＳＭＦに入力可能な光強度と、受動型光合分配素子における分割数とにより著しく制限されるといった課題があった。
【０００４】
また、汎用ＳＭＦの入力光強度は実効断面積の拡大により増加させることが可能であるが、実効断面積を拡大しつつ、ＰＯＮシステムで必要となる波長1260ｎｍ以下の遮断波長特性を実現することは困難であるといった課題があった。
【０００５】
本発明は以上のような背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より長距離伝送が可能な受動型光伝送システムおよびこれに用いる高強度伝送用光ファイバを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の受動型光伝送システムでは、従来の汎用ＳＭＦよりも高強度の光信号を伝搬可能な高強度伝送用光ファイバと、受動型光合分配素子とを用いることにより、課題を解決する手段としている。より具体的には、従来の汎用ＳＭＦと同等以上の実効断面積を有する並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ、もしくは拡大コア型の高強度伝送用光ファイバを用いることにより、課題を解決する手段としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の受動型光伝送システムによれば、高強度伝送用光ファイバと、受動型光合分配素子とを適用したことにより、従来の汎用ＳＭＦを用いたＰＯＮシステムにおける伝送距離を４ｋｍ以上延長できるといった効果を奏する。
【０００８】
また、本発明の受動型光伝送システムによれば、従来の汎用ＳＭＦと同等の1260ｎｍ以下の遮断波長を実現することとしたため、従来のＰＯＮシステムと同様の波長帯を利用した光伝送システムが構築できるといった効果を奏する。
【０００９】
また、本発明の受動型光伝送システムによれば、従来の汎用ＳＭＦと同等の125μｍ±１μｍのクラッド外径を有する高強度伝送用光ファイバを用いることとしたため、従来の受動型光合分配素子との良好な接続性を実現できるといった効果も奏する。
【００１０】
また、本発明の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバを用いた受動型光伝送システムによれば、従来の汎用ＳＭＦと同等以上の実効断面積特性を有する４個のコアを並列して用いることとしたため、受動型光合分配素子への供給光強度を６ｄＢ以上向上できるといった効果も奏する。
【００１１】
また更に、本発明の拡大コア型の高強度伝送用光ファイバを用いた受動型光伝送システムによれば、従来の汎用ＳＭＦの約1.7倍以上の実効断面積を実現することとしたため、受動型光合分配素子への供給光強度を2.3ｄＢ以上向上できるといった効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の受動型光伝送システムの構成を示す概念図である。
【図２】本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバの断面構造および屈折率分布を示す概念図である。
【図３】並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、コア半径ａと比屈折率差Δの構造条件を示す図面である。
【図４】並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、半径方向の比率Ｒａ１と最大モードフィールド径との関係を表す図面である。
【図５】並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、半径方向の比率Ｒａ２と最大モードフィールド径との関係を表す図面である。
【図６】並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、屈折率方向の比率ＲΔと最大モードフィールド径との関係を表す図面である。
【図７】本発明の受動型光伝送システムに用いる、拡大コア型の高強度伝送用光ファイバの断面構造を示す概念図である。
【図８】拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数が７個の場合の構造条件を示す概念図である。
【図９】拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数が19個の場合の構造条件を示す概念図である。
【図１０】並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、曲げ損失特性の改善を可能とする断面構造を示す概念図である。
【図１１】拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、曲げ損失特性の改善を可能とする断面構造を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の受動型光伝送システムおよびこれに用いる高強度伝送用光ファイバの実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の受動型光伝送システムの構成を示す概念図である。本発明の受動型光伝送システムは、波長1260〜1625ｎｍ帯の信号光を生成して出力する送信機（Ｔｘ）１と、送信機１から出力された信号光を伝搬する、従来の汎用ＳＭＦよりも高強度の信号光を伝搬可能な高強度伝送用光ファイバ２と、高強度伝送用光ファイバ２を伝搬してきた信号光をｎ個に分配する受動型光合分配素子３と、分配後の信号光をそれぞれ伝送するｎ本の光ファイバ４と、各光ファイバ４を介して伝送された信号光をそれぞれ受光・復調するｎ個の受信機（Ｒｘ）５とにより構成される。
【００１５】
尚、前記分配数ｎは任意の数量に設定することが可能である。また、受動型光合分配素子３は、受信機５側から入力されるｎ個の信号光を１つに合波して送信機１側へ出力する機能も具備するものとする。また、受動型光合分波素子３と受信機５との間の光ファイバ４には通常の汎用ＳＭＦを用いることが可能である。
【００１６】
＜実施例１＞
実施例１では、前記高強度伝送用光ファイバ２が、並列伝送型の光ファイバにより構成される場合について図面を用いて説明する。
【００１７】
図２は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバの断面構造および屈折率分布を示す概念図である。本発明の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ１０は、直径（外径）Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部１１内に、４個のコア部１２が中心間距離Λで正方格子状に配列された断面構造を有する。
【００１８】
また、各コア部１２は、クラッド部１１に対する比屈折率差がΔで半径がａ１の第１コア領域と、屈折率がクラッド部１１と同一で前記第１コア領域を含む半径がａ２の第２コア領域と、クラッド部１１に対する比屈折率差がΔ１で前記第１コア領域および第２コア領域を含む半径がａの第３コア領域とで形成される。
【００１９】
ここで、半径方向の前記パラメータの比率Ｒａ１およびＲａ２、比屈折率差方向の前記パラメータの比率ＲΔを、
Ｒａ１≡ａ１／ａ （１）
Ｒａ２≡ａ２／ａ （２）
ＲΔ≡Δ１／Δ （３）
と定義する。
【００２０】
この際、前記125±１μｍとなるクラッド外径を実現し、かつ各コアの伝送損失を良好とするためには、各コアの中心からクラッド外周までの最小距離を概ね40μｍ程度に設定する必要が生じる。このため、前記コア間距離Λは概ね30μｍ以下に設定することが必要となる。
【００２１】
図３は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、所望の伝送特性を実現するコア半径ａ（Core radius）と比屈折率差Δ（Relative index difference）の構造条件を示す図面である。図中の破線で囲まれた領域にて、1260ｎｍ以下の遮断波長を実現し、かつ波長1550ｎｍでコア間距離Λが30μｍの時における隣接コア間のクロストークを−30ｄＢ以下に低減できる。また、図中の３本の実線は波長1310ｎｍにおけるモードフィールド径（２Ｗ）を７μｍ、８μｍ、もしくは９μｍとする構造条件を示す。ここで、非特許文献１によれば、従来の汎用ＳＭＦにおける波長1310ｎｍでのモードフィールド径は８μｍ以上として推奨されている。
【００２２】
従って、図３より、前記コア半径ａを5.3〜9.9μｍの範囲、前記比屈折率差Δを0.30〜0.47％の範囲とすることにより、従来の汎用ＳＭＦと同等のモードフィールド径特性および遮断波長特性を実現し、かつコア間距離Λが30μｍにおける隣接コア間のクロストークを−30ｄＢ以下に低減することが可能となる。
【００２３】
図４は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、図３の構造条件を満たす時の、半径方向の比率Ｒａ１と最大モードフィールド径との関係を表す図面である。図４より、前記Ｒａ１を0.36〜0.86の範囲とすることにより、従来の汎用ＳＭＦと同等となる８μｍ以上のモードフィールド径を実現できることが分かる。
【００２４】
図５は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、図３の構造条件を満たす時の、半径方向の比率Ｒａ２と最大モードフィールド径との関係を表す図面である。図５より、前記Ｒａ２を0.51以上とすることにより、従来の汎用ＳＭＦと同等となる８μｍ以上のモードフィールド径を実現できることが分かる。ここで、Ｒａ２を0.9以上とすると第３コア領域の低屈折率領域を形成することが困難となる。そのため、Ｒａ２は0.51〜0.90の範囲に設定されることが好ましく、同様にＲａ２が0.90に設定される場合を考え、Ｒａ１は0.80以下に設定されることが好ましい。
【００２５】
図６は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、図３の構造条件を満たす時の、屈折率方向の比率ＲΔと最大モードフィールド径との関係を表す図面である。図６から、前記ＲΔを−0.33以下とすることにより、従来の汎用ＳＭＦと同等となる８μｍ以上のモードフィールド径を実現できることが分かる。ここで、ＲΔの過度な低下は伝送損失の増加を招く。このため、ＲΔは−0.33〜−1.00の範囲に設定されることが好ましい。
【００２６】
従って、図２に示した断面構造および屈折率分布を有する、本発明の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、前記コア半径ａを5.3〜9.9μｍの範囲、前記比屈折率差Δを0.30〜0.47％の範囲とし、かつ前記Ｒａ１を0.36〜0.80の範囲、前記Ｒａ２を0.51〜0.90の範囲、前記ＲΔを−0.33〜−1.00の範囲にそれぞれ設定することにより、従来の汎用ＳＭＦと同等の遮断波長特性と、モードフィールド径特性とを維持し、かつクロストークによる伝送特性劣化を生じることなく同一の信号光を４個のコアで並列に伝送することが可能となる。
【００２７】
これにより、本発明の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバでは、従来の汎用ＳＭＦの４倍（６ｄＢ）以上の高強度信号光を伝搬することが可能となる。一般的な単一モード光ファイバの波長1260〜1625ｎｍにおける伝送損失は概ね0.5ｄＢ／ｋｍ以下であり、本発明の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバを用いることにより、伝送距離を約12ｋｍ以上延長することが可能となる。
【００２８】
＜実施例２＞
実施例２では、前記高強度伝送用光ファイバ２が、拡大コア型の光ファイバにより構成される場合について図面を用いて説明する。
【００２９】
図７は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、拡大コア型の高強度伝送用光ファイバの断面構造を示す概念図である。本発明の拡大コア型の高強度伝送用光ファイバ２０は、直径Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部２１内に、直径が２ａでクラッド２１部に対する比屈折率差がΔのステップ型のコア部２２がコア間距離Λで六方最密状に配列された断面構造を有する。なお、図７では一例としてコア部２２のセグメント数Ｎが19である場合を示す。
【００３０】
図８は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数Ｎが７の場合の構造条件を、規格化コア間距離Λ／２ａと規格化周波数Ｖの関数として示す図面である。ここで、規格化周波数Ｖは、前記コア直径２ａ、比屈折率差Δ、およびコア部２２の屈折率ｎ１を用いて、
Ｖ≡（２π／λ）ａ・ｎ１（２Δ）1/2 （４）
と定義される。
【００３１】
図中の実線は遮断波長が1260ｎｍとなる構造条件を示し、実線より左側の条件で1260ｎｍ以下の遮断波長を実現することが可能となる。また、図中の破線、一点鎖線および２点鎖線は閉じ込め損失を示し、それぞれ前記コア部２２の直径２ａが２μｍ、３μｍおよび４μｍの場合の計算結果を示す。破線、一点鎖線および２点鎖線より下（右）側の領域において閉じ込め損失を0.01ｄＢ／ｋｍ以下に低減することが可能となる。
【００３２】
従って、図８に示した実線および破線または一点鎖線または２点鎖線で囲まれる領域において規格化コア間距離Λ／２ａと規格化周波数Ｖとを設定することにより、1260ｎｍ以下の遮断波長特性と、0.01ｄＢ／ｋｍ以下の閉じ込め損失特性とを同時に実現することが可能となる。尚、規格化コア間距離Λ／２ａが１となる場合には、隣接するコア部同士が接して製造の困難性が増大する。このため、規格化コア間距離Λ／２ａは1.2以上程度に設定されることが好ましい。
【００３３】
ここで、配列されるコア部２２の断面積が最も小さくなる場合、即ち、コア直径２ａが２μｍで、規格化周波数Ｖが0.55で、規格化コア間距離Λ／２ａが1.2である場合に着目すると、波長1310ｎｍにおける実効断面積は約120μｍ2となる。従って、本発明の図７に示した拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数Ｎが７個の場合、コア直径２ａを２〜４μｍの範囲、規格化周波数Ｖを0.55〜0.84の範囲、規格化コア間距離Λ／２ａを1.2〜4.0の範囲に設定することにより、波長1260ｎｍ以上における単一モード伝送特性と100μｍ2以上の実効断面積特性とを実現することが可能となる。
【００３４】
図９は、本発明の受動型光伝送システムに用いる、拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数Ｎが19の場合の構造条件を、規格化コア間距離Λ／２ａと規格化周波数Ｖの関数として示す図面である。
【００３５】
図中の実線は遮断波長が1260ｎｍとなる構造条件を示し、実線より左側の条件で1260ｎｍ以下の遮断波長を実現することが可能となる。また、図中の破線、一点鎖線および２点鎖線は閉じ込め損失を示し、それぞれ前記コア部２２の直径２ａが1.5μｍ、2.0μｍおよび2.5μｍの場合の計算結果を示す。破線、一点鎖線および２点鎖線より下（右）側の領域において閉じ込め損失を0.01ｄＢ／ｋｍ以下に低減することが可能となる。
【００３６】
従って、図９に示した実線および破線または一点鎖線または２点鎖線で囲まれる領域において規格化コア間距離Λ／２ａと規格化周波数Ｖとを設定することにより、1260ｎｍ以下の遮断波長特性と、0.01ｄＢ／ｋｍ以下の閉じ込め損失特性とを同時に実現することが可能となる。尚、規格化コア間距離Λ／２ａが１となる場合には、隣接するコア部同士が接して製造の困難性が増大する。このため、規格化コア間距離Λ／２ａは1.2以上程度に設定されることが好ましい。
【００３７】
ここで、配列されるコア部２２の断面積が最も小さくなる場合、即ち、コア直径２ａが1.5μｍで、規格化周波数Ｖが0.40で、規格化コア間距離Λ／２ａが1.2である場合に着目すると、波長1310ｎｍにおける実効断面積は約120μｍ2となる。従って、本発明の図７に示した拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、セグメント数Ｎが19個の場合、コア直径２ａを1.5〜2.5μｍの範囲、規格化周波数Ｖを0.39〜0.53の範囲、規格化コア間距離Λ／２ａを1.2〜2.1の範囲に設定することにより、波長1260ｎｍ以上における単一モード伝送特性と100μｍ2以上の実効断面積特性とを実現することが可能となる。
【００３８】
ここで非特許文献２によれば、単一モード光ファイバに入力可能な光強度は、当該単一モード光ファイバの実効断面積に比例して増加することが知られている。
【００３９】
また、汎用的なＳＭＦの波長1310ｎｍにおける実効断面積は約60μｍ2である。従って、本発明のコア拡大型の高強度伝送用光ファイバによれば、実効断面積を通常のＳＭＦの1.6倍以上に拡大（２ｄＢ以上向上）できる。一般的な単一モード光ファイバの波長1260〜1625ｎｍにおける伝送損失は概ね0.5ｄＢ／ｋｍ以下であるので、本発明のコア拡大型の高強度伝送用光ファイバによれば伝送距離を４ｋｍ以上延長することが可能となる。
【００４０】
＜実施例３＞
実施例３では、実施例１で説明した並列伝送型の高強度伝送用光ファイバに関し、その伝送特性を劣化させることなく、曲げ損失特性を改善する技術について説明する。
【００４１】
図１０に、並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、曲げ損失特性を改善する断面構造の概念図を示す。実施例３における並列伝送型の高強度伝送用光ファイバは、図１０（ａ）に示すように各コア部１２の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように配置された、クラッド部１１よりも低い屈折率を有し厚みがｚμｍである環状の低屈折率領域１３を有する、もしくは図１０（ｂ）に示すように各コア部１２の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように等間隔に配置された、直径がｚμｍで少なくとも10個以上の空孔部１４を有する。
【００４２】
これにより、各コア部１２の電界分布を低屈折率領域１３、もしくは空孔部１４より内側のクラッド領域に閉じ込めることが可能となり、曲げ付与に伴う伝送損失の増加を低減することが可能となる。
【００４３】
ここで、上記ｘは、小さすぎると各コア部１２の伝送特性を劣化させ、大きすぎると十分な閉じ込め効果を得ることが困難となる。このため、ｘはモードフィールド径の1.0倍〜1.5倍に、即ち８〜12μｍに設定されることが好ましい。
【００４４】
また、環状の低屈折領域１３を設定する場合、当該領域のクラッド部１１に対する比屈折率差は概ね−0.2％以下とすれば十分な閉じ込め効果を得ることが可能となる。また更に、低屈折率領域１３の厚みｚもしくは空孔部１４の直径ｚは、概ね波長と同等のオーダー以上、即ち１μｍ以上であれば良い。但し、ｚμｍが大きすぎる場合には高次モードに対する閉じ込め効果も増大するため、ｚは概ね５μｍ程度以下であることが好ましい。
【００４５】
＜実施例４＞
実施例４では、実施例２で説明した拡大コア型の高強度伝送用光ファイバに関し、その伝送特性を劣化させることなく、曲げ損失特性を改善する技術について説明する。
【００４６】
図１１に、拡大コア型の高強度伝送用光ファイバにおいて、曲げ損失特性を改善する断面構造の概念図を示す。実施例４における拡大コア型の高強度伝送用光ファイバは、図１１（ａ）に示すようにクラッド部２１の中心からの距離がｘμｍとなる円周に外接するように配置された、クラッド部２１よりも低い屈折率を有し厚みがｚμｍである環状の低屈折率領域２３を有する、もしくは図１１（ｂ）に示すようにクラッド部２１の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように等間隔に配置された、直径がｚμｍで少なくとも10個以上の空孔部２４を有する。
【００４７】
これにより、伝搬する光の電界分布を低屈折率領域２３、もしくは空孔部２４より内側のクラッド領域に閉じ込めることが可能となり、曲げ付与に伴う伝送損失の増加を低減することが可能となる。
【００４８】
ここで、上記ｘは、小さすぎると伝搬光の伝送特性を劣化させ、大きすぎると十分な閉じ込め効果を得ることが困難となる。このため、ｘはモードフィールド径の1.0倍〜1.5倍に設定されることが好ましい。ここで、実効断面積Ａはモードフィールド半径Ｗと、Ａ＝πＷ2との関係で記述できる。従って、実効断面積が100μｍ2以上となる本発明のコア拡大型の高強度伝送用光ファイバでは、前記Ｗが5.6μｍ以上であり、前記ｘは概ね11〜17μｍに設定されることが好ましい。
【００４９】
また、環状の低屈折領域２３を設定する場合、当該領域のクラッド部２１に対する比屈折率差は概ね−0.2％以下とすれば十分な閉じ込め効果を得ることが可能となる。また更に、低屈折率領域２３の厚みｚもしくは空孔部２４の直径ｚは、概ね波長と同等のオーダー以上、即ち１μｍ以上であれば良い。但し、ｚが大きすぎる場合には高次モードに対する閉じ込め効果も増大するため、ｚは概ね５μｍ程度以下であることが好ましい。
【００５０】
以上に説明したように、本発明の受動型光伝送システムによれば、高強度伝送用光ファイバと、受動型光合分配素とを適用したことにより、従来の汎用ＳＭＦを用いたＰＯＮシステムにおける伝送距離を４ｋｍ以上延長することを可能とする。
【符号の説明】
【００５１】
１：送信機、２：高強度伝送用光ファイバ、３：受動型光合分配素子、４：光ファイバ、５：受信機、１０：並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ、１１：クラッド部、１２：コア部、１３：低屈折率領域、１４：空孔部、２０：拡大コア型の高強度伝送用光ファイバ、２１：クラッド部、２２：コア部、２３：低屈折率領域、２４：空孔部。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００５２】
【非特許文献１】"Characteristics of a single-mode optical fibre and cable", ITU-T Recommendation G.652 (2009).
【非特許文献２】"Threshold power of the SBS in single-mode optical fibers with uniform and nonuniform Brillouin frequency shift", K. Shiraki, in Proc. OFC'94, WF2, (1994).
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長1260〜1625ｎｍ帯の信号光を生成して出力する送信機と、
前記送信機から出力された信号光を伝搬する高強度伝送用光ファイバと、
前記高強度伝送用光ファイバを伝搬してきた信号光をｎ個に分配する受動型光合分配素子と、
前記分配後の信号光をそれぞれ伝送するｎ本の光ファイバと、
前記各光ファイバを介して伝送された信号光をそれぞれ受光・復調するｎ個の受信機とにより構成され、
前記高強度伝送用光ファイバは、直径Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部内に４個のコア部が間隔Λで正方格子状に配列された断面構造を有し、
前記各コア部が、前記クラッド部に対する比屈折率差がΔで半径がａ１の第１コア領域と、屈折率が前記クラッド部と同一で前記第１コア領域を含む半径がａ２の第２コア領域と、前記クラッド部に対する比屈折率差がΔ１で前記第１コア領域および第２コア領域を含む半径がａの第３コア領域とで形成される並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにより構成される
ことを特徴とする受動型光伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載の受動型光伝送システムに用いる並列伝送型の高強度伝送用光ファイバであって、
前記コア半径ａを5.3〜9.9μｍの範囲、前記比屈折率差Δを0.30〜0.47％の範囲、前記コア半径ａに対する第１コア領域の半径ａ１の比Ｒａ１を0.36〜0.80の範囲、前記コア半径ａに対する第２コア領域までの半径ａ２の比Ｒａ２を0.51〜0.90の範囲、前記比屈折率差Δに対するΔ１の比ＲΔを−0.33〜−1.00の範囲にそれぞれ設定した
ことを特徴とする並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ。
【請求項３】
請求項２に記載の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、
前記コア部の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように配置された、クラッド部よりも低い屈折率を有し厚みがｚμｍである環状の低屈折領域を有し、もしくは前記コア部の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように等間隔に配置された、直径がｚμｍで少なくとも10個以上の空孔部を有し、
前記最小距離ｘをモードフィールド径の1.0倍〜1.5倍の範囲、前記低屈折率領域のクラッド部に対する比屈折率差を−0.2％以下、前記低屈折率領域の厚みｚもしくは前記空孔部の直径ｚを１〜５μｍにそれぞれ設定した
ことを特徴とする並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ。
【請求項４】
波長1260〜1625ｎｍ帯の信号光を生成して出力する送信機と、
前記送信機から出力された信号光を伝搬する高強度伝送用光ファイバと、
前記高強度伝送用光ファイバを伝搬してきた信号光をｎ個に分配する受動型光合分配素子と、
前記分配後の信号光をそれぞれ伝送するｎ本の光ファイバと、
前記各光ファイバを介して伝送された信号光をそれぞれ受光・復調するｎ個の受信機とにより構成され、
前記高強度伝送用光ファイバは、直径Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部内に直径が２ａで前記クラッド部に対する比屈折率差がΔのコア部がコア間距離Λで六方最密状に配列された断面構造を有するコア拡大型の高強度伝送用光ファイバにより構成される
ことを特徴とする受動型光伝送システム。
【請求項５】
請求項４に記載の受動型光伝送システムに用いるコア拡大型の高強度伝送用光ファイバであって、
前記コア部の数を７とし、前記コア部の直径２ａを２〜４μｍの範囲、前記コア部の規格化周波数Ｖを0.55〜0.84の範囲、規格化コア間距離Λ／２ａを1.2〜4.0の範囲にそれぞれ設定した
ことを特徴とするコア拡大型の高強度伝送用光ファイバ。
【請求項６】
請求項４に記載の受動型光伝送システムに用いるコア拡大型の高強度伝送用光ファイバであって、
前記コア部の数を19とし、前記コア部の直径２ａを1.5〜2.5μｍの範囲、前記コア部の規格化周波数Ｖを0.39〜0.53の範囲、規格化コア間距離Λ／２ａを1.2〜2.1の範囲にそれぞれ設定した
ことを特徴とするコア拡大型の高強度伝送用光ファイバ。
【請求項７】
請求項５または６に記載のコア拡大型の高強度伝送用光ファイバにおいて、
前記クラッド部の中心からの距離がｘμｍとなる円周に外接するように配置された、クラッド部よりも低い屈折率を有し厚みがｚμｍである環状の低屈折領域を有し、もしくは前記クラッド部の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように等間隔に配置された、直径がｚμｍで少なくとも10個以上の空孔部を有し、
前記最小距離ｘを11〜17μｍの範囲、前記低屈折率領域のクラッド部に対する比屈折率差を−0.2％以下、前記低屈折率領域の厚みｚもしくは空孔部の直径ｚを１〜５μｍにそれぞれ設定した
ことを特徴とするコア拡大型の高強度伝送用光ファイバ。
【請求項１】
波長1260〜1625ｎｍ帯の信号光を生成して出力する送信機と、
前記送信機から出力された信号光を伝搬する高強度伝送用光ファイバと、
前記高強度伝送用光ファイバを伝搬してきた信号光をｎ個に分配する受動型光合分配素子と、
前記分配後の信号光をそれぞれ伝送するｎ本の光ファイバと、
前記各光ファイバを介して伝送された信号光をそれぞれ受光・復調するｎ個の受信機とにより構成され、
前記高強度伝送用光ファイバは、直径Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部内に４個のコア部が間隔Λで正方格子状に配列された断面構造を有し、
前記各コア部が、前記クラッド部に対する比屈折率差がΔで半径がａ１の第１コア領域と、屈折率が前記クラッド部と同一で前記第１コア領域を含む半径がａ２の第２コア領域と、前記クラッド部に対する比屈折率差がΔ１で前記第１コア領域および第２コア領域を含む半径がａの第３コア領域とで形成される並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにより構成される
ことを特徴とする受動型光伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載の受動型光伝送システムに用いる並列伝送型の高強度伝送用光ファイバであって、
前記コア半径ａを5.3〜9.9μｍの範囲、前記比屈折率差Δを0.30〜0.47％の範囲、前記コア半径ａに対する第１コア領域の半径ａ１の比Ｒａ１を0.36〜0.80の範囲、前記コア半径ａに対する第２コア領域までの半径ａ２の比Ｒａ２を0.51〜0.90の範囲、前記比屈折率差Δに対するΔ１の比ＲΔを−0.33〜−1.00の範囲にそれぞれ設定した
ことを特徴とする並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ。
【請求項３】
請求項２に記載の並列伝送型の高強度伝送用光ファイバにおいて、
前記コア部の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように配置された、クラッド部よりも低い屈折率を有し厚みがｚμｍである環状の低屈折領域を有し、もしくは前記コア部の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように等間隔に配置された、直径がｚμｍで少なくとも10個以上の空孔部を有し、
前記最小距離ｘをモードフィールド径の1.0倍〜1.5倍の範囲、前記低屈折率領域のクラッド部に対する比屈折率差を−0.2％以下、前記低屈折率領域の厚みｚもしくは前記空孔部の直径ｚを１〜５μｍにそれぞれ設定した
ことを特徴とする並列伝送型の高強度伝送用光ファイバ。
【請求項４】
波長1260〜1625ｎｍ帯の信号光を生成して出力する送信機と、
前記送信機から出力された信号光を伝搬する高強度伝送用光ファイバと、
前記高強度伝送用光ファイバを伝搬してきた信号光をｎ個に分配する受動型光合分配素子と、
前記分配後の信号光をそれぞれ伝送するｎ本の光ファイバと、
前記各光ファイバを介して伝送された信号光をそれぞれ受光・復調するｎ個の受信機とにより構成され、
前記高強度伝送用光ファイバは、直径Ｄが125±１μｍで屈折率が均一なクラッド部内に直径が２ａで前記クラッド部に対する比屈折率差がΔのコア部がコア間距離Λで六方最密状に配列された断面構造を有するコア拡大型の高強度伝送用光ファイバにより構成される
ことを特徴とする受動型光伝送システム。
【請求項５】
請求項４に記載の受動型光伝送システムに用いるコア拡大型の高強度伝送用光ファイバであって、
前記コア部の数を７とし、前記コア部の直径２ａを２〜４μｍの範囲、前記コア部の規格化周波数Ｖを0.55〜0.84の範囲、規格化コア間距離Λ／２ａを1.2〜4.0の範囲にそれぞれ設定した
ことを特徴とするコア拡大型の高強度伝送用光ファイバ。
【請求項６】
請求項４に記載の受動型光伝送システムに用いるコア拡大型の高強度伝送用光ファイバであって、
前記コア部の数を19とし、前記コア部の直径２ａを1.5〜2.5μｍの範囲、前記コア部の規格化周波数Ｖを0.39〜0.53の範囲、規格化コア間距離Λ／２ａを1.2〜2.1の範囲にそれぞれ設定した
ことを特徴とするコア拡大型の高強度伝送用光ファイバ。
【請求項７】
請求項５または６に記載のコア拡大型の高強度伝送用光ファイバにおいて、
前記クラッド部の中心からの距離がｘμｍとなる円周に外接するように配置された、クラッド部よりも低い屈折率を有し厚みがｚμｍである環状の低屈折領域を有し、もしくは前記クラッド部の中心からの最小距離がｘμｍとなる円周に外接するように等間隔に配置された、直径がｚμｍで少なくとも10個以上の空孔部を有し、
前記最小距離ｘを11〜17μｍの範囲、前記低屈折率領域のクラッド部に対する比屈折率差を−0.2％以下、前記低屈折率領域の厚みｚもしくは空孔部の直径ｚを１〜５μｍにそれぞれ設定した
ことを特徴とするコア拡大型の高強度伝送用光ファイバ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−９７１７２（Ｐ２０１３−９７１７２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４００２３（Ｐ２０１１−２４００２３）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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