JPH09211511A - 光通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバの非線形特性による影響の少な
い、信頼性の高い光通信システムを提供する。 【解決手段】 送信器２と光の受信器６との間に複数の
光通信線路１ａ１〜１ａｎを介設し、各光通信線路１ａ
１〜１ａｎは、それぞれ、Ｅｒ添加のファイバ型光増幅
器から成る光増幅器５ａ１〜５ａｎ、第１の光ファイバ
３ａ１〜３ａｎ，第２の光ファイバ４ａ１〜４ａｎを順
に接続して形成する。第１の光ファイバ３ａ１〜３ａｎ
は波長1.55μｍ帯で正の分散を有する光ファイバとし、
第２の光ファイバ４ａ１〜４ａｎは同波長帯で負の分散
を有する光ファイバとし、対応する各第１の光ファイバ
３ａ１〜３ａｎと第２の光ファイバ４ａ１〜４ａｎの総
分散量を略ゼロと成し、かつ、第１の光ファイバ３ａ１
〜３ａｎの非線形特性を対応する第２の光ファイバ４ａ
１〜４ａｎの非線形特性より小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば波長多重伝
送（ＷＤＭ）方式等の光伝送方式を用いて光通信を行う
ために用いられる光通信システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバを用いた光通信システムの開
発が盛んに行われており、長距離光通信システムの実現
化のために、最近では、光通信信号を光のまま増幅する
ファイバ型光増幅器の開発が行われている。このファイ
バ型光増幅器の一例としては、Ｅｒ（エルビウム）を添
加したエルビウムドープ光ファイバを用いた光アンプシ
ステムがあるが、このエルビウムドープ光ファイバを用
いた光増幅器等のファイバ型光増幅器の発展により、光
の増幅率を高め、光増幅器から高出力の光を出力するこ
とが可能となってきた。なお、エルビウムドープ光ファ
イバの光増幅器としての動作波長は1550nm近辺（1550nm
帯）の波長であり、近年、この1550nm近辺の波長で、僅
かずつ波長を変化させた複数の光信号を伝送させる波長
多重伝送（ＷＤＭ）方式の光通信システムの開発が行わ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、長距離光通
信システムの高速化では、光ファイバの持つ非線形特性
が通信の大きな障害となることが知られており、この非
線形特性による悪影響は、光ファイバに入射する光強度
が強いほど大きいことが知られている。

【０００４】そのため、ＷＤＭ方式等の光通信システム
のうち、特に、前記エルビウムドープ光ファイバを用い
た光アンプシステム等のように、ファイバ型光増幅器を
用いた光通信システムにおいては、ファイバ型光増幅器
の光増幅率が高いことから、ファイバ型光増幅器から出
力される出力光の強度が強く、光量が多いために、この
ファイバ型光増幅器に接続される光ファイバの非線形特
性に起因する波形の乱れやノイズの発生が問題となり、
例えば波長多重伝送方式の光通信システムの実現化の妨
げとなっていた。

【０００５】なお、非線形特性による問題には様々なも
のがあるが、そのうち最も大きな問題となるのは、周知
の４光波混合（ＦＷＭ）特性であり、さらに、周知の自
己位相変調（ＳＰＭ）や相互位相変調（ＸＰＭ）等があ
る。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、光ファイバの非線形
特性に起因する問題を抑制することが可能であり、信頼
性の高い長距離光通信を行うことができる光通信システ
ムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成により課題を解決するため
の手段としている。すなわち、本第１の発明は、光増幅
器の出射端に、正又は負の分散を有する第１の光ファイ
バの入射端側を接続し、該第１の光ファイバの出射端側
に、該第１の光ファイバと逆の符号の分散を有する第２
の光ファイバの入射端側を接続して成る光通信線路を備
えた光通信システムであって、前記第１の光ファイバと
第２の光ファイバの総分散量が略ゼロと成し、かつ、第
１の光ファイバの非線形特性を第２の光ファイバの非線
形特性より小さくしたことを特徴として構成されてい
る。

【０００８】また、本第２の発明は、光増幅器の出射端
に、正又は負の分散を有する第１の光ファイバの入射端
側を接続し、該第１の光ファイバの出射端側に、該第１
の光ファイバと逆の符号の分散を有する第２の光ファイ
バの入射端側を接続して成る光通信線路を複数有し、該
複数の光通信線路のうち１番目の光通信線路の出射端に
は２番目の光通信線路の光増幅器の入力側が接続され、
該２番目の光通信線路の出射端には３番目の光通信線路
の光増幅器の入力側が接続されるといった如く該複数の
光通信線路は直列に接続されており、前記１番目の光通
信線路の入射端側には光信号を送り出す送信器が接続さ
れ、最終端の光通信線路の出射端側には光の受信器が接
続されて成る光通信システムであって、前記各光通信線
路はそれぞれ各光通信線路を構成する前記第１の光ファ
イバと第２の光ファイバの総分散量が略ゼロと成し、か
つ、第１の光ファイバの非線形特性が第２の光ファイバ
の非線形特性より小さく形成されていることを特徴とし
て構成されている。

【０００９】さらに、前記光通信線路を伝送させる光信
号の波長が1.55μｍ帯であり、第１の光ファイバはコア
にＧｅＯ₂ が添加された石英系光ファイバにより形成さ
れており、該第１の光ファイバは波長1.3 μｍ帯で分散
値がゼロとなり、かつ、波長1.55μｍ帯で正の分散を有
する分散光ファイバと成していること、前記光通信線路
を伝送させる光信号の波長が1.55μｍ帯であり、第１の
光ファイバはコアが純ＳｉＯ₂ 又はＳｉＯ₂ にドーパン
トを添加して形成され、かつ、クラッドがＳｉＯ₂ にフ
ッ素を添加して形成された石英系ファイバであり、該第
１の光ファイバは波長1.3 μｍ帯で分散値がゼロとな
り、かつ、波長1.55μｍ帯で正の分散を有する分散光フ
ァイバと成していることも本第１、第２の発明の特徴的
な構成とされている。

【００１０】例えばＷＤＭ方式等を用いた光通信システ
ムにおいて、光伝送用の光ファイバの非線形特性による
通信への悪影響のうち、最も大きな問題となる４光波混
合（ＦＷＭ）の発生は、光ファイバの非線形特性以外に
分散特性に依存することが知られており、個々の光ファ
イバに分散（波長分散）を保有させることにより、ＦＷ
Ｍの発生を抑制することができる。上記構成の本発明に
おいては、光通信システムの光通信線路を構成する第
１、第２の光ファイバは共に分散を保有しているため
に、ＦＷＭの発生が抑制される。

【００１１】なお、光ファイバが分散を保有している
と、この分散によって、光ファイバを伝送する光信号が
変形してしまうといった新たな問題が生じることになる
が、上記構成の本発明においては、第１の光ファイバの
分散の符号と第２の光ファイバの分散の符号とが逆の符
号であり、かつ、第１の光ファイバと第２の光ファイバ
の総分散量が略ゼロと成しているために、第１の光ファ
イバの分散によって生じた光信号の変形が、第２の光フ
ァイバの、第１の光ファイバの分散とは逆の符号の分散
によって相殺される。そのため、第１と第２の光ファイ
バを伝送して第２の光ファイバから出射される光信号
は、第１の光ファイバへの入射光信号と同じ波形の光と
なり、光ファイバの分散による問題も生じないことにな
る。

【００１２】さらに、光ファイバの非線形特性の光信号
に対する影響の程度は、光の強さに比例するものである
ため、光ファイバに入射する光の強度が大きいほど非線
形特性の影響の程度も大きくなる。上記構成の本発明に
おいては、第１の光ファイバの出射端側に第２の光ファ
イバが接続されており、第１の光ファイバの非線形特性
が第２の光ファイバの非線形特性より小さく形成されて
いるために、光信号は、最初に、より低い（小さい）非
線形特性を有する第１の光ファイバに入射し、この光信
号が伝搬してその伝送損失により光信号の強度が弱まっ
たところで、この弱まった光信号が、第１の光ファイバ
より非線形特性の大きい第２の光ファイバを伝搬するこ
とになり、光の強さに比例する非線形特性の影響を小さ
くすることが可能となる。

【００１３】このように、本発明においては、非線形特
性に起因する問題のうち、最も大きな問題となる４光波
混合（ＦＷＭ）特性の問題はもちろんのこと、それ以外
の非線形特性による問題も抑制することが可能となり、
さらに分散による問題等も生じないために、波形の乱れ
やノイズの発生等が少ない、信頼性の高い長距離光通信
が可能な光通信システムとなり、上記課題が解決され
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１には、本発明に係る光通信シ
ステムの一実施形態例の要部構成が示されている。同図
において、光信号を送り出す送信器２と、この光送信器
２から送り出された光信号を受信する光の受信器６との
間には、複数の光通信線路１ａ（１ａ１〜１ａｎ）が介
設されている。

【００１５】光通信線路１ａ１は、光増幅器５ａ１の出
射端に、波長1.55μｍ（1550nm）帯で正の分散（波長分
散）を有する第１の光ファイバ３ａ１の入射端側を接続
し、この第１の光ファイバ３ａ１の出射端側に、波長1.
55μｍ帯で、第１の光ファイバ３ａ１と逆の符号である
負の分散（波長分散）を有する第２の光ファイバ４ａ１
の入射端側を接続して形成されており、光通信線路１ａ
２は、光増幅器５ａ２の出射端に、波長1.55μｍ帯で正
の分散を有する第１の光ファイバ３ａ２の入射端側を接
続し、第１の光ファイバ３ａ２の出射端側に、波長1.55
μｍ帯で負の分散を有する第２の光ファイバ４ａ２の入
射端側を接続して形成されるといった如く、各光通信線
路１ａ１〜１ａｎは、それぞれ、光増幅器５ａ（５ａ１
〜５ａｎ）、第１の光ファイバ３ａ（３ａ１〜３ａ
ｎ）、第２の光ファイバ４ａ（４ａ１〜４ａｎ）を有し
て構成されている。

【００１６】また、これらの複数の光通信線路１ａ１〜
１ａｎのうち、１番目の光通信線路１ａ１の出射端には
２番目の光通信線路１ａ２の光増幅器５ａ２の入力側が
接続され、２番目の光通信線路１ａ２の出射端には３番
目の光通信線路１ａ３の光増幅器５ａ３の入力側が接続
されるといった如く、複数の光通信線路１ａ１〜１ａｎ
は直列に接続されている。１番目の光通信線路１ａ１の
入射端側には前記送信器２が接続され、最終端の光通信
線路１ａｎの出射端側には前記受信器６が接続されてい
る。

【００１７】各光増幅器５ａ１〜５ａｎは、それぞれ、
光ファイバにエルビウムを添加したエルビウムドープ光
ファイバを有して形成されたファイバ型光増幅器であ
り、各光増幅器５ａ１〜５ａｎの動作波長は1550nm帯と
成している。また、本実施形態例では、送信器２から送
り出される光信号の波長は1.55μｍ帯（1550nm帯）であ
り、この送信器２から送り出される光信号は、各光増幅
器５ａ１〜５ａｎによって非常に高い増幅率で増幅され
て伝送されるようになっている。

【００１８】図４に示すように、第１、第２の光ファイ
バ３ａ，４ａは、いずれも、コア８と、コア８の外周側
を覆うクラッド９とを有しており、第１の光ファイバ４
ａは、コア８にＧｅＯ₂ （酸化ゲルマニウム）が添加さ
れた石英系光ファイバにより形成されている。また、第
１の光ファイバ３ａのクラッド９は例えば純ＳｉＯ₂に
より形成され、この第１の光ファイバ３ａのプロファイ
ル（屈折率分布）は、図２に示すようにステップ型のプ
ロファイルである。第１の光ファイバ３ａは、波長1.3
μｍ帯で分散値がゼロとなる1.3 μｍ零分散シングルモ
ード光ファイバであり、かつ、波長1.55μｍ帯では正の
分散を有する分散光ファイバと成している。この第１の
光ファイバ３ａは、現在一般的に製造されている光ファ
イバの１つであり、コストの安い光ファイバである。

【００１９】また、本実施形態例では、各光通信線路１
ａ１〜１ａｎを形成する第１の光ファイバ３ａ１〜３ａ
ｎと第２の光ファイバ４ａ１〜４ａｎの総分散量が略ゼ
ロと成しており、かつ、第１の光ファイバ３ａ１〜３ａ
ｎの非線形特性が第２の光ファイバ４ａ１〜４ａｎの非
線形特性より小さく形成されている。そして、このよう
に、各第１の光ファイバ３ａ１〜３ａｎの非線形特性が
対応する各第２の光ファイバ４ａ１〜４ａｎの非線形特
性より小さく形成されていることが、本実施形態例の最
も特徴的なことである。

【００２０】なお、光ファイバに正又は負の所定の分散
特性を与えるためには、周知の如く、光ファイバの屈折
率構造等を調整することが必要となり、石英系ガラスに
より形成されている光ファイバにおいては、この石英系
ガラスの屈折率が光の波長が長いほど小さくなることか
ら、一般に、正の分散特性を有することが知られてい
る。そして、光ファイバに負の分散特性を与えるために
は、例えばコア８の屈折率分布を特殊な分布構造とした
りすることにより、光の伝搬速度を波長が長いほど遅
く、短いほど速くし、負の分散特性を有する光ファイバ
を形成することができる。

【００２１】一方、光ファイバの非線形特性は、光が伝
搬する部分（コア８）の材料の純石英に対する比屈折率
（ｎ₂ ）、有効コア断面積（Aeff）と光ファイバに入射
する光の強度に依存することが知られており、この入射
光強度が高いほど非線形特性による光信号への影響も大
きくなる。また、前記正の分散を有する光ファイバと負
の分散を有する光ファイバとは屈折率構造が異なるため
に、前記比屈折率（ｎ₂ ）、有効コア断面積（Aeff）も
異なり、したがって、一般的に、正の分散を有する光フ
ァイバと負の分散を有する光ファイバは、非線形特性も
互いに異なるものである。

【００２２】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、次に、その動作について説明する。送信器２から波
長1.55μｍ帯の光信号が送り出されると、この光信号
は、１番目の光通信線路１ａ１の光増幅器５ａ１の入力
側に入射し、光増幅器５ａ１によって増幅されて第１の
光ファイバ３ａ１に入射する。そして、この光は、第１
の光ファイバ３ａ１を伝搬することにより、第１の光フ
ァイバ３ａ１の伝送損失の分だけ光信号の強度が弱くな
った状態で第２の光ファイバ４ａ１に入射し、第２の光
ファイバ４ａ１を伝搬する。

【００２３】第２の光ファイバ４ａ１を伝搬した光は、
２番目の光通信線路１ａ２の光増幅器５ａ２の入力側に
入射し、光増幅器５ａ２によって増幅されて第１の光フ
ァイバ３ａ２に入射する。そして、この光は、第１の光
ファイバ３ａ２を伝搬することにより、第１の光ファイ
バ３ａ２の伝送損失の分だけ光の強度が弱くなった状態
で第２の光ファイバ４ａ２に入射し、第２の光ファイバ
４ａ２を伝搬する。そして、さらに、第２の光ファイバ
４ａ２を伝搬した光は、３番目の光通信線路１ａ３の光
増幅器５ａ３に入射し、光増幅器５ａ３で増幅されて第
１の光ファイバ３ａ３に入射するといった如く、光は、
各光通信線路１ａ１〜１ａｎの光増幅器５ａ、第１の光
ファイバ３ａ、第２の光ファイバ４ａを順次通って伝搬
していき、受信器６によって受信される。

【００２４】以上のような光の伝搬に際し、各光通信線
路１ａ１〜１ａｎの各光増幅器５ａ１〜５ａｎに入射し
た光信号は、光増幅率の高い各光増幅器５ａ１〜５ａｎ
によって増幅されて、それぞれ、第１の光ファイバ３ａ
１〜３ａｎ、第２の光ファイバ４ａ１〜４ａｎに入射す
るために、第１、第２の光ファイバ３ａ１〜３ａｎ，４
ａ１〜４ａｎの非線形特性による影響が問題となるが、
この非線形特性に起因する問題のうち最も大きな問題と
なる４光波混合（ＦＷＭ）の発生は、光ファイバの非線
形特性以外に、分散特性に依存することが知られてお
り、個々の光ファイバに、光ファイバの伝送信号波長で
分散を保有させればＦＷＭの発生は抑制できるものであ
る。

【００２５】したがって、本実施形態例のように、各第
１の光ファイバ３ａ１〜３ａｎには伝送信号波長（1.55
μｍ帯）で正の分散を保有させ、第２の光ファイバ４ａ
１〜４ａｎには同波長で負の分散を保有させるようにし
て、個々の光ファイバ３ａ１〜３ａｎ，４ａ１〜４ａｎ
にそれぞれ分散を保有させることにより、ＦＷＭの発生
を抑制することができる。

【００２６】なお、このように、個々の光ファイバに使
用波長（伝送信号波長）で分散を保有させることによ
り、ＦＷＭの発生を抑制することは、例えばＡＴ＆Ｔ
ＣＯＲＰ（エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーショ
ン）による特開平７−１６８０４６号公報記載の提案が
成されている。

【００２７】また、個々の光ファイバに分散を保有させ
た場合に、光ファイバを伝搬する光信号が変形してしま
うという問題が生じることが知られているが、本実施形
態例では、第１の光ファイバ３ａ１〜３ａｎは波長1.55
μｍ帯で正の分散を有し、第２の光ファイバ４ａ１〜４
ａｎは、同波長帯で、この第１の光ファイバ３ａ１〜３
ａｎの分散とは逆の符号である負の分散を有しているた
めに、第１の光ファイバ３ａ１〜３ａｎの正の分散と第
２の光ファイバ４ａ１〜４ａｎの負の分散とが相殺し合
うことになる。そして、本実施形態例においては、第１
の光ファイバ３ａ１〜３ａｎと、この第１の光ファイバ
３ａ１〜３ａｎに直接接続されている第２の光ファイバ
４ａ１〜４ａｎの総分散量が略ゼロと成しているため
に、第１の光ファイバ３ａ１〜３ａｎの正の分散と第２
の光ファイバ４ａ１〜４ａｎの負の分散とはほぼ完全に
相殺し合い、分散による信号変形の問題はなくなる。

【００２８】なお、このように、正の分散を有する光フ
ァイバと負の分散を有する光ファイバとを直列に接続
し、その総分散量を略ゼロとすることにより、分散の問
題を解消することは、三菱電機株式会社の出願の特開平
５−３４５３号公報に記載され、提案されている。

【００２９】さらに、非線形特性に起因する問題のう
ち、前記ＦＷＭの発生以外にも、自己位相変調（ＳＰ
Ｍ）や相互位相変調（ＸＰＭ）等の様々な問題がある
が、これらの問題は、以下の理由によって抑制される。

【００３０】本実施形態例では、各光通信線路１ａ１〜
１ａｎを構成する第１の光ファイバ３ａ１〜３ａｎの非
線形特性が第２の光ファイバ４ａ１〜４ａｎの非線形特
性より小さく形成されているために、各光増幅器５ａ１
〜５ａｎによってそれぞれ増幅された強度の強い光は、
まず、より非線形特性が小さい第１の光ファイバ３ａ１
〜３ａｎに入射し、その後、第１の光ファイバ３ａ１〜
３ａｎを伝搬するときに、第１の光ファイバ３ａ１〜３
ａｎの伝送損失によって強度が弱められた状態で第２の
光ファイバ４ａ１〜４ａｎに入射する。

【００３１】そのため、第１の光ファイバ３ａ１〜３ａ
ｎよりも非線形特性の大きい第２の光ファイバ４ａ１〜
４ａｎの非線形特性によって影響を受ける光信号は、第
１の光ファイバ３ａ１〜３ａｎを伝搬して弱められた光
であり、入射光強度に比例する非線形特性の影響の程度
は小さく、非線形特性の影響のより小さい光が各第２の
光ファイバ４ａ１〜４ａｎから出射され、各光増幅器５
ａ２〜５ａｎに入射するために、精度の高い強い信号を
伝送することができる。

【００３２】このように、本実施形態例によれば、例え
ば前記ＷＤＭ方式等を用いる光通信システムにおいて、
光を伝送する光ファイバの非線形特性に起因する問題の
うち、最も大きな問題である４光波混合特性を始めと
し、それ以外の例えば自己位相変調等の問題も抑制する
ことができるし、光ファイバの分散による問題等も生じ
ることがないために、より高精度で信頼性が高く、強い
強度の信号を伝搬させることが可能となり、送信器２と
受信器６との中継間隔を広く取ることができる。そのた
め、光通信システムの信頼性の向上を図ることが可能と
なり、コストの面でも有利なシステムを構築することが
できる。

【００３３】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記実施形態例では、第１の光ファイバ３ａ１〜３ａｎ
は、それぞれ、コア８にＧｅＯ₂ が添加された石英系光
ファイバにより形成されていたが、第１の光ファイバ３
ａ１〜３ａｎは、例えば、コア８が純ＳｉＯ₂ 又はＳｉ
Ｏ₂ にＧｅＯ₂ やＦ（フッ素）等のドーパントを微量添
加して形成され、かつ、クラッド９がＳｉＯ₂ にフッ素
を添加して形成された石英系光ファイバとしてもよい。

【００３４】このように、クラッド９にＳｉＯ₂ を添加
する場合には、例えば純ＳｉＯ₂ に対するクラッド９の
比屈折率差Δが−0.3 ％程度となるようにする。また、
コア８にドーパントを添加する場合には、例えば純Ｓｉ
Ｏ₂ に対するコア８の比屈折率差Δが＋0.05％となるよ
うな微量のＧｅＯ₂ を添加したり、このＧｅＯ₂ の添加
に加えてＦを比屈折率差Δが−0.05％となるように微量
添加してＧｅＯ₂ とＦの両方の添加によって結果的にコ
ア８の純ＳｉＯ₂ に対する比屈折率差Δが±０となるよ
うにする。

【００３５】第１の光ファイバ３ａ１〜３ａｎをこのよ
うなフッ添加クラッドを有する光ファイバにより形成し
た場合にも、上記実施形態例と同様に、ステップ型のプ
ロファイルを有する光ファイバとし、波長1.3 μｍ帯で
分散値がゼロとなり、かつ、波長1.55μｍ帯で正の分散
を有する分散光ファイバとすれば、上記実施形態例とほ
ぼ同様の効果を奏することができる。なお、コア８を純
ＳｉＯ₂ により形成したり、コア８の純ＳｉＯ₂ に対す
る比屈折率差Δを±０としたりして、クラッド９にフッ
素を添加すると、この光ファイバのプロファイルは、例
えば図３に示すようなプロファイルとなる。

【００３６】さらに、上記実施形態例では、第１の光フ
ァイバ３ａ１〜３ａｎを波長1.55μｍ帯で正の分散を有
する光ファイバとし、第２の光ファイバ４ａ１〜４ａｎ
を同波長帯で負の分散を有する光ファイバとしたが、そ
の逆に、第１の光ファイバ３ａ１〜３ａｎを負の分散を
有する光ファイバとし、第２の光ファイバ４ａ１〜４ａ
ｎを正の分散を有する光ファイバとしてもよい。

【００３７】ただし、現在製造されている光ファイバの
うち、1.55μｍ帯で負の分散を有する光ファイバとして
は、分散シフトファイバの零分散波長をさらに長波長側
にシフトさせるものや、コア８とクラッド９との比屈折
率差が高比屈折率差の光ファイバ、プロファイルがＷ型
のもの、セグメントコアを有するもの等が知られている
が、これらの光ファイバよりも、上記実施形態例に用い
た第１の光ファイバ３ａや、前記純ＳｉＯ₂ 等のコア８
とＳｉＯ₂ にフッ素を添加したクラッド９とを有する1.
55μｍ帯で正の分散を備えた光ファイバの方が、波長1.
55μｍ帯における非線形特性が小さい。そのため、前記
のような正の分散を有する光ファイバを第１の光ファイ
バ３ａ１〜３ａｎとすることにより、伝送光波長を1.55
μｍ帯としたときに信頼性の高い光伝送可能な光通信シ
ステムを、容易に構築することができる。

【００３８】さらに、上記実施形態例では、送信器２か
ら波長1.55μｍ帯の光信号を送り出して、この光信号を
伝搬させる光通信システムとしたが、本発明の光通信シ
ステムにおいて光通信線路１ａ１〜１ａｎを伝送させる
光信号の波長は必ずしも1.55μｍ帯とは限らない。ただ
し、現在開発が行われているエルビウムドープ光ファイ
バの光アンプシステムの動作波長は1.55μｍ（1550nm）
帯であり、光通信線路１ａ１〜１ａｎを伝送させる光信
号の波長を1.55μｍ帯とすることにより、エルビウムド
ープ光ファイバの光アンプシステムを光増幅器５ａ１〜
５ａｎとして用いて、容易に光通信システムを構築する
ことができるために、光信号の波長は1.55μｍ帯とする
ことが好ましい。

【００３９】さらに、上記実施形態例では、光増幅器５
ａ１〜５ａｎは、エルビウムドープ光ファイバの光アン
プシステムによって形成したファイバ型光増幅器とした
が、光増幅器５ａ１〜５ａｎはエルビウムドープ光ファ
イバの光アンプシステム以外のファイバ型光増幅器とし
てもよいし、ファイバ型光増幅器以外の光増幅器として
もよい。ただし、エルビウムドープファイバの光アンプ
システム等のファイバ型光増幅器は、その増幅率が高い
ために、ファイバ型光増幅器を光増幅器５ａ１〜５ａｎ
として用いることにより、光信号の強度をより一層大き
く増幅することが可能となり、長距離光通信を容易に行
うことができるために、光増幅器５ａ１〜５ａｎはファ
イバ型光増幅器とすることが望ましい。

【００４０】さらに、上記実施形態例では、送信器２と
受信器６との間に、複数の光通信線路１ａ１〜１ａｎを
設けて光通信システムを構築したが、本発明の光通信シ
ステムは、１つの光通信線路１ａを設けて光通信システ
ムを構築することもできる。この場合にも、光通信線路
１ａを構成する第１の光ファイバ３ａは正又は負の分散
を有し、第２の光ファイバ４ａは第１の光ファイバ３ａ
と逆の符号の分散を有する光ファイバとし、さらに、第
１の光ファイバ３ａと第２の光ファイバ４ａの総分散量
を略ゼロとし、かつ、第１の光ファイバ３ａの非線形特
性を第２の光ファイバ４ａの非線形特性より小さく構成
することにより、非線形特性の影響の少ない、信頼性の
高い光通信システムの構築を図ることができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、光増幅器、第１、第２
の光ファイバを順に接続して成る光通信線路を備えた光
通信システムにおいて、光増幅器の出力端に接続される
側の第１の光ファイバの非線形特性を第２の光ファイバ
の非線形特性より小さくしたものであるから、光増幅器
から出力される強度の強い光信号を、非線形特性の小さ
い第１の光ファイバに入射させ、第１の光ファイバを伝
搬するときの伝送損失によって、その光の強度を弱め
て、第１の光ファイバよりは非線形特性の大きい第２の
光ファイバに入射させるために、例えば光増幅器の出力
端に第２の光ファイバを接続してこの第２の光ファイバ
の出力端に第１の光ファイバを接続する場合に比べ、光
通信線路を伝搬する光に及ぼす非線形特性の悪影響を非
常に小さくすることができる。

【００４２】また、本発明によれば、第１、第２の光フ
ァイバは正又は負の分散を有する光ファイバとし、第１
と第２の光ファイバの総分散量を略ゼロと成しているた
めに、例えば波長多重伝送方式等を用いた光通信システ
ムにおいて、光ファイバの非線形特性に起因する問題の
うち最も大きな問題となる４光波混合（ＦＷＭ）の発生
を第１、第２の光ファイバの分散により抑制し、かつ、
この分散によって生じる問題は第１と第２の光ファイバ
の総分散量をゼロと成すことにより解決することができ
る。

【００４３】したがって、本発明によれば、ＦＷＭの発
生はもちろんのこと、それ以外の非線形特性による光信
号への悪影響を抑制し、かつ、光ファイバの分散による
影響のない光通信を行うことができるために、非線形特
性や分散による影響の少ない信頼性の高い光信号を伝搬
することが可能となり、非線形特性の影響によって実現
化が難しかった波長多重伝送（ＷＤＭ）方式の光通信を
実現化することができるし、長距離、高速、広帯域光伝
送を容易に行うことができる優れた光通信システムとす
ることができる。

【００４４】また、前記光通信線路を複数有し、これら
の光通信線路を直列に接続して成る光通信システムにお
いては、各光通信線路の光増幅器によって光を増幅しな
がら伝搬させることができるために、より一層長距離の
光伝送を行うことができる。

【００４５】さらに、前記光通信線路を伝送させる光信
号の波長が1.55μｍ帯であり、第１の光ファイバはコア
にＧｅＯ₂ が添加された石英系光ファイバにより形成さ
れており、該第１の光ファイバは波長1.3 μｍ帯で分散
値がゼロとなり、かつ、波長1.55μｍ帯で正の分散を有
する分散光ファイバと成している本発明によれば、光の
増幅率が高いファイバ型光増幅器のうち広く開発が行わ
れているエルビウムドープ光ファイバの光アンプシステ
ムを光増幅器として用いた場合に、この光増幅器の動作
波長が1.55μｍ帯であることから、この光増幅器によっ
て光信号を非常に効率良く増幅することができるし、第
１の光ファイバをこのように形成することにより、第１
の光ファイバの非線形特性を小さくすることが可能であ
り、かつ、この構成の光ファイバはコストも安いため
に、この構成の第１の光ファイバとエルビウムドープ光
ファイバのファイバ型光増幅器を用いて、非常に容易
に、かつ、安いコストで、長距離、高速、広帯域光伝送
を行える光通信システムを構築することができる。

【００４６】さらに、前記光通信線路を伝送させる光信
号の波長が1.55μｍ帯であり、第１の光ファイバはコア
が純ＳｉＯ₂ 又はＳｉＯ₂ にドーパントを添加して形成
され、かつ、クラッドがＳｉＯ₂ にフッ素を添加して形
成された石英系ファイバであり、該第１の光ファイバは
波長1.3 μｍ帯で分散値がゼロとなり、かつ、波長1.55
μｍ帯で正の分散を有する分散光ファイバと成している
本発明によれば、第１の光ファイバをコアにＧｅＯ₂ を
添加した石英系光ファイバにより形成した上記本発明と
同様に、第１の光ファイバの非線形特性を小さくするこ
とが可能であり、かつ、第１の光ファイバのコストも易
くことができるために、上記と同様に、長距離、高速、
広帯域光伝送を非常に容易に、かつ、安いコストで行え
る優れた光通信システムを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光通信システムの一実施形態例を
示す要部構成図である。

【図２】上記実施形態例の光通信システムに用いられる
第１の光ファイバの屈折率分布の一例を示す説明図であ
る。

【図３】本発明に係る光通信システムの他の実施形態例
に用いられる第１の光ファイバの屈折率分布の一例を示
す説明図である。

【図４】光ファイバの構造を示す説明図である。

【符号の説明】

１ａ，１ａ１〜１ａｎ 光通信線路 ２ 送信器 ３ａ，３ａ１〜３ａｎ 第１の光ファイバ ４ａ，４ａ１〜４ａｎ 第２の光ファイバ ５ａ，５ａ１〜５ａｎ 光増幅器 ６ 受信器 ８ コア ９ クラッド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光増幅器の出射端に、正又は負の分散を
   有する第１の光ファイバの入射端側を接続し、該第１の
   光ファイバの出射端側に、該第１の光ファイバと逆の符
   号の分散を有する第２の光ファイバの入射端側を接続し
   て成る光通信線路を備えた光通信システムであって、前
   記第１の光ファイバと第２の光ファイバの総分散量が略
   ゼロと成し、かつ、第１の光ファイバの非線形特性を第
   ２の光ファイバの非線形特性より小さくしたことを特徴
   とする光通信システム。
2. 【請求項２】 光増幅器の出射端に、正又は負の分散を
   有する第１の光ファイバの入射端側を接続し、該第１の
   光ファイバの出射端側に、該第１の光ファイバと逆の符
   号の分散を有する第２の光ファイバの入射端側を接続し
   て成る光通信線路を複数有し、該複数の光通信線路のう
   ち１番目の光通信線路の出射端には２番目の光通信線路
   の光増幅器の入力側が接続され、該２番目の光通信線路
   の出射端には３番目の光通信線路の光増幅器の入力側が
   接続されるといった如く該複数の光通信線路は直列に接
   続されており、前記１番目の光通信線路の入射端側には
   光信号を送り出す送信器が接続され、最終端の光通信線
   路の出射端側には光の受信器が接続されて成る光通信シ
   ステムであって、前記各光通信線路はそれぞれ各光通信
   線路を構成する前記第１の光ファイバと第２の光ファイ
   バの総分散量が略ゼロと成し、かつ、第１の光ファイバ
   の非線形特性が第２の光ファイバの非線形特性より小さ
   く形成されていることを特徴とする光通信システム。
3. 【請求項３】 光通信線路を伝送させる光信号の波長が
   1.55μｍ帯であり、第１の光ファイバはコアにＧｅＯ₂
   が添加された石英系光ファイバにより形成されており、
   該第１の光ファイバは波長1.3 μｍ帯で分散値がゼロと
   なり、かつ、波長1.55μｍ帯で正の分散を有する分散光
   ファイバと成していることを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載の光通信システム。
4. 【請求項４】 光通信線路を伝送させる光信号の波長が
   1.55μｍ帯であり、第１の光ファイバはコアが純ＳｉＯ
   ₂ 又はＳｉＯ₂ にドーパントを添加して形成され、か
   つ、クラッドがＳｉＯ₂ にフッ素を添加して形成された
   石英系ファイバであり、該第１の光ファイバは波長1.3
   μｍ帯で分散値がゼロとなり、かつ、波長1.55μｍ帯で
   正の分散を有する分散光ファイバと成していることを特
   徴とする請求項１又は請求項２記載の光通信システム。