光纤和光传输系统技术方案

提供一种光纤，所述光纤是可传播Z（Z为2以上的整数）以上的传播模式的芯折射率分布为渐变折射率型的光纤，α参数为在模式群组M（M为在将传播模式表示为LPIp时M=2p+I‑1且3以上。）的传播模式组中彼此的传播常数差为1000rad/m以下的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光纤和光传输系统
本公开涉及能够使用模式复用传输进行拉曼光放大的光纤和具备其的光传输系统。本申请基于在2016年6月16日向日本申请的日本特愿2016-119474号要求优先权，并将这些内容引用于此。
技术介绍
近年来，由于服务的多样化，因特网业务量（traffic）还在继续增加。为了应对该增加，通过传输速度的高速化或使利用波分复用（WavelengthDivisionMultiplexing：WDM）技术的波分复用数增加，从而光纤的传输容量飞跃性地扩大。此外，近年来，由于讨论繁荣进行的数字相干技术，预想了进一步的传输容量的扩大。在数字相干传输系统中，能够通过使用多值相位调制信号来提高频率利用效率，但是，需要更高的信噪比。可是，在以往的使用了单模光纤（Singlemodefiber：SMF）的传输系统中，除了理论上的极限之外，由于起因于非线性效果的输入功率限制，预想传输容量以100Tbit/sec为界限饱和，进一步的大容量化变得困难。今后，为了进一步增加传输容量，需要实现革新的传输容量扩大的介质。于是，使用了多模光纤（Multimodefiber：MMF）的模式复用传输引起了注目，所述多模光纤通过将光纤中的多个传播模式用作信道而能够期待空间利用效率的提高。至今为止，在光纤中传播的高阶的模式是信号劣化的主要原因，但是，在数字信号处理或合分波技术等的发展中讨论了积极的利用（例如参照非专利文献1、2。）。为了在模式复用传输中也补偿传输路径的信噪比，讨论了与单模传输路径同样地使用分布拉曼放大的手法，进行了实验和计算讨论（例如参照非专利文献1、2。）。在讨论模式复用传输中的光放大技术时减少模式间增益差（DifferentialmodalGain：DMG）是重要的。可是，传播MMF的信号光按每个模式具有不同的电场分布，信号光的电场分布与泵浦光的电场分布的重叠的大小按每个模式而不同，因此，产生DMG。例如，进行了通过在使用了3个模式的分布拉曼放大的传输路径中使泵浦光的传播模式为LP11模式来减少DMG而能够进行超过1000km的传输的例子的报告（例如参照非专利文献2。）。此外，报告了：进行使用了折射率分布为阶跃形状的传输路径（Step-Index（SI）型光纤）的拉曼放大的讨论，使泵浦光的传播模式为LP21模式和LP02模式，通过计算，使它们的功率比为7∶3，由此，能够使DMG减少到0.13dB（例如参照非专利文献3。）。现有技术文献非专利文献非专利文献1：R.Ryf,A.Sierra,R.-J.Essiambre,andS.Randel,A.H.Gnauck,C.Bolle,M.Esmaeelpour,P.J.Winzer,R.Delbue,P.Pupalaikise,A.Sureka,D.W.Peckham,A.McCurdy,andR.Lingle,Jr.,“Mode-EqualizedDistributedRamanAmplificationin137-kmFew-ModeFiber”,ECOC,paperTh.13.K.5.2011；非专利文献2：R.Ryf,M.Esmaeelpour,N.K.Fontaine,H.Chen,A.H.Gnauck,R.-J.Essiambre,J.Toulouse,Y.Sun,andR.Lingle,Jr.,“DistributedRamanAmplificationbasedTransmissionover1050-kmFew-ModeFiber”,ECOC,Tu.3.2.3,2015；非专利文献3：R.Ryf,R.-J.Essiambre,J.Hoyningen-Huene,andP.J.Winzer,“AnalysisofMode-DependentGaininRamanAmplifiedFew-ModeFiber”,inOpticalFiberCommunicationConference,OSATechnicalDigest,paperOW1D.2.2012；非专利文献4：T.Mori,T.Sakamoto,M.Wada,T.Yamamoto,andF.Yamamoto,“Few-modeFibersSupportingMoreThanTwoLPModesForMode-Division-MultiplexedTransmissionWithMIMODSP”,J.Lightw.Technol.,vol.32,No.14,pp.2468-2479,2014；非专利文献5：T.Mori,T.Sakamoto,M.Wada,T.Yamamoto,andK.Nakajima,“Strongly-coupledTwo-LP-modeRing-coreFiberwithOptimizedIndexProfileConsideringS-bendModel”,OFC.,W1F.6,2016。
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在传输的信号的模式数增加的情况下，在DMG的减少中需要精密的泵浦光的模式比率的控制。在该情况下，需要精密地控制模式比率的设备，牵涉到设备构造的复杂化或成本的增大。因此，本专利技术为了解决上述课题，提供了即使泵浦光的模式为单一也能够减少在拉曼放大时产生的DMG的光纤和光传输系统。用于解决课题的方案为了达成上述目的，作为本专利技术的光纤，采用了对在期望的模式群组内包括的传播模式间的传播常数差进行减少的构造。本专利技术的第1方式是，一种光纤，所述光纤是可传播Z以上的传播模式的芯折射率分布为渐变折射率型的光纤，其中，Z为2以上的整数，其中，α参数为在模式群组M的传播模式组中彼此的传播常数差为1000rad/m以下的值，其中，M为在将传播模式表示为LPIp时M=2p+I-1且3以上。本专利技术的第2方式是，在上述第1方式所记载的光纤中，优选的是，所述α参数的值α满足1.67-0.31exp（-（M-3）/1.80）≤α≤2.37+0.63exp（-（M-3）/1.25）。在此，能够按照想要减少传播常数差的每个模式群组M设定α参数。通过使GI光纤的α参数为上述的值，从而减少在GI光纤内模式群组M所包括的传播模式间的传播常数差，在该传播模式间产生耦合。因此，关于模式群组M所包括的1个传播模式的泵浦光，能够使耦合的传播模式为1个组来进行拉曼放大，能够减少DMG。因此，能够提供即使泵浦光的模式为单一也能够减少在拉曼放大时产生的DMG的光纤。本专利技术的第3方式是，在上述第1或第2方式所记载的光纤中，具备：具有由式（1）表示的α次幂折射率分布的芯、以及在所述芯的外侧设置的包覆层。[数式1]。在式（1）中，n（r）表示离中心半径方向的位置r处的折射率，n1表示芯中心的折射率，α表示指数常数。在上述结构中，也能够提供即使泵浦光的模式为单一也能够减少在拉曼放大时产生的DMG的光纤。此外，作为本专利技术的光传输系统，采用具备上述光纤并且使泵浦光的传播模式为模式群组M内的1个传播模式来进行拉曼放大的构造。本专利技术的第4方式是，一种光传输系统，其中，具备：上述第1~第3方式的任一个方式所记载的光纤；模式变换器，将用于在所述光纤中拉曼放大的泵浦光变换为所述模式群组M所包括的单一的传播模式并向所述光纤入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤，所述光纤是可传播Z以上的传播模式的芯折射率分布为渐变折射率型的光纤，其中，Z为2以上的整数，其中，α参数为在模式群组M的传播模式组中彼此的传播常数差为1000rad/m以下的值，其中，M为在将传播模式表示为LPIp时M=2p+I‑1且3以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.16 JP 2016-1194741.一种光纤，所述光纤是可传播Z以上的传播模式的芯折射率分布为渐变折射率型的光纤，其中，Z为2以上的整数，其中，α参数为在模式群组M的传播模式组中彼此的传播常数差为1000rad/m以下的值，其中，M为在将传播模式表示为LPIp时M=2p+I-1且3以上。2.根据权利要求1所述的光纤，其中，所述α参数的值α满足1.67-0.31exp（-（M-3）/1.80）≤α≤2.37+0.63exp（-（M-3）/1.25）。3.根据权利要求1或2所述的光纤，其中，具备：具有由式（1）表示的α次幂折射率分布的芯、以及在所述芯的外侧设...

【专利技术属性】
技术研发人员：和田雅树，森崇嘉，坂本泰志，山本贵司，中岛和秀，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP