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単一モード光ファイバパラメータの設計法

  • 写真なし立田 光広
  • 写真なし加藤 康之
  • 写真なし青海 恵之
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中継区間の構成

図1 中継区間の構成

1.3 μm帯におけるファイバパラメータの許容領域

図2 1.3 μm帯におけるファイバパラメータの許容領域

1.5μm帯におけるファイバパラメータの許容領域

図3 1.5μm帯におけるファイバパラメータの許容領域

損失要因一覧

表1 損失要因一覧

 多モード光ファイバの線路設計については、早くから線路の損失と帯域を考慮して設計条件が明確にされていた。それに比べて、広大な帯域幅をもち長距離大容量基幹伝送路用として有望視される単一モード光ファイバの線路設計の方は遅れをとっていた。

 そんな折、単一モード光ファイバの設計条件を解明した論文が発表された。低損失で特性の安定した光ファイバ線路を構成するためのファイバパラメータ設計法が提案され、実用に即した形で最適値を与えるものであった。この研究に基づき1980年10月から1982年11月にかけて電電公社東京電気通信局管内で、単一モード光ファイバと多モード光ファイバの複合ケーブルを用いた大容量光伝送方式の現場試験が実施された。

 この論文は、単一モード光ファイバの伝送特性を決定する最も重要なパラメータは比屈折率差⊿、コア径2a、実効遮断波長λceであることを明らかにした。これら3つのパラメータは互いに独立ではなく、相互に一定の関係式で結ばれるので、2つに着目すればよい。

 そこで、(1)⊿とλce、(2) 2aとλceを設計パラメータに選び、光源から受光器までの線路全損失を評価関数とする設計条件を明確にした。その結果、光源と光ファイバとの結合効率、光ファイバ素線の損失、ケーブル化に伴うマイクロベンディング損、接続損などを損失要因とし、中継間隔やケーブル単長、使用波長、光ファイバ接続部の軸ずれなどのパラメータについて汎用的に最適ファイバパラメータを算出できるようになったのである。これによってあらゆる方式に対処できる単一モード光ファイバパラメータが決定できるようになり、実用面にも大きな効果を与えた。

 論文では光源波長が1.3μm帯の場合を中心に設計例が示されているが、さらに理論限界ぎりぎりの低損失が達成される1.5μm帯での設計上の問題点も指摘し、特に将来用として関心が持たれている1.3μm と1.5μm の2波長多重伝送に対する設計指針も与えている。

=電子情報通信学会光ファイバ応用技術専門委員会編集=

 本研究の成果に対して、電子情報通信学会は、1983年、立田 光広(電信電話公社)、加藤 康之(電信電話公社)、青海 恵之(電信電話公社)、内田 直也(電信電話公社)に論文賞を贈った。

文献

[1] 立田 光広、加藤 康之、青海 恵之、内田 直也、単一モード光ファイバパラメータの設計法、1982年、信学論, Vol.J65-B, No.3.

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キーワード

単一モード光ファイバ、ファイバパラメータ設計法、ファイバ規格値、線路全損失、波長多重伝送、光通信システム、歩留まり、実効遮断波長、比屈折率差、コア径
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