特許 7683736 双方向光増幅器、双方向光増幅装置及び双方向光増幅方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-19

(45)【発行日】2025-05-27

(54)【発明の名称】双方向光増幅器、双方向光増幅装置及び双方向光増幅方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/297 20130101AFI20250520BHJP

【ＦＩ】

H04B10/297

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023565758

(86)(22)【出願日】2021-12-08

(86)【国際出願番号】 JP2021045036

(87)【国際公開番号】W WO2023105658

(87)【国際公開日】2023-06-15

【審査請求日】2024-06-03

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、国立研究開発法人情報通信研究機構「革新的情報通信技術研究開発委託研究／Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇ超大容量無線通信を支える空間多重光ネットワーク・ノード技術の研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100178216

【弁理士】

【氏名又は名称】浜野 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】細川 晃平

(72)【発明者】

【氏名】松本 恵一

(72)【発明者】

【氏名】ル タヤンディエ ドゥ ガボリ エマニュエル

【審査官】鴨川 学

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１１２４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２０９１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－３０４８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１６３８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２０３６４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／２９７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の入出力ポートと、第２の入出力ポートと、
前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとを接続する第１の光路を伝搬する第１の方向の光を増幅する第１の光増幅手段と、
前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとを接続する光路であり、かつ、前記第１の光路とは異なる光路である第２の光路を伝搬する第２の方向の光を増幅し、さらに前記第１の光増幅手段と並列に配置された第２の光増幅手段と、
前記第１の光路と前記第２の光路との少なくとも一方を構成する光路構成手段と、
前記第１の光増幅手段又は前記第２の光増幅手段のいずれかに励起光を供給する励起光供給手段と、
前記第１の方向の光のパワー及び前記第２の方向の光のパワーを監視する光監視手段と、
を備え、
前記励起光供給手段は、前記第１の方向の光のパワー及び前記第２の方向の光のパワーのうち、最初にパワーが閾値以上となった方向の光のみが増幅されるように、前記第１の光増幅手段及び前記第２の光増幅手段のいずれか一方のみに前記励起光を供給する、
双方向光増幅器。

【請求項2】

前記光路構成手段は、
前記第１の入出力ポートに入力された前記第１の方向の光を前記第１の光増幅手段へ出力するとともに、前記第２の光増幅手段から出力された前記第２の方向の光を前記第１の入出力ポートへ出力する第１の光サーキュレータと、
前記第２の入出力ポートに入力された前記第２の方向の光を前記第２の光増幅手段へ出力するとともに、前記第１の光増幅手段から出力された前記第１の方向の光を前記第２の入出力ポートへ出力する第２の光サーキュレータと、
を備える請求項１に記載された双方向光増幅器。

【請求項3】

前記光路構成手段は、
前記第１の入出力ポートに入力された前記第１の方向の光を前記第１の光増幅手段へ出力し、又は、前記第２の光増幅手段から出力された前記第２の方向の光を前記第１の入出力ポートへ出力する第１の光スイッチと、
前記第２の入出力ポートに入力された前記第２の方向の光を前記第２の光増幅手段へ出力し、又は、前記第１の光増幅手段から出力された前記第１の方向の光を前記第２の入出力ポートへ出力する第２の光スイッチと、
を備える請求項１に記載された双方向光増幅器。

【請求項4】

前記励起光供給手段は、単一の励起光源で生成された前記励起光を前記第１の光増幅手段及び前記第２の光増幅手段のいずれか一方へ供給する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載された双方向光増幅器。

【請求項5】

前記第１の光増幅手段及び前記第２の光増幅手段は、前記励起光が供給されない場合に、それぞれ、入力される前記第１の方向の光のパワー及び入力される前記第２の方向の光のパワーを低減する光減衰手段をそれぞれ備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載された双方向光増幅器。

【請求項6】

第１のＦＩＦＯと、
第２のＦＩＦＯと、
第１のコア及び第２のコアを備えるマルチコアＥＤＦを備え、
前記第１の光増幅手段及び前記第２の光増幅手段は、それぞれ、前記マルチコアＥＤＦの前記第１のコア及び前記第２のコアを光増幅媒体とし、
前記マルチコアＥＤＦの一端及び他端は、それぞれ、前記第１のＦＩＦＯ及び第２のＦＩＦＯを介して、前記光路構成手段と接続される、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載された双方向光増幅器。

【請求項7】

前記励起光供給手段は、前記マルチコアＥＤＦのクラッドに前記励起光を供給する、請求項６に記載された双方向光増幅器。

【請求項8】

２Ｎ本のコアを備えるマルチコアＥＤＦと、
Ｎ組の請求項６又は７に記載された光増幅器を備え、
Ｎは２以上の整数であり、
前記第１のＦＩＦＯ及び前記第２のＦＩＦＯは、前記２Ｎ本のコアを備えるマルチコアＥＤＦが、前記Ｎ組の光増幅器のそれぞれの前記第１及び第２の光増幅手段として機能するように配置された、
双方向光増幅装置。

【請求項9】

第１の光増幅手段と第２の光増幅手段とを並列に配置し、
第１の入出力ポートと第２の入出力ポートとを接続する第１の光路を伝搬する第１の方向の光を、前記第１の光増幅手段によって増幅し、
前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとを接続する光路であり、かつ、前記第１の光路とは異なる光路である第２の光路を伝搬する第２の方向の光を、前記第２の光増幅手段によって増幅し、
前記第１の光路と前記第２の光路との少なくとも一方を構成し、
前記第１の光増幅手段又は前記第２の光増幅手段のいずれかに励起光を供給し、
前記第１の方向の光のパワー及び前記第２の方向の光のパワーのうち、最初にパワーが閾値以上となった方向の光のみが増幅されるように、前記第１の光増幅手段及び前記第２の光増幅手段のいずれか一方のみに前記励起光を供給する、
双方向光増幅方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、双方向光増幅器及び双方向光増幅方法に関する。

【背景技術】

【0002】

光ファイバ増幅器に代表される一般的な光増幅器は、単一の方向の光のみを増幅できる。このため、光ファイバの１本のコアを双方向に伝送される光を増幅するために、複数の光増幅器を組み合わせた双方向光増幅器が提案されている。例えば、特許文献１－３には、光サーキュレータを用いた双方向光増幅器が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１７／１８３４５５号

【文献】特表２０１３－５１３９８４号公報

【文献】特開２００３－３３８７９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１－３に記載された光増幅器は、いずれも、２台の光増幅器を同時に動作させることで、双方向の光信号を増幅する機能を備える。しかしながら、特許文献１－３に記載された光増幅器では常に２台の光増幅器が動作している。すなわち、光信号の伝送方向を時間的に切り替えて双方向伝送を行う場合であっても、光信号が伝送されない方向の光増幅器は動作している。このため、特許文献１－３に記載された双方向光増幅器には、光信号の伝送方向を時間的に切り替えて双方向伝送を行う場合に、消費電力が大きいという課題がある。
（発明の目的）
本発明は、光信号の伝送方向を時間的に切り替えて双方向伝送を行う場合に、消費電力が小さく、かつ双方向の光の増幅が可能な双方向光増幅器を実現するための技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の双方向光増幅器は、
第１の入出力ポートと、第２の入出力ポートと、
前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとを接続する第１の光路を伝搬する第１の方向の光を増幅する第１の光増幅手段と、
前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとを接続する光路であり、かつ、前記第１の光路とは異なる光路である第２の光路を伝搬する第２の方向の光を増幅し、さらに前記第１の光増幅手段と並列に配置された第２の光増幅手段と、
前記第１の光路と前記第２の光路との少なくとも一方を構成する光路構成手段と、
前記第１の光増幅手段又は前記第２の光増幅手段のいずれかに励起光を供給する励起光供給手段と、
を備える。

【0006】

本発明の双方向光増幅方法は、
第１の光増幅手段と第２の光増幅手段とを並列に配置し、
第１の入出力ポートと第２の入出力ポートとを接続する第１の光路を伝搬する第１の方向の光を、前記第１の光増幅手段によって増幅し、
前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとを接続する光路であり、かつ、前記第１の光路とは異なる光路である第２の光路を伝搬する第２の方向の光を、前記第２の光増幅手段によって増幅し、
前記第１の光路と前記第２の光路との少なくとも一方を構成し、
前記第１の光増幅手段又は前記第２の光増幅手段のいずれかに励起光を供給する、
双方向光増幅方法。

【発明の効果】

【0007】

本発明は、光信号の伝送方向を時間的に切り替えて双方向伝送を行う場合に、消費電力が小さく、かつ双方向の光の増幅が可能な双方向光増幅器を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態の双方向光増幅器の構成例を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態の双方向光増幅器の第１の変形例を示すブロック図である。

【図3】第１の実施形態の双方向光増幅器の第２の変形例を示すブロック図である。

【図4】第２の実施形態の双方向光増幅器の構成例を示すブロック図である。

【図5】第２の実施形態の双方向光増幅器の変形例を示すブロック図である。

【図6】第３の実施形態の双方向光増幅器の構成例を示すブロック図である。

【図7】第４の実施形態の双方向光増幅器の構成例を示すブロック図である。

【図8】第５の実施形態の双方向光増幅器の構成例を示すブロック図である。

【図9】第６の実施形態の双方向光増幅装置の構成例を示すブロック図である。

【図10】第６の実施形態の双方向光増幅装置の変形例を示すブロック図である。

【図11】第７の実施形態の双方向光増幅装置の構成例を示すブロック図である。

【図12】第７の実施形態の双方向光増幅装置が備える双方向光増幅器の構成例を示すブロック図である。

【図13】第８の実施形態の双方向光増幅装置の構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の実施形態について以下に説明する。各図面内の矢印は実施形態における信号の方向を説明するために例として付したものであり、方向の限定を意味しない。各図面において既出の要素には同一の名称及び参照符号を付すとともに、各実施形態において重複する説明は省略する。

【0010】

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の双方向光増幅器１００の構成例を示すブロック図である。双方向光増幅器１００は、入出力ポート１０１及び１０２、光路構成部１１１及び１１２、光増幅器１２１及び１２２、並びに、励起光供給部１３１を備える。

【0011】

入出力ポート１０１及び１０２は、双方向光増幅器１００を通過する光の、外部の光ファイバとの入出力インタフェースである。入出力ポート１０１及び１０２は、例えば、光コネクタ又は融着（スプライシング）による、シングルコアファイバ（Single Core Fiber、接ＳＣＦ）との接続点である。以下の各実施形態では、入出力ポート１０１から入出力ポート１０２に向かう方向を第１の方向、入出力ポート１０２から入出力ポート１０１に向かう方向を第２の方向と記載する。例えば、入出力ポート１０１に入力され、入出力ポート１０２から出力される光は「第１の方向の光」であり、第１の方向の光と逆方向に進む光は「第２の方向の光」である。

【0012】

光路構成部１１１及び１１２は、第１の光路と第２の光路との少なくとも一方を構成する。すなわち、光路構成部１１１及び１１２は、入出力ポート１０１と１０２との間を、光増幅器１２１を介する第１の光路、及び光増幅器１２２を介する第２の光路の少なくとも一方によって接続する。

【0013】

光増幅器１２１及び１２２は光ファイバ増幅器である。光増幅器１２１は第１の方向の光を増幅し、光増幅器１２２は第２の方向の光を増幅する。光増幅器１２１及び光増幅器１２２は、入出力ポート１０１と１０２との間で並列に配置される。すなわち、光増幅器１２１は、第１の光路を伝搬する第１の方向の光を増幅する。ここで、第１の光路は、入出力ポート１０１と入出力ポート１０２とを接続する。光増幅器１２２は、光増幅器１２１と並列に配置されるとともに、第１の光路とは異なる光路である第２の光路を伝搬する第２の方向の光を増幅する。

【0014】

励起光供給部１３１は、例えば波長９８０ｎｍ帯レーザダイオードを含む励起光源を備える。励起光供給部１３１は、光増幅器１２１及び光増幅器１２２のいずれか一方に励起光を供給する。励起光供給部１３１は、光増幅器１２１に励起光を供給する第１の励起光源及び光増幅器１２２に励起光を供給する第２の励起光源を備え、動作させる光増幅器に接続された励起光源のみを動作させてもよい。あるいは、励起光供給部１３１は、１台の励起光源と、当該励起光源が出力する励起光の出力先を光増幅器１２１又は光増幅器１２２の一方に切り替える１×２光スイッチとを備え、動作させる光増幅器にのみ励起光が供給されるように光スイッチを制御してもよい。

【0015】

励起光供給部１３１は、第１の光又は第２の光が双方向光増幅器１００において増幅される必要がある場合に、入力された光が増幅されるように、光増幅器１２１又は１２２に励起光を供給する。励起光供給部１３１は、あらかじめ規定された期間は光増幅器１２１に励起光を供給し、当該期間以外は光増幅器１２２に励起光を供給してもよい。ここで、当該期間は、第１の光が双方向光増幅器１００に入力される期間である。あるいは、励起光供給部１３１は、励起光を供給する光増幅器を所定の時刻毎に切り替えてもよい。この場合、当該時刻は、双方向光増幅器１００に入力される光が、第１の光と第２の光との間で切り替わる時刻である。当該期間、又は、励起光を供給する光増幅器を切り替える時刻は、励起光供給部がデータとして保持していてもよい。さらに、励起光供給部１３１は、励起光供給部１３１が外部から取得した情報によって当該期間又は時刻を設定してもよい。なお、励起光源が生成した励起光を光ファイバ増幅器に供給するための一般的な構成はよく知られているため、詳細な説明は省略する。

【0016】

以上で説明した双方向光増幅器１００は、光信号の伝送方向を時間的に切り替えて双方向伝送を行う場合に、消費電力が小さく、かつ双方向の光の増幅が可能という効果を奏する。その理由は、励起光供給部１３１は、光増幅器１２１及び光増幅器１２２のいずれか一方に励起光を供給するため、増幅機能が必要とされない光増幅器に供給される励起光の電力を削減できるからである。

【0017】

（双方向光増幅器１００の他の表現）
第１の実施形態の双方向光増幅器１００は、以下のようにも記載できる。すなわち、双方向光増幅器（１００）は、第１の入出力ポート（１０１）と、第２の入出力ポート（１０２）と、第１の光増幅手段（１２１）と、第２の光増幅手段（１２２）と、光路構成手段（１１１、１１２）と、励起光供給手段（１３１）と、を備える。ここで、括弧内には図１の参照符号を記載した。

【0018】

第１の光増幅手段は、第１の光路を伝搬する第１の方向の光を増幅する。第１の光路は、第１の入出力ポートと第２の入出力ポートとを接続する光路である。第２の光増幅手段は、第２の光路を伝搬する第２の方向の光を増幅し、さらに第１の光増幅手段と並列に配置される。第２の光路は、第１の入出力ポートと第２の入出力ポートとを接続する光路であり、かつ第１の光路とは異なる光路である。光路構成手段は、第１の光路と第２の光路との少なくとも一方を構成する。励起光供給手段は、第１の光増幅手段又は第２の光増幅手段のいずれかに励起光を供給する。

【0019】

このような構成を備える双方向光増幅器は、第１の光増幅手段又は第２の光増幅手段のいずれかに励起光が供給される。このため、第１の実施形態の双方向光増幅器１００は、光信号の伝送方向を時間的に切り替えて双方向伝送を行う場合に、消費電力が小さく、かつ双方向の光の増幅が可能な双方向光増幅器を実現できる。

【0020】

（第１の実施形態の第１の変形例）
図２は、双方向光増幅器１００Ａの構成例を示すブロック図である。双方向光増幅器１００Ａは、双方向光増幅器１００の第１の変形例である。

【0021】

双方向光増幅器１００Ａは、双方向光増幅器１００と比較して、光減衰部１４１及び１４２を備える点で相違する。光減衰部１４１は、光増幅器１２１に入力される第１の方向の光のパワーを低減させる。光減衰部１４２は、光増幅器１２２に入力される第２の方向の光のパワーを低減させる。励起光供給部１３１は、光増幅器１２１に励起光が供給される場合には光減衰部１４１の減衰量を減少させ、光増幅器１２１に励起光が供給されない場合には光減衰部１４１の減衰量を増加させる。また、励起光供給部１３１は、光増幅器１２２に励起光が供給される場合には光減衰部１４２の減衰量を減少させ、光増幅器１２２に励起光が供給されない場合には光減衰部１４２の減衰量を増加させる。このような制御により、光増幅器１２１の入力側での反射光が光路構成部１１１を介して光増幅器１２２の出力側に入射することによる、光増幅器１２２への悪影響を低減できる。また、光増幅器１２２の入力側での反射光が光路構成部１１２を介して光増幅器１２１の出力側に入射することによる、光増幅器１２１への悪影響も低減できる。

【0022】

光減衰部１４１及び１４２として、可変光アッテネータ又は光シャッタを用いることができる。可変光アッテネータは、励起光供給部１３１からの指示により、光増幅器１２１及び１２２に入力される光の減衰量を増加または減少させる。光シャッタは、励起光供給部１３１からの指示により、光増幅器１２１又は１２２の入力側の光路を接続または遮断する。可変光アッテネータ及び光シャッタは、光減衰手段の一形態である。可変光アッテネータが減衰量を増加させること、あるいは光シャッタが光路を遮断することで、これらの光増幅器で発生する反射光のパワーを低減できる。

【0023】

（第１の実施形態の第２の変形例）
図３は、双方向光増幅器１００Ｂの構成例を示すブロック図である。双方向光増幅器１００Ｂは、双方向光増幅器１００の第２の変形例である。

【0024】

双方向光増幅器１００Ｂは、双方向光増幅器１００と比較して、光監視部１５１及び１５２を備える点で相違する。光監視部１５１は第１の方向の光を監視し、第１の方向の光の状態を示す情報を励起光供給部１３１に出力する。光監視部１５２は第２の方向の光を監視し、第２の方向の光の状態を示す情報を励起光供給部１３１に出力する。励起光供給部１３１は光監視部１５１及び１５２からこれらの情報を取得する。そして、励起光供給部１３１は、取得した情報に基づいて、光増幅器１２１及び光増幅器１２２のいずれに励起光を供給するかを決定する。光監視部１５１及び１５２は、光監視手段の一形態である。光監視手段は、第１の方向の光及び第２の方向の光が所定の状態であるかどうかを示す情報を励起光供給手段に出力する。

【0025】

例えば、光監視部１５１は、第１の方向の光が存在するかどうかを示す情報を励起光供給部１３１に出力する。光監視部１５２は、第２の方向の光が存在するかどうかを示す情報を励起光供給部１３１に出力する。励起光供給部１３１は、光監視部１５１及び１５２からこれらの情報を取得する。そして、励起光供給部１３１は、第1の方向の光のみが存在する場合には光増幅器１２１のみに励起光を供給し、第２の方向の光のみが存在する場合には光増幅器１２２のみに励起光を供給する。

【0026】

このような構成を備える双方向光増幅器１００Ｂは、伝送される光が存在する光増幅器にのみ励起光が供給される。このため、第１の方向の光及び第２の方向の光が伝送される時刻が不明である場合でも、双方向光増幅器１００Ｂは、みずから第１の方向の光及び第２の方向の光の存在を検出できる。そして、双方向光増幅器１００Ｂは、伝送される光が増幅されるように光増幅器１２１及び光増幅器１２２への励起光の供給を制御できるという効果をさらに奏する。

【0027】

光監視部１５１及び１５２は、光カプラ及び光電変換素子を備えてもよい。例えば、光監視部１５１が備える光カプラは、光増幅器１２１に入力される第１の方向の光を分岐し、光電変換素子に入力する。光監視部１５１は、光電変換素子の出力に応じて第１の方向の光のパワーが所定の閾値以上であるかどうかを監視し、監視結果を励起光供給部１３１へ出力する。同様に、光監視部１５２は、第２の方向の光のパワーを監視し、監視結果を励起光供給部１３１へ出力する。そして、励起光供給部１３１は、最初にパワーが閾値以上となった方向の光のみが増幅されるように、励起光を光増幅器１２１又は光増幅器１２２のいずれかに供給する。また、励起光供給部１３１は、励起光が供給されている方向の光のパワーが所定の閾値未満となった場合に、励起光の供給を停止してもよい。

【0028】

第１の方向の光及び第２の方向の光のそれぞれのパワーが同時に所定の閾値を超えた場合において、励起光供給部１３１の動作は、これらの光が伝送されるシステムの要求に従って定められてもよい。例えば、励起光供給部１３１は、第１の方向の光及び第２の方向の光のうち、最初に所定の情報が検出された光を増幅する光増幅器のみに励起光を供給してもよい。あるいは、第１の方向の光及び第２の方向の光のそれぞれの光パワーが、同一時刻に所定の閾値以上の状態にある場合には、励起光供給部１３１は、光増幅器１２１及び１２２のいずれにも励起光を供給しなくてもよい。第１の方向の光及び第２の方向の光のそれぞれのパワーが同時に所定の閾値未満である場合には、励起光供給部１３１は、光増幅器１２１及び１２２のいずれにも励起光を供給しない。

【0029】

なお、光監視部１５１及び１５２は、光のパワー以外の情報に基づいて、第１の方向の光又は第２の方向の光の有無を判断してもよい。例えば、第１の方向の光に所定のプリアンブルが含まれていた場合には、光監視部１５１は第１の光が伝送されていると判断してもよい。プリアンブルは、例えば、特定のパターンによる第１の方向の光のパワーの変化である。ここで、特定のパターンは、第１の方向の光の送信時又は伝送中に付加される。光監視部１５２も、同様に第２の方向の光のプリアンブルを監視してもよい。

【0030】

また、以上で説明した双方向光増幅器１００、１００Ａ及び１００Ｂの構成は、互いに排他的ではない。例えば、光減衰部１４１及び１４２、光監視部１５１及び１５２の双方を備える双方向光増幅器の構成も許容される。ここで、光減衰部１４１は、光増幅器１２１の入力側と光監視部１５１との間に配置され、光減衰部１４２は、光増幅器１２２の入力側と光監視部１５２との間に配置されてもよい。このような構成により、光監視部１５１及び１５２は、光減衰部１４１及び１４２の動作状態にかかわらず、第１の方向の光及び第２の方向の光を監視できる。

【0031】

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態の双方向光増幅器２００の構成例を示すブロック図である。双方向光増幅器２００は、図１で説明した双方向光増幅器１００の光路構成部１１１及び１１２を、それぞれ、光サーキュレータ１１３及び１１４を用いて構成したものである。光サーキュレータ１１３及び１１４は、ポート１からポート３を備え、ポート１からポート２の方向、ポート２からポート３の方向、及び、ポート３からポート１の方向のみを低損失で接続する。光サーキュレータ１１３及び１１４を用いることで、光増幅器１２１を経由する第１の光路と、光増幅器１２２を経由する第２の光路とが入出力ポート１０１と入出力ポート１０２との間に構成される。

【0032】

（第２の実施形態の変形例）
図５は、双方向光増幅器２００Ａの構成例を示すブロック図である。双方向光増幅器２００Ａは、図４で説明した双方向光増幅器１００Ａの光サーキュレータ１１３及び光サーキュレータ１１４を、それぞれ、光スイッチ１１５及び光スイッチ１１６と置き換えたものである。光スイッチ１１５及び１１６は１×２光スイッチであり、ポート１とポート２との間、又は、ポート１とポート３との間のみを低損失で接続する。励起光供給部１３１は、第１の光路又は第２の光路が構成されるように、光スイッチ１１５及び１１６を制御する。すなわち、光スイッチ１１５及び１１６を用いることによっても、光増幅器１２１を経由する第１の光路、及び光増幅器１２２を経由する第２の光路のいずれかが、入出力ポート１０１と入出力ポート１０２との間に構成される。

【0033】

これらの構成を備える双方向光増幅器２００及び２００Ａは、双方向光増幅器１００と同様に、光信号の伝送方向を時間的に切り替えて双方向伝送を行う場合に、消費電力が小さく、かつ双方向の光の増幅が可能である。なお、さらに、双方向光増幅器２００及び２００Ａは、図２で説明した光減衰部１４１、１４２を備えてもよく、図３で説明した光監視部１５１、１５２を備えてもよい。

【0034】

（第３の実施形態）
以降の実施形態では、図１の双方向光増幅器１００が備える光路構成部１１１及び１１２として、図４で説明した光サーキュレータ１１３及び１１４が用いられた場合を例に説明する。ただし、以下の実施形態の説明は、光路構成部１１１及び１１２の具体的な構成の限定を意図しない。

【0035】

図６は、本発明の第３の実施形態の双方向光増幅器３００の構成例を示すブロック図である。双方向光増幅器３００は、図１の双方向光増幅器１００と比較して、励起光源１６１及び１６２、光合波器１６３及び１６４、ＦＩＦＯ１７１及び１７２、並びに、２コアＥＤＦ１７０を備える。また、双方向光増幅器３００は、光フィルタ１６５及び１６６を備えてもよい。光フィルタ１６５及び１６６は、それぞれ、２コアＥＤＦ１７０から第１の方向及び第２の方向に出力されるＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission、増幅された自然放出光）を阻止する光フィルタである。

【0036】

ＦＩＦＯ（Fan-In/Fan-Out、ファンイン／ファンアウト）は、単一のコアを持つ光ファイバ（Single Core Fiber、ＳＣＦ）とマルチコアファイバ（Multi Core Fiber、ＭＣＦ）とのインタフェースである。ＦＩＦＯは、複数のＳＣＦのコアと、１本あるいは複数のＭＣＦの各コアとを、コア毎に接続する。図６においては、ＦＩＦＯ１７１は、光合波器１６３と接続されたＳＣＦのコアと、２コアＥＤＦ１７０の２本のコアの一方の一端とを接続する。また、ＦＩＦＯ１７１は、光フィルタ１６６と接続されたＳＣＦのコアと、２コアＥＤＦ１７０の２本のコアの他方の一端とを接続する。ＦＩＦＯ１７２は、光合波器１６４と接続されたＳＣＦのコアと、２コアＥＤＦ１７０の２本のコアの一方の他端とを接続する。また、ＦＩＦＯ１７２は、光フィルタ１６５と接続されたＳＣＦのコアと、２コアＥＤＦ１７０の２本のコアの他方の他端とを接続する。

【0037】

２コアＥＤＦ１７０は、１本のＥＤＦ（Erbium-Doped Fiber、エルビウム添加ファイバ）に２本のコア（第１のコア及び第２のコア）を含むＭＣＦで構成された光増幅媒体である。励起光源１６１は、２コアＥＤＦ１７０の第１のコアを励起する励起光を生成する光源であり、励起光源１６２は２コアＥＤＦ１７０の第２のコアを励起する励起光を生成する光源である。励起光源１６１及び１６２は、それぞれ、波長９８０ｎｍ帯のレーザダイオードを含んでもよい。励起光源１６１及び１６２は、２コアＥＤＦの２本のコアのいずれかに励起光が供給されるように動作する。

【0038】

光合波器１６３及び１６４は、励起光と第１の方向の光及び第２の方向の光とをそれぞれ合波する波長多重デバイスである。励起光源１６１又は１６２で生成された励起光は、それぞれ、光合波器１６３又は１６４によって、２コアＥＤＦ１７０の第１のコア及び第２のコアと結合される。

【0039】

図６において、第１の方向の光は、入出力ポート１０１、光サーキュレータ１１３、光合波器１６３、ＦＩＦＯ１７１、２コアＥＤＦ１７０の第１のコア、ＦＩＦＯ１７２、光フィルタ１６５、及び光サーキュレータ１１４を経由して入出力ポート１０２へ進む。第２の方向の光は、入出力ポート１０２、光サーキュレータ１１４、光合波器１６４、ＦＩＦＯ１７２、２コアＥＤＦ１７０の第２のコア、ＦＩＦＯ１７１、光フィルタ１６６、及び光サーキュレータ１１３を経由して入出力ポート１０１へ進む。

【0040】

双方向光増幅器３００が備える光合波器１６３及び１６４、ＦＩＦＯ１７１及び１７２、並びに２コアＥＤＦ１７０は、先に述べた図１の双方向光増幅器１００の光増幅器１２１及び１２２として機能する。また、励起光源１６１及び１６２は、双方向光増幅器１００の励起光供給部１３１の機能を含む。励起光源１６１及び１６２による励起光の供給先の切り替えには、第１の実施形態で説明した励起光供給部１３１の手順が適用できる。

【0041】

このような構成を備える双方向光増幅器３００において、励起光源１６１及び１６２は、２コアＥＤＦ１７０第１のコア及び第２のコアのいずれか一方に励起光が供給されるように励起光を生成する。このため、双方向光増幅器３００は、光信号の伝送方向を時間的に切り替えて双方向伝送を行う場合に、消費電力が小さく、かつ双方向の光の増幅が可能である。また、双方向光増幅器３００は、２コアＥＤＦを用いることで、双方向光増幅器１００の光増幅器１２１及び１２２のＥＤＦを１本のＥＤＦで構成できる。このため、双方向光増幅器３００は、双方向光増幅器１００と比較して、小型化が可能であるというさらなる効果を奏する。

【0042】

（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態の双方向光増幅器４００の構成例を示すブロック図である。双方向光増幅器４００は、双方向光増幅器３００が備える励起光源１６１及び１６２に代えて、励起光源１６７及び光スイッチ１６８を備える点で相違する。励起光源１６７は単一の励起光を生成する光源であり、光スイッチ１６８は、励起光源１６７が生成した励起光を光合波器１６３又は光合波器１６４へ出力する。光スイッチ１６８は、２コアＥＤＦ１７０が第１の方向の光を増幅する場合には励起光が光合波器１６３へ出力されるように光路を切り替える。また、光スイッチ１６８は、２コアＥＤＦ１７０が第２の方向の光を増幅する場合には励起光が光合波器１６４へ出力されるように、励起光の光路を切り替える。光スイッチ１６８による励起光の光路の切り替えの判断の手順は、第１の実施形態で説明した手順が適用できる。

【0043】

このような構成を備える双方向光増幅器４００は、双方向光増幅器３００の効果に加えて、励起光源の個数を削減できるという効果を奏する。

【0044】

（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態の双方向光増幅器５００の構成例を示すブロック図である。双方向光増幅器５００は、双方向光増幅器３００が備える励起光源１６１及び１６２、並びに光合波器１６３及び１６４に代えて、励起光源１７３及び光カプラ１７４を備える点で相違する。励起光源１７３は、単一の励起光を生成する光源である。また、光カプラ１７４は、励起光源１６７が生成した励起光を２コアＥＤＦ１７０のクラッド領域に注入させる。ＦＩＦＯ１７１及び１７２、２コアＥＤＦ１７０並びに光カプラ１７４は、図１の双方向光増幅器１００の光増幅器１２１及び１２２として機能する。また、励起光源１７３は、双方向光増幅器１００の励起光供給部１３１として機能する。

【0045】

双方向光増幅器５００は、増幅する方向の光のための励起光のパワーのみが２コアＥＤＦ１７０のクラッド領域に供給されればよい。従って、第１乃至第４の実施形態で説明した双方向光増幅器と同様に、双方向光増幅器５００は、光信号の伝送方向を時間的に切り替えて双方向伝送を行う場合に、消費電力が小さく、かつ双方向の光の増幅が可能である。さらに、双方向光増幅器５００は、クラッド領域に励起光を注入する「クラッド励起」と呼ばれる手法を用いている。クラッド励起では比較的安価なマルチモードレーザを励起光源として使用できるため、双方向光増幅器５００の低コスト化を図ることができる。

【0046】

（第６の実施形態）
以下の実施形態では、ＭＣＦを光伝送路に用いた光伝送システム（以下、「ＭＣＦ伝送システム」という。）に適用可能な双方向光増幅器について説明する。ＭＣＦを用いて長距離伝送を行う場合には、近接するコア間において光信号のクロストークが発生する恐れがある。そして、ＭＣＦのコア間で発生するクロストークは、同一方向に光信号が伝搬するコア間では比較的大きい。また、互いに逆方向に光信号が伝搬するコア間のクロストークは、同一方向に光信号が伝搬するコア間のクロストークよりも小さいことが知られている。そこで、同一方向に光信号が伝搬するコア間のクロストークを低減するために、双方向伝送を行うＭＣＦ伝送システムにおいて、近接するコア間では光信号の方向を互いに逆向きとし、所定の期間又は時刻ごとにそれらの光信号の向きを逆転させてもよい。このようにして、ＭＣＦ内の近接するコアの間において光信号の伝送方向を逆向きとすることで、クロストークを抑制しつつ双方向伝送を実現できる。

【0047】

このような、コア毎に時分割で双方向伝送を行うＭＣＦ伝送システムでは、ある時刻において１本のコアを伝搬する光信号の方向は１方向のみである。このため、そのコアを伝搬する光信号を増幅する光ファイバ増幅器は、同時に双方向の光信号を増幅する機能を要せず、当該時刻においてコアを伝搬する光信号の方向のみの増幅機能を備えればよい。第１乃至第５の実施形態において図１－図８で例示した双方向光増幅器は、このようなＭＣＦ伝送システムに適用できる。

【0048】

図９は、本発明の第６の実施形態の双方向光増幅装置６００の構成例を示すブロック図である。双方向光増幅装置６００は、２台の双方向光増幅器６０１及び６０２、ＭＣＦ６１１及び６１２、並びにＦＩＦＯ６１３及び６１４を備える。双方向光増幅器６０１及び６０２は、ＦＩＦＯ６１３及び６１４の間に並列に配置されている。

【0049】

ＭＣＦ６１１及び６１２は、いずれも、２本のコアを備えるＭＣＦである。ＭＣＦ６１１のそれぞれのコアを伝送される光は時分割かつ互いに逆向きで双方向伝送される。ＭＣＦ６１２も同様に、それぞれのコアを伝送される光は時分割かつ互いに逆向きで双方向伝送される。ＦＩＦＯ６１３及び６１４は、２コアのＭＣＦと２本のＳＣＦとを接続可能なＦＩＦＯである。ＦＩＦＯ６１３は、ＭＣＦ６１１の２本のコア（コア１及びコア２）を、それぞれ、双方向光増幅器６０１及び６０２の一端に接続する。ＦＩＦＯ６１４は、ＭＣＦ６１２の２本のコア（コア１及びコア２）を、それぞれ、双方向光増幅器６０１及び６０２の他端のそれぞれのＳＣＦと接続する。

【0050】

双方向光増幅器６０１及び６０２は、それぞれ、図１－図８で説明した双方向光増幅器のいずれかの構成を備える。このため、双方向光増幅器６０１及び６０２の構成の説明は省略する。ＦＩＦＯ６１３のＳＣＦ側は、双方向光増幅器６０１及び６０２がそれぞれ備えるＳＣＦの入出力ポート１０１と接続され、ＦＩＦＯ６１４のＳＣＦ側は、双方向光増幅器６０１及び６０２がそれぞれ備えるＳＣＦの入出力ポート１０２と接続される。

【0051】

双方向光増幅装置６００が備える双方向光増幅器６０１及び６０２は、図１－図８の実施形態で説明した双方向光増幅器のそれぞれの効果を奏するため、双方向光増幅装置６００も、これらの光増幅器の効果を享受できる。さらに、双方向光増幅装置６００は、ＭＣＦ伝送システムにおいて、それぞれのコアを伝搬する光を、コア間のクロストークを抑制しつつ低消費電力で増幅できる。その理由は、ＭＣＦ６１１及びＭＣＦ６１２のそれぞれにおいて、２本のコアを伝送される光は時分割かつ互いに逆向きで双方向伝送されるとともに、光が伝送される際にのみ光増幅器に励起光が供給されるからである。

【0052】

（第６の実施形態の変形例）
図１０は、双方向光増幅装置６００Ａの構成例を示すブロック図である。双方向光増幅装置６００Ａは、図９で説明した双方向光増幅装置６００の変形例である。

【0053】

双方向光増幅装置６００は、Ｎ台の双方向光増幅器６０１－６０Ｎ、ＭＣＦ６１１Ａ及び６１２Ａ、並びにＦＩＦＯ６１３Ａ及び６１４Ａを備える。双方向光増幅器６０１－６０Ｎは、ＦＩＦＯ６１３Ａ及び６１４Ａの間に並列に配置されている。ここで、Ｎは２以上の整数である。双方向光増幅装置６００Ａは、双方向光増幅装置６００が備える双方向光増幅器６０１及び６０２の並列数を２からＮに拡大したものである。

【0054】

ＭＣＦ６１１Ａ及び６１２Ａは、いずれもＮ本のコアを持つＮコアのＭＣＦであり、ＦＩＦＯ６１３Ａ及び６１４Ａは、ＮコアのＭＣＦとＮ本のＳＣＦとを接続可能なＦＩＦＯである。ＦＩＦＯ６１３Ａは、ＭＣＦ６１１ＡのＮ本のコア（コア１－コアＮ）と、双方向光増幅器６０１－６０Ｎの一端のそれぞれのＳＣＦとの間をそれぞれ接続する。ＦＩＦＯ６１４Ａは、ＭＣＦ６１２ＡのＮ本のコア（コア１－コアＮ）と、双方向光増幅器６０１－６０Ｎの他端のそれぞれのＳＣＦとの間をそれぞれ接続する。双方向光増幅器６０１－６０Ｎは、それぞれ、第１乃至第５の実施形態で説明した双方向光増幅器のいずれかの構成を備える。このような構成により、ＭＣＦ６１１Ａのコア１は、双方向光増幅器６０１を介して、ＭＣＦ６１２Ａのコア１と接続される。ＭＣＦ６１１Ａのコア２－コアＮも、同様に、それぞれ双方向光増幅器６０２－６０Ｎを介して、ＭＣＦ６１２Ａのコア２－コアＮと接続される。

【0055】

このような構成を備える双方向光増幅装置６００Ａは、ＮコアＭＣＦを用いたＭＣＦ伝送システムにおいて、それぞれのコアを伝搬する光を独立に増幅できる。そして、双方向光増幅装置６００Ａが備える双方向光増幅器６０１－６０Ｎは、第１乃至第５の実施形態で説明した双方向光増幅器のそれぞれの効果を奏する。このため、双方向光増幅装置６００Ａも、双方向光増幅装置６００と同様に、これらの光増幅器の効果を享受できる。

【0056】

（第７の実施形態）
図１１は、本発明の第７の実施形態の双方向光増幅装置７００の構成例を示すブロック図である。双方向光増幅装置７００は、双方向光増幅器７０１、ＭＣＦ７１１及び７１２、並びにＦＩＦＯ７１３及び７１４を備える。双方向光増幅器７０１は、ＦＩＦＯ７１３及び７１４の間に並列に配置されている。双方向光増幅器７０１については後述する。

【0057】

ＭＣＦ７１１のそれぞれのコアを伝送される光は時分割かつ互いに逆向きで双方向伝送される。ＭＣＦ７１２も同様に、それぞれのコアを伝送される光は時分割かつ互いに逆向きで双方向伝送される。ＦＩＦＯ７１３及び７１４は、２コアのＭＣＦと２本のＳＣＦとを接続可能なＦＩＦＯである。ＦＩＦＯ７１３は、ＭＣＦ７１１の２本のコア（コア１及びコア２）を、それぞれ、双方向光増幅器７０１の一端に接続する。ＦＩＦＯ７１４は、ＭＣＦ７１２の２本のコア（コア１及びコア２）を、それぞれ、双方向光増幅器７０１の他端に接続する。

【0058】

図１２は、双方向光増幅器７０１の構成例を示すブロック図である。双方向光増幅器７０１は、ＭＣＦ７１１のコア１とＭＣＦ７１２のコア１との間を伝搬する光と、ＭＣＦ７１１のコア２とＭＣＦ７１２のコア２との間を伝搬する光を増幅する。

【0059】

ＭＣＦ７１１のコア１及びコア２は、それぞれ、ＦＩＦＯ７１３を介して、入出力ポート７７１及び７７３と接続される。ＭＣＦ７１２のコア１及びコア２は、それぞれ、ＦＩＦＯ７１４を介して、入出力ポート７７２及び７７４と接続される。光サーキュレータ７２１及び７２３並びにＦＩＦＯ７３１は、ＦＩＦＯ７１３からＦＩＦＯ７１４へ進む２個の第１の方向の光（すなわち、図１２において左から右へ進む光）のそれぞれを、２コアＥＤＦ７６１の異なるコアに導くように接続される。光カプラ７４３は、励起光源７４１が生成した励起光を、２コアＥＤＦ７６１のクラッド領域へ注入する。これにより、第１の方向の光が増幅される。そして、光サーキュレータ７２２及び７２４並びにＦＩＦＯ７３２は、２コアＥＤＦ７６１のそれぞれのコアで増幅された２個の第１の方向の光がＦＩＦＯ７１４へ出力されるように接続される。

【0060】

光サーキュレータ７２２及び７２４並びにＦＩＦＯ７３４は、ＦＩＦＯ７１４からＦＩＦＯ７１３へ進む２個の第２の方向の光のそれぞれを、２コアＥＤＦ７６２のそれぞれのコアに導くように接続される。光カプラ７４４は、励起光源７４２が生成した励起光を、２コアＥＤＦ７６２のクラッド領域へ注入する。これにより、第２の方向の光が増幅される。そして、光サーキュレータ７２１及び７２３並びにＦＩＦＯ７３３は、２コアＥＤＦ７６２のそれぞれのコアで増幅された２個の第２の方向の光が、ＦＩＦＯ７１３へ出力されるように接続される。光フィルタ７５１－７５４は、２コアＥＤＦ７６１及び７６２で発生するＡＳＥを除去する波長フィルタであり、必要に応じて設けられる。

【0061】

入出力ポート７７１及び７７３は、図１の双方向光増幅器１００の入出力ポート１０１としての機能を備える。入出力ポート７７２及び７７４は、双方向光増幅器１００の入出力ポート１０２としての機能を備える。ＦＩＦＯ７３１－７３４、２コアＥＤＦ７６１及び７６２、並びに光カプラ７４３及び７４４は、双方向光増幅器１００の光増幅器１２１及び１２２としての機能を備える。また、励起光源７４１及び７４２は、双方向光増幅器１００の励起光供給部１３１としての機能を備える。すなわち、励起光源７４１及び７４２は、２コアＥＤＦ７６１及び７６２のいずれか一方に励起光を供給する。これにより、光が入力されない方向の２コアＥＤＦに供給される励起光の電力を削減できる。

【0062】

ここで、図１２を参照すると、２コアＥＤＦ７６１は第１の方向の光のみを増幅し、２コアＥＤＦ７６２は第２の方向の光のみを増幅する。そして、励起光は、２コアＥＤＦ７６１及び７６２において、増幅される光の入力側から注入される。すなわち、２コアＥＤＦ７６１及び７６２は、いずれも、常に前方励起によって光を増幅する。これに対して、例えば図８に記載された２コアＥＤＦ１７０では、ＦＩＦＯ１７１からＦＩＦＯ１７２へ向かう第１の方向の光に対しては前方励起であり、ＦＩＦＯ１７２からＦＩＦＯ１７１へ向かう第２の方向の光に対しては後方励起である。双方向光増幅器７０１においては、２コアＥＤＦ７６１及び７６２は常に同一の方向の光を増幅するため、増幅される光の方向毎に、ＥＤＦの増幅特性の差が生じにくいという効果を奏する。なお、２コアＥＤＦ７６１及び７６２は後方励起で使用されてもよい。なお、一般に、２コアＥＤＦ７６１及び２コアＥＤＦ７６２の長さはＭＣＦ伝送システムの伝送路の長さと比べて充分に短いため、２コアＥＤＦ７６１及び２コアＥＤＦ７６２のそれぞれにおけるクロストークの影響は無視できる。

【0063】

双方向光増幅器７０１及びこれを備える双方向光増幅装置７００は、２コアＥＤＦ７６１及び７６２が、同一の励起方向で光を増幅するため、光の方向毎の増幅特性の差が生じにくいという効果を奏する。加えて、双方向光増幅器５００と同様に、クラッド励起により、双方向光増幅器７０１及び双方向光増幅装置７００の低コスト化を図ることも可能である。また、双方向光増幅装置６００と同様に、双方向光増幅装置７００は、コア毎の光信号の伝送方向を時間的に切り替えて双方向伝送を行うＭＣＦ伝送システムにおいて、それぞれのコアを伝搬する光を、クロストークを抑制しつつ低消費電力で増幅できる。その理由は、ＭＣＦ７１１及びＭＣＦ７１２のそれぞれにおいて、２本のコアを伝送される光は時分割かつ互いに逆向きで双方向伝送されるとともに、光が伝送される際にのみ光増幅器に励起光が供給されるからである。

【0064】

（第８の実施形態）
図１３は、本発明の第８の実施形態の双方向光増幅装置８００の構成例を示すブロック図である。双方向光増幅装置８００は、図６で説明した双方向光増幅器３００がＮ個並列に配置された機能を備える。Ｎは２以上の整数である。すなわち、ＦＩＦＯ８３１はＮコアＭＣＦ８１１のコア１－コアＮを、それぞれ、Ｎ個の光サーキュレータ８４１－８４ＮのＮ本のＳＣＦと接続する。また、ＦＩＦＯ８３４は、ＮコアＭＣＦ８１２のコア１－コアＮを、それぞれ、Ｎ個の光サーキュレータ８５１－８５ＮのＮ本のＳＣＦと接続する。

【0065】

２ＮコアＥＤＦ８２０は、２Ｎ本のコアを持つマルチコアファイバのＥＤＦである。２ＮコアＥＤＦ８２０は、双方向光増幅器３００の２コアＥＤＦ１７０をＮ本並列にしたものと同様の機能を備える。ＦＩＦＯ８３２は、ＳＣＦによって光サーキュレータ８４１－８４Ｎと接続された２Ｎ本のコアを、２ＮコアＥＤＦ８２０のそれぞれのコアの一端と接続する。また、ＦＩＦＯ８３３は、ＳＣＦによって光サーキュレータ８５１－８５Ｎと接続された２Ｎ本のコアを、２ＮコアＥＤＦ８２０のそれぞれのコアの他端と接続する。

【0066】

すなわち、ＮコアＭＣＦ８１１のコア１は、光サーキュレータ８４１、２ＮコアＥＤＦの第１のコア、光サーキュレータ８５１を介して、ＮコアＭＣＦ８１２のコア１と接続される。ＮコアＭＣＦ８１１のコア２－コアＮも、同様に、それぞれ光サーキュレータ８４２－８４Ｎ、２ＮコアＥＤＦの第２－第Ｎのコア、光サーキュレータ８５２－８５Ｎを介して、ＮコアＭＣＦ８１２のコア２－コアＮと接続される。

【0067】

光サーキュレータ及びマルチコアＥＤＦを用いた双方向光増幅器の基本的な構成及び動作は、双方向光増幅器３００と同様であるので、双方向光増幅装置８００の細部の説明は省略する。また、２ＮコアＥＤＦ８２０を励起するために、第１の方向について、双方向光増幅器３００の励起光源１６１及び光合波器１６３と同様の構成が、光サーキュレータ８４１－８４ＮとＦＩＦＯ８３２との間にＮ組備えられる。また、第２の方向について、励起光源１６２及び光合波器１６４と同様の構成が、光サーキュレータ８５１－８５ＮとＦＩＦＯ８３３との間にＮ組備えられる。ただし、図１３ではこれらの励起光源及び光合波器の記載は省略されている。

【0068】

このように構成された双方向光増幅装置８００は、双方向光増幅器３００がＮ台並列に配置された構成を備える。このため、双方向光増幅装置８００は、双方向光増幅器３００の効果を享受できる。そして、双方向光増幅装置８００は、ＮコアＭＣＦ８１１及び８１２に接続し、ＮコアＭＣＦを用いたＭＣＦ伝送システムによって伝送される光を増幅できる。また、２ＮコアＥＤＦ８２０を用いることで、２コアＥＤＦをＮ個並列に配置した構成と比較して、ＥＤＦを小型化することができる。

【0069】

なお、本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、これらには限定されない。

【0070】

（付記１）
第１の入出力ポートと、第２の入出力ポートと、
前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとを接続する第１の光路を伝搬する第１の方向の光を増幅する第１の光増幅手段と、
前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとを接続する光路であり、かつ、前記第１の光路とは異なる光路である第２の光路を伝搬する第２の方向の光を増幅し、さらに前記第１の光増幅手段と並列に配置された第２の光増幅手段と、
前記第１の光路と前記第２の光路との少なくとも一方を構成する光路構成手段と、
前記第１の光増幅手段又は前記第２の光増幅手段のいずれかに励起光を供給する励起光供給手段と、
を備える双方向光増幅器。

【0071】

（付記２）
前記光路構成手段は、
前記第１の入出力ポートに入力された前記第１の方向の光を前記第１の光増幅手段へ出力するとともに、前記第２の光増幅手段から出力された前記第２の方向の光を前記第１の入出力ポートへ出力する第１の光サーキュレータと、
前記第２の入出力ポートに入力された前記第２の方向の光を前記第２の光増幅手段へ出力するとともに、前記第１の光増幅手段から出力された前記第１の方向の光を前記第２の入出力ポートへ出力する第２の光サーキュレータと、
を備える付記１に記載された双方向光増幅器。

【0072】

（付記３）
前記光路構成手段は、
前記第１の入出力ポートに入力された前記第１の方向の光を前記第１の光増幅手段へ出力し、又は、前記第２の光増幅手段から出力された前記第２の方向の光を前記第１の入出力ポートへ出力する第１の光スイッチと、
前記第２の入出力ポートに入力された前記第２の方向の光を前記第２の光増幅手段へ出力し、又は、前記第１の光増幅手段から出力された前記第１の方向の光を前記第２の入出力ポートへ出力する第２の光スイッチと、
を備える付記１に記載された双方向光増幅器。

【0073】

（付記４）
前記励起光供給手段は、単一の励起光源で生成された前記励起光を前記第１の光増幅手段及び前記第２の光増幅手段のいずれか一方へ供給する、付記１乃至３のいずれか１項に記載された双方向光増幅器。

【0074】

（付記５）
前記第１の光増幅手段及び前記第２の光増幅手段は、前記励起光が供給されない場合に、それぞれ、入力される前記第１の方向の光のパワー及び入力される前記第２の方向の光のパワーを低減する光減衰手段をそれぞれ備える、付記１乃至４のいずれか１項に記載された双方向光増幅器。

【0075】

（付記６）
前記第１の方向の光及び前記第２の方向の光が所定の状態であるかどうかを示す情報を前記励起光供給手段に出力する光監視手段を備え、
前記励起光供給手段は、
前記第１の方向の光のみが前記所定の状態である場合には前記第１の光増幅手段のみに前記励起光を供給し、
前記第２の方向の光のみが前記所定の状態である場合には前記第２の光増幅手段のみに前記励起光を供給する、
付記１乃至５のいずれか１項に記載された双方向光増幅器。

【0076】

（付記７）
第１のＦＩＦＯと、
第２のＦＩＦＯと、
第１のコア及び第２のコアを備えるマルチコアＥＤＦを備え、
前記第１の光増幅手段及び前記第２の光増幅手段は、それぞれ、前記マルチコアＥＤＦの前記第１のコア及び前記第２のコアを光増幅媒体とし、
前記マルチコアＥＤＦの一端及び他端は、それぞれ、前記第１のＦＩＦＯ及び第２のＦＩＦＯを介して、前記光路構成手段と接続される、
付記１乃至６のいずれか１項に記載された双方向光増幅器。

【0077】

（付記８）
前記励起光供給手段は、前記マルチコアＥＤＦのクラッドに前記励起光を供給する、付記７に記載された双方向光増幅器。

【0078】

（付記９）
２Ｎ本のコアを備えるマルチコアＥＤＦと、
Ｎ組の付記７又は８に記載された光増幅器を備え、
Ｎは２以上の整数であり、
前記第１のＦＩＦＯ及び前記第２のＦＩＦＯは、前記２Ｎ本のコアを備えるマルチコアＥＤＦが、前記Ｎ組の光増幅器のそれぞれの前記第１及び第２の光増幅手段として機能するように配置された、
双方向光増幅装置。

【0079】

（付記１０）
第３のＦＩＦＯと、第４のＦＩＦＯと、
Ｎ台の、付記１乃至８のいずれか１項に記載された双方向光増幅器と、を備え、
Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ台の双方向光増幅器が、前記第３のＦＩＦＯの一端と前記第４のＦＩＦＯの一端との間に並列に配置され、
前記第３のＦＩＦＯの他端及び前記第４のＦＩＦＯの他端は、それぞれ、第１のマルチコアファイバ及び第２のマルチコアファイバと接続された、
双方向光増幅装置。

【0080】

（付記１１）
前記第１の光増幅手段は第３のＦＩＦＯ、第４のＦＩＦＯ及び第１の２コアＥＤＦを備え、
前記第２の光増幅手段は第５のＦＩＦＯ、第６のＦＩＦＯ及び第２の２コアＥＤＦを備え、
前記第１の２コアＥＤＦの一端及び他端は、それぞれ、前記第３のＦＩＦＯ及び第４のＦＩＦＯと接続され、
前記第２の２コアＥＤＦの一端及び他端は、それぞれ、前記第５のＦＩＦＯ及び第６のＦＩＦＯと接続され、
前記第３及び第４のＦＩＦＯは前記第１の光路を構成するように配置され、
前記第５及び第６のＦＩＦＯは前記第２の光路を構成するように配置された、
付記１乃至６のいずれか１項に記載された双方向光増幅器。

【0081】

（付記１２）
第１の光増幅手段と第２の光増幅手段とを並列に配置し、
第１の入出力ポートと第２の入出力ポートとを接続する第１の光路を伝搬する第１の方向の光を、前記第１の光増幅手段によって増幅し、
前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートとを接続する光路であり、かつ、前記第１の光路とは異なる光路である第２の光路を伝搬する第２の方向の光を、前記第２の光増幅手段によって増幅し、
前記第１の光路と前記第２の光路との少なくとも一方を構成し、
前記第１の光増幅手段又は前記第２の光増幅手段のいずれかに励起光を供給する、
双方向光増幅方法。

【0082】

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【0083】

例えば、励起光供給部１３１の機能はプログラム化されてもよい。そして、各実施形態の双方向光増幅器は、プログラムをコンピュータによって実行することで、励起光供給部１３１が備える機能の一部または全部を実現してもよい。コンピュータは、例えば、論理デバイスや中央処理装置、デジタル信号処理装置である。また、プログラムは、コンピュータ読取可能な、固定された非一時的な記録媒体に記録されてもよい。記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク、固定磁気ディスク、不揮発性半導体メモリである。プログラムは、ネットワークを介して配信されてもよい。

【0084】

また、それぞれの実施形態に記載された構成は、必ずしも互いに排他的なものではない。本発明の作用及び効果は、上述の実施形態の全部又は一部を組み合わせた構成によって実現されてもよい。

【符号の説明】

【0085】

１００、１００Ａ、１００Ｂ 双方向光増幅器
１０１、１０２ 入出力ポート
１１１、１１２ 光路構成部
１１３、１１４ 光サーキュレータ
１１５、１１６、１６８ 光スイッチ
１２１、１２２ 光増幅器
１３１ 励起光供給部
１４１、１４２ 光減衰部
１５１、１５２ 光監視部
１６１、１６２、１６７ 励起光源
１６３、１６４ 光合波器
１６５、１６６ 光フィルタ
１７１、１７２ ＦＩＦＯ
１７３ 励起光源
１７４ 光カプラ
２００、２００Ａ、３００、４００、５００ 双方向光増幅器
６００、６００Ａ 双方向光増幅装置
６０１－６０Ｎ 双方向光増幅器
６１１、６１１Ａ、６１２、６１２Ａ ＭＣＦ
６１３、６１４、６１３Ａ、６１４Ａ ＦＩＦＯ
７００ 双方向光増幅装置
７０１ 双方向光増幅器
７１１、７１２ ＭＣＦ
７２１－７２４ 光サーキュレータ
７３１－７３４ ＦＩＦＯ
７４１、７４２ 励起光源
７４３、７４４ 光カプラ
７５１－７５４ 光フィルタ
７６１、７６２ ２コアＥＤＦ
７７１－７７４ 入出力ポート
８００ 双方向光増幅装置
８１１、８１２ ＮコアＭＣＦ
８３１－８３４ ＦＩＦＯ
８４１－８４Ｎ、８５１－８５Ｎ 光サーキュレータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】