(57)【要約】【課題】  一心の光ファイバで双方向の光信号を安定して増幅することのできる光増幅器を実現すること。【解決手段】  本発明による増幅器は、光合分波器１５ａおよび１５ｂの間に、光アイソレータ１６ａおよび１６ｂがそれぞれ上りおよび下り方向に配置された反射防止手段を備える。反射防止手段は、上りおよび下りの各信号を通過させるが、それぞれの反射光を阻止するように構成される。この反射防止手段によって反射光が低減されるので、増幅器の反射光に起因する多重増幅による発振を抑え、双方向の安定した増幅が可能となる。【選択図】  図３
2006060728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号と、該第１の信号とは波長の異なる第２の信号とが互いに逆方向に伝播する一心の伝送路において各信号の逆方向のアイソレーションを提供する光アイソレータであって、
第１の経路の一端と、第２の経路の一端とを一心の伝送路に接続した第１の光合分波手段であって、前記伝送路から入来する前記第１の信号を前記第１の経路へ分波し、前記第２の経路から入来する前記第２の信号を前記伝送路へ合波する第１の光合分波手段と、
前記第１の経路の他端と、前記第２の経路の他端とを一心の伝送路に接続した第２の光合分波手段であって、前記第１の経路から入来する前記第１の信号を前記伝送路へ合波し、前記伝送路から入来した前記第２の信号を前記第２の経路へ分波する第２の光合分波手段と、
前記第１の経路に対して前記第２の信号と同じ波長の信号を減衰する第１の波長選択手段と、
前記第２の経路に対して前記第１の信号と同じ波長の信号を減衰する第２の波長選択手段と、
前記第１の経路において前記第１の信号とは逆方向の信号を遮断する第１の光アイソレーション手段と、
前記第２の経路において前記第２の信号とは逆方向の信号を遮断する第２の光アイソレーション手段と
を備えたことを特徴とする光アイソレータ。
【請求項２】
請求項１に記載の光アイソレータであって、
前記第１の経路および前記第２の経路の少なくとも一方に光量調整手段を備えたことを特徴とする光アイソレータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光アイソレータと、前記第１の信号および前記第２の信号の少なくとも一方を増幅する増幅手段を備えたことを特徴とする光増幅器。
【請求項４】
請求項３に記載の光増幅器において、前記増幅手段は、前記第１の経路および前記第２の経路の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする光増幅器。
【請求項５】
請求項１または２に記載の光アイソレータを備えたことを特徴とする伝送路。
【請求項６】
請求項３または４に記載の光増幅器を備えたことを特徴とする伝送路。
【請求項７】
請求項５または６に記載の伝送路上で第１の装置における第１の時計の時刻と第２の装置における第２の時計の時刻とを比較する時刻比較システムであって、
前記第１の装置は、
前記第１の時計に基づいて第１の信号を前記伝送路に送出する送信手段と、
前記伝送路を介して前記第２の装置からの第２の信号を受信する受信手段と、
前記第１の信号を送出するタイミングと前記第２の信号を受信するタイミングとの時間差ｔ１を計測する計時手段とを備え、
前記第２の装置は、
前記第２の時計に基づいて前記第２の信号を前記伝送路に送出する送信手段と、
前記伝送路を介して前記第１の装置からの前記第１の信号を受信する受信手段と、
前記第２の信号を送出するタイミングと前記第１の信号を受信するタイミングとの時間差ｔ２を計測する計時手段とを備え、
前記時間差ｔ１およびｔ２に基づいて前記第１の時計と前記第２の時計との時刻差を判定することを特徴とする時刻比較システム。
【請求項８】
請求項７に記載の時刻比較システムにおいて、
前記伝送路は、光ファイバであり、前記第１の信号および前記第２の信号は、前記光ファイバの零分散波長を中心に互いに等間隔の波長に設定されたことを特徴とする時刻比較システム。
【請求項９】
請求項５または６に記載の伝送路を備えたことを特徴とする通信ネットワーク。
【請求項１０】
請求項７または８に記載の時刻比較システムを用いてネットワーク同期を実現したことを特徴とする通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一心の双方向波長多重光伝送のための光アイソレータおよび光増幅器に関する。さらに、本発明は、一心の双方向波長多重光増幅器を使用した通信ネットワークおよび時刻比較システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
世界の標準時である国際原子時（ＴＡＩ）の生成は、各国の標準機関が有する原子時計の時刻を各種の手段で比較し、これらの比較データを国際度量衡局（ＢＩＰＭ）がまとめて集計することにより行われている。
【０００３】
従来、原子時計の時刻を比較する手段には、ＧＰＳ衛星に搭載されたセシウム原子時計からの信号と各国の原子時計とを比較する方法（コモンビュー方式）、衛星や光ファイバを利用した双方向の時刻比較方法などがある（非特許文献１〜３）。現在広く採用されているコモンビュー方式の時刻比較精度は、５ｎｓ程度が限界となっている（非特許文献１）。
【０００４】
一方、各国の原子時計の性能は年々向上し（不確かさ〜１０−１５）、国際間の時刻比較法においてもさらなる高精度化（サブｎｓ）が強く求められている。一般に、双方向時刻比較方法は、こうした高精度化に適した方法である。
【０００５】
ここで、図１を参照して、衛星や光ファイバを利用した双方向時刻比較方法の原理について説明する。ここでは図１の標準機関１００が有する原子時計１と、標準機関２００が有する原子時計２との時間差ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２を求める。
【０００６】
先ず、各標準機関の時刻比較装置４および５から自己の原子時計に基づいて時刻比較用のパルスＰ１およびＰ２がそれぞれ送出される。パルスＰ１およびＰ２はそれぞれ上りおよび下り方向に伝播する（本明細書では、「上り」および「下り」の用語を、互いの方向を区別するためにのみ使用する）。各パルスは、衛星を利用する場合は空間を、光ファイバを利用する場合は光ファイバを伝播し、伝送路の距離に応じて伝播時間τだけ遅れて相手先に到達する。
【０００７】
図１に示すように、各時刻比較装置４および５におけるパルス送信（Ｓｔａｒｔ）とパルス受信（Ｓｔｏｐ）の時間間隔ｔ１およびｔ２を計測する。ここで、時間間隔ｔ１およびｔ２は、
ｔ１＝ΔＴ+τ２                                        （１）
ｔ２＝−ΔＴ+τ１                                      （２）
となる。従って、式（１）および（２）より、
ΔＴ＝（ｔ１−ｔ２）／２＋（τ１−τ２）／２            （３）
となり、上りおよび下りの伝播時間が同じ（すなわち、τ１＝τ２）であれば、式（３）の第２項は相殺されるため、精度良く原子時計間の時間差ΔＴを求めることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２８３４３８号公報
【非特許文献１】今江，「時間・周波数精密比較法」，通信総合研究所季報，２００３年，Ｖｏｌ．４９，Ｎｏｓ．１／２，ｐｐ．１０３−１０９
【非特許文献２】今江、木原，「周波数と時刻の精密比較・伝送技術の動向」，電気学会論文誌Ｃ，１１９巻７号，ｐｐ．７７１−７７６
【非特許文献３】今江、外６名，「衛星双方向方式」，通信総合研究所季報，２００３年，Ｖｏｌ．４９，Ｎｏｓ．１／２，ｐｐ．１２１−１２８
【非特許文献４】ITU-T Recommendation G.692 (10/98), ”Opticalinterfaces for multichannel systems with optical amplifiers”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
衛星を利用した双方向時刻比較システムは、設備コストおよび運用コストが高く、実用化されてはいるもののその用途は限られたものとなっている。他方、光ファイバを用いた双方向時刻比較システムは、近年の光通信技術の発展および普及に伴い、開発や実用化が図られつつあるが、下記のようないくつかの問題がある。
【００１０】
光ファイバを伝送路に利用して高精度の時刻比較を実現するためには、上述したように各方向の伝播時間を等しくする必要がある。しかし、現在通信に使用されている双方向のＷＤＭ光伝送システムは、図２に示すように、上りおよび下り用にそれぞれ光ファイバ３ａおよび光ファイバ３ｂのように二心の光ファイバを用いている。それゆえ、双方向時刻比較システムに使用する場合、上りおよび下りの伝送路間の伝播遅延に差が生じ、精度に影響するという問題がある。
【００１１】
そのため、光ファイバ伝送路には、一心で双方向の光伝送を行えることが望ましい。このような方法には、波長多重を用いた方法（特許文献１）が知られている。しかしながら、この方法では、伝送路で減衰した信号の増幅手段がなく、伝送距離が限られるという問題がある。
【００１２】
一方、双方向の増幅手段としては、添加ファイバや半導体による光増幅器が知られている。しかしながら、一心の光ファイバでの双方向増幅では、増幅器の入出力部や伝送路中の光コネクタにおいて反射光が生じ、多重増幅を引き起こし発振することがあり、増幅器の動作が不安定になるという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、一心の伝送路において双方向の増幅を安定して実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１の信号と、該第１の信号とは波長の異なる第２の信号とが互いに逆方向に伝播する一心の伝送路において各信号の逆方向のアイソレーションを提供する光アイソレータであって、第１の経路の一端と、第２の経路の一端とを一心の伝送路に接続した第１の光合分波手段であって、前記伝送路から入来する前記第１の信号を前記第１の経路へ分波し、前記第２の経路から入来する前記第２の信号を前記伝送路へ合波する第１の光合分波手段と、前記第１の経路の他端と、前記第２の経路の他端とを一心の伝送路に接続した第２の光合分波手段であって、前記第１の経路から入来する前記第１の信号を前記伝送路へ合波し、前記伝送路から入来した前記第２の信号を前記第２の経路へ分波する第２の光合分波手段と、前記第１の経路に対して前記第２の信号と同じ波長の信号を減衰する第１の波長選択手段と、前記第２の経路に対して前記第１の信号と同じ波長の信号を減衰する第２の波長選択手段と、前記第１の経路において前記第１の信号とは逆方向の信号を遮断する第１の光アイソレーション手段と、前記第２の経路において前記第２の信号とは逆方向の信号を遮断する第２の光アイソレーション手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光アイソレータであって、前記第１の経路および前記第２の経路の少なくとも一方に光量調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、光増幅器であって、請求項１または２に記載の光アイソレータと、前記第１の信号および前記第２の信号の少なくとも一方を増幅する増幅手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光増幅器において、前記増幅手段は、前記第１の経路および前記第２の経路の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、伝送路であって、請求項１または２に記載の光アイソレータを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、伝送路であって、請求項３または４に記載の光増幅器を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の伝送路上で第１の装置における第１の時計の時刻と第２の装置における第２の時計の時刻とを比較する時刻比較システムであって、前記第１の装置は、前記第１の時計に基づいて第１の信号を前記伝送路に送出する送信手段と、前記伝送路を介して前記第２の装置からの第２の信号を受信する受信手段と、前記第１の信号を送出するタイミングと前記第２の信号を受信するタイミングとの時間差ｔ１を計測する計時手段とを備え、前記第２の装置は、前記第２の時計に基づいて前記第２の信号を前記伝送路に送出する送信手段と、前記伝送路を介して前記第１の装置からの前記第１の信号を受信する受信手段と、前記第２の信号を送出するタイミングと前記第１の信号を受信するタイミングとの時間差ｔ２を計測する計時手段とを備え、前記時間差ｔ１およびｔ２に基づいて前記第１の時計と前記第２の時計との時刻差を判定することを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の時刻比較システムにおいて、前記伝送路は、光ファイバであり、前記第１の信号および前記第２の信号は、前記光ファイバの零分散波長を中心に互いに等間隔の波長に設定されたことを特徴とする。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、通信ネットワークであって、請求項５または６に記載の伝送路を備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、通信ネットワークであって、請求項７または８に記載の時刻比較システムを用いてネットワーク同期を実現したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、一心の伝送路で双方向の増幅を安定的に実現することができる。これにより、一心の伝送路で長距離の伝送が可能となる。
【００２５】
双方向時刻比較システムにおいては、単一の光ファイバ伝送路を使用して長距離のパルス伝送が可能となるため、長距離間で高精度の時刻比較システムを実現することができる。
【００２６】
また、通信分野においては、一心の光ファイバで双方向の長距離伝送が可能となり、二心の光ファイバによる双方向伝送に比べて、光ファイバの敷設コストの低減ならびに光中継機の小型化および経済化が可能となる。
【００２７】
さらに、通信分野に双方向時刻比較システムを適用することで、超高精度のネットワーク同期を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面には主要な構成要素のみを示し、同様の構成要素には同様の参照符号を付している。
【００２９】
図３に本発明の光増幅器の第１の実施例を示す。図のように光増幅器１０−１は、光コネクタ１１および１９を介してそれぞれ光ファイバ伝送路３ａおよび３ｂに接続されている。ここで、光ファイバ伝送路には、互いに逆方向に進む光信号λ１およびλ２が伝播することが想定されている。光増幅器１０−１は、励起光を供給する励起光源１３と、この励起光を増幅用ファイバ１４に結合する光結合器１２と、励起光により光信号λ１およびλ２を増幅する増幅用ファイバ１４（例えば、エルビウムドープファイバ）と、この増幅用ファイバを光信号λ１（上り）の経路と光信号λ２（下り）の経路とに接合する光合分波器１５ａと、上りの経路に一方向の上りの伝播特性を与える光アイソレータ１６ａと、下りの経路に一方向の下りの伝播特性を与える光アイソレータ１６ｂと、上りの経路と下りの経路を単一の経路に接合する光合分波器１５ｂとを備えている。
【００３０】
次に、図３を参照して、本実施例の動作について説明する。上りの信号λ１は、光伝送路３ａから光コネクタ１１を介して光増幅器１０−１に入力される。次いで、光信号λ１は光結合器１２を通って、増幅用ファイバに入り、励起光源１３からの励起光により増幅される。増幅された光信号λ１は、光合分波器１５ａにより、上りの経路に分波される。ここで、光信号λ１は光アイソレータ１６ａを透過するが、逆方向の光信号は遮断される。光アイソレータ１６ａを透過した光信号λ１は、光合分波器１５ｂにより、再び単一の経路に合波され、光コネクタ１９を介して光増幅器１０−１から光伝送路３ｂに出力される。
【００３１】
下りの信号λ２は、逆の経路を辿る。すなわち、光信号λ２は、光伝送路３ｂから光コネクタ１９を介して光増幅器１０−１に入力され、光合分波器１５ｂにより、下りの経路に分波され、光アイソレータ１６ｂを透過し、光合分波器１５ａにより、再び単一の双方向の経路に合波され、増幅用ファイバ１４に入り、励起光源１３からの励起光により増幅されて光結合器１２を通って、光コネクタ１１を介して光増幅器１０−１から光伝送路３ａに出力される。
【００３２】
ここで、光合分波器１５ａ、１５ｂは、合波器と分波器を直列に接続することで実現することができ、図９に示すような波長選択特性を有している。すなわち、光合分波器１５ａおよび１５ｂは、上りの経路については上りの信号を通過させ、下りの信号を減衰し、下りの経路については下りの信号を通過させ、上りの信号を減衰する。そのため、上りの経路を通過した光信号λ１の反射光（例えば、光コネクタ１９による反射）は、下りの経路については光合分波器１５ｂの波長選択特性により減衰され、上りの経路については光アイソレータ１６ａにより遮断される。同様に、下りの経路を通過した光信号λ２の反射光（例えば、光コネクタ１１による反射）は、上りの経路については光合分波器１５ａの波長選択特性により減衰され、下りの経路については光アイソレータ１６ｂにより遮断される。
【００３３】
このように上りおよび下りの各経路において、それぞれの反射光が光合波分波器１５ａ、１５ｂおよび光アイソレータ１６ａ、１６ｂにより減衰および遮断されるため、双方向の光増幅用ファイバでの多重反射が低減され、多重反射によるレーザ発振を防ぐことができる。より具体的には、光アイソレータのアイソレーションは、通常のもので３０ｄＢ程度である。また、光合分波器の上りおよび下りの経路間のクロストークも通常３０ｄＢ程度あるので、他方の経路への反射漏れも十分に減衰される。さらに、光合分波器を合波器と分波器とを直列に接合することにより、２倍の反射阻止効果が得られる。結果として、上りおよび下りのそれぞれの信号は、光増幅器の反射光による発振を抑えつつ安定して増幅することができる。
【００３４】
図４に本発明の光増幅器の第２の実施例を示す。この実施例による光増幅器１０−２は、図３の上りおよび下りの経路にそれぞれ光量調整器１７ａおよび１７ｂを付加した構成としている。これによって、各経路の利得を調整することができ、各信号レベルを必要に応じて独立して調整することができる。
【００３５】
図５に本発明の光増幅器の第３の実施例を示す。この実施例による光増幅器１０−３は、光アイソレータ１６ａおよび１６ｂと光分波器１５ａおよび１５ｂとからなる反射防止手段と、光アイソレータ１６ｃおよび１６ｄと光合分波器１５ｃおよび１５ｄとからなる反射防止手段とを増幅用光ファイバ１４の前後に配置した構成としている。これによって、二つの反射防止手段の外側で生じる反射光（例えば、光コネクタ１１および１９による反射光）は、上りおよび下りの信号の反射光とも増幅される前に減衰および遮断されるので、反射光の多重増幅による発振をより効果的に防止することができる。
【００３６】
図６に本発明の光増幅器の第４の実施例を示す。この実施例による光増幅器１０−４は、光合分波器１５ａおよび１５ｂと光アイソレータ１６ａおよび１６ｂとからなる反射防止手段の前後に、増幅用ファイバ１４ａと光結合器１２ａと励起光源１３ａからなる増幅手段と、増幅用ファイバ１４ｂと光結合器１２ｂと励起光源１３ｂとからなる増幅手段とを配置した構成としている。これによって、反射を防止しつつ、より大きな利得を達成することができる。
【００３７】
図７に本発明の光増幅器の第５の実施例を示す。この実施例による光増幅器１０−５では、光信号が光合分波器１５ａおよび１５ｂにより上りおよび下りの経路に分かれた後に、光アイソレータ付きの増幅手段によってそれぞれ増幅される。これによって、各経路において独立して増幅および反射防止が可能となる。
【００３８】
上記の実施例では、光合分波器を、波長選択特性を有するものとして説明したが、波長選択特性を有しないか、または不十分な場合は、各経路に光フィルタを挿入する構成としてもよい。また、増幅手段として、増幅用光ファイバを例に挙げて説明したが、半導体光増幅素子を使用してもよい。さらに、図４に示した光量調整器１７ａ、１７ｂを、他の実施例において、適宜使用することができる。
【００３９】
次に、本発明による光増幅器を用いた時刻比較システムについて説明する。本発明の光増幅器を時刻比較システムに使用する場合は、比較精度を上げるために、光増幅器内の上りと下りの経路を同じ長さに設定しておくことが重要である。
【００４０】
図８に本発明の光増幅器を使用した時刻比較システム１０００の実施例を示す。この実施例による時刻比較システムは、標準機関１００の時刻比較装置４と標準機関２００の時刻比較装置８が、光合分波器５、光伝送路３、光増幅器１０および光合分波器７を介して接続されている。この構成は、図１の時刻比較システムにおいて、パルスの伝送に光伝送路と光増幅器とを用いた構成である。当然、光伝送路における光増幅器の数は、標準機関１００および２００の地理的距離に応じて増減することができる。
【００４１】
また、図８の光増幅器１０は、上記の実施例で示したいずれの光増幅器としてもよい。光合分波器５および７は、図９に示すような通過帯域特性を有するものとする。また、時刻比較装置４および８は、図１に示す時刻比較装置と同様のものである。
【００４２】
上記の式（３）で示したように時刻比較システム１０００においては、上りと下りの信号の伝播時間を同じにすることが高精度化の鍵となる。これまで説明したように、上りおよび下りの信号は、物理的に同一の光ファイバ伝送路および増幅器を介して伝播するので、物理的な経路の長さは同一である。しかし、これらの信号には異なる波長を使用するので、この波長差に起因して光パルス信号の到着時間に差が生じる。そこで、波長差がΔλの光パルス信号の到着時間の差について検討する。
【００４３】
検討にあたっての条件を以下に示す。  
光ファイバ長：  Ｌ［ｋｍ］
光ファイバの波長分散係数：  Ｄ［ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ］
波長分散係数の傾き：  Ｓ０［ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ２］
（但し、４次以上の高次分散を無視し、傾きを直線で近似）
【００４４】
図１０のように光ファイバの零分散波長をλ０として、時刻比較用の光パルスの波長をλ１、λ２とし、波長分散係数の波長依存性を直線で近似し、その傾きをＳ０とする。このとき長さＬの光ファイバを伝播した後の光パルスの到着時間の差τｄｉｆｆ（＝τ２−τ１）は、それぞれの波長における群遅延時間の差として求められ、次式で表される。
【００４５】
【数１】
2006060728.tif 000003
【００４６】
ここでは計算例として、日本国内の基幹光ファイバ伝送路で広く用いられている１．５５μｍ零分散ファイバについて到着時間の差を示す。λ１＝λ０＝１５５０ｎｍとしたときの到着時間差τｄｉｆｆは、式（４）より、
【００４７】
【数２】
2006060728.tif 000004
【００４８】
となる。また、１．５５μｍ零分散ファイバの分散係数の１．５５μｍ近傍の傾きを典型的な値である＋０．０７ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ２として計算する。結果を図１１に示す。
【００４９】
図１１より、例えば波長間隔Δλ＝５ｎｍ（周波数差６２５ＧＨｚ）である場合（λ２＝１５５５ｎｍ）、到着時間差は１ｐｓ／ｋｍとなる。このため、比較対象である二つの原子時計間の距離が１００ｋｍである場合、到着時間差は１００ｐｓとなる。
【００５０】
波長の間隔を小さくすればするほど、τｄｉｆｆは小さくなり、それだけ精度の良い時刻比較が可能になる。波長間隔の限界は、光合分波器の通過特性、光源の波長制御特性等で決まる。現在、国際的には、波長多重伝送システム（ＷＤＭシステム）の波長間隔は、周波数表示で１００ＧＨｚと５０ＧＨｚの間隔が勧告されている（非特許文献４）。このように、現在のＷＤＭシステムと同程度の特性の光部品を用いると波長間隔０．５ｎｍ（周波数差６２．５ＧＨｚ）は容易に実現可能である。図１１より、Δλ＝０．５ｎｍにおけるτｄｉｆｆ／Ｌは、０．０１ｐｓ／ｋｍとなる。従って、この場合には、伝送距離１万ｋｍにおいても１００ｐｓの時間差しか生じない。このため、日本〜米国の標準機関の原子時計間の時刻比較においてもサブｎｓのオーダーで比較することができる。
【００５１】
さらに図９に示すように上りの波長と下りの波長を、光ファイバの零分散波長を中にしていずれか一方を短波長側に、他方を長波長側とし、それぞれの波長と零分散波長の間隔を同一、すなわち図９において│λ２−λ０│＝│λ１−λ０│となるように設定すると、式（４）から明らかなようにτｄｉｆｆ＝０となり、より一層の高精度化が可能となる。
【００５２】
これまで時刻比較システムを中心に記述してきたが、本発明は、通信分野で用いられる光ファイバ通信ネットワークにも利用することができる。この場合の波長配置例を図１２に示す。
【００５３】
現在のＷＤＭシステムは、図２に示すように二心の光ファイバを使用し、各経路に個別の光増幅器を用いている。本発明の双方向光増幅器を使用することにより、一心の光ファイバで双方向の長距離伝送が可能となり、光ファイバの敷設コストを低減することができる。また、光増幅器のコストについても低減できる可能性がある。また、本発明による光増幅器は、光アクセス系の一心の双方向伝送にも使用することができる。例えば、現在の光アクセス系の主流であるＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、一心で双方向を実現するために上りと下りで異なる波長を用いて双方向を実現しているが、増幅手段がないために伝送距離が限られている。本発明による光増幅器を使用することにより、このような光アクセス系のサービスエリアの拡大が可能となる。また、本発明による時刻比較システムを通信ネットワークに適用することにより、従来にはない高精度のネットワーク同期が可能となる。
【００５４】
以上、本発明について、いくつかの実施例に基づいて説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施例は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに例示した実施例は、本発明の趣旨から逸脱することなく構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、および／またはその順序を変えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明は、双方向の光増幅器に適用することができる。このような光増幅器は、光ファイバによる通信ネットワークに適用可能である。さらに、一心の光ファイバ通信ネットワークにより、高精度の双方向時刻比較システムを実現することができる。また、双方向時刻比較システムを利用することにより、通信ネットワークにおいて高精度のネットワーク同期を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】双方向時刻比較方法の原理を説明するための図である。
【図２】従来の通信ネットワークで用いられている二心の双方向波長多重（ＷＤＭ）システムの構成例を示す図である。
【図３】本発明による光増幅器の第１の実施例を示す図である。
【図４】本発明による光増幅器の第２の実施例を示す図である。
【図５】本発明による光増幅器の第３の実施例を示す図である。
【図６】本発明による光増幅器の第４の実施例を示す図である。
【図７】本発明による光増幅器の第５の実施例を示す図である。
【図８】本発明による双方向時刻比較システムの一実施例を示す図である。
【図９】本発明による光増幅器に使用することができる光合分波器の通過帯域特性の一例を示す図である。
【図１０】光ファイバの分散・損失特性の一例を説明するための図である。
【図１１】本発明による双方向時刻比較システムに使用される光パルスの波長間隔と伝播時間差の関係を説明するための図である。
【図１２】本発明による一心の双方向波長多重（ＷＤＭ）システムにおける波長配置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
Ｐ１、Ｐ２    パルス
３、３ａ、３ｂ    光ファイバ
４、８    時刻比較装置
１０、１０−１〜５    光増幅器
１１、１９    光コネクタ
１２、１２ａ、１２ｂ    光結合器
１３、１３ａ、１３ｂ    励起光源
１４、１４ａ、１４ｂ    増幅用ファイバ
５、７、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ    光合分波器
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ    光アイソレータ
１７ａ、１７ｂ    光量調整器
１００、２００    標準機関
１０００    時刻比較システム
【図１】
2006060728.tif 000005
【図２】
2006060728.tif 000006
【図３】
2006060728.tif 000007
【図４】
2006060728.tif 000008
【図５】
2006060728.tif 000009
【図６】
2006060728.tif 000010
【図７】
2006060728.tif 000011
【図８】
2006060728.tif 000012
【図９】
2006060728.tif 000013
【図１０】
2006060728.tif 000014
【図１１】
2006060728.tif 000015
【図１２】
2006060728.tif 000016