本发明涉及光放大系统以及光放大方法。
本申请基于在2015年11月26日向日本申请的日本特愿2015-230877号要求优先权，并将其内容引用于此。
背景技术：
在将大城市间连接的核心网或将地域内的据点连接的地铁网（metronetwork）等中构筑使用了光纤的通信网。在这样的网络中，将多个光纤束起来使用。此外，在1个光纤各个中进行将波长不同的多个光信号复用的波分复用（wavelengthdivisionmultiplexing：wdm）传输，由此，进行大容量的信号传输（例如，非专利文献1）。面向进一步的传输容量的增加，讨论了具有多个芯的光纤即多芯光纤（multicorefiber：mcf）的利用来代替具有1个芯的光纤（单芯光纤（singlecorefiber）：scf）（例如，非专利文献2、3）。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：松岡伸治、「経済的なコア・メトロネットワークを実現する超高速大容量光トランスポートネットワーク技術」、ntt技術ジャーナル、2011年3月、p.8-12；
非专利文献2：宮本裕、竹ノ内弘和、「毎秒ペタビット級伝送の実現を目指した高密度空間多重光通信技術」、ntt技術ジャーナル、2014年8月、p.52-56；
非专利文献3：白木和之、「光ファイバ・ケーブル技術における研究開発の動向」、ntt技術ジャーナル、2015年1月、p.59-63。
技术实现要素：
发明要解决的课题
在节点间为长距离的情况下，光信号衰减，因此，在传输中途需要光放大。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供能够对由多芯光纤传输的光信号进行放大的光放大系统以及光放大方法。
用于解决课题的方案
本发明的第一实施方式中的光放大系统是，一种光放大系统，具备3个以上的节点，在所述节点间的连接之中的至少一部分区间中使用具有多个芯的多芯光纤，其中，所述光放大系统具备：放大光输入部，向所述多芯光纤的芯输入放大用的光；放大部，设置在所述节点中或所述节点间，利用所述放大用的光对所述多芯光纤的芯所传输的通信用的光进行放大；以及放大光耦合部，将由所述放大光输入部输入的所述放大用的光耦合到所述放大部中。
此外，根据本发明的第二实施方式，在上述的第一实施方式的光放大系统中，所述放大部为所述多芯光纤的所述多个芯之中的、对所述通信用的光进行传输的芯。
此外，根据本发明的第三实施方式，在上述的第二实施方式的光放大系统中，此外，根据本发明的第二实施方式，在上述的第一实施方式的光放大系统中，
此外，根据本发明的第四实施方式，在上述的第一实施方式的光放大系统中，所述放大部为添加稀土类后的多芯光纤放大器。
此外，根据本发明的第五实施方式，在上述的第四实施方式的光放大系统中，所述放大部为添加铒后的光纤放大器。
此外，根据本发明的第六实施方式，在上述的第一实施方式的光放大系统中，所述节点所具备的所述放大部利用在其他的所述节点中生成并且由所述多芯光纤的所述芯传输的所述放大用的光对所述通信用的光进行放大。
此外，根据本发明的第七实施方式，在上述的第六实施方式的光放大系统中，对所述放大用的光进行传输的所述芯与对所述通信用的光进行传输的所述芯不同。
此外，根据本发明的第八实施方式，在上述的第六实施方式的光放大系统中，对所述放大用的光进行传输的所述芯与对所述通信用的光进行传输的芯相同。
此外，本发明的第九实施方式中的光放大方法是，一种光放大方法，所述方法是光放大系统所执行的光放大方法，所述光放大系统具备3个以上的节点并且在所述节点间的连接之中的至少一部分区间中使用具有多个芯的多芯光纤，其中，所述光放大方法具有：放大光输入步骤，放大光输入部向所述多芯光纤的芯输入放大用的光；放大光耦合步骤，放大光耦合部将在放大光输入步骤中输入的所述放大用的光耦合到在所述节点中或所述节点间设置的放大部中；以及放大步骤，所述放大部利用所述放大用的光对所述多芯光纤的芯所传输的通信用的光进行放大。
发明效果
根据本发明，能够对由多芯光纤传输的光信号进行放大。
附图说明
图1是示出能够应用本发明的实施方式的通信系统的第一结构例的图。
图2a是示出用于通信系统的连接器的第一结构例的图。
图2b是示出用于通信系统的连接器的第一结构例的图。
图3a是示出用于通信系统的连接器的第二结构例的图。
图3b是示出用于通信系统的连接器的第二结构例的图。
图4a是示出用于通信系统的连接器的第三结构例的图。
图4b是示出用于通信系统的连接器的第三结构例的图。
图5是示出能够应用本发明的实施方式的通信系统的第二结构例的图。
图6是示出能够应用本发明的实施方式的通信系统的第三结构例的图。
图7是示出能够应用本发明的实施方式的通信系统的第四结构例的图。
图8是示出在图1所示的通信系统中在分插节点间的连接的一部分中使用多个scf的第一结构例的图。
图9是示出在图1所示的通信系统中在分插节点间的连接中使用多个scf的第二结构例的图。
图10是示出根据本发明的实施方式的节点均匀放大的例子的图。
图11是示出根据本发明的实施方式的特定节点放大的例子的图。
图12是示出根据第一实施方式的光放大系统的结构例的图。
图13是示出根据第一实施方式的放大用连接器的结构例的图。
图14是示出根据第二实施方式的光放大系统的结构例的图。
图15是示出根据第三实施方式的光放大系统的结构例的图。
图16示出根据第三实施方式的mcf的剖面图。
图17是根据第三实施方式的mc-edfa的剖面图。
图18是示出根据第三实施方式的远程激发用连接器（remoteexcitationconnector）和放大用连接器的结构例的图。
图19是示出根据第四实施方式的光放大系统的结构例的图。
图20是根据第四实施方式的mc-edfa的剖面图。
图21是示出根据第四实施方式的放大用连接器的结构例的图。
图22是示出根据第五实施方式的远程激发用连接器和放大用连接器的结构例的图。
图23是示出根据第五实施方式的放大用连接器的结构例的图。
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的实施方式详细地进行说明。再有，在以下的实施方式中，假设标注了同一附图标记的结构要素进行同样的工作，适当省略重复的说明。
首先，对能够应用本发明的实施方式的通信系统进行说明。
图1是示出能够应用本发明的实施方式的通信系统100的结构例的图。通信系统100具备收发节点110和n个（n为1以上的整数）分插节点120。在图1中示出了n=3的情况下的通信系统100的结构例。在以下的说明中，将n个分插节点120分别记载为分插节点120-1~120-n。此外，将收发节点110和分插节点120总称而记载为“节点”。在以下的说明中，将使用光信号来进行通信的发送装置或接收装置、收发装置等以及节点记载为个别的结构。可是，也可以为节点包含发送装置或接收装置、收发装置等的结构。
通过mcf（多芯光纤）200-1~200-4连接节点间。通信系统100具有通过mcf200-1~200-4连接节点间后的单系统单向的环形结构的物理拓扑。通过mcf200-1连接发送节点110与分插节点120-1。通过mcf200-2连接分插节点120-1与分插节点120-2。通过mcf200-3连接分插节点120-2与分插节点120-3。通过mcf200-4连接分插节点120-3与收发节点110。通信系统100中的mcf200-1~200-4具备3个芯201、202、203。
当将关于通信系统100的结构的说明通常化时，分插节点120-i（1≤i≤n-1）与分插节点120-（i+1）经由mcf200-（i+1）连接。mcf200-1将收发节点110与分插节点120-1连接。mcf200-（n+1）将分插节点120-n与收发节点110连接。
通信系统100的各节点具备进行在节点间的通信的发送装置（tx）和接收装置（rx）。对于收发节点110，具备发送装置111-1~111-3和接收装置112-1~112-3。对于分插节点120-1，具备发送装置121-1和接收装置122-1。对于分插节点120-2，具备发送装置121-2和接收装置122-2。对于分插节点120-3，具备发送装置121-3和接收装置122-3。发送装置111-1~111-3分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。接收装置112-1~112-3接收从分插节点120-1~120-3发送的光信号，取得光信号所包含的信息。发送装置121-1~121-3分别生成向收发节点110发送的光信号。接收装置122-1~122-3接收从接收节点110发送的光信号，取得光信号所包含的信息。
发送装置111-1~111-3分别生成向分插节点120-1~120-3的光信号。由发送装置111-1~111-3生成的3个光信号分别被插入到mcf200-1的芯201-1~203-1中。接收装置112-1~112-3分别接收从分插节点120-1、120-2、120-3向具备接收装置的节点发送的光信号。接收装置112-1~112-3分别经由mcf200-4的芯201-4~203-4接收来自分插节点120-1~120-3的光信号。在收发节点110中的、向mcf200的光信号的插入和来自mcf200的光信号的分出中使用扇入设备（fan-indevice）或扇出设备（fan-outdevice）。
再有，扇入设备为与多芯光纤中的芯各个连接而按照每个芯插入光信号的设备。扇出设备为与多芯光纤中的各芯各个连接而将在各芯内传播的光各个分出的设备。两者的设备的不同仅为光的传播方向不同，因此，也可以使用扇入设备或扇出设备的任一个设备来实施与多芯光纤的光的输入输出。此外，也可以使用1个设备进行向多芯光纤的光的插入和来自多芯光纤的光的分出。
在各分插节点120-1~120-3中分别具备连接器150-1~150-3。分插节点120-i（i=1、2、3）中的连接器150-i连接于mcf200-i和mcf200-（i+1）。连接器150-i从mcf200-i分出在收发节点110中插入的光信号之中的向本节点的光信号。此外，连接器150-i将向收发节点110的光信号向mcf200-（i+1）的芯插入。
在分插节点120-1中，连接器150-1从mcf200-1的芯201-1分出向本节点的光信号。连接器150-1将分出的光信号向接收装置122-1连接。此外，连接器150-1将由发送装置121-1生成的光信号向mcf200-2的芯201-2插入。向芯201-2插入的光信号为从分插节点120-1向收发节点110传输的光信号。
连接器150-1将mcf200-1的芯之中的芯202-1、203-1与mcf200-2的芯之中的芯202-2、203-2分别连接。连接器150-1在mcf200-1与mcf200-2之间中继光信号。连接器150-1中继由对光信号进行分插的芯201-1、201-2以外的芯传输的光信号。
在分插节点120-2中，连接器150-2从mcf200-2的芯202-2分出向本节点的光信号。连接器150-2将分出的光信号向接收装置122-2连接。此外，连接器150-2将由发送装置121-2生成的光信号向mcf200-3的芯202-3插入。向芯202-3插入的光信号为从分插节点120-2向收发节点110传输的光信号。
连接器150-2将mcf200-2的芯之中的芯201-2、203-2与mcf200-3的芯之中的芯201-3、203-3分别连接。连接器150-2在mcf200-2与mcf200-3之间中继光信号。连接器150-2中继由对光信号进行分插的芯201-2、201-3以外的芯传输的光信号。
在分插节点120-3中，连接器150-3从mcf200-3的芯203-3分出向本节点的光信号。连接器150-3将分出的光信号向接收装置122-3连接。此外，连接器150-3将由发送装置121-3生成的光信号向mcf200-4的芯203-4插入。向芯203-4插入的光信号为从分插节点120-3向收发节点110传输的光信号。
连接器150-3将mcf200-3的芯之中的芯201-3、202-3与mcf200-4的芯之中的芯201-4、202-4分别连接。连接器150-3在mcf200-3与mcf200-4之间中继光信号。连接器150-3中继由对光信号进行分插的芯203-3、203-4以外的芯传输的光信号。
图2a和图2b是示出用于通信系统100的连接器150的第一结构例的图。连接器150具备包含多个小直径单模光纤（smf）和多个smf的扇入、扇出部。如图2a所示那样，连接器150相对于连接对象的mcf200的芯各个而具备小直径smf。多个小直径smf各自的一端被设置于与mcf200的芯相对的位置。此外，多个小直径smf的另一端被设置于与smf的一端相对的位置。小直径smf各个将mcf200的芯与smf连接。连接器150能够将由mcf200的各芯传输的光信号经由小直径smf和smf分出。此外，通过向smf输入光信号，从而能够向mcf200的各芯输入光信号。
图2b所示的连接器150-i将mcf200-i与mcf200-（i+1）连接。与对成为分插的对象的光信号进行传输的芯对应的smf的另一端被引出到连接器150-i的侧面。在引出到连接器150-i的侧面的smf的另一端处，能够进行光信号的插入和分出（分插）。
针对mcf200-i的芯之中的对不为分插的对象的光信号进行传输的芯的smf的另一端与针对mcf200-（i+1）的芯之中的对不为分插的对象的光信号进行传输的芯的smf的另一端被设置于相对的位置。在连接器150-i中，将不为分插的对象的光信号经由小直径smf和smf从mcf200-i向mcf200-（i+1）中继。
图3a和图3b是示出用于通信系统100的连接器150的第二结构例的图。在图3a和图3b中示出了与图2a和图2b所示的连接器150的结构例不同的结构例。图3a和图3b所示的连接器150具备包含在玻璃基板上形成的多个波导芯的光波导来作为扇入、扇出部。如图3a所示那样，在连接器150中，多个波导芯被设置于与连接对象的mcf200的芯各个相对的位置。经由波导芯将由mcf200的各芯传输的光信号分离。此外，通过向波导芯插入光信号，从而能够向mcf200的各芯输入光信号。
在图3b所示的连接器150-i中，通过连接器150-i连接的mcf200-i和mcf200-（i+1）的芯之中的对成为分插的对象的光信号进行传输的芯所对应的波导芯的一端被设置于与mcf的芯相对的位置。波导芯的另一端被设置在连接器150-i的侧面。在位于连接器150-i的侧面的波导芯的另一端，能够进行光信号的插入和分出。
针对mcf200-i的芯之中的对不为分插的对象的光信号进行传输的芯的波导芯的一端被设置于与mcf的芯相对的位置。波导芯的另一端被设置于与mcf200-（i+1）的芯之中的对不为分插的对象的光信号进行传输的芯相对的位置。将在mcf200-i和mcf200-（i+1）中对不为分插的对象的光信号进行传输的芯经由波导芯一对一地连接。在连接器150-i中，将不为分插的对象的光信号经由波导芯从mcf200-i的芯向mcf200-（i+1）的芯中继。
再有，波导芯不仅被形成在基板平面的二维空间中还可以如参考文献1所记载那样被形成在三维空间中。
[参考文献1]r.r.thomson,etal,“ultrafast-laserinscriptionofathreedimensionalfan-outdeviceformulticorefibercouplingapplications”,opticsexpress,osapublishing,2007,vol.15,issue18,p.11691-11697。
图4a和图4b是示出用于通信系统100的连接器150的第三结构例的图。在图4a和图4b中示出了与图2a、图2b、图3a和图3b所示的连接器150的结构例不同的结构例。图4a和图4b所示的连接器150使由mcf200的各芯传输的光信号暂时输出到自由空间中，在自由空间中使用光学系统分离各芯的光信号。例如如图4a所示那样，连接器150具备由2个透镜构成的扇入、扇出部。由mcf200的各芯传输的光信号向自由空间输出，通过被2个透镜折射而被分离。使用光学系统进行光信号的分插。例如在参考文献2中记载了经由了自由空间的2个mcf200的连接。
[参考文献2]w.klaus,etal,“free-spacecouplingopticsformulticorefibers”,photonicstechnologyletters,ieee,2012september,volume24,issue21,p.1902-1905。
图4b是示出连接器150-i的结构例的图。在图4b所示的连接器150-i中，通过组合了2个透镜的光学系统（准直器（collimator））对从mcf200-i的各芯出射的光信号进行准直（collimate）。此外，准直后的光信号各个被输入到mcf200-（i+1）的各芯中。在成为分插的对象的光信号的光线路径中配置有将光纤路径向连接器150-i的侧面方向变更的镜。使由光学系统做成平行光线的光信号之中的分离对象的光信号在镜处反射而向连接器150-i的外部分出，由此，能够得到分离对象的光信号。此外，通过将从连接器150-i的外部输入的光信号与镜接触，从而被镜反射的光信号与准直后的光信号一起入射到组合了2个透镜的光学系统中。入射到光学系统中的光信号与mcf200-（i+1）的芯连接，由此，能够将插入（add）对象的光信号向芯插入。
不为分插的对象的光信号在被光学系统分离之后与被插入的光信号一起被束起而被输入到mcf200-（i+1）的芯各个中。在连接器150-i中，将不为分插的对象的光信号经由自由空间从mcf200-i向mcf200-（i+1）中继。再有，在附图中在光纤出射光的准直中使用2个透镜，在自由空间中的光的传播方向变更中使用镜，但是，也可以使用具有同样的功能的光学设备。
在图2a、图2b、图3a、图3b、图4a和图4b中示出了连接器150的结构例，但是，连接器150也可以使用说明的介质和方法以外的介质和方法实现。例如，也可以将在硅上具有光波导的平面光电路（planarlightwavecircuit：plc）用作连接器。
在通信系统100中，由收发节点110的发送装置111-1生成的光信号经由mcf200-1的芯201-1和连接器150-1被分插节点120-1的接收装置122-1接收。由发送装置111-2生成的光信号经由mcf200-1的芯202-1、连接器150-1、mcf200-2的芯202-2和连接器150-2被分插节点120-2的接收装置122-2接收。由发送装置111-3生成的光信号经由mcf200-1的芯203-1、连接器150-1、mcf200-2的芯203-2、连接器150-2、mcf200-3的芯203-3和连接器150-3被分插节点120-3的接收装置122-3接收。
此外，由分插节点120-1的发送装置121-1生成的光信号经由连接器150-1、mcf200-2的芯201-2、连接器150-2、mcf200-3的芯201-3、连接器150-3和mcf200-4的芯201-4被收发节点110的接收装置112-1接收。由分插节点120-2的发送装置121-2生成的光信号经由连接器150-2、mcf200-3的芯202-3、连接器150-3和mcf200-4的芯202-4被收发节点110的接收装置112-2接收。由分插节点120-3的发送装置121-3生成的光信号经由连接器150-3和mcf200-4的芯203-4被收发节点110的接收装置112-3接收。
在通信系统100中，收发节点110具有与分插节点120-1~120-3各个的收发的通信路径。通信系统100具有将收发节点110作为中心的星形的逻辑拓扑。
使用例如图2a、图2b、图3a、图3b、图4a和图4b所示的任一个连接器150在各节点中将mcf200连接，由此，能够对mcf200所包含的多个芯之中的规定的芯进行光信号的分插。在通信系统100中，经由连接器150-i将mcf200-i与mcf200-（i+1）连接，由此，能够容易进行发送给分插节点120-i的光信号的分出和发送给收发节点110的光信号的插入。在光信号的分插中，不需要按照每个波长划分复用后的波长不同的光信号的处理等，因此，能够削减各分插节点120中的装置的设置或保养的工夫。
再有，对mcf200具备3个芯的情况进行了说明，但是，mcf200也可以具备4个以上的芯。在mcf200具备4个以上的芯的情况下，在分插节点120中对2个以上的芯分插光信号也可。
图5是示出能够应用本发明的实施方式的通信系统100a的结构例的图。通信系统100a具备收发节点110a、110b、以及n个分插节点120。在图5中示出了n=3的情况下的通信系统100a的结构例。通信系统100a的具有双系统（dualsystem）单向的环形结构的物理拓扑的方面与图1所示的通信系统100不同。
通过mcf210-1~210-4连接节点间。通过mcf210-1连接发送节点110a与分插节点120-1。通过mcf210-2连接分插节点120-1与分插节点120-2。通过mcf210-3连接分插节点120-2与分插节点120-3。通过mcf210-4连接分插节点120-3与收发节点110b。通信系统100a中的mcf210-1~210-4具备6个芯211~216。
当将关于通信系统100a的结构的说明通常化时，分插节点120-i（1≤i≤n-1）与分插节点120-（i+1）经由mcf210-（i+1）连接。mcf210-1将收发节点110a与分插节点120-1连接。mcf210-（n+1）将分插节点120-n与收发节点110b连接。
通信系统100a的各节点具备进行在节点间的通信的发送装置（tx）和接收装置（rx）、以及收发装置（tx/rx）的任一个。对于收发节点110a，具备发送装置111-1~111-3和接收装置112-1~112-3。对于分插节点120-1，具备收发装置125-1、126-1。对于分插节点120-2，具备收发装置125-2、126-2。对于分插节点120-3，具备收发装置125-3、126-3。对于收发节点110b，具备发送装置111-4~111-6和接收装置112-4~112-6。再有，在图5所示的通信系统100a的结构例中，说明在收发节点110a、110b中具备发送装置111和接收装置112而在分插节点120-1~120-3中具备收发装置125、126的结构。可是，收发装置125、126在其内部包括发送装置和接收装置这两者的功能，在将发送装置和接收装置组合后的装置与收发装置中没有较大的差分。在收发节点110a、110b和分插节点120-1~120-3中，具备发送装置和接收装置以及收发装置的哪一种都可以。
发送装置111-1~111-3分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。由发送装置111-1~111-3生成的光信号分别被插入到mcf210-1的芯211-1、213-1、215-1中。接收装置112-1~112-3分别接收从分插节点120-1~120-3发送给收发节点110a的光信号。接收装置112-1~112-3分别从mcf210-1的芯212-1、214-1、216-1接收光信号。
发送装置111-4~111-6分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。由发送装置111-4~111-6生成的光信号分别被插入到mcf210-4的芯211-4、213-4、215-4中。接收装置112-4~112-6分别接收从分插节点120-1~120-3发送给收发节点110b的光信号。接收装置112-4~112-6分别从mcf210-4的芯212-4、214-4、216-4接收光信号。在收发节点110a、110b中的、向mcf200的光信号的插入和来自mcf200的光信号的分出中使用扇入设备或扇出设备。
在各分插节点120-i（i=1、2、3）中分别具备连接器160-i。连接器160-i连接于mcf210-i和mcf210-（i+1）。连接器160-i从mcf210-i和mcf210-（i+1）分出在收发节点110a、110b中插入的光信号之中的向本节点的光信号。连接器160-i将发送给收发节点110a的光信号向mcf210-i的芯插入。连接器160-i将发送给收发节点110b的光信号向mcf210-（i+1）的芯插入。
在分插节点120-1中，连接器160-1从mcf210-1的芯211-1分出向本节点的光信号。连接器160-1将分出的光信号向收发装置125-1连接。此外，连接器160-1将由收发装置125-1生成的光信号向mcf210-1的芯212-1插入。向芯212-1插入的光信号为从本节点向收发节点110a传输的光信号。
进而，连接器160-1从mcf210-2的芯211-2分出向本节点的光信号。连接器160-1将分出的光信号向收发装置126-1连接。此外，连接器160-1将由收发装置126-1生成的光信号向mcf210-2的芯212-2插入。向芯212-2插入的光信号为从本节点向收发节点110b传输的光信号。
连接器160-1将mcf210-1的芯之中的芯213-1~216-1与mcf210-2的芯之中的213-2~216-2分别连接。连接器160-1在mcf210-1与mcf210-2之间中继光信号。连接器160-1中继由对光信号进行分插的芯211-1、212-1、211-2、212-2以外的芯传输的光信号。
在分插节点120-2中，连接器160-2从mcf210-2的芯213-2分出向本节点的光信号。连接器160-2将分出的光信号向收发装置125-2连接。此外，连接器160-2将由收发装置125-2生成的光信号向mcf210-2的芯214-2插入。向芯214-2插入的光信号为从本节点向收发节点110a传输的光信号。
进而，连接器160-2从mcf210-3的芯213-3分出向本节点的光信号。连接器160-2将分出的光信号向收发装置126-2连接。此外，连接器160-2将由收发装置126-2生成的光信号向mcf210-3的芯214-3插入。向芯214-3插入的光信号为从本节点向收发节点110b传输的光信号。
连接器160-2将mcf210-2的芯之中的芯211-2、212-2、215-2、216-2与mcf210-3的芯之中的芯211-3、212-3、215-3、216-3分别连接。连接器160-2在mcf210-2与mcf210-3之间中继光信号。连接器160-2中继由对光信号进行分插的芯213-2、214-2、213-3、214-3以外的芯传输的光信号。
在分插节点120-3中，连接器160-3从mcf210-3的芯215-3分出向本节点的光信号。连接器160-3将分出的光信号向收发装置126-3连接。此外，连接器160-3将由收发装置126-3生成的光信号向mcf210-3的芯216-3插入。向芯216-3插入的光信号为从本节点向收发节点110a传输的光信号。
进而，连接器160-3从mcf210-4的芯215-4分出向本节点的光信号。连接器160-4将分出的光信号向收发装置125-3连接。此外，连接器160-3将由收发装置125-3生成的光信号向mcf210-4的芯216-3插入。向芯216-4插入的光信号为从本节点向收发节点110b传输的光信号。
连接器160-3将mcf210-3的芯之中的芯211-3~214-3与mcf210-4的芯之中的芯211-4~214-4分别连接。连接器160-3在mcf210-3与mcf210-4之间中继光信号。连接器160-3中继由对光信号进行分插的芯215-3、216-3、215-4、216-4以外的芯传输的光信号。
用于通信系统100a的连接器160-1~160-3通过如在图2a、图2b、图3a、图3b、图4a和图4b中示出那样使用小直径光纤或光波导、光学系统等，从而能够与通信系统100中的连接器150-1~150-3同样地构成。
在通信系统100a中，在收发节点110a、110b与分插节点120-1~120-3各个之间形成有发送用的通信路径和接收用的通信路径。收发节点110a、110b能够与分插节点120-1~120-3个别地进行通信。像这样，通信系统100a具有将收发节点110a、110b各个作为根节点（rootnode）的树（tree）形的逻辑拓扑。
分插节点120-1~120-3将与2个收发节点110a、110b的通信路径之中的任一个用作现用系统（activesystem）（0系统）而将另一个用作备用系统（standbysystem）（1系统）也可。此外，分插节点120-1~120-3将传输距离短的通信路径用作0系统而将传输距离长的通信路径用作1系统也可。在分插节点120-1~120-3中，在光信号的分插中，不需要按照每个波长划分复用后的波长不同的光信号的处理等，因此，能够削减装置的设置或保养的工夫。
再有，对各mcf210具备6个芯211~216的情况进行了说明，但是，mcf210也可以具备7个以上的芯。在mcf210具备7个以上的芯的情况下，在分插节点120中对2个以上的芯分插光信号也可。
此外，也可以使用mcf210或具备7个以上的芯的mcf连接收发节点110a与收发节点110b之间。在通信系统100a中收发节点110a、110b和分插节点120-1~120-3的作用改变的情况下，在收发节点110a、110b中安装连接器，将各分插节点120-1~120-3的连接器150更换为其他的连接器，由此，能够容易地变更逻辑拓扑。由此，能够对网络结构的变更灵活地应对。
图6是示出能够应用本发明的实施方式的通信系统100c的结构例的图。通信系统100c具备收发节点110和n个分插节点120。在图6中示出了n=3的情况下的通信系统100c的结构例。在通信系统100c中，在节点间的mcf200-1~200-4的连接与通信系统100中的连接同样。在通信系统100c中，使用同一芯进行从收发节点110向各分插节点120的通信和从各分插节点120向收发节点110的通信。在通过同一芯对传输方向不同的光信号进行传输时，为了抑制传输方向不同的光信号彼此造成的影响而使光信号的强度为固定以下也可，使光信号的波长为按照每个传输方向而不同的波长也可。通信系统100c具有单系统双向的环形结构的物理拓扑的方面与图1所示的通信系统100不同。
通信系统100c的各节点具备进行在节点间的通信的收发装置（tx/rx）。在收发节点110中具备收发装置113-1~113-3。在分插节点120-1~120-3中分别具备收发装置125-1~125-3。收发装置113-1~113-3分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。此外，收发装置113-1~113-3接收从分插节点120-1~120-3发送的光信号，取得光信号所包含的信息。收发装置125-1~125-3分别生成向收发节点110发送的光信号。此外，收发装置125-1~125-3分别接收从收发节点110发送的光信号，取得光信号所包含的信息。
收发装置113-1~113-3分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。由收发装置113-1~113-3生成的3个光信号分别被插入到mcf200-1的芯201-1~203-1中。此外，收发装置113-1~113-3分别经由mcf200-1的芯201-1~203-1接收来自分插节点120-1~120-3的光信号。在向mcf200-1的光信号的插入和来自mcf200-1的光信号的分出中使用扇入/扇出设备。
在各分插节点120-i（i=1、2、3）中分别具备连接器180-i。连接器180-i连接于mcf200-i和mcf200-（i+1）。连接器180-i从mcf200-i的芯20i-i分出光信号，将分出的光信号向收发装置125-i连接。此外，连接器180-i将由收发装置125-i生成的光信号向mcf200-i的芯20i-i插入。由收发装置125-i生成的光信号为从分插节点120-i向收发节点110传输的光信号。连接器180-i将mcf200-i的芯和mcf200-（i+1）的芯之中的成为分插的对象的芯以外的芯20i-i和芯20i-（i+1）连接来中继光信号。
收发节点110与分插节点120-1进行使用了由芯201-1形成的通信路径的双向的通信。收发节点110与分插节点120-2进行使用了由芯202-1、202-2形成的通信路径的双向的通信。收发节点110与分插节点120-3进行使用了由芯203-1、203-2、203-3形成的通信路径的双向的通信。mcf200-2的芯201-2、mcf200-3的芯201-3和芯202-3、mcf200-4的芯201-4~203-4为不用于通信的芯。
再有，在通信系统100c中，分插节点120-3与收发节点110进行使用了mcf200-4的芯201-4的通信，由此，谋求通信路径的缩短也可。在该情况下，在收发节点110中在与mcf200-4的连接部中需要扇入/扇出设备。
图7是示出能够应用本发明的实施方式的通信系统100d的结构例的图。通信系统100d具备收发节点110a、110b、以及n个分插节点120。在图7中示出了n=3的情况下的通信系统100d的结构例。在通信系统100d中，在节点间的mcf200-1~200-4的连接与通信系统100a中的mcf210-1~210-4的连接同样。在通信系统100d中，使用同一芯进行从收发节点110a、110b向各分插节点120的通信和从各分插节点120向收发节点110a、110b的通信。通信系统100d具有双系统双向的环形结构的物理拓扑。
通信系统100d的各节点具备进行在节点间的通信的收发装置（tx/rx）。在收发节点110a中具备收发装置113-1~113-3。在收发节点110b中具备收发装置113-4~113-6。在分插节点120-1~120-3中分别具备收发装置125-1~125-3、126-1~126-3。收发装置113-1~113-6分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。收发装置125-1~125-3生成向收发节点110a发送的光信号。收发装置126-1~126-3生成向收发节点110b发送的光信号。此外，收发装置113-1~113-6接收从分插节点120-1~120-3各个发送的光信号，取得光信号所包含的信息。收发装置125-1~125-3接收从收发节点110a发送的光信号，取得光信号所包含的信息。收发装置126-1~126-3接收从收发节点110b发送的光信号，取得光信号所包含的信息。
在收发节点110a中，收发装置113-1~113-3分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。由收发装置113-1~113-3生成的3个光信号分别被插入到mcf200-1的芯201-1~203-1中。此外，收发装置113-1~113-3分别经由mcf200-1的芯201-1~203-1接收来自分插节点120-1~120-3的光信号。在向mcf200-1的光信号的插入和来自mcf200-1的光信号的分出中使用扇入/扇出设备。
在收发节点110b中，收发装置113-4~113-6分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。由收发装置113-4~113-6生成的3个光信号分别被插入到mcf200-4的芯201-4~203-4中。此外，收发装置113-4~113-6分别经由mcf200-4的芯201-4~203-4接收来自分插节点120-1~120-3的光信号。在向mcf200-4的光信号的插入和来自mcf200-4的光信号的分出中与收发节点110a同样地使用扇入/扇出设备。
在分插节点120-i（i=1、2、3）各个中具备连接器185-i。连接器185-i连接于mcf200-i和mcf200-（i+1）。连接器185-i从mcf200-i的芯20i-i分出光信号，将分出的光信号向收发装置125-i连接。连接器185-i将由收发装置125-i生成的光信号向mcf200-i的芯20i-i插入。由收发装置125-i生成的光信号为从分插节点120-i向收发节点110a传输的光信号。
此外，连接器185-i从mcf200-（i+1）的芯20i-（i+1）分出光信号，将分出的光信号向收发装置126-i连接。连接器185-i将由收发装置126-i生成的光信号向mcf200-（i+1）的芯20i-（i+1）插入。由收发装置126-i生成的光信号为从分插节点120-i向收发节点110b传输的光信号。
此外，连接器185-i将mcf200-i的芯和mcf200-（i+1）的芯之中的成为分插的对象的芯以外的芯20i-i和芯20i-（i+1）连接来中继光信号。
收发节点110a与分插节点120-1进行使用了由芯201-1形成的通信路径的双向的通信。收发节点110a与分插节点120-2进行使用了由芯202-1、202-2形成的通信路径的双向的通信。收发节点110a与分插节点120-3进行使用了由芯203-1、203-2、203-3形成的通信路径的双向的通信。
收发节点110b与分插节点120-1进行使用了由芯201-4、201-3、201-2形成的通信路径的双向通信。收发节点110b与分插节点120-2进行使用了由芯202-4、202-3形成的通信路径的双向通信。收发节点110b与分插节点120-3进行使用了由芯203-4形成的通信路径的双向通信。
像这样，通信系统100d具有将收发节点110a、110b各个作为根节点而能够与分插节点120-1~120-3各个进行通信的树形的逻辑拓扑。在通信系统100d中，分插节点120-1~120-3能够分别与收发节点110a、110b进行通信。分插节点120-1~120-3将与2个收发节点110a、110b的通信路径之中的任一个用作现用系统（0系统）而将另一个用作备用系统（1系统）也可。此外，分插节点120-1~120-3将传输距离短的通信路径用作0系统而将传输距离长的通信路径用作1系统也可。
再有，在通信系统100d中，也可以使用mcf200或具备4个以上的芯的mcf连接收发节点110a与收发节点110b之间。在通信系统100d中收发节点110a、110b和分插节点120-1~120-3的作用改变的情况下，在收发节点110a、110b中安装连接器，将各分插节点120-1~120-3的连接器185更换为其他的连接器，由此，能够容易地变更逻辑拓扑。由此，能够对网络结构的变更灵活地应对。
作为能够应用本发明的实施方式的通信系统，说明了4个通信系统100、100a、100c、100d。在各通信系统中，说明了在节点间的连接的一个或多个中使用mcf的结构。可是，也可以对在节点间的连接中使用了scf（singlecorefiber，单芯光纤）的通信系统应用在各实施方式中说明的光放大方法。在节点间的连接中使用了scf的情况下，使用了将mcf与多个scf连接的变换连接器或将连接器与多个scf连接的变换连接器。
图8是示出在图1所示的通信系统100中在分插节点120-1与分插节点120-2的连接的一部分中使用多个scf451、452、453的第一结构例的框图。在连接于连接器150-1的mcf200-21与连接于连接器150-2的mcf200-22之间使用了scf451、452、453。
在mcf200-21与scf451~453的连接中使用了变换连接器400-1。变换连接器400-1将mcf200-21的芯201-21、202-21、203-21与scf451、452、453分别连接。在mcf200-22与scf451~453的连接中使用了变换连接器400-2。变换连接器400-2将mcf200-22的芯201-22、202-22、203-22与scf451、452、453分别连接。
变换连接器400-1、400-2具有与扇入设备或扇出设备相同的结构。通过使用变换连接器400-1、400-2，从而能够在节点间的连接中的一部分区间中使用scf。
图9是示出在图1所示的通信系统100中在分插节点120-1与分插节点120-2的连接中使用多个scf451、452、453的第二结构例的框图。在连接器150-1与连接器150-2的连接中使用了scf451、452、453。图9所示的结构例的在分插节点120-1、120-2间的连接中不使用mcf的结构与图8所示的结构例不同。
分插节点120-1还具备变换连接器410-1。在连接器150-1的分插节点120-2侧安装有变换连接器410-1。分插节点120-2还具备变换连接器410-2。在连接器150-2的分插节点120-1侧安装有变换连接器410-2。与mcf200所具有的芯数目相同数目的scf451~453用于变换连接器410-1、410-2间的连接。
变换连接器410-1将scf451、452、453与连接器150-1连接。连接器150-1与变换连接器410-1进行光信号的输入输出来代替mcf200-2。连接器150-1经由变换连接器410-1将mcf200-1的芯202-1、203-1与scf452、453分别连接。变换连接器410-1经由连接器150-1将发送装置121-1所生成的光信号向scf451插入。
变换连接器410-2将scf451、452、453与连接器150-2连接。连接器150-2与变换连接器410-2进行光信号的输入输出来代替mcf200-2。连接器150-2经由变换连接器410-2将scf451、453与mcf200-3的芯201-3、203-3分别连接。连接器150-2经由变换连接器410-2将从scf453分出的光信号向接收装置122-2连接。
变换连接器410-1、410-2具有与扇入设备或扇出设备相同的结构。通过使用变换连接器410-1、410-2，从而能够在节点间的连接中使用scf。
在图8和图9中示出了代替具有3个芯的mcf200而使用scf来将节点间连接的结构例。也可以代替具有2个或4个以上的芯的mcf来将scf用于节点间的连接。在该情况下，也同样地使用变换连接器。
在图8和图9中示出了在图1所示的通信系统100中的分插节点120-1、120-2间的连接中使用scf的例子。在其他的节点间的连接中也可以使用scf。在该情况下，在一个节点间的连接中使用变换连接器400而在其他的节点间的连接中使用变换连接器410也可。此外，在一个节点间的连接中组合使用将mcf与scf连接的变换连接器400和连接于连接器150的变换连接器410也可。例如，在分插节点120-1中使用变换连接器400而在分插节点120-2中使用变换连接器410也可。
在一个节点间的连接中进行多次mcf与scf的变换也可。例如，在与分插节点120-1、120-2之间的连接中按照mcf、scf、mcf、scf、mcf的顺序使用mcf和scf也可。在该情况下，在mcf与scf之间各个使用变换连接器。
此外，将在图9中说明的连接器150-1和变换连接器410-1构成为1个连接器也可。同样地，将连接器150-2和变换连接器410-2构成为1个连接器也可。即，连接于mcf和多个scf的连接器对mcf或scf进行光信号的分插，并且，进行在mcf与scf之间的光信号的中继也可。
如以上说明那样，在图1所示的通信系统100和其他的通信系统中的节点间的连接之中的一个或多个中使用scf也可。
接着，对本发明的各实施方式进行说明。
在本实施方式中，进行在多芯光纤中传播的光信号（用于传输信号的通信用的光）的光放大。在以下，将光放大也仅称为“放大”。在根据本实施方式的光放大中，使用拉曼放大（ramanamplification）或edfa（饵添加光纤放大器：erbiumdopedfiberamplifier）。在拉曼放大中，存在分布拉曼放大和集中拉曼放大（lumpedramanamplification），使用哪一个都可以。分布拉曼放大为将已经敷设的光纤传输路径自身作为放大介质的放大。集中拉曼放大为在连接于传输路径的高非线性光纤中局部地进行的放大。分布拉曼放大的噪声小（信号劣化的抑制），但是，放大效率依赖于光纤。此外，集中拉曼放大为高增益，能够选择放大介质，但是，噪声大（信号劣化）。另一方面，edfa将添加了稀土类的光纤用作放大介质。放大介质将光纤构造作为基本，因此，光纤彼此的连接或与其他的光部件的整合性好，能够降低连接损失。在拉曼放大、edfa中也通过向放大介质（光纤）接入光信号和放大用的激发光（excitationlight）来进行放大。能够使用上述记载的放大方法，但是，也可以使用其他的放大方法。
此外，根据输入光信号和放大用的激发光的方向而分类为正向泵浦（forwardpumping）和反向泵浦（backwardpumping）这2种。在正向泵浦中，光信号与激发光的传播方向为相同的方向，在反向泵浦中，光信号与激发光的传播方向为相反方向。
对于本实施方式中的光放大，根据放大处的不同而被分类为在各节点中均匀地放大的情况和在特定节点中个别地放大的情况这2种。将前者记载为各节点均匀放大，将后者记载为特定节点放大。
图10是示出各节点均匀放大的例子的图。该图示意性地示出了图5的通信系统100a。进行放大的节点为收发节点110a、110b、分插节点120-1~120-3全部的节点。在通信系统具有中继节点的情况下，在全部中继节点中都进行放大。在各节点均匀放大中，构成通信系统的各节点将mcf的全部芯或一部分的多个芯均匀地放大。各节点均匀放大将为了补偿节点间的传输损失而进行放大作为要点。
图11是示出特定节点放大的例子的图。该图示意性地示出了图5所示的通信系统100a。进行放大的节点为构成通信系统100a的节点之中的一部分节点（收发节点110a、110b和分插节点120-2）。在通信系统具有中继节点的情况下，在中继节点中进行放大也可。在特定节点放大中，在一部分节点中以改变比率的方式放大mcf的全部芯或一部分的多个芯。再有，也能够均匀地放大多个芯。仅在需要之处进行放大，由此，能够高效率地进行光放大。此外，用于放大的激光器被要求为高输出，与无源（passive）的部件相比较容易损坏。因此，存在放大处的削减也牵涉到故障数目的削减的可能性。
以下，对各实施方式详细地进行说明。
[第一实施方式]
在第一实施方式中，利用拉曼放大进行各节点均匀放大。
图12是示出根据第一实施方式的光放大系统500的结构例的图。光放大系统500被构成为具备通过mcf600连接的节点510a和节点510b。将节点510a和节点510b总称记载为节点510。光放大系统500将mcf600中的各芯601用于单向的信号传输，进行反向泵浦型的拉曼放大。
节点510例如为图10所示的通信系统100a的各节点（收发节点110a、110b或分插节点120-1~120-n）或在节点间设置的中继节点。再有，节点510也可以为构成其他的拓扑的通信系统的节点。在该图中，示出了节点510a和节点510b为分插节点的情况。因此，示出了通过mcf600将节点510a和沿与节点510b不同的方向相邻的其他的节点连接的情况。再有，节点510a不与沿不同的方向相邻的其他的节点连接也可。同样地，在该图中，示出了通过mcf600将节点510b和沿与节点510a不同的方向相邻的其他的节点连接的情况。再有，节点510b不与沿不同的方向相邻的其他的节点连接也可。
mcf600具有n个芯601（n为1以上的整数）。将n个芯601记载为芯601-1~601-n。在该图中示出了n=4的情况。芯601-1和601-2对第一方向（从节点510a向节点510b的方向）的光信号进行传输。芯601-3和601-4对与第一方向相反的第二方向（从节点510b向节点510a的方向）的光信号进行传输。
节点510具备放大用激光器710、放大用连接器720（放大光输入部）、以及mcf连接器730。在该图中，节点510在mcf连接器730的两侧各1个地具备放大用连接器720，但是，仅在一侧具备也可。
放大用激光器710输出作为放大用的光的放大用激光。
放大用连接器720将从mcf600的芯601输入的光信号中继到mcf连接器730中，将从mcf连接器730输入的光信号中继到mcf600的芯601中。进而，放大用连接器720利用光耦合器722（放大光耦合部）将从放大用激光器710输出的放大用激光耦合到接收芯中。接收芯是指沿其他的节点至本节点的方向传输光信号的芯601。再有，发送芯是指沿本节点至其他节点的方向传输光信号的芯601。
mcf连接器730分出从放大用连接器720输入的光信号之中的、由分配给本节点的芯601传输的光信号。mcf连接器730将由其他的芯601传输的光信号中继到另一个放大用连接器720中。此外，mcf连接器730将由分配给本节点的芯601传输的光信号插入到放大用连接器720中。在节点510为中继节点的情况下，mcf连接器730在一个放大用连接器720与另一个放大用连接器720之间中继由芯601传输的全部光信号。
在以下，将节点510a所具备的2个放大用连接器720之中的、在与节点510b相反侧具备的放大用连接器720记载为放大用连接器720a-1。将在节点510b侧具备的放大用连接器720记载为放大用连接器720a-2。此外，将节点510a所具备的放大用激光器710、mcf连接器730分别记载为放大用激光器710a、mcf连接器730a。
此外，将节点510b所具备的2个放大用连接器720之中的、在节点510a侧具备的放大用连接器720记载为放大用连接器720b-1。将在与节点510a侧不同侧具备的放大用连接器720记载为放大用连接器720b-2。此外，将节点510b所具备的放大用激光器710、mcf连接器730分别记载为放大用激光器710b、mcf连接器730b。
此外，将在节点510a中和节点510b相反侧的其他的节点与本节点之间的mcf600记载为mcf600-1。将节点510a与节点510b之间的mcf600记载为mcf600-2。将在节点510b中和节点510a相反侧的其他的节点与本节点之间的mcf600记载为mcf600-3。
图13是示出进行拉曼放大的放大用连接器720的结构例的图。在该图中，mcf600具有6个芯601。此外，将发送芯、接收芯分别为3个芯的情况示出为例子。
放大用连接器720具备多个光传输路径721和1个以上的光耦合器722。放大用连接器720的各光传输路径721分别与1个芯601连接。光传输路径721将从芯601输入的光信号中继到mcf连接器730中，将从mcf连接器730输入的光信号中继到芯601中。在以下，将与mcf600芯601-i（i为1以上n以下的整数）连接的光传输路径721记载为光传输路径721-i。
光耦合器722被设置在与接收芯组的芯601连接的光传输路径721中。放大用连接器720向接收芯组的芯601输入放大用激光器710所输出的放大用激光来作为amp（放大器）光源。光耦合器722在与信号传输的方向相反方向上耦合输入的放大用激光，对由芯601传输的光信号进行反向泵浦。在正向泵浦的情况下，光耦合器722将放大用激光耦合到发送芯组的芯601中。
放大用激光被输入到与进行放大的芯601连接的光传输路径721的各个中，但是，成为放大用激光的光源的放大用激光器710的数目不为与进行放大的芯601相同的数目也可。在放大用激光器710的数目比进行放大的芯601的数目少的情况下，从放大用激光器710输出的放大用激光被分波，分波后的放大用激光被输入到放大用连接器720中。此外，在放大用激光器710的数目比进行放大的芯601的数目多的情况下，从放大用激光器710输出的放大用激光被合波，合波后的放大用激光被输入到放大用连接器720中。进行该合波或分波的功能部设置在放大用连接器720的外部也可，设置在内部也可。
接着，对光放大系统500的工作进行说明。
首先，对针对第一方向的光信号的光放大进行说明。
节点510a的放大用连接器720a-1利用光传输路径721-1、721-2的各个所具备的光耦合器722将放大用激光器710a所输出的放大用激光向mcf600-1的芯601-1、601-2输入。
放大用连接器720a-1通过光传输路径721-1、721-2将由放大用激光器710a的放大用激光放大后的光信号从mcf600-1的芯601-1、601-2向mcf连接器730a中继。
mcf连接器730a分出放大用连接器720a-1的光传输路径721-1、721-2之中的、与将光信号从其他节点向本节点传输的芯601连接的光传输路径721的光信号。mcf连接器730a将与其他的芯601连接的光传输路径721的光信号中继到放大用连接器720a-2的光传输路径721中。进而，mcf连接器730a将光信号插入到放大用连接器720a-2的光传输路径721-1或光传输路径721-2之中的、与对从本节点发送给其他节点的光信号进行传输的芯601连接的光传输路径721中。放大用连接器720a-2将向光传输路径721-1和光传输路径721-2的各个输入的光信号中继到mcf600-2的芯601-1、601-2中。
节点510b的放大用连接器720b-1利用光传输路径721-1、721-2的各个所具备的光耦合器722将放大用激光器710b所输出的放大用激光向mcf600-2的芯601-1、601-2输入。
放大用连接器720b-1通过光传输路径721-1、721-2将由放大用激光器710b的放大用激光放大后的光信号从mcf600-2的芯601-1、601-2向mcf连接器730b中继。
mcf连接器730b分出放大用连接器720b-1的光传输路径721-1、721-2之中的、与将光信号从其他节点向本节点传输的芯601连接的光传输路径721的光信号。mcf连接器730b将与其他的芯601连接的光传输路径721的光信号中继到放大用连接器720b-2的光传输路径721中。进而，mcf连接器730b将光信号插入到放大用连接器720b-2的光传输路径721-1或光传输路径721-2之中的、与对从本节点发送给其他节点的光信号进行传输的芯601连接的光传输路径721中。放大用连接器720b-2将向光传输路径721-1和光传输路径721-2的各个输入的光信号中继到mcf600-3的芯601-1、601-2中。
针对第二方向的光信号的光放大以相反方向进行与针对上述的第一方向的光信号的光放大同样的工作。
节点510b的放大用连接器720b-2利用光传输路径721-3、721-4的各个所具备的光耦合器722将放大用激光器710b所输出的放大用激光向mcf600-3的芯601-3、601-4输入。
放大用连接器720b-2从mcf600-3的芯601-3、601-4接收由放大用激光器710b的放大用激光放大后的光信号，通过光传输路径721-3、721-4向mcf连接器730b中继。
mcf连接器730b分出放大用连接器720b-2的光传输路径721-3、721-4之中的、与将光信号从其他节点向本节点传输的芯601连接的光传输路径721的光信号。mcf连接器730b将与其他的芯601连接的光传输路径721的光信号中继到放大用连接器720b-1的光传输路径721中。进而，mcf连接器730b将光信号插入到放大用连接器720b-1的光传输路径721-3或光传输路径721-4之中的、与对从本节点发送给其他节点的光信号进行传输的芯601连接的光传输路径721中。放大用连接器720b-1将向光传输路径721-3和光传输路径721-4的各个输入的光信号中继到mcf600-2的芯601-3、601-4中。
节点510a的放大用连接器720a-2利用光传输路径721-3、721-4的各个所具备的光耦合器722将放大用激光器710a所输出的放大用激光向mcf600-2的芯601-3、601-4输入。
放大用连接器720a-2从mcf600-2的芯601-3、芯601-4接收由放大用激光器710a的放大用激光放大后的光信号，通过光传输路径721-3、721-4向mcf连接器730a中继。
mcf连接器730a分出放大用连接器720a-2的光传输路径721-3、721-4之中的、与将光信号从其他节点向本节点传输的芯601连接的光传输路径721的光信号。mcf连接器730a将与其他的芯601连接的光传输路径721的光信号中继到放大用连接器720a-1的光传输路径721中。进而，mcf连接器730a将光信号插入到放大用连接器720a-1的光传输路径721-3或光传输路径721-4之中的、与对从本节点发送给其他节点的光信号进行传输的芯601连接的光传输路径721中。放大用连接器720a-1将向光传输路径721-3和光传输路径721-4的各个输入的光信号中继到mcf600-1的芯601-3、601-4中。
在图12所示的光放大系统500中mcf600的芯601-1和601-2向第一方向进行信号传输而芯601-3和601-4向第二方向进行信号传输的结构中，进行反向泵浦的拉曼放大。再有，通过使信号传输的方向与放大用激光的方向为同一方向，从而能够进行正向泵浦的拉曼放大。
再有，为在1个节点内使用2个放大用连接器720的结构，但是，只要mcf连接器730应对放大用激光的中继，则也可以为利用1个放大用连接器720向双方向传播放大用激光的连接器结构。
此外，从放大用连接器720向mcf600直接输入光，但是，也可以为暂时连接于适于拉曼放大的高非线性光纤等而之后连接于传输用的mcf600的方式。
基本上，设想以均匀的放大率放大各芯的光信号的用途，但是，在根据芯而在传输损失或噪声量中存在偏差的情况下，调整各芯中的放大率以使放大后的光信号的电平为固定也可。
此外，mcf连接器730和放大用连接器720也可以为满足两者的功能的整体的连接器。
此外，放大用连接器720也可以为内置有放大用激光器710的结构。在该情况下，向放大用连接器720进行电输入来代替放大用激光的光输入。内置于放大用连接器720的放大用激光器710将输入的电变换为放大用激光。
在上述中，示出了向图5所示的单系统双向的通信系统100a应用本实施方式的情况，但是，也可以向图1所示的单系统单向的通信系统100应用。在应用于通信系统100的情况下，光放大系统500只要具备用于进行只有上述的第一方向或第二方向的任一个的光放大的结构即可。
[第二实施方式]
在第二实施方式中，利用拉曼放大进行特定节点放大。在以下，以与第一实施方式的差分为中心来进行说明。
图14是示出根据第二实施方式的光放大系统501的结构例的图。在该图中，对与图12所示的根据第一实施方式的光放大系统500相同的部分标注同一附图标记，并省略其说明。光放大系统501被构成为具备通过mcf600连接的节点510a和节点510c（节点）。光放大系统501将mcf600中的各芯601用于单向的信号传输，进行反向泵浦型的拉曼放大。
节点510a、节点510c例如为图10所示的通信系统100a的各节点（收发节点110a、110b或分插节点120-1~120-n）或在节点间设置的中继节点。再有，节点510a、节点510c也可以为构成其他的拓扑的通信系统的节点。在该图中，示出了节点510a和节点510c为分插节点的情况。因此，示出了通过mcf600将节点510a和沿与节点510c不同的方向相邻的其他的节点连接的情况。再有，节点510a不与沿不同的方向相邻的其他的节点连接也可。在该图中，示出了通过mcf600将节点510c和沿与节点510a不同的方向相邻的其他的节点连接的情况。再有，节点510c不与沿不同的方向相邻的其他的节点连接也可。
节点510a与第一实施方式中的节点510a同样，为进行光放大的节点。节点510c为不进行光放大的节点。节点510c具备mcf连接器730，但是，不具备放大用激光器710、放大用连接器720。在以下，将节点510c所具备的mcf连接器730记载为mcf连接器730c。
接着，对光放大系统501的工作进行说明。
首先，对针对第一方向的光信号的光放大进行说明。
节点510a的工作与第一实施方式同样。
在节点510c为分插节点的情况下，节点510c的mcf连接器730c分出mcf600-2的芯601-1、601-2之中的将光信号从其他节点向本节点传输的芯601的光信号。mcf连接器730c将另一个芯601的光信号中继到mcf600-3的对应的芯601中。进而，mcf连接器730c将光信号插入到mcf600-2的芯601-1、601-2之中的、对从本节点发送给其他节点的光信号进行传输的芯601。利用mcf600-3的芯601-1和601-2传输从mcf600-2中继的光信号和节点510c所插入的光信号。再有，在节点510c为中继节点的情况下，mcf连接器730c仅进行由mcf600-2和mcf600-3的各芯601传输的光信号的中继。
接着，对针对第二方向的光信号的光放大进行说明。
在节点510c为分插节点的情况下，节点510c的mcf连接器730c分出由mcf600-3的芯601-3、601-4传输的光信号之中的、将光信号从其他节点向本节点传输的芯601的光信号。mcf连接器730c将其他的芯601的光信号中继到mcf600-2的对应的芯601中。进而，mcf连接器730c将光信号插入到mcf600-2的芯601-3、601-4之中的、对从本节点发送给其他节点的光信号进行传输的芯601。利用mcf600-2的芯601-3和601-4传输从mcf600-3中继的光信号和节点510c所插入的光信号。再有，在节点510c为中继节点的情况下，mcf连接器730c仅进行由mcf600-2和mcf600-3的各芯601传输的光信号的中继。
节点510a的工作与第一实施方式同样。
在图14所示的光放大系统501中mcf600的芯601-1和601-2向第一方向进行信号传输而芯601-3和601-4向第二方向进行信号传输的结构中，进行反向泵浦的拉曼放大。再有，通过使信号传输的方向与放大用激光的方向为同一方向，从而能够进行正向泵浦的拉曼放大。
为了抑制根据由芯传输的光信号的传输距离的不同而产生的传输损失的偏差，根据传输距离提高放大率也可。如第一实施方式那样，均匀地放大各芯也可。
此外，放大用连接器720具备与放大对象的芯601相同的数目的放大用激光器710，但是，也可以具备比放大对象的芯601少的数目的放大用激光器710。在该情况下，放大用激光器710所输出的放大用激光被合波或分波，合波或分波后的放大用激光被输入到放大用连接器720中。在根据芯改变放大率的情况下，调整合波、分波的比率。进行该合波或分波的功能部设置在放大用连接器720的外部也可，设置在内部也可。
在上述中，示出了向图5所示的单系统双向的通信系统100a应用本实施方式的情况，但是，也可以向图1所示的单系统单向的通信系统100应用。在应用于通信系统100的情况下，光放大系统501只要具备用于进行只有上述的第一方向或第二方向的任一个的光放大的结构即可。
[第三实施方式]
在第三实施方式中，特定节点利用edfa进行多个芯的光信号的总括放大。
图15是示出根据第三实施方式的光放大系统505的结构例的图。光放大系统505被构成为具备节点550a（节点）、中继节点560、以及节点550b（节点）。通过mcf650将节点550a与中继节点560之间以及中继节点560与节点550b之间分别连接。mcf650具备信号传输用芯651和远程激发用芯652。在以下，将节点550a和节点550b总称记载为节点550。光放大系统505将mcf650中的各信号传输用芯651用于单向的信号传输。此外，光放大系统505在光放大中使用正向泵浦型的edfa。在光放大系统505中，利用mcf650的远程激发用芯652将来自节点550的远程激发用光传播到中继节点560中。中继节点560利用从节点550传播的远程激发光用进行双向的光信号的放大。中继节点560在放大介质中具备具有双包层（doubleclad）构造的多芯的edfa（mc-edfa）。
节点550例如为图10所示的通信系统100a的各节点（收发节点110a、110b或分插节点120-1~120-n）或在节点间设置的中继节点。再有，节点550也可以为构成其他的拓扑的通信系统的节点。在该图中，示出了节点550a和节点550b为分插节点的情况。因此，示出了通过mcf650将节点550a和沿与中继节点560不同的方向相邻的其他的节点连接的情况。再有，节点550a不与沿不同的方向相邻的其他的节点连接也可。在该图中，示出了通过mcf650将节点550b和沿与中继节点560不同的方向相邻的其他的节点连接的情况。再有，节点550b不与沿不同的方向相邻的其他的节点连接也可。
光放大的光源为比较容易损坏的有源部件。在中继节点中配置有激发用激光器（excitationlaser）的情况下激发用激光器发生故障时，修理工需要到中继节点进行修理。在第三实施方式中，将光放大的光源汇集在作为分插节点的节点550a、550b中，由此，能够进行故障对应处的削减。
mcf650具有光信号传输用的n个信号传输用芯651（n为1以上的整数）和对远程激发用激光进行传输的m个远程激发用芯652（m为1以上的整数）。将n个信号传输用芯651分别记载为信号传输用芯651-1~651-n。将m个远程激发用芯652记载为远程激发用芯652-1~远程激发用芯652-m。在该图中，示出了为n=4、m=2的情况。信号传输用芯651-1和651-2对第一方向（从节点550a向节点550b的方向）的光信号进行传输。信号传输用芯651-3和651-4对与第一方向相反的第二方向（从节点550b向节点550a的方向）的光信号进行传输。
节点550具备：远程激发用激光器810、远程激发用连接器820（放大光输入部）、以及mcf连接器830。在该图中，中继节点560在mcf连接器830的两侧各1个地具备远程激发用连接器820，但是，仅在一侧具备也可。
远程激发用激光器810输出作为远程激发用的光的远程激发用激光。
远程激发用连接器820将从mcf650的信号传输用芯651输入的光信号中继到mcf连接器830中。远程激发用连接器820将从mcf连接器830输入的光信号中继到mcf650的信号传输用芯651中。进而，远程激发用连接器820将远程激发用激光器810所输出的远程激发用激光插入到mcf650的远程激发用芯652中。
mcf连接器830分出从远程激发用连接器820输入的光信号之中的、由将光信号从其他节点向本节点传输的信号传输用芯651传输的光信号。mcf连接器830将由其他的信号传输用芯651传输的光信号中继到另一个远程激发用连接器820中。此外，mcf连接器830将由对从本节点发送给其他节点的光信号进行传输的信号传输用芯651传输的光信号插入到远程激发用连接器820中。在节点550为中继节点的情况下，mcf连接器830对由信号传输用芯651传输的全部光信号进行中继。
中继节点560具备放大用连接器850（放大光耦合部）和mc-edfa860（放大部）。在该图中，中继节点560在mc-edfa860的两侧各1个地具备放大用连接器850。再有，在仅从一侧传输远程激发用激光的情况下，中继节点560仅在远程激发用激光的接收侧具备放大用连接器850也可。
放大用连接器850将由mcf650的信号传输用芯651传输的光信号中继到mc-edfa860中。放大用连接器850将由远程激发用芯652传输的远程激发用激光作为远程激发用的光向mc-edfa860输入。此外，放大用连接器850将从mc-edfa860输出的光信号中继到mcf650的信号传输用芯651中。
mc-edfa860利用远程激发用激光对从一个放大用连接器850输入的光信号进行放大，将放大后的光信号向另一个放大用连接器850输出。
在以下，将节点550a所具备的2个远程激发用连接器820之中的、在与中继节点560相反侧具备的远程激发用连接器820记载为远程激发用连接器820a-1。将在中继节点560侧具备的远程激发用连接器820记载为远程激发用连接器820a-2。此外，将节点550a所具备的mcf连接器830、远程激发用激光器810分别记载为mcf连接器830a、远程激发用激光器810a。
此外，将节点550b所具备的2个远程激发用连接器820之中的、在中继节点560侧具备的远程激发用连接器820记载为远程激发用连接器820b-1。将在与中继节点560相反侧具备的远程激发用连接器820记载为远程激发用连接器820b-2。此外，将节点550b所具备的mcf连接器830、远程激发用激光器810分别记载为mcf连接器830b、远程激发用激光器810b。
此外，将中继节点560所具备的2个放大用连接器850之中的、在节点550a侧具备的放大用连接器850记载为放大用连接器850-1。将在节点550b侧具备的放大用连接器850记载为放大用连接器850-2。
此外，将与节点550a连接的2个mcf650之中的、与和中继节点560相反侧的其他的节点之间的mcf650记载为mcf650-1。将节点550a与中继节点560之间的mcf650记载为mcf650-2。将中继节点560与节点550b之间的mcf650记载为mcf650-3。将与节点550b连接的2个mcf650之中的、与和中继节点560相反侧的其他的节点之间的mcf650记载为mcf650-4。
图16示出mcf650的剖面图。在该图中，呈一列地排列mcf650的4个信号传输用芯651-1~651-4和2个远程激发用芯652-1~652-2。远程激发用芯652-1和652-2被配置在最外侧。再有，芯的配置为任意。此外，在光信号的波长与远程激发用激光的波长不同的情况下，使用同一芯进行信号传输和远程激发用激光的传输也可。在该情况下，远程激发用连接器820将远程激发用激光插入到信号传输用芯651中，因此，在远程激发用连接器820和放大用连接器850中，需要将特定的波长作为对象的合分波。
图17是mc-edfa860的剖面图。mc-edfa860为双包层构造。mc-edfa860通过将多个芯861概括配置于1个第一包层部862来进行分类（grouping）。第一包层部862为1个包层区域，mc-edfa860具有1个以上第一包层部862。第一包层部862的外侧的第二包层部863为比第一包层部862低折射率的包层部。将与mcf650的信号传输用芯651-i对应的芯861记载为芯861-i。将包含芯861-1和861-2的第一包层部862记载为第一包层部862-1。将包含芯861-3和861-4的第一包层部862记载为第一包层部862-2。通过在第一包层部862中传播远程激发用激光，从而总括放大在该第一包层部862内配置的多个芯861的光信号。在配置于同一第一包层部862内的各芯861中，放大率为相同程度。
图18是示出远程激发用连接器820和放大用连接器850的结构例的图。
远程激发用连接器820具有对光信号进行传输的n个光传输路径821。将与mcf650的信号传输用芯651-i连接的光传输路径821记载为光传输路径821-i。光传输路径821将从信号传输用芯651输入的光信号中继到mcf连接器830中，将从mcf连接器830输入的光信号中继到信号传输用芯651中。进而，远程激发用连接器820将远程激发用激光器810所输出的远程激发用激光插入到mcf650的远程激发用芯652中。在该图中，远程激发用连接器820将远程激发用激光插入到远程激发用芯652-1中。
放大用连接器850具有对光信号进行传输的n个光传输路径851和对远程激发用激光进行传输的光传输路径852。将与mcf650的信号传输用芯651-i和mc-edfa860的芯861-i连接的光传输路径851记载为光传输路径851-i。光传输路径852将由远程激发用芯652传输的远程激发用激光向mc-edfa860的第一包层部862输入。
接着，对图15所示的光放大系统505的工作进行说明。
首先，对针对第一方向的光信号的光放大进行说明。
节点550a的远程激发用连接器820a-1通过光传输路径821-1、821-2将由mcf650-1的信号传输用芯651-1、651-2传输的光信号中继到mcf连接器830a中。mcf连接器830a分出远程激发用连接器820a-1的光传输路径821-1、821-2之中的、与将光信号从其他节点向本节点传输的信号传输用芯651连接的光传输路径821的光信号。mcf连接器830a将与其他的信号传输用芯651连接的光传输路径821的光信号中继到远程激发用连接器820a-2的光传输路径821中。进而，mcf连接器830a将光信号插入到远程激发用连接器820a-2的光传输路径821-1或光传输路径821-2之中的、与对从本节点发送给其他节点的光信号进行传输的信号传输用芯651连接的光传输路径821中。
远程激发用连接器820a-2将输入到光传输路径821-1、821-2的各个中的光信号中继到mcf650-2的信号传输用芯651-1、651-2中。进而，远程激发用连接器820a-2将远程激发用激光器810a所输出的远程激发用激光插入到mcf650-2的远程激发用芯652-1中。
中继节点560的放大用连接器850-1通过光传输路径851-1、851-2将由mcf650-2的信号传输用芯651-1、651-2传输的光信号向mc-edfa860的芯861-1、861-2输入。进而，放大用连接器850-1通过光传输路径852将由mcf650-2的远程激发用芯652-1传输的远程激发用激光向mc-edfa860的第一包层部862-1输入。
利用放大用连接器850-1耦合到第一包层部862-1中的远程激发用激光对由mc-edfa860的芯861-1、861-2传输的光信号进行放大。中继节点560的放大用连接器850-2通过光传输路径851-1、851-2将从mc-edfa860的芯861-1、861-2输出的放大后的光信号中继到mcf650-3的信号传输用芯651-1、651-2中。
节点550b的远程激发用连接器820b-1通过光传输路径821-1、821-2将由mcf650-3的信号传输用芯651-1、651-2传输的光信号中继到mcf连接器830b中。mcf连接器830b分出远程激发用连接器820b-1的光传输路径821-1、821-2之中的、与将光信号从其他节点向本节点传输的信号传输用芯651连接的光传输路径821的光信号。mcf连接器830b将与其他的信号传输用芯651连接的光传输路径821的光信号中继到远程激发用连接器820b-2的光传输路径821中。进而，mcf连接器830b将光信号插入到远程激发用连接器820b-2的光传输路径821-1或光传输路径821-2之中的、与对从本节点发送给其他节点的光信号进行传输的信号传输用芯651连接的光传输路径821中。
远程激发用连接器820b-2将输入到光传输路径821-1、821-2的各个中的光信号中继到mcf650-4的信号传输用芯651-1、651-2中。进而，远程激发用连接器820b-2将远程激发用激光器810b所输出的远程激发用激光插入到mcf650-4的远程激发用芯652-1中。
针对第二方向的光信号的光放大以相反方向进行与针对上述的第一方向的光信号的光放大同样的工作。
节点550b的远程激发用连接器820b-2通过光传输路径821-3、821-4将由mcf650-4的信号传输用芯651-3、651-4传输的光信号中继到mcf连接器830b中。mcf连接器830b分出远程激发用连接器820b-2的光传输路径821-3、821-4之中的、与将光信号从其他节点向本节点传输的信号传输用芯651连接的光传输路径821的光信号。mcf连接器830b将与其他的信号传输用芯651连接的光传输路径821的光信号中继到远程激发用连接器820b-1的光传输路径821中。进而，mcf连接器830b将光信号插入到远程激发用连接器820b-1的光传输路径821-3或光传输路径821-4之中的、与对从本节点发送给其他节点的光信号进行传输的信号传输用芯651连接的光传输路径821中。
远程激发用连接器820b-1将输入到光传输路径821-3、821-4的各个中的光信号中继到mcf650-3的信号传输用芯651-3、651-4中。进而，远程激发用连接器820b-1将远程激发用激光器810b所输出的远程激发用激光插入到mcf650-3的远程激发用芯652-2中。
中继节点560的放大用连接器850-2通过光传输路径851-3、851-4将由mcf650-3的信号传输用芯651-3、651-4传输的光信号向mc-edfa860的芯861-3、861-4输入。进而，放大用连接器850-2通过光传输路径852将由mcf650-3的远程激发用芯652-2传输的远程激发用激光向mc-edfa860的第一包层部862-2输入。
利用放大用连接器850-2耦合到第一包层部862-2中的远程激发用激光对由mc-edfa860的芯861-3、861-4传输的光信号进行放大。中继节点560的放大用连接器850-1通过光传输路径851-3、851-4将从mc-edfa860的芯861-3、861-4输出的放大后的光信号中继到mcf650-2的信号传输用芯651-3、651-4中。
节点550a的远程激发用连接器820a-2通过光传输路径821-3、821-4将由mcf650-2的信号传输用芯651-3、651-4传输的光信号中继到mcf连接器830a中。mcf连接器830a分出远程激发用连接器820a-2的光传输路径821-3、821-4之中的、与将光信号从其他节点向本节点传输的信号传输用芯651连接的光传输路径821的光信号。mcf连接器830a将与其他的信号传输用芯651连接的光传输路径821的光信号中继到远程激发用连接器820a-1的光传输路径821中。进而，mcf连接器830a将光信号插入到远程激发用连接器820a-1的光传输路径821-3或光传输路径821-4之中的、与对从本节点发送给其他节点的光信号进行传输的信号传输用芯651连接的光传输路径821中。
远程激发用连接器820a-1将输入到光传输路径821-3和光传输路径821-4的各个中的光信号中继到mcf650-1的信号传输用芯651-3、651-4中。进而，远程激发用连接器820a-1将远程激发用激光器810a所输出的远程激发用激光插入到mcf650-1的远程激发用芯652-2中。
在图15所示的光放大系统505中，对正向泵浦的情况进行了说明，但是，通过在与信号传输方向相反方向上使远程激发用光与光信号耦合，从而也能够进行反向泵浦。此外，也可以组合正向泵浦和反向泵浦。
此外，在mc-edfa860的两侧各个存在放大用连接器850，但是，也可以使用1个放大用连接器850来进行双向的信号的放大。例如，仅从节点550a实施远程激发。中继节点560的节点550a侧的放大用连接器850将远程激发用光耦合到mc-edfa860的第一包层部862-1和第一包层部862-2这两个包层区域中。在该情况下，第一方向的光信号为正向泵浦，第二方向的光信号为反向泵浦。
此外，远程激发用连接器820和mcf连接器830也可以为具有两者的功能的整体型的连接器。
此外，远程激发用连接器820也可以为内置有远程激发用激光器810的结构。在该情况下，向远程激发用连接器820进行电输入来代替放大用激光的光输入。内置于远程激发用连接器820的远程激发用激光器810将输入的电变换为远程激发用激光。
再有，成为放大用连接器850将由1个远程激发用芯652传输的远程激发用激光耦合到mc-edfa860的1个第一包层部862中的方式，但是，远程激发用芯652和第一包层部862也可以不为1对1的关系。也就是说，也可以将从1个远程激发用芯652传输的远程激发用激光耦合到多个第一包层部862中。此外，也可以将由多个远程激发用芯652传输的远程激发用激光耦合到1个第一包层部862中。
此外，将远程激发用激光耦合到mc-edfa860的全部第一包层部862中也可，耦合到一部分第一包层部862中也可。
此外，在mc-edfa860和远程激发用激光器810存在于同一节点的情况下，也可以使用具有远程激发用连接器820和放大用连接器850这两者的功能的整体型的连接器。
再有，在上述中，在中继节点中具备放大用连接器850和mc-edfa860，但是，也可以在分插节点中具备放大用连接器850和mc-edfa860。在该情况下，在分插节点中将远程激发用连接器820与放大用连接器850直接连结。
在上述中，示出了向图5所示的单系统双向的通信系统100a应用本实施方式的情况，但是，也可以向图1所示的单系统单向的通信系统100应用。在应用于通信系统100的情况下，光放大系统505只要具备用于进行只有上述的第一方向或第二方向的任一个的光放大的结构即可。
[第四实施方式]
在第四实施方式中，特定节点利用edfa对芯个别进行放大。在以下，以与第三实施方式的差分为中心来进行说明。
图19是示出根据第四实施方式的光放大系统506的结构例的图。在该图中，对与图15所示的根据第三实施方式的光放大系统505相同的部分标注同一附图标记，并省略其说明。该图所示的光放大系统506与图15所示的光放大系统505不同的方面在于具备中继节点570来代替中继节点560。在光放大系统506中，利用mcf650的远程激发用芯652传播来自节点550的远程激发用光。然后，在节点550a与节点550b之间的中继节点570中，利用从节点550传播的远程激发用光对双向的光信号进行放大。中继节点570具备多芯的edfa（mc-edfa）来作为放大介质。在mc-edfa中，使放大用的光和光信号在同一芯中传播，由此，能够进行特定的芯的放大。
将作为比较容易损坏的有源部件的光放大的光源汇集在作为分插节点的节点550a、550b中，由此，能够进行故障对应处的削减。
中继节点570具备放大用连接器870（耦合部）和mc-edfa880（光纤放大器）。在该图中，中继节点570在mc-edfa880的两侧各1个地具备放大用连接器870。在仅从一侧传输远程激发用激光的情况下，中继节点570仅在远程激发用激光的接收侧具备放大用连接器870也可。
放大用连接器870将由mcf650的信号传输用芯651传输的光信号中继到mc-edfa880中，将从mc-edfa880输出的光信号中继到mcf650的信号传输用芯中。放大用连接器870分出由远程激发用芯652传输的远程激发用激光。放大用连接器870的光耦合器872将分出的远程激发用激光作为远程激发用的光耦合到在mc-edfa880内传输光信号的芯中。
mc-edfa880将从一个放大用连接器870输入的光信号向另一个放大用连接器870输入。mc-edfa880利用远程激发用激光对光信号进行放大，所述远程激发用激光被耦合到对该光信号进行传输的芯中。
再有，在光信号的波长与远程激发用激光的波长不同的情况下，使用同一芯进行信号传输和远程激发也可。在该情况下，远程激发用连接器820将远程激发用激光向信号传输用芯651输入，因此，在远程激发用连接器820和放大用连接器870中，需要将特定的波长作为对象的合分波。但是，在耦合到mcf的1个芯中的远程激发用激光直接在mc-edfa880内在同一芯的放大中使用的情况下，也存在不需要放大用连接器870中的提取的情况。此外，在使用同一芯进行信号传输和远程激发的情况下，不需要mcf650中的远程激发用芯652。
在以下，将中继节点570所具备的2个放大用连接器870之中的、在节点550a侧具备的放大用连接器870记载为放大用连接器870-1。将中继节点570所具备的2个放大用连接器870之中的、在节点550b侧具备的放大用连接器870记载为放大用连接器870-2。
图20是mc-edfa880的剖面图。mc-edfa880具有n个芯881。将与mcf650的信号传输用芯651-i对应的芯881记载为芯881-i。在芯881中传播的光信号由耦合到该芯881中的远程激发用激光放大。对mc-edfa880所具备的全部芯881进行放大也可，仅对mc-edfa880所具备的一部分芯881进行放大也可。
图21是示出放大用连接器870的结构例的图。
放大用连接器870具有n个光传输路径871和n个以下的光耦合器872。将与mcf650的信号传输用芯651-i和mc-edfa880的芯881-i连接的光传输路径871记载为光传输路径871-i。光耦合器872被设置在光传输路径871中。将设置在光传输路径871-i中的光耦合器872记载为光耦合器872-i。光耦合器872-i将远程激发用激光耦合到mc-edfa880的芯881-i中。放大用连接器870-1具有光耦合器872-1和光耦合器872-2。光耦合器872-1、872-2被分别设置在光传输路径871-1、871-2中。放大用连接器870-2具有光耦合器872-3和光耦合器872-4。光耦合器872-3、872-4被分别设置在光传输路径871-3、871-4中。
放大用连接器870将远程激发用激光耦合到mc-edfa880内的多个芯881中，但是，也可以改变其比率。例如，在该图中，将远程激发用激光分出成2个来耦合到各芯881中，但是，在改变每个芯的放大率的情况下只要改变分出比即可。特别是只要没有条件，则也可以均等地分出。此外，将1个远程激发用激光耦合到1个芯881中也可，将多个远程激发用激光耦合到1个芯881中也可。此外，在仅对mc-edfa880所具备的一部分芯881进行放大的情况下，放大用连接器870不在与不进行放大的芯881连接的光传输路径871中设置光耦合器872也可。
接着，对光放大系统506的工作进行说明。
首先，对针对第一方向的光信号的光放大进行说明。
节点550a的工作与第三实施方式同样。
中继节点570的放大用连接器870-1通过光传输路径871-1、871-2将利用mcf650-2的信号传输用芯651-1、651-2从节点550a传输的光信号向mc-edfa880的芯881-1、881-2输入。进而，放大用连接器870分出由mcf650-2的远程激发用芯652-1传输的远程激发用激光，将分出的远程激发用激光向光耦合器872-1、872-2输入。光耦合器872-1将远程激发用激光耦合到光传输路径871-1中，由此，将远程激发用激光耦合到mc-edfa880的芯881-1中。光耦合器872-2将远程激发用激光耦合到光传输路径871-2中，由此，将远程激发用激光耦合到mc-edfa880的芯881-2中。
利用由放大用连接器870-1的光耦合器872-1、872-2的各个耦合后的远程激发用激光对由mc-edfa880的芯881-1、881-2传输的光信号进行放大。中继节点570的放大用连接器870-2通过光传输路径871-1、871-2将从mc-edfa880的芯881-1、881-2输出的放大后的光信号中继到mcf650-3的信号传输用芯651-1、651-2中。
节点550b的工作与第一实施方式同样。
针对第二方向的光信号的光放大以相反方向进行与针对上述的第一方向的光信号的光放大同样的工作。
节点550b的工作与第三实施方式同样。
中继节点570的放大用连接器870-2通过光传输路径871-3、871-4将利用mcf650-3的信号传输用芯651-3、651-4从节点550b传输的光信号向mc-edfa880的芯881-3、881-4输入。进而，放大用连接器870分出由mcf650-3的远程激发用芯652-2传输的远程激发用激光，将分出的远程激发用激光向光耦合器872-3、872-4输入。光耦合器872-3将远程激发用激光耦合到光传输路径871-3中，由此，将远程激发用激光耦合到mc-edfa880的芯881-3中。光耦合器872-4将远程激发用激光耦合到光传输路径871-4中，由此，将远程激发用激光耦合到mc-edfa880的芯881-4中。
利用由放大用连接器870-2的光耦合器872-3、872-4的各个耦合后的远程激发用激光对由mc-edfa880的芯881-3、881-4传输的光信号进行放大。中继节点570的放大用连接器870-1通过光传输路径871-3、871-4将从mc-edfa880的芯881-3、881-4输出的放大后的光信号中继到mcf650-2的信号传输用芯651-3、651-4中。
节点550a的工作与第三实施方式同样。
在图19所示的光放大系统506中，对正向泵浦的情况进行了说明，但是，通过在与信号传输方向相反方向上使远程激发用光与光信号耦合，从而也能够进行反向泵浦。此外，也可以组合正向泵浦和反向泵浦。
此外，在mc-edfa880的两侧各个存在放大用连接器870，但是，也可以使用1个放大用连接器870进行双向的信号的放大。例如，仅从节点550a实施远程激发。然后，仅通过中继节点570的节点550a侧的放大用连接器870将远程激发用光耦合到mc-edfa880的芯881中。在该情况下，第一方向的光信号为正向泵浦，第二方向的光信号为反向泵浦。
此外，在mc-edfa880和远程激发用激光器810存在于同一节点的情况下，也可以使用具有远程激发用连接器820和放大用连接器870这两者的功能的整体型的连接器。
在上述中，示出了向图5所示的单系统双向的通信系统100a应用本实施方式的情况，但是，也可以向图1所示的单系统单向的通信系统100应用。在应用于通信系统100的情况下，光放大系统506只要具备用于进行只有上述的第一方向或第二方向的任一个的光放大的结构即可。
[第五实施方式]
在第一~第四实施方式中，对在单向的传输中使用mcf的1个芯的情况进行了说明。在此，针对例如如图6、图7所示的通信系统100c、100d那样在双向的传输中使用mcf的1个芯的情况，说明与上述的第一~第四实施方式的差分。
在拉曼放大的情况下，光信号在mcf600的芯601内放大。因此，在放大用连接器720中，对于将光信号划分成收发而没有意义，只有在同一芯601内同时发生正向泵浦和反向泵浦的情况不同。也就是说，与放大部分有关的连接器结构与单向传输的情况相同。
在使用edfa来进行放大的情况下mc-edfa为单向传输用的结构时，通过以收发划分，从而能够进行正向泵浦和反向泵浦的分开使用。在该情况下，在与放大部分有关的连接器的结构存在差分。
此外，在mc-edfa为双方传输用的结构时，与拉曼放大的情况同样，在同一芯内发生正向泵浦和反向泵浦。与放大部分有关的连接器结构与单向传输的情况相同。
图22是示出在双向传输中使用mcf的1个芯并且利用edfa进行多个芯的光信号的总括放大的情况下使用的远程激发用连接器910和放大用连接器920的结构例的图。光放大系统505的节点550具备远程激发用连接器910来代替远程激发用连接器820。中继节点560具备放大用连接器920来代替放大用连接器850。在此，将mcf650所具备的信号传输用芯651的数目n=2而mcf650所具备的远程激发用芯652的数目m=2的情况示出为例子。
mc-edfa860具有2个第一包层部862-1、862-2。在第一包层部862-1中包含对从放大用连接器920插入的光信号进行传输的n个芯861-1~861-n。在第一包层部862-2中包含对向放大用连接器920输入的光信号进行传输的n个芯861-（n+i）~861-2n。
远程激发用连接器910具有对双向的光信号进行传输的n个光传输路径911。各光传输路径911分别与mcf650的各信号传输用芯651连接。光传输路径911将从信号传输用芯651输入的光信号中继到mcf连接器830中，将从mcf连接器830输入的光信号中继到信号传输用芯651中。进而，远程激发用连接器910将远程激发用激光器810所输出的远程激发用激光向mcf650的远程激发用芯652输入。
放大用连接器920具备：n个光传输路径921、n个环形器922、2n个光传输路径923、以及m个以下的光传输路径924。
各光传输路径921与mcf650的各信号传输用芯651连接。将n个光传输路径921记载为光传输路径921-1~921-n。将与光传输路径921-i（i为1以上n以下的整数）连接的环形器922记载为环形器922-i。此外，将与环形器922-i连接的2个光传输路径923记载为光传输路径923-i、923-（n+i）。
光传输路径921-i将从mcf650的信号传输用芯651-i接收的光信号向环形器922-i输入，将从环形器922-i输出的光信号向mcf650的信号传输用芯651-i输入。
环形器922-i将从光传输路径921-i输入的信号向光传输路径923-i输出，将从光传输路径923-（n+i）输入的信号向光传输路径921-i输出。
2n个光传输路径923分别与mc-edfa860的2n个芯861的任一个连接。光传输路径923-i将从环形器922-i输出的光信号向mc-edfa860的第一包层部862-1内的芯861-i输入。光传输路径923-（n+i）将从mc-edfa860的第一包层部862-2内的芯861-（n+i）输出的光信号插入到环形器922-i中。
光传输路径924将由mcf650的远程激发用芯652传输的远程激发用激光向mc-edfa860的放大对象的一部分或全部第一包层部862输入。在该图中，光传输路径924向第一包层部862-1输入。
图23是示出在双向传输中使用mcf的1个芯并且利用edfa对芯个别进行放大的情况下使用的放大用连接器930的结构例的图。光放大系统506的节点550具备图22所示的远程激发用连接器910来代替远程激发用连接器820。中继节点570具备图23所示的放大用连接器930来代替放大用连接器870。在此，将mcf650所具备的信号传输用芯651的数目n=2而mcf650所具备的远程激发用芯652的数目m=2的情况示出为例子。
mc-edfa880具有2n个芯881。将mc-edfa880所具备的2n个芯881之中的、对从放大用连接器930输入的光信号进行传输的n个芯881记载为芯881-1~881-n。此外，将对向放大用连接器920输入的光信号进行传输的n个芯881记载为芯881-（n+1）~881-2n。
放大用连接器930具备：n个光传输路径931、n个环形器932、2n个光传输路径933、以及k个（k为n以下的整数）光耦合器934。在该图中，示出了k=n=2的情况。
各光传输路径931与mcf650的各信号传输用芯651连接。将n个光传输路径931记载为光传输路径931-1~931-n。将与光传输路径931-i（i为1以上n以下的整数）连接的环形器932记载为环形器932-i。此外，将与环形器932-i连接的2个光传输路径933记载为光传输路径933-i、933-（n+i）。
光传输路径931-i将从mcf650的信号传输用芯651-i接收的光信号向环形器932-i输入，将从环形器932-i输出的光信号向mcf650的信号传输用芯651-i输入。
环形器932-i将从光传输路径931-i输入的信号向光传输路径933-i输出，将从光传输路径933-（n+i）输入的信号向光传输路径931-i输出。
2n个光传输路径933分别与mc-edfa880的2n个芯881的任一个连接。光传输路径933-i将从环形器932-i输出的光信号向芯881-i输入。光传输路径933-（n+i）将从mc-edfa880的芯881-（n+i）输出的光信号向环形器932-i输入。
放大用连接器930分出由mcf650的远程激发用芯652传输的远程激发用激光，将分出的远程激发激光向光耦合器934-1~934-n输入。光耦合器934-i将远程激发用激光耦合到mc-edfa880的芯881-i中。
利用由放大用连接器930的光耦合器934-1~934-n的各个耦合后的远程激发用激光对由mc-edfa880的芯881-1~881-n传输的光信号进行放大。
如上述那样，在mcf的信号传输用芯进行双向的光信号的传输的情况下，只要mc-edfa为单向对应，则在放大用连接器的内部按照每个方向分割光信号而能够有选择地进行正向泵浦。再有，只要在与信号方向相反方向上耦合放大光，则也能够同样地进行反向泵浦。
再有，能够使edfa为多级结构。在mc-edfa具有使远程激发用光向后级以后通过的机构的情况下，使用通过该mc-edfa后的远程激发用光，后级以后的mc-edfa进行放大。再有，在到后级的mc-edfa之间经由另外的光纤等的情况下，需要放大用连接器使该远程激发用光通过的机构。
此外，在mc-edfa不具有使远程激发用光通过的机构的情况下，使用最初的放大用连接器将远程激发用光暂时向放大用连接器外部输出，通过另外的路径与后级以后的放大用连接器连接。后级以后的edfa使用由另外路径传输的远程激发用光来进行放大。
再有，在附图中未示出，但是，在各实施方式中，在光放大中包含将光仅沿一个方向通过的隔离器（isolator）或根据光信号的功率电平适当调整放大用激光器的功率电平的机构等也可。此外，在附图中未记载，但是，在包含这些机构的方式中使用上述的实施方式的连接器也可。
如以上说明那样，根据本发明的实施方式的光放大系统具有经由多芯光纤进行通信的多个节点。光放大系统具备放大部，所述放大部利用节点输入到mcf的芯中的放大用的光对由mcf所具有的至少一部分多个芯传输的通信用的光进行放大。放大部在第一和第二实施方式的情况下为被输入放大用激光的mcf的芯，在第三和第四实施方式的情况下为放大用连接器和mc-edfa。根据上述的实施方式，能够进行mcf的光放大。
再有，在第三、第四、第五实施方式中，示出了作为放大介质而使用掺饵（erbium-doped）的光纤放大器的例子，但是，也可以使用掺杂其他的稀土类后的光纤放大器来进行光放大。
此外，在第一和第二实施方式中，说明了在设置有放大用激光器710的节点510中进行光信号的放大的结构。并不限于此，也可以在设置有放大用激光器710的节点510以外的其他的节点中进行光信号的放大。例如，从节点510向其他的节点使用mcf的芯传播放大用激光。在其他的节点中，放大用连接器从芯分出放大用激光，将分出的放大用激光耦合到其他的芯中。通过将放大用激光耦合到其他的芯中，从而能够在节点510以外的节点中进行由其他的芯传输的光信号的放大。在使用多个芯传播放大用激光的情况下，在其他的节点中，进行放大用激光的合波，将合波后的放大用激光耦合到对光信号进行传输的芯中。
此外，在节点510以外的其他的节点中进行光信号的放大的情况下，在多个节点中进行光信号的放大也可。在多个节点中进行光信号的放大的情况下，按照每个节点分配对放大用激光进行传输的芯，使用分配的芯传播放大用激光也可。此外，在多个节点中共用对放大用激光进行传播的芯也可。在多个节点中共用芯的情况下，节点对从共用的芯分出的放大用激光进行分波。节点使用分波后的一个放大用激光来放大光信号，将分波后的另一个放大用激光向共用的芯插入。对放大用激光进行分波的比率也可以为用于放大的放大用激光在各节点510中为固定的比率，也可以为与节点间的距离对应的比率。
通过将在节点510中生成的放大用激光在其他的节点中使用，从而即使在其他的节点中不具备放大用激光器710也能进行光信号的放大。此外，能够将其他的节点中的设备简化。
在第三实施方式中，说明了在节点550间设置1个中继节点560的结构。并不限于该结构，也可以将串联连接的多个中继节点560设置在节点550间。在具备多个中继节点560的情况下，按照每个中继节点560设置远程激发用芯652也可。在该情况下，中继节点560使用由分配给本节点的远程激发用芯652传播的远程激发用激光来放大光信号。按照每个中继节点560设置的远程激发用芯652也可以为1个，也可以为2个以上。在2个以上的远程激发用芯652被分配给中继节点560的情况下，中继节点560对多个远程激发用激光进行合波，利用合波后的远程激发用激光对光信号进行放大。
此外，在具备多个中继节点560的情况下，多个中继节点560也可以共用远程激发用芯652。在该情况下，中继节点560使用光分路器将由远程激发用芯652传播的远程激发用激光分波为2个。中继节点560利用分波后的一个远程激发用激光对光信号进行放大，将分波后的另一个远程激发用激光向远程激发用芯652插入。将分波后的另一个远程激发用激光经由远程激发用芯652向相邻的中继节点560供给。多个中继节点560所共用的远程激发用芯652也可以为1个，也可以为2个以上。对远程激发用激光进行分波的比率也可以为用于放大的远程激发用激光在各中继节点560中为固定的比率，也可以为与节点间的距离对应的比率。
在共用2个以上的远程激发用芯652的情况下，中继节点560对由全部或一部分远程激发用芯652传播的远程激发用激光各个进行分波。中继节点560对分波后的一个远程激发用激光各个进行合波，使用合波后的远程激发用激光来放大光信号。中继节点560将分波后的另一个远程激发用激光各个向多个远程激发用芯652插入。再有，分波和合波的顺序也可以相反。此外，在第四和第五实施方式中的光放大系统中，也同样地并不限于该结构，将串联连接的多个中继节点570设置在节点550间也可。
通过在节点550间设置多个中继节点560，从而与设置1个中继节点560的情况相比使光信号的传输距离变长变得容易。
在上述的各实施方式中，说明了在节点间的连接中使用mcf的结构例。并不限于在实施方式中说明的结构，也可以如图9和图10所示那样在节点间的连接中使用scf。在第三、第四和第五实施方式中的光放大系统中在节点间的连接中使用scf的情况下，远程激发用激光也与光信号同样地由scf传播，但是，能够使用在各实施方式中说明的结构进行光信号的放大。在第一和第二实施方式中的光放大系统中在节点间的连接中使用scf的情况下，需要避免放大光信号的区间中的scf与mcf的切换。在放大光信号的区间以外的区间中利用变换连接器进行scf与mcf的切换的情况下，即使在节点间的连接中使用scf，也能够使用在第一和第二实施方式中说明的结构来进行光信号的放大。
以上，参照附图详细地描述了本发明的实施方式，但是，具体的结构并不限于本实施方式，也包含不偏离本发明的主旨的范围的设计等。
产业上的可利用性
能够用于利用多芯光纤传输节点间的信号的系统。
附图标记的说明
100、100a、100c、100d通信系统
110、110a、110b收发节点
111-1~111-6发送装置
112-1~112-6接收装置
113-1~113-6收发装置
120、120-1~120-3分插节点
121-1~121-3发送装置
122-1~122-3接收装置
125-1~125-3收发装置
126-1~126-3收发装置
150、150-1~150-3连接器
160-1~160-4连接器
180-1~180-3连接器
185-1~185-3连接器
200-1~200-4、200-21、200-22mcf（多芯光纤）
201、201-1~201-4、201-21、201-22芯
202、202-1~202-4、202-21、202-22芯
203、203-1~203-4、203-21、203-22芯
210-1~210-4mcf（多芯光纤）
211、211-1~211-4芯
212、212-1~212-4芯
213、213-1~213-4芯
214、214-1~214-4芯
215、215-1~215-4芯
216、216-1~216-4芯
400-1、400-2、410-1、410-2变换连接器
451、452、453…scf（单芯光纤）
500、501、505、506光放大系统
510a、510b、510c、550a、550b节点
560、570中继节点
600、600-1~600-3、650、650-1~650-4mcf（多芯光纤）
601、601-1~601-4芯
651、651-1~651-4信号传输用芯
652、652-1~652-2远程激发用芯
710、710a、710b放大用激光器
720、720a-1、720a-2、720b-1、720b-2放大用连接器
721光传输路径
722光耦合器
730、730a、730b、730cmcf连接器
810、810a、810b远程激发用激光器
820、820a-1、820a-2、820b-1、820b-2远程激发用连接器
821、821-1~821-4光传输路径
830、830a、830bmcf连接器
850、850-1~850-2放大用连接器
851、851-1~851-4光传输路径
852光传输路径
860、880mc-edfa
861、861-1~861-4、881、881-1~881-4芯
862、862-1~862-2第一包层部
863第二包层部
870、870-1~870-2放大用连接器
871、871-1~871-4光传输路径
872、872-1~872-2光耦合器
910远程激发用连接器
911光传输路径
920放大用连接器
921-1~921-2光传输路径
922-1~922-2环形器
923-1~923-4光传输路径
924光传输路径
930放大用连接器
931-1~931-4光传输路径
932-1~932-2环形器
933-1~933-4光传输路径
934-1~934-2光耦合器。