(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単にＯＣＤＭを実現するＯＣＤＭ装置および光伝送システムを提供する。【解決手段】光変調器で変調された複数の光信号を複数の光符号化部にそれぞれ入力し、それぞれ異なる複数の拡散符号系列で符号化して出力する複数の光送信器と、複数の光送信器から出力される複数の符号化光信号を合成して光ファイバ伝送路に送出する合成手段と、光ファイバ伝送路を介して伝送された符号化光信号を複数の符号化光信号に分岐する分岐手段と、分岐手段で分岐された複数の符号化光信号を複数の光復号化部にそれぞれ入力し、複数の拡散符号系列に対応する複数の逆拡散符号系列でそれぞれ復号化し、光復調器で復調処理を行う複数の光受信器とを備えたＯＣＤＭ装置において、複数の光符号化部および複数の光復号化部は、複数の拡散符号系列および複数の逆拡散符号系列をそれぞれ区分的位相変換の変換量として設定可能な可変分散補償器を用いた構成である。【選択図】図１
2010278843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調器で変調された複数の光信号を複数の光符号化部にそれぞれ入力し、それぞれ異なる複数の拡散符号系列で符号化して出力する複数の光送信器と、
前記複数の光送信器から出力される複数の符号化光信号を合成して光ファイバ伝送路に送出する合成手段と、
前記光ファイバ伝送路を介して伝送された符号化光信号を複数の符号化光信号に分岐する分岐手段と、
前記分岐手段で分岐された複数の符号化光信号を複数の光復号化部にそれぞれ入力し、前記複数の拡散符号系列に対応する複数の逆拡散符号系列でそれぞれ復号化し、光復調器で復調処理を行う複数の光受信器と
を備えたＯＣＤＭ装置において、
前記複数の光符号化部および前記複数の光復号化部は、前記複数の拡散符号系列および前記複数の逆拡散符号系列をそれぞれ区分的位相変換の変換量として設定可能な可変分散補償器を用いた構成である
ことを特徴とするＯＣＤＭ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＯＣＤＭ装置において、
前記可変分散補償器は、符号多重とともに分散補償を行う構成であることを特徴とするＯＣＤＭ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＯＣＤＭ装置において、
前記光送信器は、前記光符号化部に入力する光信号をスペクトル拡散するスペクトル拡散部を備え、
前記光受信器は、前記光復号化部で復号化された光信号の帯域を制限するフィルタを備えた
ことを特徴とするＯＣＤＭ装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＯＣＤＭ装置の前記複数の光送信器および前記合成手段を送信部とし、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＯＣＤＭ装置の前記分岐手段および前記複数の光受信器を受信部とするノードを光ファイバ伝送路に接続し、一方のノードの前記送信部と他方のノードの前記受信部との間でＯＣＤＭ通信を行う構成であることを特徴とする光伝送システム。
【請求項５】
請求項４に記載の光伝送システムにおいて、
前記光送信器は、複数の波長の光信号を合波し、波長一括で符号化する構成であり、
前記光受信器は、波長一括化で復号化した波長多重光信号を各波長の光信号に分波して復調する構成である
ことを特徴とする光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＣＤＭ（Optical Code Division Multiplexing：光符号分割多重）通信に用いるＯＣＤＭ装置およびこのＯＣＤＭ装置を用いた光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＣＤＭは、各チャネルの光信号をチャネルごとに異なる光直交符号で拡散符号化して多重化する（非特許文献１）。したがって、複数の信号が混在している場合であっても、受信側で送信側の拡散符号化に対応する復号化を行うことにより、目的とする信号のみの相関が１となって復号され、他の信号は拡散符号化の直交性により相関が０となる。すなわち、複数の光信号を多重する際に、光信号ごとに異なる波長としなくても多重分離が可能となる。
【０００３】
従来、ＯＣＤＭを実現する方法として以下の２つの方法がある。
(1) 多重される光信号を生成する前の電気信号の段階でＤＳＰ(Digital Signal Processing) 等の処理を行い、その後に光変調器にて変調する方法（非特許文献２）。
(2) 多重する光信号をそれぞれ生成した後、光信号の段階で、ＦＢＧ(Fiber Bragg Grating) 等を用いて、自身の光信号と遅延し位相の変化した光信号を重ね合わせる方法（非特許文献１）。
【０００４】
一方、光通信における分散補償を行う光伝送部品として、ＰＬＣ(Silica-based planar lightwave circuits)／ＡＷＧ(Array Waveguide Gratings)を用いた分散補償器がある（非特許文献３，４）。本分散補償器は、光信号を分光し、周波数ごとにその位相を少しずつ変化させることにより分散補償を行うデバイスである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】http://www.nict.go.jp/publication/CRL News/0001/hikari.html
【非特許文献２】ＣＤＭＡ移動体通信システム, Prasad著，1997，科学技術出版社
【非特許文献３】"Channel-by-Channel Tunable Optical Dispersion Compensator Consisting of Arrayed-Waveguide Grating and Liquid Crystal on Silicon", Kazunori Seno, Kenya Suzuki, Kei Watanabe, Naoki Ooba,Shinji Mino; NTT Corp.,Japan., 2008 OFC
【非特許文献４】Compact Wide-Band Wavelength Blocker Utilizing Novel Hybrid AWG-Free Space Focusing Optics, Naoki Ooba,Kenya Suzuki, Motohaya Ishii, Atsushi Aratake, Tomohiro Shibata, Shinji Mino; NTT Corp.,Japan., 2008, OFC
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＯＣＤＭを実現する方法１は、電気レベルで拡散符号化を行うために信号ビットレートに対して数倍の周波数で信号処理を行い、また光変調器を動作させなければならないとともに、受信側では高速クロック信号を高精度に再生させ復調処理を行わなければならない点が課題である。また、方法２は、電気信号に対する処理は必要ないが、光部品を固定的に使用し安定させて動作させる必要があると同時に、拡散符号を変化させることが困難である。
【０００７】
本発明は、可変分散補償器を用いて簡単にＯＣＤＭを実現するＯＣＤＭ装置およびこのＯＣＤＭ装置を用いた光伝送システム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】
【０００８】
第１の発明は、光変調器で変調された複数の光信号を複数の光符号化部にそれぞれ入力し、それぞれ異なる複数の拡散符号系列で符号化して出力する複数の光送信器と、複数の光送信器から出力される複数の符号化光信号を合成して光ファイバ伝送路に送出する合成手段と、光ファイバ伝送路を介して伝送された符号化光信号を複数の符号化光信号に分岐する分岐手段と、分岐手段で分岐された複数の符号化光信号を複数の光復号化部にそれぞれ入力し、複数の拡散符号系列に対応する複数の逆拡散符号系列でそれぞれ復号化し、光復調器で復調処理を行う複数の光受信器とを備えたＯＣＤＭ装置において、複数の光符号化部および複数の光復号化部は、複数の拡散符号系列および複数の逆拡散符号系列をそれぞれ区分的位相変換の変換量として設定可能な可変分散補償器を用いた構成である。
【０００９】
第１の発明のＯＣＤＭ装置における可変分散補償器は、符号多重とともに分散補償を行う構成としてもよい。
【００１０】
第１の発明のＯＣＤＭ装置における光送信器は、光符号化部に入力する光信号をスペクトル拡散するスペクトル拡散部を備え、光受信器は、光復号化部で復号化された光信号の帯域を制限するフィルタを備えた構成としてもよい。
【００１１】
第２の発明の光伝送システムは、第１の発明のＯＣＤＭ装置の複数の光送信器および合成手段を送信部とし、分岐手段および複数の光受信器を受信部とするノードを光ファイバ伝送路に接続し、一方のノードの送信部と他方のノードの受信部との間でＯＣＤＭ通信を行う構成である。
【００１２】
第２の発明の光伝送システムにおける光送信器は、複数の波長の光信号を合波し、波長一括で符号化する構成であり、光受信器は、波長一括化で復号化した波長多重光信号を各波長の光信号に分波して復調する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＯＣＤＭ装置は、光符号化部および光復号化部に可変分散補償器を用いる構成により、拡散符号系列を任意かつ動的に選択可能であるので、ダイナミックな光パスの切り替えが可能である。また、高速なクロック抽出や電気信号処理が不要のため、回路規模の削減が可能である。また、符号多重と同時に分散補償が可能であるため、分散補償部品の削減が可能である。
【００１４】
本発明のＯＣＤＭ装置を用いることにより、波長多重を用いずに符号多重のみで多重化伝送ができる光伝送システムを実現することができる。さらに、波長多重と符号多重を組み合わせることにより、スケーラブルなＯＡＤＭシステムを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１のＯＣＤＭ装置の構成例を示す図である。
【図２】分散補償の原理を説明する図である。
【図３】本発明による符号化／復号化処理の原理を説明する図である。
【図４】本発明の実施例２のＯＣＤＭ装置の構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施例３のＯＣＤＭ装置を用いた光伝送システムの構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施例４のＯＣＤＭ装置を用いた光伝送システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１のＯＣＤＭ装置の構成例を示す。
図において、光送信器１Ａは光信号変調部１１Ａおよび光符号化部１２Ａで構成され、光送信器１Ｂは光信号変調部１１Ｂおよび光符号化部１２Ｂで構成される。ここで、光符号化部１２Ａは光信号を拡散符号系列θ(k) で符号化し、光符号化部１２Ｂは光信号を拡散符号系列θ(l) で符号化する。光送信器１Ａ，１Ｂの各光出力は光カプラ３で合成され、光ファイバ伝送路４を介して対向する光カプラ５で分岐され、それぞれ光受信器２Ａ，２Ｂに受信する。光受信器２Ａは光復号化部２１Ａおよび光信号復調部２２Ａで構成され、光受信器２Ｂは光復号化部２１Ｂおよび光信号復調部２２Ｂで構成される。なお、光送信器および光受信器が３以上あってもよい。以下に示す各実施例においても同様である。
【００１７】
本発明の特徴は、光符号化部１２Ａ，１２Ｂおよび光復号化部２１Ａ，２１Ｂとして、可変分散補償器を用いるところにある。この可変分散補償器は、光信号を分光し、周波数ごとにその位相を少しずつ変化させることにより分散補償を行うデバイスであり、一般に入力光信号ｆ(t) （周波数表示でＦ(ω)exp(-iνt)）に対して次のような変換を与える。
【００１８】
【数１】
2010278843.tif 000003
【００１９】
ここで、θi がωに対して十分に滑らかであり、高々一次の函数であるとみなせるとき（ωi−ωi+1<<１，θi＝αωi＋β）には、従来技術における分散補償と同じになる。すなわち、図２に示すように、当初のスペクトルを区分的に位相変化させることにより分散補償が行われる。ここで、この区分的位相変換の変換量をθ(k) ＝（θ-N  θ-N+1  …  θN-1 θN ) とする。
【００２０】
本発明の光符号化部１２Ａ，１２Ｂおよび光復号化部２１Ａ，２１Ｂでは、分散に依存する位相の変化分を除き、光符号化部１２Ａ，１２Ｂ（送信側）で
【００２１】
【数２】
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を与え、光復号化部２１Ａ，２１Ｂ（受信側）で
【００２２】
【数３】
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を与えることとする。ここで両者が等しくなると、図３に示すように、受信側で送信側のベースバンド信号を再現することができる。
【００２３】
区分的位相変換の変換量をθ(k) ＝（θ-N  θ-N+1  …  θN-1 θN ) としたときに、θ(k) が直交系列をなせば、送信側でθ(k) により変換し、受信側でθ(-l)として再変換したときに、ｋ≠ｌの場合にはその信号は復号できないことになる。したがって、同一波長において相互に異なる拡散符号系列θ(k) ，θ(l) で符号化した場合、受信側で復号する拡散符号系列を選択することにより、受信したい信号のみを受信することができる。
【００２４】
すなわち、図１において、光復号化部２１Ａは光信号を逆拡散符号系列θ(-l)で復号化することにより、光送信器１Ｂの光符号化部１２Ｂで拡散符号系列θ(l) で符号化された信号を復号化できる。また、復号化部２１Ｂは光信号を逆拡散符号系列θ(-k)で復号化することにより、光送信器１Ａの光符号化部１２Ａで拡散符号系列θ(k) で符号化された信号を復号化できる。
【実施例２】
【００２５】
図４は、本発明の実施例２のＯＣＤＭ装置の構成例を示す。本実施例は、図１の実施例１の光送信器１Ａ，１Ｂおよび光受信器２Ａ，２Ｂにスペクトルの拡散機能を追加したものである。ベースバンド信号の帯域が狭く、符号化系列をとるのに十分な光スペクトル幅がない場合に、スペクトルの拡散機能により対応する構成である。
【００２６】
図４(1) は光送信器の構成例を示す。光信号変調部１１と光符号化部１２との間にスペクトル拡散部１３が挿入される。スペクトル拡散部１３では、ベースバンド信号よりも周波数の高い変調を行う必要がある。ただし、ベースバンド信号のように任意のビット列を表現するようなもので変調する必要はなく、単純な周期的なパタンを用いて変調することが可能である。なお、スペクトル拡散部１３における光信号の処理は、（０，１）を周期的に繰り返すＮＲＺ、ＲＺ−ＢＰＳＫや、１シンボル中で位相を滑らかに変化させる変調等が簡便である。
【００２７】
図４(2) は光受信器の構成例を示す。光復号化部２１と光信号復調部２２との間に、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）またはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２３が挿入される。受信側では、スペクトル拡散のクロックを再生する必要はなく、電気段であればＬＰＦを、光段であればＢＰＦを用いることにより、容易に復調処理が可能である。
【実施例３】
【００２８】
図５は、本発明の実施例３のＯＣＤＭ装置を用いた光伝送システムの構成例を示す。
図において、光送信器１Ａ，１Ｂは、光カプラ３および光カプラ６を介して光ファイバ伝送路４に接続され、光受信器２Ａ，２Ｂは、光カプラ５および光カプラ７を介して光ファイバ伝送路４に接続される。なお、ここでは簡単のために、それぞれのノードで光送信器１Ａ，１Ｂまたは光受信器２Ａ，２Ｂのみを記載しているが、各ノードに光送信器と光受信器が接続される形態となる。
【００２９】
従来のＷＤＭ (Wavelength Division Multiplexing) 系のＯＡＤＭ（Optical add-drop multiplexer) システムでは、光ファイバ伝送路４との分岐挿入部には光合分波機能と光スイッチ機能を共に備えたものが必要になるが、本発明のＯＣＤＭ装置を用いる場合には単純な光カプラ６，７に置き換えることができる。
【００３０】
また、ＷＤＭ系の光伝送システムでは分散補償を適切に行う必要があるが、本発明のＯＣＤＭ装置を用いた光伝送システムでは、光送信器１Ａ，１Ｂの光符号化部１２Ａ，１２Ｂおよび光受信器２Ａ，２Ｂの光復号化部２１Ａ，２１Ｂがそもそも分散補償機能を有しているため、分散補償用の部材を別個に備える必要はない。
【実施例４】
【００３１】
図６は、本発明の実施例４のＯＣＤＭ装置を用いた光伝送システムの構成例を示す。本実施例では、ＯＣＤＭとＷＤＭと組み合わせることによりさらに多重度を増す構成例を示す。なお、本構成例は、可変分散補償器を用いた光符号化部および光復号化部が複数波長を一括して処理できることを利用している。
【００３２】
図において、光信号変調部１１Ａ，１１Ｃは互いに異なる波長に設定され、光合波器１４Ａで合波された波長多重光信号が可変分散補償器を用いた光符号化部１２Ａに入力し、複数波長の光信号が一括して符号化される。同様に、光信号変調部１１Ｂ，１１Ｄは互いに異なる波長に設定され、光合波器１４Ｂで合波された波長多重光信号が可変分散補償器を用いた光符号化部１２Ｂに入力し、複数波長の光信号が一括して符号化される。光符号化部１２Ａ，１２Ｂの各光出力は光カプラ３で合成され、さらに光カプラ６を介して光ファイバ伝送路４に送出される。なお、光信号変調部１１Ａ，１１Ｂで使用する波長、光信号変調部１１Ｃ，１１Ｄで使用する波長はそれぞれ同じでる。
【００３３】
光カプラ７を介して光ファイバ伝送路４から分岐された波長多重光信号は、さらに光カプラ５で分岐して可変分散補償器を用いた光復号化部１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ入力し、複数波長が一括して復号化される。光復号化部２１Ａの光出力は光分波器２４Ａで波長ごとに分波され、光信号復調部２２Ａ，２２Ｃに入力する。同様に、光復号化部２１Ｂの光出力は光分波器２４Ｂで波長ごとに分波され、光信号復調部２２Ｂ，２２Ｄに入力する。
【００３４】
なお、ここでは簡単のために、それぞれのノードで光送信器１Ａ，１Ｂまたは光受信器２Ａ，２Ｂのみを記載しているが、各ノードに光送信器と光受信器が接続される形態となる。
【符号の説明】
【００３５】
１Ａ，１Ｂ  光送信器
２Ａ，２Ｂ  光受信器
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ  光信号変調部
１２，１２Ａ，１２Ｂ  光符号化部
１３  スペクトル拡散部
１４Ａ，１４Ｂ  光合波器
２１，２１Ａ，２１Ｂ  光復号化部
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ  光信号復調部
２３  ＬＰＦ／ＢＰＦ
２４  光分波器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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