【手続補正書】
【提出日】平成17年9月21日(2005.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光符号多重を用いた光通信システムに用いる光復号器であって、
波長毎に異なるタイミングで到着する入力光を受け所定の符号に応じた複数の波長の光を選択して波長毎に異なる遅延時間で反射する第１反射機能部と、該第１の反射機能部の透過光を受けて前記第１反射機能部で選択反射されない波長の光を波長毎に異なる遅延時間で反射する第２反射機能部と、該第２反射機能群に入力した光が出力するまでの時間を該第１反射機能部の反射光に重畳する遅延機能部とを具備し、
前記第１反射機能部および第２反射機能部は、前記第１反射機能部で反射して前記遅延機能部を経由した波長の光の出力タイミングと前記第１反射機能部を透過して前記第２反射機能部で反射した波長の光の出力タイミングが、波長毎に異なるタイミングで到着する前記入力光のうちで最も遅く到着した波長の光に一致するように配置されていることを特徴とする光復号器。
【請求項２】
請求項１に記載の光復号器において、
前記入力光を前記第１反射機能部に入力し前記第１反射機能部の反射光を受け取って出力する第１光導波機能部と、前記第１反射機能部の透過光を前記第２反射機能部に入力し前記第２反射機能部の反射光を受け取って出力する第２光導波機能部とを具備することを特徴とする光復号器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光復号器において、
前記第１反射機能部を前記所定の符号と反対の符号に応じた複数の波長の光を選択して波長毎に異なる遅延時間で反射する反射機能部に置き換え、前記第２反射機能部を前記所定の符号に応じた複数の波長の光を選択して波長毎に異なる遅延時間で反射する反射機能部に置き換えたことを特徴とする光復号器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】光復号器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光符号多重（ＯＣＤＭ：Optical Code Division Multiplex)を用いた光通信システムにおける光復号器に係り、特にＯＣＤＭを適用した複数収容局と該収容局からの信号を光ファイバを介して受ける中央局からなる１対多接続光網であるＰＯＮ（Passive Optical Network）に用いる光復号器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光符号多重システムで用いる、所定の波長の光を反射する反射器を複数縦列に配置して波長領域で符号化する光符号器と光復号器の構成を図２に、所定の波長の光毎の遅延時間を含めた導通の様子を光伝送路に便宜的に加えた動作説明図を図３に示す。図２、図３の第１および第２光符号器５００Ａ、５００Ｂはそれぞれ異なる波長の光を反射する部分を有するＦＢＧ（Fiber Bragg Grating)５０１と、入力光をＦＢＧ５０１に入力し、ＦＢＧ５０１からの反射光を光伝送路に出力するサーキュレータ５０２（又は光分岐器）から構成される。第１および第２光復号器６００Ａ、６００Ｂもそれぞれ異なる波長の光を反射する部分を有するＦＢＧ６０１と、入力光をＦＢＧ６０１に入力し、ＦＢＧ６０１からの反射光を光伝送路に出力するサーキュレータ６０２（又は光分岐器）から構成される。７００は光合波分波器である。
【０００３】
第１光符号器５００Ａと第１光復号器６００Ａとは３次のＭ系列の符号である「１００１１１０」の符号にしたがって波長λ０、λ３、λ４、λ５の光を反射するＦＢＧ５０１、６０１を具備する。λ１からλ６までの各波長の光の反射位置の間隔は、λ０から添字１〜６に一定の距離を乗じた間隔である。図３中のＦＢＧ５０１、６０１では縦線の有無で各波長の光に対応する反射器の有無を示している。
【０００４】
第１光符号器５００Ａに入力した光は、サーキュレータ５０２を経由し波長λ０、λ３、λ４、λ５の順番にＦＢＧ５０１にて反射される。各波長の反射位置間隔が１ｍｍで屈折率が１．５とすると、図３に示すように、波長λ０がＦＢＧ５０１から出力される時間を基準にすると、それぞれλ３：３０ｐｓ、λ４：４０ｐｓ、λ５：５０ｐｓと遅延時間が重畳する。
【０００５】
この波長毎の遅延時間のばらつきは、サーキュレータ６０２からの反射位置が第１光符号器５００Ａの場合と逆の順番で配置される第１光復号器６００ＡのＦＢＧ６０１で反射することで、即ち第１光符号器５００Ａでの反射による遅延時間と第１光復号器６００Ａでの反射による遅延時間の総和が全波長で同一となるようにすることで、揃えられる。
【０００６】
図３の第１光復号器６００Ａは第１光符号器５００Ａと同一の波長かつ逆順のλ５、λ４、λ３、λ０のＦＢＧ６０１を有し、その第１光復号器６００Ａでそれぞれ１０ｐｓ、２０ｐｓ、３０ｐｓ、６０ｐｓの遅延時間を重畳することで、全波長が同一の遅延時間６０ｐｓを重畳されることとなり、遅延時間の総和が同一となる。このような光符号器および光復号器は例えば非特許文献１に記載がある。
【非特許文献１】ジェン  ファ  フン他著、「ファイバグレイティングによる光学ＣＤＭＡネットワークにおける多重アクセス干渉の削減」、コミュニケーションのＩＥＥＥ会報、第５０巻、１０号、１６８０−１６８７頁、２００２年１０月（Jen-Fa Huang et al "Reductions of Multiple-Access Interference in Fiber Grating-Based Optical CDMA Network" IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS Vol.50,No.10 pp.1680-1687,OCTOBER 2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図３の第１光符号器５００Ａからの光を第２光復号器６００Ｂで受信する場合、図３に示されるように、異なる符号であるので、符号を構成する半分の波長の光（λ３、λ４）の光をＦＢＧ６０１で反射し、半分の波長（λ０、λ５）の光を透過する。ここで、第２光復号器６００Ｂは、第１光復号器６００Ａの符号をシフトした「００１１１０１」に従うとした。このため、第２光復号器６００ＢのＦＢＧ６０１で反射するλ３とλ４の光は遅延時間が６０ｐｓに揃うが、第２光復号器６００ＢのＦＢＧ６０１を透過するλ０とλ５の光は、０ｐｓと５０ｐｓの遅延時間であり、遅延時間が揃わず反射パルスを基準にすると透過パルスは、
ほぼ（波長数−１）×反射器間隔
だけがひろがる。
【０００８】
このパルスひろがりにより、
（（波長数−１）×反射器間隔）／（（波長数−１）×反射器間隔＋（ビット時間））
の透過パルスのパワーが本来のパルスの帰属するビット時間からはみ出すことになる。非特許文献１の光復号器では、光復号器の反射パルス強度から透過パルス強度を減算する差動検出を行ない、復号対象でないほかの光符号器からの干渉パルスを除去している。
【０００９】
しかし、パルスひろがりによりビット時間から透過パルスのパワーがはみ出した分、即ち、
0.5×(干渉パルス強度)×((波長数−１)×反射器間隔)/((波長数−１)×反射器間隔＋(ビット時間))
が本来干渉パルスが到着したビットから前方のビットにはみ出すため、本来干渉パルスが到着すべきビットでは、
0.5×(干渉パルス強度)×((波長数−１)×反射器間隔)/((波長数−１)×反射器間隔＋（ビット時間))
の干渉成分が残留する。
【００１０】
図４に、３２ユーザを収容するために符号長６３のＭ系列を用い、各波長の光の反射位置間隔が１ｍｍ、ＦＢＧの屈折率が１．５と想定した場合の残留干渉成分による影響として、１干渉パルスの１パルスに対する残留干渉成分と、同時に通信しているユーザが１の場合と３１の場合の符号誤り率（ＢＥＲ）について示す。太い実線Ａが、干渉光によりマークの値が増加する比で、薄墨の実線Ｂが干渉光によりスペースの値が減少する比で、租い破線Ｃが同時通信ユーザが１の場合の符号誤り率で、細かい破線Ｄが同時通信ユーザが３１の場合の符号誤り率である。
【００１１】
この図４に示されるように、１０-9の符号誤り率を要求すると、同時通信ユーザ数が１の場合のＣは伝送速度５００Ｍbit/sが、３１の場合のＤは伝送速度１０Ｍbit/sが上限となる。したがって、伝送速度の高速化が制限される問題がある。
【００１２】
更に、非特許文献１で示されるように、光復号器のＦＢＧの反射率が１００％でないことから、反射波の一部が透過してしまい、透過光強度が大きくなり、反射波と透過波の差動検出により充分な干渉除去ができないため、不完全反射による干渉を除去する特別な構成が必要となる問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、高速伝送が可能となり、反射機能の不完全反射による干渉を除去する構成が不要となる光復号器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１にかかる発明は、光符号多重を用いた光通信システムに用いる光復号器であって、波長毎に異なるタイミングで到着する入力光を受け所定の符号に応じた複数の波長の光を選択して波長毎に異なる遅延時間で反射する第１反射機能部と、該第１の反射機能部の透過光を受けて前記第１反射機能部で選択反射されない波長の光を波長毎に異なる遅延時間で反射する第２反射機能部と、該第２反射機能群に入力した光が出力するまでの時間を該第１反射機能部の反射光に重畳する遅延機能部とを具備し、前記第１反射機能部および第２反射機能部は、前記第１反射機能部で反射して前記遅延機能部を経由した波長の光の出力タイミングと前記第１反射機能部を透過して前記第２反射機能部で反射した波長の光の出力タイミングが、波長毎に異なるタイミングで到着する前記入力光のうちで最も遅く到着した波長の光に一致するように配置されていることを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の光復号器において、前記入力光を前記第１反射機能部に入力し前記第１反射機能部の反射光を受け取って出力する第１光導波機能部と、前記第１反射機能部の透過光を前記第２反射機能部に入力し前記第２反射機能部の反射光を受け取って出力する第２光導波機能部とを具備することを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載の光復号器において、前記第１反射機能部を前記所定の符号と反対の符号に応じた複数の波長の光を選択して波長毎に異なる遅延時間で反射する反射機能部に置き換え、前記第２反射機能部を前記所定の符号に応じた複数の波長の光を選択して波長毎に異なる遅延時間で反射する反射機能部に置き換えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、波長毎に到着時間が異なるパルスを光復号器が受ける場合も、遅延時間の総和を同一とするので高速伝送が可能である。また、全ての波長に関して一度反射機能で反射するために、反射機能の不完全反射による干渉を除去する構成が不要となる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明では、波長毎に到着時間が異なるパルスを光復号器に受ける場合に、遅延時間の総和を同一とするために、光復号器の第１反射機能部の透過光の各波長の光に所定の遅延時間を重畳して反射する第２の反射機能部を具備する。以下、詳しく説明する。
【実施例１】
【００１７】
実施例１（請求項１、２に対応）の光符号器および光復号器を図１を用いて説明する。なお、ここでは、所定の波長の光毎の遅延時間を含めた導通の様子を光伝送路に便宜的に加えて説明する。図１は第１および第２光符号器１００Ａ、１００Ｂと第１および第２光復号器２００Ａ、２００Ｂと光合波分波器３００を示している。第１光符号器１００Ａは図２，図３の光符号器５００Ａと同様である。
【００１８】
第１および第２光復号器２００Ａ、２００Ｂは、それぞれ異なる波長の光を反射する部分を有し、所定の符号に含む波長の光を選択して所定の遅延時間で反射するＦＢＧ（第１遅延機能部）２０１と、入力光をＦＢＧ２０１に入力し、ＦＢＧ１からの反射光を出力するサーキュレータ２０３（又は光分岐器）（第１光導波機能部）と、ＦＢＧ２０１の透過光のうち、少なくともＦＢＧ２０１が符号として反射すると選択しない波長の光を所定の遅延時間で反射するＦＢＧ２１０（第２遅延機能部）と、ＦＢＧ２０１の透過光をＦＢＧ２１０に入力し、ＦＢＧ２１０からの反射光を出力するサーキュレータ２１１（又は光分岐器）（第２光導波機能部）と、ＦＢＧ２０１の反射光を遅延時間する光遅延線（遅延機能部）２１２とから構成される。第１および第２光復号器２００Ａ、２００ＢのＦＢＧ２０１、２１０のλ６の反射位置からのλ５からλ１までの各波長の反射位置は、６から添字５〜１を減じた数に一定の距離を乗じた間隔である。各波長の反射位置間隔が１ｍｍで屈折率が１．５とする。
【００１９】
第１光復号器２００ＡのＦＢＧ２０１は第１光符号器１００Ａと同様に、３次のＭ系列の符号である「１００１１１０」の符号にしたがって波長λ０、λ３、λ４、λ５の光を反射する。第１光復号器２００ＡのＦＢＧ２１０はＦＢＧ２０１が符号として反射すると選択しない波長λ１、λ２、λ６の光を反射する。
【００２０】
第１光符号器１００Ａと異なる符号を復号するため第２光復号器２００Ｂは、第１光復号器２００Ａと１チップシフトした「００１１１０１」の符号にしたがって波長λ２、λ３、λ４、λ６光を反射する。第２光復号器２００ＢのＦＢＧ２１０はＦＢＧ２０１が符号として反射すると選択しない波長λ０、λ１、λ５光を反射する。
【００２１】
第１光復号器２００Ａでは、従来例と同様に、第１光符号器１００Ａと同一の波長かつ逆順のλ５、λ４、λ３、λ０で反射し、ＦＢＧ２０１でそれぞれ１０ｐｓ、２０ｐｓ、３０ｐｓ、６０ｐｓの遅延時間を重畳し、第１光符号器１００Ａで重畳した遅延時間との総和が全波長（λ０、λ３、λ４、λ５）で同一の遅延時間６０ｐｓとなり、更に光遅延線２１２により３０ｐｓの遅延時間を重畳することで遅延時間の総和は９０ｐｓとなる。
【００２２】
第２光復号器２００ＢのＦＢＧ２０１では、波長λ６、λ４、λ３、λ２にそれぞれ０ｐｓ、２０ｐｓ、３０ｐｓ、４０ｐｓの遅延時間を重畳する。このためＦＢＧ２０１で反射する波長の光の遅延時間と第１光符号器２００Ａの重畳する遅延時間との総和が６０ｐｓとなり、更に光遅延線２１２により３０ｐｓの遅延時間を重畳することで、λ３、λ４の波長の光の遅延時間は９０ｐｓとなる。ＦＢＧ２１０では、波長λ５、λ１、λ０の光にそれぞれ１０ｐｓ、５０ｐｓ、６０ｐｓの遅延時間を重畳する。このため波長λ０、λ５の光は、ＦＢＧ２０１を透過するに要する遅延時間の３０ｐｓを重畳し、ＦＢＧ２１０を反射する波長の光の遅延時間と第１光符号器１００Ａの重畳した遅延時間との総和が９０ｐｓとなる。
【００２３】
このようにして、第１光符号器１００Ａの送出した全ての波長の光の遅延時間は、第１および第２復号器２００Ａ、２００Ｂによって９０ｐｓとなり同一となる。このため、実施例１では、透過光と反射光で被る遅延時間が異なる場合に発生し得る符号誤り率劣化を抑制して、伝送速度の向上を可能となる効果がある。
【００２４】
なお、実施例１では、第１および第２光復号器２００Ａ、２００ＢのＦＢＧ２１０は、ＦＢＧ２０１が符号として選択しない波長の光を反射するとしたが、符号で選択しない波長にくわえて、符号として選択する波長の光を反射するＦＢＧであっても良い。ただし、この場合は、ＦＢＧ２０１の不完全反射により符号として選択した光がＦＢＧ２１０の光に漏れるため、従来例で示すような、不十分な反射による干渉を除去する特別な構成が必要となる問題を解消できない問題がある。また、実施例１では、ＦＢＧ２０１とＦＢＧ２１０とでそれぞれ反射する波長の遅延時間を揃えるために、光遅延線２１２を用いたが、ＦＢＧ２０１の反射光を第２検出器で受け、ＦＢＧ２１０の反射光を第１検出器で受けて、それぞれの出力を比較器で比較する構成の場合は、光遅延線２１２を備える代わりに、光遅延線２１２で付与するのと同じ遅延を付与する遅延線を第２検出器と比較器の間に備えても良い。
【００２５】
また、実施例１では波長毎の反射位置間隔は一定であるとしたが、ＦＢＧ１０１での反射による遅延時間とＦＢＧ２０１及びＦＢＧ２１０での反射による遅延時間の総和が同一であればよく、対向する符号器ＦＢＧ１０１に対応していれば、波長の位置間隔を一定としなくても位置も入れ替えても一般性を失わない。
【００２６】
さらに、光符号器と光復号器を接続する光伝送路の波長分散により波長毎に光復号器に到着する際の遅延時間が異なる場合は、予め対向する光符号器で又は伝送後に光復号器で光伝送路分散により発生する遅延時間の差分と正負を逆にした遅延時間をＦＢＧ１０１での反射による遅延時間とＦＢＧ２０１及びＦＢＧ２１０での反射での反射による遅延時間の総和に加えたとしても、対向する光符号器又は光復号器により発生する波長毎の遅延時間差を補正する本発明の効果を損なうことはない。
【００２７】
以上述べたように、実施例１では、光復号器に波長毎の到着時間が異なるパルスを受ける場合は、遅延時間の総和を同一とするように、光復号器の透過光の各波長を所定の遅延時間を重畳して反射するＦＢＧ２１０を具備する。このように、符号として選択しない波長の光を遅延時間を補正するように反射することで、復号対象外の光符号器からの光の波長毎の遅延時間の違いを補正することができる。したがって、従来例で示したような干渉光に関する遅延時間が同一となるので、差動検出により干渉を除去することができ、高速伝送が可能となる。更に、全ての波長（λ０〜λ６）に関して一度ＦＢＧで反射するために、ＦＢＧの不完全反射による干渉パルスの除去が不要となる効果がある。
【実施例２】
【００２８】
実施例２（請求項３に対応）では、実施例１におけるＦＢＧ２０１で反射する波長とＦＢＧ２１０で反射する波長を互いに入れ替える。このようにすると、復号対象とする符号の波長の光がＦＢＧ２０１とＦＢＧ２１０の両者を通過するために、実施例３に比べて信号が減衰するが、その他の効果に関しては実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１の光符号器および光復号器の構成および動作の説明図である。
【図２】従来の光符号器および光復号器の構成を示すブロック図である。
【図３】従来の光符号器および光復号器の動作説明図である。
【図４】光復号器における、伝送速度に対する符号誤り率（ＢＥＲ）と残留干渉成分の特性図である。
【符号の説明】
【００３０】
１００Ａ；第１光符号器
１００Ｂ：第２光符号器
１０１：ＦＢＧ（反射機能部）
１０２：サーキュレータ（又は光分岐器）（光導波機能部）
２００Ａ：第１光復号器
２００Ｂ：第２光復号器
２０１、２１０：ＦＢＧ（反射機能部）
２０３、２１１：サーキュレータ（又は光分岐器）（光導波機能部）
２１２：光遅延線（遅延機能部）
３００：光合波分波器
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005072868.tif 000001
【図２】
2005072868.tif 000002
【図３】
2005072868.tif 000003
【図４】
2005072868.tif 000004