(57)【要約】【課題】  本発明では、簡易な方法により、光検出器の前段で妨害光信号を除去可能で既設の光通信システムと追加の光ＣＤＭ方式の光通信システムとの間での相互干渉のない光伝送を実現する光多重通信システム及びその方法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明に係る光多重通信システムは、光ＣＤＭ方式の通信用光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用光信号と異なる通信用光信号を送信する第２光送信装置と、第１光送信装置から送信される通信用光信号を受信する第１光受信装置と、第２光送信装置から送信される別の通信用光信号を受信する第２光受信装置と、を有し、第１光受信装置は、第１光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐し所定の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、妨害光信号除去器から出力される光信号を検出する光検出器と、を備える。【選択図】図４
2006074557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する光送信装置と、前記光送信装置から送信される前記通信用光信号を受信する光受信装置と、を有する光通信システムであって、
前記光受信装置は、
前記光送信装置から送信される前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する光送信装置と、前記光送信装置から送信される前記通信用光信号を受信する光受信装置と、を有する光通信システムであって、
前記光受信装置は、
前記光送信装置から送信される前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の可干渉長以上の光路長差を設けて結合させて所定の強度で出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項３】
光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を送信する光送信装置と、前記光送信装置から送信される前記通信用パルス光信号を受信する光受信装置と、を有する光通信システムであって、
前記光受信装置は、
前記光送信装置から送信される前記通信用パルス光信号を２以上に分岐させ前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用パルス光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項４】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用光信号の光周波数帯域幅より狭い光周波数帯域幅の別の通信用光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用光信号を受信する第１光受信装置と、前記第２光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記別の通信用光信号を受信する第２光受信装置と、前記第１光受信装置と前記第２光受信装置とを接続する光分波器と、を有する光多重通信システムであって、
前記第１光受信装置は、
前記第１光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から出力される前記光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光多重通信システム。
【請求項５】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用光信号の可干渉長より長い可干渉長の別の通信用光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用光信号を受信する第１光受信装置と、前記第２光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記別の通信用光信号を受信する第２光受信装置と、前記第１光受信装置と前記第２光受信装置とを接続する光分波器と、を有する光多重通信システムであって、
前記第１光受信装置は、
前記第１光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐し前記通信用光信号の可干渉長以上且つ前記別の通信用光信号の可干渉長以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から出力される前記光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光多重通信システム。
【請求項６】
光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用パルス光信号のパルス幅より大きいパルス幅の別の通信用パルス光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用パルス光信号を受信する第１光受信装置と、前記第２光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記別の通信用パルス光信号を受信する第２光受信装置と、前記第１光受信装置と前記第２光受信装置とを接続する光分波器と、を有する光多重通信システムであって、
前記第１光受信装置は、
前記第１光受信装置の受信するパルス光信号を２以上の光信号に分岐し前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から出力される前記パルス光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光多重通信システム。
【請求項７】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用光信号の光周波数帯域幅より狭い光周波数帯域幅の別の通信用光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用光信号を受信する第１光受信装置と、前記第１光受信装置に接続され前記第２光送信装置から前記光合波器及び前記第１光受信装置を介して送信される前記別の通信用光信号を受信する第２光受信装置と、を有する光多重通信システムであって、
前記第１光受信装置は、
前記第１光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度で前記第１光受信装置の内部に出力し、他方を前記第２光受信装置に向けて出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から前記第１光受信装置の内部に出力される前記光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光多重通信システム。
【請求項８】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用光信号の可干渉長より長い可干渉長の別の通信用光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用光信号を受信する第１光受信装置と、前記第１光受信装置に接続され前記第２光送信装置から前記光合波器及び前記第１光受信装置を介して送信される前記別の通信用光信号を受信する第２光受信装置と、を有する光多重通信システムであって、
前記第１光受信装置は、
前記第１光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の可干渉長以上且つ前記別の通信用光信号の可干渉長以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度で前記第１光受信装置の内部に出力し、他方を前記第２光受信装置に向けて出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から前記第１光受信装置の内部に出力される前記光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光多重通信システム。
【請求項９】
光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用パルス光信号のパルス幅より大きいパルス幅の別の通信用パルス光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用パルス光信号を受信する第１光受信装置と、前記第１光受信装置に接続され前記第２光送信装置から前記光合波器及び前記第１光受信装置を介して送信される前記別の通信用パルス光信号を受信する第２光受信装置と、を有する光多重通信システムであって、
前記第１光受信装置は、
前記第１光受信装置の受信するパルス光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度で前記第１光受信装置の内部に出力し、他方を前記第２光受信装置に向けて出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から前記第１光受信装置の内部に出力される前記パルス光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光多重通信システム。
【請求項１０】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を受信する光受信装置であって、
前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項１１】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を受信する光受信装置であって、
前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の可干渉長以上の光路長差を設けて結合させて所定の強度で出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項１２】
光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を受信する光受信装置であって、
前記通信用パルス光信号を２以上に分岐させ前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用パルス光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項１３】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号及び該通信用光信号の光周波数帯域幅より狭い光周波数帯域幅の別の通信用光信号を受信する光受信装置であって、
前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度で前記光受信装置の内部に出力し、且つ他方を前記光受信装置の外部に出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から前記光受信装置の内部に出力される前記光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項１４】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号及び該通信用光信号の可干渉長より長い可干渉長の別の通信用光信号を受信する光受信装置であって、
前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の可干渉長以上且つ前記別の通信用光信号の可干渉長以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度で前記光受信装置の内部に出力し、且つ他方を前記光受信装置の外部に出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から前記光受信装置の内部に出力される前記光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項１５】
光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号及び該通信用パルス光信号のパルス幅より広いパルス幅の別の通信用パルス光信号を受信する光受信装置であって、
前記光受信装置の受信するパルス光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を結合させて所定の光強度で前記光受信装置の内部に出力し、且つ他方を前記光受信装置の外部に出力する妨害光信号除去器と、
前記妨害光信号除去器から前記光受信装置の内部に出力される前記パルス光信号を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項１６】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で送受信する光通信方法であって、
前記光受信装置は、前記光送信装置から送信された前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度とした後に検出することを特徴とする光通信方法。
【請求項１７】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で送受信する光通信方法であって、
前記光受信装置は、前記光送信装置から送信された前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の可干渉長以上の光路長差を設けて結合させて所定の強度とした後に検出することを特徴とする光通信方法。
【請求項１８】
光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を光送信装置と光受信装置との間で送受信する光通信方法であって、
前記光受信装置は、前記光送信装置から送信された前記通信用パルス光信号を２以上に分岐させ前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度とした後に検出することを特徴とする光通信方法。
【請求項１９】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用光信号の光周波数帯域より狭い光周波数帯域の別の通信用光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、
前記光受信装置は、前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度とした後に検出することを特徴とする光多重通信方法。
【請求項２０】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用光信号の可干渉長より長い可干渉長の別の通信用光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、
前記光受信装置は、前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐し前記通信用光信号の可干渉長以上且つ前記別の通信用光信号の可干渉長以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度とした後に検出することを特徴とする光多重通信方法。  
【請求項２１】
光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用光信号のパルス幅より広いパルス幅の別の通信用パルス光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、
前記光受信装置は、前記光受信装置の受信するパルス光信号を２以上のパルス光信号に分岐し前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度とした後に検出することを特徴とする光多重通信方法。
【請求項２２】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用光信号の光周波数帯域幅より狭い光周波数帯域幅の別の通信用光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、
前記光受信装置は、前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度にした後に検出すると共に他方を前記別の光受信装置に向けて出力することを特徴とする光多重通信方法。
【請求項２３】
光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用光信号の可干渉長より長い可干渉長の別の通信用光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、
前記光受信装置は、前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐し、分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の可干渉長以上且つ前記別の通信用光信号の可干渉長以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度にした後に検出すると共に他方を前記別の光受信装置に向けて出力することを特徴とする光多重通信方法。
【請求項２４】
光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用パルス光信号のパルス幅より広いパルス幅の別の通信用パルス光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、
前記光受信装置は、前記光受信装置の受信するパルス光信号を２以上のパルス光信号に分岐し、分岐した分岐光信号に前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度にした後に検出すると共に他方を前記別の光受信装置に向けて出力することを特徴とする光多重通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信装置で符号化した光信号を送受信する光ＣＤＭ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式の光通信システム、光多重通信システム、光通信方法、光多重通信方法及び光受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
既設の光通信システムに影響を与えずに、既設の光通信システムに新たに光通信システムを追加する方法として、光ＣＤＭ方式が有望視されている（例えば、非特許文献１参照。）。光ＣＤＭ方式では、広帯域の光周波数幅に光信号を拡散することで、その符号化利得により、既設の光通信システムに影響を与えない弱い強度の光信号で通信することが可能となるためである。ここで、消光比８〜１２ｄＢと想定される既設の光通信システムに影響を与えない光信号の強度レベルは、その数％と十分小さなものが要求される。
【非特許文献１】菊池和明、多久島裕一「光ファイバ通信におけるスペクトル拡散技術」信学技報ＳＳＥ９３−１４１，ＯＣＳ９３−７１（１９９４−０３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、既設の光通信システムにおいて伝送する光信号の光強度は、追加する光ＣＤＭ方式の光通信システムにおいて伝送する光信号の光強度と比較して極めて大きい。そのため、光ＣＤＭ方式の光通信システムにとっては既設の光通信システムにおいて伝送する光信号が妨害光信号として作用する。このような妨害光信号に対する十分な符号化利得の確保は、光周波数帯域幅の拡大を要するため、光伝送路における波長分散に起因する信号波形の劣化により制限される。さらに、光受信装置の飽和、耐妨害性を高めるためのハードリミッタは複雑な処理回路が必要である。
【０００４】
そこで、本発明では、簡易な方法により、光検出器の前段で妨害光信号を除去可能で既設の光通信システムと追加の光ＣＤＭ方式の光通信システムとの間での相互干渉のない光伝送を実現する光通信システム、光多重通信システム及び光受信装置を提供することを目的とする。また、その方法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】
上記目的を達成するために、本発明者らは、既設の光通信システムにおいて伝送する光信号の周波数帯域幅が光ＣＤＭ方式の光通信システムにおいて伝送する光信号の光周波数帯域幅よりも狭いこと、可干渉長が長いこと又はパルス幅が広いことに着目して本発明を完成させた。
【０００６】
具体的には、本発明に係る光通信システムは、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する光送信装置と、前記光送信装置から送信される前記通信用光信号を受信する光受信装置と、を有する光通信システムであって、前記光受信装置は、前記光送信装置から送信される前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。ここで、上記「通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値」とは、例えばマッハツェンダー干渉計、マイケルソン干渉計、ファブリペロー干渉計の場合は、以下の数式１によって換算するものとする。また、例えば、ＡＷＧ（アレイ導波路回折格子）の場合には、以下の数式２によって換算するものとする。
【０００７】
【数１】
2006074557.tif 000003
【０００８】
【数２】
2006074557.tif 000004
【０００９】
また、本発明に係る光通信システムは、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する光送信装置と、前記光送信装置から送信される前記通信用光信号を受信する光受信装置と、を有する光通信システムであって、前記光受信装置は、前記光送信装置から送信される前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の可干渉長以上の光路長差を設けて結合させて所定の強度で出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光通信システムは、光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を送信する光送信装置と、前記光送信装置から送信される前記通信用パルス光信号を受信する光受信装置と、を有する光通信システムであって、前記光受信装置は、前記光送信装置から送信される前記通信用パルス光信号を２以上に分岐させ前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用パルス光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光多重通信システムは、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用光信号の光周波数帯域幅より狭い光周波数帯域幅の別の通信用光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用光信号を受信する第１光受信装置と、前記第２光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記別の通信用光信号を受信する第２光受信装置と、前記第１光受信装置と前記第２光受信装置とを接続する光分波器と、を有する光多重通信システムであって、前記第１光受信装置は、前記第１光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から出力される前記光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。ここで、上記「通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値」とは、数式１又は数式２によって換算するものとする。
【００１２】
また、本発明に係る光通多重信システムは、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用光信号の可干渉長より長い可干渉長の別の通信用光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用光信号を受信する第１光受信装置と、前記第２光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記別の通信用光信号を受信する第２光受信装置と、前記第１光受信装置と前記第２光受信装置とを接続する光分波器と、を有する光多重通信システムであって、前記第１光受信装置は、前記第１光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐し前記通信用光信号の可干渉長以上且つ前記別の通信用光信号の可干渉長以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から出力される前記光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光通多重信システムは、光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用パルス光信号のパルス幅より大きいパルス幅の別の通信用パルス光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用パルス光信号を受信する第１光受信装置と、前記第２光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記別の通信用パルス光信号を受信する第２光受信装置と、前記第１光受信装置と前記第２光受信装置とを接続する光分波器と、を有する光多重通信システムであって、前記第１光受信装置は、前記第１光受信装置の受信するパルス光信号を２以上の光信号に分岐し前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から出力される前記パルス光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光通多重信システムは、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用光信号の光周波数帯域幅より狭い光周波数帯域幅の別の通信用光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用光信号を受信する第１光受信装置と、前記第１光受信装置に接続され前記第２光送信装置から前記光合波器及び前記第１光受信装置を介して送信される前記別の通信用光信号を受信する第２光受信装置と、を有する光多重通信システムであって、前記第１光受信装置は、前記第１光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度で前記第１光受信装置の内部に出力し、他方を前記第２光受信装置に向けて出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から前記第１光受信装置の内部に出力される前記光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。ここで、上記「通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値」とは、数式１又は数式２によって換算するものとする。
【００１５】
また、本発明に係る光通多重信システムは、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用光信号の可干渉長より長い可干渉長の別の通信用光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用光信号を受信する第１光受信装置と、前記第１光受信装置に接続され前記第２光送信装置から前記光合波器及び前記第１光受信装置を介して送信される前記別の通信用光信号を受信する第２光受信装置と、を有する光多重通信システムであって、前記第１光受信装置は、前記第１光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の可干渉長以上且つ前記別の通信用光信号の可干渉長以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度で前記第１光受信装置の内部に出力し、他方を前記第２光受信装置に向けて出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から前記第１光受信装置の内部に出力される前記光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光通多重信システムは、光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を送信する第１光送信装置と、前記通信用パルス光信号のパルス幅より大きいパルス幅の別の通信用パルス光信号を送信する第２光送信装置と、前記第１光送信装置と前記第２光送信装置とを接続する光合波器と、前記第１光送信装置から前記光合波器を介して送信される前記通信用パルス光信号を受信する第１光受信装置と、前記第１光受信装置に接続され前記第２光送信装置から前記光合波器及び前記第１光受信装置を介して送信される前記別の通信用パルス光信号を受信する第２光受信装置と、を有する光多重通信システムであって、前記第１光受信装置は、前記第１光受信装置の受信するパルス光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度で前記第１光受信装置の内部に出力し、他方を前記第２光受信装置に向けて出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から前記第１光受信装置の内部に出力される前記パルス光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る光受信装置は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を受信する光受信装置であって、前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。ここで、上記「通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値」とは、数式１又は数式２によって換算するものとする。
【００１８】
また、本発明に係る光受信装置は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を受信する光受信装置であって、前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の可干渉長以上の光路長差を設けて結合させて所定の強度で出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る光受信装置は、光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を受信する光受信装置であって、前記通信用パルス光信号を２以上に分岐させ前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から出力される前記通信用パルス光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る光受信装置は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号及び該通信用光信号の光周波数帯域幅より狭い光周波数帯域幅の別の通信用光信号を受信する光受信装置であって、前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度で前記光受信装置の内部に出力し、且つ他方を前記光受信装置の外部に出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から前記光受信装置の内部に出力される前記光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。ここで、上記「通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値」とは、数式１又は数式２によって換算するものとする。
【００２１】
また、本発明に係る光受信装置は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号及び該通信用光信号の可干渉長より長い可干渉長の別の通信用光信号を受信する光受信装置であって、前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の可干渉長以上且つ前記別の通信用光信号の可干渉長以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度で前記光受信装置の内部に出力し、且つ他方を前記光受信装置の外部に出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から前記光受信装置の内部に出力される前記光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る光受信装置は、光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号及び該通信用パルス光信号のパルス幅より広いパルス幅の別の通信用パルス光信号を受信する光受信装置であって、前記光受信装置の受信するパルス光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を結合させて所定の光強度で前記光受信装置の内部に出力し、且つ他方を前記光受信装置の外部に出力する妨害光信号除去器と、前記妨害光信号除去器から前記光受信装置の内部に出力される前記パルス光信号を検出する光検出器と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る光通信方法は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で送受信する光通信方法であって、前記光受信装置は、前記光送信装置から送信された前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度とした後に検出することを特徴とする。ここで、上記「通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値」とは、数式１又は数式２によって換算するものとする。
【００２４】
また、本発明に係る光通信方法は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で送受信する光通信方法であって、前記光受信装置は、前記光送信装置から送信された前記通信用光信号を２以上に分岐させ前記通信用光信号の可干渉長以上の光路長差を設けて結合させて所定の強度とした後に検出することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る光通信方法は、光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を光送信装置と光受信装置との間で送受信する光通信方法であって、前記光受信装置は、前記光送信装置から送信された前記通信用パルス光信号を２以上に分岐させ前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上の光路長差を設けて結合させて所定の光強度とした後に検出することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る光多重通信方法は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用光信号の光周波数帯域より狭い光周波数帯域の別の通信用光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、前記光受信装置は、前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度とした後に検出することを特徴とする。ここで、上記「通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値」とは、数式１又は数式２によって換算するものとする。
【００２７】
また、本発明に係る光多重通信方法は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用光信号の可干渉長より長い可干渉長の別の通信用光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、前記光受信装置は、前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐し前記通信用光信号の可干渉長以上且つ前記別の通信用光信号の可干渉長以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度とした後に検出することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明に係る光多重通信方法は、光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用光信号のパルス幅より広いパルス幅の別の通信用パルス光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、前記光受信装置は、前記光受信装置の受信するパルス光信号を２以上のパルス光信号に分岐し前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下の光路長差を設けて結合させて所定の光強度とした後に検出することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明に係る光多重通信方法は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用光信号の光周波数帯域幅より狭い光周波数帯域幅の別の通信用光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、前記光受信装置は、前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度にした後に検出すると共に他方を前記別の光受信装置に向けて出力することを特徴とする。ここで、上記「通信用光信号の光周波数帯域幅を長さに換算した値」とは、数式１又は数式２によって換算するものとする。
【００３０】
また、本発明に係る光多重通信方法は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用光信号の可干渉長より長い可干渉長の別の通信用光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、前記光受信装置は、前記光受信装置の受信する光信号を２以上の光信号に分岐し、分岐した分岐光信号に前記通信用光信号の可干渉長以上且つ前記別の通信用光信号の可干渉長以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度にした後に検出すると共に他方を前記別の光受信装置に向けて出力することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明に係る光多重通信方法は、光周波数領域で拡散符号化された通信用パルス光信号を光送信装置と光受信装置との間で光伝送路を介して送受信し、前記通信用パルス光信号のパルス幅より広いパルス幅の別の通信用パルス光信号を前記光伝送路を介して別の光送信装置と別の光受信装置との間で送受信する光多重通信方法であって、前記光受信装置は、前記光受信装置の受信するパルス光信号を２以上のパルス光信号に分岐し、分岐した分岐光信号に前記通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ前記別の通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下の光路長差を設け、該光路長差が設けられた前記分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度にした後に検出すると共に他方を前記別の光受信装置に向けて出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の光通信システム及び光通信方法によれば、簡易な構成により、光検出器の前段で妨害光信号を除去可能で、高い通信精度を得ることができる。
【００３３】
また、本発明の光多重通信システム及び光多重通信方法によれば、既設の光通信システムと追加の光ＣＤＭ方式の光通信システムとの間での相互干渉のない光伝送を簡易な構成により実現することができる。さらに、既設の光通信システムと追加のＣＤＭ方式の光通信システムが同一の周波数であっても両システムでの通信が可能で、同一光周波数（波長）多重通信を実現することができる。
【００３４】
また、本発明の光受信装置によれば、ＣＤＭ方式の光通信システムにおいて、簡易な構成により、光検出器の前段で妨害光信号を除去可能で、高い通信精度を得ることができる。また、既設の光通信システムに追加しても、既設の光通信システムと追加の光ＣＤＭ方式の光通信システムとの間での相互干渉のない光伝送を実現することができる。さらに、既設の光通信システムと追加のＣＤＭ方式の光通信システムが同一の周波数であっても両システムの同時通信が可能で、同一光周波数（波長）多重通信を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
（第１実施形態）
【００３６】
図１に、本実施形態に係る光通信システムの概略構成図を示す。図１に示す光通信システム１００は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号７０ｃを送信する光送信装置１０と、光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃを受信する光受信装置２０と、を有する。
【００３７】
本実施形態では、光送信装置１０は、光信号７０ａを出力する光源１１と、光源１１から出力された光信号７０ａを通信信号６０ａに基づいて変調して変調光信号７０ｂを出力する光変調器１２と、光変調器１２から出力される変調光信号７０ｂを光周波数領域で拡散符号化して通信用光信号７０ｃを出力する光符号器１４と、を有している。
【００３８】
ここで、光源１１が出力する光信号７０ａは、十分な符号化利得を得るために、広光周波数帯域幅であることがよい。例えば、ＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｎｉｍｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ）、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ
Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等の非コヒーレント光を出力する光源を適用することができる。また、光源１１から出力される光信号７０ａがパルス光信号である場合は、パルス幅が短い短パルス光信号であることがよい。光源１１から出力される光信号７０ａを広光周波数帯域幅の光信号又は短パルス光信号とすることにより、高符号化利得の確保と妨害光信号の高い除去効果を得ることができる。
【００３９】
光変調器１２は、光通信システム１００の通信方式に応じて、例えば、光周波数変調器、光強度変調器及び光位相変調器等の光変調器を適用することができる。
【００４０】
光符号器１４は、通信用光信号７０ｂを光ＣＤＭ通信方式による拡散符号化を行う。例えば、光変調器１２から出力される変調光信号７０ｂにＭ系列符号、Ｇｏｌｄ系列符号等の符号を直接掛け合わせてベースバンド信号を拡散符号化することとしてもよいし、光変調器から出力される変調光信号７０ｂを周波数フィルタに通して変調光信号の周波数帯域を分割して拡散符号化することとしてもよい。例えば、マッハツェンダー干渉計を適用することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、光源１１が１つであるが、出力する光信号の光周波数が異なる複数の光源を設けてもよい。光源を複数とすることで、光周波数（波長）多重通信を可能とする。また、光強度の光周波数特性が符号に応じた単一又は複数の光信号を出力する光源であってもよい。また、光源は、光信号を直接変調して出力するものであってもよい。光源と光変調器と光符号器とを１つのデバイスとすることにより、光送信装置１０のコンパクト化を図ることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、光受信装置２０は、光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｄを２以上に分岐させ所定の光路長差を設けて結合させて所定の光強度で出力する妨害光信号除去器２１と、妨害光信号除去器２１から出力される通信用光信号７０ｅを逆拡散符号により復号化する光復号器２２と、光復号器２２により復号化された通信用光信号７０ｆを検出する光検出器２３と、を有する。なお、本実施形態では、妨害光信号除去器２１、光復号器２２、光検出器２３の順で配置しているが、妨害光信号除去器２１は、光検出器２３の前段であれば、いずれの位置にあってもよい。
【００４３】
光復号器２２は、光送信装置１０の光符号器１４に対応した所定の光復号器を適用する。また、光検出器２３は、光送信装置１０の光変調器１２に対応した所定の光検出器を適用する。
【００４４】
本実施形態では、妨害光信号除去器２１は、通信用光信号７０ｄを２以上に分岐して所定の光路長差を与えて干渉させることによって光送信装置１０と光受信装置２０との間で例えば、光合波器６５により通信用光信号７０ｃに重畳した妨害光信号７０ｇを除去する機能を有する。本実施形態では、妨害光信号７０ｇとして、光送信装置１０が送信する通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅より狭いか或いは可干渉長が長いものを除去する。また、通信用光信号７０ｃがパルス光信号である場合は、妨害光信号７０ｇとして、光送信装置１０が送信する通信用光信号７０ｃのパルス幅よりも長いパルス幅のものを除去する。これらの妨害光信号７０ｇは、光送信装置１０が送信する光ＣＤＭ方式の通信用光信号７０ｃより光強度が強く、光受信装置２０の通信用光信号の受信に対する影響が大きいためである。
【００４５】
ここで、上記の光路長差は、通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅を長さに換算した値以上若しくは通信用光信号７０ｃの可干渉長以上とする。また、通信用光信号７０ｃをパルス信号とする場合は、通信用光信号７０ｃとしての通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上とする。このことに関しては、後に説明する。
【００４６】
妨害光信号除去器２１は、例えば、マッハツェンダー干渉計を適用することができる。ここで、妨害光信号除去器２１としてマッハツェンダー干渉計を適用した場合の、妨害光信号除去器２１の動作原理について詳細に説明する。
【００４７】
図２に、妨害光信号除去器２１としてのマッハツェンダー干渉計の概略構成図を示す。図２に示すマッハツェンダー干渉計９１は、２つのハーフミラー５０、５３と、２つのミラー５２、５４と、位相遅延部５１と、レンズ５５と、からなる。
【００４８】
ハーフミラー５０、５３は、例えば、光強度に応じた透過・反射率を有するハーフミラーや、光周波数に応じた透過・反射率を有するハーフミラーを適用することができる。ハーフミラー５０は、図１に示す光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｄを例えば光強度が半分の分岐光信号８０ａ、８０ｂに２分岐する。また、ハーフミラー５３は、分岐光信号８０ｂを半分の光強度で反射し、分岐光信号８０ａを半分の光強度で透過させる。なお、実際は、ハーフミラー５３は、分岐光信号８０ｂを半分の光強度で透過させ、分岐光信号８０ａを半分の光強度で反射するが、便宜上これらの光信号の記載は省略した。
【００４９】
位相遅延部５１は、通過する光信号の位相をずらす機能を有する。例えば、外領域と屈折率が相対的に異なる媒質や、電気光学効果により屈折率が可変の光導波路を適用することができる。この位相遅延部５１により分岐光信号８０ａ、８０ｂに光路長差を設けることができる。
【００５０】
レンズ５５は、図１に示す光復号器２２と接続される光ファイバ５６に分岐光信号８０ａ、８０ｂを集光する。
【００５１】
図１に示す光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｄは、ハーフミラー５０によって２分岐される。一方の分岐光信号８０ａは、ミラー５４で反射しハーフミラー５３を透過してレンズ５５に入射する。他方の分岐光信号８０ｂは、位相遅延部５１によって分岐光信号８０ａに対して光路長差が与えられ、ミラー５２で反射し、さらにハーフミラー５３で反射してレンズ５５に入射する。レンズ５５は、光ファイバ５６に２つの分岐光信号８０ａ、８０ｂを集光する。このとき、位相遅延部５１で屈折率を調節して分岐光信号８０ａ、８０ｂの光路長差を通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅を長さに換算した値以上で妨害光信号７０ｇの半波長の自然数倍とすると、分岐光信号８０ａ、８０ｂを集光した光信号のうち妨害光信号７０ｇの成分が弱め合うこととなる。
【００５２】
ここで、図１に示す通信用光信号７０ｃがパルス光信号でない場合、通信用光信号７０ｃの光周波数と妨害光信号７０ｇの光周波数が一致すると、妨害光信号７０ｇが重畳した通信用光信号７０ｄを干渉させたときに、妨害光信号７０ｇと共に本来必要とされる通信用光信号７０ｃの中心周波数成分も弱めあう。しかし、光路長差を、光ＣＤＭ方式の通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅を長さに換算した値以上とするため、中心周波数の光の光強度が弱められても、中心周波数以外の光のうち強めあう光の光強度によって、妨害光信号除去器２１としてのマッハツェンダー干渉計９１を透過した後の通信用光信号７０ｅの光強度を担保することができる。一方、妨害光信号７０ｇは光強度が大きいため光周波数帯域幅は狭く、妨害光信号除去器２１としてのマッハツェンダー干渉計９１を透過した後の光強度は略０となる。そのため、光路長差は、通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅を長さに換算した値以上とする。そして望ましくは、妨害光信号７０ｇの光周波数帯域幅を長さに換算した値以下とする。ここで、上記「通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅を長さに換算した値」とは、以下の数式３によって換算するものとする。
【００５３】
【数３】
2006074557.tif 000005
【００５４】
一方、光路長差を通信用光信号７０ｃの可干渉長以上とする場合、通信用光信号７０ｃは干渉せずに通信用光信号７０ｃの半分が妨害光信号除去器２１を通過して光復号器２２に入力される。そのため、所定の光強度で通信用光信号７０ｅを出力させるためには、光路長差は、通信用光信号７０ｃの可干渉長以上で妨害光信号７０ｇの可干渉長以下とすることが望ましい。可干渉長は、光周波数帯域幅の拡大と共に短くなるからである。
【００５５】
また、図１に示す通信用光信号７０ｃがパルス光信号の場合、光路長差を通信用光信号７０ｃとしての通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上とし、さらに妨害光信号７０ｇのパルス幅を長さに換算した値以下とすることが望ましい。光路長差を通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上とすると、光路長差によって通信用光信号７０ｃとしての通信用パルス光信号のパルス同士が重ならない。そして、光路長差を妨害光信号７０ｇのパルス幅を長さに換算した値以下とすると、光路長差によって妨害光信号７０ｇのパルス同士が重なるため、干渉により妨害光信号のみを除去することができる。なお、妨害光信号は、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−Ｔｏ−Ｚｅｒｏ）信号或いはＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−Ｔｏ−Ｚｅｒｏ）信号いずれの場合であっても除去可能である。
【００５６】
また、光路長差は、妨害光信号除去器２１としてのマッハツェンダー干渉計９１が出力する光の光強度が光周波数に対して櫛状の正弦関数となることから、図１に示す光符号器１４、光復号器２２との関係においても定めることができる。即ち、図２に示すマッハツェンダー干渉計９１が出力する光の光強度である正弦関数の周期が以下の条件のいずれかを満たせばよい。
【００５７】
（ア）光符号器１４での各符号を構成するチップの光周波数幅の自然数分の１。
光符号器１４での符号が、複数の繰り返し部分に分けられる繰返し符号である場合は、
（イ）繰返し符号の各繰り返し部分の光周波数幅の２ｍ（ｍは自然数）倍で、通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅の２−ｋ（ｋは自然数）倍。
【００５８】
上記（ア）又は（イ）の一方の条件を満たすことによって、妨害光信号除去器２１としてのマッハツェンダー干渉計９１を通過し、光復号器２２を通過した後の通信用光信号７０ｆの光強度を光検出器が検出しうる所定の光強度とすることができる。また、上記（ア）、（イ）のそれぞれの条件に、以下の条件を加えることで、さらに妨害光信号の除去効率を向上させることができる。
（ウ）妨害光信号の光周波数帯域幅の２倍以上。
【００５９】
ここで、上記（ア）の条件について、具体的な例を示して説明する。図３に、本実施形態の光通信システム１００により妨害光信号７０ｇを除去する場合の光強度を示した概略図を示す。図３において、細点線は図１に示す妨害光信号除去器２１としての図２に示すマッハツェンダー干渉計９１の光周波数特性を示し、細実線は、光復号器１４としてマッハツェンダー干渉計を適用した場合の周波数特性を示している。ここで、光復号器１４としてのマッハツェンダー干渉計の半周期を符号のチップ幅とし、１０１０１０・・・の光周波数領域の符号で符号化している。また、細点線は、図１に示す光送信装置１０が送信する通信用光信号７０ｃの光周波数特性を示し、太実線は、妨害光信号７０ｇが重畳した通信用光信号７０ｄが、妨害光信号除去器２１としての図２に示すマッハツェンダー干渉計９１及び光復号器２２としてのマッハツェンダー干渉計を通過した後の光周波数特性を示している。ここでは、上記（ア）の条件を満たすように、妨害光信号除去器２１としての図２に示すマッハツェンダー干渉計９１の光周波数特性の周期を光符号器２２としてのマッハツェンダー干渉計の符号を構成するチップの光周波数幅の１／２とした。また、図３（ａ）は、妨害光信号７０ｇの光周波数がＦｄ１である場合に、妨害光信号除去器２１としてのマッハツェンダー干渉計９１における光路長差を調節して妨害光信号７０ｇの周波数に一致させるようにした場合の光強度を示し、図３（ｂ）は、妨害光信号除去器２１としてのマッハツェンダー干渉計９１の光周波数幅を変更しないまま、妨害光信号７０ｇの光周波数をｆｄ１からｆｄ２に変更した場合の光強度を示している。
【００６０】
図３（ａ）の太実線が示すように、光周波数がｆｄ１の妨害光信号７０ｇを除去した場合でも、光強度が５０％を超えており十分な光強度を確保できることがわかる。また、図３（ｂ）の太実線が示すように、光周波数をｆｄ１から変更してｆｄ２とした場合でも、通過後の光強度が通信用光信号７０ｃの光強度と略一致しており十分な光強度を確保できることがわかる。
【００６１】
なお、本実施形態では、図１に示す妨害光信号除去器２１としてマッハツェンダー干渉計を適用して説明を行っているが、光路長差を用いる他の干渉計、例えばマイケルソン干渉計、ファブリペロー干渉計、ＡＷＧ等により実現することができる。マッハツェンダー干渉計、マイケルソン干渉計、ファブリペロー干渉計の場合は、光路長差を数式３によって換算することができ、ＡＷＧ（アレイ導波路回折格子）の場合には、以下の数式４によって換算するものとする。また、例えば光カプラを複数縦続に接続させ、各光カプラによる分岐光信号を結合させるものでもよい。
【００６２】
【数４】
2006074557.tif 000006
【００６３】
以上説明したように、本実施形態に係る光通信システム１００では、光送信装置１０と光受信装置２０との間で光周波数帯域が狭いか或いは可干渉長が長く光強度の大きい妨害光信号７０ｇやパルス間隔が広く光強度の大きい妨害光信号７０ｇが結合しても、光受信装置２０において妨害光信号７０ｇを除去できるため、高精度の光通信を実現することができる。また、本実施形態に係る光通信システム１００では、光受信装置２０にその特徴を有しており、本実施形態に係る光受信装置２０では、光周波数帯域が狭いか或いは可干渉長が長く光強度の大きい妨害光信号７０ｇやパルス間隔が広く光強度の大きい妨害光信号７０ｇが結合した通信用光信号７０ｄを受信しても、妨害光信号７０ｇを除去できるため、高精度の光受信を実現することができる。
【００６４】
ここで、本実施形態に係る光通信システム１００における光通信方法について図１を参照して説明する。
【００６５】
本実施形態に係る光通信システム１００における光通信方法では、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号７０ｃを光送信装置１０と光受信装置２０との間で光伝送路６７を介して送受信する。
【００６６】
即ち、光変調器１２が、光送信装置１０の光源１１から出力された光信号７０ａを通信信号６０ａに基づいて例えば強度変調して光符号器１４に向けて変調光信号７０ｂとして出力する。光符号器１４は、光拡散符号に基づいて、例えば変調光信号７０ｂの光周波数帯域を複数に分割して拡散符号化した通信用光信号７０ｃを光受信装置２０に向けて出力する。
【００６７】
光送信装置１０から送信された通信用光信号７０ｃには、光送信装置１０と光受信装置２０との間で、相対的に周波数帯域幅の狭い妨害光信号７０ｇや可干渉長の長い妨害光信号７０ｇが光合波器６５を介して結合することがある。そのため、この場合、光受信装置２０は、妨害光信号７０ｇが重畳した通信用光信号７０ｄを受信することとなる。
【００６８】
光受信装置２０は、光送信装置１０から送信された通信用光信号７０ｄを妨害光信号除去器２１により２以上に分岐させ所定の光路長差を設けて結合させて妨害光信号７０ｇを除去して出力する。妨害光信号除去器２１から出力された通信用光信号７０ｅは、光符号器１４に対応する光復号器２２により、復号化して変調光信号７０ｂの周波数特性を復元した後に光検出器２３に向けて出力される。光検出器２３は、光復号器により復号化された通信用光信号７０ｆを電気信号６０ｂに変換して光送信装置１０の通信信号６０ａを検出する。
【００６９】
ここで、上記の所定の光路長差は、光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅を長さに換算した値以上又は通信用光信号７０ｃの可干渉長以上とするか或いは通信用光信号７０ｃがパルス光信号である場合は、通信用光信号７０ｃとしての通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上とする。光路長差を上記いずれかの長さとすることにより、妨害光信号除去器２１を通過した後の通信用光信号７０ｅの光強度を確保しながら、妨害光信号７０ｇを効率的に除去することができる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態に係る光通信方法では、光送信装置１０と光受信装置２０との間で光周波数帯域が狭いか或いは可干渉長が長く光強度の大きい妨害光信号７０ｇやパルス間隔が広く光強度の大きい妨害光信号７０ｇが結合しても、光受信装置２０において妨害光信号７０ｇを除去できるため、高精度の光通信を実現することができる。
（第２実施形態）
【００７１】
図４に本実施形態に係る光多重通信システムの概略構成図を示す。図４に示す光多重通信システム１０１は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号７０ｃを送信する第１の光送信装置１０と、通信用光信号７０ｃと異なる通信用光信号７０ｊを送信する第２光送信装置３０と、第１、第２の光送信装置１０、３０とを接続する光合波器６５と、第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃを光合波器６５を介して受信する第１光受信装置２０と、第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊを光合波器６５を介して受信する第２光受信装置４０と、第１、第２光受信装置２０、４０を接続する光分波器６６と、を有する。
【００７２】
本実施形態では、既設の第２光送信装置３０と第２光受信装置４０とで構成される光ＣＤＭ方式を用いない既設の光通信システムに、第１実施形態で説明した第１光送信装置１０と第１光受信装置２０とで構成された光ＣＤＭ方式の光通信システムを追加した形態を示している。ここで、第１実施形態で説明したものと同様のものについては番号を同一のものとし、説明は省略する。
【００７３】
第２光送信装置３０は、光源３２と、光変調器３３と、を有し、第２光受信装置は、光変調器３３に対応した検出器４１を有する。光変調器３３は、通信信号６０ｃに基づいて光周波数変調、光強度変調、又は光位相変調等を行う光変調器である。
【００７４】
光合波器６５及び光分波器６６は、光方向性結合器や光カプラやＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）カプラ等を適用することができる。また、本実施形態では、光合波器６５、光分波器６６を別に設けたが、光合波器６５と光分波器６６との機能を併せ持つ光合分波器を用いて、第１、第２光送受信装置１０、２０、３０、４０を結合することとしてもよい。
【００７５】
既設の光通信システムでは、光ＣＤＭ方式を用いずに通信精度を向上させるために、光周波数帯域幅が小さく光強度が大きい通信用光信号７０ｊを使用する。従って、既設の通信システムに、第１実施形態で説明した光ＣＤＭ方式の光通信システムを追加すると、第２光送信装置３０から送信された通信用光信号７０ｊが、光合波器６５を介して第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃに結合することとなる。そして、第２光送信装置３０から送信された通信用光信号７０ｊが結合した通信用光信号７０ｄは、光分波器６６を透過してそのまま第１光受信装置２０に受信されることとなる。ここで、第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃの光周波数と第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊの光周波数とが異なる場合、光分波器６６の波長依存性により第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃと第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊとを分波させることができる場合がある。しかし、第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ａの光周波数と第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊの光周波数とが一致する場合、光分波器６６によっても第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ａと第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊとを分波させることはできない。
【００７６】
そこで、第２光送信装置３０から送信され、第１光受信装置２０に対する妨害光信号である通信用光信号７０ｊを第１光受信装置２０の妨害光信号除去器２１により除去する。第１光受信装置２０の妨害光信号除去器２１の構成は第１実施形態で説明したものと略同様である。但し、本実施形態では、妨害光信号除去器２１の光路長差の設定について第１実施形態で説明した構成に加えてさらに以下の値に設定する。即ち、本実施形態では、光路長差を通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ第２光送信装置３０が送信する通信用光信号７０ｊの光周波数帯域幅を長さに換算した値以下か或いは第１光送信装置１０が送信する通信用光信号７０ｃの可干渉長以上且つ第２光送信装置３０が送信する通信用光信号７０ｊの可干渉長以下とする。ここで、上記「通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅を長さに換算した値」は、数式３又は４によって換算するものとし、「通信用光信号７０ｊの光周波数帯域幅を長さに換算した値」は、妨害光信号除去器２１がマッハツェンダー干渉計、マイケルソン干渉計、ファブリペロー干渉計の場合は、光路長差を数式５によって換算し、ＡＷＧ（アレイ導波路回折格子）の場合には、以下の数式６によって換算するものとする。
【００７７】
【数５】
2006074557.tif 000007
【００７８】
【数６】
2006074557.tif 000008
【００７９】
また、第１、２光送信装置１０、３０が送信する通信用光信号７０ｃ、７０ｊがパルス光信号である場合は、光路長差を第１光送信装置１０が送信する通信用光信号７０ｃとしての通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ第２光送信装置３０が送信する通信用光信号７０ｊとしての通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下とする。なお、第２光送信装置３０が送信する通信用光信号７０ｊは、ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−Ｔｏ−Ｚｅｒｏ）信号又はＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−Ｔｏ−Ｚｅｒｏ）信号いずれの場合であってもよい。
【００８０】
第１光受信装置２０の妨害光信号除去器２１が第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊを除去することができるのは、第１実施形態で説明したように、第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊの光周波数帯域幅が第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅より狭いか、第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊの可干渉長が第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃの可干渉長より長いためである。また、光ＣＤＭ方式では、第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃを通信用パルス光信号とする場合には、通信用光信号７０ｃが拡散符号により符号化されているために、通信用光信号７０ｃのパルス幅が第２光送信装置３０から送信される通信用パルス光信号のパルス幅より小さいためである。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態に係る光多重通信システム１０１では、光ＣＤＭ方式を用いない既設の光通信システムで使用される通信用光信号７０ｊと第１実施形態で説明した光ＣＤＭ方式の光通信システムで使用される通信用光信号７０ｃの光周波数が異なるときはもちろんのこと、光周波数が同一である場合でも相互干渉を起こさずに高精度の同一周波数光多重通信を実現することができる。また、本実施形態に係る光多重通信システム１０１では、光受信装置２０にその特徴を有しており、本実施形態に係る光受信装置２０では、既設の光通信システムにおいて、通信用光信号７０と同一周波数の通信用光信号７０ｊを用いていた場合でも、通信用光信号７０ｃと共に既設の光通信システムの通信用光信号７０ｊを受信したときに、通信用光信号７０ｊを除去できるため、高精度の光受信を実現することができる。
【００８２】
ここで、本実施形態に係る光多重通信システム１０１における光多重通信方法について図４を参照して説明する。
【００８３】
本実施形態に係る光多重通信システム１０１における光多重通信方法では、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号７０ｃを第１光送信装置１０と第１光受信装置２０との間で光伝送路６７を介して送受信し、通信用光信号７０ｃと異なる通信用光信号７０ｊを光伝送路６７を介して第２光送信装置３０と第２光受信装置４０との間で送受信する。
【００８４】
即ち、第１光送信装置１０の光源１１から出力された光信号７０ａを光変調器１２により、通信信号６０ａに基づいて例えば強度変調して光符号器１４に向けて変調光信号７０ｂを出力する。光符号器１４は、光拡散符号に基づいて、例えば変調光信号７０ｂの光周波数帯域を複数に分割して拡散符号化して通信用光信号７０ｃとして第１光受信装置２０に向けて出力する。
【００８５】
一方、第２光送信装置３０の光源３２から出力された光信号７０ｈを光変調器３３により通信信号６０ｃに基づいて例えば強度変調して通信用光信号７０ｊとして第２光受信装置４０に向けて出力する。
【００８６】
第１光送信装置１０から送信された通信用光信号７０ｃには、第２光送信装置３０から送信された通信用光信号７０ｊが、光合波器６５を介して結合する。そのため、第１光受信装置は、妨害光信号である通信用光信号７０ｊが重畳した通信用光信号７０ｄを受信することとなる。
【００８７】
第１光受信装置２０は、第１光受信装置２０が受信する通信用光信号７０ｄを妨害光信号除去器２１により２以上に分岐させ所定の光路長差を設けて結合させて、妨害光信号である通信用光信号７０ｊを除去して出力する。妨害光信号除去器２１から出力された通信用光信号７０ｅは、光符号器１４に対応する光復号器２２により、復号化して変調光信号７０ｂの光周波数特性を復元した後に光検出器２３に向けて出力される。光検出器２３は、光復号器２２により復号化された通信用光信号７０ｆを電気信号６０ｂに変換して第１光送信装置１０の通信信号６０ａを検出する。
【００８８】
ここで、上記所定の光路長差は、通信用光信号７０ｃの光周波数帯域幅を長さに換算した値以上且つ第２光送信装置３０が送信する通信用光信号７０ｊの光周波数帯域幅を長さに換算した値以下か或いは第１光送信装置１０が送信する通信用光信号７０ｃの可干渉長以上且つ第２光送信装置３０が送信する通信用光信号７０ｊの可干渉長以下とする。
【００８９】
また、第１、２光送信装置１０、３０が送信する通信用光信号７０ｃ、７０ｊがパルス光信号である場合は、第１光送信装置１０が送信する通信用光信号７０ｃとしての通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以上且つ第２光送信装置３０が送信する通信用光信号７０ｊとしての通信用パルス光信号のパルス幅を長さに換算した値以下とする。光路長差を上記いずれかの長さとすることにより、妨害光信号除去器２１を通過した後の通信用光信号７０ｅの光強度を確保しながら、妨害光信号である通信用光信号７０ｊを効率的に除去することができる。
【００９０】
一方、第２光受信装置４０は、第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊを第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃと共に受信することとなる。しかし、第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃの光強度は、第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊと比較してごく小さいため、第２光受信装置４０の通信用光信号７０ｊの受信には影響を及ぼさない。そのため、第２光受信装置４０は、第２光受信装置４０の受信する通信用光信号７０ｋを光検出器４１により電気信号６０ｄに変換して第２光送信装置３０の通信信号６０ｃを検出することができる。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態に係る光多重通信システムでは、光ＣＤＭ方式を用いない既設の光通信システムで使用される通信用光信号７０ｊと第１実施形態で説明した光ＣＤＭ方式の光通信システムで使用される通信用光信号７０ｃの光周波数が異なるときはもちろんのこと、光周波数が同一である場合でも相互干渉を起こさずに高精度の同一周波数光多重通信を実現することができる。また、本実施形態に係る光多重通信システム１０１では、第１光受信装置２０にその特徴を有しており、本実施形態に係る第１光受信装置２０では、既設の光通信システムにおいて、通信用光信号７０ｃと同一周波数の通信用光信号７０ｊを用いていた場合でも、通信用光信号７０ｃと共に既設の光通信システムの通信用光信号７０ｊを受信したときに、通信用光信号７０ｊを除去できるため、高精度の光受信を実現することができる。
（第３実施形態）
【００９２】
図５に本実施形態に係る光多重通信システムの概略構成図を示す。図５に示す光多重通信システム１０２は、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号７０ｃを送信する第１の光送信装置１０と、通信用光信号７０ｃと異なる通信用光信号７０ｊを送信する第２光送信装置３０と、第１、第２の光送信装置１０、３０とを接続する光合波器６５と、第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃを光合波器６５を介して受信する第１光受信装置２０と、第１光受信装置２０に接続され第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊを光合波器６５及び第１光受信装置２０を介して受信する第２光受信装置４０と、を有する。
【００９３】
本実施形態では、第２実施形態で説明した光多重通信システム１０１と略同様の構成であるが、第２光受信装置４０が第１光受信装置２０の妨害光信号除去器２１に接続されている点が第２実施形態で説明した光多重通信システム１０１と異なる。また、第２光受信装置２０が、第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊを光合波器６５及び第１光受信装置２０の妨害光信号除去器２１を介して受信する点が第２実施形態で説明した光多重通信システム１０２と異なる。ここで、第２実施形態で説明したものと同様のものについては番号を同一のものとし、説明は省略する。
【００９４】
第１光受信装置２０の妨害光信号除去器２１は、第１光受信装置２０の受信する通信用光信号７０ｄを２以上の光信号に分岐した分岐光信号に所定の光路長差を設け、所定の光路長差が設けられた分岐光信号を結合して分岐し、一方を所定の光強度で第１光受信装置２０の内部に通信用光信号７０ｅとして出力し、且つ他方を通信用光信号７０ｋとして第１光受信装置２０の外部の第２光受信装置２０に向けて出力する。このような構成とすることで、通信用光信号７０ｄを第２光受信装置２０に向けて分岐する光分波器を設けることがないため、光分波器による光損失を軽減させることができる。また、経済的でもある。
【００９５】
ここで、妨害光信号除去器２１の具体的な構成例について説明する。図６は、妨害光信号除去器２１としてマッハツェンダー干渉計を適用した例を示している。図６に示すマッハツェンダー干渉計は、図２で説明したものと略同一であるため、図２に示すものと同様のものについては番号を同一にして説明は省略する。
【００９６】
図６に示す妨害光信号除去器２１としてのマッハツェンダー干渉計９２では、分岐光信号８０ｂのうちハーフミラー５３を透過した分岐光信号８０ｄ、分岐光信号８０ａのうちハーフミラー５３で反射した分岐光信号８０ｃをレンズ５９で光ファイバ５８に集光して通信用光信号７０ｋを図５に示す第２光受信装置４０に送信する。
【００９７】
分岐光信号８０ａ、８０ｂには、図４に示す第２光送信装置３０から送信された通信用光信号７０ｊが含まれている。分岐光信号８０ａ、８０ｂの光路長差を調整し、通信用光信号７０ｊを通信用光信号７０ｋに出力することで、第２光受信装置４０は、分岐光信号８０ｃ、８０ｄを基に、図５に示す第２光送信装置３０の通信信号６０ｃを検出することができる。
【００９８】
なお、本実施形態では、妨害光信号除去器２１としてマッハツェンダー干渉計９２を適用して説明を行っているが、光路長差を用いる他の干渉計、例えばマイケルソン干渉計、ファブリペロー干渉計、ＡＷＧ等により実現することができる。また、例えば光カプラを複数縦続に接続させ、各光カプラによる分岐光信号を結合させるものでもよい。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態に係る光多重通信システム１０２では、光ＣＤＭ方式を用いない既設の光通信システムで使用される通信用光信号７０ｊと第１実施形態で説明した光ＣＤＭ方式の光通信システムで使用される通信用光信号７０ｃの光周波数が異なるときはもちろんのこと、光周波数が同一である場合でも相互干渉を起こさずに高精度の同一周波数光多重通信を実現することができる。さらに、通信用光信号７０ｄを第２光受信装置に向けて分岐する光分波器を設けることがないため、光分波器による光損失を軽減させることができる。また、経済的でもある。また、本実施形態に係る光多重通信システム１０２では、第１光受信装置２０にその特徴を有しており、本実施形態に係る第１光受信装置２０では、既設の光通信システムにおいて、通信用光信号７０ｃと同一周波数の通信用光信号７０ｊを用いていた場合でも、通信用光信号７０ｃと共に既設の光通信システムの通信用光信号７０ｊを受信したときに、通信用光信号７０ｊを除去できるため、高精度の光受信を実現することができる。さらに、通信用光信号７０ｄを第２光受信装置４０に向けて分岐する光分波器を設けることがないため、光分波器による光損失を軽減させることができる。また、経済的でもある。
【０１００】
ここで、本実施形態に係る光多重通信システム１０２における光多重通信方法について、第２実施形態で説明した光多重通信方法と異なる部分について図５を参照して説明する。
【０１０１】
本実施形態に係る光多重通信システム１０２における光多重通信方法では、光周波数領域で拡散符号化された通信用光信号７０ｃを第１光送信装置１０と第１光受信装置２０との間で光伝送路６７を介して送受信し、通信用光信号７０ｃと異なる通信用光信号７０ｊを第２光送信装置３０と第２光受信装置４０との間で光伝送路６７を介して送受信する。
【０１０２】
即ち、第１光受信装置２０は、第１光受信装置２０が受信する通信用光信号７０ｄを妨害光信号除去器２１により２以上に分岐し、分岐した分岐光信号に所定の光路長差を設け、光路長差が設けられた分岐光信号を結合して分岐し、一方から妨害光信号である通信用光信号７０ｊを除去して出力する。それと共に、妨害光信号除去器２１は、他方を第２光受信装置４０に向けて出力する。
【０１０３】
以上説明したように、本実施形態に係る光多重通信システム１０２では、光ＣＤＭ方式を用いない既設の光通信システムで使用される通信用光信号７０ｊと第１実施形態で説明した光ＣＤＭ方式の光通信システムで使用される通信用光信号７０ｃの光周波数が異なるときはもちろんのこと、光周波数が同一である場合でも相互干渉を起こさずに高精度の同一周波数光多重通信を実現することができる。さらに、通信用光信号７０ｄを第２光受信装置４０へ分岐する光分波器を設けることがないため、光分波器による光損失を軽減することができる。また、経済的でもある。
（第４実施形態）
【０１０４】
図７に本実施形態に係る光多重通信システムの概略構成図を示す。本実施形態では、第２実施形態で示した光多重通信システム１０１（図４）のうち、第１光送信装置１０の光源１１、光符号器１４、第１光受信装置２０の妨害光信号除去器２１、光復号器２２及び光検出器２３に具体的なデバイスを適用した。なお、第２実施形態で説明したものと同一のものには番号を同一にして説明を省略する。
【０１０５】
本実施形態では、光源１５は、可干渉長が短い光を出力するＳＬＤと、光増幅器と、中心周波数１５５５ｎｍで半値幅８ｎｍの光フィルタからなる。
【０１０６】
また、光変調器１６として光強度変調器を適用している。光源１５から出力された光信号７０ａを通信信号６０ａに基づいて互いに光強度が反転した相補的な変調光信号９０ａ、９０ｂを出力する。
【０１０７】
また、光符号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ１９は、光変調器１６から出力された２つの変調光信号９０ａ、９０ｂを光方向性結合器１７ａにより合波・分波する。そして、マッハツェンダー型光導波路１８（ＦＳＲ１０ＧＨｚ）の一方の分岐光信号９０ｄに光路長差を与えた上で、他方の分岐光信号９０ｃと結合させる。分岐光信号９０ｃ、９０ｄは光方向性結合器１７ｂにより合波・分波され拡散符号化され、一方の出力から光周波数特性が双極の通信用光信号７０ｃとして出力する。光復号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２９についても光符号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ１９と同様の構成である。
【０１０８】
妨害光信号除去器としてマッハツェンダー型光導波路２５（ＦＳＲ１０００ＧＨｚ）（ＦＳＲ：周波数帯域幅）及びその入出力に光方向性結合器２４ａ、２４ｂを接続したマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６を適用している。妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６は、第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊが重畳した通信用光信号７０ｄを光方向性結合器２４ａで例えば光強度に応じて２分岐し、一方の分岐光信号９０ｆに光路長差を与えた上で、光方向性結合器２４ｂにおいて他方の分岐光信号９０ｅと結合させる。ここで、光方向性結合器２４ｂは、例えば光強度に応じて任意の結合比を分岐光信号９０ｅ、９０ｆに与えることができる。そのため、光方向性結合器２４ｂの一方の出力３７から、妨害光信号である通信用光信号７０ｊを除去した通信用光信号９０ｇを得ることができる。妨害光信号除去器としてマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６を適用することで妨害光信号除去器のコンパクト化を図ることができる。
【０１０９】
また、光検出器として差動光検出器３６を適用している。光検出器としての差動検出器３６は、光復号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２９から出力される双極の通信用光信号９０ｋ、９０ｍの光強度を受光素子３５、３６により電気信号に変換して、差分をとることによって第１光送信装置１０の通信信号６０ａを検出する。
【０１１０】
ここで、本実例による光多重通信システム１０３において光受信装置２０での妨害光信号の具体的な除去効果について説明する。図８に、妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６によって妨害光信号を除去した場合と、除去しない場合での光復号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２９を通過後の通信用光信号７０ｄの光周波数スペクトルを示す。また、図８（ａ）は妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６によって妨害光信号を除去した場合の光周波数スペクトルを示し、図８（ｂ）は妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６によって妨害光信号を除去しない場合の光周波数スペクトルを示している。妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６の除去効果を検証するために、光変調器１６では、パルスパターンジェネレータからの１Ｇｂｉｔ／ｓ、３１段の擬似ランダム信号に従って光信号７０ａを強度変調することとした。また、妨害光信号として、１Ｇｂｉｔ／ｓ、３１段の擬似ランダム信号で強度変調した中心周波数１５５５ｎｍで半値幅１３０ＭＨｚの光信号を用いた。なお、図８のスペクトルは、妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー光導波路フィルタ２６の通信用光信号７０ｄの入力と異なる入力３９から妨害光信号を入力して、除去効果を検証したスペクトルである。このため、実際の構成でのスペクトルは、図８のスペクトルとは異なる形になる。
【０１１１】
図８（ｂ）に示すように、妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６を設けない場合では、妨害光信号の影響が大きく、光周波数が１５５５ｎｍにピークが立っていることがわかる。一方、妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６を設けた場合では、図８（ａ）に示すように、光周波数が１５５５ｎｍの妨害光信号は２０ｄＢ以上抑制されており、妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６により妨害光信号が除去できていることがわかる。
【０１１２】
また、図９に、妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６によって妨害光信号を除去した場合と、除去しない場合及び妨害光信号がない場合での光復号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２９を通過後の通信用光信号７０ｄのアイパターンを示す。図９（ａ）は妨害光信号がない場合の通信用光信号７０ｃのアイパターンで、図９（ｂ）は妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６によって妨害光信号を除去した場合の光復号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２９を通過後の通信用光信号７０ｃのアイパターンで、図９（ｃ）は妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６によって妨害光信号を除去しない場合の光復号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２９を通過後の通信用光信号７０ｃのアイパターンをそれぞれ示している。図９において、横軸は時間で、縦軸は光強度を示す。縦軸の１目盛りは、それぞれ図９（ａ）（ｂ）では、２０ｎＷ／ｄｉｖ、図９（ｃ）では４０ｎＷ／ｄｉｖである。この例では、妨害光信号と通信用光信号との強度比は、妨害光信号の消光比より十分小さい１６ｄＢとした。図９（ｂ）に示すアイパターンが図９（ａ）に示すアイパターンに略一致していることから、妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２９により、妨害光信号が除去されていることがわかる。
【０１１３】
ここで、本実施形態に係る光多重通信システム１０３における光多重通信方法について、第２実施形態で説明した光多重通信方法と異なる部分について図７を参照して説明する。即ち、第２光送信装置３０と第２光受信装置４０との間での通信は、第２実施形態で説明したものと同様であるため、説明は省略する。
【０１１４】
まず、光源１５から出力された光信号７０ａを光変調器１６により通信信号６０ａに基づいて強度変調し、互いに光強度が反転した相補的な変調光信号９０ａ、９０ｂを光符号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ１９に向けて出力する。光符号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ１９は、フィルタの光周波数特性に基づいて、変調光信号９０ａ、９０ｂの光周波数帯域を複数に分割して拡散符号化し、通信用光信号７０ｃとして第１光受信装置２０に向けて出力する。ここで、光変調器１６から出力される相補的な変調光信号９０ａ、９０ｂを拡散符号化するために、光符号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ１９の出力からは、光周波数特性が双極の通信用光信号７０ｃが出力される。
【０１１５】
第１光受信装置１０は、通信用光信号７０ｃに重畳した妨害光信号である通信用光信号７０ｊを妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６により除去して出力する。ここで、妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６は、第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊが重畳した通信用光信号７０ｄを光方向性結合器２４ａにより分岐光信号９０ｅ、９０ｆに分岐する。その後、一方の分岐光信号９０ｆに光路長差を与えた上で光方向性結合器２４ｂで結合させる。光方向性結合器２４ｂでは、結合した分岐光信号９０ｅ、９０ｆを分岐して一方の出力３７から、妨害光信号である通信用光信号７０ｊが除去された通信用光信号９０ｇを出力する。
【０１１６】
光方向性結合器２４ｂから出力された通信用光信号９０ｇは、光符号器に対応する光復号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２９により、復号化して光周波数特性が双極の通信用光信号９０ｋ、９０ｍを光検出器としての差動検出器３６に向けて出力される。光検出器としての差動検出器３６は、光復号器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２９から出力された双極の通信用光信号９０ｋ、９０ｍをそれぞれ電気信号に変換してその差分値を検出する。
（第５実施形態）
【０１１７】
図１０に本実施形態に係る光多重通信システムの概略構成図を示す。本実施形態では、第３実施形態で示した光多重通信システム１０２（図５）のうち、第１光送信装置１０の光源１１、光符号器１４、第１光受信装置２０の妨害光信号除去器２１、光復号器２２及び光検出器２３に具体的なデバイスを適用した。具体的には、第４実施形態で説明したマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６の出力３８を第２光受信装置４０へ接続した形態である。なお、第２、第４実施形態で説明したものと同一のものには番号を同一にして説明を省略する。
【０１１８】
マッハツェンダー型光導波路フィルタ２６の光方向性結合器２４ｂは、マッハツェンダー型光導波路２５からの分岐光信号９０ｅ、９０ｆを任意の光強度で分岐できる。そのため、光方向性結合器２４ｂの一方の出力３８から妨害光信号である通信用光信号７０ｊを出力することが可能となる。この場合、光方向性結合器２４ｂの一方の出力３８からは、通信用光信号７０ｊと共に、第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃが出力されることとなる。しかし、第１光送信装置１０から送信される通信用光信号７０ｃの光強度は、第２光送信装置から送信される通信用光信号７０ｊの光強度と比較してごく小さいため、第２光受信装置４０の通信用光信号７０ｊの受信には影響を及ぼさない。そのため、第２光受信装置４０は、第１光受信装置２０を介して送信される通信用光信号７０ｋを光検出器４１により電気信号６０ｄに変換して第２光送信装置３０の通信信号６０ｃを検出することができる。また、妨害光信号除去器としてマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６を適用することで妨害光信号除去器のコンパクト化を図ることができる。さらに、通信用光信号７０ｄを第２光受信装置４０へ分岐する光分波器を設けることがないため、光分波器による光損失を軽減させることができる。また、経済的でもある。
【０１１９】
ここで、本実施形態に係る光多重通信システム１０４における光多重通信方法について、第４実施形態で説明した光多重通信方法と異なる部分について図１０を参照して説明する。なお、妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６を除く各装置の動作は、第２、第４実施形態で説明したものと同様であるため、説明は省略する。
【０１２０】
第１光受信装置２０の妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー型光導波路フィルタ２６は、第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊが重畳した光信号を光方向性結合器２４ａにより分岐光信号９０ｅ、９０ｆに分岐する。その後、一方の分岐光信号９０ｆに光路長差を与えた上で光方向性結合器２４ｂで結合させる。ここで、光方向性結合器２４ｂでは、結合した分岐光信号９０ｅ、９０ｆを分岐し、一方の出力３７からは、妨害光信号である通信用光信号７０ｊが除去された通信用光信号９０ｇを出力し、他方の出力３８からは第２光送信装置３０から送信される通信用光信号７０ｊを含む通信用光信号７０ｋを出力する。
【０１２１】
第２光受信装置４０は、光方向性結合器２４ｂの他方の出力３８から出力された通信用光信号７０ｋを受信する。光ＣＤＭ方式での通信用光信号７０ｃは、光強度が弱いために、第２光受信装置４０の通信用光信号７０ｊの受信には影響を及ぼさない。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明の光通信システム、光多重通信システム、光通信方法、光多重通信方法及び光受信装置では、長距離基幹回線からアクセス回線まで幅広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】第１実施形態に係る光通信システムの概略構成図である。
【図２】妨害光信号除去器としてのマッハツェンダー干渉計の概略構成図である。
【図３】妨害光信号除去器により妨害光信号を除去する場合の光強度を示した概略図である。
【図４】第２実施形態に係る光多重通信システムの概略構成図である。
【図５】第３実施形態に係る光多重通信システムの概略構成図である。
【図６】第３実施形態に係る光多重通信システムの妨害光信号除去器としてマッハツェンダー干渉計を適用した例を示した図である。
【図７】第４実施形態に係る光多重通信システムの概略構成図である。
【図８】妨害光信号を除去した場合と、除去しない場合での光復号器通過後の通信用光信号の光周波数スペクトルを示した図である。
【図９】妨害光信号を除去した場合と、除去しない場合及び妨害光信号がない場合での光復号器通過後の通信用光信号のアイパターンを示した図である。
【図１０】第５実施形態に係る光多重通信システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０  光送信装置、第１光送信装置  １１、１５、３２  光源
１２、１６、３３  光変調器  １４  光符号器
１７ａ、１７ｂ、２４ａ、２４ｂ、２７ａ、２７ｂ  光方向性結合器
１８、２５、２８  マッハツェンダー型光導波路
１９、２６、２９  マッハツェンダー型光導波路フィルタ
２０  光受信装置、第１光受信装置  ２１  妨害光信号除去器
２２  光復号器  ２３、４１  光検出器
３０  第２光送信装置  ３５ａ、３５ｂ  受光素子  ３６  差動検出器
３７、３８  出力
３９  入力
４０  第２光受信装置
５０、５３、５７  ハーフミラー  ５１  位相遅延部  ５２、５４  ミラー
５５、５９  レンズ  ５６、５８  光ファイバ
６０ａ、６０ｃ  通信信号  ６０ｂ、６０ｄ  電気信号
６５  光合波器  ６６  光分波器  ６７  光伝送路
７０ａ、７０ｈ  光信号  ７０ｂ、９０ａ、９０ｂ、９０ｈ  変調光信号
７０ｃ、７０ｄ、７０ｇ、７０ｋ、７０ｍ、７０ｊ、７０ｋ、９０ｇ  通信用光信号
８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ、９０ｃ、
９０ｄ、９０ｅ、９０ｆ、９０ｉ、９０ｊ  分岐光信号
９１、９２  マッハツェンダー干渉計  
１００  光通信システム  １０１、１０２、１０３  光多重通信システム
【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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【図７】
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【図８】
2006074557.tif 000016
【図９】
2006074557.tif 000017
【図１０】
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