(57)【要約】【課題】  加入者宅におけるコストを抑制しつつ、高い通信速度を実現できる時分割多重方式の通信システム、通信方法および通信装置を提供する。【解決手段】  符号化部３０が所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに下りデータ１，２，・・・，ｎを所定のデータ量ずつ順次割当て、光変調部３２が光源１０から出力されるレーザ光を光強度変調して光データ信号を生成する。パルス発生部１２は、下りデータの割当てが一巡するまでに要する時間を周期とする光パルス信号を発生する。遅延部８４．１は、最大強度となるタイミングが、下りデータ１が割当てられたタイムスロットと同期するように、光パルス信号を所定の時間だけ遅延させる。復号部８６は、光相互作用発生部１８から受けたＤＥＭＵＸ信号の光強度に応じて、データ列を生成し、下りデータ１として出力する。【選択図】        図１
2006345145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路と、
前記伝送路を介して、宛て先の異なる複数のデータを送信する第１の通信装置と、
前記第１の通信装置から送信される前記複数のデータのうち自己宛てのデータを抽出して受信する第２の通信装置とを備え、
前記第１の通信装置は、
所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに前記複数のデータを順次割当てて時分割多重した第１の光信号を前記伝送路へ送出する第１の送出手段と、
前記第１の光信号において宛て先を同じくするデータが割当てられる周期と同一の周期で最大強度をもつ第２の光信号を前記伝送路へ送出する第２の送出手段とを含み、
前記第２の通信装置は、
前記第１および第２の光信号を受け、前記第１の光信号において自己を宛て先とするデータが割当てられたタイムスロットと前記第２の光信号において最大強度をもつタイミングとを同期させる同期手段と、
前記同期手段において同期された前記第１の光信号と前記第２の光信号との間で光相互作用を生じさせる光相互作用発生手段と、
前記光相互作用発生手段において生じた第３の光信号に基づいてデータを復号する復号手段とを含む、通信システム。
【請求項２】
前記第２の光信号は、前記第１の光信号におけるタイムスロット以下の時間幅をもつ光パルスである、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記同期手段は、前記第２の光信号を所定の時間だけ遅延させる遅延部からなる、請求項１または２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１および／または第２の通信装置は、前記伝送路で生じる波長分散を補償する分散補償手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第２の通信装置は、前記第２の光信号を搬送波に用いて、前記第１の通信装置へデータを送信する送信手段をさらに含み、
前記第１の通信装置は、前記第２の通信装置から送信されたデータを受信する受信手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
前記送信手段は、前記第２の光信号を送信データで変調したのち、光拡散符号に変換し、
前記受信手段は、前記第２の通信装置から受けた前記光拡散符号を前記送信データに復号する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１の通信装置へ前記第２の光信号を供給する光信号発生部をさらに備え、
前記第２の送出手段は、前記光信号発生部から受けた前記第２の光信号を送出し、
前記光信号発生部は、前記第１の通信装置に加え、他の通信システムにおける前記第１の通信装置へ前記第２の光信号を供給する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項８】
前記伝送路を介して、宛て先の異なる複数のデータを送信する第１の通信装置と、自己宛てのデータを抽出して受信する第２の通信装置との間の通信方法であって、
前記第１の通信装置が所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに前記複数のデータを順次割当てて時分割多重した第１の光信号を前記伝送路へ送出する第１の送出ステップと、
前記第１の通信装置が前記第１の光信号において宛て先を同じくするデータが割当てられる周期と同一の周期で最大強度をもつ第２の光信号を前記伝送路へ送出する第２の送出ステップと、
前記第２の通信装置が前記第１および第２の光信号を受け、前記第１の光信号において自己を宛て先とするデータが割当てられたタイムスロットと、前記第２の光信号において最大強度をもつタイミングとを同期させる同期ステップと、
前記第２の通信装置が前記同期ステップにおいて同期された前記第１の光信号と前記第２の光信号との間で光相互作用を生じさせる光相互作用発生ステップと、
前記第２の通信装置が前記光相互作用発生ステップにおいて生じた第３の光信号に基づいてデータを復号する復号ステップとを含む、通信方法。
【請求項９】
前記第１および／または第２の通信装置が前記伝送路で生じる波長分散を補償する分散補償ステップをさらに含む、請求項８に記載の通信方法。
【請求項１０】
前記第２の通信装置が前記第２の光信号を搬送波に用いて、前記第１の通信装置へデータを送信する送信ステップと、
前記第１の通信装置が前記第２の通信装置から送信されたデータを受信する受信ステップとをさらに含む、請求項８または９に記載の通信方法。
【請求項１１】
伝送路を介して宛て先の異なる複数のデータを送信する通信装置であって、
所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに前記複数のデータを順次割当てて時分割多重した第１の光信号を前記伝送路へ送出する第１の送出手段と、
前記第１の光信号と光相互作用させることにより前記複数の宛て先のうちいずれか１つの宛て先に向けられたデータを復号できるように、前記第１の光信号と異なる波長からなり、かつ、前記第１の光信号において宛て先を同じくするデータが割当てられる周期と同一の周期で最大強度をもつ第２の光信号を前記伝送路へ送出する第２の送出手段とを備える、通信装置。
【請求項１２】
伝送路を介して送信される宛て先の異なる複数のデータのうち自己宛てのデータを抽出して受信する通信装置であって、
所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに前記複数のデータを順次割当てて時分割多重された第１の光信号と、前記第１の光信号において宛て先を同じくするデータが割当てられる周期と同一の周期で最大強度をもつ第２の光信号とを受け、前記第１の光信号において自己宛てのデータが含まれるタイムスロットと、前記第２の光信号において最大強度をもつタイミングとを同期させる同期手段と、
前記同期手段において同期された前記第１の光信号と前記第２の光信号との間で光相互作用を生じさせる光相互作用発生手段と、
前記光相互作用発生手段において生じた第３の光信号に基づいてデータを復号する復号手段とを備える、通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は通信システム、通信方法および通信装置に関し、特に時分割多重された光信号による通信システム、通信方法および通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報技術の発展に伴い、家庭においても大容量で高品質なインターネット環境に対する要求が高まっている。このような要求に対応するため、光ファイバを介して加入者をインターネット網に接続するＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスが急速に普及している。
【０００３】
ＦＴＴＨの構成は、基地局と各加入者宅とをそれぞれ専用の光ファイバで接続するシングルスター網と、一端が複数に分岐された光ファイバを用いて、基地局と複数の加入者宅とを１対ｎで接続するダブルスター網とに分類される。ＦＴＴＨサービスを提供するにあたり、光ファイバの敷設量が少なくて済むダブルスター網の方がコスト的に有利である。
【０００４】
ダブルスター網においては、複数の加入者宅が同一の光ファイバを介して基地局と接続されるため、基地局から指定された加入者宅へデータを送信する際には、基地局は、すべての加入者宅へそのデータを一斉送信し、それぞれの加入者宅が自己宛てのデータを抽出する構成となる。
【０００５】
このような構成を実現するため、従来から、時分割多重方式が一般的に用いられている。たとえば、特許文献１には、基地局側で下りデータをビットまたはバイトごとに時分割多重して伝送し、それぞれの加入者宅で送信された光信号をビットまたはバイトごとに時分割分離して元のデータに再生する構成が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２９８４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、基地局は、接続される加入者宅の数および基地局と各加入者宅との通信速度に応じて、必要な変調速度で光信号を生成する。そして、基地局は、加入者宅の増加や通信速度の向上に伴い、より高い変調速度の光信号を送信することになる。
【０００７】
一方、各加入者宅は、基地局から送信されるすべての光信号を電気信号に変換し、電気的処理により自己宛てのデータを抽出するので、光信号の変調速度に応じた光電気変換器や処理回路が必要である。
【０００８】
そのため、加入者宅の増加や通信速度の向上のため光信号の変調速度を高くしようとすると、各加入者宅に高速な光電気変換器が必要となり、システム全体のコストが増大してしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、加入者宅におけるコストを抑制しつつ、高い通信速度を実現できる時分割多重方式の通信システム、通信方法および通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によれば、伝送路と、伝送路を介して、宛て先の異なる複数のデータを送信する第１の通信装置と、第１の通信装置から送信される複数のデータのうち自己宛てのデータを抽出して受信する第２の通信装置とを備える通信システムである。そして、第１の通信装置は、所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに複数のデータを順次割当てて時分割多重した第１の光信号を伝送路へ送出する第１の送出手段と、第１の光信号において宛て先を同じくするデータが割当てられる周期と同一の周期で最大強度をもつ第２の光信号を伝送路へ送出する第２の送出手段とを含み、第２の通信装置は、第１および第２の光信号を受け、第１の光信号において自己を宛て先とするデータが割当てられたタイムスロットと第２の光信号において最大強度をもつタイミングとを同期させる同期手段と、同期手段において同期された第１の光信号と第２の光信号との間で光相互作用を生じさせる光相互作用発生手段と、光相互作用発生手段において生じた第３の光信号に基づいてデータを復号する復号手段とを含む。
【００１１】
好ましくは、第２の光信号は、第１の光信号におけるタイムスロット以下の時間幅をもつ光パルスである。
【００１２】
好ましくは、同期手段は、第２の光信号を所定の時間だけ遅延させる遅延部からなる。
好ましくは、第１および／または第２の通信装置は、伝送路で生じる波長分散を補償する分散補償手段をさらに含む。
【００１３】
好ましくは、第２の通信装置は、第２の光信号を搬送波に用いて、第１の通信装置へデータを送信する送信手段をさらに含み、第１の通信装置は、第２の通信装置から送信されたデータを受信する受信手段をさらに含む。
【００１４】
好ましくは、送信手段は、第２の光信号を送信データで変調したのち、光拡散符号に変換し、受信手段は、第２の通信装置から受けた光拡散符号を送信データに復号する。
【００１５】
好ましくは、第１の通信装置へ第２の光信号を供給する光信号発生部をさらに備え、第２の送出手段は、光信号発生部から受けた第２の光信号を送出し、光信号発生部は、第１の通信装置に加え、他の通信システムにおける第１の通信装置へ第２の光信号を供給する。
【００１６】
また、この発明によれば、伝送路を介して、宛て先の異なる複数のデータを送信する第１の通信装置と、自己宛てのデータを抽出して受信する第２の通信装置との間の通信方法である。そして、第１の通信装置が所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに複数のデータを順次割当てて時分割多重した第１の光信号を伝送路へ送出する第１の送出ステップと、第１の通信装置が第１の光信号において宛て先を同じくするデータが割当てられる周期と同一の周期で最大強度をもつ第２の光信号を伝送路へ送出する第２の送出ステップと、第２の通信装置が第１および第２の光信号を受け、第１の光信号において自己を宛て先とするデータが割当てられたタイムスロットと、第２の光信号において最大強度をもつタイミングとを同期させる同期ステップと、第２の通信装置が同期ステップにおいて同期された第１の光信号と第２の光信号との間で光相互作用を生じさせる光相互作用発生ステップと、第２の通信装置が光相互作用発生ステップにおいて生じた第３の光信号に基づいてデータを復号する復号ステップとを含む。
【００１７】
好ましくは、第１および／または第２の通信装置が伝送路で生じる波長分散を補償する分散補償ステップをさらに含む。
【００１８】
好ましくは、第２の通信装置が第２の光信号を搬送波に用いて、第１の通信装置へデータを送信する送信ステップと、第１の通信装置が第２の通信装置から送信されたデータを受信する受信ステップとをさらに含む。
【００１９】
また、この発明によれば、伝送路を介して宛て先の異なる複数のデータを送信する通信装置である。そして、所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに複数のデータを順次割当てて時分割多重した第１の光信号を伝送路へ送出する第１の送出手段と、第１の光信号と光相互作用させることにより複数の宛て先のうちいずれか１つの宛て先に向けられたデータを復号できるように、第１の光信号と異なる波長からなり、かつ、第１の光信号において宛て先を同じくするデータが割当てられる周期と同一の周期で最大強度をもつ第２の光信号を伝送路へ送出する第２の送出手段とを備える。
【００２０】
また、この発明によれば、伝送路を介して送信される宛て先の異なる複数のデータのうち自己宛てのデータを抽出して受信する通信装置である。そして、所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに複数のデータを順次割当てて時分割多重された第１の光信号と、第１の光信号において宛て先を同じくするデータが割当てられる周期と同一の周期で最大強度をもつ第２の光信号とを受け、第１の光信号において自己宛てのデータが含まれるタイムスロットと、第２の光信号において最大強度をもつタイミングとを同期させる同期手段と、同期手段において同期された第１の光信号と第２の光信号との間で光相互作用を生じさせる光相互作用発生手段と、光相互作用発生手段において生じた第３の光信号に基づいてデータを復号する復号手段とを備える。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに複数のデータを順次割当てて時分割多重した第１の光信号と、宛て先を同じくするデータが割当てられる周期と同一の周期で最大強度をもつ第２の光信号とを送信し、第１の光信号におけるタイムスロットと第２の光信号における最大強度となるタイミングとを同期させることで、所望の宛て先に向けられたデータを抽出する。そのため、受信側では、データの変調速度にかかわらず、所望するタイムスロットと最大強度となるタイミングとを同期させるだけでよい。よって、コストを抑制しつつ、高い通信速度をもつ時分割多重方式の通信システム、通信方法および通信装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２３】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う通信システム１００の概略構成図である。
【００２４】
図１を参照して、通信システム１００は、基地局側装置１と、加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎと、伝送路２０，２４と、光分配部２２と、光結合部２６とからなる。また、基地局側装置１は、送信部１．１と、受信部１．２とからなる。
【００２５】
基地局側装置１における送信部１．１は、インターネット網やＷＡＮ（Wide Area Network：広域通信網）など（図示しない）からそれぞれ加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎへ送信する下りデータ１，２，・・・，ｎを時分割多重した光データ信号を生成し、伝送路２０を介して送信する。そして、送信部１．１は、符号化部３０と、光源１０と、光変調部３２と、パルス発生部１２と、光結合部３４とからなる。
【００２６】
符号化部３０は、外部から下りデータ１，２，・・・，ｎを受けて、所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに下りデータ１，２，・・・，ｎを所定のデータ量ずつ順次割当て、１次元の「０」と「１」とからなる２値のデータ列に符号化する。そして、符号化部３０は、符号化したデータ列を光変調部３２へ出力する。
【００２７】
光源１０は、レーザ発振器で構成され、所定の光強度をもつ波長λ１のレーザ光を発生する。そして、光源１０は、その発生したレーザ光を光変調部３２へ出力する。
【００２８】
光変調部３２は、符号化部３０から受けたデータ列に基づいて、光源１０から出力されるレーザ光を光強度変調して光データ信号を生成する。実施の形態１においては、光変調部３２は、データ列の「０」または「１」に対応して、光強度がゼロまたは最大、すなわち、「オフ」または「オン」となるように変調する。このように、光変調部３２は、下りデータ１，２，・・・，ｎを時分割多重した光データ信号を生成する。そして、光変調部３２は、生成した光データ信号を光結合部３４へ出力する。
【００２９】
パルス発生部１２は、光変調部３２で生成される光データ信号において、宛て先を同じくするデータが割当てられる周期、すなわち、下りデータ１，２，・・・，ｎの割当てが一巡するまでに要する時間を周期とする光パルス信号を発生する。さらに、パルス発生部１２が発生するパルス幅は、タイムスロット以下である。そして、パルス発生部１２は、その発生した光パルス信号を光結合部３４へ出力する。
【００３０】
光結合部３４は、光変調部３２から受けた光データ信号とパルス発生部１２から受けた光パルス信号とを結合し、伝送路２０へ出力する。
【００３１】
伝送路２０は、光ファイバで構成され、送信部１．１と光分配部２２とを接続し、送信部１．１から送信された光データ信号および光パルス信号を光分配部２２へ伝送する。
【００３２】
光分配部２２は、伝送路２０を介して受けた光データ信号および光パルス信号をｎ分割し、分割した光データ信号および光パルス信号をそれぞれ加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎへ出力する。
【００３３】
加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎは、基地局側装置１から受けた光データ信号のうち自己宛てのデータを抽出し、それぞれ下りデータ１，２，・・・，ｎに復号して出力する。さらに、加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎは、基地局側装置１へ送信する上りデータ１，２，・・・，ｎを含む光データ信号を送信する。
【００３４】
加入者宅側装置２．１は、波形整形部１４と、遅延部８４．１と、光分配部６０と、光相互作用発生部１８と、復号部８６と、符号化部７４と、光変調部７５とからなる。
【００３５】
波形整形部１４は、分散補償部１６と、波長選択性光分配部６２とからなる。
分散補償部１６は、伝送路２０を伝搬することにより光データ信号および光パルス信号に生じる波長分散を補償する。そして、分散補償部１６は、たとえば、伝送路２０の波長分散と同じ大きさで、かつ反対の符号の波長分散を有する分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensation Fiber）などからなる。
【００３６】
波長選択性光分配部６２は、分散補償部１６を介して受けた光データ信号および光パルス信号を波長に応じて２分割する。そして、波長選択性光分配部６２は、光データ信号（波長λ１）を光相互作用発生部１８へ出力し、光パルス信号（波長λ２）を遅延部８４．１へ出力する。
【００３７】
遅延部８４．１は、光パルス信号において最大強度となるタイミングが、光データ信号において下りデータ１が割当てられたタイムスロットと同期するように、光パルス信号を所定の時間だけ遅延させる。そして、遅延部８４．１は、遅延させた光パルス信号を光分配部６０へ出力する。
【００３８】
光分配部６０は、遅延部８４．１から受けた光パルス信号を２分割し、分割した光パルス信号をそれぞれ光相互作用発生部１８および光変調部７５へ出力する。
【００３９】
光相互作用発生部１８は、光データ信号と光パルス信号との間で光学非線形効果による相互作用を生じさせる。特に、光相互作用発生部１８は、光カー効果の一種である４光波混合（ＦＷＭ：Four Wave Mixing）を生じさせ、光データ信号の波長λ１と光パルス信号の波長λ２との差Δλ（＝｜λ２−λ１｜）だけ異なる波長（λ１−Δλ），（λ２＋Δλ）をもつ新たな２つの相互作用光を出力する。上述のように、光パルス信号が最大強度となるタイミングは、下りデータ１が割当てられるタイムスロットと同期するので、４光波混合は、下りデータ１が割当てられたタイムスロットの期間だけ生じることになる。したがって、光相互作用発生部１８は、光データ信号のうち下りデータ１の光強度に応じた相互作用光だけを復号部８６へ出力する。すなわち、光相互作用発生部１８は、光パルス信号を用いて、光データ信号の中からデータ１で変調された光信号を抽出する。以下では、光データ信号から抽出された光信号をＤＥＭＵＸ信号（分離信号）とも称す。
【００４０】
復号部８６は、光相互作用発生部１８から受けたＤＥＭＵＸ信号の光強度に応じて、データ列を生成し、下りデータ１として出力する。
【００４１】
符号化部７４は、外部から上りデータ１を受けて、１次元の「０」と「１」とからなる２値のデータ列に符号化する。そして、符号化部７４は、符号化したデータ列を光変調部７５へ出力する。
【００４２】
光変調部７５は、符号化部７４から受けたデータ列に基づいて、光分配部６０から受けた光パルス信号を光強度変調して光データ信号を生成する。そして、光変調部７５は、生成した光データ信号を光結合部２６へ出力する。
【００４３】
加入者宅側装置２．２，・・・，２．ｎは、遅延部８４．１に代えて、それぞれ遅延部８４．２，・・・，８４．ｎを用いる点を除いては、加入者宅側装置２．１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００４４】
なお、遅延部８４．１，８４．２，・・・，８４．ｎは、最大強度となるタイミングが光データ信号においてそれぞれ下りデータ１，２，・・・，ｎが割当てられたタイムスロットと同期するように、光パルス信号を遅延させため、遅延部８４．１，８４．２，・・・，８４．ｎにおける遅延量は、タイムスロットの時間間隔ずつ異なっている。そのため、遅延部８４．１，８４．２，・・・，８４．ｎから出力される光パルス信号は、時間軸上において、互いに重なることはない。よって、加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎから送信される光データ信号は、互いに干渉することはない。
【００４５】
光結合部２６は、加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎのそれぞれから受けた光データ信号を結合し、伝送路２４へ出力する。上述のように、加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎから送信される光データ信号は、時間軸上において互いに重ならないので、光結合部２６から出力される結合された光データ信号は、時分割多重された光データ信号と等価である。
【００４６】
伝送路２４は、光ファイバで構成され、光結合部２６と基地局側装置１とを接続し、光結合部２６から受けた光信号を基地局側装置１へ伝送する。
【００４７】
基地局側装置１における受信部１．２は、加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎから受けた光データ信号をそれぞれ上りデータ１，２，・・・，ｎに復号してインターネット網やＷＡＮなど（図示しない）へ出力する。そして、受信部１．２は、復号部８０からなる。
【００４８】
復号部８０は、伝送路２４を介して受けた光データ信号を電気信号に変換し、「０」または「１」の２値のデータ列を生成する。そして、復号部８０は、生成したデータ列を所定のタイムスロット毎に分離し、下りデータ１，２，・・・，ｎに復号して出力する。なお、伝送路２４を介して受けた光データ信号に含まれるタイムスロットの時間間隔は、符号化部３０が生成するデータ列のタイムスロットの時間間隔と同一である。
【００４９】
図２は、光相互作用発生部１８の概略構成図である。
図２を参照して、光相互作用発生部１８は、光結合部３４と、光増幅器３６と、高非線形ファイバ３８と、光フィルタ４０とからなる。
【００５０】
光結合部３４は、波長λ１の光データ信号と波長λ２の光パルス信号とを結合し、光増幅器３６へ出力する。
【００５１】
光増幅器３６は、光学非線形効果を生じるように、光結合部３４から受けた光データ信号および光パルス信号を増幅し、高非線形ファイバ３８へ出力する。
【００５２】
高非線形ファイバ３８は、非線形係数が高い媒質からなり、所定の光強度をもつ波長λ１の光データ信号と波長λ２の光パルス信号との４光波混合により、波長（λ１−Δλ）および波長（λ２＋Δλ）の新たな２つの相互作用光を発生する。
【００５３】
光フィルタ４０は、高非線形ファイバ３８から出力される光データ信号、光パルス信号および２つの相互作用光を受け、光データ信号および光パルス信号を抑圧し、かつ、２つの相互作用光のうちいずれか一方を通過させる。そして、光フィルタ４０は、通過させた相互作用光をＤＥＭＵＸ信号として出力する。
【００５４】
図３は、光相互作用発生部１８における４光波混合を説明する図である。
図３（ａ）は、光相互作用発生部１８に入力する光信号の周波数スペクトルである。
【００５５】
図３（ｂ）は、高非線形ファイバ３８から出力される光信号の周波数スペクトルである。
【００５６】
図３（ｃ）は、光フィルタ４０から出力される光信号の周波数スペクトルである。
図３（ａ）を参照して、光増幅器３６で所定の光強度まで増幅された光データ信号（波長λ１）および光パルス信号（波長λ２）が光相互作用発生部１８に入力する。
【００５７】
図３（ｂ）を参照して、光データ信号および光パルス信号が高非線形ファイバ３８を伝搬すると、４光波混合が生じ、光データ信号と光パルス信号との波長差Δλだけ離れた波長をもつ２つの相互作用光が生じる。
【００５８】
図３（ｃ）を参照して、光フィルタ４０は、光データ信号、光パルス信号および２つの相互作用光のうち、１つの相互作用光だけを通過させ、ＤＥＭＵＸ信号として出力する。
【００５９】
実施の形態１においては、たとえば、光データ信号の波長λ１を１５５０［ｎｍ］とし、光パルス信号の波長λ２を１５５５［ｎｍ］とする。
【００６０】
図４は、加入者宅側装置２．１および２．２におけるデータの抽出を説明する図である。なお、図４は、４つの加入者宅側装置２．１，２．２，２．３，２．４からなる通信システムの例である。
【００６１】
図４（ａ）は、波形整形部１４から出力される光データ信号の時間波形である。
図４（ｂ）は、波形整形部１４から出力される光パルス信号の時間波形である。
【００６２】
図４（ｃ）は、加入者宅側装置２．１における光相互作用発生部１８へ与えられる光パルス信号の時間波形である。
【００６３】
図４（ｄ）は、加入者宅側装置２．１における光相互作用発生部１８から出力されるＤＥＭＵＸ信号である。
【００６４】
図４（ｅ）は、加入者宅側装置２．２における光相互作用発生部１８へ与えられる光パルス信号の時間波形である。
【００６５】
図４（ｆ）は、加入者宅側装置２．２における光相互作用発生部１８から出力されるＤＥＭＵＸ信号である。
【００６６】
図４（ａ）を参照して、光データ信号は、「０」と「１」とからなる２値のデータ列に対応した光強度をもつ。そして、１つのタイムスロットの時間間隔をｔとすると、すべての下りデータの割当てが一巡するのに要する時間Ｔは、Ｔ＝ｔ×４となる。
【００６７】
図４（ｂ）を参照して、基地局側装置１から送出される光パルス信号は、すべての下りデータの割当てが一巡する時間Ｔごとに光強度ピークをもつ。
【００６８】
図４（ｃ）を参照して、加入者宅側装置２．１における遅延部８４．１は、光強度のピークが、下りデータ１が割当てられたタイムスロットと同期するように、光パルス信号を遅延時間Ｔｄ１だけ遅延させる。下りデータ１が割当てられたタイムスロットの周期は、光パルス信号の周期と一致するので、タイムスロット毎に遅延時間Ｔｄ１を調整する必要はない。
【００６９】
図４（ｄ）を参照して、加入者宅側装置２．１における光相互作用発生部１８は、光パルス信号の光強度ピークが存在する期間において、下りデータ１に応じたＤＥＭＵＸ信号を出力する。
【００７０】
図４（ｅ）を参照して、加入者宅側装置２．２における遅延部８４．１は、光強度のピークが、下りデータ２が割当てられたタイムスロットと同期するように、光パルス信号を遅延時間Ｔｄ２だけ遅延させる。このとき、遅延時間Ｔｄ２は、加入者宅側装置２．１における遅延部８４．１の遅延時間Ｔｄ１に比較して、タイムスロットの時間間隔ｔだけ長くなる。
【００７１】
図４（ｆ）を参照して、図４（ｄ）と同様に、加入者宅側装置２．２における光相互作用発生部１８は、光パルス信号の光強度ピークが存在する期間において、下りデータ２に応じたＤＥＭＵＸ信号を出力する。
【００７２】
実施の形態１においては、符号化部３０、光源１０および光変調部３２が第１の送出手段を実現し、パルス発生部１２が第２の送出手段を実現し、遅延部８４．１，８４．２，・・・，８４．ｎが同期手段を実現し、光相互作用発生部１８が光相互作用発生手段を実現し、復号部８６が復号手段を実現し、波形整形部１４が分散補償手段を実現し、符号化部７４および光変調部７５が送信手段を実現し、復号部８０が受信手段を実現する。
【００７３】
（変形例１）
上述した高非線形ファイバからなる光相互作用発生部１８に代えて、半導体光増幅器からなる光相互作用発生部を用いることもできる。
【００７４】
図５は、実施の形態１の変形例１に従う光相互作用発生部１９の概略構成図である。
図５を参照して、光相互作用発生部１９は、図２に示す光相互作用発生部１８において、光増幅器３６および高非線形ファイバ３８を半導体光増幅器４２に代えたものである。
【００７５】
半導体光増幅器４２は、半導体光増幅素子（ＳＯＡ:Semiconductor Optical Amplifiers）からなる光増幅器であり、光強度を増加させると同時に光学非線形効果による相互作用を生じさせる。そして、半導体増幅素子は、たとえば、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓおよびＩｎＧａＡｓＰなどの半導体である。
【００７６】
光結合部３４および光フィルタ４０は、光相互作用発生部１８と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００７７】
変形例１によれば、光相互作用発生部１９は、高非線形ファイバを使用しないので、図２に示す光相互作用発生部１８に比較して、より小型化を実現できる。
【００７８】
（変形例２）
上述した高非線形ファイバからなる光相互作用発生部１８に代えて、高非線形ファイバをループ状に配置した光相互作用発生部を用いることもできる。
【００７９】
図６は、実施の形態１の変形例２に従う光相互作用発生部７０の概略構成図である。
図６を参照して、光相互作用発生部７０は、非線形ループミラーとも称され、光分岐部６６，６８と、高非線形ファイバ３８とからなる。
【００８０】
光分岐部６８は、４つのポートを有し、そのうち２つのポートは、高非線形ファイバ７２の両端と接続される。そして、残りの２つのポートは、光データ信号を受ける入力ポートと、ＤＥＭＵＸ信号を出力する出力ポートとして機能する。
【００８１】
光分岐部６６は、光分岐部６８と高非線形ファイバ３８との間に介挿され、光パルス信号を受けて高非線形ファイバ７２へ送出する。
【００８２】
高非線形ファイバ７２は、非線形係数が高い媒質からなり、波長λ１の光データ信号と波長λ２の光パルス信号との間の光学非線形効果により、光データ信号の位相を変化させる。
【００８３】
以下、光相互作用発生部７０の動作について説明する。
光分岐部６８は、光データ信号を受けて２分割し、それぞれ時計回りおよび反時計回りに伝搬する光データ信号を出力する。光パルス信号が入力されなければ、分割されたそれぞれの光データ信号は、高非線形ファイバ７２を伝搬した後、光分岐部６８へ帰還する。すると、それぞれの光データ信号は、光分岐部６８で互いに干渉して打消し合う。そのため、光分岐部６８からはいずれの光信号も出力されない。
【００８４】
一方、光分岐部６６を介して、光パルス信号が高非線形ファイバ７２へ入力されると、高非線形ファイバ７２を伝搬する過程で光学非線形効果により、光データ信号の回転位相が変化する。そのため、それぞれの光データ信号は、光分岐部６８での干渉が不十分となり、打消し合わない。よって、光分岐部６８から、光データ信号と光パルス信号の光相互作用に応じたＤＥＭＵＸ信号が出力される。
【００８５】
すなわち、光データ信号におけるタイムスロットと光パルス信号の光強度ピークとを同期させて、光相互作用発生部７０へ入力することで、光データ信号の中から特定のデータを抽出できる。
【００８６】
変形例２によれば、光強度の低い光信号であっても光相互作用を生じさせることができるので、光信号を過度に増幅させる必要はない。そのため、低出力の光増幅器を用いても十分に光相互作用を生じさせることができる。よって、より経済的な構成の光相互作用発生部を実現できる。
【００８７】
この発明の実施の形態１によれば、基地局側装置は、所定の時間間隔で区切ったタイムスロットにそれぞれの下りデータを順次割当てて時分割多重した光データ信号と、下りデータの割当てが一巡するのに要する時間を周期とする光パルス信号とをすべての加入者宅側装置へ送信する。そして、各加入者宅側装置は、光パルス信号を所定の時間だけ遅延させて、光強度ピークを光データ信号において自己宛ての下りデータが割当てられるタイムスロットに同期させることで、自己宛てのデータを抽出する。よって、加入者宅側装置では、基地局側装置から送信される光データ信号をすべて監視する必要がないため、高速な光電気変換器や処理回路などが不要となり、加入者宅側装置を低コストで実現できる。さらに、加入者宅側装置の増加に伴い、光データ信号のタイムスロットの時間間隔を短くする場合においても、各加入者宅側装置は、自己の通信速度に応じた光電気変換器や処理回路を備えれば十分であるので、システム全体の通信速度の向上を容易に実現できる。
【００８８】
また、この発明の実施の形態１によれば、各加入者宅側装置は、基地局側装置から受信した光パルス信号を搬送波に用いて、上りデータを送信するので、高速な光パルス発生部や光変調部などを必要としない。よって、加入者宅側装置を低コストで実現できる。また、下りデータの通信速度に応じて生成される光パルス信号を搬送波に用いるので、上りデータの送信を下りデータの通信速度と同じ通信速度で実現できる。
【００８９】
［実施の形態２］
実施の形態１においては、光データ信号および光パルス信号のいずれに対しても伝送路で蓄積された波長分散を補償する場合について説明した。
【００９０】
一方、実施の形態２においては、光パルス信号に対してのみ波長分散を補償する場合について説明する。
【００９１】
図７は、伝送路における波長分散の影響について説明する図である。
図７（ａ）は、基地局側装置１から送信される光データ信号の時間波形である。
【００９２】
図７（ｂ）は、加入者宅側装置２．１が受信する光データ信号の時間波形である。
図７（ｃ）は、光パルス信号の時間波形の一例である。
【００９３】
図７（ｄ）は、ＤＥＭＵＸ信号の時間波形の一例である。
図７（ａ）を参照して、基地局側装置１から送出される光データ信号は、所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに対応してパルス状の時間波形をもつ。
【００９４】
図７（ｂ）を参照して、光データ信号が伝送路２０を伝搬することにより波長分散が生じるため、パルス状の時間波形が歪み、隣接するタイムスロットと干渉を生じるようになる。
【００９５】
図７（ｃ）および図７（ｄ）を参照して、光データ信号の時間波形が歪み、隣接するタイムスロットと干渉を生じても、時間軸上において干渉しない部分が存在していれば、光パルス信号との光相互作用が生じる時間を短くすることで、データの抽出が可能である。
【００９６】
したがって、加入者宅側装置２．１では、光パルス信号だけに対して分散補償をすることで、基地局側装置１から受けた光データ信号のうち自己宛ての下りデータ１を抽出できる。
【００９７】
図８は、実施の形態２に従う波形整形部４６の概略構成図である。実施の形態２に従う通信システムは、図１に示す実施の形態１に従う通信システム１００において、波形整形部１４を波形整形部４６に代えたものである。そして、波形整形部４６は、光データ信号および光パルス信号を受け、光パルス信号だけに対して分散補償を行なう。
【００９８】
図８を参照して、波形整形部４６は、波長選択性光分配部６２と、分散補償部４４とからなる。
【００９９】
波長選択性光分配部６２は、光データ信号および光パルス信号を波長に応じて２分割する。そして、波長選択性光分配部６２は、波長λ１の光データ信号をそのまま外部へ出力し、波長λ２の光パルス信号を分散補償部４４へ出力する。
【０１００】
分散補償部４４は、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Gratings）や可変分散補償器（ＶＩＰＡ：Virtually Imaged Phased Array）などからなり、波長λ２の光信号に対して波長分散を補償する。
【０１０１】
実施の形態２においては、波形整形部４６が分散補償手段を実現する。
この発明の実施の形態２によれば、実施の形態１における効果に加えて、光パルス信号に対してだけ分散補償を行なえばよいので、光データ信号および光パルス信号の両方に対して分散補償を行なう場合に比較して、狭い波長帯域をもつ分散補償部で構成できる。よって、安価な分散補償部を採用することができるため、加入者宅側装置をより低コストで実現できる。
【０１０２】
［実施の形態３］
実施の形態１および２においては、受信した光パルス信号に波長分散を与えて整形する場合について説明した。
【０１０３】
一方、実施の形態３においては、受信した光パルス信号に含まれる光強度変化に応じて光パルス信号を生成する場合について説明する。
【０１０４】
図９は、実施の形態３に従う波形整形部６４の概略構成図である。実施の形態３に従う通信システムは、図１に示す実施の形態１に従う通信システム１００において、波形整形部１４を波形整形部６４に代えたものである。そして、波形整形部６４は、光パルス信号に含まれる光強度変化に応じて、新たに光パルス信号を生成し出力する。
【０１０５】
図９を参照して、波形整形部６４は、波長選択性光分配部６２と、注入同期レーザ４８とからなる。
【０１０６】
波長選択性光分配部６２は、光データ信号および光パルス信号を波長に応じて２分割する。そして、波長選択性光分配部６２は、波長λ１の光データ信号をそのまま外部へ出力し、波長λ２の光パルス信号を注入同期レーザ４８へ出力する。
【０１０７】
注入同期レーザ４８は、光パルス信号が入力されると、入力と同期して、光パルス信号を生成し出力する。そして、注入同期レーザ４８は、光分岐部５６と、光増幅器５８とからなる。
【０１０８】
光分岐部５６は、４つのポートを有し、そのうち２つのポートは、光増幅器５８の両端と接続される。そして、残りの２つのポートは、光パルス信号を受ける入力ポートと、生成された光パルス信号を出力する出力ポートとして機能する。
【０１０９】
実施の形態２においては、波形整形部６４が分散補償手段を実現する。
この発明の実施の形態３によれば、実施の形態１における効果に加えて、新たに光パルス信号を生成するので、分散補償を与えて光パルス信号を整形する場合に比較して、より急峻な光パルスを光相互作用発生部へ与えることができる。よって、波長分散の影響により時間波形が歪み、隣接するタイムスロットとの干渉量が大きくなった場合にも、検出誤りを抑制した復号を実現できる。
【０１１０】
［実施の形態４］
実施の形態１および２においては、加入者宅側装置において伝送路で蓄積された波長分散を補償する場合について説明した。
【０１１１】
一方、実施の形態４においては、基地局側装置においてあらかじめ逆分散を印加して送信する場合について説明する。
【０１１２】
図１０は、この発明の実施の形態４に従う通信システム１０２の概略構成図である。
図１０を参照して、通信システム１０２は、基地局側装置３と、加入者宅側装置４．１，４．２，・・・，４．ｎと、伝送路２０，２４と、光分配部２２と、光結合部２６とからなる。また、基地局側装置３は、送信部３．１と、受信部１．２とからなる。
【０１１３】
送信部３．１は、実施の形態１における基地局側装置１の送信部１．１において、逆分散印加部９６を追加したものである。
【０１１４】
逆分散印加部９６は、パルス発生部１２と光結合部３４との間に介挿され、加入者宅側装置４．１，４．２，・・・，４．ｎへ送信する光パルス信号に対して、伝送路２０の波長分散と同じ大きさで、かつ反対の符号の波長分散を与える。
【０１１５】
受信部１．２と、伝送路２０と、光分配部２２とは、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１１６】
加入者宅側装置４．１，４．２，・・・，４．ｎは、実施の形態１における加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎにおいて、それぞれ分散補償部１６を除去したものである。
【０１１７】
上述のように、基地局側装置３から送信される光パルス信号は、予め伝送路２０の波長分散と同じ大きさでかつ反対の符号の波長分散が与えられるので、伝送路２０における波長分散と相殺され、加入者宅側装置４．１，４．２，・・・，４．ｎは、パルス発生部１２が発生する光パルス信号と同じ時間波形をもつ光パルス信号を受信できる。
【０１１８】
他の機能については、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
光結合部２６と、伝送路２４とは、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１１９】
実施の形態４においては、符号化部３０、光源１０および光変調部３２が第１の送出手段を実現し、パルス発生部１２が第２の送出手段を実現し、遅延部８４．１，８４．２，・・・，８４．ｎが同期手段を実現し、光相互作用発生部１８が光相互作用発生手段を実現し、復号部８６が復号手段を実現し、逆分散印加部９６が分散補償手段を実現し、符号化部７４および光変調部７５が送信手段を実現し、復号部８０が受信手段を実現する。
【０１２０】
この発明の実施の形態４によれば、実施の形態１における効果に加えて、基地局側装置が伝送路で生じる波長分散を予め補償して光パルス信号を送信するので、加入者宅側装置において光パルス信号を整形する必要がない。よって、加入者宅側装置において、波形整形部などが不要となるため、加入者宅側装置をより低コストで実現できる。
【０１２１】
［実施の形態５］
実施の形態１〜４においては、基地局側装置から送信された光パルス信号を利用して、上りデータを時分割多重方式で送信する場合について説明した。
【０１２２】
一方、実施の形態５においては、基地局側装置から送信された光パルス信号を利用して、上りデータを光拡散符号に変換して送信する場合について説明する。
【０１２３】
図１１は、この発明の実施の形態５に従う通信システム１０４の概略構成図である。
図１１を参照して、通信システム１０４は、基地局側装置５と、加入者宅側装置６．１，６．２，・・・，６．ｎと、伝送路２０，２４と、光分配部２２と、光結合部２６とからなる。また、基地局側装置５は、送信部１．１と、受信部５．２とからなる。
【０１２４】
送信部１．１は、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
また、伝送路２０と、光分配部２２とは、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１２５】
加入者宅側装置６．１，６．２，・・・，６．ｎは、実施の形態１における加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎにおいて、それぞれ光エンコーダ７６．１，７６．２，・・・，７６．ｎを追加したものである。そして、加入者宅側装置６．１，６．２，・・・，６．ｎは、基地局側装置５へ送信する上りデータ１，２，・・・，ｎで変調した光データ信号をさらに光拡散符号に変換して送信する。他の機能については、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１２６】
光エンコーダ７６．１，７６．２，・・・，７６．ｎは、それぞれ予め定められた直交符号系列に基づいて、光変調部７５から受けた光データ信号を光拡散符号に変換して、光結合部２６へ出力する。なお、以下の説明では、光拡散符号への変換を、「光符号変換」とも称す。
【０１２７】
光結合部２６と、伝送路２４とは、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１２８】
受信部５．２は、光分配部５０と、光デコーダ５２．１，５２．２，・・・，５２．ｎと、復号部５４とからなる。
【０１２９】
光分配部５０は、伝送路２４を介して受けた光信号をｎ分割し、分割した光信号をそれぞれ光デコーダ５２．１，５２．２，・・・，５２．ｎへ出力する。
【０１３０】
光デコーダ５２．１，５２．２，・・・，５２．ｎは、予め定められた直交符号系列に基づいて、光分配部５０から受けた光拡散符号を光データ信号に変換して、それぞれ復号部５４へ出力する。なお、以下の説明では、光拡散符号から光データ信号への変換を、「光符号逆変換」とも称す。
【０１３１】
復号部５４は、光デコーダ５２．１，５２．２，・・・，５２．ｎの各々から受けた光データ信号の光強度をタイムスロット毎に積分し、その値が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて「０」または「１」の２値のデータ列を生成する。そして、復号部５４は、その生成したデータ列をそれぞれ上りデータ１，２，・・・，ｎに復号して出力する。
【０１３２】
光結合部２６と、伝送路２４とは、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１３３】
図１２は、光エンコーダ７６．１の概略構成図である。
図１２を参照して、光エンコーダ７６．１は、光分配部９０と、光結合部９２と、光遅延路９４．１，９４．２，９４．３，９４．４とからなる。
【０１３４】
光分配部９０は、光変調部７５から受けたパルス状の光データ信号を４つに均等分配し、それぞれ光遅延路９４．１，９４．２，９４．３，９４．４へ出力する。
【０１３５】
光遅延路９４．１は、光分配部９０から受けた光データ信号を遅延させることなく光結合部９２へ出力する。
【０１３６】
光遅延路９４．２は、光分配部９０から受けた光データ信号をそのパルス幅の時間だけ遅延させて光結合部９２へ出力する。
【０１３７】
光遅延路９４．３は、光分配部９０から受けた光データ信号をそのパルス幅の２倍の時間だけ遅延させて光結合部９２へ出力する。
【０１３８】
光遅延路９４．４は、光分配部９０から受けた光データ信号をそのパルス幅の３倍の時間だけ遅延させて光結合部９２へ出力する。
【０１３９】
また、光信号は、進行方向に対して垂直な振動を行なう「横波」であるので、進行方向において異なる２点で観察すると、光学的位相差が生じることになる。そのため、伝送路に入力される光信号と、伝送路から出力される光信号との間には、伝送路長に応じた光学的位相差が生じることになる。
【０１４０】
そこで、光遅延路９４．１，９４．２，９４．３，９４．４は、それぞれ直交符号系列に応じて、入力される光信号と出力される光信号との光学的位相が、同相または逆相、すなわち「０」または「π」となるように伝送路長が設定される。
【０１４１】
なお、光信号を光データ信号のパルス幅だけ遅延させるために必要な長さは、数ｃｍオーダーであるのに対して、光信号の位相を反転させるために必要な長さは、数μｍオーダーである。よって、両者には、１０の６乗もの差があるため、伝送路の長さを調整することで、所望の遅延時間および光学的位相差を与えることができる。
【０１４２】
光結合部９２は、光遅延路９４．１，９４．２，９４．３，９４．４から出力された光データ信号を結合する。
【０１４３】
光デコーダ５２．１は、光エンコーダ７６．１と同様である。
さらに、光エンコーダ７６．２，・・・，７６．ｎおよび光デコーダ５２．２，・・・，５２．ｎについても、光エンコーダ７６．１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１４４】
図１３は、通信システム１０２における加入者宅側装置６．１から基地局側装置５への光符号分割多重方式によるデータ伝送を説明する図である。
【０１４５】
図１３（ａ）は、光変調部７５から出力される光データ信号である。
図１３（ｂ）は、光エンコーダ７６．１で光符号変換された後の光拡散符号である。
【０１４６】
図１３（ｃ）は、光デコーダ５２．１で光符号逆変換された後の光データ信号である。
図１３（ｄ）は、復号部５４に与えられる光データ信号である。
【０１４７】
図１３（ｅ）は、光デコーダ５２．２で光符号逆変換された後の光データ信号である。
図１３（ｆ）は、復号部５４に与えられる光データ信号である。
【０１４８】
図１３（ａ）を参照して、光変調部７５は、基地局側装置５から受けたパルス幅ｔの光パルス信号を変調して光データ信号を出力する。
【０１４９】
図１３（ｂ）を参照して、光エンコーダ７６．１は、たとえば、４ビットの直交符号系列「０１０１」をもち、入力された光データ信号を、４つの光パルスに拡散し、各々に対して「０」，「π」，「０」，「π」の光学的位相差を与える。
【０１５０】
図１３（ｃ）を参照して、光デコーダ５２．１は、光エンコーダ７６．１と同一の直交符号系列「０１０１」をもち、加入者宅側装置６．１から受けた光データ信号を、さらに４つの光パルスに拡散して、それぞれに「０」，「π」，「０」，「π」の光学的位相差を与える。時間軸上において、同一の光学的位相をもつ光パルス同士は強め合い、異なる光学的位相をもつ光パルス同士は弱め合う。その結果、光デコーダ５２．１は、図１３（ｄ）に示されるような光強度特性をもつ光信号を出力する。そして、復号部５４は、光パルス信号の周期Ｔ毎に光強度を積分して、光パルスの有無を判断する。
【０１５１】
ところで、加入者宅側装置６．１から送信された光信号は、光デコーダ５２．１に加えて、他の光デコーダ５２．２，・・・，５２．ｎへも分配される。
【０１５２】
図１３（ｅ）を参照して、光デコーダ５２．２は、たとえば、光エンコーダ７６．１と異なる直交符号系列「００００」をもち、加入者宅側装置６．１から受けた光データ信号を、さらに４つの光パルスに拡散して、それぞれに「０」，「０」，「０」，「０」の光学的位相差を与える。その結果、光デコーダ５２．２は、図１３（ｆ）に示されるような低レベルでノイズ性の光強度特性をもつ光信号を出力する。
【０１５３】
上述のように、基地局側装置５と加入者宅側装置６．１，６．２，・・・，６．ｎとにおいて、異なる直交符号系列をもつ場合には、光データ信号を正常に復号できない。そのため、互いに同一の直交符号系列をもつ場合にのみ、データ伝送が成立し、異なる直交符号系列をもつ場合には、データ伝送が成立しない。したがって、加入者宅側装置６．１から送信された上りデータ１が、基地局側装置５において、他の上りデータ２，・・・，ｎに影響を与えることはない。
【０１５４】
なお、上述したように、光符号分割多重方式では、光エンコーダと光デコーダとは、互いに同一の処理を行なう必要がある。そのため、光エンコーダ７６．１と光デコーダ５２．１とは、互いに同一の構成をもつ。さらに、光エンコーダ７６．２，・・・，７６．ｎと光デコーダ５２．２，・・・，５２．ｎとについても、それぞれ互いに同一の構成をもつ。
【０１５５】
実施の形態５においては、符号化部３０、光源１０および光変調部３２が第１の送出手段を実現し、パルス発生部１２が第２の送出手段を実現し、遅延部８４．１，８４．２，・・・，８４．ｎが同期手段を実現し、光相互作用発生部１８が光相互作用発生手段を実現し、復号部８６が復号手段を実現し、波形整形部１４が分散補償手段を実現し、符号化部７４、光変調部７５および光エンコーダ７６．１，７６．２，・・・，７６．ｎが送信手段を実現し、光分配部５０、光デコーダ５２．１，５２．２，・・・，５２．ｎおよび復号部５４が受信手段を実現する。
【０１５６】
この発明の実施の形態５によれば、実施の形態１における効果に加えて、基地局側装置におけるそれぞれの復号部では、対応する１つの加入者宅側装置からのデータだけを受信するので、複数の基地局側装置から送信された光データ信号を時間的に分離する必要がない。また、接続される基地局側装置の台数が増加しても、基地局側装置では、それに応じて復号部を追加するだけでよい。よって、通信速度の向上や加入者宅側装置の増加などに柔軟に対応できる通信システムを実現できる。
【０１５７】
［実施の形態６］
実施の形態１〜５においては、パルス発生部を備える基地局側装置について説明した。
【０１５８】
一方、実施の形態６においては、パルス発生部を他の基地局側装置と共用する場合について説明する。
【０１５９】
図１４は、この発明の実施の形態６に従う通信システム１０６の概略構成図である。
図１４を参照して、通信システム１０６は、パルス発生部１２と、基地局側装置７と、加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎと、伝送路２０，２４と、光分配部２２と、光結合部２６とからなる。また、基地局側装置７は、送信部７．１と、受信部１．２とからなる。
【０１６０】
パルス発生部１２は、基地局側装置７の光変調部３２で生成される光データ信号において、宛て先を同じくするデータが割当てられる周期、すなわち、下りデータ１，２，・・・，ｎの割当てが一巡するまでに要する時間を周期とする光パルス信号を発生する。そして、パルス発生部１２は、その発生した光パルス信号を基地局側装置７および他の基地局側装置７へ出力する。
【０１６１】
送信部７．１は、実施の形態１における送信部１．１において、パルス発生部１２を除去したものである。そして、送信部７．１は、パルス発生部１２から受けた光パルス信号を加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎへ送信する。他の機能については、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１６２】
伝送路２０と、光分配部２２と、加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎ、光結合部２６と、伝送路２４とは、実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１６３】
実施の形態６においては、符号化部３０、光源１０および光変調部３２が第１の送出手段を実現し、光結合部３４が第２の送出手段を実現し、遅延部８４．１，８４．２，・・・，８４．ｎが同期手段を実現し、光相互作用発生部１８が光相互作用発生手段を実現し、復号部８６が復号手段を実現し、波形整形部１４が分散補償手段を実現し、符号化部７４および光変調部７５が送信手段を実現し、復号部８０が受信手段を実現する。
【０１６４】
この発明の実施の形態６によれば、実施の形態１における効果に加えて、１つのパルス発生部から出力される光パルス信号を複数の基地局側装置で共用するので、基地局側装置の構成を簡素化できる。さらに、通信速度の向上や加入者宅側装置の増加などによる光データ信号の変調速度の向上に伴い、光パルス信号のパルス幅を短縮する場合にも、共用のパルス発生部を交換するだけで済む。よって、通信速度の向上や加入者宅側装置の増加などに柔軟に対応できる通信システムをより低コストで実現できる。
【０１６５】
［その他の形態］
上述の実施の形態１〜６においては、基地局側装置と加入者宅側装置との間は、それぞれ上りデータ用および下りデータ用の異なる２つの伝送路で接続される場合について説明したが、共通の１つの伝送路で接続する構成としてもよい。光信号は、横波であるため、伝搬方向の異なる２つの光信号同士では、干渉を生じない。そのため、共通の伝送路を用いて、上りデータ用および下りデータ用の双方向のデータ伝送が可能である。
【０１６６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】この発明の実施の形態１に従う通信システムの概略構成図である。
【図２】光相互作用発生部の概略構成図である。
【図３】光相互作用発生部における４光波混合を説明する図である。
【図４】加入者宅側装置におけるデータの抽出を説明する図である。
【図５】実施の形態１の変形例１に従う光相互作用発生部の概略構成図である。
【図６】実施の形態１の変形例２に従う光相互作用発生部の概略構成図である。
【図７】伝送路における波長分散の影響について説明する図である。
【図８】実施の形態２に従う波形整形部の概略構成図である。
【図９】実施の形態３に従う波形整形部の概略構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に従う通信システムの概略構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態５に従う通信システムの概略構成図である。
【図１２】光エンコーダの概略構成図である。
【図１３】通信システムにおける加入者宅側装置から基地局側装置への光符号分割多重方式によるデータ伝送を説明する図である。
【図１４】この発明の実施の形態６に従う通信システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１，３，５，７  基地局側装置、１．１，３.１，７.１  送信部、１．２，５.２  受信部、２，４，６  加入者宅側装置、１０  光源、１２  パルス発生部、１４，４６，６４  波形整形部、１６，４４  分散補償部、１８，１９，７０  光相互作用発生部、２０，２４  伝送路、２２，５０，６０，９０  光分配部、２６，３４，９２  光結合部、３０，７４  符号化部、３２，７５  光変調部、３６，５８  光増幅器、３８，７２  高非線形ファイバ、４０  光フィルタ、４２  半導体光増幅器、４８  注入同期レーザ、５２  光デコーダ、５４，８０，８６  復号部、５６，６６，６８  光分岐部、６２  波長選択性光分配部、７６  光エンコーダ、８４  遅延部、９４  光遅延路、９６  逆分散印加部、１００，１０２，１０４，１０６  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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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