(57)【要約】  【課題】  本発明は，パルス光によって動作し，ＭＡＩやビート雑音などの影響を受けにくい，セキュリティに優れたＯＣＤＭＡシステムを提供することを目的とする。【解決手段】  上記の課題は，パスル光源からのパルス信号に周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調信号を乗せるためのＦＳＫ変調器(2)と，前記ＦＳＫ変調器に乗せるデータを制御するためのデータ制御部(3)と，前記ＦＳＫ変調器からの出力信号を多重化するための光符号分割多重アクセス（ＯＣＤＭＡ）符号器(4)とを有する，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)，及びその符号化装置を含むＯＣＤＭＡシステムによって解決される。  【選択図】  図１
2008219211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パスル光源からのパルス信号に周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調信号を乗せるためのＦＳＫ変調器(2)と，
前記ＦＳＫ変調器に乗せるデータを制御するためのデータ制御部(3)と，
前記ＦＳＫ変調器からの出力信号を多重化するための光符号分割多重アクセス（ＯＣＤＭＡ）符号器(4)とを有する，
ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)。
【請求項２】
前記ＦＳＫ変調器(2)が，
第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）(12)と；
第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）(13)と；  
光信号の入力部(14)と，前記光信号が前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）とへ分岐する分岐部(15)と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）から出力される光信号が合波される合波部(16)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(17)とを含むメインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）(18)と；
前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第１の電極（ＲＦＡ電極）(19)と；
前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第２の電極（ＲＦＢ電極）(20)と；
前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）に電圧を印加して，前記前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）からの出力信号と前記前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）からの出力信号との位相差を制御するためのメインマッハツェンダー  電極（電極Ｃ）(21)とを具備する光変調器である，
請求項１に記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置。
【請求項３】
前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，
前記ＦＳＫ変調器からの出力信号が入力するサーキュレータ(31)と；
前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(32)と；
前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(33)と：
を具備する，
請求項１に記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置。
【請求項４】
前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，
パルス光が入射する第１全反射鏡（101a）と，
前記第１の全反射鏡（101a）からの反射光が入射し，時空変換処理を施す第１回折格子（102a）と，
前記第１の回折格子（102a）からの回折光が透過し，透過光にフーリエ変換処理を施す第１フーリエレンズ（103a）と，
前記第１のフーリエレンズ（103a）からの出力光が入射し，特定の符号パターンを持つマスク（104）と，
前記マスク（104）からの出力光が入射し，入射光に対して逆フーリエ変換処理を施す第２のフーリエレンズ（103b）と，
前記第２フのーリエレンズ（103b）の出力光が入射する第２の回折格子（102b）と，
前記第２の回折格子（102b）からの回折光が入射する第２の全反射鏡（101b）と，を具備する，請求項１に記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置。
【請求項５】
前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，
パルス光が入射する第１のＡＷＧ（111）と，
前記第１のＡＷＧによって周波数スペクトル成分に分解された各パルス光に対し位相変化を与えるための，各チャネルに応じた位相変調器（112）と，
各位相変調器からの出力光が入力される第２のＡＷＧ（113）と，を具備する，請求項１に記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置。
【請求項６】
前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，
ＡＷＧ（121）と，
前記ＡＷＧによって周波数スペクトル成分に分解された各パルス光に対し位相変化を与えるための各チャネルに応じた位相変調器（122）と，
前記各位相変調器（122）からの出力光が入力される全反射鏡（123）と，を具備する，
請求項１に記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置。
【請求項７】
前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，
光パルスが入力する複数の可変光タップ（141）と，
前記各可変光タップ（141）を接続する光遅延線（142）と，
前記各可変光タップ（141）から分波されたそれぞれの光の位相を調整する光位相変調器（143）と，
前記各光位相変調器（143）からの出力光を合波する合波器（144）と，を具備する，
請求項１に記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置。
【請求項８】
ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置と，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置からの出力信号が伝送される伝送路(41)と，前記伝送路(41)を経た光信号が入力されるＯＣＤＭＡシステム用復号化装置とを含むＯＣＤＭＡシステムであって，
前記ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置は，請求項１〜請求項７のいずれかに記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)であり，
前記ＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(42)は，
前記伝送路(41)を経た光信号が入力するサーキュレータ(43)と；
前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(44)と；
前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(45)と：
前記出力路(45)を経た光信号が分波される分波部(46)と；
前記分波部(46)により分波された一方の光が伝播する導波路(47)に設けられ，出力信号のうち上側波側帯（ＵＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(48)と；
前記分波部(46)により分波された残りの光が伝播する導波路(49)に設けられ，出力信号のうち下側波側帯（ＬＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(50)と；
前記二つの光フィルタ(48,50)を透過した光信号が入力されるバランス検波器(51)と，を具備するＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(42)である，
ＯＣＤＭＡシステム。
【請求項９】
前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，
前記ＦＳＫ変調器からの出力信号を上側波側帯（ＵＳＢ）信号と下側波側帯（ＬＳＢ）信号とに分波するための分波部(61)と；
前記分波器によって分波されたＵＳＢ信号が入力する第1のサーキュレータ(62)と；
前記第1のサーキュレータからの光信号が入力する第1のＦＢＧ(63)と；
前記サーキュレータに入力した前記第1のＦＢＧからの光信号が出力される第1の出力路(64)と：
前記分波器によって分波されたＬＳＢ信号が入力する第2のサーキュレータ(65)と；
前記第2のサーキュレータからの光信号が入力する第2のＦＢＧ(66)と；
前記サーキュレータに入力した前記第2のＦＢＧからの光信号が出力される第2の出力路(67)と：
前記第1の出力路からの出力信号及び前記第2の出力路からの出力信号が合波される合波部(68)とを具備する，
請求項1又は請求項2に記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置。
【請求項１０】
ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置と，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置からの出力信号が伝送される伝送路(41)と，前記伝送路(41)を経た光信号が入力されるＯＣＤＭＡシステム用復号化装置とを含むＯＣＤＭＡシステムであって，
前記ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置は，請求項９に記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)であり，
前記ＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(71)は，
前記伝送路(41)を経た光信号が入力し，分波される分波部(72)と；
前記分波部(72)により分波された一方の光が伝播する導波路(73)に設けられ，出力信号のうち上側波側帯（ＵＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(74)と；
前記光フィルタ(74)からの出力信号が入力するサーキュレータ(75)と；
前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(76)と；
前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(77)と；
前記分波部(72)により分波された残りの光が伝播する導波路(78)に設けられ，出力信号のうち下側波側帯（ＬＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(79)と；
前記光フィルタ(79)からの出力信号が入力するサーキュレータ(80)と；
前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(81)と；
前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(82)と：
前記二つの出力路(77,72)を透過した光信号が入力されるバランス検波器(83)と，を具備するＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(71)である，
ＯＣＤＭＡシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ＦＳＫデータ形式のＯＣＤＭＡシステムに関する。より詳しく説明すると，本発明は，ペイロードデータをＦＳＫデータ形式とすることで，ノイズなどの影響を軽減でき，セキュリティも向上するＯＣＤＭＡシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来ＯＣＤＭＡにおけるペイロードは，もっぱらＯＯＫデータ形式が用いられていた。これは，光符号にＰＳＫデータ形式が用いられることが多く，それらとペイロードデータとの分離を容易にするためである。
【０００３】
たとえば，特許第３０３８３７８号公報（下記特許文献１）には，ペイロード情報を異なる光符号を用いて符号化し，更に符号化した複数の情報信号を多重化し，同時に１つの伝送路を用いて伝送し，且つ受信側でチャネルに付与された光符号を復号することによってチャネルを分離する光符号分割多重通信方式が開示されている。
【０００４】
しかし，複数のユーザが同じ光路を利用することにより生ずるマルチプルアクセスインターフェアレンス（ＭＡＩ）や，検出器において合波する２つの信号により生ずるビート雑音（ノイズ）などが生ずるため，利用できるユーザは限られていた。
【０００５】
さらに，ＯＯＫは，光信号があるかないかを情報とするデータ形式であるため，信号を傍受した第三者が容易にＯＯＫ情報を解読できるので，セキュリティの面で問題があった。
【特許文献１】特許第３０３８３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は，パルス光によって動作するＯＣＤＭＡシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は，ＭＡＩやビート雑音などの影響を受けにくい，ＯＣＤＭＡシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は，セキュリティに優れたＯＣＤＭＡ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】
【０００９】
本発明は，基本的には，従来のＯＣＤＭＡシステムにおいて，パルス光を採用し，かつ符号部におけるペイロードデータ生成部にＦＳＫデータ生成部を設けたものであり，復号部を，ＦＳＫデータを解読できるもの（特にバランス検波するもの）としたものである。
【００１０】
すなわち，本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置は，パスル光源からのパルス信号に周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調信号を乗せるためのＦＳＫ変調器(2)と，前記ＦＳＫ変調器に乗せるデータを制御するためのデータ制御部(3)と，前記ＦＳＫ変調器からの出力信号を多重化するための光符号分割多重アクセス（ＯＣＤＭＡ）符号器(4)とを有する，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)に関する。この装置は，パルス信号にＦＳＫ変調信号を乗せたものを用いてＯＣＤＭＡ符号化を達成するものである。
【００１１】
本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置の好ましい態様は，前記ＦＳＫ変調器(2)が，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）(12)と；第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）(13)と；光信号の入力部(14)と，前記光信号が前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）とへ分岐する分岐部(15)と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）から出力される光信号が合波される合波部(16)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(17)とを含むメインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）(18)と；前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第１の電極（ＲＦＡ電極）(19)と；前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第２の電極（ＲＦＢ電極）(20)と；  前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）に電圧を印加して，前記前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）からの出力信号と前記前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）からの出力信号との位相差を制御するためのメインマッハツェンダー  電極（電極Ｃ）(21)とを具備する光変調器である上記に記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置である。ＯＣＤＭＡシステムには通常パルス光が用いられず，しかもＯＯＫ変調が一般的である。ＯＣＤＭＡシステムの光パルスの周期は高速であり，通常の装置ではＦＳＫ変調を行うことは難しい。そこで，本発明では，上記のＦＳＫ変調器と組み合わせ，しかもパルス光との同期を取ることで，パルス光にＦＳＫ変調信号を乗せたＯＣＤＭＡ符号化を達成したものである。
【００１２】
本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置の好ましい態様は，前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，前記ＦＳＫ変調器からの出力信号が入力するサーキュレータ(31)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(32)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(33)と：を具備する上位いずれかに記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置である。このＯＣＤＭＡ符号化器(4)も，上記したデータ制御部（3）などと同期が取られているものが好ましい。そして，ＯＣＤＭＡ符号化器により，光ペイロードなどの情報が乗せられることとなる。
【００１３】
本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置の好ましい態様は，前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，パルス光が入射する第１の全反射鏡（101a）と，前記第１の全反射鏡（101a）からの反射光が入射し，時空変換処理を施す第１の回折格子（102a）と，前記第１の回折格子（102a）からの回折光が透過し，透過光にフーリエ変換処理を施す第１のフーリエレンズ（103a）と，前記第１のフーリエレンズ（103a）からの出力光が入射し，特定の符号パターンを持つマスク（104）と，前記マスク（104）からの出力光が入射し，入射光に対して逆フーリエ変換処理を施す第２のフーリエレンズ（103b）と，前記第２のフーリエレンズ（103b）の出力光が入射する第２の回折格子（102b）と，前記第２の回折格子（102b）からの回折光が入射する第２の全反射鏡（101b）とを具備する，上記いずれかに記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置である。このＯＣＤＭＡ符号化器(4)も，上記したデータ制御部（3）などと同期が取られているものが好ましい。そして，ＯＣＤＭＡ符号化器により，光ペイロードなどの情報が乗せられることとなる。
【００１４】
本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置の好ましい態様は，前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，パルス光が入射する第１のＡＷＧ（111）と，前記第１のＡＷＧによって周波数スペクトル成分に分解された各パルス光に対し位相変化を与えるための，各チャネルに応じた位相変調器（112）と，各位相変調器からの出力光が入力される第２のＡＷＧ（113）とを具備する，上記いずれかに記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置である。このＯＣＤＭＡ符号化器(4)も，上記したデータ制御部（3）などと同期が取られているものが好ましい。そして，ＯＣＤＭＡ符号化器により，光ペイロードなどの情報が乗せられることとなる。
【００１５】
本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置の好ましい態様は，前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，ＡＷＧ（１２１）と，前記ＡＷＧによって周波数スペクトル成分に分解された各パルス光に対し位相変化を与えるための各チャネルに応じた位相変調器（１２２）と，前記各位相変調器（１２２）からの出力光が入力される全反射鏡１２３とを具備する，上記いずれかに記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置である。このＯＣＤＭＡ符号化器(4)も，上記したデータ制御部（3）などと同期が取られているものが好ましい。そして，ＯＣＤＭＡ符号化器により，光ペイロードなどの情報が乗せられることとなる。
【００１６】
本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置の好ましい態様は，前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，光パルスが入力する複数の可変光タップ（１４１）と，前記各可変光タップ（１４１）を接続する光遅延線（１４２）と，前記各可変光タップ（１４１）から分波されたそれぞれの光の位相を調整する光位相変調器（１４３）と，前記各光位相変調器（１４３）からの出力光を合波する合波器（１４４）とを具備する，上記いずれかに記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置である。このＯＣＤＭＡ符号化器(4)も，上記したデータ制御部（3）などと同期が取られているものが好ましい。そして，ＯＣＤＭＡ符号化器により，光ペイロードなどの情報が乗せられることとなる。
【００１７】
本発明のＯＣＤＭＡシステムは，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置と，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置からの出力信号が伝送される伝送路(41)と，前記伝送路(41)を経た光信号が入力されるＯＣＤＭＡシステム用復号化装置とを含むＯＣＤＭＡシステムであって，  前記ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置は，上記いずれかに記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)であり，前記ＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(42)は，前記伝送路(41)を経た光信号が入力するサーキュレータ(43)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(44)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(45)と：前記出力路(45)を経た光信号が分波される分波部(46)と；前記分波部(46)により分波された一方の光が伝播する導波路(47)に設けられ，出力信号のうち上側波側帯（ＵＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(48)と；前記分波部(46)により分波された残りの光が伝播する導波路(49)に設けられ，出力信号のうち下側波側帯（ＬＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(50)と；前記二つの光フィルタ(48,50)を透過した光信号が入力されるバランス検波器(51)とを具備するＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(42)である，ＯＣＤＭＡシステムである。
【００１８】
本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置の好ましい態様は，前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，前記ＦＳＫ変調器からの出力信号を上側波側帯（ＵＳＢ）信号と下側波側帯（ＬＳＢ）信号とに分波するための分波部(61)と；前記分波器によって分波されたＵＳＢ信号が入力する第1のサーキュレータ(62)と；前記第1のサーキュレータからの光信号が入力する第1のＦＢＧ(63)と；前記サーキュレータに入力した前記第1のＦＢＧからの光信号が出力される第1の出力路(64)と：前記分波器によって分波されたＬＳＢ信号が入力する第2のサーキュレータ(65)と；前記第2のサーキュレータからの光信号が入力する第2のＦＢＧ(66)と；前記サーキュレータに入力した前記第2のＦＢＧからの光信号が出力される第2の出力路(67)と：前記第1の出力路からの出力信号及び前記第2の出力路からの出力信号が合波される合波部(68)とを具備する，上記いずれかに記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置である。このＯＣＤＭＡ符号化器(4)も，上記したデータ制御部（3）などと同期が取られているものが好ましい。そして，ＯＣＤＭＡ符号化器により，光ペイロードなどの情報が乗せられることとなる。
【００１９】
本発明のＯＣＤＭＡシステムの好ましい態様は，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置と，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置からの出力信号が伝送される伝送路(41)と，前記伝送路(41)を経た光信号が入力されるＯＣＤＭＡシステム用復号化装置とを含むＯＣＤＭＡシステムであって，前記ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置は，上記いずれかに記載されるＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)であり，前記ＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(71)は，前記伝送路(41)を経た光信号が入力し，分波される分波部(72)と；前記分波部(72)により分波された一方の光が伝播する導波路(73)に設けられ，出力信号のうち上側波側帯（ＵＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(74)と；前記光フィルタ(74)からの出力信号が入力するサーキュレータ(75)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(76)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(77)と；前記分波部(72)により分波された残りの光が伝播する導波路(78)に設けられ，出力信号のうち下側波側帯（ＬＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(79)と；前記光フィルタ(79)からの出力信号が入力するサーキュレータ(80)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(81)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(82)と：前記二つの出力路(77,72)を透過した光信号が入力されるバランス検波器(83)とを具備するＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(71)である，ＯＣＤＭＡシステムである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば，符号部のペイロード生成部をＦＳＫデータ生成部としたので，パルス光によって動作するＯＣＤＭＡシステムを提供できる。特に，２つのサブマッハツェンダー導波路を具備するメインマッハツェンダー導波路を含む導波路と，電極とにより構成された光ＦＳＫ変調器を用いてＦＳＫデータ生成部としたので，極めて早い周期のＦＳＫ信号を得ることができ，それによって効果的にパルス光で動作するＯＣＤＭＡシステムを提供できる。さらには，ＯＯＫ変調であれば，光強度のある／なしにより信号とするので，信号を傍受された場合に復号化されやすい。一方，ＦＳＫは，周波数の相違を信号とするので，光強度自体は一定に保つことができる。すなわち，ＯＯＫの方が一般的には容易に変調信号を得ることができるが，あえてＦＳＫを採用することで，光信号を傍受された場合であっても，ペイロードデータを復号化されにくくなり，よってセキュリティに優れたＯＣＤＭＡシステムを提供できる。
【００２１】
ＦＳＫ変調により符号化した場合は，バランス検波により復号化することができる。バランス検波により復号化すれば，ＭＡＩやビート雑音などへの耐性が高まるので，ＭＡＩやビート雑音の影響を受けにくいＯＣＤＭＡシステムを提供できることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
１．本発明の第一の側面
第一の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置は，基本的には，パスル光源からのパルス信号にＦＳＫ変調信号を乗せるためのＦＳＫ変調器と，ＦＳＫ変調器に乗せるデータを制御するためのデータ制御部と，ＦＳＫ変調器からの出力信号を多重化するためのＯＣＤＭＡ符号器とを有する。そして，位相変調器でパスル光源からのパスル信号にＦＳＫ情報を乗せて，ＯＣＤＭＡ符号器により多重化し，ペイロード部がＦＳＫデータ形式であるＯＣＤＭＡ信号を得るものである。そして，本発明のシステムは，そのようなＯＣＤＭＡシステム用符号化装置によって符号化した信号を復号化することにより，情報通信を行うシステムである。
【００２３】
本発明のシステムでは，ペイロードデータをＦＳＫデータ形式とすることで，従来のＯＯＫデータ形式によるＯＣＤＭＡに比べ，ＭＡＩやビートノイズなどの影響を軽減できる。ＯＯＫデータ形式であれば第三者が容易に解読できるが，ＦＳＫ形式であれば，復号器が比較的簡易に製造できるのみならず，第三者が容易に解読できないので，情報のセキュリティも向上することとなる。
【００２４】
１．１．第一の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置
図１は，本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置を説明するためのブロック図である。図１に示されるように，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)は，パスル光源からのパルス信号に周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調信号を乗せるためのＦＳＫ変調器(2)と，前記ＦＳＫ変調器に乗せるデータを制御するためのデータ制御部(3)と，前記ＦＳＫ変調器からの出力信号を多重化するための光符号分割多重アクセス（ＯＣＤＭＡ）符号器(4)とを有する。
【００２５】
上記の符号化装置では，連続（ＣＷ）光源からの光信号をも用いることができるが，ペイロードデータをＦＳＫデータ形式とするためのＦＳＫ変調器を用いているので，パルス光源を光源として用いることができ，そのような光を用いてＯＣＤＭＡ通信を行うことができる。すなわち，本発明は，パスル信号にＦＳＫ変調を施して，ＦＳＫ変調信号をペイロードデータとするものである。ＦＳＫ変調器自体は公知であり，ＦＳＫ変調データを制御するためのデータ制御部として，公知のＦＳＫ変調器に用いられるものを適宜用いればよい。このデータ制御部により，ＵＳＢ信号とＬＳＢ信号とが切替えられ，これが０又は１と対応することとなる。このデータ制御部と，パルス光源とは接続され，データ制御部によりＦＳＫ変調器に印加される変調信号（ＵＳＢ信号とＬＳＢ信号とを切替える信号）と，パルス光とは同期が取られており，パルス信号ごとにＵＳＢ信号とＬＳＢ信号との切替が行われるものが好ましい。すなわち，データ制御部は，ＦＫＳ信号として基本信号に載せる情報を調整するものとして機能するものが好ましい。
【００２６】
図２は，ＦＳＫ変調器の例を示す概念図である。図２に示されるように，ＦＳＫ変調器(2) として，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）(12)と；第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）(13)と；光信号の入力部(14)と，前記光信号が前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）とへ分岐する分岐部(15)と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）から出力される光信号が合波される合波部(16)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(17)とを含むメインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）(18)と；前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第１の電極（ＲＦＡ電極）(19)と；前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第２の電極（ＲＦＢ電極）(20)と；前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）に電圧を印加して，前記前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）からの出力信号と前記前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）からの出力信号との位相差を制御するためのメインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(21)とを具備する，光変調器があげられる。
【００２７】
第１の電極（ＲＦＡ電極）(19)と第２の電極（ＲＦＢ電極）(20)とには，たとえば，同一の電源から出力され，一方の電気信号についてπ／２だけ遅延を与えた変調信号が印加される。この変調周波数が，光信号のシフトの量となる。そして，ＦＳＫ変調器では，ＵＳＢ信号とＬＳＢ信号とを切替えることにより“０”又は“１”という情報を得るが，この“０”又は“１”の切替えは，メインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(21)に印加される電圧を制御することにより達成される。
【００２８】
したがって，データ制御部は，ペイロードデータとして乗せる情報をＦＳＫ変調用に変換して，一時的に記憶し，その変換した変換信号を実現する電圧を印加するように指令を出し，その指令を受けてそのような電圧値を出力する。そして，そのように制御された電圧信号は，メインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(21)に印加ので，ペイロードデータに所定の情報がＦＳＫ変調信号として乗せられることとなる。
【００２９】
光符号分割多重アクセス（ＯＣＤＭＡ）符号器(4)は，ＯＣＤＭＡ符号器として用いられる公知のものを適宜用いることができ，これにより光ラベルなどが生成される。光ラベルは，いわゆる住所やあて名のように機能する。
【００３０】
前記ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，具体的には，ＦＳＫ変調器からの出力信号が入力するサーキュレータ(31)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(32)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(33)と：を具備するものがあげられる。
【００３１】
ＦＳＫ変調器によりＦＳＫ変調された光信号は，サーキュレータ(31)に入力する。そしてサーキュレータからの光信号がファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(32)に入力する。すると，ＦＳＫ変調信号の波長などに応じて，折り返す地点が異なるので，多重化されてＯＣＤＭＡ符号化される。サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号は，出力路(33) から出力され，伝送路を通ってＯＣＤＭＡ復号化装置へと伝えられる。ＦＢＧとして公知のものを適宜用いることができる。
【００３２】
１．２．本発明のＯＣＤＭＡシステム
本発明のＯＣＤＭＡシステムは，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置と，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置からの出力信号が伝送される伝送路(41)と，前記伝送路(41)を経た光信号が入力されるＯＣＤＭＡシステム用復号化装置とを含むＯＣＤＭＡシステムである。そして，前記ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置は，上記したＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)である。また，ＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(42)は，前記伝送路(41)を経た光信号が入力するサーキュレータ(43)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(44)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(45)と：前記出力路(45)を経た光信号が分波される分波部(46)と；  前記分波部(46)により分波された一方の光が伝播する導波路(47)に設けられ，出力信号のうち上側波側帯（ＵＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(48)と；前記分波部(46)により分波された残りの光が伝播する導波路(49)に設けられ，出力信号のうち下側波側帯（ＬＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(50)と；前記二つの光フィルタ(48,50)を透過した光信号が入力されるバランス検波器(51)とを具備するＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(42)である。
【００３３】
ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置の構成や動作は，先に説明したとおりである。
【００３４】
ＯＣＤＭＡシステム用復号化装置は，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置によって符号化された信号を復号化するための装置である。ＯＣＤＭＡ符号化部による多重化については，公知のＯＣＤＭＡ復号化部と同様のものを同様に用いることで復号化できる。具体的な，ＯＣＤＭＡ復号化部として，上記のとおり，前記伝送路(41)を経た光信号が入力するサーキュレータ(43)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(44)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(45)と：を具備するものがあげられる。
【００３５】
伝送路(41)を経た光信号がサーキュレータ(43) 入力すると，サーキュレータからの光信号はファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(44)
に入力する。そして，ＦＢＧにより入力信号はその波長などに応じて折り返される地点が異なるので，復号化が達成される。
【００３６】
前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号は，出力路(45)へと出力される。前記出力路(45)を経た光信号は，分波部(46)で 分波される。前記分波部(46)により分波された一方の光が伝播する導波路(47)には出力信号のうち上側波側帯（ＵＳＢ）信号を透過させるバンドパスフィルタなどの光フィルタ(48)が設けられるので，主にＵＳＢ信号を有する光信号として光フィルタ(48)から出力される。なお，この光フィルタ(48)は，ＵＳＢ信号に比べ，ＬＳＢ信号の強度を弱めることができるもの（すなわち，ＵＳＢ信号の透過率がＬＳＢ信号の透過率より高いもの）であれば特に限定されない。
【００３７】
一方，分波部(46)により分波された残りの光が伝播する導波路(49)には，出力信号のうち下側波側帯（ＬＳＢ）信号を透過させるバンドパスフィルタなどの光フィルタ(50)が設けられるので，主にＬＳＢ信号を有する光信号として光フィルタ(50)から出力される。なお，この光フィルタ(50)は，ＬＳＢ信号に比べ，ＵＳＢ信号の強度を弱めることができるもの（すなわち，ＬＳＢ信号の透過率がＵＳＢ信号の透過率より高いもの）であれば特に限定されない。
【００３８】
前記二つの光フィルタ(48,50)を透過した光信号はバランス検波器(51)に入力しバランス検波される。このようなバランス検波器として，デュアルピンフォトダイオードなどがあげられる。バランス検波されることにより，容易にＦＳＫ変調信号を復調することができ，これによりＦＳＫ変調信号とされた情報を解読することができることとなる。
【００３９】
２．本発明の第二の側面
第二の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置も，基本的には，パスル光源からのパルス信号にＦＳＫ変調信号を乗せるためのＦＳＫ変調器と，ＦＳＫ変調器に乗せるデータを制御するためのデータ制御部と，ＦＳＫ変調器からの出力信号を多重化するためのＯＣＤＭＡ符号器とを有するものである。そして，位相変調器でパスル光源からのパスル信号にＦＳＫ情報を乗せて，ＯＣＤＭＡ符号器により多重化し，ペイロード部がＦＳＫデータ形式であるＯＣＤＭＡ信号を得るものである。そして，本発明のシステムは，そのようなＯＣＤＭＡシステム用符号化装置によって符号化した信号を復号化することにより，情報通信を行うシステムである。
【００４０】
２．１．第二の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置
図３は，第二の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステムの基本構成を示すブロック図である。図３に示されるように，第二の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(4)は，基本的には，第一の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置とほぼ同様の考えに基づくものであるが，ＵＳＢ信号とＬＳＢ信号とを別々に多重化して，それらを合波して伝送するものである。より具体的には，前記ＦＳＫ変調器からの出力信号を上側波側帯（ＵＳＢ）信号と下側波側帯（ＬＳＢ）信号とに分波するための分波部(61)と；前記分波器によって分波されたＵＳＢ信号が入力する第1のサーキュレータ(62)と；前記第1のサーキュレータからの光信号が入力する第1のＦＢＧ(63)と；前記サーキュレータに入力した前記第1のＦＢＧからの光信号が出力される第1の出力路(64)と：前記分波器によって分波されたＬＳＢ信号が入力する第2のサーキュレータ(65)と；前記第2のサーキュレータからの光信号が入力する第2のＦＢＧ(66)と；前記サーキュレータに入力した前記第2のＦＢＧからの光信号が出力される第2の出力路(67)と：前記第1の出力路からの出力信号及び前記第2の出力路からの出力信号が合波される合波部(68)とを具備する，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置があげられる。
【００４１】
分波部(61)は，たとえば，カプラと，先に説明した光フィルタとを具備し，前記ＦＳＫ変調器からの出力信号は，カプラ（方向性結合器）などにより分波され，分波されたそれぞれの光信号が，先に説明した光フィルタを経由することで上側波側帯（ＵＳＢ）信号と下側波側帯（ＬＳＢ）信号とに分波される。
【００４２】
分波器によって分波されたＵＳＢ信号は，第1のＯＣＤＭＡ符号器で多重化される。分波器によって分波されたＵＳＢ信号は，第1のサーキュレータ(62)に入力する。第1のサーキュレータからの光信号が第1のＦＢＧ(63) 入力すると，その光信号の波長により折り返し地点が異なるので時間遅延が生じ，これにより多重化が起こる。第1のＦＢＧからの光信号は，第1のサーキュレータを経由して第1の出力路(64) から出力される。
【００４３】
一方，分波器によって分波されたLＳＢ信号は，第2のＯＣＤＭＡ符号器で多重化される。分波器によって分波されたＬＳＢ信号は，第2のサーキュレータ(65) に入力する。第2のサーキュレータからの光信号は，第2のＦＢＧ(66)に入力する。第2のＦＢＧからの光信号は，第2のサーキュラータを経由して第2の出力路(67)から出力される。
【００４４】
第1の出力路からの出力信号及び第2の出力路からの出力信号は合波部(68)で合波され，伝送路を経由して，ＯＣＤＭＡシステム用復号化装置へと伝送される。
【００４５】
２．２．第二の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステム
ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置と，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置からの出力信号が伝送される伝送路(41)と，前記伝送路(41)を経た光信号が入力されるＯＣＤＭＡシステム用復号化装置とを含むＯＣＤＭＡシステムである。そして，前記ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置は，基本的には上記した第二の側面に係るＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)である。そして，ＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(71)は，前記伝送路(41)を経た光信号が入力し，分波される分波部(72)と；前記分波部(72)により分波された一方の光が伝播する導波路(73)に設けられ，出力信号のうち上側波側帯（ＵＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(74)と；前記光フィルタ(74)からの出力信号が入力するサーキュレータ(75)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(76)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(77)と；前記分波部(72)により分波された残りの光が伝播する導波路(78)に設けられ，出力信号のうち下側波側帯（ＬＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(79)と；前記光フィルタ(79)からの出力信号が入力するサーキュレータ(80)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(81)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(82)と：前記二つの出力路(77,72)を透過した光信号が入力されるバランス検波器(83)とを具備するＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(71)である。
【００４６】
ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置の構成や動作は，先に説明したとおりである。
【００４７】
ＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(71)は，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置によって符号化された信号を復号化するための装置である。ＯＣＤＭＡ符号化部による多重化については，公知のＯＣＤＭＡ復号化部と同様のものを同様に用いることで復号化できる。
【００４８】
前記伝送路(41)を経た光信号がカプラなどの分波部(72)に入力すると，たとえば強度比が１：１などに分波される。分波部(72)により分波された一方の光が伝播する導波路(73)には出力信号のうち上側波側帯（ＵＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(74)が設けられており，光フィルタ(74)からの出力信号がサーキュレータ(75) へと入力する。サーキュレータからの光信号は，ファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(76)へ入力され，公知のＯＣＤＭＡ復号化器におけると同様に復号化される。ＦＢＧからの光信号は，サーキュレータを経由して出力路(77)へと出力される。
【００４９】
一方，カプラなどの分波部(72)により分波された残りの光が伝播する導波路(78)には，出力信号のうち下側波側帯（ＬＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(79)が設けられ，光フィルタ(79)からの出力信号がサーキュレータ(80)に入力する。サーキュレータからの光信号がファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(81) に入力すると，公知のＯＣＤＭＡ復号化器におけると同様に復号化される。ＦＢＧからの光信号は，サーキュレータを経由して出力路(82)に出力される。二つの出力路(77,72)を透過した光信号がデュアルピン光検出器などのバランス検波器(83)によりバランス検波され光ＦＳＫ変調信号が復号化される。            
【００５０】
３．製造方法
本発明のＯＣＤＭＡシステムは，公知の構成要素を適宜組み合わせて製造することができる。光導波路の形成方法として，チタン拡散法等の内拡散法やプロトン交換法など公知の形成方法を利用できる。すなわち，本発明の光ＦＳＫ変調器は，例えば以下のようにして製造できる。まず，ニオブ酸リチウムのウエハー上に，フォトリソグラフィー法によって，チタンをパターニングし，熱拡散法によってチタンを拡散させ，光導波路を形成する。この際の条件は，チタンの厚さを１００〜２０００オングストロームとし，拡散温度を５００〜２０００℃とし，拡散時間を１０〜４０時間とすればよい。基板の主面に，二酸化珪素の絶縁バッファ層（厚さ０．５−２μｍ）を形成する。次いで，これらの上に厚さ１５−３０μｍの金属メッキからなる電極を形成する。次いでウエハーを切断する。このようして，チタン拡散導波路が形成された光変調器が形成される。
【００５１】
ＦＳＫ変調器は，たとえば以下のようにして製造できる。まず基板上に導波路を形成する。導波路は，ニオブ酸リチウム基板表面に，プロトン交換法やチタン熱拡散法を施すことにより設けることができる。例えば，フォトリソグラフィー技術によってＬＮ基板上に数マイクロメートル程度のＴｉ金属のストライプを，ＬＮ基板上に列をなした状態で作製する。その後，ＬＮ基板を１０００℃近辺の高温にさらしてＴｉ金属を当該基板内部に拡散させる。このようにすれば，ＬＮ基板上に導波路を形成できる。
【００５２】
また，電極は上記と同様にして製造できる。例えば，電極を形成するため，光導波路
の形成と同様にフォトリソグラフィー技術によって，同一幅で形成した多数の導波路の両脇に対して電極間ギャップが１マイクロメートル〜５０マイクロメートル程度になるように形成することができる。
【００５３】
なお，シリコン基板を用いる場合は，たとえば以下のようにして製造できる。シリコン（Si）基板上に火炎堆積法によって二酸化シリコン（SiO2）を主成分とする下部クラッド層を堆積し，次に，二酸化ゲルマニウム（GeO2）をドーパントとして添加した二酸化シリコン（SiO2）を主成分とするコア層を堆積する。その後，電気炉で透明ガラス化する。次に，エッチングして光導波路部分を作製し，再び二酸化シリコン（SiO2）を主成分とする上部クラッド層を堆積する。そして，薄膜ヒータ型熱光学強度変調器及び薄膜ヒータ型熱光学位相変調器を上部クラッド層に形成する。
【００５４】
４．ＯＣＤＭＡ符号化装置
なお，上記では，周波数スペクトルの符号化を，ＦＢＧを用いて行う例について説明した。しかしながら，たとえば，以下に説明するような装置によっても符号化を行うことができる。すなわち，以下に説明する符号化器は，上記したシステムに適宜組み合わせて用いることができる。図６は，光パルスの周波数スペクトルに位相シフトを与えることにより周波数スペクトルの符号化を行うための装置の概略図である。すなわち，周波数スペクトルを符号化するために，パルス光が入射する第１全反射鏡１０１ａと，第１全反射鏡１０１ａからの反射光が入射し，時空変換処理を施す第１回折格子１０２ａと，第１回折格子１０２ａからの回折光が透過し，透過光にフーリエ変換処理を施す第１フーリエレンズ１０３ａと，第１フーリエレンズ１０３ａからの出力光が入射し，特定の符号パターンを持つマスク１０４と，マスク１０４からの出力光が入射し，入射光に対して逆フーリエ変換処理を施す第２フーリエレンズ１０３ｂと，第２フーリエレンズ１０３ｂの出力光が入射する第２回折格子１０２ｂと，第２回折格子１０２ｂからの回折光が入射する第２全反射鏡１０１ｂとを具備する。入力された光パルスは，第１全反射鏡１０１ａと第１回折格子１０２ａで時空変換された後，第１フーリエレンズ１０３ａでフーリエ変換される。フーリエ変換によって形成された周波数スペクトル場に対し，特定の符号パターンを持つマスク１０４で光位相のマスキング（“０”または“π”の位相シフトを与える）を行う。マスキングされた場を，第２フーリエレンズ１０３ｂで逆フーリエ変換した後，第２回折格子１０２ｂと第２全反射鏡１０１ｂで逆時空変換を行うことにより，周波数スペクトルの符号化が行われる。この装置は，ＯＣＤＭＡ符号器として機能するほか，周波数スペクトルに与えた位相シフトを回復できるので，ＯＣＤＭＡ復号器としても機能する。
【００５５】
図７は，光パルスの周波数スペクトルに位相シフトを与えることにより周波数スペクトルの符号化を行うための装置の概略図である。図７に示されるように，この装置は，パルス光が入射する第１のＡＷＧ（ａｒｒａｙｅｄ−ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｇｒａｔｉｎｇ）（111）と，第１のＡＷＧによって周波数スペクトル成分に分解された各光に対し位相変化を与えるための各チャネルに応じた位相変調器（112）と，各位相変調器からの出力光が入力される第２のＡＷＧ（113）とを具備する。入力された光パルスは，第１のＡＷＧ（111）で周波数スペクトル成分に分解される。各周波数スペクトル成分は各光相シフタ（112）で，ある特定の符号パターンに従った位相変化（“０”または“π”）を与えられた後，第２のＡＷＧ（113）で時間波形に再び変換する事により，周波数スペクトル符号化が行われる。この装置は，ＯＣＤＭＡ符号器として機能するほか，周波数スペクトルに与えた位相シフトを回復できるので，ＯＣＤＭＡ復号器としても機能する。
【００５６】
図８は，光パルスの周波数スペクトルに位相シフトを与えることにより周波数スペクトルの符号化を行うための装置の概略図である。図８に示されるように，この装置は，ＡＷＧ（121）と，ＡＷＧによって周波数スペクトル成分に分解された各光に対し位相変化を与えるための各チャネルに応じた位相変調器（122）と，各位相変調器からの出力光が入力される全反射鏡（123）とを具備する。入力された光パルスは，ＡＷＧ（121）で周波数スペクトル成分に分解される。各周波数スペクトル成分は各光位相変調器（122）…により，ある特定の符号パターンに従った位相変化（必要な変化量の半分に当たる“０”または“π／２”）を与えられた後，全反射鏡（123）で反射され，再び各光位相変調器（122）…で位相変化を与えられた後，ＡＷＧ（121）で時間波形に再び変換する事により，周波数スペクトル符号化が行われる。この構成例においても，上記操作と同様の方法で，周波数スペクトルに与えた位相シフトを回復できるので，同様の構成で周波数スペクトルの復号化にも対応できる。この装置は，ＯＣＤＭＡ符号器として機能するほか，周波数スペクトルに与えた位相シフトを回復できるので，ＯＣＤＭＡ復号器としても機能する。
【００５７】
図９は，ＰＬＣ型のチップ光バイポーラ符号器より構成した光符号器の概略構成図である。図９に示されるようにこの符号器は，光パルスが入力する複数の可変光タップ（141）と，各可変光タップ（141）と接続する光遅延線（142）と，各可変光タップ（141）から分波されたそれぞれの光の位相を調整する光位相変調器（143）と，各光位相変調器（143）からの出力光を合波するカプラなどの合波器（144）とを具備する。なお，この光符号器は，光信号の符号化だけでなく復号化にも用いることができる。光符号器に入射された光パルスは，可変光タップ（141）…と各可変光タップ（141）…を接続する光遅延線（142）の作用により，たとえば５ｐｓごとの遅延時間差を持つ等強度の複数（例えば８つ）のチップパルスに分波される。分波された各チップパルスは，光位相変調器（143）によって光キャリア位相に“０”または“π”の位相シフトが与えられ，合波器（144）により合波されることで光バイポーラ符号が生成される。ここで与えられる位相シフトの組み合わせが１つの符号に相当し，小域的アドレスコードに応じて各光位相変調器（143）を制御することで，所望の光バイポーラ符号を生成できる。この装置は，ＯＣＤＭＡ符号器として機能するほか，周波数スペクトルに与えた位相シフトを回復できるので，ＯＣＤＭＡ復号器としても機能する。
【実施例１】
【００５８】
第一の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステムの実証
図４は，第一の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステムを実証するための実験システムを示す概略構成図である。図４に示されるように，このＯＣＤＭＡシステムは，パスル光源からのパルス信号に周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調信号を乗せるためのＦＳＫ変調器(2)と，前記ＦＳＫ変調器に乗せるデータを制御するためのデータ制御部(3)と，前記ＦＳＫ変調器からの出力信号を多重化するための光符号分割多重アクセス（ＯＣＤＭＡ）符号器(4)とを有する，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)である。
【００５９】
そして，ＦＳＫ変調器(2)は，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）(12)と；第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）(13)と；光信号の入力部(14)と，前記光信号が前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）とへ分岐する分岐部(15)と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）から出力される光信号が合波される合波部(16)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(17)とを含むメインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）(18)と；前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第１の電極（ＲＦＡ電極）(19)と；前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第２の電極（ＲＦＢ電極）(20)と；前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）に電圧を印加して，前記前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）からの出力信号と前記前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）からの出力信号との位相差を制御するためのメインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(21)とを具備する，光変調器である。
【００６０】
そして，ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，前記ＦＳＫ変調器からの出力信号が入力するサーキュレータ(31)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(32)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(33)と：を具備する。
【００６１】
一方，ＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(42)は，前記伝送路(41)を経た光信号が入力するサーキュレータ(43)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(44)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(45)と：前記出力路(45)を経た光信号が分波される分波部(46)と；前記分波部(46)により分波された一方の光が伝播する導波路(47)に設けられ，出力信号のうち上側波側帯（ＵＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(48)と；前記分波部(46)により分波された残りの光が伝播する導波路(49)に設けられ，出力信号のうち下側波側帯（ＬＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(50)と；前記二つの光フィルタ(48,50)を透過した光信号が入力されるバランス検波器(51)とを具備するＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(42)である。
【００６２】
電源で合成された１０ＧＨｚの電気信号は，分離器（splitter）により2つに分離され，一方はモード同期レーザダイオード（ＭＬＬＤ）に入力される。残りの一方は，パターンジェネレータに入力される。本実施例は実験例であるから，パターンジェネレータを用いた。モード同期レーザダイオードは，１．８ｐｓのパルス信号を出力し，偏光調整器（ＰＣ）により偏光面を調整された後，バンドパスフィルタにより周波数がｆ０以外の成分が抑圧され，ＦＳＫ変調器へと入力する。
【００６３】
ＦＳＫ変調器は，周波数ｆｍの電源からの電気信号が，２つのサブマッハツェンダー電極に印加される。なお，一方の電気信号は，遅延器によりπ／２の遅延を与えられている。そして，パターンジェネレータにより電圧パターンが制御された電気信号が，メインマッハツェンダー電極に印加され，これによりＦＳＫ変調信号が得られる。
【００６４】
ＦＳＫ変調信号は，任意で増幅された後，ＯＣＤＭＡ符号化部で符号化される。符号化された信号は，伝送路(41)を経由して，ＯＣＤＭＡ復号化装置に伝わり，復号化される。
【実施例２】
【００６５】
第二の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステムの実証
図５は，第二の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステムを実証するための実験システムを示す概略構成図である。図５に示されるように，このＯＣＤＭＡシステムは，パスル光源からのパルス信号に周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調信号を乗せるためのＦＳＫ変調器(2)と，前記ＦＳＫ変調器に乗せるデータを制御するためのデータ制御部(3)と，前記ＦＳＫ変調器からの出力信号を多重化するための光符号分割多重アクセス（ＯＣＤＭＡ）符号器(4)とを有する，ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置(1)である。
【００６６】
そして，ＦＳＫ変調器(2)は，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）(12)と；第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）(13)と；光信号の入力部(14)と，前記光信号が前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）とへ分岐する分岐部(15)と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と，前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）と，前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）から出力される光信号が合波される合波部(16)と，前記合波部で合波された光信号が出力される光信号の出力部(17)とを含むメインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）(18)と；前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第１の電極（ＲＦＡ電極）(19)と；前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）を構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための第２の電極（ＲＦＢ電極）(20)と；前記メインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）に電圧を印加して，前記前記第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）からの出力信号と前記前記第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）からの出力信号との位相差を制御するためのメインマッハツェンダー電極（電極Ｃ）(21)とを具備する光変調器である。
【００６７】
そして，ＯＣＤＭＡ符号器(4)は，前記ＦＳＫ変調器からの出力信号を上側波側帯（ＵＳＢ）信号と下側波側帯（ＬＳＢ）信号とに分波するための分波部(61)と；前記分波器によって分波されたＵＳＢ信号が入力する第1のサーキュレータ(62)と；前記第1のサーキュレータからの光信号が入力する第1のＦＢＧ(63)と；前記サーキュレータに入力した前記第1のＦＢＧからの光信号が出力される第1の出力路(64)と：前記分波器によって分波されたＬＳＢ信号が入力する第2のサーキュレータ(65)と；前記第2のサーキュレータからの光信号が入力する第2のＦＢＧ(66)と；前記サーキュレータに入力した前記第2のＦＢＧからの光信号が出力される第2の出力路(67)と：前記第1の出力路からの出力信号及び前記第2の出力路からの出力信号が合波される合波部(68)とを具備する。
【００６８】
そして，前記ＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(71)は，前記伝送路(41)を経た光信号が入力し，分波される分波部(72)と；前記分波部(72)により分波された一方の光が伝播する導波路(73)に設けられ，出力信号のうち上側波側帯（ＵＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(74)と；前記光フィルタ(74)からの出力信号が入力するサーキュレータ(75)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(76)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(77)と；前記分波部(72)により分波された残りの光が伝播する導波路(78)に設けられ，出力信号のうち下側波側帯（ＬＳＢ）信号を透過させる光フィルタ(79)と；前記光フィルタ(79)からの出力信号が入力するサーキュレータ(80)と；前記サーキュレータからの光信号が入力するファイバーグレーティング（ＦＢＧ）(81)と；前記サーキュレータに入力した前記ＦＢＧからの光信号が出力される出力路(82)と：前記二つの出力路(77,72)を透過した光信号が入力されるバランス検波器(83)と，を具備するＯＣＤＭＡシステム用復号化装置(71)である。
【００６９】
その動作は，実施例１のものと基本的には同様である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置，及びＯＣＤＭＡシステムは，光情報通信の分野で利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は，本発明のＯＣＤＭＡシステム用符号化装置を説明するためのブロック図である。
【図２】図２は，ＦＳＫ変調器の例を示す概念図である。
【図３】図３は，第二の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステムの基本構成を示すブロック図である。
【図４】図４は，第一の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステムを実証するための実験システムを示す概略構成図である。
【図５】図５は，第二の側面に係る本発明のＯＣＤＭＡシステムを実証するための実験システムを示す概略構成図である。
【図６】図６は，光パルスの周波数スペクトルに位相シフトを与えることにより周波数スペクトルの符号化を行うための装置の概略図である。
【図７】図７は，光パルスの周波数スペクトルに位相シフトを与えることにより周波数スペクトルの符号化を行うための装置の概略図である。
【図８】図８は，光パルスの周波数スペクトルに位相シフトを与えることにより周波数スペクトルの符号化を行うための装置の概略図である。
【図９】図９は，ＰＬＣ型のチップ光バイポーラ符号器より構成した光符号器の概略構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  ＯＣＤＭＡシステム用符号化装置
２  ＦＳＫ変調器
３  データ制御部
４  ＯＣＤＭＡ符号器
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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