(57)【要約】【課題】各送信回路内に絶対光周波数が安定した光を出力する光源を配置せず、光周波数領域において符号化を行う光ＣＤＭ伝送システムを提供する。【解決手段】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムは、光ＣＤＭ送信回路及び光合波手段を有する光ＣＤＭ送信装置と光ＣＤＭ受信装置とが光ファイバ伝送路で接続され、基準光及び隣接モード成分間の周波数間隔が一定の多波長光のモード成分を搬送波とする光ＣＤＭ送信回路に割りあてられた固有の送信回路符号に対応する光ＣＤＭ信号により伝送を行い、光ＣＤＭ受信回路において、光ＣＤＭ受信回路に割り当てた固有の受信回路符号と異なる固有の送信回路符号を割り当てた光ＣＤＭ送信装置の光ＣＤＭ送信回路からの信号を打ち消すこととした。【選択図】図３
2008141559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２値の符号要素の組合せである固有の送信回路符号が割り当てられ、隣接モード成分間の周波数間隔が一定である多波長光のモード成分を搬送波として前記固有の送信回路符号に対応する光ＣＤＭ信号を送信する１個以上の光ＣＤＭ送信回路及び前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号を多重して出力する光合波手段を有する光ＣＤＭ送信装置と、
基準光を出力する基準光出力手段及び２値の符号要素の組合せである固有の受信回路符号が割り当てられた１個以上の光ＣＤＭ受信回路を有し、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光合波手段で多重された光ＣＤＭ信号を光ファイバ伝送路を介して受信する光ＣＤＭ受信装置と、
を備える光ＣＤＭ伝送システムであって、
前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路は、前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段から供給される基準光で注入同期されて前記多波長光を出力する多波長光出力手段を含み、
前記光ＣＤＭ受信装置の前記光ＣＤＭ受信回路は、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分の光周波数に前記固有の受信回路符号の各符号要素を割り当てた時に、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号を構成する各光周波数成分のうち、前記固有の受信回路符号の一方の符号要素に当たる光周波数である光周波数成分を検波した出力とそれ以外の光周波数である光周波数成分を検波した出力との差を出力する差動検波手段を含み、前記差動検波手段で前記固有の受信回路符号と異なる符号を割り当てられた前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路からの前記光ＣＤＭ信号を打ち消すことを特徴とする光ＣＤＭ伝送システム。
【請求項２】
前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路は、前記光ＣＤＭ受信装置が受信する前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号が経由する光ファイバ伝送路を介して前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段から基準光を供給されることを特徴とする請求項１に記載の光ＣＤＭ伝送システム。
【請求項３】
前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段は、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段が出力する多波長光のモード成分のうち、前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号の搬送波であるモード成分と非同期であり且つ他の少なくとも１個のモード成分と同期する基準光を出力することを特徴とする請求項２に記載の光ＣＤＭ伝送システム。
【請求項４】
前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路は、
割り当てられる前記固有の送信回路符号が、一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分のうち半分を他の前記光ＣＤＭ送信回路における一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分のうちの半分とする直交関係を満たした符号長Ｍの直交符号であって、
前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分に前記固有の送信回路符号の各符号要素を割り当てた時に、一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分に、いずれの符号要素も割り当てられていないモード成分のうちのＮ／２個を加えた、３Ｎ／２個のモード成分が同一の信号を搬送する光ＣＤＭ信号を送信し、
前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段は、
前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路および前記光ＣＤＭ受信装置の前記光ＣＤＭ受信回路に割り当てた前記直交符号すべてと直交関係を満たす固有の前記直交符号を、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分に割り当てた時に、一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分の光周波数に、前記光ＣＤＭ信号の搬送波である３Ｎ／２個のモード成分のうち前記光ＣＤＭ送信回路に割り当てられた前記直交符号の符号要素が割り当てられていないＮ／２個のモード成分の光周波数を加えた、３Ｎ／２個の光周波数である光周波数成分により構成される基準光を出力し、
前記光ＣＤＭ受信装置の前記光ＣＤＭ受信回路は、
前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分の光周波数に前記光ＣＤＭ受信回路に対応する前記直交符号の各符号要素を割り当てたＭ個の光周波数とそれぞれ対応するＭ個の光周波数成分により構成される局発光を出力する局発光出力手段をさらに含み、前記差動検波手段が前記局発光出力手段からの局発光を用いて、光ＣＤＭ信号をコヒーレント検波することを特徴とする請求項２に記載の光ＣＤＭ伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ＣＤＭ伝送システムの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光符号分割多重（ＣＤＭ：  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式は、ユーザおよびサービス毎に符号を割り当て、符号に応じて符号化された光ＣＤＭ信号を多重することにより、ユーザ多重およびサービス多重を行う方式である。この方式では、ユーザ間およびサービス間で、光周波数と時間を共有するために、大容量、かつ、多様なサービスの提供が可能な柔軟性に富んだ光ファイバ伝送システムを実現することが可能である。
【０００３】
図１に、光ＣＤＭ伝送システムの構成例を示す。各送信回路は、割り当てられた符号に対応する符号器により符号化された光ＣＤＭ信号を送信する。受信側では、入力された光ＣＤＭ信号を、各受信回路に割り当てられた符号に対応する復号器により復号し、受信する。送信回路および受信回路に割り当てられる符号は、受信回路において、割り当てられた符号と同じ符号を割り当てられた送信回路より出力される光ＣＤＭ信号のみを受信することができるような符号である。よって、多重された光ＣＤＭ信号から、所望の信号のみを選択的に受信することが可能である。
【０００４】
光周波数領域における擬似バイポーラ符号化方式は、光ＣＤＭ方式における符号化方式の１つである。概念図を図２に示す。符号化は、送信回路に割り当てられた符号を構成する各符号要素（１）、（０）を、多波長光源の各モード成分に割り当て、（１）に当たる成分のみを出力することにより行う。図２では、多波長光源の各モード成分ｆ１〜ｆ４に、符号長が４である符号の各要素を割り当てた。希望ユーザ信号は、符号（０、０、１、１）で符号化され、モード成分ｆ３、ｆ４により構成される。一方、他ユーザ信号は、符号（０、１、０、１）で符号化され、モード成分ｆ２、ｆ４により構成される。受信側では、受信回路に割り当てられた符号を構成する各符号要素（１）、（０）を、送信回路側の多波長光源の各モード成分の光周波数に割り当てた時に、入力光ＣＤＭ信号を構成する各光周波数成分のうち、符号要素（１）に当たる光周波数である成分を検波した出力を正、それ以外の成分を検波した出力を負として加える加減算により、正と負の符号要素を実現する。他ユーザ信号が、加減算により打ち消されるような符号を、各ユーザ（送信回路）に割り当てることにより、他ユーザ信号を除去することができる。
【０００５】
この方式では、異なる送信回路内の多波長光源間で、光周波数が同じであるモード成分を、少なくとも符号要素の数だけ得ることが必要である。また、一定の符号長から取り得る上記のように他ユーザ信号が加減算により打ち消されるような符号の数は、符号長と同程度であることから、光ファイバ伝送システムにおいて、収容ユーザ数およびサービス数を拡大するためには、多波長光源が十分なモード成分数を有することが要求される。
【０００６】
十分なモード成分数を得ることが可能な多波長光源として、モード同期半導体レーザ（ＭＬＬＤ：ｍｏｄｅ−ｌｏｃｋｅｄ  ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ）やモード同期ファイバレーザ（ＭＬＦＬ：  ｍｏｄｅ−ｌｏｃｋｅｄ  ｆｉｂｅｒ  ｌａｓｅｒ）などのモード同期レーザが挙げられる。しかしながら、モード同期レーザを用いる場合、モード同期レーザの製造誤差に加え、各光周波数成分の周波数安定度が十分でないため、異なるモード同期レーザ間で光周波数が同じである光周波数成分を、少なくとも符号要素の数だけ得ることが課題である。
【０００７】
例えば、ＭＬＬＤの１つの縦モード成分が注入された絶対光周波数が安定した光と同期することにより、ＭＬＬＤの絶対光周波数を安定化できることが、Ｍ．Ｔｅｓｈｉｍａらによる文献（非特許文献１）に記載されている。
【０００８】
各送信回路内に、絶対光周波数が安定した光を出力する光源とモード同期レーザを配置し、非特許文献１に記載のように、モード同期レーザを絶対光周波数が安定した光と同期させることにより、異なる送信回路内のモード同期レーザ間で光周波数が同じである光周波数成分を、少なくとも符号要素の数だけ得ることが可能である。
【非特許文献１】”Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｌｏｃｋｉｎｇ  ｏｆ  ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ  ａｎｄ  ｓｕｂｈａｒｍｏｎｉｃ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  ａｃｔｉｖｅ  ｍｏｄｅ−ｌｏｃｋｅｄ  ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ，”  ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  Ｖｏｌ．３４，Ｎ０．９，ｐｐ．１５８８−１５９６，１９９８．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、各送信回路内に絶対光周波数が安定した光を出力する光源を配置することは、送信回路および光ファイバ伝送システムの経済化の観点から困難である。
【００１０】
本発明は、上記の困難性を解消するためになされたものであり、各送信回路内に絶対光周波数が安定した光を出力する光源を配置せず、光周波数領域において符号化を行う光ＣＤＭ伝送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムは、光ＣＤＭ送信回路及び光合成手段を有する光ＣＤＭ送信装置と光ＣＤＭ受信装置とが光ファイバ伝送路で接続され、基準光及び隣接モード成分間の周波数間隔が一定の光により伝送を行い、光ＣＤＭ受信回路において、光ＣＤＭ受信回路に割り当てた固有の受信回路符号と異なる固有の送信回路符号を割り当てた光ＣＤＭ送信装置の光ＣＤＭ送信回路からの信号を打ち消すこととした。
【００１２】
具体的には、本願第１発明は、２値の符号要素の組合せである固有の送信回路符号が割り当てられ、隣接モード成分間の周波数間隔が一定である多波長光の各モード成分を搬送波として前記固有の送信回路符号に対応する光ＣＤＭ信号を送信する１個以上の光ＣＤＭ送信回路及び前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号を多重して出力する光合波手段を有する光ＣＤＭ送信装置と、基準光を出力する基準光出力手段及び２値の符号要素の組合せである固有の受信回路符号が割り当てられた１個以上の光ＣＤＭ受信回路を有し、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光合波手段で多重された光ＣＤＭ信号を光ファイバ伝送路を介して受信する光ＣＤＭ受信装置と、を備える光ＣＤＭ伝送システムであって、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路は、前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段から供給される基準光で注入同期されて前記多波長光を出力する多波長光出力手段を含み、前記光ＣＤＭ受信装置の前記光ＣＤＭ受信回路は、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分の光周波数に前記固有の受信回路符号の各符号要素を割り当てた時に、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号を構成する各光周波数成分のうち、前記固有の受信回路符号の一方の符号要素に当たる光周波数である光周波数成分を検波した出力とそれ以外の光周波数である光周波数成分を検波した出力との差を出力する差動検波手段を含み、前記差動検波手段で前記固有の受信回路符号と異なる符号を割り当てられた前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路からの前記光ＣＤＭ信号を打ち消すことを特徴とする光ＣＤＭ伝送システムである。
【００１３】
光ＣＤＭ送信装置の光ＣＤＭ送信回路毎に２値の符号要素の組合せである固有の送信回路符号が割り当てられている。さらに、光ＣＤＭ受信装置側から供給された基準光に、各光ＣＤＭ送信回路内の多波長光出力手段が同期することにより、光周波数が同じである光周波数成分を、異なる多波長光出力手段間で少なくとも固有の送信回路符号の符号要素数だけ得ることが可能である。
【００１４】
従って、本願第１発明は、各送信回路内に絶対光周波数が安定した光を出力する光源を配置せず、光周波数領域において符号化を行う光ＣＤＭ伝送システムを提供することができ、光ＣＤＭ送信回路構成の簡易化および経済化が可能となる。更に、光ＣＤＭ受信装置内に配置した基準光出力手段を、複数の光ＣＤＭ送信回路間で共用することが可能であり、光ＣＤＭ伝送システムの経済化を図れる。
【００１５】
本願第２発明は、本願第１発明に係る光ＣＤＭ伝送システムにおいて、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路は、前記光ＣＤＭ受信装置が受信する前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号が経由する光ファイバ伝送路を介して前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段から基準光を供給されることを特徴とする。
【００１６】
本願第２発明に係る光ＣＤＭ伝送システムは、光ＣＤＭ信号を光ＣＤＭ受信装置へ伝送する光ファイバ伝送路と同一の光ファイバ伝送路を介して、基準光が複数の光ＣＤＭ送信回路へ供給されるようにした構成である。
【００１７】
従って、本願第２発明は、本願第１発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの効果に加え、光ファイバ伝送路の簡素化した光ＣＤＭ伝送システムを提供することができる。
【００１８】
また、本願第２発明に係る光ＣＤＭ伝送システムにおいて、前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段は、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段が出力する多波長光のモード成分のうち、前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号の搬送波であるモード成分と非同期であり且つ他の少なくとも１個のモード成分と同期する基準光を出力することを特徴とする。
【００１９】
本願第２発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの基準光は光ＣＤＭ信号の光周波数帯域外であるため、光ＣＤＭ受信回路は光ファイバ伝送路内における反射や後方散乱により光ＣＤＭ受信装置側に戻る基準光の影響を受けにくい。
【００２０】
従って、本願第２発明は、本願第１発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの効果に加え、ＷＤＭ伝送システムにおける光ループバック方式において困難である一芯双方向化を実現できる。
【００２１】
さらに、本願第２発明に係る光ＣＤＭ伝送システムにおいて、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路は、割り当てられる前記固有の送信回路符号が、一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分のうち半分を他の前記光ＣＤＭ送信回路における一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分のうちの半分とする直交関係を満たした符号長Ｍの直交符号であって、前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分に前記固有の送信回路符号の各符号要素を割り当てた時に、一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分に、いずれの符号要素も割り当てられていないモード成分のうちのＮ／２個を加えた、３Ｎ／２個のモード成分が同一の信号を搬送する光ＣＤＭ信号を送信し、前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段は、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路および前記光ＣＤＭ受信装置の前記光ＣＤＭ受信回路に割り当てた前記直交符号すべてと直交関係を満たす固有の前記直交符号を、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分に割り当てた時に、一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分の光周波数に、前記光ＣＤＭ信号の搬送波である３Ｎ／２個のモード成分のうち前記光ＣＤＭ送信回路に割り当てられた前記直交符号の符号要素が割り当てられていないＮ／２個のモード成分の光周波数を加えた、３Ｎ／２個の光周波数である光周波数成分により構成される基準光を出力し、前記光ＣＤＭ受信装置の前記光ＣＤＭ受信回路は、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分の光周波数に前記光ＣＤＭ受信回路に対応する前記直交符号の各符号要素を割り当てたＭ個の光周波数とそれぞれ対応するＭ個の光周波数成分により構成される局発光を出力する局発光出力手段をさらに含み、前記差動検波手段が前記局発光出力手段からの局発光を用いて、光ＣＤＭ信号をコヒーレント検波することを特徴とする。
【００２２】
差動検波手段が局発光出力手段からの局発光を用いて光ＣＤＭ信号をコヒーレント検波するため、基準光の光ファイバ伝送路内における反射や後方散乱成分によるＣＤＭ受信装置側に戻る基準光の戻り成分は差動検波手段で打ち消される。
【００２３】
従って、本願第２発明は、本願第１発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの効果に加え、基準光の戻り成分に対して高い耐性を有する光ＣＤＭ伝送システムを提供することができる。そのため、ＷＤＭ伝送システムにおける光ループバック方式において困難である一芯双方向化を実現できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、各送信回路内に絶対光周波数が安定した光を出力する光源を配置せず、光周波数領域において符号化を行う光ＣＤＭ伝送システムを提供することができ、光ＣＤＭ送信回路構成の簡易化および経済化が可能となる。更に、光ＣＤＭ受信装置内に配置した基準光出力手段を、複数の光ＣＤＭ送信回路間で共用することが可能であり、光ＣＤＭ伝送システムの経済化を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。
【００２６】
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、２値の符号要素の組合せである固有の送信回路符号が割り当てられ、隣接モード成分間の周波数間隔が一定である多波長光の各モード成分を搬送波として前記固有の送信回路符号に対応する光ＣＤＭ信号を送信する１個以上の光ＣＤＭ送信回路及び前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号を多重して出力する光合波手段を有する光ＣＤＭ送信装置と、基準光を出力する基準光出力手段及び２値の符号要素の組合せである固有の受信回路符号が割り当てられた１個以上の光ＣＤＭ受信回路を有し、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光合波手段で多重された光ＣＤＭ信号を光ファイバ伝送路を介して受信する光ＣＤＭ受信装置と、を備える光ＣＤＭ伝送システムであって、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路は、前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段から供給される基準光で注入同期されて前記多波長光を出力する多波長光出力手段を含み、前記光ＣＤＭ受信装置の前記光ＣＤＭ受信回路は、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分の光周波数に前記固有の受信回路符号の各符号要素を割り当てた時に、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号を構成する各光周波数成分のうち、前記固有の受信回路符号の一方の符号要素に当たる光周波数である光周波数成分を検波した出力とそれ以外の光周波数である光周波数成分を検波した出力との差を出力する差動検波手段を含み、前記差動検波手段で前記固有の受信回路符号と異なる符号を割り当てられた前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路からの前記光ＣＤＭ信号を打ち消すことを特徴とする光ＣＤＭ伝送システムである。
【００２７】
第１の実施形態における光ＣＤＭ伝送システムを、図３に示す。この光ＣＤＭ伝送システムは、複数の光ＣＤＭ送信回路３５−ｋ（ｋは自然数）及び光合波手段３６を有する光ＣＤＭ送信装置３１と光ＣＤＭ受信装置３２とが、光ファイバ伝送路３３及び光ファイバ伝送路３４で接続された構成である。なお、以下の説明で、光ＣＤＭ送信回路３５と記載した場合は、全ての光ＣＤＭ送信回路に共通の事項について説明している。
【００２８】
各光ＣＤＭ送信回路３５−ｋには、固有の送信回路符号が割り当てられる。また、各光ＣＤＭ送信回路３５−ｋは、多波長光出力手段、変調符号化手段３５２を備える。
【００２９】
多波長光出力手段は、隣接モード成分間の周波数間隔が一定である多波長光を出力する。図３では、多波長光出力手段として、モード同期レーザ３５１を用いた。
【００３０】
モード同期レーザは、共振器内に吸収部および利得部を内蔵しており、各々分離された電極を介して、吸収部への逆バイアス電圧の印加および利得部への電流注入が可能である。モード同期レーザの繰り返し周波数またはその自然数分の１にあたる周波数の高周波信号を、吸収部へ印加する逆バイアス電圧に重畳することにより、強制モード同期状態となる。強制モード同期は、モード同期レーザが出力する多波長光の縦モード成分の周波数間隔が、重畳した高周波信号の周波数にロックされ、更に、各縦モード成分の位相が揃っている状態である。
【００３１】
モード同期レーザ３５１は、光ＣＤＭ受信装置３２側より光ファイバ伝送路３４を介して供給される基準光Ｌｂに同期する。モード同期レーザ３５１が基準光Ｌｂに同期すると、縦モード成分が基準光Ｌｂに引き込まれる。ここで、縦モード成分の周波数間隔は、吸収部への逆バイアス電圧に重畳する高周波信号の周波数Ｂ［Ｈｚ］であるため、基準光Ｌｂに同期したモード同期レーザ３５１が出力する多波長光の各縦モードの光周波数は、基準光の周波数ｆｂ［Ｈｚ］およびｆｂ±Ｎ・Ｂ［Ｈｚ］（Ｎ＝１，２，３，…）にロックされる。よって、異なる送信回路内のモード同期レーザ間で光周波数が同じである光周波数成分を、少なくとも符号要素の数だけ得ることが可能である。
【００３２】
送信回路では、例えば、図４（ｉ）、（ｉｉ）のような変調符号化手段により、送信回路に割り当てられた符号を構成する符号要素（１）、符号要素（０）を、モード同期レーザ３５１の各縦モード成分に割り当てた時に、符号要素（１）に当たる成分が同一の信号ａ（ｔ）を搬送する光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）を送信する。
【００３３】
送信回路符号は２値であればよいので、符号要素は（１）及び（０）に限らず、（０）及び（−１）でもよい。なお、符号要素（０）及び符号要素（−１）の場合、送信回路は、割り当てられた送信回路符号の符号要素（０）、符号要素（−１）を、モード同期レーザ３５１の各縦モード成分に割り当てた時に、符号要素（０）に当たる成分が同一の信号ａ（ｔ）を搬送する光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）を送信することになる。
【００３４】
符号長をＭとすると、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）は、数１として表せる。
【数１】
2008141559.tif 000003
【００３５】
ここで、ｆ０［Ｈｚ］は注入同期されたモード同期レーザの縦モード成分において、光ＣＤＭ信号の光周波数帯域内の縦モード成分のうちで光周波数が最低であるものの光周波数、Δｆ［Ｈｚ］は隣接縦モード成分の周波数間隔である。また、Ｐｉは光周波数が低い方からｉ番目である縦モード成分が搬送する信号光の強度、θｉはｉ番目の縦モード成分の初期位相、ｃｌ，ｉは符号ｌのｉ番目の符号要素である。ｉ番目の符号要素ｃｌ，ｉは、光周波数がｆ０＋（ｉ−１）・Δｆ［Ｈｚ］である縦モード成分に割り当てられる。
【００３６】
図４（ｉ）の構成では、モード同期レーザ３５１が出力する多波長光を、ＡＷＧや誘電体多層膜フィルタなどの光周波数分波手段４１により縦モード成分ごとに分波し、それぞれ光スイッチ４２に入力する。各光スイッチ４２に各符号要素を割り当て、符号要素（１）に対応する光スイッチ４２のみをＯＮにして、符号要素（１）に対応する縦モード成分のみ透過し、変調手段４３によりそれぞれ同一のデータ信号で変調する。変調手段４３としては、電界吸収型（ＥＡ：  ｅｌｅｃｔｒｏａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）変調器、半導体光増幅器（ＳＯＡ：ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）変調器、リチウム・ナイオベート（ＬＮ：  ｌｉｔｈｉｕｍ  ｎｉｏｂａｔｅ）変調器等を用いる。光スイッチ４２と変調手段４３は、順番を入れ替えることも可能である。変調手段４３の出力は、合波され、光ＣＤＭ信号が出力される。合波する際には、ＡＷＧや誘電体多層膜フィルタなどの光周波数合波手段４４を用いる。また、光ファイバやＰＬＣ（ｐｌａｎａｒ  ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  ｃｉｒｃｕｉｔ）により作成された、Ｎ×１カプラや、２×１カプラを縦列接続した構成等の光合波手段を用いることも可能である。
【００３７】
図４（ｉｉ）の構成では、モード同期レーザ３５１が出力する多波長光を光周波数分波手段４１により縦モード成分ごとに分波し、それぞれ光スイッチ４２に入力する。各光スイッチ４２に各符号要素を割り当て、符号要素（１）に対応する光スイッチ４２のみをＯＮにして、符号要素（１）に対応する縦モード成分のみを透過し、光周波数合波手段または光合波手段により合波する。図４（ｉｉ）の構成では光周波数合波手段４４を採用している。合波された縦モード成分は、変調手段４６によりデータ信号で一括変調され、光ＣＤＭ信号が出力される。変調手段４６としては変調手段４３で例示した変調器を用いることができる。また、変調手段を光周波数分波手段４１の前に配置し、モード同期レーザ３５１の各縦モード成分をデータ信号で一括変調した後に、成分ごとに分波し、それぞれ光スイッチ４２に入力する構成も可能である。
【００３８】
光ファイバ伝送路３４を介して供給され、モード同期レーザ３５１に注入される基準光Ｌｂは、単一モード光であっても、多モード光であってもよい。基準光Ｌｂが多モード光の場合、少なくとも１個のモードが、モード同期レーザの縦モード成分と同期すればよい。
【００３９】
基準光Ｌｂの強度が、モード同期レーザ３５１が基準光Ｌｂに同期するために適した強度よりも弱い場合には、光ＣＤＭ送信回路３５内に光増幅器が配置され、基準光の強度を調整する。光増幅器としては、ＳＯＡ、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：  Ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒ  ａｍｐｌｉｆｅｒ）などがこれにあたり、光増幅器の後に、光増幅器のＡＳＥ（ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ）を除去するフィルタを配置することもある。
【００４０】
モード同期レーザ３５１に偏波依存性がある場合には、基準光の偏波状態を調整する必要がある。偏波状態の調整は、光ＣＤＭ送信回路３５内に偏波調整手段を配置することで実現できる。また、基準光出力手段３９から、偏光方向が互いに９０゜ずれた成分を混合した基準光Ｌｂを送信するダイバーシティ技術により、光ＣＤＭ送信回路３５内の偏波調整手段を省くことも可能である。偏光方向が互いに９０°ずれた各成分は、光周波数が同じであっても、異なっていてもよい。
【００４１】
図３では、注入同期されたモード同期レーザ３５１の出力光を、基準光Ｌｂを入力した端面と反対側の端面から取り出す構成であるが、モード同期レーザ３５１の片側の端面にＨＲ（ｈｉｇｈ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティングを施すなどをして、図５、６のように、注入同期されたモード同期レーザ３５１の出力光を、基準光Ｌｂを入力した端面と同じ端面から取り出す構成も可能である。また、基準光Ｌｂの光周波数が、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域外である場合、図７のように、波長フィルタ７３を用いる構成も可能である。
【００４２】
各光ＣＤＭ送信回路３５から出力された光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）は、光合波手段３６により多重され、光ＣＤＭ受信装置３２へ伝送される。
【００４３】
光ＣＤＭ受信装置３２は、少なくとも、光分岐手段３７、複数の光ＣＤＭ受信回路３８−ｋ、基準光出力手段３９を備える。なお、以下の説明で、光ＣＤＭ受信回路３８と記載した場合は、全ての光ＣＤＭ受信回路に共通の事項について説明している。
【００４４】
光分岐手段３７は、光ＣＤＭ受信装置３２へ伝送された多重光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）を、少なくとも光ＣＤＭ受信回路３８の数ｋに分岐して、各光ＣＤＭ受信回路３８へ出力する。
【００４５】
各光ＣＤＭ受信回路３８には、固有の受信回路符号が割り当てられる。また、各光ＣＤＭ受信回路３８は、少なくとも、復号化手段３８１及び差動検波手段３８２を備える。
【００４６】
復号化手段３８１は、光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられた受信回路符号を構成する符号要素（１）、符号要素（０）を、光ＣＤＭ送信回路３５の注入同期されたモード同期レーザ３５１の各縦モード成分の光周波数に割り当てた時に、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）を構成する各光周波数成分を、符号要素（１）に当たる光周波数である成分と、それ以外の成分とに分離して出力する。
【００４７】
例えば、ＡＷＧや誘電体多層膜フィルタなどの光周波数分波手段８１、１×２光スイッチ８２、光周波数合波手段８３及び光周波数合波手段８４を組み合わせた図８のような構成により、復号化手段３８１を構成することができる。図８では、復号化手段３８１へ入力された光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）は、光周波数分波手段８１により、光周波数成分ごとに分波される。光周波数分波手段８１の各出力ポート（＃１〜＃Ｍ）は、それぞれ１×２光スイッチ８２と接続され、分波された光ＣＤＭ信号の各光周波数成分は、１×２光スイッチ８２に入力される。１×２光スイッチ８２は、ＯＮ、ＯＦＦに応じて、入力された光周波数成分を、一方の出力ポートヘ出力する。
【００４８】
各１×２光スイッチ８２の出力ポート１の出力を、光周波数合波手段８３により合波し、出力ポート２の出力を、光周波数合波手段８４により合波する。各光周波数合波手段の各入力ポートの中心透過光周波数は、光周波数分波手段の各出力ポートの中心透過光周波数と等しい。この構成において、各１×２光スイッチ８２に光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられた固有の受信回路符号を構成する各符号要素を割り当て、符号要素（１）に当たる１×２光スイッチ８２をＯＮ、それ以外をＯＦＦとする。以上の構成により、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）を構成する光周波数成分のうち符号要素（１）に当たる光周波数である成分と、それ以外の成分とに分離して出力することができる。ここで、図８では、符号長をＭとした。また、光周波数合波手段８３及び光周波数合波手段８４の代わりに、光ファイバやＰＬＣにより作成された、Ｎ×１カプラや、２×１カプラを縦列接続した構成等の光合波手段を用いることもできる。
【００４９】
差動検波手段３８２は、復号化手段３８１の各々の出力をそれぞれ直接検波して、符号要素（１）に当たる成分の検波出力を正、それ以外の成分の検波出力を負として加える加減算を行う。この時、差動検波手段の出力Ｐ（ｔ）は、数２で表せる。
【数２】
2008141559.tif 000004
【００５０】
ｃｍ，ｉは、光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられた直交符号ｍのｉ番目の符号要素である。２ｃｍ，ｉ−１は、符号要素が（１）の時には１、（０）の時には−１をとる。
【００５１】
受信回路符号は２値であればよいので、符号要素は（１）及び（０）に限らず、（０）及び（−１）でもよい。なお、符号要素（０）及び符号要素（−１）の場合、受信回路の差動検波手段では、入力された光ＣＤＭ信号を構成する各成分のうち、符号要素（０）に当たる成分の検波出力を正、それ以外の成分の検波出力を負として加える加減算を行う。
【００５２】
受信回路符号が符号要素（０）及び符号要素（−１）の場合、差動検波手段の出力Ｐ（ｔ）は、数３で表せる。
【数３】
2008141559.tif 000005
２ｃｍ，ｉ＋１は、符号要素が（０）の時には１、（−１）の時には−１をとる。
【００５３】
ここで、光ＣＤＭ送信回路３５に割り当てられる固有の送信回路符号および光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられる固有の受信回路符号は、任意の光ＣＤＭ送信回路３５−ｋにおいて符号要素（１）に当たるＮ個の縦モード成分のうち半分が、異なる固有の送信回路符号を割り当てられた光ＣＤＭ送信回路３５（光ＣＤＭ送信回路３５−ｋ以外）において符号要素（１）に当たるＮ個の縦モード成分のうちの半分であるような直交関係を満たす直交符号である。よって、数４を満たし、光ＣＤＭ受信回路３８−ｋに割り当てられた直交符号と異なる固有の送信回路符号を割り当てられた光ＣＤＭ送信回路３５が送信する光ＣＤＭ信号は、差動検波手段３８２における加減算により打ち消される。
【数４】
2008141559.tif 000006
【００５４】
基準光出力手段３９が出力する基準光Ｌｂは、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）を光ＣＤＭ受信装置３２へ伝送する光ファイバ伝送路３３とは別の光ファイバ伝送路３４を伝送され、少なくとも光ＣＤＭ送信回路３５の数に分岐され、複数の光ＣＤＭ送信回路３５へ供給される。
【００５５】
第１の実施形態における特徴は、光ＣＤＭ受信装置３２側から供給された基準光Ｌｂに、各光ＣＤＭ送信回路３５内のモード同期レーザ３５１が同期することにより、異なるモード同期レーザ３５１間で光周波数が同じである光周波数成分を、少なくとも符号要素の数だけ得ることが可能である点である。よって、各光ＣＤＭ送信回路３５内に、絶対光周波数が安定した光を出力する光源を配置する必要がなく、光ＣＤＭ送信回路３５の構成の簡易化および経済化が可能となる。更に、光ＣＤＭ受信装置３２内に配置した基準光出力手段３９を、複数の光ＣＤＭ送信回路３５間で共用することが可能であり、光ファイバ伝送システムの経済化を図れる。
【００５６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態における光ＣＤＭ伝送システムにおける光ＣＤＭ受信回路内の差動検波手段において、ヘテロダイン検波を行う光ＣＤＭ伝送システムである。光ＣＤＭ受信回路３８の構成例を図９に示す。光ＣＤＭ受信回路３８は、ヘテロダイン検波において局発光として用いられる多波長光を出力する局発光出力手段９１を備える。
【００５７】
局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）は、光ＣＤＭ送信回路３５内の注入同期されたモード同期レーザ３５１の縦モード成分のうち、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域内である各縦モード成分と所定の周波数間隔ｆＩＦ［Ｈｚ］をなす各光周波数成分により構成され、かつ、各光周波数成分の初期位相が一致している。つまり、局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）は、隣接成分間との周波数間隔がΔｆ［Ｈｚ］であり、かつ、光周波数成分のうち光周波数が最低であるものの光周波数がｆ０＋ｆＩＦ［Ｈｚ］である多波長光であり、数５と表せる。
【００５８】
【数５】
2008141559.tif 000007
Ｐ’ｋは局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）の光周波数成分のうち光周波数がｆ０＋（ｋ−１）・Δｆ＋ｆＩＦ［Ｈｚ］である成分の光強度、θ’は各光周波数成分の初期位相である。
【００５９】
光ＣＤＭ受信回路３８に入力された光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）は、搬送波である各縦モード成分の初期位相および各縦モード成分が搬送する信号光のビット位相が一致するように位相調整手段９３で調整される。位相を調整された光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）は、数６で表せる。ここで、θは各縦モード成分の初期位相である。
【数６】
2008141559.tif 000008
【００６０】
光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）は、局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）と合波され、復号化手段３８１へ入力される。この時、光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）と局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）の少なくとも一方の偏波を偏波調整手段９２で調整することにより、光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）と局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）の偏波状態が一致するように調整する。
【００６１】
復号化手段３８１は、光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられた符号を構成する符号要素（１）及び符号要素（０）を、光ＣＤＭ送信回路３５内の注入同期されたモード同期レーザ３５１の各縦モード成分の光周波数に割り当てた時に、光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）を構成する各光周波数成分を、符号要素（１）に当たる光周波数である成分とそれ以外の成分とに分離して出力し、例えば、第１の実施形態中で挙げた図８のような構成により、実現される。光周波数がｆ０＋（ｋ−１）・Δｆ＋ｆＩＦ［Ｈｚ］である局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）の光周波数成分は、光周波数がｆ０＋（ｋ−１）・Δｆ［Ｈｚ］である光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）の光周波数成分が出力される光周波数分波手段８１の出力ポート（＃１〜＃M）より出力され、光スイッチ８２に入力される。
【００６２】
復号化手段３８１の各出力は、差動検波手段３８２に入力される。差動検波手段３８２は、復号化手段３８１の各出力をそれぞれ検波し、符号要素（１）に当たる成分の検波出力を正、それ以外の成分の検波出力を負として加える加減算を加減算器９５で行う。加減算器９５の出力を、中間周波数帯ｆＩＦを透過するＢＰＦ９６（バンドパスフィルタ：  ｂａｎｄ  ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）に入力する。
【００６３】
ＢＰＦの出力Ｂｈｅｔｅｒｏ（ｔ）は、数７で表せる。
【数７】
2008141559.tif 000009
ｃｍ，ｋは、光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられた直交符号ｍのｋ番目の符号要素である。２ｃｍ，ｋ−１は、符号要素が（１）の時には１、（０）の時には−１をとる。
【００６４】
ｃｌ，ｋおよびｃｍ，ｋは、数４で表される直交関係を満たすため、光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられた固有の受信回路符号と異なる固有の送信回路符号を割り当てられた光ＣＤＭ送信回路３５が出力した光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）は打ち消される。Ｂｈｅｔｅｒｏ（ｔ）を、検波器９７で包絡線検波または同期検波することにより、所望のベースバンド信号を得ることができる。
【００６５】
図９の光ＣＤＭ受信回路３８では、光合波手段（光カプラ９４）により合波した光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）と局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）を、１個の復号化手段３８１へ入力したが、図１０の光ＣＤＭ受信回路３８のように、復号化手段３８１が２つである構成も可能である。この構成では、符号要素（１）、符号要素（０）に当たる成分ごとにそれぞれ分離した光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）と局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）を、対応する符号要素が同じ同士合波し、差動検波手段３８２に入力する。
【００６６】
更に、図１１及び図１２の光ＣＤＭ受信回路３８のように、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）と局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）のいずれか一方を復号化手段３８１により符号要素（１）及び符号要素（０）に対応する成分ごとに分離する構成も可能である。光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）又は局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）は光分岐手段（光カプラ１１５又は光カプラ１２５）により分岐し、復号化手段３８１の２出力とそれぞれ合波し、差動検波手段３８２に入力する。
【００６７】
第２の実施形態における特徴は、光ＣＤＭ受信装置側から供給された基準光に、各光ＣＤＭ送信回路内のモード同期レーザが同期することにより、異なるモード同期レーザ間で光周波数が同じである光周波数成分を、少なくとも符号要素の数だけ得ることが可能である点である。よって、各送信回路内に、絶対光周波数が安定した光を出力する光源を配置する必要がなく、光ＣＤＭ送信回路構成の簡易化および経済化が可能となる。更に、光ＣＤＭ受信装置内に配置した基準光出力手段を、複数の光ＣＤＭ送信回路間で共用することが可能であり、光ファイバ伝送システムの経済化を図ることができる。
【００６８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１の実施形態における光ＣＤＭ伝送システムにおける光ＣＤＭ受信回路３８内の差動検波手段３８２において、ホモダイン検波を行う光ＣＤＭ伝送システムである。第３の実施形態の光ＣＤＭ受信回路は第２の実施形態で説明した図９〜図１２の光ＣＤＭ受信回路と同様の構成で動作する。以下、図９〜図１２を用いて説明をする。
【００６９】
光ＣＤＭ受信回路３８は、ホモダイン検波において局発光として用いられる多波長光を出力する局発光出力手段９１を備える。第３の実施形態の局発光出力手段９１は図９〜図１２の局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）と異なり局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）を出力する。局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）は、光ＣＤＭ送信回路３５内の注入同期されたモード同期レーザ３５１の縦モード成分のうち、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域内である各縦モード成分と光周波数がほぼ等しい各光周波数成分により構成され、各光周波数成分の初期位相が一致している。光周波数がほぼ等しいとは、各々対応する縦モード成分と局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の光周波数成分との周波数差をα［Ｈｚ］、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）のシンボルレートをＢ［ｓｙｍｂｏｌ／ｓ］とすると、α＜＜Ｂを満たすことを意味する。以下では、αを無視することとすると、局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）は、隣接成分間との周波数間隔がΔｆ［Ｈｚ］であり、かつ、光周波数成分のうち光周波数が最低であるものの波長がｆ０［Ｈｚ］である多波長光であり、数８と表せる。
【００７０】
【数８】
2008141559.tif 000010
Ｐ’ｋは局発光の光周波数成分のうち光周波数がｆ０＋（ｋ−１）・Δｆ［Ｈｚ］である成分の光強度、θ’は各光周波数成分の初期位相である。
【００７１】
光ＣＤＭ受信回路３８に入力された光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）は、搬送波である各縦モード成分の初期位相および各縦モード成分が搬送する信号光のビット位相が一致するように位相調整手段９３で調整される。位相を調整された光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）は、第２の実施形態中の数６で表される。
【００７２】
光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）は、局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）と合波され、復号化手段３８１へ入力される。この時、光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）と局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の少なくとも一方の偏波を偏波調整手段９２で調整することにより、光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）と局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の偏波状態が一致するように調整する。
【００７３】
復号化手段３８１は、光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられた直交符号を構成する符号要素（１）及び符号要素（０）を、光ＣＤＭ送信回路３５内の注入同期されたモード同期レーザ３５１の各縦モード成分の光周波数に割り当てた時に、光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）および局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）を構成する各光周波数成分を、符号要素（１）に当たる光周波数である成分とそれ以外の成分とに分離して出力し、例えば、第１の実施形態中で挙げた図８のような構成により、実現される。ここで、復号化手段３８１へ入力された光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）および局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）は、光周波数分波手段により、光周波数成分ごとに分波され、光スイッチ８２に入力される。
【００７４】
復号化手段３８１の各出力は、差動検波手段３８２に入力される。差動検波手段３８２は、復号化手段３８１の各出力をそれぞれ検波し、符号要素（１）に当たる成分の検波出力を正、それ以外の成分の検波出力を負として加える加減算を加減算器９５で行う。加減算器９５の出力を、Δｆ以下の成分を透過するＬＰＦ（ローパスフィルタ：ｌｏｗ  ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）に入力する。図９〜図１２の差動検波手段のＢＰＦ９６の代替としてＬＰＦは配置される。
【００７５】
ＬＰＦの出力Ｂｈｏｍｏ（ｔ）は、数９と表せる。
【数９】
2008141559.tif 000011
ｃｍ，ｋは、光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられた直交符号ｍのｋ番目の符号要素である。２ｃｍ，ｋ−１は、符号要素が（１）の時には１、（０）の時には−１をとる。
【００７６】
ｃｌ，ｋおよびｃｍ，ｋは、数４で表される直交関係を満たすため、光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられた固有の受信回路符号と異なる固有の送信回路符号を割り当てられた光ＣＤＭ送信回路３５が出力した光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）は、打ち消される。
【００７７】
また、数９より、光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）を搬送する各縦モード成分と局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の各光周波数成分の初期位相差θ−θ’が９０゜となる場合に、出力Ｂｈｏｍｏ（ｔ）が０となる。よって、各縦モード成分と局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の各光周波数成分との位相同期、または、初期位相差θ−θ’に関わらずに一定の出力を得る位相ダイバーシティが必要となる。
【００７８】
位相ダイバーシティを用いる光ＣＤＭ受信回路３８は、例えば、図１３のような構成により実現される。光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）と局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）を９０゜光ハイブリッド１３４に入力し、混合する。  ９０°  光ハイブリッド１３４は、２つの出力ポート（＃１及び＃２）を備える。出力ポート＃１における光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）を搬送する各縦モード成分と局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の各光周波数成分との初期位相差をφとすると、出力ポート＃２における初期位相差がφ＋９０°となる。２つの出力ポートにおける出力光強度は等しい。この出力をそれぞれ、復号化手段３８１ａ又は復号化手段３８１ｂにより符号要素（１）に当たる光周波数である成分とそれ以外の成分とに分離して出力し、差動検波手段３８２ａ又は差動検波手段３８２ｂに入力する。差動検波手段３８２ａ及び差動検波手段３８２ｂでは、復号化手段３８１ａ又は復号化手段３８１ｂの各出力をそれぞれ検波し、符号要素（１）に当たる検波出力を正、それ以外の検波出力を負として加える加減算を行う。この時、差動検波手段３８２ａ及び差動検波手段３８２ｂから出力されるそれぞれのベースバンド信号は、位相が９０°ずれているため、それぞれ２乗して、足し合わせることにより、初期位相差θ−θ’に関わらず一定の出力を得ることが可能である。
【００７９】
図１３の光ＣＤＭ受信回路３８では、光ＣＤＭ信号と局発光を９０°光ハイブリッド１３４により混合し、９０°光ハイブリッドの２出力をそれぞれ、復号化手段３８１ａ又は複合化手段３８１ｂへ入力したが、図１４の光ＣＤＭ受信回路３８のような構成も可能である。この構成では、それぞれ符号要素（１）、符号要素（０）に当たる成分ごとに分離した光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）と局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）を、９０゜光ハイブリッド１３４ａ及び９０゜光ハイブリッド１３４ｂにより対応する符号要素が同じ同士混合する。９０°光ハイブリッド１３４ａの出力ポート＃１の出力と９０°光ハイブリッド１３４ｂの出力ポート＃１の出力を、差動検波手段３８２ａに入力する。同様に、９０゜光ハイブリッド１３４ａの出力ポート＃２の出力と９０゜光ハイブリッド１３４ｂの出力ポート＃２の出力を、差動検波手段３８２ｂに入力する。この時、差動検波手段３８２ａと差動検波手段３８２ｂから出力されるベースバンド信号は、位相が９０゜ずれているため、それぞれ２乗して、足し合わせることにより、初期位相差θ−θ’に関わらず一定の出力を得ることが可能である。
【００８０】
更に、図１５，１６の光ＣＤＭ受信回路のように、光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）と局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）のいずれか一方を復号化手段３８１により符号要素（１）又は符号要素（０）に当たる成分ごとに分離する構成も可能である。この構成では、光ＣＤＭ信号Ｓ’（ｔ）と局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）のうちの一方を光分岐手段（光カプラ１５５又は光カプラ１６５）により分岐し、復号化手段３８１の２出力を、それぞれ９０゜光ハイブリッド１３４ａと９０゜光ハイブリッド１３４ｂとにより混合する。
【００８１】
第３の実施形態における特徴は、光ＣＤＭ受信装置側から供給された基準光に、各光ＣＤＭ送信回路内のモード同期レーザが同期することにより、異なるモード同期レーザ間で光周波数が同じである光周波数成分を、少なくとも符号要素の数だけ得ることが可能である点である。よって、各送信回路内に、絶対光周波数が安定した光を出力する光源を配置する必要がなく、光ＣＤＭ送信回路構成の簡易化および経済化が可能となる。更に、光ＣＤＭ受信装置内に配置した基準光出力手段を、複数の光ＣＤＭ送信回路間で共用することが可能であり、光ファイバ伝送システムの経済化を図れる。
【００８２】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第１から３の実施形態に係る光ＣＤＭ伝送システムにおいて、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路は、前記光ＣＤＭ受信装置が受信する前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号が経由する光ファイバ伝送路を介して前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段から基準光を供給されることを特徴とする光ＣＤＭ伝送システムである。
【００８３】
第４の実施形態は、第１〜３の実施形態における光ＣＤＭ伝送システムを、光ＣＤＭ信号を光ＣＤＭ受信装置へ伝送する光ファイバ伝送路と同一の光ファイバ伝送路を介して、基準光Ｌｂが複数の光ＣＤＭ送信回路へ供給されるようにした構成の光ＣＤＭ伝送システムである。図１７に、構成例を示す。光ＣＤＭ受信回路３８内の差動検波手段３８２においては、直接検波、ヘテロダイン検波、ホモダイン検波のいずれかが行われる。
【００８４】
さらに、第４の実施形態に係る光ＣＤＭ伝送システムでは、前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段は、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段が出力する多波長光のモード成分のうち、前記光ＣＤＭ送信回路からの光ＣＤＭ信号の搬送波であるモード成分と非同期であり且つ他の少なくとも１個のモード成分と同期する基準光を出力することを特徴とする。
【００８５】
基準光Ｌｂは、モード同期レーザの縦モード成分のうちで光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域外である縦モード成分と同期する光周波数成分を１個以上有し、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域内である縦モード成分と同期する光周波数成分を有さない。基準光Ｌｂは、図１８（ｉ）のように、単一モード光であっても、図１８（ｉｉ）のように、多モード光であってもよい。図１８（ｉｉ）では、基準光Ｌｂが、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域外の縦モード成分と同期する複数の光周波数成分と、モード同期レーザの光周波数帯域外の複数の光周波数成分とにより構成されているが、モード同期レーザの光周波数帯域外の光周波数成分を有しなくてもよい。
【００８６】
図１７では、光ファイバ伝送路１７３を介して光ＣＤＭ受信装置３２側より供給される基準光Ｌｂを、サーキュレーター３５３を介して、光ＣＤＭ送信回路１７５−ｋ（ｋは自然数）へ入力している。なお、以下の説明で、光ＣＤＭ送信回路１７５と記載した場合は、全ての光ＣＤＭ送信回路に共通の事項について説明している。図１９のように、光カプラ１９２およびアイソレータ１９１を用いることにより、光ＣＤＭ送信回路１７５を構成することも可能である。
【００８７】
また、基準光Ｌｂは光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域外であるため、図２０の光ＣＤＭ送信回路１７５のように、波長フィルタ２０３（例えば、ＷＤＭフィルタ）を用いることも可能である。更に、図１７は、注入同期されたモード同期レーザ３５１の出力光を、基準光を入力した端面と反対側の端面から取り出す構成であるが、モード同期レーザの片側の端面にＨＲ（ｈｉｇｈｒｅｎｅｃｔｉｏｎ）コーティングを施すなどをして、図２１及び図２２のように、注入同期されたモード同期レーザ３５１の出力光を、光ファイバ伝送路から供給される基準光Ｌｂを入力した端面と同じ端面から取り出す構成も可能である。
【００８８】
第４の実施形態における第１の特徴は、光ＣＤＭ受信装置側から供給された基準光に、各光ＣＤＭ送信回路内のモード同期レーザが同期することにより、異なるモード同期レーザ間で光周波数が同じである光周波数成分を、少なくとも符号要素の数だけ得ることが可能である点である。よって、各送信回路内に、絶対光周波数が安定した光を出力する光源を配置する必要がなく、光ＣＤＭ送信回路構成の簡易化および経済化が可能となる。更に、光ＣＤＭ受信装置内に配置した基準光出力手段を、複数の光ＣＤＭ送信回路間で共用することが可能であり、光ファイバ伝送システムの経済化を図れる。
【００８９】
第４の実施形態における第２の特徴は、光ＣＤＭ送信回路へ伝送される基準光のうち、光ファイバ伝送路内における反射や後方散乱により光ＣＤＭ受信装置側に戻る成分の影響に対して、高い耐性を有するという点である。
【００９０】
第４の実施形態は、受信装置側から各送信回路へ光を供給するという点で、波長分割多重（ＷＤＭ：  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムにおける光ループバック方式と類似の構成である。この方式では、各送信回路が、受信装置側から供給された連続（ＣＷ：  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｗａｖｅ）光をデータ信号で変調して送り返す。供給されるＣＷ光の光周波数（波長）は、送信回路ごとに異なる。しかしながら、送信回路に供給されるＣＷ光と、送信回路が送信する信号光の光周波数が等しいため、信号光を伝送する光ファイバ伝送路と同じ光ファイバ伝送路によりＣＷ光を伝送した場合、受信回路において信号光を受信する際に、光ファイバ伝送路内における反射や後方散乱により受信回路へ戻るＣＷ光の戻り成分の影響を受ける。
【００９１】
一方、第４の実施形態においては、基準光Ｌｂは、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域外であり、光ＣＤＭ受信回路３８内の復号化手段３８１は、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域外の光を透過しないため、光ＣＤＭ受信回路３８内にフィルタを追加することなく戻り成分を除去することが可能である。そのため、ＷＤＭ伝送システムにおける光ループバック方式において困難である一芯双方向化を実現できる。
【００９２】
（第５の実施形態）
第５の実施形態は、第４の実施形態に係る光ＣＤＭ伝送システムにおいて、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路は、割り当てられる前記固有の送信回路符号が、一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分のうち半分を他の前記光ＣＤＭ送信回路における一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分のうちの半分とする直交関係を満たした符号長Ｍの直交符号であって、前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分に前記固有の送信回路符号の各符号要素を割り当てた時に、一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分に、いずれの符号要素も割り当てられていないモード成分のうちのＮ／２個を加えた、３Ｎ／２個のモード成分が同一の信号を搬送する光ＣＤＭ信号を送信し、前記光ＣＤＭ受信装置の前記基準光出力手段は、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路および前記光ＣＤＭ受信装置の前記光ＣＤＭ受信回路に割り当てた前記直交符号すべてと直交関係を満たす固有の前記直交符号を、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分に割り当てた時に、一方の符号要素に当たるＮ個のモード成分の光周波数に、前記光ＣＤＭ信号の搬送波である３Ｎ／２個のモード成分のうち前記光ＣＤＭ送信回路に割り当てられた前記直交符号の符号要素が割り当てられていないＮ／２個のモード成分の光周波数を加えた、３Ｎ／２個の光周波数である光周波数成分により構成される基準光を出力し、前記光ＣＤＭ受信装置の前記光ＣＤＭ受信回路は、前記光ＣＤＭ送信装置の前記光ＣＤＭ送信回路が含む前記多波長光出力手段からの多波長光の各モード成分の光周波数に前記光ＣＤＭ受信回路に対応する前記直交符号の各符号要素を割り当てたＭ個の光周波数とそれぞれ対応するＭ個の光周波数成分により構成される局発光を出力する局発光出力手段をさらに含み、前記差動検波手段が前記局発光出力手段からの局発光を用いて、光ＣＤＭ信号をコヒーレント検波することを特徴とする光ＣＤＭ伝送システムである。
【００９３】
第５の実施形態における光ＣＤＭ伝送システムの構成例を、図２３に示す。この光ＣＤＭ伝送システムは、第２の実施形態における光ＣＤＭ伝送システムを、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）を光ＣＤＭ受信装置３２ヘ伝送する光ファイバ伝送路と同一の光ファイバ伝送路１７３を介して、基準光Ｌｂが複数の光ＣＤＭ送信回路１７５へ供給されるようにした構成の光ＣＤＭ伝送システムである。
【００９４】
光ＣＤＭ送信回路１７５は、割り当てられた固有の送信回路符号を構成する符号要素（１）及び符号要素（０）を、モード同期レーザ３５１の各縦モード成分に割り当てた時に、符号要素（１）に当たるＮ個の縦モード成分と、符号要素を割り当てられていない縦モード成分のうちのＮ／２個とを加えた、３Ｎ／２個の縦モード成分が同一の信号を搬送する光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）を送信する。
【００９５】
ここで、各光ＣＤＭ送信回路１７５に割り当てられる固有の送信回路符号は、任意の光ＣＤＭ送信回路１７５−ｋにおいて符号要素（１）に当たるＮ個の縦モード成分のうち半分が、異なる固有の送信回路符号を割り当てられた光ＣＤＭ送信回路１７５（光ＣＤＭ送信回路１７５−ｋ以外）において符号要素（１）に当たるＮ個の縦モード成分のうちの半分であるような直交関係を満たす直交符号である。
【００９６】
例えば、符号長を４とすると、送信回路符号ａ（１，１，０，０）、送信回路符号ｂ（１，０，１，０）、送信回路符号ｃ（１，０，０，１）は、各々直交関係を満たす。図２３では、光ＣＤＭ送信回路１７５−１に送信回路符号ａ（１，１，０，０）、光ＣＤＭ送信回路１７５−２に送信回路符号ｂ（１，０，１，０）を割り当てた。この送信回路符号を構成する各符号要素を、モード同期レーザ３５１の各縦モード成分のうち光周波数ｆ１〜ｆ４である４個の縦モード成分に割り当てる。この時、光ＣＤＭ送信回路１７５−１は、符号要素（１）に当たる光周波数がｆ１、ｆ２である２個の縦モード成分に、符号要素を割り当てられていない光周波数がｆ５である１個の縦モード成分を加えた３個の縦モード成分が、同一の信号を搬送する光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−１を送信する。また、光ＣＤＭ送信回路１７５−２は、符号要素（１）に当たる光周波数がｆ１，ｆ３である２個の縦モード成分に、符号要素を割り当てられていない光周波数がｆ５である１個の縦モード成分を加えた３個の縦モード成分が、同一の信号を搬送する光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−２を送信する。
【００９７】
基準光Ｌｂは、光ＣＤＭ送信回路１７５に割り当てた直交符号すべてと直交関係を満たす直交符号を注入同期されたモード同期レーザ３５１の各縦モード成分の光周波数に割り当てた時に符号要素（１）に当たるＮ個の縦モード成分の光周波数である光周波数成分に、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）を搬送するモード同期レーザの３Ｎ／２個の縦モード成分のうち光ＣＤＭ送信回路１７５に割り当てられた直交符号を構成する符号要素を割り当てられていないＮ／２個の縦モード成分の光周波数である光周波数成分を加えた、３Ｎ／２個の光周波数成分より構成される。
【００９８】
図２３では、光ＣＤＭ送信回路１７５−１に割り当てられた送信回路符号ａ（１，１，０，０）、光ＣＤＭ送信回路１７５−２に割り当てられた送信回路符号ｂ（１，０，１，０）とそれぞれ直交関係を満たす送信回路符号ｃ（１，０，０，１）の各符号要素を、注入同期されたモード同期レーザ３５１の各縦モード成分の光周波数ｆ１〜ｆ４に割り当てた時に、符号要素（１）に当たる光周波数ｆ１、ｆ４に、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）を搬送する３個の縦モード成分のうち光ＣＤＭ送信回路１７５において符号要素を割り当てられていない縦モード成分の光周波数ｆ５を加えた、３個の光周波数である光周波数成分により、基準光Ｌｂが構成されている。
【００９９】
各光ＣＤＭ受信回路３８内の局発光出力手段９１が出力する局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）は、光ＣＤＭ送信回路１７５内の注入同期されたモード同期レーザ３５１の縦モード成分のうち、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域内である各縦モード成分の光周波数と所定の周波数間隔ｆＩＦをなす各光周波数成分により構成される。つまり、光ＣＤＭ送信回路１７５に割り当てられた直交符号の符号長がＭである場合は、局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）はＭ個の光周波数成分により構成される。局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）の各光周波数成分の初期位相は一致している。
【０１００】
図２３では、局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）は、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域内である各縦モード成分の光周波数ｆ１〜ｆ４との周波数間隔がｆＩＦであるｆ１＋ｆＩＦ〜ｆ４＋ｆＩＦの４個の光周波数成分より構成される。
【０１０１】
以上の構成により、基準光Ｌｂの戻り成分の影響を取り除くことが可能であることを説明する。
【０１０２】
まず、受信回路符号ａ’（１，１，０，０）を割り当てられた光ＣＤＭ受信回路８３−１に、同じく送信回路符号ａ（１，１，０，０）を割り当てられた光ＣＤＭ送信回路１７５−１が送信する光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−１が入力する場合について考える。光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−１は、光周波数がｆ１、ｆ２、ｆ５である３個の縦モード成分が搬送する信号光により構成されている。局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）は、光周波数がｆ１＋ｆＩＦ〜ｆ４＋ｆＩＦである４個の光周波数成分により構成されている。差動検波手段３８２では、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−１の各成分のうち、受信回路に割り当てられた受信回路符号ａ’を構成する符号要素（１）にあたる光周波数がｆ１、ｆ２である信号光をヘテロダイン検波した出力を正、それ以外である光周波数がｆ５である信号光をヘテロダイン検波した出力を負として加える加減算を行う。ここで、局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）は、光周波数がｆ５である信号光に対応する光周波数がｆ５＋ｆＩＦである光周波数成分を有さないため、光周波数がｆ５である信号光をヘテロダイン検波した際の出力は０である。一方、光周波数がｆ１、ｆ２である信号光は、それぞれ光周波数がｆ１＋ｆＩＦ、ｆ２＋ｆＩＦである局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）の光周波数成分を用いてヘテロダイン検波され、信号成分として取り出される。
【０１０３】
この時、同時に、基準光Ｌｂの戻り成分が局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）を用いてヘテロダイン検波される。基準光Ｌｂは、送信回路符号ｃ（１，０，０，１）に対応し、光周波数がｆ１、ｆ４、ｆ５である３個の光周波数成分を有する。局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）が、光周波数ｆ５が搬送する信号光に対応する光周波数がｆ５＋ｆＩＦである光周波数成分を有さないため、光周波数ｆ５が搬送する信号光をヘテロダイン検波した際の出力は０である。光周波数がｆ１である基準光Ｌｂの光周波数成分は、光周波数がｆ１＋ｆＩＦである局発光の光周波数成分を用いてヘテロダイン検波され、正として加えられる。一方、光周波数がｆ４である基準光Ｌｂの光周波数成分は、光周波数がｆ４＋ｆＩＦである局発光の光周波数成分を用いてヘテロダイン検波され、負として加えられる。よって、加減算により、基準光Ｌｂが局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）を用いてヘテロダイン検波された成分を打ち消すことができる。
【０１０４】
以上より、基準光Ｌｂの戻り成分の影響を受けずに、所望の光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−１を受信できる。
【０１０５】
次に、受信回路符号ａ’（１，１，０，０）を割り当てられた光ＣＤＭ受信回路３８−１に、異なる送信回路符号ｂ（１，０，１，０）を割り当てられた光ＣＤＭ送信回路１７５−２が送信する光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−２が入力する場合について考える。光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−２は、光周波数がｆ１、ｆ３、ｆ５である３個の縦モード成分が搬送する信号光により構成されている。差動検波手段３８２では、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の各成分のうち、光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられた受信回路符号ａ’を構成する符号要素（１）にあたる光周波数がｆ１である信号光をヘテロダイン検波した出力を正、それ以外である光周波数がｆ３、ｆ５である信号光をヘテロダイン検波した出力を負として加える加減算を行う。
【０１０６】
ここで、局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）が、光周波数がｆ５である信号光に対応する光周波数がｆ５＋ｆＩＦである光周波数成分を有さないため、光周波数がｆ５である信号光をヘテロダイン検波した際の出力は０である。一方、光周波数がｆ１、ｆ３である信号光は、それぞれ光周波数がｆ１＋ｆＩＦ、ｆ３＋ｆＩＦである局発光の光周波数成分を用いてヘテロダイン検波され、加減算により打ち消される。
【０１０７】
この時、同時に、基準光Ｌｂの戻り成分が局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）を用いてヘテロダイン検波される。基準光Ｌｂは、送信回路符号ｃ（１，０，０，１）に対応し、光周波数がｆ１、ｆ４、ｆ５である３個の光周波数成分を有する。局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）が、光周波数ｆ５が搬送する信号光に対応する光周波数がｆ５＋ｆＩＦである光周波数成分を有さないため、光周波数ｆ５が搬送する信号光をヘテロダイン検波した際の出力は０である。光周波数がｆ１である基準光Ｌｂの光周波数成分は、光周波数がｆ１＋ｆＩＦである局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）の光周波数成分を用いてヘテロダイン検波され、正として加えられる。一方、光周波数がｆ４である基準光Ｌｂの光周波数成分は、光周波数がｆ４＋ｆＩＦである局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）の光周波数成分を用いてヘテロダイン検波され、負として加えられる。よって、加減算により、基準光Ｌｂが局発光Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）を用いてヘテロダイン検波された成分を打ち消すことができる。
【０１０８】
以上より、基準光の戻り成分の影響を受けずに、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−２を打ち消すことができる。
【０１０９】
第５の実施形態における第１の特徴は、光ＣＤＭ受信装置側から供給された基準光に、各光ＣＤＭ送信回路内のモード同期レーザが同期することにより、異なるモード同期レーザ間で光周波数が同じである光周波数成分を、少なくとも符号要素の数だけ得ることが可能である点である。よって、各送信回路内に、絶対光周波数が安定した光を出力する光源を配置する必要がなく、光ＣＤＭ送信回路構成の簡易化および経済化が可能となる。更に、光ＣＤＭ受信装置内に配置した基準光出力手段を、複数の光ＣＤＭ送信回路間で共用することが可能であり、光ファイバ伝送システムの経済化を図れる。
【０１１０】
第５の実施形態における第２の特徴は、光ＣＤＭ信号を受信する際に、光ファイバ伝送路内における反射や後方散乱により光ＣＤＭ受信装置側に戻る基準光の戻り成分の影響が差動検波手段における加減算により打ち消されるため、基準光の戻り成分に対して高い耐性を有するという点である。そのため、ＷＤＭ伝送システムにおける光ループバック方式において困難である一芯双方向化を実現できる。
【０１１１】
（第６の実施形態）
第６の実施形態は、第５の実施形態における光ＣＤＭ伝送システムにおける光ＣＤＭ受信回路内の差動検波手段において、ホモダイン検波を行う光ＣＤＭ伝送システムである。第６の実施形態における光ＣＤＭ伝送システムの構成例を、図２４に示す。
【０１１２】
各光ＣＤＭ受信回路３８内の局発光出力手段９１が出力する局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）は、光ＣＤＭ送信回路１７５内の注入同期されたモード同期レーザ３５１の縦モード成分のうち、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域内である各縦モード成分の光周波数である各光周波数成分により構成される。つまり、光ＣＤＭ送信回路１７５に割り当てられた直交符号の符号長がＭである場合は、局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）はＭ個の光周波数成分により構成される。局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の各光周波数成分の初期位相は一致している。
【０１１３】
図２４では、局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）は、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の光周波数帯域内である各縦モード成分の光周波数ｆ１〜ｆ４の４個の光周波数成分より構成される。
【０１１４】
以上の構成により、基準光Ｌｂの戻り成分の影響を取り除くことが可能であることを説明する。
【０１１５】
まず、受信回路符号ａ’（１，１，０，０）を割り当てられた光ＣＤＭ受信回路８３−１に、同じく送信回路符号ａ（１，１，０，０）を割り当てられた光ＣＤＭ送信回路１７５−１が送信する光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−１が入力する場合について考える。光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−１は、光周波数がｆ１、ｆ２、ｆ５である３個の縦モード成分が搬送する信号光により構成されている。局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）は、光周波数がｆ１〜ｆ４である４個の光周波数成分により構成されている。差動検波手段３８２では、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−１の各成分のうち、受信回路に割り当てられた符号ａ’を構成する符号要素（１）にあたる光周波数がｆ１、ｆ２である信号光をホモダイン検波した出力を正、それ以外である光周波数がｆ５である信号光をホモダイン検波した出力を負として加える加減算を行う。ここで、局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）は、光周波数がｆ５である光周波数成分を有さないため、光周波数がｆ５である信号光をホモダイン検波した際の出力は０である。一方、光周波数がｆ１、ｆ２である信号光は、それぞれ光周波数がｆ１、ｆ２である局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の光周波数成分を用いてホモダイン検波される。
【０１１６】
この時、同時に、基準光Ｌｂの戻り成分が局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）を用いてホモダイン検波される。基準光Ｌｂは、符号ｃ（１，０，０，１）に対応し、光周波数がｆ１、ｆ４、ｆ５である３個の光周波数成分を有する。局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）が、光周波数がｆ５である光周波数成分を有さないため、光周波数ｆ５が搬送する信号光をホモダイン検波した際の出力は０である。光周波数がｆ１である基準光Ｌｂの光周波数成分は、光周波数がｆ１である局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の光周波数成分を用いてホモダイン検波され、正として加えられる。一方、光周波数がｆ４である基準光Ｌｂの光周波数成分は、光周波数がｆ４である局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の光周波数成分を用いてホモダイン検波され、負として加えられる。よって、加減算により、基準光Ｌｂが局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）を用いてホモダイン検波された成分を打ち消すことができる。
【０１１７】
更に、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）と基準光Ｌｂが同時に検波されることにより、ビート成分が発生する。光周波数がｆ１である信号光と基準光Ｌｂの光周波数成分が生じるビート成分は、正として加えられる。一方、光周波数がｆ５である信号光と基準光Ｌｂの光周波数成分が生じるビート成分は、負として加えられる。よって、加減算により、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）と基準光Ｌｂが生じるビート成分を打ち消すことができる。
【０１１８】
以上より、基準光Ｌｂの戻り成分の影響を受けずに、所望の光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−１を受信できる。
【０１１９】
次に、受信回路符号ａ’（１，１，０，０）を割り当てられた光ＣＤＭ受信回路３８−１に、異なる符号ｂ（１，０，１，０）を割り当てられた光ＣＤＭ送信回路１７５−２が送信する光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−２が入力する場合について考える。光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−２は、光周波数がｆ１，ｆ３，ｆ５である３個の縦モード成分が搬送する信号光により構成されている。差動検波手段３８２では、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）の各成分のうち、光ＣＤＭ受信回路３８に割り当てられた受信回路符号ａ’を構成する符号要素（１）にあたる光周波数がｆ１である信号光をホモダイン検波した出力を正、符号要素（１）にあたる光周波数以外である光周波数がｆ３、ｆ５である信号光をホモダイン検波した出力を負として加える加減算を行う。
【０１２０】
ここで、局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）が、光周波数がｆ５である光周波数成分を有さないため、光周波数がｆ５である信号光をホモダイン検波した際の出力は０である。一方、光周波数がｆ１、ｆ３である信号光は、それぞれ光周波数がｆ１、ｆ３である局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の光周波数成分を用いてホモダイン検波され、加減算により打ち消される。
【０１２１】
この時、同時に、基準光Ｌｂの戻り成分が局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）を用いてホモダイン検波される。基準光Ｌｂは、送信回路符号ｃ（１，０，０，１）に対応し、光周波数がｆ１、ｆ４、ｆ５である３個の光周波数成分を有する。局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）が、光周波数がｆ５である光周波数成分を有さないため、光周波数ｆ５が搬送する信号光をホモダイン検波した際の出力は０である。光周波数がｆ１である基準光Ｌｂの光周波数成分は、光周波数がｆ１である局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の光周波数成分を用いてホモダイン検波され、正として加えられる。一方、光周波数がｆ４である基準光Ｌｂの光周波数成分は、光周波数がｆ４である局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）の光周波数成分を用いてホモダイン検波され、負として加えられる。よって、加減算により、基準光Ｌｂが局発光Ａｈｏｍｏ（ｔ）を用いてホモダイン検波された成分を打ち消すことができる。
【０１２２】
更に、光ＣＤＭ信号と基準光Ｌｂが同時に検波されることにより、ビート成分が発生する。光周波数がｆ１である信号光と基準光Ｌｂの光周波数成分が生じるビート成分は、正として加えられる。一方、光周波数がｆ５である信号光と基準光Ｌｂの光周波数成分が生じるビート成分は、負として加えられる。よって、加減算により、光ＣＤＭ信号と基準光Ｌｂが生じるビート成分を打ち消すことができる。
【０１２３】
以上より、基準光Ｌｂの戻り成分の影響を受けずに、光ＣＤＭ信号Ｓ（ｔ）−２を打ち消すことができる。
【０１２４】
第６の実施形態における第１の特徴は、光ＣＤＭ受信装置側から供給された基準光に、各光ＣＤＭ送信回路内のモード同期レーザが同期することにより、異なるモード同期レーザ間で光周波数が同じである光周波数成分を、少なくとも符号要素の数だけ得ることが可能である点である。よって、各送信回路内に、絶対光周波数が安定した光を出力する光源を配置する必要がなく、光ＣＤＭ送信回路構成の簡易化および経済化が可能となる。更に、光ＣＤＭ受信装置内に配置した基準光出力手段を、複数の光ＣＤＭ送信回路間で共用することが可能であり、光ファイバ伝送システムの経済化を図れる。
【０１２５】
第６の実施形態における第２の特徴は、光ＣＤＭ信号を受信する際に、光ファイバ伝送路内における反射や後方散乱により光ＣＤＭ受信装置側に戻る基準光の戻り成分の影響が差動検波手段における加減算により打ち消されるため、基準光の戻り成分に対して高い耐性を有するという点である。そのため、ＷＤＭ伝送システムにおける光ループバック方式において困難である一芯双方向化を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムは、光信号に限らず無線信号を伝送する場合にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】従来の光ＣＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】光ＣＤＭ方式における符号化方式の１つである光周波数領域における擬似バイポーラ符号化方式の概念図である。
【図３】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの一の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの変調符号化手段の構成を示したブロック図である。（ｉ）は変調手段の後に光周波数合波手段で合波する構成の変調符号化手段である。（ｉｉ）は光周波数合波手段で合波した後に変調手段で変調させる変調符号化手段である。
【図５】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ送信回路の一の構成を示したブロック図である。
【図６】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ送信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図７】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ送信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図８】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの複号化手段の一の構成を示したブロック図である。
【図９】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ受信回路の一の構成を示したブロック図である。
【図１０】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ受信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図１１】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ受信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図１２】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ受信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図１３】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ受信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図１４】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ受信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図１５】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ受信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図１６】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ受信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図１７】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの他の構成を示すブロック図である。
【図１８】基準光とモード同期レーザとの光周波数成分の関係を示した図である。（ｉ）は基準光が単一モード光の場合の図である。（ｉｉ）は基準光が複数の光周波数成分を有する場合の図である。
【図１９】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ送信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図２０】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ送信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図２１】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ送信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図２２】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの光ＣＤＭ送信回路の他の構成を示したブロック図である。
【図２３】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの他の構成を示すブロック図である。
【図２４】本発明に係る光ＣＤＭ伝送システムの他の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２８】
３１  光ＣＤＭ送信装置
３２  光ＣＤＭ受信装置
３３、３４、１７３  光ファイバ伝送路
３５−ｋ  １７５−ｋ  光ＣＤＭ送信回路（ｋは自然数）
３６  光合波手段
３７  光分岐手段
３８−ｋ  光ＣＤＭ受信回路（ｋは自然数）
３９  基準光出力手段
３５１  モード同期レーザ
３５２  変調符号化手段
３８１、３８１ａ、３８１ｂ  復号化手段
３８２、３８２ａ、３８２ｂ  差動検波手段
４１、８１  光周波数分波手段
４２、８２  光スイッチ
４３、４６  変調手段
４４、８３、８４  光周波数合波手段
５３、２１３、２１４、３５３  サーキュレーター
６３、９４、１０４、１１４、１１５、１２４、１２５、１５５、１６５、１９２、２２２  光カプラ
７３、２０３  波長フィルタ
９１  局発光出力手段
９２  偏波調整手段
９３  位相調整手段
９５  加減算器
９６  ＢＰＦ、なお、第３の実施形態では代替としてＬＰＦが用いられる。
９７  検波器
１３４、１３４ａ、１３４ｂ  ９０°光ハイブリッド
１９１、２２１  アイソレータ
Ｌｂ  基準光
Ａｈｅｔｅｒｏ（ｔ）、Ａｈｏｍｏ（ｔ）  局発光
Ｓ（ｔ）  光ＣＤＭ信号
Ｓ’（ｔ）  位相調整後の光ＣＤＭ信号
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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