(57)【要約】【課題】伝送路の波長分散の相殺構成を有しても、システム要素を小規模かつ安価にできるようにする。【解決手段】光送信装置は、送信データに応じた多波長パルスを、自己の符号パターンに従って、時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行う符号化部を有し、この符号化部が、符号化での各波長成分毎の時間遅延と、伝送路の波長分散性によって生じる各波長成分毎の伝搬遅延の差を予めα％だけ補償するプリチャープ処理の時間遅延とを同時に行うことを特徴とする。光受信装置は、光送信装置が送信した光信号を、自己の復号パターンに従って復号する復号部を有し、この復号部が、復号での各波長成分毎の時間遅延と、伝送路の波長分散性によって生じる各波長成分毎の伝搬遅延の差をβ％だけ補償する分散補償処理の時間遅延とを同時に行うことを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気送信データに応じた多波長パルスを、自己の符号パターンに従って、時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行う符号化部を有する光送信装置において、
上記符号化部が、符号化での各波長成分毎の時間遅延と、対向する光受信装置との伝送路の波長分散性によって生じる各波長成分毎の伝搬遅延の差を予めα（０＜α≦１００）％だけ補償するプリチャープ処理の時間遅延とを同時に行うものであることを特徴とする光送信装置。
【請求項２】
上記符号化部は、各波長成分毎の時間遅延を行う光学素子として、複数個の異なる回折格子をファイバの長手方向に形成したチャープドファイバブラッグ回折格子を有することを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
上記符号化部が、各波長成分毎の時間遅延量を可変できるものであることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
【請求項４】
上記符号化部が、サーキュレータ、波長合分波器、及び、波長数に等しい数の可動式ミラーを有し、入力端子からの入力光を上記サーキュレータが上記波長合分波器に与えて各波長成分に分波して、各波長成分毎の上記可動式ミラーで反射させ、各波長成分毎の上記可動式ミラーからの反射光を上記波長合分波器が合波し、合波光を上記サーキュレータを介して出力端子に出力して、各波長成分毎の時間遅延を行うことを特徴とする請求項３に記載の光送信装置。
【請求項５】
上記符号化部が、波長分波器、可動式ミラーを含めた複数枚のミラー、及び、波長合波器を有し、入力端子からの入力光を上記波長分波器が各波長成分に分波し、各波長成分毎の光信号が、自成分に係る複数枚のミラーでなる光路を進行して上記波長合波器に到達し、上記波長合分波器が到達した各波長成分毎の光信号を合波して出力端子に出力して、各波長成分毎の時間遅延を行うことを特徴とする請求項３に記載の光送信装置。
【請求項６】
時間拡散／波長ホッピング方式によって符号化されている光信号が入力され、その光信号を、自己の復号パターンに従って復号する復号部を有する光受信装置において、
上記復号部が、復号での各波長成分毎の時間遅延と、対向する光送信装置との伝送路の波長分散性によって生じる各波長成分毎の伝搬遅延の差をβ（０＜β≦１００）％だけ補償する分散補償処理の時間遅延とを同時に行うものであることを特徴とする光受信装置。
【請求項７】
上記復号部は、各波長成分毎の時間遅延を行う光学素子として、複数個の異なる回折格子をファイバの長手方向に形成したチャープドファイバブラッグ回折格子を有することを特徴とする請求項６に記載の光受信装置。
【請求項８】
上記復号部が、各波長成分毎の時間遅延量を可変できるものであることを特徴とすることを特徴とする請求項６に記載の光受信装置。
【請求項９】
上記復号部が、サーキュレータ、波長合分波器、及び、波長数に等しい数の可動式ミラーを有し、入力端子からの入力光を上記サーキュレータが上記波長合分波器に与えて各波長成分に分波して、各波長成分毎の上記可動式ミラーで反射させ、各波長成分毎の上記可動式ミラーからの反射光を上記波長合分波器が合波し、合波光を上記サーキュレータを介して出力端子に出力して、各波長成分毎の時間遅延を行うことを特徴とする請求項８に記載の光受信装置。
【請求項１０】
上記復号部が、波長分波器、可動式ミラーを含めた複数枚のミラー、及び、波長合波器を有し、入力端子からの入力光を上記波長分波器が各波長成分に分波し、各波長成分毎の光信号が、自成分に係る複数枚のミラーでなる光路を進行して上記波長合波器に到達し、上記波長合分波器が到達した各波長成分毎の光信号を合波して出力端子に出力して、各波長成分毎の時間遅延を行うことを特徴とする請求項８に記載の光受信装置。
【請求項１１】
電気送信データに応じた多波長パルスを、自己の符号パターンに従って、時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行う符号化部を有する光送信装置と、この光送信装置が送信した、時間拡散／波長ホッピング方式によって符号化されている光信号を、自己の復号パターンに従って復号する復号部を有する光受信装置とが、伝送路を挟んで対向している光伝送システムにおいて、
上記光送信装置として、請求項１〜５のいずれかに記載のものを適用したことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１２】
電気送信データに応じた多波長パルスを、自己の符号パターンに従って、時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行う符号化部を有する光送信装置と、この光送信装置が送信した、時間拡散／波長ホッピング方式によって符号化されている光信号を、自己の復号パターンに従って復号する復号部を有する光受信装置とが、伝送路を挟んで対向している光伝送システムにおいて、
上記光受信装置として、請求項６〜１０のいずれかに記載のものを適用したことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１３】
電気送信データに応じた多波長パルスを、自己の符号パターンに従って、時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行う符号化部を有する光送信装置と、この光送信装置が送信した、時間拡散／波長ホッピング方式によって符号化されている光信号を、自己の復号パターンに従って復号する復号部を有する光受信装置とが、伝送路を挟んで対向している光伝送システムにおいて、
上記光送信装置として、請求項１〜５のいずれかに記載のものを適用すると共に、上記光受信装置として、請求項６〜１０のいずれかに記載のものを適用し、上記光送信装置でのプリチャープ処理に係るα％と、上記光受信装置での分散補償処理に係るβ％との和が１００％であることを特徴とする光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送信装置、光受信装置及び光伝送システムに関し、例えば、光符号分割多重（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；以下、ＯＣＤＭ呼ぶ）符号化装置、ＯＣＤＭ復号装置及びＯＣＤＭ伝送システムに適用し得るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光メトロアクセスネットワークの高速、大容量化に適した多重方式としてＯＣＤＭ方式が注目されている。ＯＣＤＭ方式は、送受信装置において、直交する符号系列を用いて各チャネルを符号化／復号することにより多重を実現する方式である。以下に示すように、符号化／復号の実現方法としては、実現の容易性と製造コスト面で有利ないわゆるチャープドファイバブラッグ回折格子（Ｆｉｂｅｒ　Ｂｒａｇｇ　Ｇｒａｔｉｎｇ；以下、ＦＢＧと呼ぶ）を用いた時間拡散／波長ホッピングによる方法がある。チャープドファイバブラッグ回折格子は、複数個の異なる回折格子をファイバの長手方向に形成したものである。
【０００３】
まず、特許文献１に記載されている時間拡散／波長ホッピングによる符号化及び復号の過程を図２を用いて説明する。なお、図２は、一例としてデータ周期Ｔｂと符号周期Ｔｃとが等しい場合を示しているが、データ周期Ｔｂと符号周期Ｔｃとが異なる場合においても符号化／復号は可能である（非特許文献１参照）。
【０００４】
送信側においては、図２（ａ１）に示すように、光信号でなる送信データ１０１が符号化器１０３に入力される。光信号でなる送信データ１０１（１０２）は、所定数でなる波長数Ｎ１（図２では３個）の波長λ１〜λ３を、電気信号でなる送信データに従い、Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ｚｅｒｏ（ＲＺ）フォーマットで強度変調したものであり、図２（ａ２）に示すように、データ周期Ｔｂ毎のタイムスロット（チップ）に有効なデータが生じるものである。送信データ１０１に含まれる各波長成分をそれぞれ、符号化器１０３において、特定の符号パターン（Ｃｏｄｅ１）に従う特定の時間だけ遅延され（符号化され）、図２（ａ３）に示すように、時間軸上において波形が拡散された光信号１０５となる。
【０００５】
以上のようにして、波長成分に応じた遅延時間で時間拡散されて得られた光信号１０５は、伝送路１０４を介して復号器１０６に到達する。
【０００６】
復号器１０６においては、入力された光信号１０５における各波長成分が、特定の符号パターン（Ｃｏｄｅ１）に従う特定の時間だけ遅延され（復号され）、図２（ａ４）に示すように、時間軸上において逆拡散され（各波長成分の遅延時間差が相殺され）、同一チップ期間に各波長成分が重畳された、当初の送信データ１０１と同じ受信データ１０７（１０８）が得られる。
【０００７】
なお、図２（ｂ１）〜図２（ｂ４）には、符号化器１０３と復号器１０６での符号パターンが異なる場合を示している。
【０００８】
従って、光信号でなる受信データ１０７（１０８）を例えば光電変換した後に、閾値と比較することにより、送受の符号パターンが同一の場合には元の情報系列（電気信号でなる送信データ）が取り出され、送受の符号パターンが異なる場合には元の情報系列が取り出せないことになる。
【０００９】
また、時間拡散／波長ホッピングされた各チャネルの光信号（１０５）を合波器で多重して伝送路に送出した場合でも、符号パターンの直交性が保たれていれば、分岐器を介して、あるチャネルの復号器１０６に、多重光信号が与えられても、自己の符号パターンと合致する所望の受信データ（所望の情報系列）だけを取り出すことができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−２０９１８６号公報
【００１１】
【非特許文献１】
Ｘ．Ｗａｎｇ及びＫ．Ｔ．Ｃｈａｎ著、「Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｄａｔａ　ｒａｔｅｓ　ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ　ＦＯ−ＣＤＭＡ　ｓｙｓｔｅｍｓ」、ＯＥＣＣ２０００、１４Ａ２−５、ｐ．４５８（２０００）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
時間拡散／波長ホッピング方式では、上述した原理説明から分かるように、複数の波長をもつ光信号１０５を伝送する必要がある。
【００１３】
しかし、伝送路である光ファイバには波長分散性があるため、復号器１０６には、各波長成分間で異なる伝搬時間差を生じて光信号が到達する。そのため、復号が正しく実行されないことも生じる。また、複数チャネルを多重伝送する送受信システムの場合には、光ファイバの波長分散性のため、符号パターン間の直交性がくずれ、他チャネルが悪影響を与える恐れがある。
【００１４】
かかる不都合を解決するため、波長分散による各波長成分の伝搬時間差は別途補償する必要がある。波長分散補償の方法として、既に、種々の光伝送システムで、分散補償ファイバや位相共役器を伝送路に挿入する方法等が適用されている。しかし、いずれの場合にしても、部品点数が増え、ＯＣＤＭ符号化装置（送信装置）及び又はＯＣＤＭ復号装置（受信装置）の規模が大きくなると共に、装置が高価になるという課題を生じる。
【００１５】
そのため、伝送路の波長分散の相殺構成を有しても、システム要素を小規模かつ安価にできる光送信装置、光受信装置、光伝送システムが望まれている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、第１の本発明は、電気送信データに応じた多波長パルスを、自己の符号パターンに従って、時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行う符号化部を有する光送信装置において、上記符号化部が、符号化での各波長成分毎の時間遅延と、対向する光受信装置との伝送路の波長分散性によって生じる各波長成分毎の伝搬遅延の差を予めα（０＜α≦１００）％だけ補償するプリチャープ処理の時間遅延とを同時に行うものであることを特徴とする。
【００１７】
第２の本発明は、時間拡散／波長ホッピング方式によって符号化されている光信号が入力され、その光信号を、自己の復号パターンに従って復号する復号部を有する光受信装置において、上記復号部が、復号での各波長成分毎の時間遅延と、対向する光送信装置との伝送路の波長分散性によって生じる各波長成分毎の伝搬遅延の差をβ（０＜β≦１００）％だけ補償する分散補償処理の時間遅延とを同時に行うものであることを特徴とする。
【００１８】
第３〜第５の本発明は、電気送信データに応じた多波長パルスを、自己の符号パターンに従って、時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行う符号化部を有する光送信装置と、この光送信装置が送信した、時間拡散／波長ホッピング方式によって符号化されている光信号を、自己の復号パターンに従って復号する復号部を有する光受信装置とが、伝送路を挟んで対向している光伝送システムに関する。
【００１９】
そして、第３の本発明は、光送信装置として、第１の本発明のものを適用したことを特徴とする。
【００２０】
第４の本発明は、光受信装置として、第２の本発明のものを適用したことを特徴とする。
【００２１】
第５の本発明は、光送信装置として、第１の本発明のものを適用すると共に、光受信装置として、第２の本発明のものを適用し、上記光送信装置でのプリチャープ処理に係るα％と、上記光受信装置での分散補償処理に係るβ％との和が１００％であることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による光送信装置、光受信装置及び光伝送システムを、ＯＣＤＭ符号化装置、ＯＣＤＭ復号装置及びＯＣＤＭ伝送システムに適用した第１の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、第１の実施形態のＯＣＤＭ伝送システムの全体構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１において、第１の実施形態のＯＣＤＭ多重伝送システム１は、２チャネルの多重伝送を行うものであり、チャネル１送信装置（ＯＣＤＭ符号化装置）２−１及びチャネル２送信装置（ＯＣＤＭ符号化装置）２−２を有すると共に、チャネル１受信装置（ＯＣＤＭ復号装置）３−１及びチャネル２受信装置（ＯＣＤＭ復号装置）３−２を有する。
【００２５】
また、ＯＣＤＭ多重伝送システム１は、チャネル１送信装置２−１及びチャネル２送信装置２−２から出力された光信号（時間拡散／波長ホッピングされた光信号）を合波する合波器４、合波器４の出力光信号（多重光信号）を伝送する伝送路５、及び、伝送路５から到達した多重光信号を２分岐してチャネル１受信装置３−１及びチャネル２受信装置３−２に分配する分岐器６を有する。
【００２６】
ここで、伝送路５は、波長分散性を有する光ファイバでなっている。なお、光増幅器などが途中に介在している場合には、それも含めて伝送路５と表現している。
【００２７】
各送信装置２−１、２−２はそれぞれ、多波長パルス光源１０−１、１０−２、変調器１１−１、１１−２及びプリチャープ／符号化器１２−１、１２−２を有する。
【００２８】
各多波長パルス光源１０−１、１０−２はそれぞれ、波長数Ｎ１の波長成分λ１、λ２、…、λＮ１を有する多波長パルスを出射して変調器１１−１、１１−２に与えるものである。ここで、多波長パルスのパルス幅はチップ時間に応じており、多波長パルスのパルス間隔はデータ周期Ｔｂに応じている。
【００２９】
各変調器１１−１、１１−２はそれぞれ、電気信号でなる送信データに応じて、多波長パルス光源１０−１、１０−２からの多波長パルスを強度変調してプリチャープ／符号化器１２−１、１２−２に与えるものである。
【００３０】
各プリチャープ／符号化器１２−１、１２−２はそれぞれ、変調器１１−１、１１−２からの出力光信号における各波長成分に対し、異なる遅延時間を付与するものである。ここで、各波長成分に付与する遅延時間は、そのチャネルの符号パターンに応じて定まる時間と、伝送路５の波長分散を考慮したプリチャープでの時間との和となっている。各プリチャープ／符号化器１２−１、１２−２は、符号化（時間拡散／波長ホッピング）の時間遅延とプリチャープの時間遅延とを順次行うものでなく、これらの時間遅延を融合して（同時に）行う光学部材である。
【００３１】
ここで、チャネル１のプリチャープ／符号化器１２−１による符号化のパターンと、チャネル２のプリチャープ／符号化器１２−２による符号化のパターンとは異なっている（直交している）。
【００３２】
なお、伝送路５の波長分散による各波長成分毎の伝搬時間の相違は、プリチャープ／符号化器１２−１、１２−２によるプリチャープ機能と、後述する分散補償／復号器２０−１、２０−２による分散補償機能とで解消するようにしている。プリチャープ機能による解消比率と、分散補償機能による解消比率との組合せは、任意であっても良く、例えば、５０％対５０％を適用できる。
【００３３】
各チャネルのプリチャープ／符号化器１２−１、１２−２から出力された光信号は、合波器４で合波（多重）され、伝送路５を通過して分岐器６に与えられ、分岐器６で２分岐され、各チャネルの受信装置３−１、３−２に到達する。
【００３４】
各受信装置３−１、３−２はそれぞれ、分散補償／復号器２０−１、２０−２及び受光器２１−１、２１−２を有する。
【００３５】
各分散補償／復号器２０−１、２０−２はそれぞれ、入力光信号における各波長成分に対し、異なる遅延時間を付与するものである。ここで、各波長成分に付与する遅延時間は、そのチャネルの復号パターン（符号化パターン）に応じて定まる時間と、伝送路５の波長分散を考慮した分散補償の時間との和となっている。各分散補償／復号器２０−１、２０−２は、復号のための時間遅延と分散補償のための時間遅延とを順次行うものでなく、これらの時間遅延を融合して（同時に）行う光学部材である。
【００３６】
ここで、チャネル１の分散補償／復号器２０−１の復号パターンは、チャネル１のプリチャープ／符号化器１２−１による符号化パターンと対応しており、チャネル２の分散補償／復号器２０−２の復号パターンは、チャネル２のプリチャープ／符号化器１２−２による符号化パターンと対応している。
【００３７】
各受光器２１−１、２１−２はそれぞれ、分散補償／復号器２０−１の光信号を電気信号（受信データ）に変換するものである。なお、図示は省略するが、得られた電気信号（受信データ）を閾値と比較して、最終的に、受信データを確定する。
【００３８】
次に、第１の実施形態のＯＣＤＭ伝送システム１の動作を、図１を用いて説明する。
【００３９】
チャネル１送信装置２−１においては、多波長パルス光源１０−１から出射されたパルス光を電気信号でなる送信データに従い、変調器１１−１によって強度変調する。変調器１１−１の出力光信号に対し、プリチャープ／符号化器１２−１によって符号化とプリチャープを行なう。チャネル２送信装置２−２においても、チャネル１とは異なる符号パターンを用いて、同様にデータ変調、符号化、プリチャープを行なう。
【００４０】
チャネル１送信装置２−１及びチャネル２送信装置２−２の両方から出力された光信号は合波器３１１により多重された後、伝送路５に送出される。伝送路５を通過した光信号は、分波器６により、チャネル１受信装置３−１及びチャネル２受信装置３−２に分配される。
【００４１】
チャネル１受信装置３−１においては、分配された光信号をプリチャープ／符号化器２−１と同一の符号に係る復号パターンに従って、分散補償／復号器２０−１によって復号し、同時に分散補償をする。受光器２１−１において、入力光信号を電気信号に変換し、受信データを取り出す。チャネル２受信装置３−２においても、チャネル２送信装置２−２側で使用した符号と同一の符号に係る復号パターンに従う分散補償／復号器２０−２を用いて同様に受信データを取り出す。
【００４２】
次に、プリチャープ／符号化器１２−１、１２−２及び分散補償／復号器２０−１、２０−２による波長成分毎の遅延時間の選定方法について説明する。なお、以下の説明で用いるシステムパラメータは、表１に記述したものとする。
【００４３】
【表１】
2004128530.tif 000003
プリチャープ／符号化器において、与えられた符号パターンによる各波長λｉの時間差を、（１）式に示すように、最短波長λ１からの相対時間差ΔＴｃｉで表す。
【００４４】
ΔＴｃｉ＝Ｔｉ−Ｔ１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
分散補償／復号器２０−１、２０−２で送信側の符号パターンに対応する復号パターンで復号する場合、復号パターンにおける各波長λｉの最短波長λ１からの相対時間差は、（２）式で表される。
【００４５】
−ΔＴｃｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
また、波長分散の定義より、伝送路５上の距離ｚだけ伝搬した後の波長成分間の時間差ΔＴｔｉは、（３）式で表すことができる。ここで、波長成分間の時間差は、最短波長λ１成分からの相対時間差で示している。
【００４６】
ΔＴｔｉ＝Ｄｚ（λｉ−λ１）　　　　　　　　　　　　　　　（３）
これら（１）式〜（３）式より、プリチャープ／符号化器１２−１、１２−２及び分散補償／復号器で２０−１、２０−２でそれぞれ、（４）式、（５）式で示される時間遅延を各波長成分に与えるようにすれば、分散補償することができる。
【００４７】
ΔＴｃｉ−ａ・ΔＴｔｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４）
−ΔＴｃｉ−（１−ａ）・ΔＴｔｉ　　　　　　　　　　　　　（５）
ここで、０＜＝ａ＜＝１であり、ａ＝０の場合（後述する第２の実施形態）、波長分散の相殺を分散補償／復号器で２０−１、２０−２での分散補償のみで実現していることになり、ａ＝１の場合（後述する第３の実施形態）、プリチャープ／符号化器１２−１、１２−２でのプリチャープ機能のみで実現していることになる。
【００４８】
図３は、プリチャープ／符号化器１２−１、１２−２や分散補償／復号器２０−１、２０−２に適用可能な光学部材、言い換えると、波長成分毎に異なる遅延時間を付与する波長別遅延光学部材の構成例を示している。
【００４９】
波長別遅延光学部材３０は、図３（ａ）に示すように、サーキュレータ３１及びＦＢＧ３２を有する。ＦＢＧ３２は、図３（ｂ２）に、３波長λ１、λ２、λ３の場合を例示するように、各波長λ１、λ２、λ３の周期に応じた屈折率変化部分をそれぞれ有し、図３（ｂ１）に示すように、各波長λ１、λ２、λ３の成分をそれぞれ、その波長に係る屈折率変化部分で反射させるものである。すなわち、ＦＢＧ３２の入出力端から屈折率変化部分までの往復時間が、各波長λ１、λ２、λ３で異なるようにさせることにより、波長成分毎に異なる遅延時間を付与できるものである。
【００５０】
より具体的に説明する。ＦＢＧ３２とは、ファイバのコアの屈折率を長手方向に周期的に変化させ、回折格子を作成したものである。格子ピッチΛｉと反射波長λｉとの関係は、ＦＢＧ３２の平均屈折率をｎとすると、（６）式で表される。従って、回折格子の格子ピッチを決めることにより、特定の波長の光のみを反射させることができる。
【００５１】
λｉ＝２・ｎ・Λｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（６）
一つのファイバ上で異なる格子ピッチをもつ複数の回折格子をそれぞれ異なる位置に配置すると、格子ピッチに対応する複数の波長成分をもつ入射光が反射される。かつ、各波長成分は、反射位置が異なるために波長成分間で遅延が生じ、異なる時間差をもって反射される。
【００５２】
従って、図３（ａ）のように、入力光をサーキュレータ３１を介して、各波長の反射位置を符号パターンに従って配置されたＦＢＧ３２に入力し、反射光をサーキュレータ３１を介して出力することにより、時間拡散／波長ホッピング方式により符号化された出力光が得られる。
【００５３】
同様に、ＦＢＧ３２の反射位置を復号パターンに従って配置することにより、時間拡散／波長ホッピング方式により復号することができる。
【００５４】
上述した（４）式、（５）式に示す、各波長成分毎の時間遅延を、ＦＢＧ３２の回折格子位置で表すと、（７）式及び（８）式が得られる。なお、（７）式及び（８）式は、各波長成分について、最短波長λ１成分からの相対位置で表している。また、（７）式及び（８）におけるｃは光速である。
【００５５】
（ΔＴｃｉ−ａ・ΔＴｔｉ）・ｃ／２・ｎ　　　　　　　　　　　（７）
（−ΔＴｃｉ−（１−ａ）・ΔＴｔｉ・ｃ／２・ｎ　　　　　　　（８）
以下、システム仕様が表２であり、表１中のパラメータｍｉが（ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４，ｍ５）＝（０，１５，５，２０，１０）となる符号を実装するＦＢＧ３２の具体例を説明する。ここでは、プリチャープによる波長分散の相殺比率と分散補償による波長分散の相殺比率とが等しい（ａ＝１−ａ＝０．５）とする。
【００５６】
【表２】
2004128530.tif 000004
多波長信号光の波長は、（λ１，λ２，λ３、λ４，λ５）＝（１５５０．４，１５５１．２，１５５２．０，１５５２．８，１５５３．６〕［ｎｍ］である。よって、回折格子のピッチΛｉは、（６）式より、（Λ１，Λ２，Λ３，Λ４，Λ５）＝（４．５８９，４．５９２，４．５９４，４．５９６，４．５９９）［μｍ］となる。表１中のパラメータｍｉは、（ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４，ｍ５）＝（０，１５，５，２０，１０）であるので、（１）式のΔＴｃｉは、（ΔＴｃ１，ΔＴｃ２、ΔＴｃ３，ΔＴｃ４、ΔＴｃ５）＝（０，２４０，８０，３２０，１６０）［ｐｓ］となる。使用波長から、（３）式のΔＴｔｉは、（ΔＴｔ１，ΔＴｔ２、ΔＴｔ３，ΔＴｔ４，ΔＴｔ５）＝（０，１４４５，２８９０，４３３６，５７８１）［ｐｓ］となる。
【００５７】
その結果、（７）式、（８）式を用いて求まるプリチャープ／符号化器、分散補償／復号器の回折格子の配置は図４に示すようになる。
【００５８】
以上のように、第１の実施形態によれば、伝送路（光ファイバ）５の波長分散を相殺する構成を設けているので、高精度に光伝送することができる。
【００５９】
また、伝送路（光ファイバ）５の波長分散を相殺する構成として、それ専用の構成を設けず、符号化器及び復号器に、波長分散を相殺する機能を設けたので、送信装置及び受信装置の規模を小さくできると共に、安価なものとすることができる。
【００６０】
プリチャープ機能を有する符号化器や分散補償機能を有する復号器を、ＦＢＧを利用して構成した場合において、波長分散の相殺機能を、符号化器及び復号器に振り分けているので、ＦＢＧの長さとして、長い方でもさほど長くならず（後述する第２の実施形態や第３の実施形態との相違点）、ＦＢＧの製造を容易にすることができる。
【００６１】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による光送信装置、光受信装置及び光伝送システムを、ＯＣＤＭ符号化装置、ＯＣＤＭ復号装置及びＯＣＤＭ伝送システムに適用した第２の実施形態を図面を参照しながら簡単に説明する。
【００６２】
図５は、第２の実施形態のＯＣＤＭ伝送システムの全体構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
【００６３】
第２の実施形態のＯＣＤＭ伝送システム１Ａは、各送信装置２−１、２−２において、時間拡散／波長ホッピング処理する符号化器１２−１Ａ、１２−２Ａがプリチャープ機能を有しない点が第１の実施形態と異なっている。言い換えると、各受信装置３−１、３−２における分散補償／復号器２０−１、２０−２が、伝送路５の波長分散の相殺機能を全て担っている点が第１の実施形態と異なっている。
【００６４】
このことは、上述した（４）式及び（５）式におけるａが０である場合に相当する。
【００６５】
符号化器１２−１Ａ、１２−２ＡをＦＢＧを用いて構成する場合、符号パターンに従った時間遅延だけを実現できるようにＦＢＧを構成すれば良く、一方、分散補償／復号器２０−１、２０−２をＦＢＧを用いて構成する場合、復号パターンに従った時間遅延と、波長分散を１００％相殺するための時間遅延との双方を実現できるようにＦＢＧを構成すれば良い。
【００６６】
図６は、システム仕様が上述した表２の場合において、符号化器１２−１Ａ又は１２−２Ａ、分散補償／復号器２０−１又は２０−２に適用されるＦＢＧ３２の回折格子の配置の具体例を、参考のために示している。但し、回折格子のピッチΛｉは上述した図４の場合と同様であるため省略している。
【００６７】
以上のように、第２の実施形態によっても、伝送路（光ファイバ）５の波長分散を相殺する構成を設けているので、高精度に光伝送することができる。また、伝送路（光ファイバ）５の波長分散を相殺する構成として、それ専用の構成を設けず、復号器に、波長分散を相殺する機能を設けたので、送信装置及び又は受信装置の規模を小さくできると共に、安価なものとすることができる。特に、送信装置を小型化でき、装置設置スペースの問題等、受信側より送信側における伝送装置のサイズが制限されているような送受信で非対称な環境、あるいは、既存のシステムに端末を追加するときに追加分の伝送路における波長分散を補償しなければならない状況において、好適なものである。
【００６８】
伝送路（光ファイバ）５の波長分散の相殺を、分散補償／復号器だけが担っているので、復号器だけに波長分散を考慮した設計を実行すれば良く、設計が容易になるという効果を奏する。
【００６９】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明による光送信装置、光受信装置及び光伝送システムを、ＯＣＤＭ符号化装置、ＯＣＤＭ復号装置及びＯＣＤＭ伝送システムに適用した第３の実施形態を図面を参照しながら簡単に説明する。
【００７０】
図７は、第３の実施形態のＯＣＤＭ伝送システムの全体構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
【００７１】
第３の実施形態のＯＣＤＭ伝送システム１Ｂは、各受信装置３−１、３−２における復号器２０−１Ｂ、２０−２Ｂが分散補償機能を有しない点が第１の実施形態と異なっている。言い換えると、各送信装置２−１、２−２におけるプリチャープ／符号化器１２−１、１２−２が、伝送路５の波長分散の相殺機能を全て担っている点が第１の実施形態と異なっている。
【００７２】
このことは、上述した（４）式及び（５）式におけるａが１である場合に相当する。
【００７３】
プリチャープ／符号化器１２−１、１２−２をＦＢＧを用いて構成する場合、符号パターンに従った時間遅延と、波長分散を１００％相殺するプリチャープのための時間遅延との双方をを実現できるようにＦＢＧを構成すれば良く、一方、復号器２０−１Ｂ、２０−２ＢをＦＢＧを用いて構成する場合、復号パターンに従った時間遅延だけを実現できるようにＦＢＧを構成すれば良い。
【００７４】
図８は、システム仕様が上述した表２の場合において、プリチャープ／符号化器１２−１又は１２−２、復号器２０−１Ｂ又は２０−２Ｂに適用されるＦＢＧ３２の回折格子の配置の具体例を、参考のために示している。但し、回折格子のピッチΛｉは上述した図４の場合と同様であるため省略している。
【００７５】
以上のように、第３の実施形態によっても、伝送路（光ファイバ）５の波長分散を相殺する構成を設けているので、高精度に光伝送することができる。また、伝送路（光ファイバ）５の波長分散を相殺する構成として、それ専用の構成を設けず、符号化器に、波長分散を相殺する機能を設けたので、送信装置及び又は受信装置の規模を小さくできると共に、安価なものとすることができる。特に、受信装置を小型化でき、装置設置スペースの問題等、送信側より受信側における伝送装置のサイズが制限されているような送受信で非対称な環境、あるいは、既存のシステムに端末を追加するときに追加分の伝送路における波長分散を補償しなければならない状況において、好適なものである。
【００７６】
伝送路（光ファイバ）５の波長分散の相殺を、プリチャープ／符号化器だけが担っているので、符号化器だけに波長分散を考慮した設計を実行すれば良く、設計が容易になるという効果を奏する。
【００７７】
（Ｄ）第４の実施形態
次に、本発明による光送信装置、光受信装置及び光伝送システムを、ＯＣＤＭ符号化装置、ＯＣＤＭ復号装置及びＯＣＤＭ伝送システムに適用した第４の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００７８】
第４の実施形態のＯＣＤＭ伝送システムも、その全体構成が、第１の実施形態に係る図１で表すことができるが、各送信装置２−１、２−１におけるプリチャープ／符号化器１２−１、１２−２、及び、分散補償／復号器２０−１、２０−２の内部構成が、第１の実施形態のもの（図４）と異なっている。
【００７９】
図９は、第４の実施形態におけるプリチャープ／符号化器及び分散補償／復号器の詳細構成を示すものである。
【００８０】
第４の実施形態におけるプリチャープ／符号化器及び分散補償／復号器は共に、サーキュレータ４０、波長合分波器４１、及び、波長数（図９では５波長の例を示している）に等しい数の可動式ミラー４２−１〜４２−５を有する。なお、各可動式４２−１、…、４２−５はそれぞれ、その反射方向に進退動し得るものであり、反射方向の延長線上に波長合分波器４１の所定波長の入出力端が位置している。
【００８１】
図９は、上述した表２で示されるシステム仕様に従っている場合のプリチャープ／符号化器及び分散補償／復号器を示している。すなわち、空間長及び往復遅延時間をも、参考のために示している。
【００８２】
図９（ａ）又は（ｂ）に示すプリチャープ／符号化器又は分散補償／復号器において、入力光は、サーキュレータ４０を介して波長合分波器４１に与えられ、波長合分波器４１によって各波長成分が分離される。分離された各波長成分は、空間上を伝搬し、それぞれ可動式ミラー４２−１、…、４２−５で反射された後、波長合分波器４１で再び合波される。合波された光は、サーキュレータ４０を介して取り出すことにより、出力光となる。
【００８３】
ここで、プリチャープ／符号化器の場合には、各波長成分に対し、波長合分波器４１で分波されてから、再合波されるまでの伝搬時間の相対的時間差を、上述した（４）式で表される時間にすることにより、時間拡散／波長ホッピング方式による符号化とプリチャープを同時に実現することができる。
【００８４】
また、分散補償／復号器の場合にも、各波長成分に対し、波長合分波器４１で分波されてから、再合波されるまでの伝搬時間の相対的時間差を、上述した（５）式で表される時間にすることにより、時間拡散／波長ホッピング方式による復号と分散補償が同時に実現することができる。
【００８５】
一例として、Ｐｒｉｍｅ−ｈｏｐ系列ＰＯＨ２の符号化器及び復号器を設計する場合を説明する。
【００８６】
表２に示すシステム仕様であるので、上述した（１）のΔＴｃｉ及び（３）式のΔＴｔｉはそれぞれ、（ΔＴｃ１，ΔＴｃ２，ΔＴｃ３，ΔＴｃ４，ΔＴｃ５）＝（０，２４０，８０，３２０，１６０）［ｐｓ］、（ΔＴｔ１，ΔＴｔ２，ΔＴｔ３，ΔＴｔ４，ΔＴｔ５）＝（０，１４４５，２８９０，４３３６，５７８１）［ｐｓ］である。各波長成分が空間上を伝搬することから、屈折率ｎ＝１とすると、（７）式、（８）式を用いて求まる符号化器及び復号器の可動式ミラー４２−１〜４２−５の配置は、図９に示すようになる。但し、図中の往復遅延時間は、波長λ１の往復伝搬時間からの差を示している。
【００８７】
第４の実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。これに加えて、以下の効果も奏することができる。
【００８８】
第４の実施形態によれば、第１の実施形態のようなＦＢＧ３２を適用して時間遅延の差を形成しているのではなく、波長合分波器４１と、可動式ミラー４２−１、…、４２−５との距離によって、時間遅延の差を形成しているので、伝送路５の長さが設計長さと異なるような場合には、可動式ミラー４２−１、…、４２−５の位置調整などにより、適切な時間拡散／波長ホッピングを実現することができる。
【００８９】
例えば、光ネットワークにおいて、各リンクの伝送路の長さが異なり、各波長成分の位置ずれがリンク毎に異なるような場合でも、各ノードにおいて、プリチャープ／符号化器及び又は分散補償／復号器の可動式ミラー４２−１、…、４２−５の位置をずらすことにより、分散補償の対応が可能である。このことはまた、光ネットワークの各ノードに、同じ構成のプリチャープ／符号化器及び又は分散補償／復号器を搭載した送信装置及び又は受信装置を設置できることを表している。
【００９０】
（Ｅ）第５の実施形態
次に、本発明による光送信装置、光受信装置及び光伝送システムを、ＯＣＤＭ符号化装置、ＯＣＤＭ復号装置及びＯＣＤＭ伝送システムに適用した第５の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００９１】
第５の実施形態のＯＣＤＭ伝送システムも、その全体構成は、第１の実施形態に係る図１で表すことができるが、各送信装置２−１、２−１におけるプリチャープ／符号化器１２−１、１２−２、及び、分散補償／復号器２０−１、２０−２の内部構成が、第１の実施形態のもの（図４）と異なっている。
【００９２】
図１０は、第５の実施形態におけるプリチャープ／符号化器及び分散補償／復号器に適用し得る波長別遅延光学部材の詳細構成を示すものである。
【００９３】
図１０（ａ）において、入力光は波長分波器５０によって各波長成分に分波され、分波された各波長成分はそれぞれ対応する可変遅延器５１−１〜５１−５（図１０（ａ）は波長数が５の場合を示している）によって時間遅延が付与されて波長合波器５２に到達し、波長合波器５２によって各波長成分が合波されて出力光となる。
【００９４】
各可変遅延器５１−１、…５１−５としては、例えば、図１０（ｂ）に示すように、波長分波器５０の出力ポートからの光信号の進路を反時計回りに９０度だけ折曲する固定ミラー６０、固定ミラー６０からの光信号の進路を時計回りに９０度だけ折曲する可動式ミラー６１、可動式ミラー６１からの光信号の進路を時計回りに９０度だけ折曲する可動式ミラー６２、可動式ミラー６２からの光信号の進路を反時計回りに９０度だけ折曲して波長合波器５２の入力ポートに導く固定ミラー６３からなるものを適用し得る。
【００９５】
波長分波器５０の出力ポートから、４枚のミラー６０〜６３を経て、波長合波器５２の入力ポートに至るまでの光路長が遅延時間を規定するものとなっており、波長成分によって、この光路長を適宜選定すれば良い。
【００９６】
伝送路５の長さが設計長さと異なるような場合など、遅延時間の設計値からの変更が必要な場合には、連動して、進退動する可動式ミラー６１及び６２の位置を可変させれば良い。また、各波長成分で、図１０（ｂ）に示す同一の可変遅延器を適用した場合には、可動式ミラー６１、６２の移動量を変えることにより、所望する遅延差を実現することができる。
【００９７】
この第５の実施形態によっても、上述した第４の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００９８】
この第５の実施形態によれば、第４の実施形態に比べ部品点数が増加しているが、可変遅延器の入力と出力が別の部品であるため、出力光を集光する波長合波器５２の開口度を大きくすることにより、第４の実施形態に比べて、各ミラーの反射角や位置に対する条件を緩和することができる。
【００９９】
（Ｆ）他の実施形態
波長成分毎に異なる時間遅延を付与する、第４の実施形態や第５の実施形態の光学部材を、第２の実施形態の符号化器１２−１Ａ、１２−２Ａ及び分散補償／復号器２０−１、２０−２や、第３の実施形態のプリチャープ符号化器１２−１、１２−２及び復号器２０−１Ｂ、２０−２Ｂに適用しても良いことは勿論である。
【０１００】
また、復号、光増幅、符号化の順で処理する光中継装置における復号器や符号化器も、上記各実施形態で説明した分散補償／復号器やプリチャープ／符号化器に置き換えるようにしても良い。光中継器の受信構成は、特許請求の範囲における光受信装置に含まれ、光中継器の送信構成は、特許請求の範囲における光送信装置に含まれる。
【０１０１】
上記各実施形態においては、符号化器と復号器の構成方式が等しいものを示したが、異なっていても良い。例えば、符号化器を第１の実施形態のように構成し、復号器を第４や第５の実施形態のように構成しても良い。
【０１０２】
また、上記各実施形態においては、２チャネルを多重する場合を示したが、３チャネル以上を多重する場合にも、本発明を適用することができ、また、１対１通信にも本発明を適用することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光送信装置、光受信装置及び光伝送システムによれば、伝送路の波長分散を相殺する専用の部材を用いることなく、波長分散を相殺するようにしたので、伝送路の波長分散の相殺構成を有しても、システム要素を小規模かつ安価にできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のＯＣＤＭ伝送システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】時間拡散／波長ホッピング方式の原理説明図である。
【図３】図１のプリチャープ／符号化器や分散補償／復号器に適用する光学部材の説明図である。
【図４】図３の光学部材のＦＢＧの設計例を示す説明図である。
【図５】第２の実施形態のＯＣＤＭ多重伝送システムの全体構成を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態に適用されるＦＢＧの設計例を示す説明図である。
【図７】第３の実施形態のＯＣＤＭ多重伝送システムの全体構成を示すブロック図である。
【図８】第３の実施形態に適用されるＦＢＧの設計例を示す説明図である。
【図９】第４の実施形態のプリチャープ／符号化器、分散補償／復号器の詳細構成例を示すブロック図である。
【図１０】第５の実施形態のプリチャープ／符号化器、分散補償／復号器の詳細構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ＯＣＤＭ伝送システム、２−１、２−２…チャネル送信装置（ＯＣＤＭ符号化装置）、３−１、３−２…チャネル受信装置（ＯＣＤＭ復号装置）、４…合波器、５…伝送路、６…分岐器、１０−１、１０−２…多波長パルス光源、１１−１、１１−２…変調器、１２−１、１２−２…プリチャープ／符号化器、２０−１、２０−２…分散補償／復号器、２１−１、２１−２…受光器、３１、４０…サーキュレータ、３２…ＦＢＧ、４１…波長合分波器、４２−１〜４２−５、６１、６２…可動式ミラー、５０…波長分波器、５１−１〜５１−５…可変遅延器、５２…波長合波器、６０、６３…固定ミラー。
【図１】
2004128530.tif 000005
【図２】
2004128530.tif 000006
【図３】
2004128530.tif 000007
【図４】
2004128530.tif 000008
【図５】
2004128530.tif 000009
【図６】
2004128530.tif 000010
【図７】
2004128530.tif 000011
【図８】
2004128530.tif 000012
【図９】
2004128530.tif 000013
【図１０】
2004128530.tif 000014