(57)【要約】【課題】光符号分割多重通信に用いられる光相関器において、符号間の直交性を高め、単一の装置において生成可能な符号パターンを大幅に増加させる。【解決手段】光パルス信号を周波数分波するための周波数分波素子１１０と、光符号分割多重通信のための周波数軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、該周波数分波素子にて周波数分波された光成分ごとに光路差を形成させるように反射させるための反射体１２０と、該反射体にて反射された各周波数成分を周波数合波するための周波数合波素子１１０と、をそなえるように構成する。【選択図】　　　　図１
2004032468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光符号分割多重通信のための光相関器であって、
光パルス信号を周波数分波するための周波数分波素子と、
光符号分割多重通信のための周波数軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、該周波数分波素子にて周波数分波された光成分ごとに光路差を形成させるように反射させるための反射体と、
該反射体にて反射された各周波数成分を周波数合波するための周波数合波素子と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、光相関器。
【請求項２】
光符号分割多重通信のための光相関器であって、
光パルス信号を周波数分波するための周波数分波素子と、
光符号分割多重通信のための周波数軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、該周波数分波素子にて周波数分波された光成分ごとに光路差を形成させるように反射させるための反射体と、
該反射体にて反射された各周波数成分を周波数合波するための周波数合波素子と、をそなえ、
該反射体が、反射／非反射をアクチュエータにより切替可能な可動ミラーが二次元に複数行複数列配置されるとともに上記光路差を設けるべき周波数成分毎に上記可動ミラーの行配置を対応させて構成され、
かつ、上記行配置ごとの可動ミラーにおいて、周波数成分毎の光路差を設けるためのミラーのみを反射させるように、該可動ミラーの反射／非反射を切り替えるべく上記アクチュエータを制御する制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、光相関器。
【請求項３】
該制御部が、上記アクチュエータの制御に基づく各可動ミラーの反射／非反射の切替パターンを時分割して変化させるように構成されたことを特徴とする、請求項２記載の光相関器。
【請求項４】
該反射体における上記周波数成分毎の光路上に位相遅延素子が配置されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項記載の光相関器。
【請求項５】
光符号分割多重通信のための時間軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、該周波数分波素子にて分波された各光成分に位相差を設けるように該位相遅延素子を制御する位相遅延素子制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項４記載の光相関器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光符号分割多重通信に用いられる光相関器に関するものである。光相関器とは、光符号分割多重通信における光拡散器および光逆拡散器の総称である。
【０００２】
【従来の技術】
符号分割多重（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＣＤＭ）は、スペクトル拡散通信に基づく多元接続手法であり、各信号に異なる符号を割り当てることにより多元・多重化を行なう。スペクトル拡散通信技術は、秘話性・耐妨害性が高いという特徴から、無線での軍事通信を目的として研究されてきた。
【０００３】
また、非同期・多重アクセスが可能であることや、他の多重化手法である時間分割多重（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＴＤＭ），周波数分割多重（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＦＤＭ）では設計値以上のチャネルからのアクセスを拒否するのに対して、ＣＤＭではＳＮ劣化は生じるがアクセスが可能（即ち過負荷通信が可能）であり、また周波数利用効率が高いなど優れた特徴も併せ持つ。これらの特徴を活かし、現在ＣＤＭ技術は携帯電話を初め無線領域での利用が非常に活発に進展している。
【０００４】
ＣＤＭ技術を光領域に適用する試み、すなわち光符号分割多重通信（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＣＤＭ）の研究が近年盛んになっている。光領域にＣＤＭ技術を持ち込むことで、拡散符号による多重化・多元接続を図ることが期待されている。
図９は従来の光相関器としての光拡散器８００および光逆拡散器９００を示すブロック図であるが、この図９に示す光拡散器８００は、カプラ８０１〜８０４，遅延線８０５〜８０７，位相シフタ８１１〜８１４およびスターカプラ８１５をそなえている。
【０００５】
ここで、４つのカプラ８０１〜８０４は遅延線８０５〜８０７を介してタンデムに接続されており、それぞれ入射される光について２分岐する。位相シフタ８１１〜８１４は各カプラ８０１〜８０４で分岐された光についての位相を所定の符号パターンでシフトさせるようになっている。スターカプラ８１５は、位相シフタ８１１〜８１４からの出力光を合波する。
【０００６】
すなわち、各位相シフタ８１１〜８１４への光は、カプラ８０１〜８０４間の遅延線８０５〜８０７の総距離で定まる遅延を受けた後に入射されて、符号パターンとして例えば各パルスに０／πの位相シフト（Ｂｉｎａｒｙ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ：ＢＰＳＫ変調）を与えるようになっている。具体的には、この図９に示すように、位相シフタ８１１〜８１４においては、符号パターンとして、それぞれ順に［０，π，０，π］の位相シフトを与えている。
【０００７】
これにより、入射された光パルス信号Ｐ１が光拡散器８００に入射されると、この信号Ｐ１を拡散させることにより、符号パターン情報を含む一定間隔を有する４つの光パルス列としての出射パルス信号Ｐ１′得ることができる。
上述の光拡散器８００にて拡散された光パルス信号は受信側の光逆拡散器９００において逆拡散処理が施されるが、この光逆拡散器９００としても、光拡散器８００と同様のカプラ９０１〜９０４，遅延線９０５〜９０７およびスターカプラ９１５をそなえているが、位相シフタ９１１〜９１４にて位相シフトさせるための符号パターンが、光拡散器８００における位相シフタ８１１〜８１４におけるものと反対の符号パターンを有している。
【０００８】
すなわち、位相シフタ９１１〜９１４は、各カプラ９０１〜９０４で分岐された光についての位相を位相シフタ８１１〜８１４とは逆の符号パターン（図９の場合においては［π，０，π，０］の符号パターン）でシフトさせるようになっている。
これにより、カプラ９２５で合波された後の光パルス信号は、自己相関特性にピークが生じ、閾値処理を施すことにより入力パルスＰ１を復号させることができるのである。尚、位相シフタ９１１〜９１４の位相シフトさせるための（符号パターン）として、逆拡散のための符号パターン以外のパターンである場合には、自己相関ピークが小さくなるため、入力パルスは復号されない。
【０００９】
上述の図９に示す光相関器としての光拡散器８００および光逆拡散器９００においては、時間軸上のみでの拡散／逆拡散を行なっているのに対して、図１０に示すように、周波数軸および時間軸上における拡散／逆拡散を行なう技術についても開発されている。
この技術においては、短パルス光源８３０にて光変調されたデータ系列（光パルス信号Ｐ２）について、サーキュレータ８４０とチャ−プトファイバブラッググレーティング（Ｃｈｉｒｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒ　Ｂｒａｇｇ　Ｇｒａｔｉｎｇ，以下、ＦＢＧと記載する）８５０からなる符号器８６０で光拡散（符号化）を行なうようになっている。
【００１０】
ここで、ＦＢＧ８５０は、長手方向（光パルス信号の伝播方向）に反射波長が異なるように構成されている。例えば図１０に示すように、入射光の波長λ２成分を最初に反射させ、次いで波長λ１成分を反射させ、次いで波長λ３成分を反射させるように構成する。
これにより、短パルス光源８３０からの光パルス信号をサーキュレータ８４０を介して入射されて、反射された波長成分がサーキュレータ８４０を通過すると、時間軸上で一定間隔の波長成分を有するパルス列Ｐ２′を形成する。換言すれば、この反射される波長成分の時間軸上の配列を符号パターンとして符号化（拡散）を行なっているのである。
【００１１】
また、上述の符号器８６０により拡散された光パルス信号を光逆拡散器にて逆拡散する時には、図１０に示すようなサーキュレータ９４０とＦＢＧ９５０からなる復号器９６０で光逆拡散（復号化）を行なうようになっている。この復号器９６０のＦＢＧ９５０は、符号器８６０のＦＢＧ８５０とは対称の構造（反射される波長成分の時間軸上の配列が逆となるような構造）となるように構成されている。
【００１２】
例えば図１０に示すように、入射光の波長λ３成分を最初に反射させ、次いで波長λ１成分を反射させ、次いで波長λ２成分を反射させるように構成する。このようにして、復号器９６０では各波長成分の遅延量を一致させて、拡散前のパルス列Ｐ２を復元しているのである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の光相関器では、時間軸上のみでの拡散を行なう場合には、相互相関関数波形のサイドローブによる干渉雑音が大きいため、多重数を大きくすることが困難であり、符号間の直交性を持たせることも困難となる。
【００１４】
また、図１０に示すようなＦＢＧ８５０，９５０を用いて周波数軸上での拡散／逆拡散を行なう手法では、符号間の直交性を持たせている反面、一つのＦＢＧには一つの符号パターンのみが書き込まれるようになるので、固定された符号パターンでのみ拡散／逆拡散を行なうに止まる。従って、符号パターンを自由に設定するためには、符号パターンの数だけＦＢＧを用意しなくてはならず、システム設計上の柔軟性に支障をきたすという課題がある。
【００１５】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、符号間の直交性を高めるとともに、単一の装置において生成可能な符号パターンを大幅に増加させることができるようにした、光相関器を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の光相関器は、光符号分割多重通信のための光相関器であって、光パルス信号を周波数分波するための周波数分波素子と、光符号分割多重通信のための周波数軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、該周波数分波素子にて周波数分波された光成分ごとに光路差を形成させるように反射させるための反射体と、該反射体にて反射された各周波数成分を周波数合波するための周波数合波素子と、をそなえて構成されたことを特徴としている（請求項１）。
【００１７】
また、本発明の光相関器は、光符号分割多重通信のための光相関器であって、光パルス信号を周波数分波するための周波数分波素子と、光符号分割多重通信のための周波数軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、該周波数分波素子にて周波数分波された光成分ごとに光路差を形成させるように反射させるための反射体と、該反射体にて反射された各周波数成分を周波数合波するための周波数合波素子と、をそなえ、該反射体が、反射／非反射をアクチュエータにより切替可能な可動ミラーが二次元に複数行複数列配置されるとともに上記光路差を設けるべき周波数成分毎に上記可動ミラーの行配置を対応させて構成され、かつ、上記行配置ごとの可動ミラーにおいて、周波数成分毎の光路差を設けるためのミラーのみを反射させるように、該可動ミラーの反射／非反射を切り替えるべく上記アクチュエータを制御する制御部をそなえて構成されたことを特徴としている（請求項２）。
【００１８】
上述の本発明の光相関器においては、好ましくは、該制御部を、上記アクチュエータの制御に基づく各可動ミラーの反射／非反射の切替パターンを時分割して変化させるように構成することとしてもよい（請求項３）。
さらに、該反射体における上記周波数成分毎の光路上に位相遅延素子を配置してもよく（請求項４）、この場合においては、光符号分割多重通信のための時間軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、該周波数分波素子にて分波された各光成分に位相差を設けるように該位相遅延素子を制御する位相遅延素子制御部をそなえて構成することとしてもよい（請求項５）。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態を説明する。
［Ａ１］第１実施形態の説明
図２は本発明の第１実施形態にかかる光相関器１００（図１参照）が適用される光符号分割多重通信システム１０を示すブロック図であり、この図２に示す光符号分割多重通信システム１０は、本実施形態にかかる光符号分割多重通信により光パルス信号の送受を行なう送信装置１１〜１３および受信装置１４〜１６とともに、光カプラ１７，１８および伝送路としての光ファイバ１９をそなえている。即ち、送信装置１１〜１３から送信された光パルス信号はカプラ１７で合波されて光ファイバ１９を通じて伝播され、光カプラ１８で分波されて受信装置１４〜１７にて受信されるようになっている。
【００２０】
ここで、送信装置１１〜１３はそれぞれ、本実施形態にかかる光拡散器２１〜２３と、光変調されたデータ系列（光パルス信号）を出力するための短パルス光源３１〜３３と、短パルス光源３１〜３３からの光パルス信号は光拡散器２１〜２３側へ出射する一方光拡散器２１〜２３からの光パルス信号は伝送路としての光ファイバ１９へ出射するサーキュレータ３４〜３６をそなえて構成されている。
【００２１】
さらに、受信装置１４〜１６はそれぞれ、本実施形態にかかる光逆拡散器２４〜２６と、伝送路としての光ファイバ１９からの光パルス信号は光逆拡散器２４〜２６側へ出射する一方光逆拡散器２４〜２６からの光パルス信号については図示しない受信信号処理のための機能部へ出射するサーキュレータ３７〜３９をそなえて構成されている。
【００２２】
また、図２に示す光符号分割多重通信システム１０においては、スペクトル拡散通信に基づき、時間軸および周波数各信号に異なる符号を割り当てることにより多元・多重化接続を行なうようになっている。
具体的には、送信装置１１〜１３における光拡散器２１〜２３により、互いに異なるパターン♯１〜♯３の符号パターンで、短パルス光源３１〜３３にて変調された光パルス信号としての入射パルスを拡散するようになっている。
【００２３】
同様に、受信装置１４〜１６における光逆拡散器２４〜２６により、上述のパターン♯１〜♯３の符号パターンに対する逆の符号パターン♯１Ｒ〜♯３Ｒを用いることにより、拡散された光パルス信号について逆拡散するようになっている。換言すれば、これらの受信装置２４〜２６においては、自身の光逆拡散器２４〜２６で持っている逆拡散のための符号パターン♯１Ｒ〜♯３Ｒに対応する符号パターン♯１〜♯３で拡散された光パルス信号のみを逆拡散により復元することができるようになっている。
【００２４】
上述の送信装置１１〜１３の光拡散器２１〜２３、および受信装置１４〜１６の光逆拡散器２４〜２６は、いずれも図１に示す光相関器１００のような構成を有している一方で、各光拡散器２１〜２３の符号パターン、および各光逆拡散器２４〜２６の符号パターンは、互いに異なったものが用いられる。
ここで、光相関器１００は、図１に示すように波長合分波素子１１０および可動反射体１２０をそなえて構成されている。尚、１３０は制御回路、１４０はサーキュレータである。尚、図２に示す装置１３〜１６においては、それぞれ、波長合分波素子１１０に相当する部分には符号１１０Ａ〜１１０Ｆを、可動反射体１２０に相当する部分には符号１２０Ａ〜１２０Ｆを、制御回路１３０に相当する部分には符号１３０Ａ〜１３０Ｆを、サーキュレータ１４０に相当する部分には符号３４〜３９を付している。
【００２５】
ここで、波長合分波素子（周波数合分波素子）１１０は、例えばＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｇｒａｔｉｎｇ：アレイ導波路格子）等により構成され、サーキュレータ１４０からの光パルス信号について波長成分、言い換えれば周波数成分ごとに分離して可動反射体１２０に向けて出射するとともに、後段の可動反射体１２０にて反射された波長成分（周波数成分）ごとの光を合波（又は集光）してサーキュレータ１４０に向けて出射するものである。
【００２６】
したがって、上述の波長合分波素子１１０は、光パルス信号を周波数分波するための周波数分波素子としての機能と、可動反射体１２０にて反射された各周波数成分を周波数合波するための周波数合波素子としての機能とを共用化して（併せ持って）構成されている。
また、可動反射体（反射体）１２０は、光符号分割多重通信のための周波数軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、周波数合分波素子１１０にて周波数分波された光成分ごとに光路差を形成させるように反射させるためのものであって、レンズ１２１−１〜１２１−８と反射体本体１２２とをそなえて構成されている。
【００２７】
レンズ１２１−１〜１２１−８はそれぞれ、上述の波長合分波素子１１０にて波長分波された波長成分の光を同時に入射されて、これを平行光にして空間に同時出射するものである。又、反射体本体１２２は、可動ミラー１２３が二次元に複数行複数列マトリックス状に配置されたものである。尚、図１，図２中においては、可動ミラー１２３は、８行１１列のマトリックス状の配置を有して構成されている。
【００２８】
ここで、反射体本体１２２としては、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｗｉｔｃｈ）技術による二次元マイクロミラーにより構成されて、図示しないアクチュエータにより、可動ミラー１２３を個別に立てたり寝かせたりすることができるようになっている。
また、反射体本体１２２の可動ミラー１２３の行配置を、波長合分波素子１１０からの光路差を設けるべき周波数成分毎に対応させている。具体的には、図３に示すように、波長合分波素子１１０において分波された周波数成分のうちで、最も周波数の低い成分から順にレンズ１２１−１〜１２１−８に入射された場合には、これらのレンズ１２１−１〜１２１−８から出射された周波数成分は、それぞれ、可動ミラー１２３の行配置１２２−１〜１２２−８に平行して、空間を伝播するようになっている。
【００２９】
さらに、図３に示すように、各行配置１２２−１〜１２２−８における１１個の可動ミラー１２３のうちで、いずれか一つずつの可動ミラー１２３を立てる一方その他の可動ミラー１２３については寝かせておくようにしておくことで、各周波数成分の光について、行配置１２２−１〜１２２−８におけるいずれかの可動ミラー１２３において反射させることができるようになっている。
【００３０】
また、各可動ミラー１２３が立つ状態においては、レンズ１２１−１〜１２１−８から出射された光は可動ミラー１２３の面に垂直に入射されるようになっており、これにより、当該可動ミラー１２３を反射した光は出射元のレンズに入射されるようになっている。換言すれば、それぞれの可動ミラー１２３を立たせる／寝かせるという制御を行なうことによって、レンズ１２１−１〜１２１−８から出射された光の反射／非反射を切り替えることができるようになっている。
【００３１】
さらに、各行配置１２２−１〜１２２−８において立たせる可動ミラー１２３を選択的に設定することにより、レンズ１２１−１〜１２１−８から出射された光が可動ミラー１２３に反射して再び元のレンズ１２１−１〜１２１−８に入射されるまでの光路Ｌ１〜Ｌ８を設定できるようになっているのである。
光相関器１００の外部に設けられた制御部１３０は、周波数成分毎の光路差を設けるための可動ミラー１２３のみを反射させるように、可動ミラー１２３の反射／非反射を切り替えるべく上述のアクチュエータを制御するものである。具体的には、制御部１３０は、各可動ミラー１２３を立てる／寝かせるために個別に設けられたアクチュエータを例えば電圧、磁気等により発生する力を介してそれぞれ駆動し、反射体本体１２２における可動ミラー１２３の配置された面に対してミラー方向を垂直／平行に変化させる。
【００３２】
すなわち、立たせるべき可動ミラー１２３によって規定される光路Ｌ１〜Ｌ８における距離差（光路差）のパターンを、光相関器１００としての符号パターンとすることができるようになっている。換言すれば、各波長成分の出射位置から反射される可動ミラー１２３までの距離をそれぞれ異なるようにしておくと、各波長成分が時間軸上で分離される。
【００３３】
これにより、可動反射体１２０にて光路差が形成された光について波長合分波素子１１０にて合波して、サーキュレータ１４０を通じて出射することができるようになっているのである。
なお、制御部１３０における制御に基づいて、一旦設定された反射／非反射させる可動ミラー１２３の配置を変更することにより、光拡散器／光逆拡散器として使用する符号パターンを変更させることも可能である。
【００３４】
上述の構成による、本発明の第１実施形態にかかる光相関器１００の動作について以下に詳述する。
たとえば、上述の光相関器１０１を、前述の図２に示す送信装置１１の光拡散器２１として適用した場合においては、短パルス光源（図２の符号３１参照）からの光パルス信号〔図４（ａ）参照〕について、符号パターン♯１に基づき、波長成分ごとに図３に示す光路Ｌ１〜Ｌ８を設定して符号化（拡散）することにより、光路長の短い側からレンズ１２１−７，１２１−４，１２１−１，１２１−８，１２１−２，１２１−５，１２１−３からの光パルス信号ＰＬ７，ＰＬ４，ＰＬ１，ＰＬ８，ＰＬ２，ＰＬ５，ＰＬ３が、順番に光ファイバ１９側へ出射される〔図４（ｂ）に示す波長成分単位の光パルス信号参照〕。
【００３５】
また、図２に示す受信装置１４の光拡散器２４として機能する光相関器１００においては、光ファイバ１９を通じて送信されてきた光パルス信号〔図４（ｂ）参照〕について、パターン♯１Ｒに基づき、波長成分毎に図３に示す光路Ｌ１〜Ｌ８を設定して復号化（逆拡散）することにより、送信装置１１において拡散されていた光パルス信号〔図４（ａ）参照〕を復号化することができる。
【００３６】
同様に、送信装置１２の光拡散器２２により、パターン♯２の符号パターンで拡散された光パルス信号は、受信装置１５の光逆拡散器２５により、パターン♯２に対する逆の符号パターン♯２Ｒを用いて、パターン♯２で拡散された光パルス信号について逆拡散する。又、送信装置１３の光拡散器２３により、パターン♯３の符号パターンで拡散された光パルス信号は、受信装置１６の光逆拡散器２６により、パターン♯３に対する逆の符号パターン♯３Ｒを用いて、パターン♯３で拡散された光パルス信号について逆拡散する。
【００３７】
これにより、光拡散器２１〜２３においては、時間軸上および周波数軸上における拡散処理を実現し、光逆拡散器２４〜２６においても同様の逆拡散処理を実現している。
このように、本発明の第１実施形態にかかる光相関器１００によれば、波長合分波素子１１０および可動反射体１２０により、簡易な制御により拡散／逆拡散のための符号パターンを変更を可能としつつ、互いに直交する時間軸上および周波数軸上での拡散／逆拡散を行なうことができるので、符号間の直交性を高めるとともに、単一の装置において生成可能な符号パターンを大幅に増加させることができるので、通信システムに即した柔軟な符号パターン設定を行なうことができる。更には、各パターン間の直交性を良くし、自己相関ピークに対する相互相関波形のサイドローブの干渉雑音を低減することも可能である。
【００３８】
また、符号分割多重技術を時分割多重（ＴＤＭ）技術や波長多重（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）技術にオーバレイすることができるので、多重化効率を高め、ひいてはＷＤＭにおける波長数不足の問題を解決することも期待できる。更にはアクセスへの展開を考えれば非同期通信でかつ高セキュリティを実現させることができ、光ルータへの展開を考えれば符号のセルフルーティングが可能となる利点もある。
【００３９】
なお、上述の第１実施形態においては、光相関器１００の外部に設けられた制御回路１３０により、可動ミラー１２３の状態を設定しているが、本発明によればこれに限定されず、制御回路１３０としての機能を光相関器１００内部に取り込んで構成することも、もちろん可能である。
［Ａ２］第１実施形態の変形例の説明
図５は本発明の第１実施形態の変形例にかかる光相関器１０１を示す図であるが、この図５に示す光相関器１０１は、前述の第１実施形態にかかる光相関器１００に比して、可動反射体１２０における周波数成分毎の光路上に、前述の図９の場合に準じた位相領域での拡散／逆拡散を行なうための位相遅延素子１５０−１〜１５０−８が配置されている点が異なっており、その他の構成については前述の第１実施形態の場合と同様である。
【００４０】
すなわち、位相遅延素子１５０−１〜１５０−８はそれぞれ、レンズ１２１−１〜１２１−８と反射すべき可動ミラー１２３との間の光路上に介装されているものであって、後述する光相関器１０１の外部に設けられた位相遅延量制御回路１６０による制御に基づいて、波長合分波素子１１０により波長分波された各波長成分について、それぞれ所定の位相遅延量分位相シフトさせるようになっている。
【００４１】
また、位相遅延量制御回路１６０は、光符号分割多重通信のための時間軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、周波数合分波素子１１０にて分波された各光成分に位相差を設けるように位相遅延素子１５０−１〜１５０−８を個別に制御する位相遅延素子制御部として機能するものである。
このような構成により、例えば図２に示す送信装置１１の光拡散器２１として機能する光相関器１００においては、短パルス光源（図２の符号３１参照）からの光パルス信号〔図６（ａ）参照〕について前述の第１実施形態の場合と同様の周波数軸上の拡散を行なうとともに、位相遅延素子１５０−１〜１５０−８により、各周波数成分について光拡散器２１固有の位相遅延のパターンに基づいた位相遅延を行なうことで、位相領域上の拡散をも行なっている。
【００４２】
これにより、例えば図３に示すような可動ミラー１２３の反射／非反射の設定により、光路長の短い側から符号１２１−７，１２１−４，１２１−１，１２１−８，１２１−２，１２１−５，１２１−３の各レンズからの光パルス信号ＰＬ７，ＰＬ４，ＰＬ１，ＰＬ８，ＰＬ２，ＰＬ５，ＰＬ３が、順番に光ファイバ１９側へ出射されることになるが、これらの光パルス信号はそれぞれ、順に［０，π，π，０，π，０，π，０］のパターンで位相が遅延されている〔図６（ｂ）参照〕。
【００４３】
また、図２に示す受信装置１４の光拡散器２４として機能する光相関器１０１においては、光ファイバ１９を通じて送信されてきた光パルス信号〔図６（ｂ）参照〕についてパターン♯１Ｒに基づいて（逆拡散）するとともに、位相遅延素子１５０−１〜１５０−８において上述の位相遅延のパターンとは逆のパターンで位相遅延を行なうことにより、送信装置１１において拡散されていた光パルス信号を復号化することができる〔図６（ａ）参照〕。
【００４４】
換言すれば、上述の周波数領域での拡散／逆拡散のための符号パターンが符合し、かつ、送信側の光拡散器２１〜２３で位相遅延された分が、受信側の光逆拡散器２４〜２６で位相遅延が補償される（２πの整数倍となる）場合に、パルスが再生されるのである。
なお、他の送信装置１２，１３の光拡散器２２，２３として光相関器１０１が機能する場合においても、上述の光拡散器２１の場合に準じて拡散がなされ、他の受信装置１５，１６の光逆拡散器２５，２６として光相関器１０１が機能する場合においても、上述の光逆拡散器２４の場合に準じて逆拡散を行なうことができる。
【００４５】
したがって、本発明の第１実施形態の変形例にかかる光相関器１０１によれば、位相遅延素子１５０−１〜１５０−８，波長合分波素子１１０および可動反射体１２０により、前述の第１実施形態の場合と同様の利点があるほか、単一の装置において生成可能な符号パターンを更に大幅に増加させることができるので、通信システムに即したより柔軟な符号パターン設定を行なうことができる。
【００４６】
なお、上述の図５に示す位相遅延制御回路１６０は、光相関器１０１の外部に設けられているが、本発明によればこれに限定されず、この位相遅延制御回路１６０としての機能について光相関器１０１内部に取り込むことも可能である。
［Ｂ］第２実施形態の説明
図７は本発明の第２実施形態にかかる光相関器１０２を示す図であり、この図７に示す光相関器１０２については、前述の第１実施形態における光相関器１００に比して、光拡散器として機能する場合に、符号パターンとして、複数の符号パターンを時分割で切り替えて光パルス信号を拡散している点が異なっている。
【００４７】
すなわち、第２実施形態にかかる光相関器１０２は、例えば図８に示す光符号分割多重通信システム１０Ａにおける送信装置５１の光拡散器として適用できるものである。
なお、この図８に示す送信装置５１においては、上述の光相関器としての光拡散器１０２をそなえるとともに、前述の第１実施形態における送信装置１１〜１３の場合と同様、短パルス光源５６および光アイソレータ２４０をそなえている。この場合においては、光相関器としての光拡散器１０２は、２つの符号パターン（パターン♯１とパターン♯２）を時分割で切り替えて、短パルス光源５６からの光パルス信号について拡散するようになっている。
【００４８】
また、この図８に示す光符号分割多重通信システム１０Ａにおいては、送信装置５１からの光パルス信号を受信する２つの受信装置１４，１５をそなえるとともに、光カプラ５５および伝送路としての光ファイバ５４をそなえている。即ち、送信装置５１から送信された光パルス信号は光ファイバ５４を通じて伝播され、光カプラ５５で分波されて受信装置１４，１５にて受信されるようになっている。
【００４９】
さらに、受信装置１４，１５としては前述の第１実施形態におけるものと基本的に同様の構成を有しているが、第２実施形態における受信装置１４，１５においては、送信装置５１にて時分割して切り替えられる符号パターン♯１，♯２のうちのいずれか一方で拡散された光パルス信号のみを復元できるようになっている。
【００５０】
この場合においては、受信装置１４の光逆拡散器２４において、パターン♯１の符号パターンと逆の符号パターンで（逆）拡散し、これにより、パターン♯１で拡散された光パルス信号のみを復元している。また、受信装置１５の光逆拡散器２５においては、パターン♯２の符号パターンと逆の符号パターンで（逆）拡散して、パターン♯２で拡散された光パルス信号のみを復元している。
【００５１】
なお、図８中、図２と同一の符号は、同様の部分を示している。
ここで、送信装置５１の光拡散器１０２としては、図７に示すように、波長合分波素子２１０，可動反射体２２０および制御回路２３０をそなえて構成され、可動反射体２２０は更にレンズ２２１−１〜２２１−８および反射体本体２２２をそなえている。
【００５２】
これらの波長合分波素子２１０，可動反射体２２０，レンズ２２１−１〜２２１−８および反射体本体２２２は、基本的に前述の第１実施形態におけるもの（符号１１０，１２０，１２１−１〜１２１−８，１２２参照）と基本的に同様の構成を有するものであって、反射体本体２２２についても、第１実施形態における反射体本体１２２と同様の可動ミラー２２３（符号１２３参照）をそなえている。
【００５３】
また、制御回路（制御部）２３０は、前述の第１実施形態における制御回路１３０と同様に、上述の可動ミラー２２３を駆動するアクチュエータを制御するものであるが、各可動ミラー２２３の反射／非反射の切替パターンを時分割して変化させるように制御するものである。
具体的には、制御回路２３０は、時分割で切り替える２つの符号パターン♯１，♯２に基づき、可動ミラー２２３の姿勢を可変する図示しないアクチュエータを制御することを通じて、各可動ミラー２２３の反射／非反射の切替パターンを時分割して変化させるようにしているのである。
【００５４】
なお、送信装置５１の短パルス光源５６においては、符号パターン♯１で拡散されるタイミングに同期して受信装置１４宛ての信号を光変調したり、符号パターン♯２で拡散されるタイミングに同期して受信装置１５宛ての信号を光変調したりすることができる。
また、送信装置５１の短パルス光源５６においては、時分割して切り替える符号パターン♯１，♯２に同期してチャンネルを設定し、受信装置１４，１５の制御回路１３０においては、受信すべきチャンネルのデータを選択的に復元できるように、可動ミラー１２３を切替制御することも可能である。
【００５５】
上述の構成による、本発明の第２実施形態にかかる光相関器１０２を、図８に示す符号分割多重通信システム１０Ａの送信装置５１における光拡散器として適用した場合の動作について、以下に詳述する。
すなわち、送信装置５１の光拡散器１０２では、制御回路１３０により図示しないアクチュエータを介した可動ミラー２２３の状態をダイナミックに切替制御することによって、時分割された時間ｔ１〜ｔ２において、短パルス光源５６からの光パルス信号について、符号パターン♯１に基づき各可動ミラー２２３を制御して、波長成分ごとの光路を設定して符号化（拡散）する。波長合分波素子２１０にて合波した後、光ファイバ５４側へ出射する。
【００５６】
また、時分割された時間ｔ２〜ｔ３においては、短パルス光源５６からの光パルス信号について、符号パターン♯２に基づき、波長成分ごとに図３に示す光路Ｌ１〜Ｌ８を設定して符号化（拡散）して、波長合分波素子２１０にて合波した後、光ファイバ５４側へ出射する。
続いて、時分割された時間ｔ３〜ｔ４においては、短パルス光源５６からの光パルス信号について、再び符号パターン♯１に基づき、波長成分ごとに光路を設定して符号化（拡散）して、波長合分波素子２１０にて合波した後、光ファイバ５４側へ出射する。
【００５７】
このようにして送信装置５１において送信された光パルス信号は、光カプラ５５で分岐されて、２つの受信装置１４，１５に入射されるようになっている。各受信装置１４，１５の光逆拡散器２４，２５では、それぞれの制御回路１３０Ｄ，１３０Ｅの可動ミラー１２３の設定により規定される符号パターン（逆拡散パターン）に基づいて逆拡散を行なって、拡散前の信号を復元している。
【００５８】
すなわち、受信装置１４の光逆拡散器２４では、入射された光パルス信号について、パターン♯１の符号パターンと逆の符号パターンで（逆）拡散して、パターン♯１で拡散された光パルス信号のみを復元する。更には、受信装置１５の光逆拡散器２５では、パターン♯２の符号パターンと逆の符号パターンで（逆）拡散して、パターン♯２で拡散された光パルス信号のみを復元する。
【００５９】
これにより、各受信装置１４，１５においては、上述のごとく逆拡散のための符号パターンに対応する符号パターンで拡散された信号のみを復元することができ、復元された信号についての所望の受信信号処理を行なうことができる。
このように、本発明の第２実施形態にかかる光相関器１０２によれば、制御回路２３０により、送信側１つの装置に対して、受信側Ｎ個の装置を接続した１：Ｎのブロードキャスト通信を行なうシステムにおいても、前述の第１実施形態の場合と同様、簡易な制御により拡散／逆拡散のための符号パターンを変更を可能としつつ、互いに直交する時間軸上および周波数軸上での拡散／逆拡散を行なうことができるので、符号間の直交性を高めるとともに、単一の装置において生成可能な符号パターンを大幅に増加させることができるので、通信システムに即した柔軟な符号パターン設定を行なうことができる。
【００６０】
また、単一の光拡散器として、複数の符号パターンを切り替えて拡散することができるので、光拡散器としての符号分割多重度をより高めることができるほか、通信システム構築のための装置規模を縮小させることが期待できる。
なお、第２実施形態にかかる光相関器１０２に、図４に示す光相関器１０１の場合と同様の位相領域での拡散／逆拡散を組み合わせて実施することも、もちろん可能である。
【００６１】
また、上述の第２実施形態においては、制御回路２３０を光相関器１０２の内部に取り込んで構成しているが、本発明によれば、光相関器１００の外部に設けられた制御回路により、可動ミラー２２３の状態を時分割で切替制御することとしてもよい。
［Ｃ］その他
上述の各実施形態においては、送信装置および受信装置としての機能をに着目して説明したが、本発明によれば、例えば拡散用および逆拡散用の符号パターンとして同一の符号パターンを持ちながら拡散／逆拡散を行なうことができるようにすれば、送信装置は受信装置としての機能を、受信装置は送信装置としての機能をも併せ持ち、双方向で通信を行なうようにすることができる。
【００６２】
さらに、上述の各実施形態においては、波長合分波素子１１０（１１０Ａ〜１１０Ｆ），２１０として、周波数合波素子としての機能と周波数分波素子としての機能とを共用化しているが、本発明によればこれに限定されず、周波数合波素子および周波数分波素子としての機能について別々の素子を用いて構成することとしてもよい。
【００６３】
この場合においては、光相関器としては、周波数分波素子とは別個に設けられた周波数合波素子に、可動ミラー１２３，２２３で反射された各周波数成分の光パルス信号が入射されるように構成する。
［Ｄ］付記
（付記１）　光符号分割多重通信のための光相関器であって、
光パルス信号を周波数分波するための周波数分波素子と、
光符号分割多重通信のための周波数軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、該周波数分波素子にて周波数分波された光成分ごとに光路差を形成させるように反射させるための反射体と、
該反射体にて反射された各周波数成分を周波数合波するための周波数合波素子と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、光相関器。
（付記２）　光符号分割多重通信のための光相関器であって、
光パルス信号を周波数分波するための周波数分波素子と、
光符号分割多重通信のための周波数軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、該周波数合分波部にて周波数分波された光成分ごとに光路差を形成させるように反射させるための反射体と、
該反射体にて反射された各周波数成分を周波数合波するための周波数合波素子と、
をそなえ、
該反射体が、反射／非反射をアクチュエータにより切替可能な可動ミラーが二次元に複数行複数列配置されるとともに上記光路差を設けるべき周波数成分毎に上記可動ミラーの行配置を対応させて構成され、
かつ、上記行配置ごとの可動ミラーにおいて、周波数成分毎の光路差を設けるためのミラーのみを反射させるように、該可動ミラーの反射／非反射を切り替えるべく上記アクチュエータを制御する制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、光相関器。
【００６４】
（付記３）　該制御部が、上記アクチュエータの制御に基づく各可動ミラーの反射／非反射の切替パターンを時分割して変化させるように構成されたことを特徴とする、付記２記載の光相関器。
（付記４）　該反射体における上記周波数成分毎の光路上に位相遅延素子が配置されたことを特徴とする、付記１〜３のいずれか一項記載の光相関器。
【００６５】
（付記５）　光符号分割多重通信のための時間軸上の拡散符号／逆拡散符号に基づき、該周波数分波素子にて分波された各光成分に位相差を設けるように該位相遅延素子を制御する位相遅延素子制御部をそなえて構成されたことを特徴とする、付記４記載の光相関器。
（付記６）　上記の周波数分波素子および周波数合波素子を共用させて構成されたことを特徴とする、付記１または２記載の光相関器。
【００６６】
（付記７）　上記の周波数分波素子および周波数合波素子が、アレイ導波路格子であることを特徴とする、付記１または２記載の光相関器。
（付記８）　該反射体が、上記周波数分波された光成分ごとに光路差を形成させるように反射させるための反射体本体と、上記の周波数分波素子と反射体本体との接続部分に設けられたレンズと、をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜７のいずれか一項記載の光相関器。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の光相関器によれば、周波数合波素子，周波数分波素子および反射体により、簡易な制御により拡散／逆拡散のための符号パターンを変更を可能としつつ、互いに直交する時間軸上および周波数軸上での拡散／逆拡散を行なうことができるので、符号間の直交性を高めるとともに、単一の装置において生成可能な符号パターンを大幅に増加させることができるので、通信システムに即した柔軟な符号パターン設定を行なうことができる。更には、各パターン間の直交性を良くし、自己相関ピークに対する相互相関波形のサイドローブの干渉雑音を低減することも可能である。
【００６８】
また、符号分割多重技術を時分割多重（ＴＤＭ）技術や波長多重（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）技術にオーバレイすることができるので、多重化効率を高め、ひいてはＷＤＭにおける波長数不足の問題を解決することも期待できる。更にはアクセスへの展開を考えれば非同期通信でかつ高セキュリティを実現させることができ、光ルータへの展開を考えれば符号のセルフルーティングが可能となる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光相関器を示す図である。
【図２】第１実施形態にかかる光相関器が適用される光符号分割多重通信システムを示す図である。
【図３】第１実施形態にかかる光相関器の要部を示す図である。
【図４】（ａ），（ｂ）はともに第１実施形態にかかる光相関器の動作を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例にかかる光相関器を示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）はともに第１実施形態の変形例にかかる光相関器の動作を説明するための図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる光相関器を示す図である。
【図８】第２実施形態にかかる光相関器が適用される光符号分割多重通信システムを示す図である。
【図９】従来の光相関器としての光拡散器および光逆拡散器を示すブロック図である。
【図１０】従来の周波数軸および時間軸上における拡散／逆拡散を行なう技術の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ　光符号分割多重通信システム
１１〜１３，５１　送信装置
１４〜１６　受信装置
１７，１８，５５　光カプラ
１９，５４　光ファイバ
２１〜２３　光拡散器（光相関器）
２４〜２６　光逆拡散器（光相関器）
３１〜３３，５６，８３０　短パルス光源
３４〜３９，１４０，２４０，８４０，９４０　サーキュレータ
５４　光ファイバ
１００〜１０２　光相関器
１１０，１１０Ａ〜１１０Ｆ，２１０　波長合分波素子（周波数合波素子，周波数分波素子）
１２０，１２０Ａ〜１２０Ｆ，２２０　可動反射体（反射体）
１２１−１〜１２１−８，２２１−１〜２２１−８　レンズ
１２２，２２２　反射体本体
１２２−１〜１２２−８　行配置
１２３，２２３　可動レンズ
１３０，１３０Ａ〜１３０Ｆ，２３０　制御回路（制御部）
１５０−１〜１５０−８　位相遅延素子
１６０　位相遅延制御回路
８００　光拡散器
８０１〜８０４，９０１〜９０４　カプラ
８０５〜８０７，９０５〜９０７　遅延線
８１１〜８１４，９１１〜９１４　位相シフタ
８１５，９１５　スターカプラ
８５０，９５０　チャ−プトファイバブラッググレーティング
８６０　符号器
９６０　復号器
【図１】
2004032468.tif 000003
【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】
2004032468.tif 000009
【図８】
2004032468.tif 000010
【図９】
2004032468.tif 000011
【図１０】
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