(57)【要約】【目的】構成が簡単で、低システムコストかつ高性能な光符号化信号生成装置及び光符号分割多重装置を提供する。【解決手段】所定周期の光パルス信号を生成する光パルス信号生成器と、光パルス信号生成器からの光パルス信号の光位相符号化をなし、光符号化信号を生成する光符号器と、を有している。ここで、光パルス信号生成器からの光パルス信号のパルス時間幅は、光符号器の光位相符号化におけるチップ周期よりも大きい。【選択図】    図３
2004228840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光位相符号化を用いて光符号化パルス信号を生成する光符号化信号生成装置であって、
所定周期の光パルス信号を生成する光パルス信号生成器と、
前記光パルス信号生成器からの光パルス信号の光位相符号化をなし、光符号化信号を生成する光符号器と、を有し、
前記光パルス信号生成器からの光パルス信号のパルス時間幅は、前記光符号器の光位相符号化におけるチップ周期よりも大なることを特徴とする光符号化信号生成装置。
【請求項２】
前記光符号化信号の相関特性を検出する相関特性検出器と、前記相関特性の検出値に基づいて前記光パルス信号の光波形を調整する調整器と、を有することを特徴とする請求項１に記載の光符号化信号生成装置。
【請求項３】
前記相関特性検出器は、前記光符号化信号の相互相関の自己相関に対する比を表す相関比を検出することを特徴とする請求項２に記載の光符号化信号生成装置。
【請求項４】
前記光符号器は二値光位相符号器であるとともに、各々が前記光パルス信号を反射する光符号チップ数と同数の均一ピッチグレーティングを有し、前記均一ピッチグレーティングは当該二値光位相に対応するようにλ／４シフト部によって導波方向に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の光符号化信号生成装置。
【請求項５】
光位相符号化を用いて光符号分割多重を行う光符号分割多重装置であって、
各々が所定周期の光パルス信号を生成する複数の光パルス信号生成器と、
各々が前記複数の光パルス信号生成器の１に対応するとともに、対応する光パルス信号生成器からの光パルス信号の光位相符号化をなす複数の光符号器と、
前記複数の光符号器からの符号化光信号の合波をなす光カプラと、を有し、
前記複数の光パルス信号生成器からの光パルス信号のうち少なくとも１のパルス時間幅は、対応する光符号器の光位相符号化におけるチップ周期よりも大なることを特徴とする光符号分割多重装置
【請求項６】
前記複数の光パルス信号生成器は、互いに異なるパルス幅の光パルス信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の光符号分割多重装置。
【請求項７】
前記複数の光パルス信号生成器は、互いに異なるデータレートの光パルス信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の光符号分割多重装置。
【請求項８】
前記光符号化信号のうち少なくとも１の相関特性を検出する相関特性検出器と、前記相関特性の検出値に基づいて前記光パルス信号の光波形を調整する調整器と、を有することを特徴とする請求項５に記載の光符号分割多重装置。
【請求項９】
前記相関特性検出器は、相関特性における相互相関の自己相関に対する比を表す相関比を検出することを特徴とする請求項８に記載の光符号分割多重装置。
【請求項１０】
前記光符号器は二値光位相符号器であるとともに、各々が光パルス信号を反射する光符号チップ数と同数の均一ピッチグレーティングを有し、前記均一ピッチグレーティングは当該二値光位相に対応するようにλ／４シフト部によって導波方向に結合されていることを特徴とする請求項５に記載の光符号分割多重装置。
【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符号化信号生成装置及び光符号分割多重装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットの普及等により通信需要が急速に増大している。光多重通信技術は、これまで光時分割多重（ＯＴＤＭ：  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信方式から波長多重（ＷＤＭ：  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信方式の開発を経て、その通信容量を増大させてきた。次の光多重通信方式として期待されているのが、光符号多重（ＯＣＤＭ：  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信方式である（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００３】
この光符号多重（ＯＣＤＭ）方式は同一の時間スロット、同一の波長上に、複数の通信チャンネルを設定できることが特長とされている。すなわち、光信号パルスは、光符号器によってチップパルスに分解されて時間軸上に拡散される。このとき、チップ周期（ｃｈｉｐ  ｄｕｒａｔｉｏｎ）は信号パルス周期をチップ数で除した値（＝信号パルス周期／チップ数）となる。例えば、上記非特許文献２においては、１．２５Ｇｂｐｓ（Ｇｂｉｔｓ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）の光信号パルスを２５５チップでの符号化をなすために、パルス幅が２．５ｐｓ（ピコ秒）の超短光パルスが用いられていることが開示されている。
【０００４】
一般に、光符号多重（ＯＣＤＭ）方式では、使用する拡散符号の符号長が長いほど（すなわち、１符号のチップ数が大きいほど）使用可能な符号数は増加するので、多数のユーザを接続することが可能となる。しかしながら、上述したように、チップ周期は信号パルス周期／チップ数であるため、伝送レートを一定（すなわち、信号パルス周期を一定）にして１符号のチップ数を大きくすると、チップ周期は短くなる。例えば、従来方式のようにチップ周期以下のパルス幅の光源を使用すると、２．５Ｇｂｐｓの光信号に対して１２５チップの拡散符号を適用した場合、３．２ｐｓ以下のパルス幅が要求されることになる。このような超短パルス光源は、例えば非特許文献２に記載されているファイバレーザのように構成が複雑で大掛かりなものとなり、またシステムコストを増大させるという問題があった。
【０００５】
【非特許文献１】
Ｊ．Ｈ．リー他（Ｊ．Ｈ．Ｌｅｅ  ｅｔ．ａｌ）、「高性能、６４チップ、１６０ギガチップ／秒ファイバグレーテングに基づく、非線形光ループミラーを組み込んだＯＣＤＭＡ受信機（”Ｈｉｇｈ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，  ６４−ｃｈｉｐ，  １６０Ｇｃｈｉｐｓ／ｓ  ｆｉｂｅｒ  ｇｒａｔｉｎｇ  ｂａｓｅｄ  ＯＣＤＭＡ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  ａ  ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｌｏｏｐ  ｍｉｒｒｏｒ”）」、２００１年光ファイバー通信会議（ＯＦＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）、ＴｈＨ４（２００１）
【０００６】
【非特許文献２】
Ｐ．Ｃ．ティー他（Ｐ．Ｃ．Ｔｅｈ  ｅｔ．ａｌ）、「２５５チップ、３２０ギガチップ／秒、４位相コーディング及びデコーディンググレーテングを組み込んだ４チャネルＷＤＭ／ＯＣＤＭＡシステム（”Ａ  ４−ｃｈａｎｎｅｌ  ＷＤＭ／ＯＣＤＭＡ  ｓｙｓｔｅｍ  ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  ２５５−ｃｈｉｐ，  ３２０Ｇｃｈｉｐ／ｓ  ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ｇｒａｔｉｎｇｓ”」、２００１年光ファイバー通信会議（ＯＦＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）、ＰＤ３７（２００１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構成が簡単で、低システムコストかつ高性能な光符号化信号生成装置及び光符号分割多重装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の光符号化信号生成装置は、光位相符号化を用いて光符号化パルス信号を生成する光符号化信号生成装置であって、所定周期の光パルス信号を生成する光パルス信号生成器と、光パルス信号生成器からの光パルス信号の光位相符号化をなし、光符号化信号を生成する光符号器と、を有している。
【０００９】
ここで、光パルス信号生成器からの光パルス信号のパルス時間幅は、光符号器の光位相符号化におけるチップ周期よりも大きい。
また、この発明の光符号化信号生成装置は、光符号化信号の相関特性を検出する相関特性検出器と、相関特性の検出値に基づいて光パルス信号の光波形を調整する調整器と、を有している。
【００１０】
この発明の光符号分割多重装置は、光位相符号化を用いて光符号分割多重を行う光符号分割多重装置であって、各々が所定周期の光パルス信号を生成する複数の光パルス信号生成器と、各々が複数の光パルス信号生成器の１に対応するとともに、対応する光パルス信号生成器からの光パルス信号の光位相符号化をなす複数の光符号器と、複数の光符号器からの符号化光信号の合波をなす光カプラと、を有している。
【００１１】
ここで、複数の光パルス信号生成器からの光パルス信号のうち少なくとも１のパルス時間幅は、対応する光符号器の光位相符号化におけるチップ周期よりも大きい。
また、上記複数の光パルス信号生成器は、互いに異なるパルス幅の光パルス信号を生成する。
【００１２】
また、この発明の光符号分割多重装置は、光符号化信号の相関特性を検出する相関特性検出器と、相関特性の検出値に基づいて光パルス信号の光波形を調整する調整器と、を有している。
ここで、相関特性検出器は、光符号化信号の相互相関の自己相関に対する比を表す相関比を検出する。
【００１３】
また、光符号器は二値光位相符号器であるとともに、各々が光パルス信号を反射する光符号チップ数と同数の均一ピッチグレーティングを有しており、均一ピッチグレーティングは当該二値光位相に対応するようにλ／４シフト部によって導波方向に結合されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する図において、実質的に同等な部分には同一の参照符号を付している。
［第１の実施例］
図１は、本発明の第１の実施例である光符号分割多重通信装置５の構成を示すブロック図である。光符号分割多重（ＯＣＤＭ）通信装置５は、光符号化信号生成をなすＯＣＤＭ送信機１０、光ファイバ回線１９及び光符号分割多重分離をなすＯＣＤＭ受信機２０から構成されている。
【００１５】
ＯＣＤＭ送信機１０は、光パルス信号を生成する光パルス信号生成器１１、光パルス信号生成器１１において生成された光パルス信号を増幅するエルビウムドープ光アンプなどの光増幅器１２、光サーキュレータ１４、光パルス信号の符号化、すなわち時間軸上での拡散をなす光符号器１５、及び符号化光信号を増幅する光増幅器１６から構成されている。
【００１６】
ＯＣＤＭ受信機２０は、光サーキュレータ２４、光復号器２５及び光検出器２７から構成され、光ファイバ回線１９を経て送信された符号化光信号を受信する。より詳細には、光復号器２５は、光サーキュレータ１４を介して供給された符号化光信号の復号化、すなわち時間軸上での逆拡散をなし、光検出器２７は復号された光信号を電気信号に変換するとともに、適切な閾値レベルによって信号を識別する機能を有している。
【００１７】
なお、光符号器１５及び光復号器２５は、中心周波数を調整できるように周波数調整ステージ上に設けられている。当該周波数調整ステージは、機械的、熱的方法などによって中心周波数を調整するものである。
以下に、上記した各構成要素及びそれらの動作について図面を参照しつつ詳細に説明する。光符号器１５及び光復号器２５には、光位相符号化及び復号化をなす種々の光学コンポーネントを用いることができる。例えば、リチウムナイオベイト（ＬｉＮｂＯ３またはＬＮ  ）等の誘電体を用いたもの、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いたもの等があるが、以下の実施例においては多点位相シフトＦＢＧ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いた場合を例に説明する。
【００１８】
図２に示すように、光パルス信号生成器１１からの光パルス信号は光ファイバ１３を介して光サーキュレータ１４の第１ポートに導かれ、光サーキュレータ１４の第２ポートを経て、光符号器１５により反射される。なお、光符号器１５は多点位相シフトＦＢＧ１７の終端側に接続された−６０ｄＢ程度の減衰量の光ターミネタ（光減衰器）１８を有している。光符号器１５からの反射光信号は光サーキュレータ１４の第２ポート、第３ポートを経て出力される。
【００１９】
この光符号器１５の多点位相シフトＦＢＧ１７は、光符号化のチップ数（ｐ）と同数の均一ピッチグレーティング（以下、単に均一グレーティングともいう。）を有している。より詳細には、多点位相シフトＦＢＧ１７は、実質的に同一のブラッグ周波数又はブラッグ波長を有するｐ個の均一ピッチグレーティングＵＧ（ｉ）（ｉ＝１，２，．．．，ｐ）の各々が位相シフト部ＰＳ（ｉ）  （ｉ＝１，２，．．．，ｐ−１）を介して直列に結合して形成された構成を有している。例えば、光ファイバのコアの屈折率を周期的に変化させることにより光ファイバ中に複数の均一ピッチブラッグ回折格子が形成された位相シフト・ファイバグレーティングとして構成されている。
【００２０】
また、後に詳述するように、位相シフト部ＰＳ（ｉ）の位相シフト量は、光符号化の各チップに対応して定められる。つまり、光符号値の変化位置に対応する位相シフト部（すなわち、「０」及び「１」間、あるいは「１」及び「０」間の位相シフト部）ＰＳ（ｉ）が、λ／４位相シフト構造を形成し、反射光パルス間にπの位相差が与えられるように位相シフト量が定められている。
【００２１】
なお、光符号器１５は、ファイバグレーティングを有するように構成されている場合に限らない。例えば、光符号器１５は、光導波路及び当該光導波路に光学的に結合された多点位相シフト構造を有するように構成されていればよい。例えば、光符号器１５は、平面光導波路（平面チャネル）内に複数の均一ピッチブラッグ回折格子が形成されたプレーナ構造の多点位相シフト・グレーティングとして構成されていてもよい。また、均一ピッチグレーティングＵＧ（ｉ）は、必ずしも同一のブラッグ波長を有する必要はない。すなわち、均一ピッチグレーティングＵＧ（ｉ）は入力信号光に対して所定の反射率を有するように構成されていればよく、反射光を得ることができれば光符号化をなすことができる。
【００２２】
さらに、均一ピッチグレーティングＵＧのうち少なくとも１つをアポダイズされたグレーティング（アポダイズグレーティング）としてもよい。すなわち、均一ピッチグレーティングＵＧの屈折率変調度が光導波路の導波方向の両端又は一方において低減された構造を有するグレーティングとしてもよい。アポダイズグレーティングを用いることによって、後述するグレーティングによる反射パルスの時間拡がりを改善することができる。また、位相反転の関係にある隣接光パルスの打ち消し合いを防止し、パワーロスを低減させることができる。なお、均一ピッチグレーティングＵＧの全てをアポダイズグレーティングとしてもよい。あるいは、光符号値の変化位置に対応する隣接均一ピッチグレーティングの１方又は両方をアポダイズグレーティングとしてもよい。すなわち、後述するように、反射光間の位相差がπとなる位置の隣接均一ピッチグレーティングをアポダイズグレーティングとしてもよい。または、適当な位置の均一ピッチグレーティングＵＧをアポダイズグレーティングとしてもよい。
【００２３】
図３は、光符号器１５への入力光信号パルス列Ｐｉｎ（Ａ）及び光符号器１５からの符号化光信号Ｐｏｕｔ（Ｂ）を模式的に示す図である。光符号器１５には、所定のビットレート（ＢＲ）でパルス幅Ｗｐ（半値幅：ＦＷＨＭ）の光パルス信号が入力される。すなわち、このとき光信号パルス間の時間間隔であるデータ周期Ｔｄａｔａ（ｓｅｃ）はＴｄａｔａ＝１／ＢＲで与えられる。また、光信号パルス幅Ｗｐ（ｓｅｃ）は、符号化光信号Ｐｏｕｔにおけるチップパルス間の時間間隔であるチップ周期（ｃｈｉｐ  ｄｕｒａｔｉｏｎ）Ｔｃｈｉｐ以上であるように定められている。すなわち、Ｔｃｈｉｐ≦Ｗｐである。尚、以下においては、パルス幅が半値幅の場合を例に説明するが、全幅であってもよい。
【００２４】
以下に本実施例についてより具体的に説明する。なお、Ｍ系列１５チップの２値位相符号化に用いられる符号器を適用した場合を例に説明する。
本実施例において、光パルス生成器１１は、２．５Ｇｐｓのデータレート（４００ｐｓのデータ周期）を有する光ＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）信号を生成する。なお、光パルス生成器１１には、波長可変レーザ及び電界吸収型（ＥＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）光変調器が用いられている。光信号のパルス幅は、当該ＥＡ変調器のバイアスレベル、駆動レベルを変化させることによって変更できるようになっている。また、データレートも変更できるようになっている。
【００２５】
図４は、光符号器１５の構成及び符号化動作を模式的に説明する図である。光符号器１５は、均一グレーティングＵＧ（ｉ）（ｉ＝１，２，．．．，１５）の各々の間に位相シフト部ＰＳ（ｉ）  （ｉ＝１，２，．．．，１４）がそれぞれ配されている。位相シフト部ＰＳ（ｉ）の位相シフト量は、Ｍ系列符号の各チップに対応して定められる。すなわち、１５チップのＭ系列符号としてＭａ（０００１１１１０１０１１００１）を用いた場合には、ＵＧ（１），ＵＧ（２），ＵＧ（３），ＵＧ（４），・・・，ＵＧ（１４），ＵＧ（１５）はそれぞれ０，０，０，１，・・・，０，１に対応する。また、「０」及び「１」（あるいは、「１」及び「０」）のチップが隣接する位置（すなわち、当該光符号値の変化位置）に対応する位相シフト部ＰＳ（ｉ）は、その位相シフト量がπ／２となるように形成されている。すなわち、入射光の導波路内波長に対して位相差がπ／２（＝λ／４）であり、伝播する光に往復でπの位相シフトを与えるように形成されている。すなわち、λ／４位相シフト構造を構成している。一方、「０」及び「０」、又は「１」及び「１」が隣接する位置に対応する位相シフト部ＰＳ（ｉ）の位相シフト量はπとなるように形成されている。すなわち、入射光の導波路内波長に対して位相差がπ（＝λ／２）であり、伝播する光に往復で２πの位相シフト（すなわち、位相シフトが０）を与えるように形成されている。
【００２６】
従って、位相シフト部ＰＳを往復する光に対しては、位相シフト量がπ／２＋ｍπ＝（２ｍ＋１）π／２である（ｍは整数）ことは、位相シフト量がπ／２（往復での位相シフト量がπ）の場合と等価である。同様に、位相シフト量が０＋ｎπ＝ｎπのとき（ｎは整数）は、位相シフト量がπ（往復での位相シフト量が０）の場合と等価である。ここでは、位相シフト量が等価な場合をも含めて、これらの位相シフト量がそれぞれλ／４又は０に対応するとして説明する。また、以下においては、説明の簡便さのため、反射光間にπの位相差を与える位相シフト（λ／４位相シフト）部をＰＳ１と総称し、０の位相差を与える位相シフト部をＰＳ０と総称する。
【００２７】
具体的には、上記したＭ系列符号としてＭａを用いた場合、「０」及び「１」が隣接するＵＧ（３）及びＵＧ（４）に対応する位置の位相シフト部ＰＳ（３）  がλ／４位相シフト部であるように形成されている。同様に、ＰＳ（７），ＰＳ（８），ＰＳ（９），ＰＳ（１０），ＰＳ（１２），ＰＳ（１４）  がλ／４位相シフト部（ＰＳ１）であり、その他の位相シフト部ＰＳはＰＳ０である。
【００２８】
本実施例においては、グレーティング周期（又はグレーティングピッチ）Λ＝５３５．５ｎｍ（ナノメートル）とし、符号の１チップを構成する均一グレーティングＵＧ（ｉ）の長さＬＵは約２．３ｍｍ（ミリメートル）とした。従って、全ての均一グレーティング長の合計は約３５ｍｍであり、これに全ての位相シフト部の長さを加えたものが多点位相シフトＦＢＧの全長Ｌとなる。
【００２９】
このような多点位相シフトＦＢＧである符号器１５に光パルスを入射させると、図５に示すように、入射光パルスＰｉｎが多点位相シフトＦＢＧ内を伝播し、それぞれの均一グレーティングから光パルスが反射され、光パルス列Ｐｏｕｔが生成される。なお、光符号器１５への光パルスの入射端をＡ端とし、他方の端をＢ端と称する。
【００３０】
多点位相シフトＦＢＧの反射によって光パルスＰｉｎには位相シフト部の位相シフト量に応じた位相差に加えて伝播遅延が生じる。この伝播遅延時間は、隣接均一グレーティング間の間隔（又は反射中心の間隔）に応じて定まる。つまり、隣接する均一グレーティングによって生じる往復の伝播遅延時間がチップ周期Ｔｃｈｉｐである。すなわち、光速をｃ、隣接する均一グレーティングの反射中心位置間隔をＤとしたとき、隣接する均一グレーティングによって生じる往復の伝播遅延時間（チップ周期：Ｔｃｈｉｐ）はＴｃｈｉｐ＝２ｎｅｆｆ・Ｄ／ｃで表される。なお、チップ時間の逆数をチップレートという。
【００３１】
本実施例においては、チップ周期Ｔｃｈｉｐが２４ｐｓとなるように光符号器１５を形成した。また、入射光パルスＰｉｎの波長（真空中）を約１５５０．２ｎｍとし、均一グレーティングＵＧの各々のブラッグ波長が入射光波長と実質的に同一となるようにそのグレーティング周期（ピッチ）が定められている。すなわち、均一グレーティングＵＧのブラッグ波長λＢ＝１５５０．２ｎｍ（真空中）としている。
【００３２】
従って、この符号器１５にパルス半値幅ＷｐのＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）光パルス信号を入力した場合には、符号器１５により生成される光パルス列Ｐｏｕｔは、各パルス間の時間間隔が２４ｐｓで、位相シフト部の位相シフト量に応じた位相差（すなわち、０又はπ）を有する光パルスからなる。つまり、上記したＭ系列符号Ｍａ（０００１１１１０１０１１００１）に対応して、図５に示すように、チップパルスが位相差（０，０，０，π，π，π，π，０，π，０，π，π，０，０，π）を有し、チップ周期が２４ｐｓの光チップパルス列が生成される。また、このときチップレートは４１．７Ｇｃｈｉｐ／ｓである。
【００３３】
次に、上記した符号化パルス信号の復号について説明する。図６は、光復号器２５の構成及び復号動作を説明するための模式的な図である。光復号器２５は、光符号器１５のＭ系列符号Ｍａ（０００１１１１０１０１１００１）の符号の順序を反転させたＭ系列符号（１００１１０１０１１１１０００）  に対応する構成を有している。換言すれば、光復号器２５は、光符号器１５の均一グレーティングＵＧ及び位相シフト部ＰＳの配列の順序を反転させた構造を有する多点位相シフトＦＢＧである。すなわち、単に光符号器１５を反転させ、光符号器１５のＢ端を入力端とし、Ａ端を終端としたものと等価の構成を有している。また、光復号器２５の終端側には−５０ｄＢ程度の減衰量の光ターミネタ２２が接続されている。尚、図６においては、理解の容易さのため、対応する光符号器１５（図４）の各部分の参照符を括弧内に示している。
【００３４】
光符号器１５により符号化されたＲＺ光信号を光復号器２５に入力すると、図６に示すように、各チップから位相シフトの影響を受けて反射された各光パルスはチップ時間差（すなわち、伝播遅延時間）を伴って重畳され、それぞれの相対位相差で干渉することにより自己相関光信号が得られる。かかる自己相関光信号を所定の閾値によって識別することにより符号化された光パルス信号の復号がなされる。
【００３５】
図７は、図１に示すＯＣＤＭ送信機１０及び光符号化信号の相関特性を検出する相関特性検出器３０の構成を示すブロック図である。相関特性検出器３０は、第１の光復号器２５、第２の光復号器３１及び相関値算出器３２を有している。第１の光復号器２５は、図６に示すのと同様なＭ系列符号（１００１１０１０１１１１０００）に対応する構成を有している。すなわち、第１の光復号器２５によって自己相関が得られる。また、第２の光復号器３１は、相互相関が得られる符号パターンに対応する構成を有している。具体的には、Ｍ系列符号（０００１１１１０１０１１００１）の符号パターンを有している。
【００３６】
光符号化信号は、第１の光復号器２５によって大きな相関ピークを有する信号パルスが復元される一方、第２の光復号器３１においては、相関ピークが小さな信号パルスが得られる。相関値算出器３２は、これらの相関ピーク値の比を算出して出力する。
図８は、信号光パルスのパルス幅を変化させた場合の相互相関の大きさをプロットした図である。なお、ここでは、横軸の信号パルス時間幅はチップ周期（Ｔｃｈｉｐ）で規格化し、縦軸の相互相関の大きさは自己相関（ＣＡ）の大きさで規格化して示している。すなわち、規格化パルス幅（Ｗｐ／Ｔｃｈｉｐ）に対する相関比（ＣＣ／ＣＡ）を示している。この図から、信号パルス幅がチップ周期の１０倍程度であっても相互相関の大きさは自己相関の大きさの約０．７以下であり、信号パルスの識別（閾値判定）が十分可能である。
【００３７】
上記においては、説明の簡便さのため、ＯＣＤＭ通信装置の１つの送信チャネルについて述べたが、一般的に複数の送信チャネルを多重した多重装置及び多重分離装置に適用することが出来る。図９は、１６個の送信チャネルを有するＯＣＤＭ送信機１０の構成を示すブロック図である。ＯＣＤＭ送信機１０において、第１送信チャネルは、光パルス信号生成器１１Ａ、光サーキュレータ１４Ａ、光符号器１５Ａから構成されている。光パルス信号生成器１１Ａからの光パルス信号は、光サーキュレータ１４Ａを経て光符号器１５Ａに入力され、Ｍ系列符号Ｍａに対応する光符号器Ｅ（Ｍａ）１１Ａにより符号化される。同様に、第２−第１６送信チャネルは、光パルス信号生成器１１Ｂ−１１Ｐ、光サーキュレータ１４Ｂ−１４Ｐ、光符号器（Ｅ（Ｍｂ）−Ｅ（Ｍｐ））１５Ｂ−１５Ｐから構成されている。光パルス信号生成器１１Ｂ−１１Ｐからの光パルス信号は光符号器１５Ｂ−１５Ｐによりそれぞれ符号化され、光カプラ２６Ａによって合波される。合波によって得られた光符号化多重信号は、光ファイバ等を介して送信される。なお、光符号器１５Ａ−１５Ｐは互いに異なるＭ系列符号を有する光符号器として構成されている。また、光パルス信号生成器１１Ａ−１１Ｐは、データレートを調整可能な可変データレート光源であってもよく、各チャネルのデータレートが異なっていてもよい。さらに、光パルス信号生成器１１Ａ−１１Ｐによって生成される光信号のパルス幅は異なっていてもよい。
【００３８】
以上述べたように、信号パルス幅がチップ周期よりも大きな場合であっても閾値判定による信号選択が可能である。従って、１符号を構成するチップ数を大きくしても光源のパルス幅を小さくする必要が無いため、構成が複雑で高価な短パルス光源を使用しなくても簡便な光源構成によってユーザ数を拡大することができる。
［第２の実施例］
図１０は、本発明の第２の実施例である光符号分割多重（ＯＣＤＭ）送信機１０の１送信チャネルの構成を示すブロック図である。ＯＣＤＭ送信機１０は、光パルス調整器３５を有している点において上記した第１の実施例のＯＣＤＭ送信機（又は光符号化信号生成装置）と異なっている。より具体的には、光パルス信号生成器１１からの光パルス信号は光ファイバ１３及び光サーキュレータ１４を経て光符号器１５に供給される。光パルス信号は光符号器１５において符号化され、当該符号化信号は所定の分岐比を有する光カプラ２６に供給される。光カプラ２６において符号化信号パワーは分岐され、その一部が光パルス調整器３５に供給される。残りの符号化信号パワーは送信光信号として出力され、光ファイバ等を介して送信される。なお、光パルス信号生成器１１からの光パルス信号、符号化光信号又は送信光信号は光増幅器によって適宜増幅されてもよい。
【００３９】
光パルス調整器３５において、当該符号化信号（の一部）は相関特性検出器３０に供給される。相関特性検出器３０は、上記した第１の実施例の相関特性検出器と同様な構成を有している。相関特性検出器３０により検出された相関値の比（ＣＣ／ＣＡ）を表す信号は光パルス調整信号生成器３３に供給される。光パルス調整信号生成器３３は、当該相関値の比に応じて光パルス信号のパルス波形を調整するための光パルス調整信号Ｓａｄｊを生成する。光パルス信号生成器１１は、光パルス調整信号Ｓａｄｊに応じて光パルス波形を調整する。すなわち、光パルス信号生成器１１は、パルス幅、パルス形状、パルス強度、立ち上がり時間、立ち下がり時間、ジッタ等の光パルス波形パラメータのうち少なくとも１つを調整することができるように構成されている。
【００４０】
なお、相関特性検出器３０は、自己相関及び相互相関特性を検出できるものであればよく、自己相関及び相互相関の相関関係の大きさに応じた信号を出力できるものであればよい。相関特性検出器３０は、例えば、マッチドフィルタ等であってもよい。また、光パルス調整信号生成器３３が生成する光パルス調整信号Ｓａｄｊは、光パルス信号のパルス波形を調整するための調整量を表す信号であればよい。
【００４１】
従って、光パルス調整器３５は、検出された相関特性値が所定範囲内に収まるように光パルス波形を調整する光パルス調整信号Ｓａｄｊを生成し、これによって、信号パルス幅がチップ周期よりも大きな場合であっても閾値判定による信号選択が容易となる。また、１符号を構成するチップ数を大きくしても（すなわちチップ周期が小さくとも）、あるいは光源のパルス幅が大きくても良好なＯＣＤＭ通信が可能となる。従って、構成が複雑で高価な短パルス光源を使用する必要無しに、簡便な光源構成によってユーザ数を拡大することができる。
【００４２】
なお、図９に示すように、複数の送信チャネルを有するＯＣＤＭ送信機又は多重装置の場合には、各チャネルに上記したような光パルス調整器３５を設けてもよいが、少なくとも１つのチャネルに光パルス調整器３５を設けるようにしてもよい。後者の場合、光符号化信号のうち少なくとも１の相関特性を検出し、当該相関特性の検出値に基づいて各光パルス信号の光波形を調整するようにすることができる。
【００４３】
以下に、光パルス信号生成器１１の種々の構成、及び光パルス信号のパルス波形調整について、例を挙げてより具体的に説明する。
図１１は、光パルス信号生成器１１の構成の１例を示すブロック図である。光パルス信号生成器１１は、直接変調型レーザダイオードを含むレーザ光源４１及びレーザ光源４１を駆動するレーザ駆動回路４２からなる。レーザ駆動回路４２は、レーザ光源４１へのバイアス電流と、データ信号を受信してデータ信号に応じたレーザ駆動電流とを生成する。また、レーザ駆動回路４２は、受信した光パルス調整信号Ｓａｄｊに基づいて当該バイアス電流及び／又はレーザ駆動電流を変更して光パルス信号のパルス波形を調整する。これによってパルス幅、パルス形状、パルス強度、立ち上がり時間、立ち下がり時間、ジッタ等の光波形が調整されたＲＺ光パルス信号が生成される。
【００４４】
図１２は、光パルス信号生成器１１の構成の他の例を示すブロック図である。光パルス信号生成器１１において、レーザ光源４１ＡはＤＣバイアス生成器４４Ａにより駆動され、連続光（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）を生成する。当該連続光は、第１の光変調器（変調器＃１）４３Ａに入力される。第１の光変調器４３Ａは、クロック生成器４４Ｂにより生成された周期的な電気信号と直流電圧とで駆動され、連続光を一定周期で強度変調することによって光クロックパルスを生成する。当該光変調器としては、例えば、電界吸収型（ＥＡ）光変調器やＬＮ変調器などを用いることができる。例えば、ＥＡ光変調器を用いる場合、第１の光変調器４３Ａの出力光パルスの時間幅は、第１の光変調器４３Ａへの印加バイアスレベル及びクロック信号強度で制御することができ、例えば、クロック周期の１５％程度の光パルス列の生成が可能である。
【００４５】
第２の光変調器（変調器＃２）４３Ｂは、データ信号生成器４４Ｃにおいて生成されたデータ信号により駆動され、第１の光変調器４３Ａからの光クロックパルス列に強度変調信号を重畳する。この結果得られた光パルス信号は、光符号器（図示しない）によって位相変調されたチップパルス列に変換されることによって、強度変調された光パルス信号に拡散符号パターンを重畳した光符号化パルス信号が得られる。
【００４６】
ＤＣバイアス生成器４４Ａ、クロック生成器４４Ｂ又はデータ信号生成器４４Ｃは、光パルス調整信号Ｓａｄｊに基づいてそれぞれレーザ光源４１Ａ、第１の光変調器４３Ａ及び第２の光変調器４３Ｂを駆動し、出力される光パルス信号のパルス幅、光波形等を調整する。
従って、光パルス生成にファイバレーザ等の複雑な構成の超短パルス光源を使用する必要無しに、連続光レーザ光源と光変調器とを組み合わせることによって簡便な構成で光パルス信号生成を行うことができる。従って、小型かつ低コストで多数のユーザ（チャネル）を多重可能なＯＣＤＭ通信装置を実現することができる。
【００４７】
図１３は、光パルス信号生成器１１の構成の他の例を示すブロック図である。図１２に示した光パルス信号生成器と異なる点は、上記した第１及び第２の光変調器に代えて、光クロックパルス生成を行う第１の光変調部と光クロックパルスをデータ信号で変調する第２の光変調部を集積した集積化変調器４３Ｃを用いていることである。すなわち、第１の光変調部及び第２の光変調部はそれぞれ上記した第１及び第２の光変調器と同様な動作をなすように構成されている。この集積化変調器４３Ｃとしては、例えば電極分離型の電界吸収型変調器などを用いることができる。ＤＣバイアス生成器４４Ａ、クロック生成器４４Ｂ及びデータ信号生成器４４Ｃが光パルス調整信号Ｓａｄｊに基づいて光パルス信号の光波形を調整する点は上記した実施例と同様である。かかる構成によって、装置を小型化、低コスト化することが可能となる。
【００４８】
図１４は、光パルス信号生成器１１の構成の他の例を示すブロック図である。上記した光パルス信号生成器と異なる点は、レーザ光源及び光クロックパルス生成を行う光変調器に代えて、例えば電界吸収型光変調器集積レーザなどの変調器集積レーザ４１Ｂを用いていることである。また、図１５は、光パルス信号生成器１１の構成の他の例を示すブロック図である。上記した光パルス信号生成器と異なる点は、レーザ光源、光クロックパルス生成を行う第１の光変調器、及び光クロックパルスを変調する第２の光変調部を集積した変調器集積レーザ４１Ｃを用いていることである。かかる構成によって、さらに装置を小型化、低コスト化することが可能となる。
【００４９】
なお、光パルス調整器３５に関して、上記においては、相関特性検出器３０及び光パルス調整信号生成器３３の両者をＯＣＤＭ送信機１０内に設けた場合について説明したが、これらをＯＣＤＭ送信機１０及びＯＣＤＭ受信機２０に分けて、あるいは両者をＯＣＤＭ受信機２０内に設けてもよい。すなわち、例えば図１６に示すように、相関特性検出器３０をＯＣＤＭ受信機２０内に設け、光パルス調整信号生成器３３をＯＣＤＭ送信機１０内に設けてもよい。この場合、ＯＣＤＭ受信機２０内の相関特性検出器３０により検出された相関特性値（例えば、ＣＣ／ＣＡ））はアップリンクを介してＯＣＤＭ送信機１０に送信されるようにすることができる。
【００５０】
尚、上記した実施例において示した各数値は例示に過ぎない。適宜変更して適用することができる。また、上記した各種の実施例は、適宜組み合わせて用いてもよい。
以上説明したように、信号パルス幅がチップ周期よりも大きな場合であっても閾値判定による信号識別が可能である。従って、１符号を構成するチップ数を大きくしても光源のパルス幅を小さくする必要が無いため、構成が複雑で高価な短パルス光源を使用しなくても簡便な光源構成によってユーザ数を拡大することができる。
【００５１】
また、相関特性を検出し、パルス形状等の光波形を調整することにより、さらにチップ周期に対するパルス幅を拡大することが可能であり、簡便な構成で、低コストなＯＣＤＭ装置を実現できる。また、より多数のチャネルを多重可能で、高性能なＯＣＤＭ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である光符号分割多重通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】光符号器の構成及び動作について説明する図である。
【図３】光符号器への入力光信号パルス列Ｐｉｎ（Ａ）及び光符号器１５からの符号化光信号Ｐｏｕｔ（Ｂ）を模式的に示す図である。
【図４】光符号器１５の構成及び符号化動作を模式的に説明する図である。
【図５】符号器に光パルス信号を入射させたときの、光符号化パルス列を示す図である。
【図６】光復号器の構成及び復号動作を説明するための模式的な図である。
【図７】図１に示すＯＣＤＭ送信機及び光符号化信号の相関特性を検出する相関特性検出器の構成を示すブロック図である。
【図８】信号光パルスのパルス幅を変化させた場合の相互相関の大きさをプロットした図である。
【図９】１６の送信チャネルを有するＯＣＤＭ送信機の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施例である光符号分割多重（ＯＣＤＭ）送信機の構成を示すブロック図である。
【図１１】光パルス信号生成器の構成の１例を示すブロック図である。
【図１２】光パルス信号生成器の構成の他の例を示すブロック図である。
【図１３】光パルス信号生成器の構成の他の例を示すブロック図である。
【図１４】光パルス信号生成器の構成の他の例を示すブロック図である。
【図１５】光パルス信号生成器の構成の他の例を示すブロック図である。
【図１６】相関特性検出器をＯＣＤＭ受信機内に設けた場合の構成を示すブロック図である。
【主要部分の符号の説明】
１０  ＯＣＤＭ送信機
１１，１１Ａ−１１Ｐ  光パルス信号生成器
１３，１９  光ファイバ
１４，２４，２９  光サーキュレータ
１５，１５Ａ−１５Ｐ  光符号器
２０  ＯＣＤＭ受信機
２５  光復号器
２７  光検出器
３０  相関特性検出器
３１  第２の光復号器
３２  相関値算出器
３３  光パルス調整信号生成器
３５  光パルス調整器
４１，４１Ａ−４１Ｃ  レーザ光源
４３Ａ−４３Ｄ  変調器
４４Ａ  ＤＣバイアス生成器
４４Ｂ  クロック生成器
４４Ｃ  データ信号生成器
【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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【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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