(57)【要約】光源の光周波数の校正を不要とし、伝送帯を大きくすることなく、多くの符号を用いることを可能とする。光源の光周波数幅をＦＳＲとし、全ての符号はその符号長をＦＳＲとし、かつ互いに直交性を持たせる。第ｎ光符号信号の各光強度周波数特性をＣｎ（ｆ）＝（１−ｃｏｓ（２πｓｆ／ＦＳＲ＋ｒπ／２））／２（ｓは１〜最大符号数／２までの整数、ｒ＝０又は１）として光符号信号間に直交性を与える。あるいは光符号信号を構成するチップ配列に連続する光周波数チップを順次割り当て、各チップ“１”の光周波数を出力し、例えば２次のアダマール符号語（０１０１）や（００１１）を繰り返し連続させた連結符号の光ろ波特性のフィルタとし、これに光源光を通して光符号信号とする。符号化光周波数領域３１と復号化光周波数領域３２は光源光周波数のドリフト範囲をカバーするようにする。図１３中のΔＦ１，ΔＦ２は光源光周波数のドリフトである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
２値データ系列の各データごとに、その値に応じた、ｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方を、光強度周波数特性とした光符号信号を、少なくとも光周波数幅ＦＳＲ分送信する光送信装置と、
関数Ｃｉ（ｆ）は光周波数ｆを変数とし、Ｃｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＦＳＲｉ）が成立する周期関数であり、
光周波数幅ＦＳＲは所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、各符号の関数中の繰り返し周期ＦＳＲｉの公倍数の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１からこの関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数であり、
関数Ｃｉ（ｆ）と、反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
受信した光信号から、関数Ｃｉ（ｆ）に基づき光強度周波数特性がＣｉ（ｆ）の光信号の光強度と対応する第１強度信号と、
受信光信号から、反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））に基づき、光強度周波数特性が（１−Ｃｉ（ｆ））の光信号の光強度と対応する第２強度信号との差に応じた第１差信号からデータ系列を再生する光受信装置とを備えることを特徴とする光符号を用いる光通信システム。
【請求項２】
請求項１のシステムにおいて、
周期ＦＳＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅であり、
光周波数幅ＦＳＲ以下の任意の光周波数幅を関数Ｃｉ（ｆ）の繰り返し周期ＦＳＲｉで除した剰余をΔｆとし、位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）でのｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）と等しい関数をＣｉ′（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ′（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
光送信装置は２値データ系列の各データごとに、その値に応じたΔｆの値の関数Ｃｉ′（ｆ）を少なくとも光周波数幅ＦＳＲだけ送信する装置であり、
光受信装置において、受信した光信号から、送信装置で送信しうるΔｆの値に対応する各関数Ｃｉ′（ｆ）に基づき、光強度周波数特性がＣｉ′（ｆ）の光信号の光強度と対応する第１強度信号と、反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））に基づき光強度周波数特性が（１−Ｃｉ′（ｆ））の光強度と対応する第２強度信号との差に応じた上記各Δｆの値に対応する各第１差信号からデータ系列を再生する装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項３】
請求項１のシステムにおいて、
周期ＦＳＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅であり、
光周波数幅ＦＳＲ以下の任意の光周波数幅を周期ＦＳＲｉで除した剰余をΔｆとし、位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、Δｆ＝π／２とし、
上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）でのｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）と等しい関数をＣｉ′（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ′（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
光送信装置は２値データ系列を第１分離データ系列と第２分離データ系列とに分離し、その第１分離データ系列により上記光強度周波数特性がＣｉ（ｆ）又は（１−Ｃｉ（ｆ））とされた光信号と、
第２分離データ系列の各データごとにその値に応じた関数Ｃｉ′（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））の少なくとも一方又は関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））の少なくとも一方を光強度周波数特性とした光信号の、少なくとも関数Ｃｉ′（ｆ）又はＣｊ（ｆ）の１周期ＦＳＲｉ又はＦＳＲｊ分の光信号とを合成した光信号を光符号信号として出力する装置であり、
上記光受信装置において、受信した光信号から、関数Ｃｉ′（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））に基づき、光強度周波数特性がＣｉ′（ｆ）の光信号及び光強度周波数特性が（１−Ｃｉ′（ｆ））又は関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））に基づき、光強度周波数特性がＣｊ（ｆ）の光信号及び光強度周波数特性が（１−Ｃｊ（ｆ））の各光強度とそれぞれ対応する第３強度信号及び第４強度信号間の差に応じた第２差信号を検出し、この第２差信号と上記第１差信号とから第１分離データ系列及び第２分離データ系列を再生する装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項４】
請求項３のシステムにおいて、
光送信装置は入力２値データ系列を第１分離データ系列と第２分離データ系列と、
第３分離データ系列と第４分離データ系列とに分離し、
第１分離データ系列により上記光強度周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）又は（１−Ｃｉ（ｆ））とされた第１光信号及び第２分離データ系列により上記光強度周波数特性が関数Ｃｉ′（ｆ）又は（１−Ｃｉ′（ｆ））あるいはＣｊ（ｆ）又は（１−Ｃｊ（ｆ））とされた第２光信号をそれぞれ第３分離データ系列の各データごとの値及び第４分離データ系列の各データごとの値にそれぞれ応じた光強度とした両信号の合成信号を光符号信号として送信する装置であり、
光受信装置は上記第１差信号及び上記第２差信号をそれぞれディジタル値に変換し、これらディジタル値により第１分離データ系列、第２分離データ系列、第３分離データ系列、第４分離データ系列をそれぞれ再生する装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項５】
請求項１のシステムにおいて、
光送信装置には光周波数幅が少なくともＦＳＲで、光強度周波数特性がＣｊ（ｆ）または（１−Ｃｊ（ｆ））の光符号信号が受信入力され、
その受信光符号信号に対し、２値データ系列の各データごとに、その値に応じて、光強度周波数特性としてＣｉ（ｆ）、（１−Ｃｉ（ｆ））又は零のいずれかを乗じて出力する装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかのシステムにおいて、
周期ＦＳＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅とし、ＦＳＲ以下の任意の周波数幅を、関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期ＦＳＲｉで除した剰余をΔｆとし、関数Ｃｉ（ｆ）とＣｊ（ｆ）は、異なる周期ＦＳＲｉと周期ＦＳＲｊであるか又は周期ＦＳＲｉと周期ＦＳＲｊは同一値でありＦＳＲ以下の任意の周波数幅を、Ｃｊ（ｆ）は関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期ＦＳＲｉで除した剰余をΔｆとし、関数Ｃｉ（ｆ）の位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）が４分のπのＣｉ′（ｆ）である正弦関数を含む関数又は余弦関数を含む関数であることを特徴とする光通信システム。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかのシステムにおいて、
関数Ｃｉ（ｆ）に対応する任意の整数ＳｉとＮｉとに、整数２を乗じた値Ｌ＝２Ｓｉ・Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、関数Ｃｉ（ｆ）は連続するＳ個のチップを光強度１とし、それに続くＳ個のチップを光強度０とすることをＮｉ回繰り返す、又はその光強度を１とする連続Ｓ個のチップの光周波数位置を、所定値づつ順次移動した関数であることを特徴とする光通信システム。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかのシステムにおいて、
当該光通信システムは双方向通信システムであり、
その少なくとも一方の側の光送信装置は、光ろ波周波数特性関数Ｃｉ（ｆ）又は反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方の符号化用光ろ波器により光信号に対し光強度周波数特性を付与する装置であり、かつ光受信装置は、光ろ波周波数特性関数Ｃｉ′（ｆ）及び（１−Ｃｉ′（ｆ））あるいはＣｊ（ｆ）及び（１−Ｃｊ（ｆ））の各復号化用光ろ波器により、光強度周波数特性がＣｉ′（ｆ）又は（１−Ｃｉ′（ｆ））あるいはＣｊ（ｆ）及び（１−Ｃｊ（ｆ））の光符号信号を受信光信号から分離する装置であり、ここでＣｉ′（ｆ）はＣｉ（ｆ）に対しその４分の１周期ずれた関数であり、
上記符号化用光ろ波器及び上記両復号化用光ろ波器が単一プレーナ光波回路基板上に構成され、
上記符号化用光ろ波器及び上記復号化用光ろ波器の一方の透過光信号の光強度を検出する強度検出手段と、
その検出された光強度が最大になるように、上記プレーナ光波回路基板の温度を制御する制御手段とが備えられていることを特徴とする光通信システム。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれかのシステムにおいて、
光受信装置は、
光符号信号の符号を構成するチップ毎に受信光信号を分波し、
これら分波した各光チップの光強度をチップ毎にチップ強度信号として検出し、
入力受信光信号の伝送路における到着時間が異なる光チップの時間と対応し、これらが同一到着時間となるような遅延を対応チップ強度信号に与え、これら到着時間が同一とされたチップ強度信号を、関数Ｃｉ（ｆ）が１に相当するチップの出力の総和から関数（１−Ｃｉ（ｆ））が１に相当するチップ強度信号の総和を減じて上記第１差信号を得る装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項１０】
２値データ系列と光信号が入力され、
２値データ系列の各データごとに、その値に応じたｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方を、光強度周波数特性とした光符号信号を、少なくとも光周波数幅ＦＳＲ分生成送信する光送信装置。ここで関数Ｃｉ（ｆ）は光周波数ｆを変数とし、Ｃｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＦＳＲｉ）が成立する周期関数であり、
光周波数幅ＦＳＲは所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、各符号の関数中の繰り返し周期ＦＳＲｉの公倍数の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１からこの関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数であり、
関数Ｃｉ（ｆ）と、反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立する。
【請求項１１】
請求項１０の装置において、
互いに異なる関数の光強度周波数特性の光符号信号をそれぞれ生成出力するＮ個の符号器と、Ｎは２以上の整数であり、
上記Ｎ個の光符号信号を合成して送信する合成器とを備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項１２】
請求項１１の装置において、
１から、符号数Ｎを整数ｑで除した値Ｎ／ｑまでの整数値をａとし、ｒを２の剰余とし、
関数Ｃｉ（ｆ）は、
（１＋ｃｏｓ（２・π・ａ・ｆ／ＦＳＲ＋ｒ・π／２））／２
であることを特徴とする光送信装置。
【請求項１３】
請求項１１の装置において、
任意の整数Ｓで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、
関数Ｃｉ（ｆ）及び関数Ｃｊ（ｆ）はそれぞれ“１”のチップと“−１”のチップとよりなることを特徴とする光送信装置。
【請求項１４】
請求項１１の装置において、
各符号器は、それぞれその符号器に決められた符号関数の光強度周波数特性の第１光符号信号を生成する第１変調部と、第１変調部の関数の反転関数の光強度周波数特性の第２光符号信号を生成する第２変調部と、入力された２値データの一方で第１光符号信号及び第２光符号信号との少なくとも一方を、２値データの他方で上記第１光符号信号及び第２光符号信号の少なくとも他方を出力する切替器を備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項１５】
請求項１０の装置において、
周期ＦＳＲｉはＣｉ（ｆ）と対応する整数ＮｉでＦＳＲを除した光周波数幅であり、
ＦＳＲ以下の任意の光周波数を、関数Ｃｉ（ｆ）の周期ＦＳＲｉで除した剰余をΔｆとし、位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）を関数Ｃｊ（ｆ）に対する位相差とし、
上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）でのｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）と等しい関数をＣｉ′（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
上記２値データ系列の各データごとに、その値に応じたΔｆの値の関数Ｃｉ′（ｆ）を少なくとも光周波数幅ＦＳＲだけ送信する装置であり、
入力２値データ系列を複数の分離データ系列に分離する系列変換部と、
各分離データ系列について、上記関係条件を満たす符号関数について、データごとにその値に応じた、位相Δｆのみが異なる関数の一つを光強度周波数特性とした光符号信号を生成する符号変調部と、
これら符号変調部より光符号信号を合成して光符号信号として出力する合成器とを備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項１６】
請求項１０の装置において、
ＦＳＲｉはＣｉ（ｆ）と対応する整数ＮｉでＦＳＲを除した光周波数幅であり、
ＦＳＲ以下の任意の光周波数をＦＳＲｉで除した剰余をΔｆとし、位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）でのｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）と等しい関数をＣｉ′（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
Δｆ＝π／２とし、
入力２値データ系列を第１分離データ系列と第２分離データ系列に分離する系列変換部と、
第１分離データ系列により上記光強度周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）又は（１−Ｃｉ（ｆ））とされた第１光信号を生成する第１変調部と、
第２分離データ系列の各データごとにその値に応じた関数Ｃｉ′（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））の少なくとも一方又は関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））の少なくとも一方を光強度周波数特性とした第２光信号の少なくとも関数Ｃｉ′（ｆ）又はＣｊ（ｆ）の１周期ＦＳＲｉ又はＦＳＲｊ分の第２光信号を生成する第２変調部と、
第１光信号と第２光信号を合成して光符号信号として出力する合成器とを備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項１７】
請求項１６の装置において、
系列変換部は入力２値データ系列を第１，第２，第３及び第４分離データ系列に分離する変換部であり、
上記第１光信号及び第２光信号をそれぞれ、第３分離データ系列及び第４分離データ系列の各データごとにその値にそれぞれ応じた光強度とする第３変調部及び第４変調部とを備え、
上記合成器は第３変調部及び第４変調部の出力光を合成する合成器であることを特徴とする光送信装置。
【請求項１８】
請求項１５〜１７のいずれかの装置において、
周期ＦＳＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅とし、関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期であるＦＳＲｉで、ＦＳＲ以下の任意の周波数幅を除した時の剰余をΔｆとし、関数Ｃｉ（ｆ）とＣｊ（ｆ）は、異なる周期ＦＳＲｉと周期ＦＳＲｊであるか又は周期ＦＳＲｉと周期ＦＳＲｊは同一値でありＣｊ（ｆ）は関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期であるＦＳＲｉでＦＳＲ以下の任意の周波数幅を除した時の剰余をΔｆとし、関数Ｃｉ（ｆ）の位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）が４分のπのＣｉ′（ｆ）である正弦函数を含む函数あるいは余弦関数を含む関数であることを特徴とする光送信装置。
【請求項１９】
請求項１５〜１７のいずれかの装置において、
任意の整数Ｓと、符号関数Ｃｉ（ｆ）に対応する任意の整数ＳｉとＮｉとに、整数２を乗じた値Ｌ＝２Ｓｉ・Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、関数Ｃｉ（ｆ）は連続するＳ個のチップを光強度１とし、それに続くＳ個のチップを光強度０とすることをＮｉ回繰り返す、又はその光強度を１とする連続Ｓ個のチップの光周波数位置を所定値ずつ順次移動した関数であることを特徴とする光送信装置。
【請求項２０】
請求項１５〜１７のいずれかの装置において、
所定の光周波数Ｆｓｔ〜所定の光周波数Ｆｌａの範囲に含まれる所定の光周波数幅（ＦＳＲ）で光周波数信号を出力する光源と、
光源よりの出力光信号を複数に分岐する光分岐器と、
分岐された光が入力され、光透過周波数特性が符号関数の複数の光ろ波器と、
これら光ろ波器の透過光を合成して光符号信号として出力する光合成器と、
これら複数の光ろ波器と光分岐器又は光合成器との間に挿入され、複数の分離データ系列により制御される符号変調手段とを備える光送信装置。
【請求項２１】
請求項１５〜１７のいずれかの装置において、
光周波数幅ＦＳＲを、自然数Ｎと３以上の整数Ｌで除した単位光周波数幅をチップ幅とし、ＮＬのチップに対応する光周波数の光信号を出力する少なくともＮＬ個の光源と、
ＮＬ個の光源を駆動する駆動信号を発生する駆動信号発生器と、
これらＮＬ個の光源の出力光を合成して光符号信号として出力する光合成器と、
ＮＬ個の光源と駆動信号発生器又は光合成器との間に挿入され、複数の分離データ系列により制御される符号変調手段とを具備する光送信装置。
【請求項２２】
関数に従った光強度周波数特性の光信号を透過するろ波手段と、光信号の光強度を検出する強度検出手段と、強度信号を加減算する手段とを備え、
受信光信号が入力され、周波数特性関数Ｃｉ（ｆ）に基づき光強度周波数特性がＣｉ（ｆ）の光信号の光強度と対応する第１強度信号と、
受信光信号が入力され、反転周波数関数（１−Ｃｉ（ｆ））に基づき光強度周波数特性が（１−Ｃｉ（ｆ））の光信号の光強度と対応する第２強度信号との差に応じたデータを再生することを特徴とする光受信装置。
ここで関数Ｃｉ（ｆ）はＣｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＦＳＲｉ）が成立する周期関数であり、関数Ｃｉ（ｆ）の関数値が０から１の値をとり、
光周波数幅ＦＳＲは所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、各符号の関数中の繰り返し周期ＦＳＲｉの公倍数の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１から関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数（１−Ｃｉ（ｆ））であり、
関数Ｃｉ（ｆ）と関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの光周波数幅ＦＳＲの任意の区間におけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立する。
【請求項２３】
請求項２２の装置において、
上記受信光信号は、直交性を満足する光強度周波数特性で符号化された複数の光符号信号であり、
受信光信号が入力され、受信光信号を複数に分配する分配器と、
分配器より分配された各受信光信号がそれぞれ入力され、ろ波光周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）の第１ろ波器と、
第１ろ波器の出力が入力され、その光強度を第１強度信号として検出する第１強度検出器と、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が関数（１−Ｃｉ（ｆ））の第２ろ波器と、
第２ろ波器の出力が入力され、その光強度を第２強度信号として検出する第２強度検出器と、
第１強度信号及び第２強度信号が入力され、その一方から他方の差の強度に基づき２値データを再生する強度差検出器とを備える複数の復号器とを具備する光受信装置。ただし複数の復号器間において関数Ｃｉ（ｆ）及び（１−Ｃｉ（ｆ））は互いに異なる。
【請求項２４】
請求項２３の装置において、
１から、符号数Ｎを整数ｑで除した値Ｎ／ｑまでの整数値をａとし、ｒを２の剰余とし、関数Ｃｉ（ｆ）は、
（１＋ｃｏｓ（２・π・ａ・ｆ／ＦＳＲ＋ｒ・π／２））／２
であることを特徴とする光受信装置。
【請求項２５】
請求項２３の装置において、
任意の整数Ｓで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、
関数Ｃｉ（ｆ）及び関数Ｃｊ（ｆ）はそれぞれ“１”のチップと“−１”のチップとよりなり、
受信光信号が入力され、その受信入力信号をチップごとに分割出力するろ波器と、
このろ波器の各チップごとの出力がそれぞれ入力され、そのチップごとの光強度と対応したチップ強度信号をそれぞれ検出する複数のチップ強度検出器と、
これら各チップ強度信号が入力され、関数Ｃｉ（ｆ）の各“１”のチップと対応するチップ強度信号を正とし、関数（１−Ｃｉ（ｆ））のチップ各“１”のチップと対応するチップ強度信号を負として全入力の総和に基づき２値データを出力する強度差検出器とを備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項２６】
請求項２２の装置において、
ＦＳＲｉはＣｉ（ｆ）と対応する整数ＮｉでＦＳＲを除した光周波数幅であり、
ＦＳＲ以下の任意の光周波数をＦＳＲｉで除した剰余をΔｆとし、位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）でのｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）と等しい関数をＣｉ′（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
受信光信号が入力され、相手送信装置が送信しうるΔｆの値に対応するろ波光周波数特性が関数Ｃｉ′（ｆ）の各第１ろ波器と、
受信光信号が入力され、相手送信装置が送信しうるΔｆの値に対応するろ波光周波数特性が関数（１−Ｃｉ′（ｆ））の各第２ろ波器と、
第１ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第１強度信号を検出する第１強度検出器と、
第２ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第２強度信号を検出する第２強度検出器と、
第１強度信号と第２強度信号が入力され、これら間の差を求めて２値データ系列を再生出力する手段とを備える光信号受信装置。
【請求項２７】
請求項２２の装置において、
ＦＳＲｉはＣｉ（ｆ）と対応する整数ＮｉでＦＳＲを除した光周波数幅であり、
ＦＳＲ以下の任意の光周波数をＦＳＲｉで除した剰余をΔｆとし、位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）でのｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）と等しい関数をＣｉ′（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）とし、Δｆ＝π／２とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）の第１ろ波器と、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が関数（１−Ｃｉ（ｆ））の第２ろ波器と、
第１ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第１強度信号を検出する第１強度検出器と、
第２ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第２強度信号を検出する第２強度検出器と、
受信光信号が入力され、ろ波周波数特性が関数Ｃｉ′（ｆ）又はＣｊ（ｆ）の第３ろ波器と、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が関数（１−Ｃｉ′（ｆ））又は（１−Ｃｊ（ｆ））の第４ろ波器と、
第３ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第３強度信号を検出する第３強度検出器と、
第４ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第４強度信号を検出する第４強度検出器と、
第１強度信号と第２強度信号が入力され、これらの差を第１差信号として出力する第１減算器と、
第２強度信号と第４強度信号が入力され、これらの差を第２差信号として出力する第２減算器と、
第１差信号と第２差信号が入力され、２値データ系列を出力するデータ生成手段とを備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項２８】
請求項２７の装置において、
データ生成手段は、第１差信号を第１の２値データとし、第２差信号を第２の２値データとし、これら第１の２値データと第２の２値データを順次配列して上記２値データ系列とする手段であることを特徴とする光受信装置。
【請求項２９】
請求項２７の装置において、
データ生成手段は第１差信号を第１ディジタル値に変換する第１Ａ／Ｄ変換器と、
第２差信号を第２ディジタル値に変換する第２Ａ／Ｄ変換器と、
第１ディジタル信号と第２ディジタル信号が入力され、これらの各ディジタル値の組み合わせについてあらかじめ決めた４個以上のデータ０又はデータ１の組み合わせ中の対応する１つを出力する２値系列手段とを備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項３０】
請求項２６〜２９のいずれかの装置において、
周期ＦＳＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅とし、関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期であるＦＳＲｉで、ＦＳＲ以下の任意の周波数幅を除した時の剰余をΔｆとし、関数Ｃｉ（ｆ）とＣｊ（ｆ）は、異なる周期ＦＳＲｉと周期ＦＳＲｊであるか又は周期ＦＳＲｉと周期ＦＳＲｊは同一値でありＣｊ（ｆ）は関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期であるＦＳＲｉでＦＳＲ以下の任意の周波数幅を除した時の剰余をΔｆとし、関数Ｃｉ（ｆ）の位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）が４分のπのＣｉ′（ｆ）であることを特徴とする光受信装置。
【請求項３１】
請求項２６〜２９のいずれかの装置において、
関数Ｃｉ（ｆ）に対応する任意の整数ＳｉとＮｉに、整数２を乗じた値Ｌ＝２Ｓｉ・Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、
関数Ｃｉ（ｆ）及び関数Ｃｊ（ｆ）はそれぞれ“１”のチップと“−１”のチップとよりなり、
受信光信号が入力され、その受信入力信号をチップごとに分割出力するろ波器と、
このろ波器の各チップごとの出力がそれぞれ入力され、そのチップごとの光強度と対応したチップ強度信号をそれぞれ検出する複数のチップ強度検出器と、
これら各チップ強度信号が入力され、関数Ｃｉ（ｆ）の各“１”のチップと対応するチップ強度信号を正とし、関数（１−Ｃｉ（ｆ））のチップ各“１”のチップと対応するチップ強度信号を負として全入力の総和に基づき２値データを出力する強度差検出器とを備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項３２】
受信光信号と、２値データ系列が入力され、その受信光信号に対し光強度周波数特性を光周波数ｆを変数とする関数に変調して送信する反射型光通信装置において、
少なくとも光周波数幅ＦＳＲの光周波数幅の受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が第１関数Ｃｉ（ｆ）で光信号を出力する符号器と、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））で反転光信号を出力する反転符号器と、
各データの値に応じて光信号と反転光信号を選択合波して光符号信号として送信する選択合波手段とを備える反射型光通信装置。
ここで関数Ｃｉ（ｆ）はＣｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＦＳＲｉ）が成立する周期関数であり、関数Ｃｉ（ｆ）の関数値が０から１の値をとり、
光周波数幅ＦＳＲは所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、各符号の関数中の繰り返し周期ＦＳＲｉの公倍数の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１からこの関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数（１−Ｃｉ（ｆ））であり、
関数Ｃｉ（ｆ）と関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立する。
【請求項３３】
請求項３２の装置において、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が関数Ｃｊ（ｆ）の復号器と、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が関数（１−Ｃｊ（ｆ））の反転復号器と、
復号器の出力光が入力され、その光強度に応じた強度信号を出力する第１光検出器と、
反転復号器の出力光が入力され、その光強度に応じた反転強度信号を出力する反転光検出器と、
強度信号及び反転強度信号が入力され、これらのレベル差が所定値以上のものについてその差に応じて２値データの一方を出力する比較器とを備えることを特徴とする反射型通信装置。
【請求項３４】
請求項３３の装置において、
選択合波手段は、符号器及び反転符号器に全反射する全反射器及び反転全反射器と、符号器及び反転符号器と全反射器及び反転全反射器との間にそれぞれ挿入され、入力データの値に応じて光信号及び反転光信号のいずれかを選択する選択器及び反転選択器とを備えることを特徴とする反射型光通信装置。
【請求項３５】
請求項３３の装置において、
光検出器及び反転光検出器として、入力光信号を光増幅して出力すると共に入力光信号の光強度に応じた強度信号を出力する光増幅器が用いられ、
上記光検出器及び上記反転光検出器の各増幅光信号を合波して上記受信光信号として符号器及び反転符号器に入力する光合波器を備えることを特徴とする反射型光通信装置。
【請求項３６】
請求項３３の装置において、
上記光信号と反転光信号を入力データの値に応じて選択する切替器と、
その切替器の出力が入力され、その出力を２分岐してその一方を復号器及び反転復号器に入力する光合分波器と、
上記光合分波器の他方の分岐光が入力され、これを全反射する全反射器とを備えることを特徴とする反射型光通信装置。
【請求項３７】
請求項３３の装置において、
光信号と反転光信号を入力データの値に応じて選択する切替器と、
上記切替器の出力光が入力され、その一部を反射し、残りを復号器及び反転復号器へ入力する一部反射器とを備えることを特徴とする反射型光通信装置。
【請求項３８】
請求項３３〜３７のいずれかの装置において、
周期ＦＳＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅とし、関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期であるＦＳＲｉで、ＦＳＲ以下の任意の周波数幅を除した時の剰余をΔｆとし、関数Ｃｉ（ｆ）とＣｊ（ｆ）は、異なる周期ＦＳＲｉと周期ＦＳＲｊであるか又は周期ＦＳＲｉと周期ＦＳＲｊは同一値でありＣｊ（ｆ）は関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期であるＦＳＲｉでＦＳＲ以下の任意の周波数幅を除した時の剰余をΔｆとし、関数Ｃｉ（ｆ）の位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）が４分のπのＣｉ′（ｆ）である三角関数であり、
符号器と反転符号器は出力符号器として一体化され、復号器と反転復号器は入力復号器として一体化されていることを特徴とする反射型光通信装置。
【請求項３９】
請求項３３〜３７のいずれかの装置において、
関数Ｃｊ（ｆ）に対応する任意の整数ＳｉとＮｉとに、整数２を乗じた値Ｌ＝２Ｓｉ・Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、関数Ｃｉ（ｆ）は連続するＳ個のチップを光強度１とし、それに続くＳ個のチップを光強度０とすることをＮｉ回繰り返す、又はその光強度を１とする連続Ｓ個のチップの光周波数位置を、所定値ずつ順次移動した
関数であり、
符号器と反転符号器は出力符号器として一体化され、復号器と反転復号器は入力復号器として一体化されていることを特徴とする反射型光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明の複数のデータ系列を異なる光符号により分離できるように多重化する光符号多重（ＯＣＤＭ，Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）や、４相位相変調（ＱＰＳＫ，ＱＵＡＤＲＡＴＵＲＥ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）あるいは直交振幅変調（ＱＡＭ，Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）技術を光通信に適用した光通信システムとそのシステムに使用される光送信装置及び光受信装置、反射型光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  複数の収容局を光ファイバを介して中央局に収容する１対多接続網ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）において、各収容局に互いに直交関係にある擬似ランダム拡散符号を割当て、各収容局では割当てられた拡散符号に応じ光信号を変調して送信し、これら光変調信号を中央局で多重化して更に遠方に送信することが提案されている。その各拡散符号により光周波数領域の光周波数符号化する従来技術を以下に説明する。
図１にその光符号多重光通信システムにおける１チャネルについて構成と光周波数符号化（波長符号化）を模式的に示す。送信側では光源１０からの波長が広帯域な光信号２０が符号器１１に入射され、その入射光信号は符号器１１の選択波長３１の波長成分のみが通過波長光２１として切り出されて波長符号化される。この符号化された通過波長光２１は光ファイバ１３を通じて受信側の復号器１２へ伝送される。通過波長光２１は復号器１２で対応する符号器１１からの符号のみが復号器の選択波長３２により通過波長光２２として通過して復号される。【０００３】  一方図１（ｃ）に示すように、復号器１２の復号符号と対応しない拡散符号の符号器からの通過波長光は、例えばその選択波長３１′により通過波長光２１′となり、この通過波長光は復号器１２の選択波長３２によっては符号中の全てのチップ（光周波数又は波長）は通過せず、通過するものがあっても一部のみであって、適正な光信号として復号されず雑音光２２′となる。ここで符号器１１及び復号器１２は、例えば非特許文献１に示されている。
これらの従来の符号器及び復号器では、それらに用いる波長は特定の波長であり、符号器１１への入力光信号２０の波長及び符号器１１の選択波長３１はそれぞれ所定の絶対波長からの変動はほとんど許容されない。このため、受信側から送信側に対して送出光信号の波長及び符号器１１の選択波長３１を通知し、送信側はこの通知に従って光源１０の出射光２０、符号器１１の選択波長３１の校正をしなければならない問題があった。【０００４】  この問題を解決するために例えば非特許文献２や特許文献１（１９９９年２月２日発行）に示される方法が提案されている。この提案されている方法では、波長幅が数十ｎｍのＬＥＤ（発光ダイオード）等の広帯域光源の出射光を、選択波長の温度依存性が少ない素材で構成したマッハツエンダろ波器又はファブリーペロろ波器を用いてサイン関数で波長を選択して波長符号化する、つまり各データ系列ごとに異なる周期で波長を割り当てる。
従来の光通信方法において、２値データ系列を、その各データごとにスペースであるかマークであるかにより光信号を断続させる強度変調により送信している。【０００５】  また無線通信方法で行われている４相位相変調技術を光通信において行うことが提案されている。これは１波長の光信号に対し、その光位相を２つのデータに応じて、予め決めた４つの位相の１つに制御するものである。
複数のデータ系列を多重化して光伝送するために、「光周波数多重（光ＦＤＭ、またはＯｐｔｉｃａｌ  ＦＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）または波長多重（ＷＤＭ：ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）」する光通信方法がある。この光波長多重通信方法を適用したＷＤＭ−ＰＯＮにおいては、正しく多重分離できるように、各収容局より送信する光信号の波長をそれぞれ調整する必要がある。このような波長調整を省略するため、各収容局では中央局から受信した光をデータに応じて変調して中央局へ送り返す光通信システムが提案されている（例えば非特許文献３及び非特許文献４参照）。
【特許文献１】日本国特許公開平１１−３２０２９号公報
【非特許文献１】大柴小枝子他著２００２年電子情報通信学会総合大会Ｂ−１０−８０「データレート拡張型時間拡散／波長ホップ光符号分割多重の実験検討」
【非特許文献２】Ｔ．Ｐｆｅｉｆｆｅｒ他著，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ｖｏｌ．３３  Ｎｏ．２５  ｐｐ２４４１−２４４２，１９９７，“Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｆｏｒ  ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ａｃｃｅｓｓ  ａｐｐｌｙｉｎｇ  ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｃｏｄｉｎｇ  ｏｆ  ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｓｏｕｒｃｅｓ”
【非特許文献３】今井健之他著「反射型ＳＯＡによるＷＤＮ−ＰＯＮシステム用端末のインターオペラビリティ」２００３年電子情報通信学会通信ソサエティ大会Ｂ−１０−５０
【非特許文献４】成川聖他著「半導体光増幅器を用いた波長チャネルデータリライタのファイバ伝送特性」２００３年電子情報通信学会通信ソサエティ大会Ｂ−１０−５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  文献２や文献３に示す従来の技術は各データ系列に符号に相当する異なる周期で切り出した波長を割り当てるＯＣＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）であるが、各データ系列（チャネル）と対応する光符号には互いに直交性がないために、少ない周期を含む狭い光周波数幅での割当では互いに干渉を受けＳ／Ｎ（信号／雑音）が悪くなる。そこで例えば第１データ系列に割当てる光の周波数差をλ１、基準となる光周波数波長をλ０とすると、光周波数λ０〜λ０＋λ１の１周期だけでなく、多数の周期を含むλ０〜λ０−２λ１、λ０〜λ０＋３λ１、…と複数の周期を含む広い光周波数幅で割当て、第２データ系列に光周波数λ０〜λ０＋λ２の１周期だけではなく、多数の周期を含むλ０〜λ０＋２λ２、λ０〜λ０＋３λ２、…と複数の周期を含む広い光周波数幅で割当て、第３データ系列に光周波数λ０〜λ０＋λ３の１周期だけではなく、多数の周期を含むλ０〜λ０＋２λ３、λ０〜λ０＋３λ３、…と複数の周期を含む広い光周波数幅で割当て、以下同様に割当てる。このようにしてＳ／Ｎを向上させている。【０００７】  このため、サイン関数の周期で切り出される波長数が少ない場合はチャネル光信号間干渉が無視できず、誤り率を劣化させることなく多くのデータ系列対応のチャネル光信号を多重することは困難である。従って、チャネル光信号間干渉を抑止するためには、波長幅を無限大として近似するに充分な数の波長で多重するために、光源の出射光の周波数を広帯域とする必要がある。広帯域光源を用いるために、伝送路の波長分散の影響による波形劣化、伝送帯域制限の問題が発生し、高速伝送ができない問題がある。また広い周波数幅の光を必要とするため、波長分散の影響で、送受信間の距離が長い場合は信号対雑音比が劣化する問題があった。更に、周期のみでチャネルを分離しているため、光源の出射光の周波数幅と、ろ波器で選択できる光周波数に限りがあり、最大のチャネル数が増やせない問題があった。【０００８】  また従来の無線通信方法で実用化されている４相位相変調技術を光通信に適用し光周波数信号の光位相を変調信号（データ）に応じて制御しようとすると、μメートルオーダの光波長と比べて十分正確なオーダである数十分の１の数十ナノメートルオーダの精度で光の位相を制御することを実用化することは現在の所困難である。
また非特許文献３に示す光波長多重ＰＯＮでは収容局で中央局へデータを送信するために用いる光信号を、無変調の連続光として中央局から収容局へ送信している。従ってこの無変調連続光は中央局から収容局への伝送においては情報伝送に活用されていなく、それだけ情報伝送効率が悪いものとなる。非特許文献４に示す装置では、無変調連続光を中央局から送信しない点で情報伝送効率は非特許文献３に示す装置よりよいが、中央局で送信する下り光信号の消光比を悪くし、この消光比が悪い下り光信号を収容局で上り光信号として情報伝送に利用可能としている。このため、下り光信号の消光比が悪く、通信品質が劣化する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  この発明は第１面〜第３面があるが、いずれもｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））を用い、これらは以下の条件を満たす。
関数Ｃｉ（ｆ）はＣｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＦＳＲｉ）が成立する周期関数であり、関数Ｃｉ（ｆ）の関数値が０から１の値をとり、
光周波数幅ＦＳＲは所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、各符号の関数の繰り返し周期の公倍数の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１からこの関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数（１−Ｃｉ（ｆ））であり、
関数Ｃｉ（ｆ）と関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立する。【００１０】  この発明の第１面によれば光符号通信に適用され、送信側では２値データ系列の各データごとに、その値に応じたｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方を、光強度周波数特性とした光符号信号を、少なくとも関数同士が直交する周期ＦＳＲ分生成送信し、
受信側では受信した光信号から、関数Ｃｉ（ｆ）に基づき光強度周波数特性がＣｉ（ｆ）の光信号の光強度と対応する第１強度信号と、
受信光信号から、反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））に基づき、光強度周波数特性が（１−Ｃｉ（ｆ））の光信号の光強度と対応する第２強度信号との差と対応した第１差信号からデータ系列を再生する。【００１１】  この発明の第２面によれば擬似的に例えば直交位相変調を行うもので、
光周波数幅ＦＳＲ以下の任意の光周波数幅を、関数Ｃｉ（ｆ）の繰り返し周期ＦＳＲｉで除した剰余をΔｆとし、位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）でのｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）と等しい関数をＣｉ′（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ′（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
送信側では２値データ系列を複数の分離データ系列に分離し、その分離データ系列ごとの、互いに異なる符号の関数についてデータごとにその値に応じたその関数及びその反転関数の少なくとも一方を光強度周波数特性とした光信号とし、これら光信号を合成して光符号信号として送信し、
受信側では上記各分離データ系列と対応する関数及びその反転関数に基づき、これら各関数をそれぞれ光強度周波数特性とする光信号の光強度差をそれぞれ求め、それぞれ分離データ系列を再生する。【００１２】  この発明の第３面によれば反射型光通信に適用され、少なくとも光周波数幅ＦＳＲの光周波数帯で光強度周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）又は反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））の受信光信号が入力され、その受信信号はろ波光周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）の符号器に入力されて光信号が出力され、ろ波光周波数特性が反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の反転符号器にも受信光信号が入力されて反転光信号が出力され、
入力２値データ系列の各データごとにその値に応じて光信号と反転光信号を選択合波して光符号信号として送信される。
【発明の効果】
【００１３】  この発明の第１面の構成によれば関数Ｃｉ（ｆ）が連続して繰り返され、Ｆｓｔ〜Ｆｌａ内の周波数範囲であれば任意の位置での光周波数幅ＦＳＲ分の光符号信号を送信すればよく、従って光送信装置の光源や符号器、光受信装置の復号器などの光周波数がドリフトしても受信側から送信光周波数を通知し、送信側で光周波数を調整する必要がない。しかも複数のデータ系列に対し、光符号信号の光強度周波数特性Ｃｉ（ｆ）を互いに直交させたものを用いることにより多くの光符号信号を光符号多重化することができ、その場合、いずれの光符号信号の光周波数幅はＦＳＲと同一値であればよく、光周波数幅を特に広くする必要はない。【００１４】  この発明の第２面の構成によれば分離データ系列のデータごとに光強度周波数特性の関数を制御するものであるから、光周波数信号の光位相を変調する場合と比較して、変調する制御精度は著しく粗いものでよく、容易に実現することができる。
この発明の第３面の構成によれば上り光信号として送り返すための無変調下り光信号を送る必要がなく、しかも下り光信号と上り光信号の両光強度周波数特性関数が互いに直交化しているため下りデータがマークの場合もスペースの場合も、同一の光強度のマークあるいはスペースの上り光信号を出力することができ、下り光信号の消光比を悪くすることなく、通信品質を劣化するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】［図１］図１（ａ）は従来の光符号多重化方法のシステム構成を、図１（ｂ）及び図１（ｃ）はそれぞれ光源光波長、符号量の選択光波長、その透過光、復号器の選択光波長、その透過光の例を示す図である。
［図２］この発明の第１実施形態が適用される多重通信システム構成例を示し、図２（ａ）はその光送信装置、図２（ｂ）は光受信装置をそれぞれ示す図である。
［図３］この発明の第１実施形態が適用される他の多重通信システム構成例を示し、図３（ａ）は光送信装置、図３（ｂ）は光受信装置をそれぞれ示す図である。
［図４］この発明の第１実施形態が適用される通信システム構成例を示す図。
［図５］図５（ａ）は光源周波数のドリフトを、図５（ｂ）は符号化光周波数領域を、図５（ｃ）は復号化光周波数領域の例を示す図である。
［図６］図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）はそれぞれ実施例１における拡散符号の例を示す図である。
［図７］実施例２の符号器の構成例を示す図。
［図８］実施例２の復号器の構成例を示す図。
［図９］実施例２の符号器／復号器のろ波器の構成例を示す図。
［図１０］図１０（ａ）は１次のアダマール行列を示す図、図１０（ｂ）は２次のアダマール行列を示す図、図１０（ｃ）はアダマール行列の漸化式を示す図である。
［図１１］図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は実施例３に用いる２次のアダマール行列に対応する符号化符号（連結符号）の例を示す図である。
［図１２］実施例３の復号器の構成例を示す図。
［図１３］実施例３において図１３（ａ）は光源周波数ドリフトが生じない場合、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）はそれぞれ光源周波数ドリフトが生じた場合の光源光周波数、符号化光周波数領域、符号化光信号、復号化光周波数領域、復号ろ波光信号の例をそれぞれ示す図である。
［図１４］実施例２の符号器／復号器のろ波器の構成例を示す図。
［図１５］実施例３の復号器の他の構成例を示す図。
［図１６］実施例３の符号器／復号器のろ波器の他の構成例を示す図。
［図１７］実施例３の符号器／復号器のろ波器の更に他の構成例を示す図。
［図１８］実施例３の符号器／復号器のろ波器に用いる可変遅延線の例を示す図。
［図１９］実施例３の符号器／復号器のろ波器に用いる可変遅延線の他の例を示す図。
［図２０］実施例３における図２０（ａ）は符号化光周波数領域のドリフト無しの場合、図２０（ｂ）及び（ｃ）はドリフト有りの場合の各光源光周波数、符号化光周波数領域、符号化光信号、復号化光周波数領域、復号化信号の関係例を示す図である。
［図２１］実施例３の符号器／復号器のろ波器の更に他の構成例を示す図。
［図２２］実施例３の符号器の他の構成例を示す図。
［図２３］実施例３の復号器の更に他の構成例を示す図。
［図２４］実施例３の符号器の更に他の構成例を示す図。
［図２５］実施例３の復号器の更に他の構成例を示す図。
［図２６］実施例３の復号器の更に他の構成例を示す図。
［図２７］実施例３の復号器の更に他の構成例を示す図。
［図２８］実施例２の符号器及び復号器の組み合わせ構成例を示す図。
［図２９］第１実施形態を適用することができる通信システム構成例を示す図。
［図３０］この発明の第２実施形態における実施例２−１を適用した通信システムの構成例を示す図。
［図３１］２個のデータと対応する位相と、三角関数の擬似搬送波との関係例を示し、図３１（ａ）は位相０、図３１（ｂ）は位相π／２、図３１（ｃ）は位相π、図３１（ｄ）は位相３π／２の場合の図である。
［図３２−１］実施例２−１における光源出力と、変調出力と、ろ波特性と、受信側のろ波出力と、検出強度との０相変調出力の場合の関係例を示す図。
［図３２−２］図３２−１のπ／２相変調出力の場合の例を示す図。
［図３２−３］図３２−１のπ相変調出力の場合の例を示す図。
［図３２−４］図３２−１の３π／２相変調出力の場合の例を示す図。
［図３３］図３０中の位相変調部１３０の構成例を示す図。
［図３４］実施例２−２における光送信装置の構成例を示す図。
［図３５］図３５（ａ）は実施例２−３における光送信装置の構成例を示す図、図３５（ｂ）は図３５（ａ）中の変調器１３２の変形例を示す図である。
［図３６］図３６（ａ）はＱＰＳＫにおける座標上の信号点を示す図、図３６（ｂ）はデータ組と座標点と選択ろ波位相との関係を示す図である。
［図３７−１］実施例２−４を適用した通信システムにおける光送信装置の構成例を示す図。
［図３７−２］実施例２−４の光受信装置の構成例を示す図。
［図３８］図３８（ａ）はＱＡＭにおける座標上の信号点を示す図、図３８（ｂ）はデータ組と、選択位相及び強度と、比較器２４１及び２４２の各出力との関係を示す図。
［図３９］実施例２−４における光送信装置の他の構成例を示す図。
［図４０］実施例２−５を適用した通信システムの構成例を示す図。
［図４１］図４１は実施例２−５におけるろ波特性の例を示し、図４１（ａ）、図４１（ｂ）、図４１（ｃ）、図４１（ｄ）はそれぞれ位相０、位相π／２、位相π、位相３π／２の各場合の図である。
［図４２−１］実施例２−５における光源出力と、変調出力と、ろ波特性と、受信側のろ波出力と、検出強度との０相変調出力の場合の関係例を示す図。
［図４２−２］図４２−１のπ／２相変調出力の場合の例を示す図。
［図４２−３］図４２−１のπ相変調出力の場合の例を示す図。
［図４２−４］図４２−１の３π／２相変調出力の場合の例を示す図。
［図４３］図４３（ａ）に実施例２−５におけるチップ数Ｌ＝２４、Ｐ＝４、ｎ＝１、Ｓ＝６の場合の光周波数特性関数の例を示す図、図４３（ｂ）は図４３（ａ）の例に対しＳ＝３とした場合の例を示す図である。
［図４４］実施例２−５におけるチップ数Ｌと、位相シフト量Ｐと、約数Ｓと、Ｑとｎとの関係例を示し、図４４（ａ）はＰ＝０、図４４（ｂ）はＰ＝１、図４４（ｃ）はＰ＝２の各々の図である。
［図４５］実施例２−８の光送信装置の構成例を示す図。
［図４６］図４５中の各Ｓチップ光源の光チップの例を示す図。
［図４７］実施例２−９を適用した通信システムの構成例を示す図。
［図４８−１］実施例２−１１を適用した通信システムにおける光送信装置の構成例を示す図。
［図４８−２］実施例２−１１の光受信装置の構成例を示す図。
［図４９］この発明の第３実施形態における反射型光通信装置の実施例を示す機能構成図。
［図５０］図５０（ａ）及び図５０（ｂ）はこの第３実施形態における光周波数特性をチップ関数とした例を示す図。
［図５１］図４９中の符号器４４０Ｍ及び４４０Ｓとしてチップ関数をもつ構成例を示す図。
［図５２］この第３実施形態の装置の他の実施例を示す機能構成図。
［図５３］この発明装置で送信回路及び受信回路を並設した例を示す機能構成図。
［図５４］第３実施形態においてチップ関数の例を示す図。
［図５５］第３実施形態の反射型光通信装置と対向する光通信装置の例を示す機能構成図。
［図５６］第３実施形態で三角関数ろ波特性をもつ送信回路と受信回路を並設した例を示す機能構成図。
［図５７］図５３中の光合成器の他の例を示す機能構成図。
［図５８］第３実施形態で送信回路と受信回路を並設する他の例を示す機能構成図。
［図５９］実施例３−５における送信回路の後に受信回路を縦続した例を示す機能構成図。
［図６０］実施例３−４における送信回路の後に受信回路を縦続した他の例を示す機能構成図。
［図６１］実施例３−５における受信回路の後に送信回路を縦続した例を示す機能構成図。
［図６２］実施例３−５における受信回路の後に送信回路を縦続した他の例を示す機能構成図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  以下この発明の実施形態を図面を参照して説明するが、以下の説明において対応する部分には図面に同一参照番号を付けて重複説明は省略する。
第１実施形態（光符号多重）
この発明の第１実施形態は光符号多重化を可能としたものであるが、光多重化しない、つまり１つのデータ系列の光通信にも適用できるが、この項の表題は他の実施形態と区別し易いように括弧書きで（光符号多重）を付け加えた。
まずこの発明を適用できる送信側装置及び受信側装置の例を説明する。図２（ａ）にこの第１実施形態が適用される光送信側装置の例を示す。ｎ＝１，２，…，Ｎ（Ｎは２以上の整数）とし、光源１０ｎと符号器１１ｎの組は光ファイバ１４ｎを通じて合波器１５に接続される。各符号器１１ｎにはデータ系列Ｄｎが入力され、データ系列Ｄｎが符号器１１ｎで光符号信号に符号化され、光ファイバ１４ｎを通じて合波器１５へ入力され、他の光符号信号と合成され、合波器１５から光符号多重化信号が出力される。図２（ａ）に示す例では合波器１５と各符号器１１１，…，１１Ｎとが離れ、かつこれら合波器と符号器との間の距離が互いに異っていてもよい場合である。【００１７】  図３（ａ）に示すように符号器１１１，…，１１Ｎと合波器１５は同一個所に設けられ、符号器１１１，…，１１Ｎに対し、光源１０が共通に設けられていてもよい。図２（ａ）に示す構成のものと、図３（ａ）に示す構成のものとが組み合わされたものでもよい。
光受信側装置は図２（ｂ）に示すように、分配器１６に入力された光符号多重化信号はＮ個の光信号に分配され、それぞれ光ファイバ１８１，…，１８Ｎを通じて復号器１２１，…，１２Ｎに入力され、各データ系列Ｄ１，…，ＤＮが分離復号される。分配器１６と復号器１２１，…，１２Ｎとが離れ、その距離は互いに異なっていてもよい。図３（ｂ）に示すように分配器１６と復号器１２１，…，１２Ｎが同一個所に設けられていてもよく、図２（ｂ）に示す構成のものと、図３（ｂ）に示す構成のものとが組み合わされたものでもよい。
［実施例１−１］
第１実施形態の実施例１−１を適用できる１系統の通信システムを図４に示す。この実施例１−１は、従来の光通信システムと同様に光源１０、符号器１１、復号器１２、光伝送路（光ファイバ）１３を具備し、更に、光伝送路の周波数分散により周波数に依存する伝播遅延時間に違いが存在するので、光符号信号を構成する各周波数成分の送受信間での遅延時間が同一となるように平準化して補償する分散補償器１７をこの実施例１−１では具備している。この分散補償器１７の補償対象とする光周波数帯域は少なくとも光符号信号として用いられる光周波数帯域よりも広い。【００１８】  光源１０は、符号器１１の符号化対象光周波数領域（光周波数Ｆｓｔ〜Ｆｌａ）で少なくとも符号長ＦＣＬ（後で述べるＦＳＲｉと対応）に相当する光周波数幅の光信号を出力する。
光源１０からの光信号２０は、符号器１１により光周波数領域で光符号信号に符号化される。この実施例１−１で用いられる符号器１１は、従来の光通信システムにおける符号器と異なり、光通信システムにおいて用いる全ての符号化符号（符号語）の符号長ＦＣＬが等しい光符号信号を、光周波数領域で生成する。前記光周波数領域での光符号信号は次の性質をもつものである。第ｎ光符号信号の強度は光周波数ｆの関数（符号化符号ともいう）Ｃｎ（ｆ）であって、この関数値Ｃｎ（ｆ）は０から１の値であり、符号器１１の符号化対象光周波数領域Ｆｓｔ〜Ｆｌａにおける任意の符号長ＦＣＬの区間での関数値Ｃｎ（ｆ）の積分値は、ＦＣＬを２で除した値であり、符号器１１ｎにおける光透過率の光周波数特性はその符号化対象周波数領域Ｆｓｔ〜Ｆｌａにおいて、同一の関数Ｃｎ（ｆ）が符号長ＦＣＬの周期で繰り返す。また、次式が成り立つ。【００１９】    Ｃｎ（ｆ）＝Ｃｎ（ｆ−ＦＣＬ）ｎ＝１，…，Ｎ      （１）
∫Ｃｎ（ｆ）＝ＦＣＬ／２                          （２）
なお以下では光強度の光周波数特性関数がＣｎ（ｆ）の光符号信号もＣｎ（ｆ）と表記する、つまりＣｎ（ｆ）は第ｎ符号化符号又は第ｎ光符号信号を表わす。また用語「第ｎ（光符号信号）は他の実施形態における用語「ｎ番目（光符号信号）」と対応し、更に表記「（関数又は符号化符号）Ｃｎ（ｆ）」は他の実施形態における「（光周波数特性関数又は符号）Ｃｎ（ｆ）」と対応する。【００２０】  符号器１１で生成された光符号信号を復号する復号器１２は、この実施例１−１では、第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）に対し、復号器１２ｎは１周期が符号長ＦＣＬと等しい関数（復号化符号ともいう）Ｄｎ（ｆ）を、その復号化対象光周波数領域で連続して繰り返すものであり、Ｄｎ（ｆ）は次式で表される。
Ｄｎ（ｆ）＝Ｃｎ（ｆ）−Ｃｎ′（ｆ）        （３）
ここで、Ｃｎ′（ｆ）は、第ｎ符号化符号Ｃｎ（ｆ）の光強度の大小を反転したものであり、その関数値Ｃｎ′（ｆ）は関数値Ｃｎ（ｆ）の反転値であり、次式の関係が成り立つ。【００２１】    Ｃｎ（ｆ）−Ｃｎ′（ｆ）＝１                （４）
第ｎ光符号信号の光周波数ｆでの値Ｃｎ（ｆ）と、第ｎ光符号信号を復号する復号器の復号化符号Ｄｎ（ｆ）との内積を、符号器の符号化光周波数領域と復号器の復号化光周波数領域に含まれる符号長ＦＣＬ分の連続する光周波数領域にわたり光周波数ｆに関し積分した値が、零でない有限値ＦＣＬ／４であり、次式の関係が成り立つ。
∫Ｃｎ（ｆ）・Ｄｎ（ｆ）ｄｆ＝ＦＣＬ／４                （５）
なお、式（５）の積分は光源の光周波数幅ＦＳＲで行うが、この実施例ではＦＳＲが符号長ＦＣＬの丁度自然数倍である。【００２２】  第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）と、第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）以外の第ｍ光符号信号Ｃｍ（ｆ）（ｍ＝１，…，Ｎかつｍ＝ｎを除く）を復号する復号器１２ｎの復号化符号Ｄｍ（ｆ）との内積を、符号器の符号化光周波数領域とその復号器の復号化光周波数領域に含まれる符号長ＦＣＬ分の連続する周波数領域にわたり積分した値が零であり、次式の関係が成り立つ。
∫Ｃｎ（ｆ）・Ｄｍ（ｆ）ｄｆ＝０    ｍ≠ｎ，ｍ＝１，…，Ｎ    （６）
図２及び図３に示したように多重化するデータ系列は複数個Ｎであり、これら第１，…，第Ｎデータ系列に第１，…，第Ｎ符号化符号が割り当てられ、第１，…，第Ｎ符号化符号の符号長ＦＣＬは互いに等しい値とする。符号器１１ｎの符号化対象光周波数領域を光符号信号の符号長ＦＣＬより大とし、通常は符号器１１ｎで第ｎデータ系列のデータに応じて、光源から入力された少くとも符号長ＦＣＬの光周波数幅の光信号を、光周波数領域で符号化した光符号信号Ｃｎ（ｆ）を生成出力する。この出力される光符号信号Ｃｎ（ｆ）の長さは１データについて１符号長ＦＣＬとされる。例えばデータが“１”（マーク）の時に光符号信号Ｃｎ（ｆ）が１符号長分出力され、データが“０”（スペース）の時は光符号信号Ｃｎ（ｆ）は出力されない。なおマーク、スペースは２種類の変調単位信号の一方と他方に対応する。【００２３】  Ｎ個のデータ系列が光符号信号が多重化された光信号から第ｎデータ系列を復号する復号器１２ｎでは式（３）、式（５）から理解されるように入力された光符号多重化信号と第ｎ符号信号Ｃｎ（ｆ）及びその反転光符号信号Ｃｎ′（ｆ）との各内積の積分をそれぞれとり、これら積分値の差をとり、その差が所定値以上であれば復号データとして“１”を出力し、所定値以上でなければ復号データとして“０”を出力する。
このようにこの実施例１−１では、データ系列ごとに異なる波長周期を用いた従来例と異なり、全光符号信号が互いに直交する光周波数幅である符号長ＦＣＬが同一で、符号器１１ｎの透過率の光周波数特性はその符号化対象光周波数領域ＦＳＲ内でＣｎ（ｆ）が連続して繰り返され、復号器１２ｎの透過率の光周波数特性もその復号化対象光周波数領域Ｆｓｔ〜Ｆｌａ内でＤｎ（ｆ）が連続して繰り返されるものであるため、各光符号信号は式（１）と式（２）で示される性質が保たれ、その積分区間を変更しても、各光符号信号の復号器での内積の積分値は変化しない。従って、この実施例１−１では、符号で符号化される光源の光周波数幅が一定であり、その光周波数が符号器の符号化光周波数領域と復号器の復号化光周波数領域に含まれるならば、光源の光周波数変化によって、対応する符号器による光符号信号は復号器で同一の入力強度の光符号信号として受信し、この復号器と対応しない他の光符号信号による干渉は増加しない。例えば図５（ａ）に示すように光源１０よりの出力光信号の光周波数はｆＬ１〜ｆＬ２＝ＦＳＲであり、この光周波数幅はほぼ符号が繰り返す光周波数幅ＦＣＬの自然数倍であり、（この実施例は自然数として１を選択した例である。）この光周波数幅ｆＬ１〜ｆＬ２は図５（ｂ），（ｃ）にそれぞれ示す符号器１１ｎの符号化光周波数領域、復号器１２ｎの復号化光周波数領域にそれぞれ含まれている。従って光源１０の出力光の光周波数がドリフトにより、例えば破線で示すようにずれても、これが符号化光周波数領域及び復号化光周波数領域内であれば、この光周波数がドリフトした光符号信号に対する復号化は、入力光符号多重化信号と復号化符号Ｄｎ（ｆ）との内積を、光源の光周波数幅に相当するＦＳＲ（この例では符号長ＦＣＬに等しい）で積分して行われ、かつ式（１）及び（２）の関係があるから、ドリフト前と同一復号結果が得られ、また干渉の増加もない。同様に符号化光周波数領域及び復号化光周波数領域がドリフトによりずれても、良好な復号が行われる。この合波器１５（図２、図３参照）により生成された光符号多重化信号を伝送する光ファイバの光伝送帯域は光源の光周波数幅ＦＳＲより、光源の光周波数変動を十分カバーする程度大であればよい。前記符号化光周波数領域及び前記復号化光周波数領域も前記光伝送帯域と同一とすればよい。つまりこの第１実施形態では符号同士が直交しているので、光源の光周波数幅ＦＳＲは全符号の符号長ＦＣＬと同一でよく、その場合光ファイバで伝送に要する光周波数幅は、符号長ＦＣＬに光源の光周波数変動分を加えた光周波数幅でよい。【００２４】  このため、文献２に示す従来技術では拡散符号同士の符号長が異なる周期符号を用いたものであり、符号間千渉を打ち消す必要上、サイン関数光を充分多数周期分取り出すための広帯域な光源を必要としたが、この実施例１−１ではそのように光帯域の光源は不要となり、光源１０出射光は、同一の符号長ＦＣＬと対応した光周波数幅（周期幅）だけあればよく、伝送周波数（波長）帯域幅がそれだけ狭くて済み、光伝送路の波長分散の影響による波形劣化、伝送帯域制限の問題を抑止することができる。
更に、分散補償器１７を設けることにより伝送距離の違いによる符号間の直交性の崩れも軽減することができる。【００２５】  以上示したように、この実施例１−１では、符号器の符号化対象の光周波数領域が光符号信号の符号長ＦＣＬより大きな光周波数幅であり、式（１）から式（６）で示す特性を有する光符号信号を用い、且つ分散補償器１７を、例えば図２（ｂ）中に破線で示すように復号器の直前、あるいは図２（ｂ）中に破線で示すように符号器の直後に具備することで、符号器と復号器間の距離によらず、光源の出力信号光周波数が符号器で符号化対象とする光周波数範囲で変化した場合に、光源の出力光信号の光周波数幅が変化しなければ、対応する符号器の出力光符号信号は復号器で同一の入力強度の光符号信号として受信し、この復号器と対応しない他の光符号信号による干渉は増加しないため、光源の出力信号光周波数は所定の絶対周波数からの変動を許容し、光源の出力信号光周波数の校正を不要とすることができる。
［実施例１−２］
この第１実施形態の実施例１−２は実施例１−１を具体化し、符号化関数Ｃ（ｆ）として三角関数を用いる例である。この実施例１−２では、可能な限り小さなａの値（正整数）を用いかつ同一のａ値でｒ′個の符号を生成する場合に、ａは１から最大符号数（最大収容符号器数）Ｎをｒ′で除した値Ｎ／ｒ′までの整数値をとり、ｒをｒ′の剰余である０，１，…，ｒ′−１とした場合に、第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）として次式で表せるものを用いる。【００２６】  Ｃｎ（ｆ）＝（１＋ｃｏｓ（２・π・ａ・ｆ／ＦＣＬ＋ｒ・π／２））／２  （７）
この光符号信号関数値Ｃｎ（ｆ）は０から１の値であり、符号器１１ｎの符号化対象光周波数における任意の符号長ＦＣＬの区間での積分値はＦＣＬ／２であり、符号器１１ｎは符号化対象とする光周波数領域において、光透過特性が関数値Ｃｎ（ｆ）を符号長ＦＣＬの周期で繰り返し、実施例１−１における式（１）と式（２）を満たす。
以下ではｒ′＝２、従ってｒをｒ′で割算した余りは０又は１であり、ａは１，…，Ｎ／２の値をとる場合を例として説明する。【００２７】  この実施例１−２の光符号信号Ｃｎ（ｆ）の例を図６に示す。図６の横軸は、符号長ＦＣＬで規格化した光周波数、縦軸は強度であり、図６（ａ），図６（ｂ），図６（ｃ）はそれぞれａ＝１，２，３に対応し、点線がｒ＝０、実線がｒ＝１に対応する光符号信号である。この光符号信号Ｃｎ（ｆ）はＣｎ（ｆ）＝０以外では各チップと対応する単一周波数光信号がその配列順にアナログ的に変化する強度をもち、従来の図１に示したチップ対応に“１”か“０”の単一周波数光信号をもつ拡散符号とは異なる。
第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）を復号化する復号器１２ｎの復号化符号Ｄｎ（ｆ）は次式で表されるものを用いる。【００２８】  Ｄｎ（ｆ）＝（１＋ｃｏｓ（２・π・ａ・ｆ／ＦＣＬ−ｒ・π／２））−１  （８）
第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）と第ｎ光符号信号を復号化する第ｎ復号化符号Ｄｎ（ｆ）との内積を、符号器の符号化光周波数領域と復号器の復号化光周波数領域に含まれる符号長ＦＣＬ分の連続する周波数領域にわたり積分した値が零でない有限値ＦＣＬ／４となり、第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）と、第ｎ光符号信号以外の第ｍ光符号信号を復号化する復号器の復号化符号Ｄｍ（ｆ）との内積を符号器の符号化光周波数領域と復号器の復号化光周波数領域に含まれる符号長ＦＣＬ分の連続する周波数領域にわたり積分した値が零であり、実施例１−１における式（５）と（６）を満たす。【００２９】  この実施例１−２に用いられる符号器１１ｎの構成例を図７に示す。光入力を、光路長の異なる２組の方路４１，４２と、これらと光結合され、入力された各光を２組の方路に合分波する２組のカプラ４３，４４とからなるマッハツエンダ干渉計が符号器１１ｎとして用いられる。カプラ４３の入力ポートの一方に入力された光は２つの出力ポートよりそれぞれ方路４１，４２に入力される。カプラ４４の一方の出力ポートには方路４１と４２の光路長差で決る光周波数とその整数倍の光周波数成分の光が主として出力され、他方の出力ポートから他の光周波数成分が主として出力される。この光周波数の選択特性はオンオフ的ではなく、なだらかな特性であるため、例えば図５（ａ）では選択光周波数（規格化された）がｆ１とされた場合であり、選択光周波数ｆ１で強度が１の余弦波状の光出力となる。【００３０】  従ってカプラ４４の一方の出力ポートから出力Ａとして式（７）に示す第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）の光が出力される。他方の出力ポートから出力Ｂとして反転光符号信号Ｃｎ′（ｆ）が出力される。
実施例１−２に用いられる復号器１２の構成例を図８に示す。光路長の異なる２組の方路５１，５２と光を２組の方路に光結合するカプラ５３，５４とからなるマッハツエンダ干渉計５５に光符号多重化信号が入力され、マッハツエンダ干渉計５５の出力側の一方の出力Ａとして式（７）に示す第ｎ符号化符号Ｃｎ（ｆ）の光周波数信号が出力され、その出力の光強度が検出器５６ａにて電気信号として検出される。マッハツエンダ干渉計５５の他方の出力Ｂとして式（７）に示す第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）を反転した光符号信号Ｃｎ′（ｆ）が出力され、その出力Ｃｎ′（ｆ）の光強度が検出器５６ｂにて電気信号として検出される。出力Ａは入力光符号多重化信号と符号化符号Ｃｎ（ｆ）との内積値と対応したものであり、出力Ｂは入力光符号多重化信号と、１から符号化符号Ｃｎ（ｆ）を減じたＣｎ（ｆ）の反転符号（１−Ｃｎ（ｆ））との内積と対応したものであり、検出器５６ａの出力は出力Ａを復号化対象光周波数領域Ｆｓｔ〜Ｆｌａの範囲に含まれる光源の光周波数幅ＦＳＲの光周波数ｆに関して積分した値と対応し、検出器５６ｂの出力は出力Ｂを復号化対象光周波数領域Ｆｓｔ〜Ｆｌａに含まれる光源の光周波数幅ＦＳＲで、ｆに関して積分した値と対応する。検出器５６ａの検出した光強度から検出器５６ｂが検出した光強度が強度差検出器５７で減算された強度が出力されて復号器１２ｎでの復号出力が得られる。例えば強度差検出器５７の出力がしきい値以上であればデータ“１”が、しきい値より大でなければデータ“０”が出力される。【００３１】  このように、実施例１−２も実施例１−１と同様に、異なる光符号同士の符号長が異なる周期符号を用いた文献２の従来例と異なり、光符号信号同士が直交しているため、異なる光符号信号同士の符号長分の内積の総和は零であり、直交していない周期符号を用いた従来例より符号間干渉が少ない。
この実施例１−２では、符号化符号で符号化される光源の光出力の光周波数幅が一定であり、光源よりの出力光の光周波数が符号器の符号化光周波数領域と復号器の復号化光周波数領域に含まれるならば、光源の光周波数変化の影響を受けないことも実施例１−１と同様である。また、直交していない周期符号を用いた従来例と異なり、符号間干渉を十分無視できるだけの多周期にわたる光を出力する光源を必要とせず、つまり光源よりの出力光の光周波数帯域幅は特に広くする必要がなく、伝送帯域は光源の光周波数幅ＦＳＲより、光源の光周波数変動分をカバーする程度広ければよく、それ程広くする必要がないため伝送路の波長分散の影響による波形劣化、伝送帯域制限の問題を抑止することができる。【００３２】  また、この実施例１−２では、周波数ｆ、つまり式（７）中のａの変更に加えて、光符号信号の光周波数軸上での開始位置における位相をπ／２変化させる、つまり式（７）中のｒを０又は１に変化させることで、単なる周期（ａ）のみを変更して符号化する場合に比べて倍の符号化符号数を実現することができる。
［実施例１−２の変形例］
実施例１−２として前述したものではデータ系列中のデータ“１”（マーク）の時のみ光符号信号を出力したが、データ“０”（スペース）時にも光符号信号を出力してもよい。つまり、第ｎデータ系列中のデータ“１”（マーク）で第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）を出力し、データ“０”（スペース）で第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）の反転光符号信号Ｃｎ′（ｆ）を出力する。このための符号器１１ｎとしては図７中に出力側カプラ４４の後段に破線で示すように切替器４５を設け、これに出力ＡとＢを入力し、切替器４５をデータ系列Ｄｎの各データで制御してデータが“１”（マーク）のときは出力Ａを出力し、“０”（スペース）のときは出力Ｂを出力して、ノンリターンツウゼロの光変調信号とする。【００３３】  この実施例では光符号信号は、マークのときに式（９）と（１０）が成り立ち
∫Ｃｎ（ｆ）Ｄｎ（ｆ）＝ＦＣＬ／４      （９）
∫Ｃｎ（ｆ）Ｄｍ（ｆ）＝０              （１０）
スペースのときに式（１１）と（１２）が成り立つ。
∫Ｃｎ′（ｆ）Ｄｎ（ｆ）＝−ＦＣＬ／４  （１１）
∫Ｃｎ′（ｆ）Ｄｍ（ｆ）＝０            （１２）
この実施例においても積分は光源の光周波数幅ＦＳＲで行うが、その幅ＦＳＲが符号の繰り返し光周波数幅ＦＣＬと等しい場合である。【００３４】  従って、マークの光信号しか送らず、強度差検出器５７の出力がマークでＦＣＬ／４、スペースで０となる前記例と比べてマークとスペースの符号で２倍の（３ｄＢ）大きな信号が強度差検出器５７の出力として得られる。従って信号対雑音比も３ｄＢ向上するため、それだけ符号長ＦＣＬを小さくすることが可能となり、伝送路の波長分散の影響を軽減することができる。なお、図７中に破線で示すように、入力側カプラ４３の前段に切替器４５を設けて、入力光をカプラ４１の２つの入力ポートの一方と他方にデータＤｎのマークとスペースに応じて切替え入力し、出力側カプラ４４の一方の出力ポートのみから出力光を出力してもよい。またマーク（“１”）とスペース（“０”）の符号を入替えしても良い。つまりマーク（“１”）及びスペース（“０”）と光符号信号Ｃｎ（ｆ）及びＣｎ′（ｆ）との対応づけは任意でよい。【００３５】  符号器１１ｎとしては、図９に示すように構成してもよい。ＬＮ変調器と同様に、電気光学効果を有する例えばＬｉＮｂＯ３結晶よりなるプレーナ光波回路基板４６上に２本の導波路４７，４８を構成し、これら導波路４７，４８の両端部の近くでこれらを互いに接近させてそれぞれカプラ４３，４４を構成し、電気光学効果を用いて電界による複屈折率変化により、これらカプラ４３，４４間の導波路４７，４８により構成される２組の方路４１，４２間に遅延差を与えるために、少なくとも一方の方路４１（又は４２）に電界を印加するための一対の電極４９を設ける。一対の電極４９間により方路（導波路）に印加する電圧は、各光符号信号Ｃｎ（ｆ）に対応した式（７）を満たす光周波数（波長）信号を符号器１１ｎにより選択出力するように調整される。【００３６】  図９中に括弧書きで示すように、プレーナ光波回路基板上に方路５１，５２、カプラ５３，５４を構成して復号器１２ｎを、マッハツエンダ干渉計つまりろ波器として同様に構成できる。この場合は式（８）を満すように電極４９に印加する電圧を調整する。
この図９に示した構成とすることにより、電極４９に印加する電圧を変更して符号化符号Ｃｎ（ｆ）又は復号化符号Ｄｎ（ｆ）を変更することができ、符号化符号毎に異なる符号器／復号器の組を作成しなくて済むため、装置の製作コストを削減することができる。
また図９に示すように、温度が均質に変化する同一プレーナ光波回路基板４６上に２つ組の符号器１１ｎと１１ｍ（ｎ≠ｍ）とを構成し、これら符号器１１ｎと１１ｍにより、式（７）中のａの値が同じでｒの値が異なる第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）第ｍ光符号信号Ｃｍ（ｆ）を生成する。この二つの光符号信号Ｃｎ（ｆ），Ｃｍ（ｆ）は、同一光周波数特性でπ／２の位相数差であるため、それぞれを符号化する符号器１１ｎと１１ｍが同期しないで温度変動すると、温度変化による屈折率及び光路長変化でろ波する光周波数がドリフトし、これら光符号信号Ｃｎ（ｆ）とＣｍ（ｆ）の相互相関値が劣化する。しかし図９に示す構成によれば符号器１１ｎと１１ｍが温度が均質に変化する同一のプレーナ光波回路基板上に実装されているため温度変動による相互相関値の劣化を抑止することができる。
［実施例１−３］
第１実施形態の実施例１−３は光符号信号を構成する各光周波数成分であるチップの強度が１又は０をとる。この実施例１−３を適用することができる通信システムの構成例は図４に示したものと同様でよい。【００３７】  この実施例１−３における符号器１１ｎにより生成された光符号信号は実施例１−１及び１−２と同様に、第１〜第Ｎ光符号信号はその符号長が同一長ＦＣＬであり、かつ、互いに直交性がある。そのような光符号信号であり、更に次の性質をもつものである。符号長ＦＣＬの符号化符号Ｃｎ（ｆ）を連続して繰り返して連結した連結符号から符号長ＦＣＬ分の連続するチップを任意に抜き出したチップ列中の“１”のチップ数と“−１”のチップ数が均衡し（同一数）、かつ互いに異なる符号化符号からそれぞれ生成した互いに異なる連結符号から符号長ＦＣＬ分の連続するチップをそれぞれ任意に抜き出したチップ列間で、チップ配列の同一位置でチップの値が同時に“１”となる数と同時に“−１”となる数とが等しい。このようにチップで構成される符号の場合は、符号長は単位のない無名数の単なる数である。この点から符号が先の実施例も含め、符号長は符号が繰り返す光周波数幅ＦＣＬといえる。【００３８】  このような符号は、例えばアダマール符号を用いて作ることができる、図１０（ａ）に１次のアダマール行列Ｈ１を、図１０（ｂ）に２次のアダマール行列Ｈ２を、図１０（ｃ）にアダマール行列の漸化式Ｈｎとをそれぞれ示す。アダマール符号は、アダマール行列の第１行以外の行を取り出し、０を１、１を−１に置き換えたものである。２次のアダマール行列の場合、アダマール符号は、行列の２行目の符号２［０１０１］、３行目の符号３［００１１］、４行目の符号４［０１１０］となる。これら符号２〜４をそれぞれ連続的に繰り返し連結させた各連結符号はそれぞれ［・・・０１０１０１０１０１０１・・・］，［・・・００１１００１１００１１・・・］，［・・・０１１００１１００１１０・・・］となる。ここで、符号３の連結符号と符号４の連結符号は１チップ符号がシフトした関係になるので、この実施例１−３では同一の符号化符号となるから、その一方のみを用いる。【００３９】  符号器１１ｎではこのような連結符号の各チップ対応にその配列順に連続する光周波数を順次割り当て、入力光中の“１”のチップと対応する光周波数成分が選択出力されて符号化される。符号Ｃ１＝（０１０１）の連結符号と対応する符号器の選択光周波数は図１１（ａ）に示すようになり、符号Ｃ２＝（００１１）の連結符号と対応する符号器の選択光周波数は図１１（ｂ）に示すようになる。
符号器１１ｎとしては光源よりの符号長ＦＣＬの自然数倍又はこれよりわずかに広い連続する光周波数幅ＦＷの入力光を入力し、従って符号化符号Ｃｎ（ｆ）の連結符号の各チップと対応して光周波数信号（成分）をろ波選択し、そのろ波選択された光周波数信号を第Ｎデータ系列と対応する光符号信号Ｃｎ（ｆ）として出力し、あるいは前記チップと対応する光周波数信号（成分）を第Ｎデータ系列のデータ“１”で出力し、“０”で断にして第Ｎデータ系列の光符号信号Ｃｎ（ｆ）としてもよい。このようにして符号化された各光符号信号は、前述した連結符号から任意に抜き出したチップ列のもつ性質を備え、互いに異なる光符号信号間の直交性が保たれる。【００４０】  復号器１２ｎも、符号器１１ｎと同様に連結符号と対応して入力光の光周波数成分（信号）をろ波選択し、少なくとも符号長ＦＣＬに相当する周波数幅を復号の対象とする。復号器１２ｎの構成例を図１２に示す。光符号多重化信号はスプリッタ６１によりろ波器６２ａとろ波器６２ｂに分配され、ろ波器６２ａにより対応する符号器１１ｎと同じ順番の光周波数信号すなわち同じチップに対応する光周波数信号がろ波選択され、ろ波器６２ｂにより、対応する符号器１１ｎの符号化符号を反転した符号と対応する光周波数信号、すなわち符号器１１ｎが選択しないチップに対応する光周波数信号がろ波選択される。ろ波器６２ａが選択した光周波数信号の光強度が検出器６３ａで、ろ波器６２ｂが選択した光周波数信号の光強度が検出器６３ｂでそれぞれ検出され、検出器６３ａの出力から検出器６３ｂの出力が強度差検出器６４で減算されて出力される。このようにして符号器１１ｎの出力する光の内から、少なくとも符号化符号を構成する連続するチップに相当する光符号信号が復号される。【００４１】  実施例１−３によれば光源光周波数のドリフトに影響されないことを図１３を参照して説明する。光源波長のドリフトがない状態を図１３（ａ）に示す。光源から符号長ＦＣＬ又はこれよりわずか広い連続する光源周波数幅ＦＷの光信号２０が出力され、符号化光周波数領域３１の符号器１１ｎにより光信号２０がそのチップ値が“１”と対応する光周波数信号がろ波選択（符号化）されて光符号信号２１が生成出力される。この光符号信号２１は、復号化光周波数領域３２の復号器１２ｎにより復号光２２としてろ波選択されて復号化される。【００４２】  図１３（ｂ）に示すように、光源周波数がΔＦ１だけドリフトすると、符号器１１ｎにおいて符号化光周波数領域３１において光信号２０を符号化して出力する部分がΔＦ１だけ同一方向にシフトされ、光符号信号２１が出力され、また復号器１２ｎにおいて入力光多重化信号を復号する部分がΔＦ１だけ同一方向にシフトされて、復号光２２が出力される。
同様に図１３（ｃ）に示すように光源周波数のドリフトが大きくΔＦ２であっても、そのドリフトした光信号２０が、符号化光周波数領域３１内かつ復号化光周波数領域３２内であればそれぞれその領域内でΔＦ２だけシフトした部分で符号化及び復号化が行われ、何れの場合も、先に述べたように光符号信号２１は異なる光符号信号との直交関係が保持される。【００４３】  なお光信号においてはその強度として負の成分はあり得ないから、チップ“−１”を“０”とすると、符号Ｃｎ（ｆ）と復号化符号Ｃｎ（ｆ）及びその反転符号（１−Ｃｎ（ｆ））との各内積を、それぞれ光源周波数ＦＷだけ光周波数ｆに関しての定積分した値は次式（１３）の関係が成立つことは容易に理解されよう。
∫Ｃｎ（ｆ）・Ｃｎ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｎ（ｆ）・（１−Ｃｎ（ｆ））ｄｆ    （１３）
［実施例１−３の符号器／復号器のろ波器例］
この実施例１−３で用いる光信号を連続的に符号化／復号化する符号器／復号器に用いるろ波器の例を以下に説明する。図１４にその一例を示す。結合率を任意に設定できる可変カプラ７１が遅延線７２を介して多段に接続され、各カプラ７１の２つの出力ポート中の遅延線７２が接続されていない出力ポートの光出力がそれぞれ位相シフタ７３を介して合成用カプラ７４にて集約されてろ波選択光出力信号として出力される。このろ波器による選択光周波数は、例えばＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．４，１９９４，ｐｐ６６４−６６９「Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ＦＤＭ  Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ  ｓｅｌｅｃｔｏｒ  ｕｓｉｎｇ  ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ  ｆｉｌｔｅｒ＿Ｓａｓａｙａｍａ他著に示されるように任意の順番の光周波数を選択して、所定の周期（ＦＣＬ）で連続して繰り返すものとすることが可能である。つまり符号化符号の各“１”のチップと対応した光周波数を選択したものを符号長ＦＣＬを周期として連続的に繰り返すもの、つまり符号化光ろ波周波数特性関数Ｃｎ（ｆ）とすることができる。【００４４】  この実施例１−３では、高々連結前の符号化符号長ＦＣＬに相当する光周波数幅にて光符号信号を伝送することができるため、従来のサイン関数で符号化する方法に比べて必要とする光源の光周波数の幅を小さくすることができ、伝送路の波長分散の影響を少なくすることができる。更に、実施例１−１と同様に、分散補償器１７を設けることにより、伝送距離の違いによる、複数の光符号信号間の直交性の崩れも軽減することができる。
以上示したように、この実施例１−３では、光源周波数が、符号器の連結符号で構成されている符号化対象光周波数範囲であれば、光源光周波数がシフトした場合も、少なくとも符号化符号の符号長ＦＣＬに相当する周波数幅の光入力であれば、符号器と復号器間の距離によらず、符号器よりの光符号信号はその符号器と対応する復号器で光源周波数がシフトする前と同一の入力強度として受信し、その復号器と対応しない他の符号器よりの光入力に対し直交性を保持するため、符号間干渉をキャンセルする。よって光源周波数の校正が不要な光通信システムを実現することも可能となる。
［実施例１−３の変形復号器］
実施例１−３における復号器１２ｎの変形例を図１５に示す。ろ波器６２は、対応する符号器１１ｎと同じ順番の光周波数信号、すなわち同じ各“１”のチップに対応する光周波数信号を出力Ａとして選択ろ波し、また対応する符号器１１ｎと光周波数選択特性が反転した、すなわち符号器１１ｎが選択ろ波しないチップに対応する光周波数信号を出力Ｂとして選択ろ波して出力する。ろ波器６２よりのこれら出力ＡとＢは検出器６３ａと６３ｂに入力され、その光強度がそれぞれ検出され、検出器６３ａの出力から検出器６３ｂの出力が強度差検出器６４で減算されて出力される。この強度差検出器６４の出力は制御部６５にも分岐入力され、制御部６５はその入力に応じてろ波器６２の選択ろ波光周波数をずらして強度差検出器６４の出力が最大になるようにする。【００４５】  図１６に図１５中のろ波器６２の具体例を示す。このろ波器６２は符号器としても用いることができる。このろ波器６２は、遅延線７５により異なる光路長とされた２組の方路７６ａ，７６ｂと、これら方路７６ａ，７６ｂを介して接続され、これら２組の方路の光を合分波する、カプラ７７と、方路７６ａ，７６ｂの一方に挿入された位相シフタ７３とからなる多段のマッハツエンダ干渉計にて構成されて、光周波数を周期的に選択する。このろ波器６２による選択ろ波光周波数（光ろ波周波数特性関数）は、例えばＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．１，１９９５，ｐｐ７３−８２「ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｔｗｏ−ｐｏｒｔｌａｔｔｉｃｅ  ｆｏｒｍ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｅｌａｙ−ｌｉｎｅ  ｃｉｒｃｕｉｔ」Ｊｉｎｇｕｊｉ他著に示されるように任意の順番の光周波数信号を選択ろ波し、所定の周期ＦＣＬで連続して繰り返すようにすることが可能である。このろ波器６２の終段のカプラ７７の２つの出力ポートの一方から出力Ａが、他方から出力Ｂが出力される。符号器として用いる場合は一方の出力ポートから、例えば出力Ａのみが光符号信号として選択ろ波される。【００４６】  図１６に示したろ波器は各段のカプラの両ポート出力が次段へ供給され、終段のカプラ７７で出力Ａは入力の１／２であるが、図１４に示したろ波器では出力は、カプラ７４の段数分の１が出力となるため、符号器として用いる場合は、図１６に示したろ波器の方がカプラによる分岐損が少ない。
なお図１５中のろ波器６２としては前述したように、図１６に示したもの、図１４に示したものなどを用いることができるが、選択光周波数をずらす（シフトさせる）ためには遅延線の遅延量、位相シフタのシフト量、可変カプラの分岐比の１つないし複数を調整すればよい。この調整可能最大値はこの例では直交するに要する光周波数幅がＦＣＬであるので符号長ＦＣＬあればよい。【００４７】  選択光周波数を調整することができるろ波器６２の例を図１７に示す。この例では図９を参照して説明したと同様な電界による複屈折率変化を用いて又は温度による熱光学効果を用いて屈折率変化を発生させるための電極又はヒータを具備することで遅延量を変更可能な遅延線７５′が用いられ、方路７６ａと７６ｂとの光路差を調整することが可能とされる。この方路７６ａ，７６ｂと、２組の方路に対し光を合分波する２つのカプラ７７と、一方の方路に挿入された遅延量を変更可能な遅延線７５′とからなる多段のマッハツエンダ干渉計にてろ波器が構成される。このろ波器による選択光周波数は、遅延量を変更可能な遅延線７５′の遅延量を変更することで、ろ波器を構成する各マッハツエンダ干渉計の選択する光周波数をシフトして符号器１１ｎや復号器１２ｎの符号化符号、復号化符号の変更や符号化符号、復号化符号の選択光周波数のシフトを行う。【００４８】  符号器１１ｎあるいは復号器１２ｎに用いるろ波器の遅延線の遅延量が変更、調整できるもの、つまり可変遅延線としては図１８に示すように複数の方路と一つの方路を選択接続する二つの切替器又はカプラ７７と７８との間に、遅延量が異なる複数の遅延線７５１〜７５ｐ（７５ｐは遅延量ゼロ）が並列接続される。光入力を選択した一つの遅延線７５ｐ（ｐ＝１，…，Ｐ）を通って光信号を出力する。カプラよりも切替器を用いるとカプラの分岐損による光損失が減少する利点がある。所望の遅延量を得るために熱光学効果又は電界による複屈折率変化を用いないで遅延量が異なる複数の遅延線を切り替えるために、より大きな遅延量変化を実現することが可能となる。【００４９】  このような可変の遅延線としては更に図１９に示すように、遅延線８１を備える方路と遅延線を備えない方路と、これらの一方に切替え接続する切替器８２とが多段接続され、これら複数の切替器８２の切替え状態を変更して、光入力の遅延量を変更するようにしてもよい。
各遅延線８１は遅延量が互いに異なるものにするとよい。光入力が通過する遅延線８１の組合せを変更して遅延量を調整する。この構成では図１８に示したものより少ない遅延線により同等の効果が得られる。【００５０】  次に実施例１−３によれば符号器１１ｎの選択光周波数がドリフトしても良好に復号が行えることを図２０を参照して説明する。図２０において図１３と対応する部分に同一参照番号を付けてある。図２０（ａ）は符号器選択光周波数（光ろ波周波数特性）のドリフトがゼロの場合であり、図１３（ａ）に示した場合と同様に動作する。図２０（ｂ）に示すように符号化選択光周波数がΔＦ１ドリフトすると、光入力は光符号信号２１′のようにろ波符号化される。図２０（ｃ）に示すように、符号化選択光周波数が比較的大きくΔＦ２ドリフトすると、光入力は光符号信号２１″のようにろ波符号化される。【００５１】  光符号信号２１′，２１″のいずれも、その符号長はＦＣＬであり、従って、先に述べたように連結符号から連続するチップを光源周波数ＦＳＲ（図２０中ではＦＷと表現する）だけ切り出したチップ列と、光符号信号２１′，２１″は同一の性質をもつものとなっている。そのため図２０（ｂ），（ｃ）にそれぞれ示すように復号器１２ｎで符号信号２１′，２１″の各光周波数成分を選択した復号化符号信号２２′，２２″が得られ、良好に復号することができる。なお、復号化選択光周波数がドリフトした場合は、図１５を参照して説明した復号器１２ｎを用い、復号化選択光周波数をシフトして良好な復号を行うことができる。【００５２】  以上述べたように実施例１−３によれば、光源周波数、符号化対象光周波数領域３１、復号化対象周波数領域３２の一方または双方がドリフトしても光源より光信号の光周波数帯がこれら領域３１及び３２（復号化対象光周波数領域３２はそのシフト制御による領域を含む）内にあれば、復号器での入力光強度の劣化がなく、他の光符号信号との直交性も保持され、良好に復号することができる。
［実施例１−３の変形符号器、復号器］
実施例１−３の符号器１１ｎ及び復号器１２ｎのろ波器の他の例を図２１に示す。光入力はろ波器８４に入力され、このろ波器８４は符号化符号を構成する各チップの光周波数信号を異なるポートに出力し、かつ符号長に相当する光周波数だけ離れた光周波数信号を同一のポートに出力する。例えば符号化符号が４つのチップで構成され、そのチップ配列順に光周波数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４が順次割り当てられているとすると、ポート１には光周波数Ｆ１＋ｑＦＣＬ（ｑ＝０，１，２，…）の光信号が、ポート２，３及び４にはそれぞれＦ２−ｑＦＣＬ，Ｆ３＋ｑＦＣＬ及びＦ４＋ｑＦＣＬの各光信号が出力される。このように連続する光周波数を繰り返し異なるポートに出力するろ波器としては、分岐する光周波数の光の数と各分岐光の光周波数の間隔との積及び同じポートに出力する光周波数の間隔（Ｆｒｅｅ  Ｓｐａｃｅ  Ｒａｎｇｅ）が符号長ＦＣＬに等しいアレー導波路格子形光合分波器（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｉｔｉｎｇ）を用いることができる。なお、ＡＷＧで定義されているＦｒｅｅ  Ｓｐａｃｅ  ＲａｎｇｅはＦＳＲと略されるが、この明細書で用いられている光周波数幅のＦＳＲとは異なり、この明細書でのＦＳＲに従えばＣ／ＦＣＬ（Ｃ：光速）と表される。【００５３】  このろ波器８４の符号化符号の選択光周波数、つまり“１”のチップと対応する光周波数信号が出力されるポートを方路８５によりカプラ又は合波器８６ａに接続し、そのカプラ又は合波器８６ａの出力を出力Ａとして出力する。符号化符号の“−１”のチップに対応する光周波数信号、つまり非選択光周波数信号が出力されるポートを方路８７によりカプラ又は合波器８６ｂに接続して、そのカプラ又は合波器８６ｂの出力を出力Ｂとして出力する。図２１の例では図１１（ｂ）に示した符号化符号Ｃ２＝（００１１）についての方路接続を示している。Ｆ１＋ｑＦＣＬ，Ｆ２＋ｑＦＣＬを出力するポート１と２は方路８７に合波器８６ｂに、Ｆ３＋ｑＦＣＬ，Ｆ４＋ｑＦＣＬを出力するポート３，４は合波器８６ａにそれぞれ接続される。【００５４】  その図２１に示した構成のろ波器によれば符号器１１ｎのろ波器として、また復号器１２ｎ中のろ波器として使用できることは容易に理解できる。
なお、符号器１１ｎとしてはカプラ又は合波器８６ａ，８６ｂの一方とそれに対する方路８５又は８７を省略しても良い。また、カプラ又は合波器８６ａ，８６ｂとしては、光周波数に関わらず光を分岐合波して分岐損が発生するカプラよりも、アレー導波路格子形光合分波器ＡＷＧを前記例とは逆に分波器ではなく合波器として用いた方が分岐損による光損失が軽減できる点でよい。このろ波器は図１４に示されたろ波器より構成部品が少ないため光損失が少ない利点がある。【００５５】  符号器１１ｎとしては図２２に示すように構成することもできる。図２１中のろ波器８４と同様のものを用い、その各ポートを方路８９１，…，８９Ｅを通じて光を通過させるか否か選択するスイッチ９１１，…，９１Ｅ（Ｅは符号化符号を構成するチップ数）をそれぞれ通じて合波器９２に接続する。スイッチ９１１，…，９１Ｅ中の符号化符号のチップが“１”と対応するものはオンにし、“−１”に対応するものはオフとする。
ろ波器８４を用いて復号器を構成した例を図２３に示す。ろ波器８４の各ポートに接続された方路８９１，…，８９Ｅを合波器９２ａと合波器９２ｂのいずれかに切替接続する切替器９３１，…，９３Ｅを設け、切替器９３１，…，９３Ｅを、符号化符号の“１”のチップと対応するものは合波器９２ａ、“−１”のチップと対応するものは合波器９２ｂにそれぞれ接続する。合波器９２ａ，９２ｂの各出力は検出器６３ａ，６３ｂにそれぞれ供給され、その後の構成は図１２、図１５に示したものと同様である。【００５６】  図２２、図２３に示した構成によれば単一の符号器／復号器で任意の光符号／復号信号を生成／復号できるように設定することができる。
ろ波器８４を用いる符号器の他の例を図２４に示す。光入力は光サーキュレータ９４を通じてろ波器８４に入力され、ろ波器８４の各ポートに接続された方路８９１，…，８９Ｅの端に光を反射するか否か選択設定することができる選択反射器９５１，…，９５Ｅが接続され、反射器９５１，…，９５Ｅにより反射された光はろ波器８４により合波され、サーキュレータ９４ａより、光入力と分離されて出力される。選択反射器９５１，…，９５Ｅは符号化符号の“１”のチップ対応するものは反射に、“−１”のチップに対応するものは非反射に設定する。【００５７】  ろ波器８４を用いる復号器の他の例を図２５に、図２３、図２４と対応する部分に同一参照符号を付けて示す。方路８９１，…，８９Ｅの端に光を反射するか導通するか選択設定することができる通過／反射切替器９６１，…，９６Ｅを接続する。通過／反射切替器９６１，…，９６Ｅを通過した光を合波器９２ａで合波して検出器６３ａへ供給する。通過／反射切替器９６１，…，９６Ｅで反射された光はろ波器８４で合波してサーキュレータ９４を通じて検出器６３ｂへ供給する。通過／反射切替器９６１，…，９６Ｅは符号化符号の“１”のチップと対応するものは導通に、“−１”のチップと対応するものは反射に設定する。この構成では図２３に示した復号器に対し合波器を一つ削減できる。【００５８】  図２１〜図２５中に破線で示すように方路８９１，…，８９Ｅごとに損失器９０１，…，９０Ｅを挿入してろ波器４８の出力方路毎の光強度比に応じた光損失を付与して、アレー導波路格子形光合分波器ＡＷＧに基づき生じるおそれがある方路毎の数ｄＢの光強度差を平準化することが望ましい。このようにすることにより光周波数毎の光強度の強弱による雑音を削減できる。
図２６に、ろ波器８４を用いる復号器の更に他の例を示す。この例は図１１（ａ），（ｂ）に示した符号語Ｃ１＝（０１０１）とＣ２＝（１１００）の各光符号信号を復号する場合に適用した例である。検出器６３１，…，６３４中の光符号信号中の“１”のチップに対応する光周波数信号の光強度出力を正の出力とし、“−１”に対応する光周波数信号の光強度出力を負の出力として強度差検出器へ供給する。符号語Ｃ１に対する強度差検出器６４ｎの正入力端には検出器６３１と６３３の出力が、負入力端に検出器６３２と６３４の出力がそれぞれ供給され、強度差検出器６４ｎでこれら正入力端の入力は加算入力とされ、負入力端の入力が減算入力とされ、これらの加減算結果が復号信号出力とされる。符号語Ｃ２に対する強度差検出器６４ｍの正入力端には検出器６３１と６３２の出力が、負入力端に検出器６３３と６３４の出力がそれぞれ供給され、これらが強度差検出器６４ｍで加算、減算され、復号信号として出力される。強度差検出器６４で、符号化符号中の“１”のチップに対応する各検出器の出力の和をとり、“−１”のチップに対応する各検出器の和をとり、前者の和から後者の和を差し引いて復号信号出力としてもよい。【００５９】  この構成によれば、符号化符号（符号語）毎に光を分岐して復号しなくて良いので、それだけ光損失が少ないものとなる。なお図１５を参照して説明したように、この場合も１つの復号信号出力が最大となるようにろ波器８４のろ波光周波数を制御することが好ましい。
図２７はろ波器８４を用いる復号器の更に他の例を示す。分散補償器として電気的遅延時間付加器を用いた場合である。ろ波器８４の各出力方路毎の検出器６３１，…，６３４が切替器９７により正と負の符号を付与して符号語毎に出力され、符号化符号を構成する各チップ対応検出出力に対し遅延時間付加器９８により、個別に電気的に遅延され、伝送路での光周波数毎に異なる遅延時間による各チップの到着時間の違いが平準化され、これら遅延時間の平準化を受けた検出器出力が強度差検出器６４ｎ，６４ｍでそれぞれ加算される。この例では電気信号とされた状態で分散補償を行うため、光信号での分散補償の必要性が軽減できる。また切替器９７の切替を設定変更することにより任意の符号化符号を復号することができる。遅延時間付加器９８は省略してもよい。
［他の変形例］
符号器１１ｎのろ波器として出力Ａとその反転符号出力Ｂとを出力するものを用い、例えば図１６に破線で示すように、ろ波器の出力側に切替器４５を接続して、データ系列Ｄｎで切替器４５を制御してデータがマーク（“１”）のときは出力Ａの出力を、スペース（“−１”）のときは出力Ｂの出力を切替えて出力し、ノンリターンツウゼロ信号として出力する。この場合も図７を参照して説明したようにろ波器の出力側ではなく入力側に切替器４５を設けてもよい。また図７において破線の構成を付加した場合と同様に３ｄＢの利得が得られる。【００６０】  図２８に示すように同一のプレーナ光波回路基板４６上に一組の符号器１１ｎと復号器１２ｍを実装する。これら符号器１１ｎの第ｎ符号化符号と復号器１２ｍの第ｍ復号化符号は式（７）中のａの値が同じでｒの値が異なるものである。これら符号器１１ｎ及び復号器１２ｍの組を通信システムの一方の位置に設け、この通信相手となる通信システムの他方位置に符号器１１ｍ及び復号器１２ｎの組を設ける。その一方に位置する復号器、例えば１２ｍで受信する光符号信号の光周波数に合わせてその組のプレーナ光波回路基板の温度を図１５を参照して説明したように温度を調整する。符号器１１ｎと復号器１２ｍとが、温度が均質に変化する同一のプレーナ光波回路基板上に実装されているため、前記温度調整により、符号器１１ｎのろ波器の選択ろ波する光周波数が復号器１２ｍのろ波器の選択ろ波する光周波数と同期制御される。従って前記温度を調整することで温度を調整した側の符号器、この例では１１ｎから送出する第ｎ光符号信号の光周波数は温度を調整しない側の第ｍ復号化符号と相互相関値を低く調整することができる。図９を参照して同一基板４６上に２つの符号器１１ｎと１１ｍを構成する場合と同様に、個別に温度変化が発生すると、相互相関値が劣化する光符号信号をそれぞれ符号化する符号器同士を、温度が均質に変化する同一のプレーナ光波回路基板上に実装するために相互相関値の劣化を抑止することができる。前記プレーナ光波回路基板の温度調整は符合器の透過光の強度を検出し、これに基づいて制御してもよい。この場合符号器として２値データの一方の値で光強度周波数特性が関数Ｃｍ（ｆ）の光信号を、他方の値で光強度周波数特性関数が（１−Ｃｍ（ｆ））の光信号をそれぞれ出力する二つの符号器を用いる場合は、両符号器の各透過光の強度の差に応じて前記温度調整をするとよい。更に、図９に示したものを用いる場合は１ユーザ（利用者）に２符号化符号を割り当てるために、システム全体として収容可能なユーザ数が半減する。しかし図２８に示す構成によれば、復号器と符号器の組合わせを用いるため、反射光による干渉が無い符号化符号を用いながら、システム全体として使用可能なユーザ数が半減することはない。なお、この実施例では実施例１−２で用いた符号化符号について示したが、この実施例は、実施例１−３のアダマール符号で互いにシフトした関係に有る光符号信号もチップのシフトが抑制できるので同様に適用することが出来る。【００６１】  図２９に示すように複数収容局の装置と、これら収容局装置からの信号を伝達する複数の光ファイバ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃと、これら複数��光ファイバ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃからの信号を単一光ファイバ１３に集線する集線回路９９と、集線回路９９から単一光ファイバ１３を介して集線後の光信号を受ける中央局装置Ｃｓｔとからなる光通信システムが想定される。このような構成において、複数の光ファイバからの光信号を単一ファイバ１３に集線する集線回路９９に各収容局装置の符号器を配置する。つまりこの場合は図３（ａ）に示した構成となる。このようにして収容局装置と中央局装置との距離の違いによらず、全収容局装置からの光信号を同一の波長分散とすることができるため、各収容局装置に対応する各符号器から光符号信号に対して同一の分散補償とすることができる。従って集線回路９９から中央局装置を接続する光ファイバ１３の光周波数に依存する遅延時間を平準化するように補償する単一の分散補償器で、全符号器からの光符号信号の分散補償ができる。また符号器を集中配置しているために全符号器の符号化特性光周波数の調整が一ヶ所で簡易にできる。【００６２】  更にこれまでの説明は光源１０より光信号を符号器１１に入力して、符号器１１のその符号化符号Ｃｎ（ｆ）に応じた光ろ波周波数特性により、光周波数特性Ｃｎ（ｆ）を付与し、これに対しマーク、スペースに応じて断続させて第ｎ光符号信号を生成したが、第２実施形態の実施例２−８で説明するように、符号化符号を構成する各チップと対応する、例えば単１光周波数の光信号を出力するチップ光源を設け、これらチップ光源を、符号化符号Ｃｎ（ｆ）を構成するチップ中の１と対応するチップ光源は出力し、０と対応するチップ光源は出力させないようにチップ光源を符号化符号Ｃｎ（ｆ）に応じてマーク時に出力し、スペース時はいずれのチップ光源からも出力させないようにしてもよい。【００６３】  また実施例１−３の符号化符号の性質は次の通りである。同一符号長ＦＣＬの異なる符号化符号から任意の二つの符号化符号を選択した場合にその第１の符号化符号と第２の符号化符号が同時にチップ配列上の対応チップの値で“１”となるチップ位置の数と、第１の符号化符号が“１”となり第２の符号化符号が“−１”となるチップ位置の数が等しいか
第１の符号化符号と第２の符号化符号が同時に“−１”となるチップ位置の数と第１の符号化符号が“−１”となり第２の符号化符号が“１”となるチップ位置の数が等しいかの少なくとも一方を満たし、
上記符号化符号を連続して繰り返して連結した連結符号から前記符号長ＦＣＬ分の連続するチップを任意に抜出したチップ列中の“１”のチップ数と“−１”のチップ数が抜出したチップ列によらず同一で、
互いに異なる任意の二つの符号化符号についてそれぞれ連続して繰り返し連結した互いに異なる連結符号のそれぞれから前記符号長ＦＣＬ分の連続するチップを任意に抜出した第１のチップ列と第２のチップ列間で第１のチップ列と第２のチップ列が同時に“１”となるチップ位置の数と第１のチップ列が“１”となり第２のチップ列が“−１”となるチップ位置の数が等しいか、第１のチップ列と第２のチップ列が同時に“−１”となるチップ位置の数と第１のチップ列が“−１”となり第２のチップ列が“１”となるチップ位置の数が等しいかの少なくとも一方を満たす符号化符号であり、符号化符号を構成するチップにその配列と対応して連続する光周波数が順次割り当てられる。【００６４】  更に光源光周波数幅ＦＳＲは各符号化符号Ｃｎ（ｆ）の符号長ＦＣＬの自然数倍であり、各符号器１１ｎの符号化対象光周波数領域３１、各復号器１２ｎの復号化光周波数領域３２は共に光周波数Ｆｓｔ〜Ｆｌａ内にあり、かつＦｌａ−Ｆｓｔ＞ＦＳＲである。またＦｓｔ〜ＦｌａにおけるＦＳＲ内でＣｎ（ｆ）＝Ｃｎ（ｆ＋ＦＣＬ）が成立し、Ｃｎ（ｆ）の反転符号（１−Ｃｎ（ｆ））とＣｎ（ｆ）との間で前記式（１３）、つまり
∫Ｃｎ（ｆ）・Ｃｎ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｎ（ｆ）・（１−Ｃｎ（ｆ））ｄｆ    （１４）
が成立することは明らかである。∫ｄｔはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分を表わす。【００６５】  またＣｎ（ｆ）は符号化符号Ｃｍ（ｆ）との間で次式（１５）の関係が成立することも明らかである。
∫Ｃｎ（ｆ）・Ｃｍ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｎ（ｆ）・（１−Ｃｍ（ｆ））ｄｆ    （１５）
なお実施例１−２では式（７）より明らかなように各Ｃｎ（ｆ）についてｒ′個（典型的な例はｒ′＝２）の符号化符号を用いることができ、ａ＝ｎである。
［第２実施形態］（光位相・振幅変調）
この発明の第２実施形態は光周波数軸の搬送波に対し、位相変調や位相振幅変調を行って、従来の問題点を解決した実施形態である。
［実施例２−１］
この第２実施形態を適用した実施例２−１の光通信システムを図３０に示す。光送信装置１００では入力端子１０１よりの伝送信号、一般に２値データ系列信号をそのＶ個（Ｖは１以上の整数）ごとのデータに応じた１周期未満の位相シフト（位相シフト値）系列、つまり変調位相系列（変調単位系列ともいう）に信号位相量変換器１１０で変換する。光源１２０からの光信号を、あらかじめ決めた光周波数（波長）を基準として開始する光周波数（波長）軸上で擬似搬送波の位相を信号位相量変換器１１０より各位相量に位相変調部１３０でシフトする。擬似搬送波を以下では単に搬送波ということもある。【００６６】  なお用語「擬似搬送波」は他の実施形態における用語「光周波数特性（関数）」や「符号化符号又は復号化符号」あるいは「光ろ波周波数特性（関数）」と対応する。しかしこの第２実施形態は無線通信技術などに用いられている時間軸上の搬送波に対し、ＱＰＳＫやＱＡＭ変調と同様なことを光周波数軸上の擬似搬送波に対し行うものであるから、理解し易いように用語として「擬似搬送波」を主に用いる。
例えば図３１に示すように、データ系列をＶ＝２個ずつのデータに分割し、その異なるデータ組ごとに異なる位相シフト量、つまり基準位相０に対しずらされた位相量（以下、位相シフト量はこのことを意味する）を割り当てる。例えばデータ組（０，０），（０，１），（１，０），（１，１）のそれぞれを、１周期未満の位相量０、π／２、π、３π／２に変換する。【００６７】  前記擬似搬送波として、基準光周波数ｆｓからの光周波数差を位相ｆとすると４００ＧＨｚを１周期Ａとし、各光周波数信号の強度を変数とする三角関数に１をくわえて２で除した関数を想定すると、位相量０、π／２、π、３π／２は図３１（ａ）〜図３１（ｄ）に示すように光周波数が１００ＧＨｚづつ順次シフトした光周波数特性となる。図３１（ａ）〜図３１（ｄ）において左から１番目は擬似搬送波を複素平面上でのベクトルを表わし、左から２番目は擬似搬送波の瞬時位相に対する光強度特性を、各左端は光周波数に対する光強度特性をそれぞれ示している。【００６８】  擬似搬送波の周期Ａのｎ倍をＦＳＲ、つまりＦＳＲ＝ｎＡ（ｎ＝１，２，…）とすると、光源１２０は、少なくともＦＳＲの光周波数幅の光信号を出力する。位相変調部１３０の出力光信号は（（１−ｃｏｓ（２πｆｎ／ＦＳＲ＋Θ）））／２、位相シフト量Θ＝０、π／２、π、３π／２のいずれかとなる。
光受信装置２００では受信光が分配器２１０で位相シフト量０、π／２、π、３π／２とそれぞれ対応した４つのろ波器２２１，２２２，２２３，２２４に分配され、ろ波器２２１，…，２２４の各透過光の強度が検出器２３１，…，２３４で検出される。互いに半周期位相がずれた位相シフト量と対応したろ波器の強度を検出した検出器２３１と２３３、２３２と２３４の各出力がそれぞれ比較器２４１，２４２で互いに引き算される。比較器２４１，２４２の出力から、擬似搬送波の位相シフト量と対応したデータ組に符号信号変換器２５０で変換して復号データ系列として出力される。【００６９】  図３２−１〜図３２−４に、この実施例２−１の光源１２０の波長特性とパルス光源とした場合の強度時間特性、各位相シフト量Θに応じた変調部１３０の光出力（光送信装置１００の光出力）、受信装置２００の各ろ波器のろ波特性、各位相シフト量での各ろ波器による透過強度特性、各検出器の検出強度の時間変化の例を示す。各図の最左の列は光源１２０の出力光であり、出力光の光周波数幅を４００ＧＨｚとし、出力光がその全波長にわたり平坦な強度を想定している。図３２−１〜図３２−４の各左から２列目に、それぞれ位相シフト量０、π／２、π、３π／２に対応した、位相変調部１３０の出力光の光周波数特性を示す。各図の左から３列目は、光受信装置２００のろ波器２２１，２２３，２２２，２２４のろ波周波数特性を示す。図３２−１〜図３２−４毎の変調部出力光を受けた場合の各ろ波器２２１，２２３，２２２，２２４を透過した透過光の周波数特性を図３２−１〜図３２−４の各左から４列目にそれぞれ示す。図３２−１〜図３２−４の各最右列は、検出器２３１，…，２３４で検出する強度の時間変化をそれぞれ示す。これら図３２−１〜図３２−４に示されるように、光源出力光のパワーを１とすると、位相変調部１３０における基準に対する位相シフト量に応じた変調部出力光の光周波数特性と同一のろ波特性を有するろ波器の検出器強度は０．３７５となり（図３２−１では１行目、図３２−２では２行目）、それとろ波特性がπずれたろ波器に対応する検出器強度は０．１２５となり（図３２−１では３行目、図３２−２では４行目）、両者を比較する比較器では、０．２５の出力が得られる。一方、位相変調部１３０における基準に対する位相シフト量の出力光の周波数特性に対し、ろ波特性がπ／２及び３π／２それぞれずれたろ波器の検出器強度はそれぞれ０．２５である（図３−１では２行目と４行目、図３−２では３行目と１行目）、このためこれら検出器出力を比較する比較器では０の出力が得られる。【００７０】  検出器及び比較器が光周波数毎に透過光強度を検出してこれら強度を比較するのではなく、ろ波器の透過光の各光パルス分の光強度を比較する場合における比較器の出力強度について以下に示す。
位相変調部１３０の出力光を次式で表す。
（１／２π）∫（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ−Θ））／２）ｄｆ        （１６）
ここで、ｆは基準光周波数からの光周波数差を意味する。ここではｎ＝１としている。
（１）位相変調部１３０の入力位相シフト量に応じた位相変調部出力光の光周波数特性と同一のろ波特性を有するろ波器に対応する比較器出力の場合：
（１／２π）∫（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ−Θ））／２）（（１−ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ−Θ））／２）ｄｆ
−（１／２π）∫（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ−Θ））／２）（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ＋π））／２）ｄｆ
＝（１／８π）∫（１＋ｃｏｓ２（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ）＋２ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ−Θ））ｄｆ＝０．２５                                （１７）
左辺１項目は例えば検出器２３１の出力、２項目は検出器２３３の出力と対応する。
（２）位相変調部１３０の入力位相シフト量に応じた位相変調部出力光の光周波数特性と位相がπ／２異なるろ波特性を有するろ波器に対応する比較器出力の場合：
（１／２π）∫（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ−Θ））／２）（（１−ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ＋π／２））／２）ｄｆ                        （１８）
−（１／２π）∫（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ−Θ））／２）（（１−ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ−π／２））／２）ｄｆ
＝（１／８π）∫（−２ｓｉｎ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ）−ｓｉｎ２（２πｆ／ＦＳＲ−Θ））ｄｆ＝０                                    （１９）
なお、この実施例では、擬似搬送波が取り得る位相シフト量（位相シフト値）の数Ｍが偶数の４であり、これら位相シフト量（位相シフト値）は順次、π／２異ならせたので受信側で、Ｍと同数のろ波器を用いているが、擬似搬送波が取り得る位相シフト量（値）が互いにπずれた関係にない場合は、擬似搬送波が取り得る位相シフト量（値）の出力光とそれぞれ同特性のろ波器とそれと半周期（π）位相がシフトした特性のろ波器とを用いる。従って光受信装置２００では２Ｍ個のろ波器と、Ｍと同数の比較器が必要となる。この場合はＭの値は任意であるが、位相変調部１３０が搬送波に与える位相シフト量（位相シフト値）が三角関数の１周期での剰余Δｆがそれぞれ異なる位相シフト量（位相シフト値）である必要がある。【００７１】  また、この実施例では光源１２０の出力光の光周波数特性が平坦であることを仮定しているが、平坦でなく例えばガウシアンである場合は、送信側位相変調部又は受信側ろ波器又は比較器又は検出器において、各光周波数の強度を平準化するように重みをつければよい。
また、この実施例では単一の光送信装置１００と光受信装置２００の組合せを示したが、他の光送信装置と光受信装置とが同一の光伝送路３００を共用する場合にも適用でき、その場合は以下の設定とする。【００７２】  １）光送信装置における基準光周波数ｆｓがＦＳＲ以上ずれている場合：ＦＳＲも取り得る位相シフト量（位相シフト値）も任意。
２）光送信装置における基準光周波数ｆｓがＦＳＲ未満のずれの場合：同一のＦＳＲで、用いる光源１２０の光周波数は同一であり、光送信装置のＦＳＲの外の光周波数に対しても同一光伝送路を共用する他の光送信装置で用いる光周波数域もろ波の対象として連続的にろ波するろ波器であること。搬送波の周期ＦＳＲ／ｎの値が光送信装置毎に異なる。周期ＦＳＲ／ｎの値が同一であれば、位相変調部１３０で変調する位相シフト量（シフト値）の数を０位相も含めてＭとおくと基準光周波数ｆｓにＦＳＲ／ｎ／Ｍを加えた値が全光送信装置でユニークな値となること。ただし、同一のｎを異なる光送信装置と受信装置の組が用いる場合は１／４周期ずれたもののみ直交するのでＭは４となり、半周期ずれたものは同一光送信装置と受信装置の組が用いる。【００７３】  １）の場合、複数の光送信装置で用いる基準光周波数ｆｓがＦＳＲ以上離れている場合は、使用する光周波数が異なるため、擬似搬送波によらず、搬送波間で干渉しない。
２）の場合、複数の光送信装置で用いる基準光周波数ｆｓが同一である場合、使用する光周波数が一致する。しかし、各光送信装置が用いる擬似搬送波の周波数は、ＦＳＲの自然数分の１であるため、相互の内積をＦＳＲの区間で積分すると零となり、相互に直交し、搬送波間で干渉しない。
複数の光送信装置で用いる基準光周波数ｆｓがＦＳＲ以下で異なる場合、搬送波の関数がＦＳＲ内での周期関数であるため、ＦＳＲの外の光周波数に対しても擬似搬送波と同じ関数で変調するろ波器を用い、光源の光周波数がほぼ同一であれば、相互の内積の積分は零となり、相互に直交し搬送波間で干渉しない。【００７４】  この実施例で用いる位相変調部１３０は図３０中に示すように、ろ波器１３１とそのろ波特性を変化させる変調器１３２とにより構成される。
例えば、ろ波器１３１としては図３３に示すように構成される。入力光をカプラ１３１ａにより所定の光路長差を有する二組の光路１３１ｂと１３１ｃに分岐してカプラ１３１ｄにより再度合波するマッハツエンダ干渉計を用い、変調器１３２としてはマッハツエンダ干渉計の一方の方路１３１ｂに設けられ、光路長差を変調するものを適用することができる。方路１３１ｂと１３１ｃを通った光はカプラ１３１ｄで干渉し、方路長差に応じた光周波数間隔の成分が出力される。この出力光の光周波数特性は周期的であるため、出力する光の周波数差を例えば１００ＧＨｚとすれば図３１（ａ）の右端に示する波特性が得られる。このようにマッハツエンダ干渉計のように周期的に光周波数をろ波するろ波器１３１を用いれば、基準光周波数ｆｓがＦＳＲ以下で異なる場合も、干渉を除去することができる。【００７５】  光路長の変更例としては、図９に示したようにプレーナ光波回路基板上に構成し、その電極４９に信号位相量変換器１１０からの位相シフト量信号を印加してその方路の遅延量を変化させる。この場合はろ波器１３１と変調器１３２は直列接続でなく、一体の構成部品となる。つまり変調器１３２はろ波器１３１に組み込まれる。
光送信装置１００における信号位相量変換器１１０は例えば図３０中に示すように、入力端子１０１からのデータ系列は直並列変換器１１０ａによりこの例では２系列に分配され、直並列変換器１１０ａからの２系列の２つのデータがＤ／Ａ変換器１１０ｂによりその入力データの組み合せ（０，０），（０，１），（１，０），（１，１）に応じてディジタル値０，１，２，３にそれぞれ変換され、例えばこれらの値に応じた大きさの電圧が図９中の電極４９に印加される。これらの印加電圧値に応じて、位相変調部１３０の出力光の擬似搬送波の位相が図３１（ａ）〜図３１（ｄ）に示すように変化する。【００７６】  また光送信装置１００中のろ波器１３１は光源１２０からの光の周波数で少なくともその光周波数幅ＦＳＲをろ波し、そのろ波特性、つまり透過率（光強度）−光周波数特性は、基準光周波数ｆｓからの光周波数差を位相とした場合に、各位相の透過率（光強度）が、ＦＳＲを自然数ｎで除した周期の三角関数に１を加えて２で除した関数に従うものである。
光受信装置２００における符号信号変換器２５０は例えば図１中に示すように比較器２４１，２４２の各出力０又は１が並直列変換器２５１に並列に入力され、１系列のデータ信号として出力端子２０１に出力される。光送信装置１００の入力端子１０１に入力された伝送信号が、出力端子２０１に復元出力されることになる。【００７７】  このようにこの実施例２−１は、正負の極性を有し、搬送波の間に相関がない搬送波を、光周波数軸上で所望の周波数の繰り返しで切り出した正負の極性を有しない光周波数軸上の強度変調で模擬するために、擬似搬送波の周期の自然数倍の光周波数幅の広帯域な光を用い、受信側で受信対象外の他の擬似搬送波の入力をキャンセルする差動検出を行うことで、同一光周波数の光を用いる場合でも、有限の光周波数幅では直交しない三角関数に起因する擬似搬送波同士の相関を除去して、相関のない搬送波を模擬し、模擬した搬送波を位相変調することで、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でのＭＰＳＫを実現することができる。なお第２実施形態が第１実施形態と技術的には基本的に同一思想に基づくものであることは後で説明する。
［実施例２−２］
実施例２−１では、位相変調部１３０において、ろ波器１３１がろ波した光又はろ波する光の擬似搬送波の位相を変調器１３２で制御した。この実施例２−２では例えば図３４に示すように、変調時の変調量である位相シフト量（値）に応じた光周波数をろ波する複数のろ波器１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄを具備し、これらろ波器１３３ａ〜１３３ｄに光源１２０からの光が光分岐器１３４により分岐入力される。これらろ波器１３３ａ〜１３３ｄの透過光が変調器１３１により変調位相量（値）に応じて選択出力される。例えばろ波器１３３ａ〜１３３ｄは図３１（ａ）〜図３１（ｄ）にそれぞれ示すろ波特性、つまり搬送波の位相が０、π／２、π、３π／２の特性をもち、これらろ波器１３３ａ〜１３３ｄの各透過光は変調器１３２を構成する光スイッチ１３５ａ〜１３５ｄへ入力される。信号位相量変換器１１０において直並列変換器１１０ａの出力の２つのデータがデコーダ１１０ｃによりデコードされ、データ組（０，０），（０，１），（１，０），（１，１）にそれぞれ応じて出力端子１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄに出力が生じ、出力端子１１１ａ〜１１１ｄの各出力によりスイッチ１３５ａ〜１３５ｄの対応する１つがオンにされる。スイッチ１３５ａ〜１３５ｄの出力光は合波器１３６を通じて伝送路３００へ出力される。【００７８】  図３４中に破線で示すように変調器１３２のスイッチ１３５ａ〜１３５ｄ部分を分岐器１３４とろ波器１３３ａ〜１３３ｄとの間に挿入し、ろ波器１３３ａ〜１３３ｄの透過光を合波器１３６で合波してもよい。分岐段及び合波段ともに、変調器１３２として、選択したろ波器にのみ光源からの光を入力し、選択したろ波器からの光を透過させる変調器であってもよい。
この実施例２−２は実施例２−１と異なり、光路長差を変調すべき切り替え時間で切り替えられる素材を選択しなくてもよい効果がある。なお光受信装置２００は図３０に示した構成のものを用いることができる。擬似搬送波が取り得る位相シフト量（値）の数Ｍが４の場合を例としたがＭは任意とすることができる。
［実施例２−３］
実施例２−３では位相シフト量がπずれた擬似搬送波の二つを一組として用い、位相シフト量が互いにπ／２ずれた擬似搬送波の異なる組が伝送信号の２つのデータ組の異なるものと対応付ける。実施例２−３が適用される光送信装置の例を図３５（ａ）に示す。光源１２０、ろ波器に対する条件は実施例２−１，２−２の場合と同様である。各組をなす２つのろ波器はそのろ波特性の位相シフト量がπ異なる、即ち、それぞれの透過光周波数がＦＳＲ／２／ｎずれている。本実施例で用いる擬似搬送波をｉ番搬送波とし、２πｆ＝Θとすると、各組の特性関数はＣｉ（Θ）又はＣｉ（Θ＋π）及びＣｉ（Θ＋π／２）又は、Ｃｉ（Θ＋３π／２）となり、∫ｄΘを区間ＦＳＲの定積分とすると次式が成立つ。【００７９】  ∫Ｃｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ−π／２）−Ｃｉ′（Θ＋π／２））ｄΘ＝∫Ｃｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ＋３π／２）−Ｃｉ′（Θ＋π／２））ｄΘ＝０            （２０）
∫Ｃｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ）−Ｃｉ（Θ））ｄΘ＝∫Ｃｉ（Θ＋π）（Ｃｉ（Θ＋π）−Ｃｉ′（Θ＋π））ｄΘ                                  （２１）
図３６（ａ）に複素座標上におけるＱＰＳＫの信号点（座標点）を、図３６（ｂ）にＱＰＳＫを模擬する場合の信号データ組と、座標点と選択ろ波位相の組の例を示す。ここで組数Ｍ／２＝２とし、一方の組の位相シフトが０とπ、他方の組の位相シフトがπ／２と３π／２とし、その各座標点を図３６（ａ）に単位円上で示している。位相シフトが０とπの組における０とπはｘ軸上の１と−１にそれぞれ相当し、位相シフトがπ／２と３π／２の組におけるπ／２，３π／２はｙ軸上の１と−１に相当する。座標点はｘ軸の値を括弧内における左に、ｙ軸の値は括弧内の右にそれぞれ記載した。【００８０】  位相変調部１３０は、信号位相量変換器１１０よりのデータ組の一方、図３６（ｂ）の例では上位ビット（データ）の０又は１に応じて、０位相シフト又はπ位相シフトの擬似搬送波の光と、下位ビット（データ）の０又は１に応じてπ／２位相シフト又は３π／２位相シフトの擬似搬送波の光とを出力する。つまりこの出力される擬似搬送波光の変調単位ごとにデータ系列中の２つのデータの組合せ符号を表わす光符号信号といえる。
図３５（ａ）に示す例では図３４と同様に各擬似搬送波対応のろ波器１３３ａ〜１３３ｄが設けられ、０相のろ波器１３３ａとπ相のろ波器１３３ｃとが組とされ、π／２相のろ波器１３３ｂと３π／２相のろ波器１３３ｄとが組とされる。変調器１３２ａと１３２ｂとして切替スイッチが設けられ、信号位相変換器１１０の直並列変換器１１０ａの上位ビットにより変調器１３２ａのスイッチが制御され、この上位ビット（データ）が“０”であれば変調器１３２ａのスイッチは０相ろ波器１３３ａに接続され、“１”であればπ相ろ波器１３３ｃに接続される。直並列変換器１１０ａの下位ビット（データ）により変調器１３２ｂとしてのスイッチが制御され、この下位ビットが“０”であればπ／２相ろ波器１３３ｂに接続され、“１”であれば３π／２相ろ波器１３３ｄに接続される。これら変調器１３２ａ，１３２ｂとしての各切替スイッチにより切替え出力された各ろ波器の透過光は合波器１３６を通じて光伝送路３００へ出力される。【００８１】  つまり端子１０１よりの入力データ系列は直並列変換部（系列変換部という）１１０ａで各データごとに第１分離データ系列（下位ビット系列）と第２分離データ系列（上位ビット系列）と振り分けられ、第１分離データ系列の各データごとにその値に応じて変調部１３２ｂが、第２分離データ系列の各データごとにその値に応じて変調部１３２ａがそれぞれ制御され、それぞれ対応する擬似搬送波（光強度周波数特性）の光符号信号が出力され、これら光符号信号が合成されて光符号信号として出力される。
変調器１３２ａ，１３２ｂとしてはどのろ波器に光を入力するか選択するようにしてもよい。つまり図３５（ｂ）に示すように光源１２０よりの光を分岐器１３４により２分岐し、その一方の分岐器を変調器１３２ａとしてのスイッチにより０相ろ波器１３３ａとπ相ろ波器１３３ｃに切替え入力し、他方の分岐光を変調器１３２ｂとしてのスイッチによりπ／２相ろ波器１３２ｂと３π／２相ろ波器１３２ｄに切替え入力し、ろ波器１３３ａ〜１３３ｄの各透過光を合波器１３６を通じて光伝送路３００へ出力してもよい。ろ波器１３３ａ〜１３３ｄの入力側と出力側ともに、切替スイッチの変調器として、選択したろ波器にのみ光源からの光を入力し、選択したろ波器からの光を透過させるようにしてもよい。【００８２】  この実施例と対応する光受信装置は図３０に示したものと同様の構成とすることができる。ただし比較器２４１と２４２は＋１又は−１を出力するため図３０中の光受信装置２００中に破線枠で示すように変換部２４１ａ，２４２ａにより、比較器２４１，２４２の出力中の−１を０として符号変換器２５０へ供給する。これにより符号変換器２５０から光送信装置１００の入力伝送信号系列と同一の信号系列が得られることは容易に理解されよう。
このようにして、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でのＱＰＳＫを実現することができる。
［実施例２−４］
実施例２−４は擬似搬送波により１６ＱＡＭを模擬したもので、この例では１６種類のデータ組に応じて光源からの光を、位相が半周期（π）ずれた擬似搬送波に模擬する二つを一組とした二組で、一方の組、他方の組との擬似搬送波は互いに位相シフト量が４分の１周期（π／２）異なり直交する位相シフト関係にあり、これら４つの擬似搬送波の光強度（振幅）を２値のいずれかである光信号を合波伝送する。【００８３】  実施例２−４の構成例を図３７−１及び図３７−２に示す。図３７−１に示す光送信装置１００において、０相、π／２相、π相、３π／２相の４つの擬似搬送波生成用ろ波器１３３ａ〜１３３ｄを用いた場合である。光源１２０、ろ波器１３３ａ〜１３３ｄに対する条件は実施例２−３のそれと同様である。
図３８（ａ）に１６ＱＡＭの座標（ｘ軸を実数部、ｙ軸を虚数部とした）上の信号点（座標点）とデータ組を示し、図３８（ｂ）に各データ組に対する擬似搬送波の位相シフトと光強度（振幅）との関係を示す。例えばデータ組が（００００）の場合、模擬搬送波の位相シフトが０で光強度が３の光と、位相シフトπ／２で強度が３の光を伝送路３００に出力し、データ組が（０１０１）の場合、擬似搬送波の位相シフトが０で強度が３の光と、位相シフトが３π／２で強度が１の光を光伝送路３００へ出力する。端子１０１よりの伝送信号系列を信号位相振幅量変換器１４０で４データの組ごとに図３８（ｂ）に示す位相シフトと強度を示す位相振幅情報に変換し、光源１２０よりの光を、位相振幅変調部１５０で前記位相振幅情報に応じた擬似搬送波位相及び光強度の２つの光信号に変調して光伝送路３００へ出力する。【００８４】  信号位相振幅量変換器１４０では例えば直並列変換部１１０ｃにより、入力伝送信号系列が４つの信号系列に分けられる。位相振幅変調部１５０はこの例では擬似搬送波の位相シフトが０、π／２、π、３π／２の各ろ波器１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄと２つの変調器１５１及び１５２と、合波器１３６とにより構成される。直並列変換器１１０ｂよりの４つの信号系列から順次１ビット（データ）を取り出した各４ビット（データ）組ごとに、変調器１５１では４データ組の最上位（図３８（ｂ）の最も左側）のデータにより切替スイッチ１５１ａが制御され、スイッチ１５１ａはデータが０で０相ろ波器１３３ａに、データが１でπ相ろ波器１３３ｃに接続され、このスイッチ１５１ａよりの出力光は、振幅変化部１５１ｂでデータ組中の上位から３番目のデータにより強度が制御され、データが０で強度３に、１で強度１にされて合波器１３６へ出力される。変調器１５２では４データ組の上位から２番目のデータにより切替スイッチ１５２ａが制御され、スイッチ１５２ａはデータが０でπ／２相ろ波器１３３ｂに接続され、データが１で３π／２相ろ波器１３３ｄに接続され、スイッチ１５２ａよりの出力光は振幅変化部１５２ｂでデータ組中の最下位データにより強度が制御され、データが０で強度３に、１で強度１にされて合波器１３６に出力される。【００８５】  つまり端子１０１よりの入力データ系列は直並列変換部（系列変換部という）１１０ｃにより第１〜第４分離データ系列にデータごとに順次振分け分離され、
第３分離データ系列の各データごとにその値に応じて位相変調部１５２ａが、第４分離データ系列の各データごとにその値に応じて位相変調部１５１ａがそれぞれ制御され、第１分離データ系列の各データごとにその値に応じて振幅変化部１５２ｂが第２分離データ系列の各データごとにその値に応じて振幅変化部１５１ｂが制御される。
図３９に示すように、光源１２０とろ波器１３３ａ〜１３３ｄとの間に変調器１５１及び１５２を挿入してもよい。この場合は光源１２０よりの光を分岐器１３４で２分岐し、その一方の光を、変調器１５１でまず振幅変化部１５１ｂにより、上位から３番目のデータに応じて強度が３又は１に制御し、その制御された光を、切替スイッチ１５１ａで最上位データにより０相ろ波器１３３ａ又はπ相ろ波器１３３ｂに切り替え出力する。分岐器１３４よりの他方の光を、変調器１５２でまず振幅変化部１５１ｂにより、最下位データに応じて強度が３又は１に制御し、その制御された光を、切替スイッチ１５２ａで上位から２番目のデータによりπ／２相ろ波器１３３ｂ又は３π／２相ろ波器１３３ｄに切り替え出力する。【００８６】  ろ波器の各２組について、その入力光を３番目のデータ、最下位データによりそれぞれ振幅変化部１５１ｂ，１５２ｂで強度制御し、各２組のろ波器中の何れかの選択を、最上位データ、２番目のデータにより切替スイッチ１５１ａ，１５２ａでそれぞれ行って出力してもよい。逆に光源からの光を２つの切替スイッチ１５１ａ，１５２ａにより、各組のろ波器の何れかに入力し、各組のろ波器の出力光を、それぞれ振幅変化部１５１ｂ，１５２ｂで強度制御して出力してもよい。
光受信装置２００は図３７−２に示すように、図３０に示したろ波器２２１〜２２４、検出器２３１〜２３４、比較器２４１，２４２とそれぞれ同様のものが用いられるが、符号信号変換器２５０の代りに、比較器２４１，２４２の各出力の極性（正負）を含む２つのレベル（強度）、つまり各４つのレベルに対応した４個のデータの組に変換し、これと直列に出力する符号信号変換器（データ生成手段）２６０が用いられる。つまり比較器２４１，２４２の出力としては、図３８（ｂ）に示す３，１，−１，−３の何れかが出力され、これらの組み合せと対応して、図３８（ｂ）中のデータ組が出力される。【００８７】  このような符号信号変換器２６０としては例えば図３７−２の光受信装置２００中に示すように、比較器２４１，２４２の各出力はＡ／Ｄ変換器２６１，２６２でそれぞれサイン（符号）を含む３ビットのディジタル値に変換され、これら３ビット、（全部で６ビット）のディジタル値をアドレスとして変換メモリ２６５を読み出せば、図３８（ｂ）に示した対応関係をもつ４ビットのデータ組が出力され、出力データ組を並直列変換器（データ生成手段）２６６で直列データに変換して出力端子２０１へ出力する。なお、変換メモリ２６５にはアドレスと読み出されるデータの関係を図３８（ｂ）に示す比較器出力とデータ組の関係が得られるように予め記憶しておくものとする。【００８８】  このようにしてこの実施例２−４は、実施例２−１と同様に、正負の極性を有し、搬送波の間に相関がない搬送波を、光周波数軸上で所望の周波数の繰り返しで切り出した正負の極性を有しない光周波数軸上の強度変調で模擬するために、模擬搬送波の周期の自然数倍の光周波数幅の広帯域な光を用い、受信側で受信対象外の他の擬似搬送波の入力をキャンセルする差動検出を行うことで、同一光周波数を用いる場合でも、有限の光周波数幅では直交しない三角関数に起因する擬似搬送波同士の相関を除去して、相関のない搬送波を模擬し、互いに直交する複数の模擬搬送波を半周期で強度変調し、同時に伝送することで、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でのＱＡＭを実現することができる。
［実施例２−５］
前記実施例では擬似搬送波として光周波数軸上でアナログ的に変化するものを用いたが、実施例２−５は擬似搬送波として、光周波数軸上でディジタル的に断続されるものを用いる。光送信装置１００は図４０に示すように、信号位相量変換器１１０、光源１２０からの光を光周波数（波長）軸上で複数のチップに分割して透過するろ波器１３７と、変調器１３２とからなる位相変調器１６０を備える。【００８９】  光源１２０が出力する光の光周波数幅をＦＳＲとする。
ろ波器１３７は、光源１２０の光を受けて、光源１２０の出力する光の光周波数で少なくとも光周波数幅ＦＳＲをろ波し、光源からの光周波数幅ＦＳＲの光を、４の倍数であるＬ個のチップに光周波数軸上で分割してそのチップを選択的に透過させる。以下のようにろ波器の光を透過するチップの選択を位相の値にマッピングする。ここでＬ／４の約数をＳとする。図４１にろ波特性の例を示す。
位相０のろ波器１３７ａ：連続する２Ｓチップをオン（通過）としその次の２Ｓチップをオフ（遮断）とすることをＬまで繰り返してろ波する。【００９０】  位相π／２のろ波器１３７ｂ：連続するＳチップをオフ（遮断）としその次の２Ｓチップをオン（通過）としその次のＳチップをオフ（遮断）とすることをＬまで繰り返してろ波する。
位相πのろ波器１３７ｃ：連続する２Ｓチップをオフ（遮断）としその次の２Ｓチップをオン（通過）とすることをＬまで繰り返してろ波する。
位相３π／２のろ波器１３７ｄ：連続するＳチップをオン（通過）としその次の２Ｓチップをオフ（遮断）としその次のＳチップをオン（通過）とすることをＬまで繰り返してろ波する。【００９１】  例えばＬ＝４，Ｓ＝１の場合のろ波器１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃ，１３７ｄの各ろ波光周波数特性を図４１に示す。光周波数軸上で４Ｓチップ相当のＦＳＲ／ｎを周期とし、その周期の１／２の幅の２Ｓチップ相当、つまり１周期を２πとし、π幅で２Ｓチップを０，π／２，π，３π／２の各位相位置にシフトしたその各２Ｓチップ部分をろ波器１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃ，１３７ｄはそれぞれ光を透過させるろ波特性であるろ波器１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃ，１３７ｄの各ろ波特性を図４１（ａ）、図４１（ｂ）、図４１（ｃ）、図４１（ｄ）にそれぞれ示す。従ってこれらろ波器１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃ，１３７ｄを透過した光は、光周波数（波長）軸上でＦＳＲ／ｎを周期とする擬似搬送波がπ幅の方形波、つまりデュティ比が５０％でそれぞれ０、π／２、π、３π／２に位相変調されたものとなる。【００９２】  この実施例２−５ではこのような位相の擬似搬送波２つと、２個のデータの組とを対応づけてＱＰＳＫ変調を可能とする。この実施例２−５ではろ波器１３７ａ，…，１３７ｄを０，…，３π／２にそれぞれ対応づけているから、図３５（ａ）に示した光送信装置１００と同様に信号位相量変換器１１０よりの２個のデータにより、図４０において変調器１３２ａ，１３２ｂにより、それぞれ０相ろ波器１３７ａの出力光かπ相ろ波器１３７ｃの出力光かを、またπ／２相ろ波器１３７ｂの出力光か３π／２ろ波器１３７ｄの出力光かをそれぞれ選択して、合波器１３６を通じて光伝送路３００へ出力すればよい。【００９３】  図３５（ｂ）に示したように、変調器１３２ａ，１３２ｂをろ波器１３７ａ〜１３７ｄの入力側へ挿入してもよい。ろ波器１３７ａ〜１３７ｄの入力側と出力側とにそれぞれ変調器を挿入してもよい。
この実施例２−５における光受信装置２００は、図３０中に示した光受信装置２００のろ波器２２１〜２２４の代りに、ろ波器１３７ａ〜１３７ｄとそれぞれ同一ろ波特性の０相ろ波器２２５、π／２相ろ波器２２６、π相ろ波器２２７、３π／２相ろ波器２２８を用い、その他は図３０の光受信装置と同一構成とすればよい。従って対応する構成には、図３０で付けた参照番号と同一番号を付け、またろ波器には参照番号を括弧を付けて図３７−１に示した。【００９４】  図４２−１〜図４２−４に、この実施例２−５の光源１２０の光周波数特性とパルス光源とした場合の光の強度−時間特性、各位相に応じた変調部出力（送信装置の出力）、受信装置の各ろ波器のろ波特性、擬似搬送波の各位相での送信出力に対する受信装置の各ろ波器による透過出力、各検出器で検出する強度の時間変化の例をそれぞれ示す。各図中の最左の列は光源出力である。ここで、光源１２０の光周波数幅を４００ＧＨｚとし、光源の出力の全光周波数にわたり平坦な強度を想定し基準光周波数ｆｓからの光周波数差で示している。図４２−１〜図４２−４はそれぞれの変調部による位相シフト０、π／２、π、３π／２にそれぞれ対応した変調部出力を左から２列目に示す。左から３列目は、光受信装置２００に具備するろ波器２２５〜２２８のろ波特性（関数）を、その列の１行目〜４行目にそれぞれ示す。各図４２−１〜図４２−４ごとに、そこに示す変調部出力が入力された場合の各ろ波器２２５〜２２８を透過する光周波数特性を左から４列目の、第１行目〜第４行目にそれぞれ示す。最右列は、各検出器２３１〜２３４が検出する検出強度の時間変化を、それぞれ第１行目〜第４行目に示す。【００９５】  各図４２−１〜図４２−４に示されるように、全チップ透過時の検出器でのパワーを１とすると、変調部出力の光周波数特性と同一のろ波特性を有するろ波器と対応する検出器強度は０．５となり、変調部出力の光周波数特性とπずれたろ波特性のろ波器と対応する検出器強度は０となり、これら両者を比較する比較器では、０．５の出力が得られる。例えば図４２−１においては１行目の変調部出力が入力され、ろ波器２３１の出力光に対する検出強度は１行目に示すように０．５になり、ろ波器２３３の出力に対する検出強度は３行目に示すように０になる。変調部出力の光周波数特性に対し、ろ波特性がそれぞれπ及び３π／２ずれたろ波器と対応する各検出器強度はそれぞれ０．２５であるため、これら両者を比較する比較器では０の出力が得られる。例えば図４２−１においてはろ波器２３２及び２３４の各出力光に対する検出強度は２行目及び３行目にそれぞれ示すように０．２５になる。【００９６】  ここで、各チップの光周波数軸上の透過特性は、矩形であることが望ましいが、図中でのチップの区別の容易さから三角形にて示している。但し、全チップ透過時の検出器でのパワーを１として規格化しているため、光周波数軸上の透過特性が三角であっても、ガウス分布であっても一般性を失うことなく実施例２−５は先に説明したように作用する。
図４０では単一の光送信装置１００と光受信装置２００の組合せしか示していないが、他の光送信装置と光受信装置とが同一の光伝送路３００を同一の光周波数で共用する際は、異なるＬの値を選択する。Ｌは位相シフトの数Ｍに対応する４の倍数であり、かつ光周波数帯ＦＳＲを構成するチップ数を任意の整数ｎで除した値である。Ｓの値は、Ｌを位相シフトの数Ｍ即ち４で除した値である。位相シフト量の番号をＰとするとＰ＝０，１，２，３であり、Ｐ＝０は位相シフト０′Ｐ＝１は位相シフトπ／２′Ｐ＝２は位相シフトπ′Ｐ＝３は位相シフト３π／２に対応する。即ち２πＰ／Ｍ（Ｍ＝４）である。Ｌチップ毎に、この位相シフト量の番号ＰにＳを乗じたＰＳに１からＬ／２を加えた値のＬに関する剰余に相当するチップを透過率１とし、それ以外のチップを透過率０とすることを少なくともｎ回繰り返す。即ちＡをＬで割算した剰余をＭＯＤ（Ａ、Ｌ）とすると、（Ｑ−１）Ｌ＋ＭＯＤ（ＰＳ＋１、Ｌ）〜（Ｑ−１）Ｌ＋ＭＯＤ（ＰＳ＋Ｌ／２、Ｌ）でＱを１から上記ｎまで変化させたチップ番号となるチップの透過率を１とし、残りのチップの透過率を０とする。ここで選択したＬの値とそれに対応するｎの値との積は一定であるため、受信側の差動検出により、擬似搬送波同士の内積がＦＳＲの区間で積分すると零となり、受信対象外の他の擬似搬送波の入力をキャンセルすることができる。【００９７】  上記Ｌ，Ｍ，ｎ，Ｓ，Ｐ，Ｑの関係例としてｎ＝１，Ｍ＝４，Ｓ＝６，Ｌ＝２４の場合の透過率を１とするチップを図４３（ａ）に薄墨色を付けて示し、ｎ＝２，Ｍ＝４，Ｓ＝３，Ｌ＝１２の場合の透過率１のチップを図４３（ｂ）に示す。
なお、実施例２−５で用いるろ波器が、ＦＳＲの外の光周波数に対しても擬似搬送波と同じ関数でかつＦＳＲでの周期関数に従うろ波器であり、同一光伝送路を共用する他の光送信装置が用いる光周波数域もろ波の対象とするならば、相互の内積のＦＳＲでの積分は零となり、相互に直交し搬送波間で干渉しない。この実施例２−５で用いるろ波器としては例えば、図１６に示したものを用いる。【００９８】  このようにして実施例２−５では、正負の極性を有し、搬送波の間に相関がない搬送波を、広帯域な光を光周波数軸上で所望の周波数の繰り返し切り出した正負の極性を有しない光周波数軸上の強度変調で模擬し、模擬した搬送波を位相変調することで、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でのＱＰＳＫを実現することができる。
［実施例２−６］
実施例２−５で述べたように、光周波数（波長）軸上で擬似搬送波を０，π／２，π，３π／２のいずれかの位相シフトに、幅πのチップ連で位相変調し、図３５に示したと同様の手法によりＱＰＳＫ変調を模擬することができる。本実施例で用いる擬似搬送波をｉ番搬送波とし、２πｆ＝Θとすると、各組のろ波特性関数はＣｉ（Θ）又はＣｉ（Θ＋π）及びＣｉ（Θ＋π／２）又はＣｉ（Θ＋３π／２）となり、ΣをΘ＝ｈδΘとして、ｈ＝０からＦＳＲ／δΘ−１まで加えた区間ＦＳＲの総和とすると、次式が成立つ。【００９９】  ΣＣｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ＋π／２）−Ｃｉ′（Θ＋π／２））＝ΣＣｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ＋３π／２）−Ｃｉ′（Θ＋３π／２））＝０                      （２２）
ΣＣｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ）−Ｃｉ（Θ））＝ΣＣｉ（Θ＋π）（Ｃｉ（Θ＋π）−Ｃｉ′（Θ＋π））                                      （２３）
式（２２）及び式（２３）は、それぞれ式（２０）及び式（２１）の積分演算をディジタル処理する場合の演算式である。
実施例２−５で示した擬似搬送波を用い、図３７−１及び図３７−２を参照して説明した実施例２−４の手法と同様にして、ＱＡＭ変調を模擬することができることは容易に理解されよう。このＱＡＭ変調の場合は、図３７−１及び図３７−２中に括弧書きで示すように、光送信装置１００においては、ろ波器１３３ａ〜１３３ｄの代りにろ波器１３７ａ〜１３７ｄを用い、信号位相振幅量変換器１１１からのデータ組中の２ビットに応じて、変調器１５１でろ波器１３７ａと１３７ｃの一方を選択し、光強度を１又は３のいずれかに制御し、データ組中の他の２ビットに応じて変調器１５２で、ろ波器１３７ｂと１３７ｄの一方を選択し、光強度を１又は３のいずれかに制御する。光受信装置２００ではろ波器２２１〜２２４の代りにろ波器２２５〜２２８を用い、その他は変更する必要はない。変調器１５１，１５２の挿入位置などについても実施例２−４と同様のことがいえる。またこの実施例２−６の効果は実施例２−５と同様の理由により同様に得られる。【０１００】  また実施例２−５で示した擬似搬送波を用いて、任意のＭシフトのいずれかの位相シフトに、幅πの方形波で位相変調して、ＭＰＳＫ変調を模擬することができる。
即ち位相シフトの数がＭである場合、一周期分のチップ数であるＬは、Ｍの倍数であり、かつ２の倍数であり、光周波数帯ＦＳＲを構成する全チップをｎで除した値となる。Ｌ＝ＭＳとすると、Ｌチップ毎に、位相シフト量の番号Ｐ（Ｐ＝０，‥‥，Ｍ−１，１周期を２πとすると位相シフト量は２πＰ／Ｍと表わされる）にＳを乗じたＰＳに１からＬ／２を加えた値のＬに関する剰余に相当するチップを１とし、それ以外のチップを０とすることを少なくともｎ回繰り返す。即ちＡをＬで割算した剰余をＭｏｄ（Ａ，Ｌ）とすると、（Ｑ−１）Ｌ＋Ｍｏｄ（ＰＳ＋１，Ｌ）〜（Ｑ−１）Ｌ＋Ｍｏｄ（ＰＳ＋Ｌ／２，Ｌ）でＱを１から上記ｎまで変化させた番号となるチップを１とし、残りのチップを０とする。【０１０１】  従って、ｎの異なるｉ番搬送波とｋ番搬送波（ｋはｉ以外の搬送波番号）に対応する擬似搬送波の関数をそれぞれＣｉ（Θ），Ｃｋ（Θ）とし、ΣをΘ＝ｈδΘとして、ｈ＝０からＦＳＲ／δΘ−１まで加えた区間ＦＳＲの総和とし、Ｐを零以外の有限値とすると次式が成立つ。
Σ（Ｃｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ）−Ｃｉ′（Θ））＝Ｐ，ΣＣｋ（Θ）（Ｃｉ（Θ）−Ｃｉ′（Θ））＝０                                    （２４）
この実施例で、光周波数帯ＦＳＲを構成する全チップ数ｎＬ＝２４で、Ｍ＝３の例を以下に示す。ＬはＭの倍数であり、かつ２の倍数であり、かつ２４の約数であるので、２４か１２か６となり、ｎはそれぞれ１，２，４、Ｓはそれぞれ８，４，２となる。（ｎ，Ｌ，Ｍ，Ｓ）＝（１，２４，３，８）と（２，１２、３，４）の場合を図４４に示す。図で、薄墨色が１のチップを意味する。（ｎ，Ｌ，Ｍ，Ｓ）＝（１，２４，３，８）の場合、ｎ＝１であるからＱ＝１だけであり、図４４（ａ）の左側の図に示すように、位相シフト０（Ｐ＝０）で（１−１）２４＋Ｍｏｄ（０・８＋１，２４）＝１番目のチップａから（１−１）２４＋Ｍｏｄ（０・８＋２４／２，２４）＝１２番目のチップｂまで１、位相シフト２π・（１／３）（Ｐ＝１）で、図４４（ｃ）の左側の図に示すように（１−１）２４＋Ｍｏｄ（１・８＋１，２４）＝９番目のチップａから（１−１）２４＋Ｍｏｄ（１・８＋２４／２，２４）＝２０番目のチップｂまで１、位相シフト２π・（２／３）（Ｐ＝２）で図４４（ｃ）の左側の図に示すように（１−１）２４＋Ｍｏｄ（２・８＋１，２４）＝１７番目のチップａから（１−１）２４＋Ｍｏｄ（２・８＋２４／２，２４）＝４番目のチップｂまでがチップ１となる。つまりチップが最も大きい番号は２４番目までであるからチップ１番目から４番目とチップ１７番目から２４番目までのチップが１となる。【０１０２】  （ｎ，Ｌ，Ｍ，Ｓ）＝（２，１２，３，４）の場合、ｎ＝２であるからＱ＝１とＱ＝２とがあり、図４４（ａ）〜図４４（ｃ）の各右側の図に示すように位相シフトＰ＝０で、かつＱ＝１で（１−１）１２＋Ｍｏｄ（０・４＋１，１２）＝１番目のチップａから（１−１）１２＋Ｍｏｄ（０・４＋１２／２，１２）＝６番目のチップｂまでと、Ｑ＝２で（２−１）１２＋Ｍｏｄ（０・４＋１，１２）＝１３番目のチップｃから（２−１）１２＋Ｍｏｄ（０・４＋１２／２，１２）＝１８番目のチップｄまで１、Ｑ＝２で位相シフト２π・（１／３）（Ｐ＝１）、かつＱ＝１で（１−１）１２＋Ｍｏｄ（１・４＋１，１２）＝５番目のチップａから（１−１）１２＋Ｍｏｄ（１・４＋１２／２，１２）＝１０番目のチップｂまでとＱ＝２で（２−１）１２＋Ｍｏｄ（１・４＋１，１２）＝１７番目のチップｃから（２−１）１２＋Ｍｏｄ（１・４＋１２／２，１２）＝１７番目のチップｄまで１、位相シフト２π・（２／３）（Ｐ＝２）かつＱ＝１で１番目のチップから２番目のチップまでと、９番目チップから１２番目のチップまでと、Ｑ＝２で１３番目のチップから１４番目のチップまでと、２１番目のチップから２４番目のチップまで１、つまりＱ＝１で（１−１）１２＋Ｍｏｄ（２・４＋１，１２）＝９番目のチップａから（１−１）１２＋Ｍｏｄ（２・４＋１２／２，１２）＝２番目のチップｂまでが１、Ｑ＝２で（２−１）１２＋Ｍｏｄ（２・４＋１，１２）＝２１番目のチップｃから（２−１）１２＋Ｍｏｄ（２・４＋１２／２，１２）＝１４番目のチップｄまでが１となる。ここでＱ＝１では１のチップがシフトできる範囲は１番目から１２番目であり、Ｑ＝２で１のチップがシフトできる範囲は１３番目から２４番目である。この実施例でも図から明らかなように、ｎが異��る他方の信号を受けても受信装置側で擬似搬送波間の干渉はキャンセルされ、それぞれ独立に受信可能である。【０１０３】  この実施例の光送信装置のろ波器は例えば、図２−５でろ波器１３１が、０相、π相、π／２相、３π／２相の４個の代わりに、０相、２π／３相、４π／３相の３個のろ波器を具備する。この実施例の光受信装置は、０相、π相、π／２相、３π／２相の４個のろ波器とこれらに対しそれぞれπ位相シフト量の異なる４個のろ波器に接続する検出器出力同士を比較する二組の比較器の代わりに、０相、２π／３相、４π／３相の３個のろ波器と、それぞれに対しπ位相シフト量の異なるπ相、５π／３相、π／３相の３個のろ波器と、互いにπ位相シフト量の異なるろ波器に接続する検出器出力同士を比較する３組の比較器を具備している。【０１０４】  このようにして、正負の極性を有し、搬送波の間に相関がない搬送波を、光周波数が広帯域な光を光周波数軸上で所望の周波数の繰り返し切出した正負の極性を有しない光周波数軸上の強度変調で模擬し、模擬した搬送波を位相変調することで、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でＭＰＳＫを実現することができる。
［実施例２−７］
図３７−１に示した光送信装置１００中のπ相ろ波器１３３ｃ（１３７ｃ）と３π／２相ろ波器１３３ｄ（１３７ｄ）を省略し、これに伴い変調器１５１，１５２中の切替スイッチ１５１ａ，１５２ａを省略して０相ろ波器１３３ａ（１３７ａ），π／２相ろ波器１３３ｂ（１３７ｂ）をそれぞれ変調器１５１，１５２中の振幅変化部１５１ｂ，１５２ｂに接続し、信号位相振幅量変換器１１１は信号振幅量変換器１１２とし、２個のデータ組、つまり図３０中の信号位相量変換器１１０内の直並列変換部１１０ａとし、一方のビット（データ）と他方のビット（データ）を変調器１５１，１５２に対応づけて光強度をビットが０で３に、ビットが１で１に制御するようにする。光受信装置２００では、符号変換器２６０において比較器２４１，２４２の出力強度が３であればデータ０とし、強度が１であればデータ１とし、これらを直列に出力する。【０１０５】  このようにすれば実施例２−４で述べた光周波数（波長）軸上の三角関数の擬似搬送波に対しても、実施例２−６で述べた光周波数（波長）軸上の方形波状擬似搬送波に対しても、信号点を図３８（ａ）中の第１象限の４つの信号点とするＱＡＭ変調を行うことができる。
このように４つの信号点のＱＡＭ変調は、用いる２組のろ波器を１３３ｂ（１３７ｂ）と１３３ｃ（１３７ｃ），１３３ｃ（１３７ｃ）と１３３ｄ（１３７ｄ），１３３ａ（１３７ａ）と１３３ｄ（１３７ｄ）のいずれかにすることにより図３８（ａ）中の第２象限、第３象限、第４象限のいずれかにおける４つの信号点をもつＱＡＭ変調とすることができる。なおこれらの場合に比較器２４１，２４２の出力が負の時は、その絶対値が３でデータ０に、１でデータ１に変換する。
［実施例２−８］
この第２実施形態の実施例２−８は各相の光周波数特性関数の光を出力する複数の光源を用いる。この実施例２−８を適用した光送信装置１００をＬ＝４Ｓの場合について図４５を参照して説明する。この実施例２−８は光周波数軸上でＦＳＲ／ｎ、ここではｎ＝１としてＦＳＲを１周期とし、各周期における０、π／２、π、３π／２の位相シフト量のそれぞれで２Ｓチップの光周波数の光を出力する複数の光源を用いて、実施例２−５又は実施例２−６で行ったＱＰＳＫ又はＱＡＭ変調を可能とするものである。【０１０６】  図４５に示した例では各Ｓチップの光周波数の光源を二組ずつ用い、各光源は、光の送出強度を制御できるものであり、合計Ｌ／２Ｓの２倍のＬ／Ｓ組（各組は光周波数幅２Ｓの単一の広帯域光源また２Ｓ個の光源からなる光源の組）の光源を備える。
Ｌ／Ｓ組の光源の内、各Ｓチップの光周波数を送出するＬ／２Ｓ組の光源は、位相０又は位相πの搬送波を模擬するために用いる。即ち、図４６に０相、π／２相、π相、３π／２相の各Ｓチップの出力光を示すように、光周波数軸上の各周期の最初の連続する光周波数の各Ｓチップ、つまり０相Ｓチップを出力する光源１２０ａと、次のＳチップ、つまりπ／２相Ｓチップを出力する光源１２０ｂとの出力光により、０相搬送波を模擬し、その次のＳチップ、つまりπ相Ｓチップを出力する光源１２０ｃと、その次のＳチップ、つまり３π／２相Ｓチップを出力する光源１２０ｄとの出力光により、π相搬送波を模擬する。また残りのＬ／２Ｓ個の光源によりπ／２相搬送波又は３π／２相搬送波を模擬するために用いる。即ち、光周波数軸上の各周期の初めのＳチップの次のＳチップつまりπ／２相Ｓチップを出力する光源１２０ｅと、その次のＳチップ、つまりπ相Ｓチップを出力する光源１２０ｆとの出力光によりπ／２相搬送波を模擬し、その次のＳチップ、つまり３π／２相Ｓチップを出力する光源１２０ｇと、その次のＳチップ、つまり０相Ｓチップを出力する光源１２０ｈとの出力光により３π／２相搬送波を模擬する。これら０相、π／２相、π相、３π／２相の各搬送波光はそれぞれ図４３（ａ）中のＰ＝０，Ｐ＝１，Ｐ＝２，Ｐ＝３の各透過光と対応する。【０１０７】  以上ｎ＝１の例にて説明したが、ｎが２以上の整数である場合は、光周波数の順でそのｎに対応するＳの値でＳチップずつ０位相チップ光源、π／２位相光源、π位相光源、３π／２位相光源に配置すればよい。用い得るｎは、使用する光周波数帯ＦＳＲをｎで除した１周期に相当するチップ数Ｌとの関係で定まる。ＦＳＲ＝２４，ｎ＝２，Ｌ＝２４／２＝１２、Ｓ＝１２／４＝３の場合、０位相、π／２、π、３π／２相の各相の擬似搬送波光は図４３（ｂ）のＰ＝０，Ｐ＝１，Ｐ＝２，Ｐ＝３の各透過光と同様になる。Ｌは位相シフトの数Ｍの対応する４の倍数であり、Ｓの値は、Ｌを位相シフトの数Ｍ即ち４で除した値である（Ｌ＝４Ｓ）。Ｌチップ毎に、位相シフト量の番号Ｐ（Ｐ＝０，１，２，３）にＳを乗じたＰＳに１からＬ／２を加えた値のＬに関する剰余に相当するチップに相当する光源を１とし、それ以外のチップに相当する光源を０とすることを少なくともｎ回繰り返す。即ちＡをＬで割った余り（剰余）をＭＯＤ（Ａ、Ｌ）とすると、（Ｑ−１）Ｌ＋ＭＯＤ（ＰＳ＋１、Ｌ）〜（Ｑ−１）Ｌ＋ＭＯＤ（ＰＳ＋Ｌ／２、Ｌ）でＱを１から上記ｎまで変化させた番号となるチップに相当する光源（この例では２組）を１とし、残りのチップに相当する光源を０とすればよい。【０１０８】  図４５は図３８（ａ）に示したＱＡＭ変調を模擬する場合で、端子１０１からの伝送信号（データ）系列は信号位相振幅量変換器１１３で直並列変換部１１０ｃにより４系列に分配される。その各４個のデータの組中の上位から３番目のデータ（ビット）（直並列変換器１１０ｃ内のデータ配列は図３８（ａ）に示した各データ組についてのビット順と同一とする）により、切替スイッチ１５３ａを制御してそのデータが０であれば値３が格納されたレジスタ（駆動信号発生部）１５３ｂを切替スイッチ１５３ｄに接続し、そのデータが１であれば��１が格納されたレジスタ（駆動信号発生部）１５３ｃを切替スイッチ１５３ｄに接続し、このスイッチ１５３ｄをデータ組の最上位データ（ビット）により制御し、そのデータが０であれば切替スイッチ１５３ａを０相光源１２０ａとπ／２相光源１２０ｂとに接続し、これら両光源１２０ａと１２０ｂから強度３の光が出力され、つまり０相擬似搬送波の光が強度３で出力され、最上位データ（ビット）が１であれば切替スイッチ１５３ａをπ相光源１２０ｃと３π／２相光源１２０ｄとに接続し、これら両光源１２０ｃと１２０ｄから強度１の光が出力され、つまりπ相擬似搬送波の光が強度１で出力される。【０１０９】  データ組中の最下位データ（ビット）により切替スイッチ１５４ａが制御され、そのデータが０であれば値３が格納されたレジスタ１５４ｂを切替スイッチ１５４ｄに接続し、データが１であれば、値１が格納されたレジスタ１５４ｃを切替スイッチ１５４ｄに接続し、切替スイッチ１５４がデータ組の上位から２番目のデータ（ビット）により制御され、そのデータが０であれば切替スイッチ１５４ａをπ／２相光源１２０ｅとπ相光源１２０ｆとに接続し、両光源１２０ｅと１２０ｆとから強度が３の光が出力され、つまりπ／２相擬似搬送波の光が強度３で出力され、データが１であれば、切替スイッチ１５４ａを３π／２相光源１２０ｇと０相光源１２０ｈとに接続し、これら両光源１２０ｇと１２０ｈから強度１の光が出力され、つまり３π／２相擬似搬送波の光が強度１で出力される。【０１１０】  このようにして、実施例２−６で図３７を参照して説明した光送信装置１００と同様の光ＱＡＭ変調信号を出力することができることは容易に理解されよう。従って光受信装置２００としては図３６中に示したものと同様のものとすればよい。この図４５に示した光送信装置１００では光源を直接変調、例えばレーザ光源の駆動電流の大きさを制御すればよく、実施例２−６で示したろ波器及び変調器よりなる高価な位相振幅変調部１５０を必要としない。
図４５中のスイッチ１５３ａと１５４ａを省略し、レジスタ１５３ｂ，１５４ｂをそれぞれ切替スイッチ１５３ｄ，１５４ｄに直接接続し、図６中の信号振幅量変換器１１２の２個データの組の各データで切替スイッチ１５３ｄ，１５４ｄを制御することにより、実施例２−３で説明したと同様にＱＰＳＫ変調を行うことができる。また実施例２−７で説明したと同様に、切替スイッチ１５３ｄ，１５４ｄを省略して、切替スイッチ１５３ａ，１５４ａを互いに直交関係にある擬似搬送波の光を出力する２組の光源（計４つの光源）にそれぞれ接続して、切替スイッチ１５３ａ，１５４ａを制御することにより、実施例２−７で説明したＱＡＭ変調を行うこともできる。なおスイッチ１５３ａと１５４ａを省略した例及びスイッチ１５３ｄと１５４ｄを省略した例においては直並列変換部１１０ｃの代りに図３０中の信号位相量変換器１１０内の直並列変換部１１０ａが用いられる。【０１１１】  π／２位相シフト量の異なる二つの光源、例えば、０相チップ光源とπ／２相チップ光源の２組の光源を用いてＱＡＭ変調を行うこともできる。この場合は図４５で説明した実施例のＱＡＭ変調よりも、位相が半分に減少しているので、実施例２−７と同様に、図４５の実施例の倍の細かさの強度変調とすることにより同じ信号伝送が可能となる。しかも必要とする光源の数が半分でよい効果がある。
実施例２−６で説明した位相シフト数が任意のＭであるＭＰＳＫ変調と同様の変調を、複数光源を用いて行うこともできる。この例をＭ＝４の場合につき図４５を参照して説明する。この場合は図４５の信号位相振幅量変換器１１３の代わりに、図３０の信号位相量変換器１１０を用いる。光周波数上でＦＳＲ／ｎを周期とし、各周期における０、π／２、π、３π／２の位相シフト量ごとの各２Ｓチップの光周波数の光を出力する複数の光源を用いる。Ｍ＝４であるから、各位相シフトに応じた擬似搬送波は図４５で説明した実施例と同じであり、信号位相量変換器１１０の出力に応じて、０シフト量に対応する０相チップ光源とπ／２相チップ光源から強度１の光を出力するか、π／２シフト量に対応するπ／２相チップ光源とπ相チップ光源から強度１の光を出力するか、πシフト量に対応するπ相チップ光源と３π／２相チップ光源から強度１の光を出力するか、３π／２シフト量に対応する０相チップ光源と３π／２相チップ光源から強度１の光を出力する。【０１１２】  このようにして、ろ波器と変調器よりなる高価な位相変調部を用いることなく、ＭＰＳＫ変調を行うことができる。
図４５に示した実施例においては１つの擬似搬送波光を出力するため、２個のＳチップ光源を用いている。この各２個の光源代りに、２Ｓチップの１個の光源を用いることができる。しかしこの場合は図４５から明らかなように比較的広帯域２Ｓの光源を４種類用いることになる。しかし図４５に示したようにすれば光源の種類の数は４であるが、その光周波数幅はＳチップであり、２Ｓ幅よりも可成り安価に作ることができる。４種類のＳチップ光源を用いてＱＰＳＫ変調を行うこともできる。図４５の実施例では位相０又は位相πの搬送波を模擬するためと、位相π／２又は位相３π／２の搬送波を模擬する為とで各４ｎ個の搬送波を必要とし、その各相の搬送波に対し各２個のＳチップ光源を用い、合計２×４ｎ個の光源を用いた。各搬送波を出力する同じ光周波数を出力する２光源の代わりに、各搬送波の１又は０の出力を重ねあわせた強度で光を出力することで１光源で代用する。つまり、図４５に示した場合は各相の搬送波に対し、０相チップ光源、π／２相チップ光源、π相チップ光源、３π／２相チップ光源（各光源はＳチップ光であるが、表記を簡単にするために「Ｓ」を省略しチップ光源と表わした）の強度１の光を出力させる光源を「１」で、光を出力しない光源を「０」で表わすと各チップ光源の出力は以下である。【０１１３】  ０相搬送波：
（０相チップ光源、π／２相チップ光源、π相チップ光源、３π／２相チップ光源）＝（１１００）
π／２相搬送波：
（０相チップ光源、π／２相チップ光源、π相チップ光源、３π／２相チップ光源）＝（０１１０）
π相搬送波：
（０相チップ光源、π／２相チップ光源、π相チップ光源、３π／２相チップ光源）＝（００１１）
３π／２相搬送波：
（０相チップ光源、π／２相チップ光源、π相チップ光源、３π／２相チップ光源）＝（１００１）
互いに直交関係の２つの搬送波光が出力されるから、これら出力光のうち同相のチップ光源よりの出力光は互いに重ね合わされるから重ね合った光源の出力光は強度が２となる。よって出力光が重ね合わさる光源の出力光の強度を予め２倍にしておけば４種類のＳチップ光源を各１個用いて４つの搬送波光を出力することができる。各チップ光源の出力は以下となる。
０相搬送波＋π／２相搬送波：
（０相チップ光源、π／２相チップ光源、π相チップ光源、３π／２相チップ光源）＝（１２１０）
０相搬送波＋３π／２相搬送波：
（０相チップ光源、π／２相チップ光源、π相チップ光源、３π／２相チップ光源）＝（２１０１）
π相搬送波＋π／２相搬送波：
（０相チップ光源、π／２相チップ光源、π相チップ光源、３π／２相チップ光源）＝（０１２１）
π相搬送波＋３π／２相搬送波：
（０相チップ光源、π／２相チップ光源、π相チップ光源、３π／２相チップ光源）＝（１０１２）
このようにして光源数を減少させることは前述した複数光源を用いたＭＰＳＫ変調にも同様に適用可能である。【０１１４】  このようにして図４５の実施例に比べて半分に光源の数を削減でき、かつ図４５の場合より光源数を減らした前記ＱＡＭ変調よりも強度変調のきざみ幅を大きくすることができ、それだけノイズの影響に強い効果がある。
［実施例２−９］
この実施例２−９は上述した各実施例を含み、擬似搬送波をより一般化したものであり、この例ではＱＡＭ変調に適用した場合である。これを適用した通信システムの例を図４７を参照して説明する。【０１１５】  光送信装置１００にｉ番ろ波器１６１、ｉ′番ろ波器１６１′の組と、ｊ番ろ波器１６２、ｊ′番ろ波器１６２′の組との２組が設けられる。これらろ波器１６１，１６１′，１６２，１６２′は光源１２０の出力する光の周波数（波長）で少なくともＦＳＲの光周波数幅をろ波する。光周波数を基準光周波数ｆｓ（＝Ｃ／λｓ；Ｃは光速）からの光周波数差を、つまり基準光周波数で規準化した光周波数（ろ波関数を位相を表わすパラメータともいえる）とした場合に、前記１組中の一方のｉ番ろ波器１６１のろ波特性関数の位相ｆでの値Ｃｉ（ｆ）と、ｉ番ろ波器１６１と組となるｉ′番ろ波器１６１′のろ波特性関数の位相ｆでの値Ｃｉ′（ｆ）は互いに反転値であり、前記式（４）と同様な関係が成り立つ。【０１１６】    Ｃｉ（ｆ）＋Ｃｉ′（ｆ）＝１                （４）
他の組のｊ番ろ波器１６２、ｊ′番ろ波器１６２′もそのろ波特性は同様の関係がある。ろ波器１６１，１６１′，１６２，１６２′の各ろ波特性関数は前述した擬似搬送波を構成する。
この実施例２−９の光受信装置２００は図３７中の光受信装置２００に対し、用いるろ波器が異なり、その他は同様である。受信対象の光送信装置のｉ番ろ波器１６１と同一のろ波特性をもつｉ番ろ波器２７１と、ｉ′番ろ波器１６１′と同一ろ波特性のｉ′番ろ波器２７１′と、ｊ番ろ波器１６２、ｊ′番ろ波器１６２′をそれぞれ同一ろ波特性のｊ番ろ波器２７２、ｊ′番ろ波器２７２′が用いられる。【０１１７】  この構成においては比較器２４１ではｉ番ろ波器２７１の透過光と対応する検出光強度からｉ′番ろ波器２７１′の透過光と対応した検出光強度とが比較されることとなり比較器２４１の出力を、規準化光周波数ｆでの値Ｄｉ（ｆ）を想定すると第１実施形態で示した式（３）となる。
Ｄｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ）−Ｃｉ′（ｆ）          （３）
検出器２３１ではｉ番ろ波器２７１の透過光の各光周波数成分が全体としての光強度として検出される。他の検出器も同様である。従って送信側のｉ番ろ波器１６１のろ波特性関数における規準化光周波数ｆでの値Ｃｉ（ｆ）と、受信側のｉ番ろ波器２７１のろ波特性関数における規準化光周波数ｆでの値Ｄｉ（ｆ）との内積を、ｉ番ろ波器２７１のろ波対象に含まれるＦＳＲ分の連続する光周波数領域にわたり積分した値が零でない有限値Ｐで、次式（５）′の関係が成り立つ。【０１１８】    ∫Ｃｉ（ｆ）Ｄｉ（ｆ）ｄｆ＝Ｐ                （５）′
式（５）は第１実施形態で示した式（５）を一般化したものに相当する。
ｉ番ろ波器のろ波特性関数における位相ｆでの値Ｃｉ（ｆ）と、ｉ番以外のｊ番ろ波器のろ波特性関数に対応する比較器の規準化光周波数ｆでの値Ｄｊ（ｆ）との内積をろ波器のろ波対象に含まれるＦＳＲ分の連続する光周波数領域にわたり積分した値が零で、第１実施形態で示した式（６）の関係が成り立つ。
∫Ｃｉ（ｆ）Ｄｊ（ｆ）ｄｆ＝０                （６）
従ってｉ番ろ波器２７１の透過光の強度を検出する検出器２３１の出力からｉ′番ろ波器２７１′の透過光の強度を検出する検出器２３１′を減じた比較器の出力中にはｊ番ろ波器１６２を透過した光成分は含まれない。このようにして、この実施例２−９は、実施例２−４と同様に、受信側で受信対象外の他の擬似搬送波の入力を差動検出によりキャンセルすることができる。【０１１９】  更に、ｉ番ろ波器１６１のろ波特性関数は、光周波数を変数とする周期関数であって、その周期における規準化光周波数ｆで透過率（値）Ｃｉ（ｆ）がＦＳＲｉ（＝ＦＳＲ／ｎ＝Ａ）の周期で繰り返し、第１実施形態で示した式（１）の関係が成り立つようにすることが好ましい。
Ｃｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＦＳＲｉ）          （１）
このようにすると、光源毎の光周波数の違い及び基準光周波数ｆｓの違いによらず、受信側で受信対象外の他の擬似搬送波の入力を差動検出によりキャンセルすることができる。このようにしてこの実施例２−９は、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でのＱＡＭを実現する。実施例２−１〜２−４，２−７で用いた三角関数の擬似搬送波、また実施例２−５〜２−８で用いたチップ構成の擬似搬送波も前記式（１），（３）〜（５）′が成立することは理解されよう。なお、チップ構成の場合は∫ｄΘをΣにおきかえた式が成立する。更にろ波器のろ波対象の光周波数における任意のｆからｆ＋ＦＳＲまでの区間の積分値がＦＳＲを２で除した値となり、第１実施形態で示した式（２）も成立つことは理解されよう。【０１２０】    ∫Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＝ＦＳＲ／２              （２）
実施例２−１〜２−８における０相、π相擬似搬送波はそれぞれ実施例２−９のｉ番，ｉ′番擬似搬送波と対応し、π／２相、３π／２相擬似搬送波はそれぞれ実施例２−９のｊ番，ｊ′番擬似搬送波と対応している。つまりこの実施例２−９がこの発明において擬似搬送波の一般的特性を示したものであり、その他の実施例は実施例２−９を特化したものともいえる。
［実施例２−１０］
チップ構成の擬似搬送波を用いる場合の他の例を説明する。図４７中のろ波器１６１′，１６２′を省略し、信号位相振幅量変換器１１１の代りに括弧書きで示すように信号振幅量変換器１１２を用いる。その他の構成は同様であるがろ波器１６１，１６２のろ波特性を次のようにする。【０１２１】  光源の光を受けて、光送信装置の具備するｉ番ろ波器１６１がろ波対象とするＦＳＲ／ｎ（ｎ＝１以上の整数）の光周波数領域で、その光送信装置の具備するｉ番ろ波器１６１と、ｉ番以外のその光送信装置又は同一伝送路を共有する他の光送信装置の具備するｊ番ろ波器１６２とがろ波対象とするＦＳＲの光周波数領域で同時にオン（透過）となるチップの数と、光送信装置の具備するｉ番ろ波器１６１がろ波対象とするＦＳＲの光周波数領域でオン（透過）となり、ｉ番以外のその光送信装置又は同一伝送路を共有する他の光送信装置の具備するｊ番ろ波器１６２がろ波対象とするＦＳＲの光周波数領域でオフ（非透過）となるチップの数とが同一である。つまりｉ番ろ波器１６１とｊ番ろ波器１６２とで同時（同一チップ位置）でオン（透過）となるチップ数と、同一チップ位置でｉ番ろ波器１６１でオンになり、ｊ番ろ波器１６２でオフとなるチップ数とが同一となる。【０１２２】  従って、基準波長（基準周波数）からの波長差（周波数差）に相当する位相Θのチップでのｉ番搬送波の値をＣｉ（Θ）、Θ＝２πｆとすると、Ｃｉ（Θ）＝Ｃｉ（Θ＋ＦＳＲ／ｎ）であり、Ｃｉ′（Θ）＝１−Ｃｉ（Θ）とすると、ΣＣｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ）−Ｃｉ′（Θ））（ΣはΘ＝ｈδΘとして、ｈ＝０からＦＳＲ／δΘ−１まで加えた区間ＦＳＲの総和）が有限値であり、ｉ番搬送波以外のｋ番搬送波（ｋはｉ以外の擬似搬送波の番号）を表わす関数の位相Θにおける強度をＣｋ（Θ）とすると、ΣＣｋ（Θ）（Ｃｉ（Θ）−Ｃｉ′（Θ））＝０（ΣはΘ＝ｈδΘとして、ｈ＝０からＦＳＲ／δΘ−１まで加えた区間ＦＳＲの総和）の関係が成り立ち、ｊ番搬送波を表わす関数の位相Θにおける強度をＣｊ（Θ）とすると、Ｃｊ（Θ）＝Ｃｊ（Θ＋ＦＳＲ／ｎ）であり、Ｃｊ′（Θ）＝１−Ｃｊ（Θ）とすると、
ΣＣｊ（Θ）（Ｃｊ（Θ）−Ｃｊ′（Θ））（ΣはΘ＝ｈδΘとして、ｈ＝０からＦＳＲ／δΘ−１まで加えた区間ＦＳＲの総和）が有限値であり、ｊ番搬送波以外のｍ番搬送波（ｍはｊ以外の擬似搬送波の番号）を表わす関数の位相Θにおける強度をＣｍ（Θ）とすると、ΣＣｍ（Θ）（Ｃｊ（Θ）−Ｃｊ′（Θ））＝０（ΣはΘ＝ｈδΘとして、ｈ＝０からＦＳＲ／δΘ−１まで加えた区間ＦＳＲの総和）が成り立つ。【０１２３】  光受信装置２００は実施例２−７で説明したものと同様のものとする。このようにしてＱＡＭを実現することができる。この実施例２−１０に示すものも、前式（１）〜（４）にて∫ｄΘをΣに変更した式が成立する。この実施例で用いるろ波器として、例えばＦＳＲ／ｎに相当するチップ数をアダマール符号の符号長で除した数のチップをアダマール符号を構成する１ビットの値に合わせて透過率１／透過率０としたろ波器が適用できる。更に、アダマール符号を連続して結合した符号に対応してＦＳＲ以上の光周波数をろ波するろ波器を適用する場合、任意のＦＳＲの光周波数の領域で前式（１）〜（５）にて∫ｄΘをΣに変更した式が成立する。【０１２４】  この実施例２−１０で別の符号を用いた具体例を以下に説明する。ろ波器のオンのチップを１としオフのチップを０とした系列がＬを符号長（周期長）とする最長系列の系列に相当する。例えばＬ＝３の場合であれば、１番ろ波器１６１の系列を（１０１）とすることができる。この場合、他のろ波器（２番及び３番ろ波器）は、１番ろ波器１６１の系列をシフトした系列である（０１１），（１１０）とすることができる。
光受信装置２００では、受信対象の送信側のｉ番ろ波器１６１のろ波対象の光周波数に含まれるオンのチップの光を透過するｉ番ろ波器２７１と、ｉ番ろ波器１６１のろ波対象の光周波数に含まれるオフのチップの光を透過するｉ′番ろ波器２７１′と、各第１のろ波器（２７１，２７２）の透過光強度を検出する第１の検出器群（２３１，２３２）と、各第２のろ波器（２７１′，２７２′）の透過光強度を検出する第２の検出器群（２３３，２３４）と、第１の検出器が検出した強度から第２の検出器の検出した強度を減じて比較する比較器群（２４１，２４２）と、比較器群の出力する対応する送信局の変調器が変調した振幅の組合せから伝送信号に変換する振幅信号変換器（２６０）とを具備する。【０１２５】  動作の例として、ｉ番ろ波器１６１を具備する送信装置による信号（１０１）を対応する受信装置により受信した場合の比較器強度と、ｊ番ろ波器１６２に対応する信号（０１１）を受信した場合の比較器強度を考える。ｉ番ろ波器１６１に対応する受信装置のオンのチップの光を透過するｉ番ろ波器２７１の透過光強度を検出する検出器２３１の出力は信号（１０１）中の２チップ分であり、ろ波特性が（０１０）であるｉ′番ろ波器２７１′を信号（１０１）が透過するチップは０であり、ｊ′番ろ波器２７２′の透過光強度を検出する検出器２３３の出力は０であり、検出器２３１が検出した強度から検出器２３３の検出した強度を減じて比較する比較器２４１の出力は２チップ分となる。【０１２６】  送信側のｊ番ろ波器１６２に対応する信号光（０１１）を選出するためのｊ番ろ波器２７２を、受信光（１０１）が透過するのは１チップだけであり、ｊ番ろ波器２７２の透過光強度を検出する検出器２３２の出力は１チップ分であり、信号光（０１１）のオフのチップの光を選出するためのｊ′番ろ波器２７２′の透過光強度を検出する検出器２３４の出力は、受信光（１０１）に対しては１チップ分であり、検出器２３２が検出した強度から検出器２３４の検出した強度を減じて比較する比較器２４２の出力は０チップ分となる。【０１２７】  以上示したようにこの実施例も、実施例２−７と同様に、受信側で受信対象外の他の擬似搬送波の入力を差動検出によりキャンセルすることができ、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でのＱＡＭを実現することができる。なお従来の光信号の位相を制御する光通信方法においては、μメートルオーダの波長と比べて十分正確なオーダである数十分の１の数十ナノメートルオーダの精度で単一波長（周波数）の光信号の位相を制御する必要があり、現在ではその実験的には実現可能であるが、経済的に見合ったものを実現することは困難であり、いまの所、ＱＰＳＫ，ＱＡＭなどの位相変調を行う光通信システムは実用化されていない。【０１２８】  しかしこの第２実施形態によれば、周波数領域での光搬送波に対し、ＭＰＳＫやＱＡＭを比較的簡単に行うことができる。
この実施例２−１０に示すものも、所定のＦＳＲの区間で前記式（１）〜（４）にて∫ｄΘをΣに変更した式が成立することは理解されよう。従って、擬似搬送波をＦＳＲの領域で強度１のチップと強度０のチップとの方形波状周期関数とし、前記ｉ番ろ波器１６１、２７１ｊ番ろ波器１６２、２７２のろ波特性と対応するｉ番搬送波、ｊ番搬送波は、同一光周波数位置で共に強度１（又は強度０）となるチップ数と、同一光周波数位置でｊ番搬送波が強度１（又は強度０）でｊ番搬送波が強度０（又は強度１）となるチップ数とが等しいものとなる。更に実施例２−８で示したチップごとの光源を用いる場合にも、この方形波状周期関数を適用することができる。【０１２９】  上述した各種実施例においてＱＡＭ変調を行う場合は第３、第４パラメータによりそれぞれ強度１又は３のいずれかを選択し、１，０の４個のデータの組み合せ、つまり１６通りの組み合せのいずれかを表わしたが、１７通り以上の組み合せのいずれかを表わすようにしてもよい。つまり光送信装置では表わしたい１，０のデータの組み合せ数に応じて、あらかじめ決めた多値のいずれかの１つの値の光強度に、ｉ番（又はｉ′番）、ｊ番（又はｊ′番）搬送波と対応する光がなるように第３、第４パラメータにより選択制御すればよい。光受信装置では、図３７−２中の上記Ａ／Ｄ変換器２６１、２６２よりの各極性を含めたあらかじめ決めた多値のいずれか１つのディジタル値の各取り得る組み合せと対応した４個以上のデータ０又はデータ１の取り得る組み合せ中の対応する１つを符号信号変換器２６０から出力させればよい。【０１３０】  前記Ａ／Ｄ変換器２６３、２６４よりのあらかじめ決めた多値のいずれかの１つのディジタル値とは、その極性を加味する場合と、加味しない場合とがあり、加味しない場合は、例えば実施例２−７中で述べたように、図３８（ａ）中の１つの象限、例えば第１象限のみの信号点を用いる場合であり、符号信号変換器２６０の出力としては２つのデータの取り得る組み合せの１つに変換されることになり、従ってＡ／Ｄ変換器２６３、２６４の出力ディジタル値として極性を加味する場合は４個以上のデータの取り得る組み合せとなり、極性を加味する場合は、２個以上のデータの組み合せとなる。従って一般には多値のいずれかの１つの値で、２個以上のデータの組み合せといえる。
［実施例２−１１］
この発明の実施例２−１１を適用した通信システムを図４８−１及び図４８−２に示す。光送信装置１００には、図４８−１に示すように実施例２−３で説明した図３５中の光送信装置１００がＫ個（Ｋは２以上の整数）１００１，…，１００Ｋとして並列に収容され、入力端子１０１よりの伝送信号（データ系列）を直並列変換器１７０でＫ個の並列系列に変換して光送信装置１００１，…，１００Ｋの各信号位相量変換器１１０へ入力する。光送信装置１００１，…，１００Ｋより各出力は合波器１７１で合波され光伝送路３００へ出力される。【０１３１】  光受信装置２００では、図４８−２に示すように実施例２−３に用いる光受信装置、つまり図３０中の光受信装置２００がＫ個２００１，…，２００Ｋとして並列に収容され、光伝送路３００よりの光信号は分岐器２７０でＫ分岐され、分岐された各光信号は光受信装置２００１，…，２００Ｋの分岐器２１０にそれぞれ入力される。光受信装置２００１，…，２００Ｋの出力信号は並直列変換器２７３で直列変換されて元の伝送信号に戻される。
光送信装置１００１，…，１００Ｋと光受信装置２００１，…，２００Ｋは実施例２−３で示したように、相互干渉することなく送受信する。【０１３２】  ここで、光送信装置１００１，…，１００Ｋ、光受信装置２００１，…，２００Ｋは、所定の周期を基準周期とした場合に、ろ波器のろ波特性関数に含まれる三角関数の周期が前記基準周期を自然数で除した周期となるろ波器を用いる。即ち、前記基準周期と各光送信装置１００１，…，１００Ｋが備えるろ波器の周期はフーリエ変換の生成する基本周期と倍周期の組に対応する。例えば、ＦＳＲを除する数Ｎの値を１からＫとし、これらＦＳＲ，ＦＳＲ／２，…，ＦＳＲ／Ｋをそれぞれ光送信装置１００１，１００２，…，１００Ｋの光信号が合波器１７１で合波された光信号は逆離散フーリエ変換された信号と等価になる。【０１３３】  光受信装置２００に用いるろ波器のろ波特性関数の周期とする。このような関係では受信光信号が分岐されて光受信装置２００１，…，２００Ｋにより離散フーリエ変換されて元の伝送信号に戻されたと同等の作用をすることになる。
このようにして、この実施例２−１１は、擬似搬送波同士の直交関係を用いて、離散逆フーリエ変換に対応する複数擬似搬送波を用いて擬似ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）を実現することができる。光送信装置１００が基本周期から基本周期のＫ／２倍の周期までの周期で、その各周期毎に位相がπ／２ずれたろ波特性のろ波器を具備する光送信装置１００１，…，１００Ｋを用いた場合、各光送信装置１００１，…，１００Ｋにおいてπ／２位相がずれたろ波特性の一方がコサイン関数とすると他方はサイン関数となり、光送信装置１００の出力はΣ（ａｎ  ｃｏｓ（（ｎ／ＦＳＲ）Θ）−ｂｎ  ｓｉｎ（（ｎ／ＦＳＲ）Θ））で表せる。ここで、ｎは基本周期に対するろ波器周期の倍数の値、ａｎとｂｎはそれぞれの擬似搬送波で搬送する伝送信号である。【０１３４】  なお、基本周期を含む任意の周期ｎに対応する光送信装置１００ｎ及び光受信装置２００ｎを備えない場合も、該当するａｎ又はｂｎの値が０であることに対応し、光送信装置１００の出力の式が成り立ち、この実施例の一般性を損なわない。
この実施例は通常のＷＤＭ（波長分割多重）と異なり用いる波長同士を重ねることができるので、通常のＷＤＭと比べてガードバンドが不要であるため、波長利用効率を向上できる効果がある。
なお、図４８−１において光送信装置１００１，…，１００Ｋの光源１２０を単一の光源で共用してもよい。また、この実施例２−１１では擬似ＱＰＳＫを適用した光送信装置１００１，…，１００Ｋを複数用いたが、前述した擬似ＭＰＳＫあるいは擬似ＱＡＭを適用した光送信装置を複数用いてもよい。更にろ波特性関数としては三角関数のみならず、実施例２−９で説明した性質をもつ関数であってもよい。従って実施例２−５〜２−８で説明したチップ構成の擬似搬送波を用いる光送信装置１００、光受信装置２００を複数用いてもよい。この場合は、Ｌ／４の所定の約数であるＳを基準のＳとした場合に、その基準のＳの約数に相当するＳを用いたろ波特性をもつろ波器を具備する光送信装置１００１，…，１００Ｋ、光受信装置２００１，…，２００Ｋを用いる。即ち、基準のＳと各光送信装置１００１，…，１００Ｋのろ波器のろ波特性のＳは、フーリエ変換により生成される基本周期と倍周期の組に対応する。このようにして、この実施例１１の光送信装置１００も逆離散フーリエ変換した信号を送出し、光受信装置２００は離散フーリエ変換して元の伝送信号に戻すものとなる。【０１３５】  上述した各実施例における光送信装置１００に用いられるろ波器は、何れも図３３を参照して説明したように、ろ波器のろ波特性を変調器の出力により制御するようにしたものでもよく、固定的に設定されたろ波特性をもつ複数のろ波器を選択する構成であってもよい。従ってろ波器を変調器により制御するということはろ波特性を制御するという場合と、ろ波器の選択を制御する場合とを意味するものである。
信号位相量変換器１１０、信号位相振幅量変換器１１１及び信号振幅量変換器１１２は信号データに応じて、ろ波特性の制御やろ波器の選択制御、光送信装置から出力される光の強度を制御するためのパラメータに変換するものであるから、これらを総称して信号変調値変換器ということができ、これらから出力される位相量、振幅量などは変調値といえ、かつその各成分はパラメータと呼ぶことができる。【０１３６】  以上のように、光周波数軸上の周期関数により、ＭＰＳＫ，ＱＡＭなどを行う第２実施形態は先にも一般的な構成を説明したが次のようにも説明できる。１又は複数の光源により光周波数ＦｓｔからＦｌａまでの間における、光周波数幅ＦＳＲの範囲で、ｉ番目の光周波数特性関数Ｃｉ（ｆ）が、その繰り返し周期に対応する整数Ｎｉで最小公倍数の光周波数幅ＦＳＲを除した値を光周波数幅ＦＳＲｉとすると、
Ｃｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＦＳＲｉ）であり、
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆであり、
ｉ番目以外のｊ番目の光周波数特性関数Ｃｊ（ｆ）に対し、
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆであり、
Ｃｉ（ｆ）ＦＳＲ以下の任意の光周波数幅を、Ｃｉ（ｆ）の周期ＦＳＲｉで割算した余りをΔｆとし、位相２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）をＣｉ（ｆ）に対する位相差とすると、
Ｃｉ′（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）であり、
つまりＣｉ′（ｆ）はＣｉ（ｆ）に対し、位相が２π（Δｆ／ＦＳＲｉ）異なるものであり、
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆであり、
入力２値データ系列を、各データごとに複数の分離データ系列に順次繰り返し振分けて分離し、これら分離された各分離データ系列ごとに、かつその各データごとにその値に応じて上記ｉ番目の光周波数特性関数の第１光信号及び上記ｊ番目の光周波数特性関数の第ｊ光信号に対し、位相又は／及び振幅を制御した第１光信号及び第２光信号を合成し光符号信号として送信する。【０１３７】  光周波数特性関数Ｃｉ（ｆ）の例としては異なるＦＳＲｉが同一のＦＳＲでΔｆがＦＳＲｉ／４又は−ＦＳＲｉ／４の三角関数である。
他の例としては、任意の整数ＳとＮｉの積の２倍２ＳＮｉでＦＳＲを割算した値Ｌの連続する光周波数部分にＦＳＲを分割し、その各長さＬの光周波数部分を連続するＳ個の光周波数を強度１と、それに続くＳ個の光周波数を強度０とすることをＮｉ回繰り返す関数、あるいは強度１の連続するＳ個の光周波数の位置を所定量順次移動させた関数をＣｉ（ｆ）とする。【０１３８】  この第３実施形態も、図２（ａ），図２（ｂ），図３（ａ），図３（ｂ）に示した１対Ｎ光通信網ＰＯＮに対して適用できる。また第１実施形態において、図１５や図２８を参照して説明した単一プレーナ光波回路基板にｉ番目の符号器がｊ番目の復号器のいずれかの透過光を用いるプレーナ光波回路基板に対する温度制御技術も第３実施形態に適用できる。更に第１実施形態において、図２１，図２２を参照して説明したアレー導波路格子形光合分波器ＡＷＧを用いる光符号化方法を、第３実施形態の光送信装置に適応することもできる。
［第３実施形態］（反射型光通信）
この発明の第３実施形態は複数の加入者装置を光ファイバ伝送系を介して、中央局に収容する１対多接続光網（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＰＯＮ）、例えば図２又は図３に示した光通信システムにこの発明を適用したものである。
［実施例３−１］
この第３実施形態の基本概念の機能構成を図４９を参照して説明する。２値データに応じて変調（符号化）された下り信号光が、光ファイバ４１０を通じ、更に光入出力ポート４１２を介して光入出力共用器４２０のポート４２０ａに入力され、光入出力共用器４２０のポート４２０ｂより切替器４３０に入力される。切替器４３０は、端子４３１よりの上りデータ系列により制御され、下り信号光はマーク符号器４４０Ｍあるいはスペース符号器４４０Ｓに入力される。マーク符号器４４０Ｍ及びスペース符号器４４０Ｓの出力光は光合成器４５０を通じて光入出力共用器４２０のポート４２０ｃに入力され、光入出力共用器４２０のポート４２０ａより上り信号光として光入出力ポート４１２を介して光ファイバ４１０へ出力される。光入出力共用器４２０として図４９では破線で示すように光サーキュレータを用いているが、光方向性結合器、光合分波器などを用いてもよい。しかし、反射光とのコヒーレントクロストークにより上り信号光の強度変調を避けるため、また光損失を少くするために光入出力共用器４２０としては光サーキュレータが好ましい。光合成器４５０は光合分波器あるいは切替器４３０と破線で示すように連動制御される切替器などを用いることができ、要はマーク符号器４４０Ｍの出力光と、スペース符号器４４０Ｓの出力光とを光入出力共用器４２０のポート４２０ｃへ入力するものであればよい。切替器４３０は端子４３１よりのデータがマークであれば入力された光をマーク符号器４４０Ｍに入力し、スペースであればスペース符号器４４０Ｓに入力する。光合成器４５０として入力端子４３１のデータにより制御される切替器を用いる場合は切替器４３０は光分岐器としてもよい。【０１３９】  マーク符号器４４０Ｍ及びスペース符号器４４０Ｓは下り信号光の光周波数（波長）の全区間において、光周波数（波長）を変数とする互いに異なる関数で表わされる信号光を出力し、例えば光ろ波器として構成される。入力する下り信号光と出力する上り信号光の光周波数特性（光符号）は次に示す関係をもつ関数である。
下り信号光がマークであるときの光周波数ｆに対する光強度の関数をＩＭ（ｆ）、スペースであるときの関数をＩＳ（ｆ）、上り信号光がマークであるときの光周波数ｆに対する光強度の関数をＯＭ（ｆ）、スペースであるときの関数をＯＳ（ｆ）とそれぞれする。関数ＩＭ（ｆ）と関数ＯＭ（ｆ）との積のｆに関する積分又は総和と、関数ＩＭ（ｆ）と関数をＯＳ（ｆ）の積のｆに関する積分又は総和とが等しく、かつ、関数ＩＳ（ｆ）と関数をＯＭ（ｆ）の積のｆに関する積分又は総和と、関数ＩＳ（ｆ）と関数をＯＳ（ｆ）の積のｆに関する積分又は総和とが等しい。即ち次に示す（２２）式と（２３）式のいずれかと（２４）式と（２５）式のいずれかとが成立する関係にある。【０１４０】  ∫ＩＭ（ｆ）ＯＭ（ｆ）ｄｆ＝∫ＩＭ（ｆ）ＯＳ（ｆ）ｄｆ      （２２）
ΣＩＭ（ｆ）ＯＭ（ｆ）＝ΣＩＭ（ｆ）ＯＳ（ｆ）              （２３）
∫ＩＳ（ｆ）ＯＭ（ｆ）ｄｆ＝∫ＩＳ（ｆ）ＯＳ（ｆ）ｄｆ      （２４）
ΣＩＳ（ｆ）ＯＭ（ｆ）＝ΣＩＳ（ｆ）ＯＳ（ｆ）              （２５）
ここで、∫ｄｆは下り信号の光周波数の区間での積分を、Σは下り信号の光周波数の区間での総和を意味する。式（２２）、式（２４）はディジタル演算により求める場合はそれぞれ式（２３）、式（２５）と同様な演算を行うことになる。【０１４１】  これらの関係はマーク関数の光強度とスペース関数の光強度が互いに等しく、かつマーク又はスペースの下り信号光を構成する周波数成分の光の半分に相当する成分をマーク又はスペースの上り信号光として構成することができることを表している。従ってこの光通信装置は、下り信号光の変調度を下げることなく、下り信号光がマークでもスペースでも、同一の光パワーで変調した上り信号光を出力することが出来る。
前記関数の例としては図６に示したものを用いることができる。図６（ａ）〜（ｃ）は三角関数の例であり、同一振幅であり、光周波数区間ｆ０〜ｆＬを光基準周波数ｆ０＝ｆｓで規格化して光周波数０〜１において、光周波数の強度変動周波数が１，２，３の場合でそれぞれ位相がπ／２ずれた実線と破線あるいは、図６（ａ）中に示すように実線に対し、π／４程度ずれた１点鎖線などの中の１つをマークの関数とし、これに対しπずれた関数をスペースの関数とし、異なる方向又は異なる光通信装置に対するものは図６中に示す関係をもつ他の関数をマーク関数とし、これと位相がπ異なる関数をスペース関数とする。あるいは図５０に示すように周波数区間ｆ０〜ｆＬ（規格化周波数０〜１）をＬ分割したＬ個のチップ（光周波数）とし、チップごとに光強度を１又は０とし、図５０（ａ）に示す関数を例えばマークの関数とする時、スペースの関数は例えば図５０（ｂ）に示すように、強度が１のチップ数は同一であり、かつ下り信号光のマーク又はスペース関数の強度１のチップの半分を上り信号光に用いることができる。図５０（ｂ）はその前半は図５０（ａ）の前半と同一であり、後半は図５０（ａ）の後半を反転したものとなっている。各チップの例として光強度を三角形にて図示したが、理想的には光周波数特性が各チップでフラットな矩形がのぞましい。【０１４２】  マーク又はスペース符号器４４０Ｍ又は４４０Ｓのろ波関数として、三角関数を用いる場合の符号器としては例えば図７に示した光路長が異なる２組の方路４１，４２とこれら両端にそれぞれ結合したカプラ４３，４４とからなるマッハツエンダ干渉計を用いることができる。マーク又はスペース符号器４４０Ｍ又は４４０Ｓのろ波関数として図５０に示したようなチップ列を構成する場合の符号器の構成例を図５１に示す。入力光は光合分波器５に入力され、光合分波器５は各チップの周波数光信号を異なるポートに出力し、かつ光周波数ΔＦの整数倍離れた光成分を同一ポートに出力する。例えば符号器４４０Ｍ又は４４０Ｓの出力光が４つのチップごとに同一パターンを繰り返す場合、光合分波器５のポート１，２，３，４から光周波数Ｆ１−ｑΔＦ、Ｆ２＋ｑΔＦ、Ｆ３＋ｑΔＦ、Ｆ４＋ｑΔＦ（ｑ＝０，１，２，…）の各成分がそれぞれ出力される。これらのうち強度１のチップと対応するポートの出力をカプラ６で合波して出力すればよい。このような光合分波器５としては、図２１中のろ波器８４と同様にＡＷＧ（Ａｒｒａｙ  Ｗａｖｅｑｕｉｄｅ  Ｇｒａｉｔｉｎｇ：アレー導波路格子形光合分波器）を用いることができる。【０１４３】  切替器４３０は端子４３１よりのデータがマークであれば入力された光をマーク符号器４４０Ｍに入力し、スペースであればスペース符号器４４０Ｓに入力する。光合成器４５０として入力端子４３１のデータにより制御される切替器を用いる場合は切替器４３０は光分岐器としてもよい。上り信号光と下り信号光が異なる光ファイバにより伝送されてもよい。例えば図４９中に破線で示すように光合成器４５０より出力される上り信号光を光ファイバ４１１に入力し、光入出力共用器４２０を省略してもよい。あるいは図５２に示すように、マーク符号器４４０Ｍ及びスペース符号器４４０���の各出力光をそれぞれ全反射する全反射器４５１Ｍ及び４５１Ｓを設け、マーク符号器４４０Ｍ及びスペース符号器４４０Ｓの各出力光がそれぞれマーク符号器４４０Ｍ及びスペース符号器４４０Ｓを通り、更に切替器４３０を通って光ファイバ４１０に入力されるようにしてもよい。【０１４４】  図５２に示した装置は図４９に示したものと比べ、光入出力共用器４２０を省略でき、しかも光合成器４５０を削減して部品点数を更に削減することが出来、図４９に示したもので切替器と切替器の組合せを用いる場合に比べれば、変調のために操作する部品が減少する効果があり、また図４９で二組の切替器の替わりに、切替器と光合波器の組合せを用いる場合と比べれば、光合波器による光損失がなくなる効果がある。
また、図４９及び図５２では、下り信号光の受信回路について示していないが、切替器４３０よりも前段で下り信号光の一部を下り信号光の受信回路に分岐して下りデータ系列を復号するようにしてもよい。これと同様な受信復号については後で例えば図５３を参照して述べる。なお第３実施形態では光源は下り信号光（光符号信号）を生成する相手光送信装置であり、この下り信号光は光源よりの光信号である。【０１４５】  以上述べたように本実施例は、互いに光強度が等しいマーク又はスペースで符号化された光を受信し、受信したマーク又はスペースの下り信号光を構成する光周波数に含まれる半分の光周波数をマーク又はスペースの上り信号光として送り返す。このため、下り信号光とは別に、上り信号光として変調するための無変調のＣＷ光を送ったり、下り信号の消光比を悪くすることなく、上り信号光として変調する光を供給することが出来る。
文献３に示す装置では、中央局はその局自身の情報（データ）を送る下り信号光とは別に、収容局がその局自身の情報（データ）で変調した上り信号光として返してもらうために無変調の連続光（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）を返送用に下り方向に送信する。このため、その返送用の下り信号光は中央局からの情報伝送に活用されていない。また、文献４に示す装置では、中央局はその局自身の情報（データ）を送る下り信号光の消光比をわざわざ悪くして送り、その光信号を収容局はその局自身の情報（データ）で変調して上り信号光として送り返し、無駄な連続光を用いていない。しかし中央局からの下り信号光および収容局からの上り信号光とも消光比が悪くなり、通信品質が悪くなる問題があった。【０１４６】  しかしこの第３実施形態によれば、無変調光を伝送する必要がなく、しかも下り信号光の消光比を悪くすることなく、上り信号光を変調することができる。なお、この第３実施形態では符号器は符号化関数に基づいて光信号に対してその光強度周波数特性が、下り光信号の光強度周波数特性に符号化関数の光強度周波数特性を乗じた光強度周波数特性となるように変調を行う符号化手段であり、復号器は復号化関数に基づいて、光信号から光強度周波数特性が復号化関数である成分を出力する復号化手段である。
［実施例３−２］
この実施例３−２は各光周波数特性関数を互いに直交的とし、かつチップ符号とする例である。図５３を参照して実施例３−２を説明する。光ファイバ４１０よりの下り信号光は、光入出力ポート４１２より光入出力共用器４２０を通じ更に光分岐器４２１と４２２を順次通じて下りマーク復号器４６１Ｍと下りスペース復号器４６１Ｓに分岐入力され、これらの復号器４６１Ｍ及び４６１Ｓをそれぞれ通過した光は光検出器４７０Ｍ及び４７０Ｓにより電気信号に変換され、これら電気信号は比較器４８０で比較され、例えば差分がとられ、その大きさが所定値以上であれば下りデータ系列として出力端子４８１に出力される。【０１４７】  第１の光分岐器４２１で分岐された他方の下り信号光は切替器４３０に入力され、図４９に示したと同様に、入力端子４３１よりの上りデータ系列により変調されて上り信号光として光入出力共用器４２０を介し、更に光入出力ポート４１２より光ファイバ４１０に出力される。光合成器４５０として端子４３１のデータにより制御される切替器を用いる場合は切替器４３０の代りに光分岐器を用いてもよい。
この実施例３−１ではマークの上り信号光からスペースの上り信号光を引いたものとマークあるいはスペースの下り信号光との光周波数についての積分又は総和が零となり、つまりこれらの光周波数特性関数は互いに擬似的に直交とされる。更に詳しく述べると、下り信号光は、マーク又はスペースの何れか一方の光周波数関数と同一の光周波数特性をもつ自然数ＮＩ組の入力光であり、ｉ番目のマークの光強度の関数をＩＭｉ（ｆ）、スペースの光強度の関数をＩＳｉ（ｆ）とすると、ＮＩ組に含まれるｉ番目の下り信号光とｉ番以外のｊ番目の下り信号光との関係が次に示す（２６）式又は（２７）式を満たす。【０１４８】  ∫ＩＭｉ（ｆ）（ＩＭｊ（ｆ）−ＩＳｊ（ｆ））ｄｆ＝∫ＩＳｉ（ｆ）（ＩＭｊ（ｆ）−ＩＳｊ（ｆ））ｄｆ＝∫ＩＭｊ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））ｄｆ＝∫ＩＳｊ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））ｄｆ＝０        （２６）
ΣＩＭｉ（ｆ）（ＩＭｊ（ｆ）−ＩＳｊ（ｆ））＝ΣＩＳｉ（ｆ）（ＩＭｊ（ｆ）−ＩＳｊ（ｆ））＝ΣＩＭｊ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））＝ΣＩＳｊ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））＝０                （２７）
かつ、ＮＩ組に含まれるｉ番目の下り信号光とｉ番目の上り信号との関係は次に示す（２８）式又は（２９）式を満たす。【０１４９】  ∫ＩＭｉ（ｆ）（ＯＭｉ（ｆ）−ＯＳｉ（ｆ））ｄｆ＝∫ＩＳｉ（ｆ）（ＯＭｉ（ｆ）−ＯＳｉ（ｆ））ｄｆ＝∫ＯＭｉ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））ｄｆ＝∫ＯＳｉ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））ｄｆ＝０          （２８）
ΣＩＭｉ（ｆ）（ＯＭｉ（ｆ）−ＯＳｉ（ｆ））＝ΣＩＳｉ（ｆ）（ＯＭｉ（ｆ）−ＯＳｉ（ｆ））＝ΣＯＭｉ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））＝ΣＯＳｉ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））＝０                  （２９）
∫は下り信号の光周波数区間での積分、Σは下り信号の光周波数区間での総和である。なお同一の光通信装置で検出すべき下り信号光と、出力すべき上り信号光とは異なる関数とされる。なお式（２６）、式（２８）はディジタル演算により求める時はそれぞれ式（２７）、式（２９）と同様な演算を行うことになる。【０１５０】  このような特性を有する関数として、例えば、図１０に示したアダマール符号を用いることができる。信号光の光周波数特性関数は、ろ波関数とする場合マークで０となる光周波数チップを透過し、１となる光周波数チップを不透過とすると、スペースでは１となる光周波数チップを透過し、０となる光周波数チップを不透過とする。つまり同一符号の場合マーク信号光とスペース信号光で光強度１と光強度０とが反転する。符号２［０１０１］、符号３［００１１］、符号４［０１１０］は、式（２２）〜（２９）を満たす。例えば符号２［０１０１］の信号光を生成するには図５１に示すように光合分波器５の光波長（光周波数）λ２とλ４を出力するポートをカプラ６と接続し、また光波長（光周波数）λとλ３を出力するポートを破線で示すようにカプラ６′と接続し、マークかスペースかにより、カプラ６と６′の出力を光合成器としての切替器４５０を切替えて出力すればよい。【０１５１】  このような符号であるから受信しようとする符号が例えばｉ番目であり、これ以外の例えばｊ番目の信号光が入力した場合、下りマーク復号器４６１Ｍ及び下りスペース復号器４６１Ｓの各ろ波特性関数はＩＭｉ（ｆ）及びＩＳｉ（ｆ）であり、入力光の光周波数関数はＩＭｊ（ｆ）又はＩＳｊ（ｆ）であり、式（２６）又は式（２７）が成立し、復号器４６１Ｍ及び４６１Ｓを経由して検出された光強度はその差が比較器４８０で相殺されるため受信しようとするｉ番目の信号光以外の信号光は出力端子４８１に出力されない。またこの上りマーク符号器４４１Ｍ及び上りスペース符号器４４１Ｓの各ろ波特性関数はＯＭｉ（ｆ）及びＯＳｉ（ｆ）であり、この上り信号が光伝送路上で反射が生じ、その反射光が下りマーク復号器４６１Ｍ及び下りスペース復号器４６１Ｓに入力されても、式（２８）又は式（２９）が成り立ち光検出器４７０Ｍ及び４７０Ｓの各検出光強度は比較器４８０で相殺され、出力端子４８１には現われない。つまり、反射光があったとしても、所望の符号の信号光の受信の障害とならない。【０１５２】  このような特性をもつ他の関数として、下り信号光の光周波数区間ｆ０〜ｆＬ（規格化光周波数０〜１）を例えば図５４（ａ）に示すようにＬ＝４ｓ分割し、ｉ番目マークの関数Ｍｉ（ｆ）は最初のｓチップを透過（光強度１）、次のｓチップを不透過（光強度０）とすることをｎ＝２回繰り返し、ｉ番目のスペースの関数Ｓｉ（ｆ）は最初のｓチップを透過（光強度１）、次のｓチップを不透過（光強度０）とすることをｎ＝２回繰り返す。図５４（ｂ）に示すようにｆ０〜ｆＬをＬ＝６ｓ分割し、ｉ番目のマークの関数Ｍｉ（ｆ）は最初のｓチップを透過、次のｓチップを不透過とすることをｎ＝３回繰り返し、ｉ番目のスペースの関数Ｓｉ（ｆ）は最初のｓチップを透過、次のｓチップを不透過とすることをｎ＝３回繰り返す。一般的には光周波数区間のｆ��からｆＬをＬ分割したＬチップの光周波数で示されるろ波特性関数（光強度周波数特性関数）であり、Ｌを２で割った数がｓの倍数とし、ｉ番目のマークのときのろ波特性関数をＩＭｉ（ｆ）としスペースのときのろ波特性関数をＩＳｉ（ｆ）とするとき、ｉ番目のろ波特性関数ＩＭｉ（ｆ）はｓチップを透過とし、それに続くｓチップを不透過とすることを少なくともＬを２ｓで除した回数（ｎ回）繰り返す関数であり、ｉ番目のろ波特性関数ＩＳｉ（ｆ）はｓチップを不透過とし、それに続くｓチップを透過とすることを少なくともＬをｓで除した回数（ｎ回）繰り返す関数である。なお、例示した関数はｆ０から、連続ｓチップ透過チップ又は不透過チップが続いているが、図５４（ｃ）にＬ＝６ｓ、ｎ＝３の場合に示すようにｓに満たない任意の整数ｓ０のチップだけ透過チップ又は不透過チップ続いてから、ｓチップを不透過又は透過とし、それに続くｓチップを透過又は不透過とすることを、Ｌを２ｓで除した数から１引いた数だけ繰り返し、その後に（ｓ−ｓ０）チップ透過又は不透過とする関数でもよい。つまり前記関係があるもの、例えば図５４（ｂ）に示す関数に対し図５４（ｃ）のように位相をずらしたものでもよい。前記２次のアダマール行列の符号２はＬ＝４、ｓ＝１、ｎ＝２であり、符号３はＬ＝４、ｓ＝２、ｎ＝１であり、符号４は符号３を位相π／４だけ左に巡環シフトしたものである。なおこれらの関係は第２実施形態における実施例２−６で示した特性関数と同様であり、例えばＩＭｊ（ｆ）はＣｉ（ｆ）と、ＩＳｉ（ｆ）は（１−Ｃｉ（ｆ））と、ＯＭｊ（ｆ）はＣｊ（ｆ）と、ＤＳｊ（ｆ）は（１−Ｃｊ（ｆ））とそれぞれ対応する。【０１５３】  これらのろ波特性がこれら関数をもつ符号器４４１Ｍ及び４４１Ｓ、復号器４６１Ｍ及び４６１Ｓも図５１に示したような光合分波器５とカプラ６及び６′を用いて同様に構成できることは容易に理解されよう。このような構成の符号器を用いる場合は図５３中に１点鎖線で示すように上りマーク符号器４４１Ｍ及び上りスペース符号器４４１Ｓは上り符号器４４１として一体に構成され、切替器４３０は省略され、光合成器４５０は切替器とされ、また下りマーク復号器４６１Ｍ及び下りスペース復号器４６１Ｓも下り復号器４６１として一体に構成され、光分岐器４２２は省略される。【０１５４】  図５３に示した実施例３−２においても、図５２に示した実施例と同様に上りマーク符号器４４１Ｍ及び上りスペース符号器４４１Ｓの後段に全反射器４５１Ｍ及び４５１Ｓを用いることで、光入出力共用器４２０と光合成器４５０を削減して部品点数を削減することが出来る。また切替器４３０を光分岐器とし、光合成器４５０を切替器としてもよい。
図５３に示した光通信装置と対向する光通信装置の構成例を図５５に示す。光源４９５からの光周波数ｆ０〜ｆＬの光信号は切替器４３５により、入力端子４３６からの下りデータ系列の各データのマークかスペースかに応じて下りマーク符号器４４５Ｍ又は下りスペース符号器４４５Ｓに入力される。下りマーク符号器４４５Ｍ及び下りスペース符号器４４５Ｓのろ波特性関数は対向光通信装置の下りマーク復号器４６１Ｍ及び下りスペース復号器４６１Ｓのろ波特性関数ＩＭｉ（ｆ）及びＩＳｉ（ｆ）と等しくされる。下りマーク符号器４４５Ｍ及び下りスペース符号器４４５Ｓよりの下り信号光は光合成器４５５を通じ、更に光入出力共用器４２５を通じて光ファイバ４１０へ入力される。【０１５５】  光ファイバ４１０より入力された上り信号光は光入出力共用器４２５を通じて光分岐器４２６により上りマーク復号器４６５Ｍ及び上りスペース復号器４６５Ｓに入力される。これら復号器４６５Ｍ及び４６５Ｓのろ波特性は対向光通信装置の上りマーク符号器４４１Ｍ及び上りスペース符号器４４１Ｓの各ろ波特性関数ＯＭｉ（ｆ）及びＯＳｉ（ｆ）と等しくされる。上りマーク復号器４６５Ｍ及び上りスペース復号器４６５Ｓの各出力信号光はそれぞれ光検出器４７５Ｍ及び４７５Ｓに入力され、光検出器４７５Ｍ及び４７５Ｓよりの各出力電気信号が比較器４８５で比較され、出力端子４８６に上りデータ系列として出力される。【０１５６】  実施例３−２の光通信装置によればこの下り信号光を出力する光通信装置と上り信号光を出力する光通信装置との複数組により光ファイバ４１０を共用しても、各組により異なる符号（ろ波特性関数）、つまり前記関係がある光周波数特性関数を用いることにより、組となっている光通信装置以外の光通信装置からの信号光も直交性により、雑音とならず、また組となっている下り信号光と上り信号光とも異なる符号であるため、下り信号光の少なくとも半分の光周波数成分を上り信号光として変調することができる効果もある。この効果は特にＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３及びＧ．９８４シリーズに規定されているような１対Ｎ接続網である受動光通信網（ＰＯＮ，Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のような構成に有効である。従来提案されている形式の波長分割多重受動光通信網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）では通常他の利用者宅内装置である光端末装置（ＯＮＵ）に対して通信する下り信号光は単なる雑音であり光ろ波器等で廃棄するだけの雑音でしかない。しかしこの実施例３−２では上り信号光として変調するための光として有効に利用することができる。なお他の光端末装置に対して通信する下り光通信光を活用することを前提に、光強度設計をする場合、接続光端末装置の数が少なく、十分な光強度の下り信号光が確保できない場合は、接続されていない光端末装置の分の下り光を対向光通信装置は出力する必要がある。
［実施例３−３］
この実施例３−３は式（２２）又は式（２３）、式（２４）又は式（２５）、式（２６）又は式（２７）、及び式（２８）又は式（２９）の関係をもつ関数として三角関数を用いるものである。つまりこの実施例３−３で用いる関数は光周波数光領域での光強度変化の周期が互いに整数倍の関係にあるか又は同一周期の場合はπ／２位相が異なる関係の三角関数である。つまり例えばマークの信号光の光周波数特性関数Ｍｉ（ｆ）は式（３０）であり、
Ｍｉ（ｆ）＝（１＋ｃｏｓ（２πｓｆ／（ｆＬ−ｆ０）＋ｒπ／２））／２  （３０）
スペースの信号光の光周波数特性関数Ｓｉ（ｆ）は１−Ｍｉ（ｆ）、つまり式（３１）である。【０１５７】  Ｓｉ（ｆ）＝１−（１＋ｃｏｓ（２πｓｆ／（ｆＬ−ｆ０）＋ｒπ／２））  （３１）
ｓは１から、最大ＮＩ（所要符号数）を２で除した値ＮＩ／２までの整数値、ｒは０又は１であり、またｆＬ−ｆ０＝ＦＳＲである。図６中の（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれＭｉ（ｆ）のｓ＝１，２，３と対応し、点線がｒ＝０、実線がｒ＝１と対応する三角関数である。
このような光周波数特性関数のろ波器は先に述べたように例えば図７に示したマッハツエンダ干渉計などを用いて簡易に構成することができる。その場合の光通信装置の例を図５６に示す。光ファイバ４１０よりの下り信号光は光入出力共用器４２０を通じ、更に光分岐器４２１で下り復号器４６１と上り符号器４４１に分岐入力される。下り復号器４６１及び上り符号器４４１はそれぞれマッハツエンダ干渉計で構成されている。これら復号器４６１及び符号器４４１のマッハツエンダ干渉計の方路４１と４２の光路長差は関数ＩＭｉ（ｆ）及びＯＭｉ（ｆ）と対応してそれぞれ決められている。復号器４６１におけるカプラ４４の一方の出力ポートからマークの信号光が出力されるとすると、他方の出力ポートからスペースの信号光が出力され、これらはそれぞれ光検出器４７０Ｍ及び４７０Ｓへ入力される。一方符号器４４１におけるカプラ４４の一方の出力ポートからはマークの信号光が他方の出力ポートからはスペースの信号光が切替器４５０へ入力される。その他の構成動作は図５３に示した場合と同様である。【０１５８】  この三角関数を用いる場合も各符号間の直交性が保たれ、他符号の干渉が除去され、かつ反射光の影響を受けず、１対Ｎ接続網などでは、対向光通信装置以外の他の光通信装置からの下り信号光も、上り信号光として変調するための光として有効に利用することもできるなどの実施例３−２と同様の効果を奏する。
［実施例３−４］
この実施例３−４は、下り信号光の光強度が不足するため、あるいは下り信号光を、光検出器のダイナミックレンジ内の光強度で受信するために、又は上り信号光を十分な光強度で出力するためのいずれか、あるいはそれらの複数を実現する光増幅器を設ける。【０１５９】  図５３中に破線で示すように、光入出力共用器４２０と光分岐器４２１との間に光増幅器４２３が挿入され、下り信号光が増幅される。この光増幅器４２３は双方向からの入力光を増幅するもので、例えばＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、半導体光増幅器）を使用することができる。この場合は光ファイバ４１０に破線で示すように光増幅器４２３を挿入して下り信号光と上り信号光を増幅するようにしてもよい。又は光分岐器４２１の２つの分岐出力側にそれぞれ光増幅器４２３ａと４２３ｂを挿入して、受信に用いる下り信号光を、光検出器４７０Ｍ及び４７０Ｓのダイナミックレンジ内の光強度になるように光増幅器４２３ａの増幅率を選定し、また上り信号光が充分な光強度になるように送信に用いる下り信号光を増幅する光増幅器４２３ｂの増幅率を選定する。光増幅器４２３ｂは光合成器４５０の出力側に挿入してもよい。この場合、符号器４４１Ｍ及び４４１Ｓで符号化された光のみを増幅するため、効果的に増幅することができる。同様に光増幅器４２３ａの代りに下りマーク復号器４６１Ｍ及び下りスペース復号器４６１Ｓの出力側に光増幅器４２３ａＭ及び４２３ａＳを挿入すれば復号された信号光のみを効率的に増幅することができ、かつマーク用光増幅器４２３ａＭとスペース用光増幅器４２３ａＳをそれぞれ独立したハードリミッタとして用いることもできる。【０１６０】  光合成器４５０として、図５７に示すように、上りマーク符号器４４１Ｍ及び上りスペース符号器４４１Ｓの各出力信号光をそれぞれ光増幅器４５２Ｍ及び４５２Ｓを通じて光合波器４５３で合波し、入力端子４３１よりのデータがマークであれば光増幅器４５２Ｍの増幅率を高くし、光増幅器４５２Ｓの増幅率を低くし、データがスペースであれば、光増幅器４５２Ｍの増幅率を低くし、光増幅器４５２Ｓの増幅率を高くして、マークとスペースに応じた符号光を選択出力するように、光増幅器４５２Ｍ及び４５２Ｓの両増幅率を端子４３１のデータにより制御してもよい。このようにして上り信号光の光強度を十分大きくすることもできる。この構成の場合は切替器４３０として光分岐器を用いてもよい。その場合は光通信装置として切替器を一切使用しないで済む効果がある。以上のように図５３に示した光通信装置に光増幅器を用いる実施例を述べたが、この光通信装置に用いる符号器及び復号器のろ波特性関数としては光周波数チップ系列関数のみならず、実施例３−３で述べた三角関数でもよい。更に図５２に示したように符号器の後段に全反射器を用い、光入出力共用器４２０を省略し、かつ下り信号光を復号する受信回路を備える光通信装置にもその各所に光増幅器を挿入して、同様に効果的に作用させることもできる。その例を、図５８に挿入可能な光増幅器を破線で図５２、図５３、図５７と同一参照番号を付けて示し、重複説明は省略する。この場合光入出力ポート４１２と直接接続さ���る光分岐器は光合分波器４２１とされ、マーク符号器４４１Ｍ及びスペース符号器４４１Ｓに対し、全反射器４５１Ｍ及び４５１Ｓと反対側に挿入した光増幅器４５１Ｍ及び４５１Ｓの各増幅率をデータにより制御してマーク信号光及びスペース信号光を選択する場合は、切替器４３０の部分は光合分波器とされる。マーク符号器４４１Ｍ及びスペース符号器４４１Ｓを一体化した符号器４４１とする場合は符号器４４１のマーク信号光出力ポート及びスペース信号光出力ポートと全反射器４５１Ｍ及び４５１Ｓとの間に光増幅器４５１Ｍ及び４５１Ｓを挿入し、上りデータ系列によりこれら光増幅器４５１Ｍ及び４５１Ｓを制御する場合は符号器４４１の入力ポートが光合分波器４２１に直接接続され、光合分波器４３０を省略できる。この場合、光増幅器４５１Ｍ及び４５１Ｓの替りに上りデータにより互いに逆にオンオフ制御されるスイッチを用いてもよく、要は上りデータに応じてマーク信号光又はスペース信号光のいずれかを選択すればよい。
［実施例３−５］
上述では下り信号光に対する受信復号回路と、上り信号光のための送信符号化回路とを並列に設けたが、これらを縦続的に設けてもよい。以下に送信符号化回路を光入出力ポート４１２つまり光ファイバ４１０側として、その送信符号化回路に対し、受信復号回路を縦続的に設ける実施例３−５を図５９を参照して以下に説明する。【０１６１】  光入出力ポート４１２には必要に応じて光増幅器４４２を介して光合分波器４３０が接続される。従って光ファイバ４１０からの下り信号光は光合分波器４３０を介して符号器４４１Ｍ及び４４１Ｓに入力される。先に述べたようにマーク信号光とスペース信号光は各光周波数の光強度が相補的であり、かつ光周波数範囲ｆ０〜ｆＬの平均光強度は互いに等しく、下り信号光中のマーク信号又はスペース信号光を構成する光周波数成分の半分に相当する光周波数を上り信号光としてのマーク信号光又はスペース信号光としている。
従って下り信号光中の有効光周波数成分の半分は符号器４４１Ｍ及び４４１Ｓを透過し、これら透過光は切替器４５０で合成されて光合分波器４２４に入力され、光合分波器４２４にて全反射器４５１と光分岐器４２２に分岐される。光分岐器４２２に入力された下り信号光は復号器４６１Ｍ及び４６１Ｓに入力される。この下り信号光の光周波数特性がこれら復号器４６１Ｍ又は４６１Ｓのろ波特性関数と整合したものであれば、前述したように、少くとも光ファイバ４１０における下り信号光中の半分の光周波数成分が正しく透過し、従って比較器４８０より復号したデータを得ることができる。【０１６２】  一方、全反射器４５１で反射された光は光合分波器４２４を通過して光合成器４５０に入力される。切替器４５０は端子４３１より上りデータ系列により、切替制御されているから、先に下り信号光が符号器４４１Ｍ又は４４１Ｓを通過した際に符号化された信号光が全反射器４５１で反射され、同一の符号化を受けて光合分波器４３０に入力され、これより上り信号光として光ファイバ４１０に入力される。この上り信号光は符号器４４１Ｍ又は４４１Ｓにより２回符号化され、その符号化は同一特性であるが、最終的の上り信号光としての符号化が、先の光ファイバ４１０から切替器４５０へ通過する際に符号化され、全反射器４５１により反射された光により影響されて上り信号光の光周波数特性が乱だされるおそれがある。そのような場合は光ファイバ４１０へ入力する上り信号光を光増幅器４４２により飽和するまで増幅するとよい。ただしこの場合は信号光の関数としてチップ系列を用いる場合に限られる。光合分波器４３０を切替器とし、切替器４５０を光合分波器としてもよい。その他前述した各種変形を同様に施すことができる。なお切替器４５０を図５７に示した構成とし、その光増幅器４５２Ｍ及び４５２Ｓにより、光ファイバ４１０へ入力される上り信号光を飽和増幅して、光増幅器４４２の代用も兼ねるようにしてもよい。更に光増幅器４４２を図５９中に破線で示すように、全反射器４５１の前段に配してもよい。この場合はＳＯＡの一端に全反射コーティングを施し、光増幅器と全反射器を単一部品として構成することができる。
［実施例３−６］
この実施例３−６は実施例３−５における光合分波器４２４と全反射器４５１を省略し、例えば図６０に示すようにする。符号器４４１Ｍ及び４４１Ｓを透過した下り信号光は切替器４５０より一部反射器４５４に入力され、一部反射器４５４で下り信号光の一部が反射され、一部が透過して光分岐器４２２に入力される。この場合も、下り信号光を正しく復号することができ、かつ下り信号光の一部を利用して上り信号光を生成できることは容易に理解されよう。この例では図５９に示した場合と比較して光合分波器４２４を省略でき、光合分波器４２４における損失がなくなる効果がある。破線で示すように光増幅器４４２を一部反射器４５４の切替器４５０側に挿入してもよい。この場合は、例えばＳＯＡの一端に一部反射するコーティングを施すことにより光増幅器と一部反射器を単一部品として構成することができる。切替器４５０を図５７に示した構成とし、その光増幅器４５１Ｍ及び４５１Ｓを光増幅器４４２として兼用させてもよい。その他、前述した各種変形を同様に行うこともできる。
［実施例３−７］
この実施例は受信回路の後に送信回路を縦続させた場合である。また受信回路における光検出器４７０Ｍ及び４７０Ｓとして、例えば図６１に示すように入力光強度に比例した電気信号を取り出すことができる光増幅器よりなる光検出器４７１Ｍ及び４７１Ｓを用いる。このような光検出器４７１Ｍ及び４７１Ｓとしては例えばＳＯＡを用いることができ、光検出器４７１Ｍ及び４７１Ｓで出力された、マーク復号器４６１Ｍ及びスペース復号器４６１Ｓよりの各信号光の光強度に比例した各電気信号は比較器４８０へ入力される。一方、光検出器４７１Ｍ及び４７１Ｓよりの増幅された信号光は光合波器４７２で合波されて、切替器４３０へ入力される。その他の構成動作は図５３に示した場合と同様である。この場合も各マーク信号光、スペース信号光の光周波数特性が前述したように作られているため、下り復号器４６１を透過した信号光は下り信号光の光周波数成分の半分が含まれ、上り符号器４４１により上りマーク信号光又は上りスペース信号光を生成することができる。この構成により、図５３に示した構成に対し、下り信号光を受信側と送信側とに分離するための光分岐器４２１が不要となり、かつ符号器４４１Ｍ及び４４１Ｓに入力する下り信号光を光検出器４７１Ｍ，４７１Ｓにより増幅することができる。【０１６３】  図５６に示したようにマッハツエンダ干渉計を下り復号器４６１及び上り符号器４４１として用いる場合に、光検出器として光増幅器４７１Ｍ及び４７１Ｓを用いる実施例を図６２に示す。光入出力共用器４２０よりの下り信号光は下り復号器４６１に直接入力され、下り復号器４６１よりの復号された下りマーク信号光及び下りスペース信号光は光増幅器よりなる光検出器４７１Ｍ及び４７１Ｓにそれぞれ入力される。光検出器４７１Ｍ及び４７１Ｓよりの光強度に比例した電気信号は比較器４８０へ入力され、光検出器４７１Ｍ及び４７１Ｓより光増幅されマーク信号光及びスペース信号光は、下り復号器４６１のマッハツエンダ干渉計とポートを入れかえたマッハツエンダ干渉計よりなる補正合波器４７３に入力される。下り復号器４６１における方路４１及び４２の光路長の差が、補正合波器４７３における方路４１及び４２の光路長の差により補正され、下りマーク信号光と下りスペース信号光がそれぞれ同一長の光路を通過した状態でカプラ４４で合波される。この合波された下り信号光はマッハツエンダ干渉計よりなる上り符号器４４１に入力される。その他の構成及び動作は図５６に示したものと同様である。光検出器４７１Ｍ及び４７１Ｓの各出力光をマッハツエンダ干渉計により合波しているため、図６１中の光合波器４７２を用いる場合より損失を減少できる。【０１６４】  以上述べた第３実施形態を一般的に説明すると以下のようになる。光送信装置からの下り信号光を送信し、その下り信号光を反射型光通信装置で受信し、受信下り信号光の一部を用いて下りデータ系列を再生すると共に、受信下り信号の一部に対し、上りデータ系列により変調して上り信号として上記光送信装置へ送信する光通信システムを前提とする。
この第３実施形態では、関数とその反転関数とは必ずしも周期性がなくてもよい。従って受信光符号信号の光強度周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）またはＣｋ（ｆ）とし、上り符号器４４１、ろ波光周波数特性関数をＣｊ（ｆ）又はＣｍ（ｆ）とし、光周波数ＦｓｔからＦｌａまでの任意の範囲における光周波数幅ＦＳＲの次式の内積積分を満たす、
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｍ（ｆ）ｄｆ
∫Ｃｋ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｋ（ｆ）・Ｃｍ（ｆ）ｄｆ
しかし必ずしもＣｋ（ｆ）＝（１−Ｃｉ（ｆ））、Ｃｍ（ｆ）＝（１−Ｃｊ（ｆ））でない。ただしＣｋ（ｆ）≠（１−Ｃｉ（ｆ））の場合は、（１−Ｃｉ（ｆ））及び（１−Ｃｋ（ｆ））は同一システム内は用いない。同様にＣｍ（ｆ）≠（１−Ｃｊ（ｆ））の場合は、（１−Ｃｊ（ｆ））、（１−Ｃｍ（ｆ））は同一システム内で用いない。【０１６５】  更に内積積分∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆと∫Ｃｋ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆの少なくとも一方はゼロでない。つまりＣｉ（ｆ）＞０，Ｃｋ（ｆ）＞０のいずれかが成立つ。
関数Ｃｉ（ｆ）、Ｃｊ（ｆ）が周期性があれば、次のようになる。
光周波数ＦｓｔからＦｌａまでの範囲において各符号の関数の繰り返し周期ＦＳＲｉの公倍数を光周波数幅ＦＳＲとし、関数の繰り返し周期ＦＳＲｉの公倍数で光周波数幅ＦＳＲを除した値を光周波数幅ＦＳＲｉとすると、
Ｃｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＦＳＲｉ）であり、
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆであり、
ｉ番目以外のｊ番目の光周波数特性関数Ｃｊ（ｆ）に対し、
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆであり、
このような関係の光周波数特性関数に対し、受信下り信号光は２値データ系列の各データごとにそれがマークであればその光周波数特性関数がＣｉ（ｆ）とされ、スペースであればその光周波数特性関数が（１−Ｃｉ（ｆ））とされたものである。この下り信号光の一部はろ波特性関数がＣｉ（ｆ）と（１−Ｃｉ（ｆ））の復号器を通し、その透過光の光強度をそれぞれ検出し、これら光強度の差から受信下り信号光がマークかスペースに再生される。【０１６６】  また下り信号光の一部に対し符号器により、上りデータ系列の各データごとにそれがマークであれば光周波数特性が関数Ｃｊ（ｆ）又は（１−Ｃｊ（ｆ））に変調され、スペースであれば光周波数特性が関数（１−Ｃｊ（ｆ））又はＣｊ（ｆ）に変調されて上り信号光として送信される。
【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年5月16日(2005.5.16)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】特許請求の範囲
【請求項１】所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａの範囲で光周波数幅ＦＳＲの光信号を光源より出射し、
その光信号を光ろ波周波数特性が少なくとも所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａの範囲でｉ番目符号に対応する関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））であるろ波手段の少なくとも一方からなる符号器に供し、ｉ番目の２値データ系列の各データごとに、その値に応じた、ｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方を、光強度周波数特性とした光符号信号を、所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａの範囲で少なくとも光周波数幅ＦＳＲ分、符号器より生成送信する光送信装置と、
ここで関数Ｃｉ（ｆ）は光周波数ｆを変数とし、Ｃｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＰＦＲｉ）が成立する周期関数であり、
光周波数幅ＦＳＲは所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、各符号の関数中の繰り返し周期ＰＦＲｉの公倍数の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１からこの関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数であり、
関数Ｃｉ（ｆ）と、反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
光ろ波手段及び光信号の強度を検出する強度検出器を少なくとも含み、
受信した光信号から、関数Ｃｉ（ｆ）に基づき光強度周波数特性がＣｉ（ｆ）の光信号の光強度と対応する第１強度信号と、
受信光信号から、反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））に基づき光強度周波数特性が（１−Ｃｉ（ｆ））の光信号の光強度と対応する第２強度信号との差に応じた第１差信号を生成し、その第１差信号からデータ系列を再生する光受信装置とを備えることを特徴とする光符号を用いる光通信システム。
【請求項２】請求項１のシステムにおいて、
周期ＰＦＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅であり、
光周波数幅ＦＳＲ以下の任意の光周波数幅を関数Ｃｉ（ｆ）の繰り返し周期ＰＦＲｉで除した剰余をΔｆとし、２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
ｉ番目符号関数Ｃｉ（ｆ）に対し、上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）での関数をＣｉ′（ｆ）（＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ））とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
上記符号器は、光ろ波周波数特性が少なくとも所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａの範囲で送信しうる各Δｆの値に対応する関数Ｃｉ′（ｆ）であるろ波手段からなり、
上記光送信装置は上記光符号信号として２値データ系列の各データごとに、その値に応じたΔｆの値の関数Ｃｉ′（ｆ）の光強度周波数特性をもつ光信号を少なくとも光周波数幅ＦＳＲだけ送信する装置であり、
上記光受信装置において、受信した光信号から送信装置で送信しうる各Δｆの値に対応する各関数Ｃｉ′（ｆ）に基づき、光強度周波数特性がＣｉ′（ｆ）の光信号の光強度と対応する上記第１強度信号と、各対応する反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））に基づき、光強度周波数特性が（１−Ｃｉ′（ｆ））の光信号の光強度と対応する上記第２強度信号との差に応じた上記各Δｆの値に対応する上記各第１差信号からデータ系列を再生する装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項３】（補正後）請求項１のシステムにおいて、
周期ＰＦＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅であり、
光周波数幅ＦＳＲ以下の光周波数幅を周期ＰＦＲｉで除した剰余をΔｆとし、２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、位相差をπ／２とし、
ｉ番目符号関数Ｃｉ（ｆ）に対し、上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）での関数をＣｉ′（ｆ）（＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ））とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
上記符号器は光ろ波周波数特性が少なくとも所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａの範囲でｉ番目符号に対応する関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方であるろ波手段に加えて、Ｃｉ′（ｆ）及び（１−Ｃｉ′（ｆ））の少なくとも一方、あるいはＣｊ（ｆ）及び（１−Ｃｊ（ｆ））の少なくとも一方であるろ波手段からなる符号器であり、
光送信装置は２値データ系列を第１分離データ系列と第２分離データ系列とに系列変換手段で分離し、その第１分離データ系列により上記光強度周波数特性がＣｉ（ｆ）又は（１−Ｃｉ（ｆ））とされた第１光信号と、
第２分離データ系列の各データごとにその値に応じた関数Ｃｉ′（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））の少なくとも一方又は関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））の少なくとも一方を光強度周波数特性とした、第２光信号とを合成した光信号を上記符号器よりの上記光符号信号として生成して出力する装置であり、
上記光受信装置は、受信した光信号から、関数Ｃｉ′（ｆ）又は関数
Ｃｊ（ｆ）に基づき、光強度周波数特性がＣｉ′（ｆ）又はＣｊ（ｆ）の光信号の光強度と対応する第３強度信号と、各対応する反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））又は（１−Ｃｊ（ｆ））に基づき、光強度周波数特性が（１−Ｃｉ′（ｆ））又は（１−Ｃｊ（ｆ））の光信号の光強度の第４強度信号との間の差に応じた第２差信号を検出し、この第２差信号と上記第１差信号とから第１分離データ系列及び第２分離データ系列を再生する装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項４】請求項３のシステムにおいて、
光送信装置は、その系列変換手段が入力２値データ系列を第１分離データ系列と第２分離データ系列との他に、第３分離データ系列と第４分離データ系列とに分離する手段であり、
第１分離データ系列により上記光強度周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）又は（１−Ｃｉ（ｆ））とされた第１光信号及び第２分離データ系列により上記光強度周波数特性が関数Ｃｉ′（ｆ）又は（１−Ｃｉ′（ｆ））あるいはＣｊ（ｆ）又は（１−Ｃｊ（ｆ））とされた第２光信号をそれぞれ第３分離データ系列の各データごとの値及び第４分離データ系列の各データごとの値にそれぞれ応じた光強度に制御する振幅変化手段を含み、
光受信装置は上記第１差信号及び上記第２差信号をそれぞれディジタル値に変換し、これらディジタル値により第１分離データ系列、第２分離データ系列、第３分離データ系列、第４分離データ系列をそれぞれ再生する装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項５】請求項１のシステムにおいて、
光送信装置には光周波数幅が少なくともＦＳＲで、光強度周波数特性がＣｊ（ｆ）または（１−Ｃｊ（ｆ））の光符号信号が受信入力され、
その受信光符号信号を、２値データ系列の各データごとに、その値に応じて、光強度周波数特性がＣｉ（ｆ）、（１−Ｃｉ（ｆ））又は零のいずれかを乗じて出力する装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかのシステムにおいて、
周期ＰＦＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅とし、関数Ｃｉ（ｆ）とＣｊ（ｆ）は、異なる周期ＰＦＲｉと周期ＰＦＲｊであるか又は周期ＰＦＲｉと周期ＰＦＲｊは同一値であり光周波数幅ＦＳＲ以下の光周波数幅を、関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期ＰＦＲｉで除した剰余をΔｆとし、関数Ｃｊ（ｆ）は関数Ｃｉ（ｆ）との位相差２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）が２分のπのＣｉ′（ｆ）であり、関数Ｃｉ（ｆ）が正弦関数を含む関数又は余弦関数を含む関数であることを特徴とする光通信システム。
【請求項７】請求項１〜５のいずれかのシステムにおいて、
関数Ｃｉ（ｆ）に対応する任意の整数ＳｉとＱｉとに、整数２を乗じた値Ｖ＝２Ｓｉ・Ｑｉで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、関数Ｃｉ（ｆ）は連続するＳｉ個のチップを光強度１とし、それに続くＳｉ個のチップを光強度０とすることをＱｉ回繰り返す、又はその光強度を１とする連続Ｓｉ個のチップの光周波数位置を、所定値づつ順次移動した関数であることを特徴とする光通信システム。
【請求項８】請求項１〜５のいずれかのシステムにおいて、
当該光通信システムは双方向通信システムであり、
その少なくとも一方の側の光送信装置は、光ろ波周波数特性関数Ｃｉ（ｆ）又は反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方の符号化用光ろ波器よりなる符号器により光信号に対し光強度周波数特性を付与して光符号信号を生成する装置であり、かつ光受信装置は、光ろ波周波数特性関数Ｃｉ′（ｆ）及び（１−Ｃｉ′（ｆ））あるいはＣｊ（ｆ）及び（１−Ｃｊ（ｆ））の各復号化用光ろ波器よりなる光ろ波手段により、光強度周波数特性がＣｉ′（ｆ）又は（１−Ｃｉ′（ｆ））あるいはＣｊ（ｆ）及び（１−Ｃｊ（ｆ））の光符号信号を受信光信号から分離する装置であり、ここでＣｉ′（ｆ）はＣｉ（ｆ）に対しその４分の１周期ずれた関数であり、
上記符号化用光ろ波器及び上記両復号化用光ろ波器が単一プレーナ光波回路基板上に構成され、
上記符号化用光ろ波器及び上記復号化用光ろ波器の一方の透過光信号の光強度を検出する強度検出手段と、
その検出された光強度が最大になるように、上記プレーナ光波回路基板の温度を制御する制御手段とが備えられていることを特徴とする光通信システム。
【請求項９】請求項１〜５のいずれかのシステムにおいて、
光受信装置は、
光符号信号の符号を構成するチップ毎に受信光信号をろ波手段により分波し、
これら分波した各光チップの光強度をチップ毎にチップ強度信号として強度検出器で検出し、
入力受信光信号の伝送路における到着時間が異なる光チップの時間と対応し、これらが同一到着時間となるような遅延を対応チップ強度信号に遅延時間付加器で与え、これら到着時間が同一とされたチップ強度信号中の、関数Ｃｉ（ｆ）が１に相当するチップの出力の総和から関数（１−Ｃｉ（ｆ））が１に相当するチップ強度信号の総和を強度差検出器で減じて上記第１差信号を得る装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項１０】所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａの範囲で光周波数幅ＦＳＲの光信号を光源より出射し、
その光信号を光ろ波周波数特性が少なくとも所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａの範囲でｉ番目符号に対応する関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））であるろ波手段の少なくとも一方からなる符号器に供し、ｉ番目の２値データ系列の各データごとに、その値に応じた、ｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方を、光強度周波数特性とした光符号信号を、所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａの範囲で少なくとも光周波数幅ＦＳＲ分符号器より生成送信する光送信装置。ここで関数Ｃｉ（ｆ）は光周波数ｆを変数とし、Ｃｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＰＦＲｉ）が成立する周期関数であり、
所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、光周波数幅ＦＳＲは各符号の関数中の繰り返し周期ＰＦＲｉの公倍数の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１からこの関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数であり、
関数Ｃｉ（ｆ）と、反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立する。
【請求項１１】請求項１０の装置において、
互いに異なる関数の光強度周波数特性の光符号信号をそれぞれ生成出力するＮ個の符号器と、Ｎは２以上の整数であり、
上記Ｎ個の光符号信号を合成して送信する合成器とを備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項１２】請求項１０又は１１の装置において、
１から、符号数Ｎを整数２で除した値Ｎ／２までの整数値をａとし、ｒを２の剰余とし、
関数Ｃｉ（ｆ）は、
（１＋ｃｏｓ（２・π・ａ・ｆ／ＦＳＲ＋ｒ・π／２））／２
であることを特徴とする光送信装置。
【請求項１３】請求項１０又は１１の装置において、
任意の整数Ｒで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、
関数Ｃｉ（ｆ）及び関数Ｃｊ（ｆ）はそれぞれ“１”のチップと“−１”のチップとよりなることを特徴とする光送信装置。
【請求項１４】請求項１０又は１１の装置において、
各符号器は、それぞれその符号器に決められた符号関数の光強度周波数特性の第１光符号信号を生成する第１変調部と、第１変調部の関数の反転関数の光強度周波数特性の第２光符号信号を生成する第２変調部と、入力された２値データの一方で第１光符号信号及び第２光符号信号との少なくとも一方を、２値データの他方で上記第１光符号信号及び第２光符号信号の少なくとも他方を出力する切替器を備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項１５】請求項１０の装置において、
周期ＰＦＲｉはＣｉ（ｆ）と対応する整数ＮｉでＦＳＲを除した光周波数幅であり、
光周波数幅ＦＳＲ以下の任意の光周波数幅を、関数Ｃｉ（ｆ）の繰り返し周期ＰＦＲｉで除した剰余をΔｆとし、２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
ｉ番目符号関数Ｃｉ（ｆ）に対し、上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）での関数をＣｉ′（ｆ）（＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ））とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
上記符号器は、光ろ波周波数特性が少なくとも所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａの範囲で送信しうる各Δｆの値に対応する関数Ｃｉ′（ｆ）であるろ波手段からなり、
上記２値データ系列の各データごとに、その値に応じたΔｆの値の関数Ｃｉ′（ｆ）の光強度周波数特性をもつ光信号を、上記光符号信号として少なくとも光周波数幅ＦＳＲだけ送信する装置であり、
上記２値データ系列について、上記関係条件を満たす符号関数について、データごとにその値に応じた、位相Δｆのみが異なる関数の一つを光強度周波数特性とした光符号信号を生成する符号変調部と、
これら符号変調部より光符号信号を合成して光符号信号として出力する合成器とを備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項１６】請求項１０の装置において、
周期ＰＦＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）と対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅であり、
光周波数幅ＦＳＲ以下の光周波数幅を周期ＰＦＲｉで除した剰余をΔｆとし、２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
ｉ番目の符号関数Ｃｉ（ｆ）に対し、上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）での関数をＣｉ′（ｆ）（＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ））とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
位相差をπ／２とし、
上記符号手段は光ろ波周波数特性が少なくとも所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａの範囲でｉ番目符号に対応する関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））であるろ波手段に加えて、Ｃｉ′（ｆ）及び（１−Ｃｉ′（ｆ））の少なくとも一方又は、Ｃｊ（ｆ）及び（１−Ｃｊ（ｆ））の少なくとも一方であるろ波手段からなる符号器であり、
入力２値データ系列を第１分離データ系列と第２分離データ系列に分離する系列変換部と、
第１分離データ系列の各データごとにその値に応じて上記光強度周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）又は（１−Ｃｉ（ｆ））の第１光信号を生成する第１変調部と、
第２分離データ系列の各データごとにその値に応じた関数Ｃｉ′（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））の少なくとも一方又は関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））の少なくとも一方を光強度周波数特性とした第２光信号を、生成する第２変調部と、
第１光信号と第２光信号を合成して上記光符号信号として出力する合成器とを備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項１７】請求項１６の装置において、
系列変換部は入力２値データ系列を第１，第２，第３及び第４分離データ系列に分離する変換部であり、
上記第１光信号及び第２光信号をそれぞれ、第３分離データ系列及び第４分離データ系列の各データごとにその値にそれぞれ応じた光強度とする第３変調部及び第４変調部とを備え、
上記合成器は上記値に応じた光強度をそれぞれもつ第１光信号と第２光信号とを合成する合成器であることを
特徴とする光送信装置。
【請求項１８】請求項１５〜１７のいずれかの装置において、
周期ＰＦＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅とし、関数Ｃｉ（ｆ）とＣｊ（ｆ）は、異なる周期ＰＦＲｉと周期ＰＦＲｊであるか又は周期ＰＦＲｉと周期ＰＦＲｊは同一値でありＣｊ（ｆ）は関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期であるＰＦＲｉでＦＳＲ以下の光周波数幅を除した時の剰余をΔｆとし、関数Ｃｉ（ｆ）との位相差２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）が２分のπのＣｉ′（ｆ）であり、関数Ｃｉ（ｆ）が正弦関数を含む関数あるいは余弦関数を含む関数であることを特徴とする光送信装置。
【請求項１９】請求項１５〜１７のいずれかの装置において、
関数Ｃｉ（ｆ）に対応する任意の整数ＳｉとＱｉとに、整数２を乗じた値Ｖ＝２Ｓｉ・Ｑｉで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、関数Ｃｉ（ｆ）は連続するＳｉ個のチップを光強度１とし、それに続くＳｉ個のチップを光強度０とすることをＱｉ回繰り返す、又はその光強度を１とする連続Ｓｉ個のチップの光周波数位置を所定値ずつ順次移動した関数であることを特徴とする光送信装置。
【請求項２０】請求項１５〜１７のいずれかの装置において、
上記光源と、
上記光源よりの出力光信号を複数に分岐する光分岐器と、
分岐された光が入力され、符号関数が互いに異なる光ろ波周波数特性の光ろ波器と、
これら光ろ波器の透過光を合成して光符号信号として出力する光合成器と、
これら複数の光ろ波器と光分岐器又は光合成器との間に挿入され、複数のデータ系列の１つにより制御される符号変調手段を各データ系列ごとに備える光送信装置。
【請求項２１】（削除）
【請求項２２】少なくとも所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において関数に従った光強度周波数特性の光信号を透過するろ波手段と、光信号の光強度を検出する強度検出手段と、強度信号を加減算する手段とを備え、
受信光信号が入力され、関数Ｃｉ（ｆ）に基づき光強度周波数特性がＣｉ（ｆ）の光信号の光強度と対応する第１強度信号と、
受信光信号が入力され、反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））に基づき光強度周波数特性が（１−Ｃｉ（ｆ））の光信号の光強度と対応する第２強度信号との差に応じたデータを再生することを特徴とする光受信装置。
ここで関数Ｃｉ（ｆ）はＣｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＰＦＲｉ）が成立する周期関数であり、関数Ｃｉ（ｆ）の関数値が０から１の値をとり、
光周波数幅ＦＳＲは所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、各符号の関数中の繰り返し周期ＰＦＲｉの公倍数の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１から関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数（１−Ｃｉ（ｆ））であり、
関数Ｃｉ（ｆ）と関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの光周波数幅ＦＳＲの任意の区間におけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立する。
【請求項２３】請求項２２の装置において、
上記受信光信号は、直交性を満足する光強度周波数特性で符号化された複数の光符号信号であり、
受信光信号が入力され、受信光信号を複数に分配する分配器と、
分配器より分配された各受信光信号がそれぞれ入力され、光ろ波周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）の第１ろ波器と、
第１ろ波器の出力が入力され、その光強度を第１強度信号として検出する第１強度検出器と、
受信光信号が入力され、光ろ波周波数特性が関数（１−Ｃｉ（ｆ））の第２ろ波器と、
第２ろ波器の出力が入力され、その光強度を第２強度信号として検出する第２強度検出器と、
第１強度信号及び第２強度信号が入力され、その一方から他方の差の強度に基づき２値データを再生する強度差検出器を備える複数の復号器とを具備する光受信装置。ただし複数の復号器間において関数Ｃｉ（ｆ）及び（１−Ｃｉ（ｆ））は互いに異なる。
【請求項２４】請求項２２又は２３の装置において、
１から、符号数Ｎを整数２で除した値Ｎ／２までの整数値をａとし、ｒを２の剰余とし、関数Ｃｉ（ｆ）は、
（１＋ｃｏｓ（２・π・ａ・ｆ／ＦＳＲ＋ｒ・π／２））／２
であることを特徴とする光受信装置。
【請求項２５】請求項２２又は２３の装置において、
任意の整数Ｒで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、
関数Ｃｉ（ｆ）及び関数Ｃｊ（ｆ）はそれぞれ“１”のチップと“−１”のチップとよりなり、
受信光信号が入力され、その受信入力信号をチップごとに分割出力するろ波器と、
このろ波器の各チップごとの出力がそれぞれ入力され、そのチップごとの光強度と対応したチップ強度信号をそれぞれ検出する複数のチップ強度検出器と、
これら各チップ強度信号が入力され、関数Ｃｉ（ｆ）の各“１”のチップと対応するチップ強度信号を正とし、関数（１−Ｃｉ（ｆ））の各“１”のチップと対応するチップ強度信号を負として全入力の総和に基づき２値データを出力する強度差検出器とを備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項２６】請求項２２の装置において、
ＰＦＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）と対応する整数ＮｉでＦＳＲを除した光周波数幅であり、
光周波数幅ＦＳＲ以下の任意の光周波数幅を関数Ｃｉ（ｆ）の繰り返し周期ＰＦＲｉで除した剰余をΔｆとし、２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
ｉ番目符号関数Ｃｉ（ｆ）に対し、上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）での
関数をＣｉ′（ｆ）（＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ））とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
受信光信号が入力され、相手送信装置が送信しうる各Δｆの値に対応するろ波光周波数特性が関数Ｃｉ′（ｆ）の各第１ろ波器と、受信光信号が入力され、上記各Δｆの値に対応するろ波光周波数特性が関数（１−Ｃｉ′（ｆ））の各第２ろ波器と、
第１ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第１強度信号を検出する第１強度検出器と、
第２ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第２強度信号を検出する第２強度検出器と、
第１強度信号と第２強度信号が入力され、これら間の差を求めて２値データ系列を再生出力する手段とを備える光信号受信装置。
【請求項２７】請求項２２の装置において、
ＰＦＲｉはＣｉ（ｆ）と対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅であり、
光周波数幅ＦＳＲ以下の任意の光周波数幅を関数Ｃｉ（ｆ）の繰り返し周期ＰＦＲｉで除した剰余をΔｆとし、２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
ｉ番目符号関数Ｃｉ（ｆ）に対し、上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）の関数をＣｉ′（ｆ）（＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ））とし、位相差をπ／２とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）の第１ろ波器と、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が関数（１−Ｃｉ（ｆ））の第２ろ波器と、
第１ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第１強度信号を検出する第１強度検出器と、
第２ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第２強度信号を検出する第２強度検出器と、
受信光信号が入力され、ろ波周波数特性が関数Ｃｉ′（ｆ）又はＣｊ（ｆ）の第３ろ波器と
、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が関数（１−Ｃｉ′（ｆ））又は（１−Ｃｊ（ｆ））の第４ろ波器と、
第３ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第３強度信号を検出する第３強度検出器と、
第４ろ波器の出力が入力され、その出力の光強度と対応した第４強度信号を検出する第４強度検出器と、
第１強度信号と第２強度信号が入力され、これらの差を第１差信号として出力する第１減算器と、
第３強度信号と第４強度信号が入力され、これらの差を第２差信号として出力する第２減算器と、
第１差信号と第２差信号が入力され、２値データ系列を出力するデータ生成手段とを備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項２８】請求項２７の装置において、
データ生成手段は、第１差信号を第１の２値データとし、第２差信号を第２の２値データとし、これら第１の２値データと第２の２値データを順次配列して上記２値データ系列とする手段であることを特徴とする光受信装置。
【請求項２９】請求項２７の装置において、
データ生成手段は第１差信号を第１ディジタル値に変換する第１Ａ／Ｄ変換器と、
第２差信号を第２ディジタル値に変換する第２Ａ／Ｄ変換器と、
第１ディジタル信号と第２ディジタル信号が入力され、これらの各ディジタル値の組み合わせについてあらかじめ決めた４個以上のデータ０又はデータ１の組み合わせ中の対応する１つを出力する２値系列手段とを備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項３０】請求項２６〜２９のいずれかの装置において、
関数Ｃｉ（ｆ）とＣｊ（ｆ）は、異なる周期ＰＦＲｉと周期ＰＦＲｊであるか又は周期ＰＦＲｉと周期ＰＦＲｊは同一値であり、Ｃｊ（ｆ）は関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期であるＰＦＲｉ
でＦＳＲ以下の周波数幅を除した時の剰余をΔｆとし、関数Ｃｉ（ｆ）に対し位相差２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）が２分のπの関数Ｃｉ′（ｆ）（＝Ｃｉ（ｆ±π／２））であることを特徴とする光受信装置。
【請求項３１】請求項２６〜２９のいずれかの装置において、
関数Ｃｉ（ｆ）に対応する任意の整数ＳｉとＱｉに、整数２を乗じた値Ｖ＝２Ｓｉ・Ｑｉで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、
関数Ｃｉ（ｆ）及び関数Ｃｊ（ｆ）はそれぞれ“１”のチップと“−１”のチップとよりなり、
受信光信号が入力され、その受信入力信号をチップごとに分割出力するろ波器と、
このろ波器の各チップごとの出力がそれぞれ入力され、そのチップごとの光強度と対応したチップ強度信号をそれぞれ検出する複数のチップ強度検出器と、
これら各チップ強度信号が入力され、関数Ｃｉ（ｆ）の各“１”のチップと対応するチップ強度信号を正とし、関数（１−Ｃｉ（ｆ））の各“１”のチップと対応するチップ強度信号を負として全入力の総和に基づき２値データを出力する強度差検出器とを備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項３２】受信光信号と、２値データ系列が入力され、その受信光信号に対し光強度周波数特性を光周波数ｆを変数とする関数に変調して送信する反射型光通信装置において、
所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａの範囲において少なくとも光周波数幅ＦＳＲの光周波数幅の受信光信号が入力され、光ろ波周波数特性が上記光周波数範囲において第１関数Ｃｉ（ｆ）の光ろ波手段によりろ波した光信号を出力する符号器と、
受信光信号が入力され、光ろ波周波数特性が上記光周波数範囲において反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の光ろ波手段によりろ波した反転光信号を出力する反転符号器と、
各データの値に応じて上記符号器の出力光信号と上記反転符号器の反転光信号を選択合波して光符号信号として送信する選択合波手段とを備える反射型光通信装置。
ここで関数Ｃｉ（ｆ）はＣｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＰＦＲｉ）が成立する周期関数であり、関数Ｃｉ（ｆ）の関数値が０から１の値をとり、
光周波数幅ＦＳＲは所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、各符号の関数中の繰り返し周期ＰＦＲｉの公倍数の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１からこの関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数（１−Ｃｉ（ｆ））であり、
関数Ｃｉ（ｆ）と関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立する。
【請求項３３】請求項３２の装置において、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が関数Ｃｊ（ｆ）の復号器と、
受信光信号が入力され、ろ波光周波数特性が関数（１−Ｃｊ（ｆ））の反転復号器と、
復号器の出力光が入力され、その光強度に応じた強度信号を出力する第１光検出器と、
反転復号器の出力光が入力され、その光強度に応じた反転強度信号を出力する反転光検出器と、
強度信号及び反転強度信号が入力され、これらのレベル差が所定値以上のものについてその差に応じて２値データの一方を出力する比較器とを備えることを特徴とする反射型通信装置。
【請求項３４】請求項３３の装置において、
選択合波手段は、受信光信号をそれぞれ全反射する全反射器及び反転全反射器と、符号器と全反射器との間及び反転符号器と反転全反射器との間にそれぞれ挿入され、入力データの値に応じて光信号及び反転光信号のいずれかを選択する選択器及び反転選択器とを備えることを特徴とする反射型光通信装置。
【請求項３５】請求項３３の装置において、
光検出器及び反転光検出器として、入力光信号を光増幅して出力すると共に入力光信号の光強度に応じた強度信号を出力する光増幅器が用いられ、
上記光検出器及び上記反転光検出器の各増幅光信号を合波して上記受信光信号として符号器及び反転符号器に入力する光合波器を備えることを特徴とする反射型光通信装置。
【請求項３６】請求項３３の装置において、
上記光信号と反転光信号を入力データの値に応じて選択する切替器と、
その切替器の出力が入力され、その出力を２分岐してその一方を復号器及び反転復号器に入力する光合分波器と、
上記光合分波器の他方の分岐光が入力され、これを全反射する全反射器とを備えることを特徴とする反射型光通信装置。
【請求項３７】請求項３３の装置において、
光信号と反転光信号を入力データの値に応じて選択する切替器と、
上記切替器の出力光が入力され、その一部を反射し、残りを復号器及び反転復号器へ入力する一部反射器とを備えることを特徴とする反射型光通信装置。
【請求項３８】請求項３３〜３７のいずれかの装置において、
周期ＰＦＲｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｑｉで光周波数幅ＦＳＲを除した光周波数幅とし、関数Ｃｉ（ｆ）の繰返し周期であるＰＦＲｉでＦＳＲ以下の光周波数幅を除した時の剰余をΔｆとし、関数Ｃｉ（ｆ）とＣｊ（ｆ）は、異なる周期ＰＦＲｉと周期ＰＦＲｊであるか又は周期ＰＦＲｉと周期ＰＦＲｊは同一値でありＣｊ（ｆ）は関数Ｃｉ（ｆ）との位相差２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）が２分のπのＣｉ′（ｆ）であり、関数Ｃｉ（ｆ）が三角関数であり、
符号器と反転符号器は出力符号器として一体化され、復号器と反転復号器は入力復号器として一体化されていることを特徴とする反射型光通信装置。
【請求項３９】請求項３３〜３７のいずれかの装置において、
関数Ｃｊ（ｆ）に対応する任意の整数ＳｉとＱｉとに、整数２を乗じた値Ｖ＝２Ｓｉ・Ｑｉで光周波数幅ＦＳＲを分割してチップとし、関数Ｃｉ（ｆ）は連続するＳｉ個のチップを光強度１とし、それに続くＳｉ個のチップを光強度０とすることをＱｉ回繰り返す、又はその光強度を１とする連続Ｓｉ個のチップの光周波数位置を、所定値ずつ順次移動した関数であり、
符号器と反転符号器は出力符号器として一体化され、復号器と反転復号器は入力復号器として一体化されていることを特徴とする反射型光通信装置。
【請求項４０】所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲内で光周波数幅ＦＳＲを、自然数Ｍと３以上の整数Ｕで除した単位光周波数幅をチップ幅とし、ＭＵ＝Ｖのチップに対応する光周波数の光信号を出力する複数の光源と、
光源を駆動する駆動信号を発生する駆動信号発生器と、
上記複数の光源の出力光を合成して光符号信号として出力する光合成器と、
複数の光源と駆動信号発生器又は光合成器との間に挿入され、ｉ番目の２値データ系列の各データにより制御され、上記光符号信号として、その光強度周波数特性が、ｉ番目の符号関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方とする符号変調手段とを具備する光送信装置と、
ここで光周波数幅ＦＳＲは所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、各符号の関数中の繰り返し周期ＰＦＲｉの公倍数の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１からこの関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数であり、
関数Ｃｉ（ｆ）と、反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
光ろ波手段及び光信号の強度を検出する強度検出器を少なくとも含み、
受信した光信号から、光強度周波数特性がＣｉ（ｆ）の光信号の光強度と対応する第１強度信号と、
受信光信号から、光強度周波数特性が（１−Ｃｉ（ｆ））の光信号の光強度と対応する第２強度信号との差に応じた第１差信号を生成し、その第１差信号からデータ系列を再生する光受信装置とを備えることを特徴とする光符号を用いる光通信システム。
【請求項４１】請求項４０のシステムにおいて、
関数Ｃｉ（ｆ）の周期ＰＦＲｉのチップ数Ｐｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲのチップＶを除した光周波数幅のチップ数であり、
Ｖ以下の任意のチップ数を関数Ｃｉ（ｆ）の繰り返し周期ＰＦＲｉのチップ数Ｐｉで除した剰余をΔｆとし、２π（Δｆ／Ｐｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
ｉ番目符号関数Ｃｉ（ｆ）に対し、上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）での関数をＣｉ′（ｆ）（＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ））とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
上記符号変調手段による制御は、光符号信号としてその光強度周波数特性が送信しうる各Δｆの値に対応する関数Ｃｉ′（ｆ）となる制御であり、
上記光送信装置は上記光符号信号として２値データ系列の各データごとに、その値に応じたΔｆの値の関数Ｃｉ′（ｆ）の光強度周波数特性をもつ光信号を少なくとも光周波数幅ＦＳＲだけ送信する装置であり、
上記光受信装置において、受信した光信号から送信装置で送信しうる各Δｆの値に対応する各関数Ｃｉ′（ｆ）に基づき、光強度周波数特性がＣｉ′（ｆ）の光信号の光強度と対応する上記第１強度信号と、各対応する反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））に基づき、光強度周波数特性が（１−Ｃｉ′（ｆ））の光信号の光強度と対応する上記第２強度信号との差に応じた上記各Δｆの値に対応する上記各第１差信号からデータ系列を再生する装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項４２】請求項４０のシステムにおいて、
関数Ｃｉ（ｆ）の周期ＰＦＲｉのチップ数Ｐｉは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲのチップＶを除した光周波数幅のチップ数であり、
Ｖ以下のチップ数を関数Ｃｉ（ｆ）の繰り返し周期ＰＦＲｉのチップ数Ｐｉで除した剰余をΔｆとし、２π（Δｆ／Ｐｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、位相差をπ／２とし、
ｉ番目符号関数Ｃｉ（ｆ）に対し、上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）での関数をＣｉ′（ｆ）（＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ））とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
上記符号変調手段は関数に応じて各チップを第１レベルか０レベルかに選択的に制御する手段であり、
上記符号変調手段はｉ番目符号に対応する関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方を光強度周波数特性とする第１光信号に加えてＣｉ′（ｆ）及び（１−Ｃｉ′（ｆ））の少なくとも一方又はＣｊ（ｆ）及び（１−Ｃｊ（ｆ））の少なくとも一方を光強度特性とした第２光信号を生成する手段であり、
光送信装置は２値データ系列を第１分離データ系列と第２分離データ系列とに系列変換手段で分離し、その第１分離データ系列により上記光強度周波数特性がＣｉ（ｆ）又は（１−Ｃｉ（ｆ））とされた第１光信号と、
第２分離データ系列の各データごとにその値に応じた関数Ｃｉ′（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））の少なくとも一方又は関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））の少なくとも一方とされた光強度周波数特性の、第２光信号とを合成した光信号を上記光符号信号として出力する装置であり、
上記光受信装置は、受信した光信号から、関数Ｃｉ′（ｆ）又は関数Ｃｊ（ｆ）に基づき、光強度周波数特性がＣｉ′（ｆ）又はＣｊ（ｆ）の光信号の光強度と対応する第３強度信号と、各対応する反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））又は（１−Ｃｊ（ｆ））に基づき光強度周波数特性が（１−Ｃｉ′（ｆ））又は（１−Ｃｊ（ｆ））の光信号の光強度と対応する第４強度信号間との差に応じた第２差信号を検出し、この第２差信号と上記第１差信号とから第１分離データ系列及び第２分離データ系列を再生する装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項４３】請求項４２のシステムにおいて、
光送信装置はその系列変換手段が入力２値データ系列を第１分離データ系列と第２分離データ系列との他に、第３分離データ系列と第４分離データ系列とに分離する手段であり、
上記符号変調手段は第１分離データ系列により上記光強度周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）又は（１−Ｃｉ（ｆ））とされた第１光信号及び第２分離データ系列により上記光強度周波数特性が関数Ｃｉ′（ｆ）又は（１−Ｃｉ′（ｆ））あるいはＣｊ（ｆ）又は（１−Ｃｊ（ｆ））とされた第２光信号を、それぞれ第３分離データ系列の各データごとの値及び第４分離データ系列の各データごとの値にそれぞれ応じた光強度に制御する振幅変化手段を含み、
光受信装置は上記第１差信号及び上記第２差信号をそれぞれディジタル値に変換し、これらディジタル値により第１分離データ系列、第２分離データ系列、第３分離データ系列、第４分離データ系列をそれぞれ再生する装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項４４】請求項４０〜４３のいずれかのシステムにおいて、
光周波数幅ＦＳＲを分割するチップ数Ｖは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する任意の整数ＳｉとＱｉとに、整数２を乗じた値２Ｓｉ・Ｑｉであり、関数Ｃｉ（ｆ）は連続するＳｉ個のチップを光強度１とし、それに続くＳｉ個のチップを光強度０とすることをＱｉ回繰り返す、又はその光強度を１とする連続Ｓｉ個のチップの光周波数位置を、所定値づつ順次移動した関数であることを特徴とする光通信システム。
【請求項４５】請求項４０〜４３のいずれかのシステムにおいて、
光受信装置は、
光符号信号の符号を構成するチップ毎に受信光信号をろ波手段により分波し、
これら分波した各光チップの光強度をチップ毎にチップ強度信号として強度検出器で検出し、
入力受信光信号の伝送路における到着時間が異なる光チップの時間と対応し、これらが同一到着時間となるような遅延を対応チップ強度信号に遅延時間付加器で与え、これら到着時間が同一とされたチップ強度信号中の、関数Ｃｉ（ｆ）が１に相当するチップの出力の総和から関数（１−Ｃｉ（ｆ））が１に相当するチップ強度信号の総和を強度差検出器で減じて上記第１差信号を得る装置であることを特徴とする光通信システム。
【請求項４６】所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの光周波数幅ＦＳＲを、自然数Ｍと３以上の整数Ｕで除した単位光周波数幅をチップ幅とし、ＭＵ＝Ｖのチップに対応する光周波数の光信号を出力する複数の光源と、
光源を駆動する駆動信号を発生する駆動信号発生器と、
上記複数の光源の出力光を合成して光符号信号として出力する光合成器と、
複数の光源と駆動信号発生器又は光合成器との間に挿入され、ｉ番目の２値データ系列の各データにより制御され、上記光符号信号として、その光強度周波数特性が、ｉ番目の符号関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方とする符号変調手段とを具備する光送信装置。
ここで光周波数幅ＦＳＲは所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、各符号の関数中の繰り返し周期ＰＦＲｉの公倍数の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１からこの関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数であり、
関数Ｃｉ（ｆ）と、反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立する。
【請求項４７】請求項４６の装置において、
互いに異なる関数の光強度周波数特性の光符号信号をそれぞれ生成出力するＮ組の光源と駆動信号発生器と符号変調手段と、Ｎは２以上の整数であり、
上記Ｎ組の光符号信号を合成して送信する合成器とを備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項４８】請求項４６又は４７の装置において、
関数Ｃｉ（ｆ）及び関数Ｃｊ（ｆ）はそれぞれ“１”のチップと“−１”のチップとよりなることを特徴とする光送信装置。
【請求項４９】請求項４６又は４７の装置において、
各符号変調手段は、それぞれその符号変調手段に決められた符号関数の光強度周波数特性の第１光符号信号を生成する第１変調部と、第１変調部の関数の反転関数の光強度周波数特性の第２光符号信号を生成する第２変調部と、入力された２値データの一方で第１光符号信号及び第２光符号信号との少なくとも一方を、２値データの他方で上記第１光符号信号及び第２光符号信号の少なくとも他方を出力する切替器を備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項５０】請求項４６の装置において、
Ｃｉ（ｆ）の周期ＰＦＲｉのチップ数ＰｉはＣｉ（ｆ）と対応する整数ＮｉでＦＳＲのチップ数Ｖを除した光周波数幅のチップ数であり、
チップ数Ｖ以下の任意のチップ数を、関数Ｃｉ（ｆ）の繰り返し周期のチップ数Ｐｉで除した剰余をΔｆとし、２π（Δｆ／Ｐｉ）を関数Ｃｊ（ｆ）に対する位相差とし、
ｉ番目符号関数Ｃｉ（ｆ）に対し、上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）での関数をＣｉ′（ｆ）（＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ））とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
上記符号変調手段による制御は、光符号信号としてその光強度周波数特性が送信しうる各Δｆの値に対応する関数Ｃｉ′（ｆ）となる制御であり、
上記２値データ系列の各データごとに、その値に応じたΔｆの値の関数Ｃｉ′（ｆ）の光強度周波数特性をもつ光符号信号を、上記光符号信号として少なくとも光周波数幅ＦＳＲだけ送信する装置であり、
上記２値データ系列について、上記関係条件を満たす符号関数について、データごとにその値に応じた、位相Δｆのみが異なる関数の一つを光強度周波数特性とした光符号信号を生成する符号変調部と、
これら符号変調部より光符号信号を合成して光符号信号として出力する合成器とを備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項５１】請求項４６の装置において、
Ｃｉ（ｆ）の周期ＰＦＲｉのチップ数Ｐｉは関数Ｃｉ（ｆ）と対応する整数Ｎｉで光周波数幅ＦＳＲのチップ数Ｖを除した光周波数幅のチップ数であり、
Ｖ以下のチップ数を関数Ｃｉ（ｆ）の繰り返し周期ＰＦＲｉのチップ数Ｐｉで除した剰余をΔｆとし、２π（Δｆ／Ｐｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
ｉ番目符号関数Ｃｉ（ｆ）に対し、上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）での関数をＣｉ′（ｆ）（＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ））とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
位相差をπ／２とし、
上記符号変調手段は、ｉ番目符号に対応する関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ）の少なくとも一方を光周波数特性とする第１光信号に加えてＣｉ′（ｆ）及び（１−Ｃｉ′（ｆ））の少なくとも一方又はＣｊ（ｆ）及び（１−Ｃｊ（ｆ））の少なくとも一方を光強度特性とした第２光信号で生成する手段であり、
入力２値データ系列を第１分離データ系列と第２分離データ系列に分離する系列変換部と、
第１分離データ系列の各データごとにその値に応じて上記光強度周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）又は（１−Ｃｉ（ｆ））の第１光信号を生成する第１変調部と、
第２分離データ系列の各データごとにその値に応じた関数Ｃｉ′（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ′（ｆ））の少なくとも一方又は関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））の少なくとも一方を光強度周波数特性とした第２光信号を生成する第２変調部と、
第１光信号と第２光信号を合成して上記光符号信号として出力する合成器とを備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項５２】請求項５１の装置において、
系列変換部は入力２値データ系列を第１，第２，第３及び第４分離データ系列に分離する変換部であり、
上記第１光信号及び第２光信号をそれぞれ、第３分離データ系列及び第４分離データ系列の各データごとにその値にそれぞれ応じた光強度とする第３変調部及び第４変調部とを備え、
上記合成器は上記値に応じた光強度をそれぞれもつ第１光信号と第２光信号とを合成する合成器であることを特徴とする光送信装置。
【請求項５３】請求項５０〜５２のいずれかの装置において、
光周波数幅ＦＳＲで分割するチップ数Ｖは関数Ｃｉ（ｆ）に対応する任意の整数ＳｉとＱｉとに、整数２を乗じた値２Ｓｉ・Ｑｉであり、関数Ｃｉ（ｆ）は連続するＳｉ個のチップを光強度１とし、それに続くＳｉ個のチップを光強度０とすることをＱｉ回繰り返す、又はその光強度を１とする連続Ｓｉ個のチップの光周波数位置を所定値ずつ順次移動した関数であることを特徴とする光送信装置。


【手続補正００２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【書類名】明細書
【技術分野】
【０００１】  この発明は複数のデータ系列を異なる光符号により分離できるように多重化する光符号多重（ＯＣＤＭ，Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）や、４相位相変調（ＱＰＳＫ，ＱＵＡＤＲＡＴＵＲＥ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）あるいは直交振幅変調（ＱＡＭ，Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）技術を光通信に適用した光通信システムとそのシステムに使用される光送信装置及び光受信装置、反射型光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  複数の収容局を光ファイバを介して中央局に収容する１対多接続網ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）において、各収容局に互いに直交関係にある擬似ランダム拡散符号を割当て、各収容局では割当てられた拡散符号に応じ光信号を変調して送信し、これら光変調信号を中央局で多重化して更に遠方に送信することが提案されている。その各拡散符号により光周波数領域の光周波数符号化する従来技術を以下に説明する。
図１にその光符号多重光通信システムにおける１チャネルについて構成と光周波数符号化（波長符号化）を模式的に示す。送信側では光源１０からの波長が広帯域な光信号２０が符号器１１に入射され、その入射光信号は符号器１１の選択波長３１の波長成分のみが通過波長光２１として切り出されて波長符号化される。この符号化された通過波長光２１は光ファイバ１３を通じて受信側の復号器１２へ伝送される。通過波長光２１は復号器１２で対応する符号器１１からの符号のみが復号器の選択波長３２により通過波長光２２として通過して復号される。
【０００３】  一方図１（ｃ）に示すように、復号器１２の復号符号と対応しない拡散符号の符号器からの通過波長光は、例えばその選択波長３１′により通過波長光２１′となり、この通過波長光は復号器１２の選択波長３２によっては符号中の全てのチップ（光周波数又は波長）は通過せず、通過するものがあっても一部のみであって、適正な光信号と
【手続補正００３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【非特許文献１】大柴小枝子他著２００２年電子情報通信学会総合大会Ｂ−１０−８０「データレート拡張型時間拡散／波長ホップ光符号分割多重の実験検討」
【非特許文献２】Ｔ．Ｐｆｅｉｆｆｅｒ他著，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ｖｏｌ．３３  Ｎｏ．２５  ｐｐ  ２４４１−２４４２，１９９７，“Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｆｏｒ  ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ａｃｃｅｓｓ  ａｐｐｌｙｉｎｇ  ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｃｏｄｉｎｇ  ｏｆ  ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｓｏｕｒｃｅｓ”
【非特許文献３】今井健之他著「反射型ＳＯＡによるＷＤＮ−ＰＯＮシステム用端末のインターオペラビリティ」２００３年電子情報通信学会通信ソサエティ大会Ｂ−１０−５０
【非特許文献４】成川聖他著「半導体光増幅器を用いた波長チャネルデータリライタのファイバ伝送特性」２００３年電子情報通信学会通信ソサエティ大会Ｂ−１０−５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  文献２や文献３に示す従来の技術は各データ系列に符号に相当する異なる周期で切り出した波長を割り当てるＯＣＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）であるが、各データ系列（チャネル）と対応する光符号には互いに直交性がないために、少ない周期を含む狭い光周波数幅での割当では互いに干渉を受けＳ／Ｎ（信号／雑音）が悪くなる。そこで例えば第１データ系列に割当てる光の周波数差をλ１、基準となる光周波数波長をλ０とすると、光周波数λ０〜λ０＋λ１の１周期だけでなく、多数の周期を含むλ０〜λ０＋２λ１、λ０〜λ０＋３λ１、…と複数の周期を含む広い光周波数幅で第１データ系列に割当て、第２データ系列に光周波数λ０〜λ０＋λ２の１周期だけではなく、多数の周期を含むλ０〜λ０＋２λ２、λ０〜λ０＋３λ２、…と複数の周期を含む広い光周波数幅で割当て、第３データ系列に光周波数λ０〜λ０＋λ３の１周期だけではなく、多数の周期を含むλ０〜λ０＋２λ３、λ０〜λ０＋３λ３、…と複数の周期を含む広い光周波数幅で割当て、以下同様に割当てる。このようにしてＳ／Ｎを向上させている。
【０００７】  このため、サイン関数の周期で切り出される波長数が少ない場合はチャネル光信号間干渉が無視できず、誤り率を劣化させることなく多くのデータ系列対応のチャネル光信号を多重することは困難である。従って、チャネル光信号間干渉を抑止するためには、波長幅を無限大として近似するに充分な数の波長で多重するために、光源
【手続補正００４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
の出射光の周波数を広帯域とする必要がある。広帯域光源を用いるために、伝送路の波長分散の影響による波形劣化、伝送帯域制限の問題が発生し、高速伝送ができない問題がある。また広い周波数幅の光を必要とするため、波長分散の影響で、送受信間の距離が長い場合は信号対雑音比が劣化する問題があった。更に、周期のみでチャネルを分離しているため、光源の出射光の周波数幅と、ろ波器で選択できる光周波数に限りがあり、最大のチャネル数が増やせない問題があった。
【０００８】  また従来の無線通信方法で実用化されている４相位相変調技術を光通信に適用し光周波数信号の光位相を変調信号（データ）に応じて制御しようとすると、μメートルオーダの光波長と比べて十分正確なオーダである数十分の１の数十ナノメートルオーダの精度で光の位相を制御することを実用化することは現在の所困難である。
また非特許文献３に示す光波長多重ＰＯＮでは収容局で中央局へデータを送信するために用いる光信号を、無変調の連続光として中央局から収容局へ送信している。従ってこの無変調連続光は中央局から収容局への伝送においては情報伝送に活用されていなく、それだけ情報伝送効率が悪いものとなる。非特許文献４に示す装置では、無変調連続光を中央局から送信しない点で情報伝送効率は非特許文献３に示す装置よりよいが、中央局で送信する下り光信号の消光比を悪くし、この消光比が悪い下り光信号を収容局で上り光信号として情報伝送に利用可能としている。このため、下り光信号の消光比が悪く、通信品質が劣化する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  この発明は第１面〜第３面があるが、いずれもｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））を用い、これらは以下の条件を満たす。
関数Ｃｉ（ｆ）はＣｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＰＦＲｉ）が成立する周期関数であり、関数Ｃｉ（ｆ）の関数値が０から１の値をとり、
光周波数幅ＦＳＲは所定の光周波数Ｆｓｔから所定の光周波数Ｆｌａまでの範囲において、各符号の関数の繰り返し周期の公倍数である符号長ＦＣＬの自然数倍の光周波数幅であり、
関数Ｃｉ（ｆ）の反転関数は、１からこの関数Ｃｉ（ｆ）を減じた関数（１−Ｃｉ（ｆ））であり、関数Ｃｉ（ｆ））と関数（１−Ｃｉ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
【手続補正００５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
∫ｄｆはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分であり、
関数Ｃｉ（ｆ）とｉ番目符号以外の任意のｊ番目符号の関数Ｃｊ（ｆ）及びこの関数Ｃｊ（ｆ）の反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））との間に
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆの関係が成立する。
【００１０】  この発明の第１面によれば光符号通信に適用され、送信側では２値データ系列の各データごとに、その値に応じたｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の少なくとも一方を、光強度周波数特性とした光符号信号を、少なくとも関数同士が直交する周期ＦＳＲ分生成送信し、
受信側では受信した光信号から、関数Ｃｉ（ｆ）に基づき光強度周波数特性がＣｉ（ｆ）の光信号の光強度と対応する第１強度信号と、
受信光信号から、反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））に基づき、光強度周波数特性が（１−Ｃｉ（ｆ））の光信号の光強度と対応する第２強度信号との差と対応した第１差信号からデータ系列を再生する。
【００１１】  この発明の第２面によれば擬似的に例えば直交位相変調を行うもので、
光周波数幅ＦＳＲ以下の任意の光周波数幅を、関数Ｃｉ（ｆ）の繰り返し周期ＰＦＲｉで除した剰余をΔｆとし、位相２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）を関数Ｃｉ（ｆ）に対する位相差とし、
上記剰余Δｆだけ異なる光周波数（ｆ＋Δｆ）でのｉ番目符号の関数Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）と等しい関数をＣｉ′（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）とし、
関数Ｃｉ′（ｆ）と関数Ｃｊ（ｆ）及びその反転関数（１−Ｃｊ′（ｆ））との間に
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）（１−Ｃｊ′）（ｆ））ｄｆの関係が成立し、
送信側では２値データ系列を複数の分離データ系列に分離し、その分離データ系列ごとの、互いに異なる符号の関数についてデータごとにその値に応じたその関数及びその反転関数の少なくとも一方を光強度周波数特性とした光信号とし、これら光信号を合成して光符号信号として送信し、
受信側では上記各分離データ系列と対応する関数及びその反転関数に基づき、これら各関数をそれぞれ光強度周波数特性とする光信号の光強度差をそれぞれ求め、それぞれ分離データ系列を再生する。
【００１２】  この発明の第３面によれば反射型光通信に適用され、少なくとも光周波数幅ＦＳＲ
【手続補正００６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
の光周波数帯で光強度周波数特性が関数Ｃｊ（ｆ）又は反転関数（１−Ｃｊ（ｆ））の受信光信号が入力され、その受信信号はろ波光周波数特性が関数Ｃｉ（ｆ）の符号器に入力されて光信号が出力され、ろ波光周波数特性が反転関数（１−Ｃｉ（ｆ））の反転符号器にも受信光信号が入力されて反転光信号が出力され、
入力２値データ系列の各データごとにその値に応じて光信号と反転光信号を選択合波して光符号信号として送信される。
【発明の効果】
【００１３】  この発明の第１面の構成によれば関数Ｃｉ（ｆ）が連続して繰り返され、Ｆｓｔ〜Ｆｌａ内の周波数範囲であれば任意の位置での光周波数幅ＦＳＲ分の光符号信号を送信すればよく、従って光送信装置の光源や符号器、光受信装置の復号器などの光周波数がドリフトしても受信側から送信光周波数を通知し、送信側で光周波数を調整する必要がない。しかも複数のデータ系列に対し、光符号信号の光強度周波数特性Ｃｉ（ｆ）を互いに直交させたものを用いることにより多くの光符号信号を光符号多重化することができ、その場合、いずれの光符号信号の光周波数幅はＦＳＲと同一値であればよく、光周波数幅を特に広くする必要はない。
【００１４】  この発明の第２面の構成によれば分離データ系列のデータごとに光強度周波数特性の関数を制御するものであるから、光周波数信号の光位相を変調する場合と比較して、変調する制御精度は著しく粗いものでよく、容易に実現することができる。
この発明の第３面の構成によれば上り光信号として送り返すための無変調下り光信号を送る必要がなく、しかも下り光信号と上り光信号の両光強度周波数特性関数が互いに直交化しているため下りデータがマークの場合もスペースの場合も、同一の光強度のマークあるいはスペースの上り光信号を出力することができ、下り光信号の消光比を悪くすることなく、通信品質を劣化するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】［図１］図１（ａ）は従来の光符号多重化方法のシステム構成を、図１（ｂ）及び図１（ｃ）はそれぞれ光源光波長、符号器の選択光波長、その透過光、復号器の選択光波長、その透過光の例を示す図である。
［図２］この発明の第１実施形態が適用される多重通信システム構成例を示し、図２（ａ）
【手続補正００７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
はその光送信装置、図２（ｂ）は光受信装置をそれぞれ示す図である。
［図３］この発明の第１実施形態が適用される他の多重通信システム構成例を示し、図３（ａ）は光送信装置、図３（ｂ）は光受信装置をそれぞれ示す図である。
［図４］この発明の第１実施形態が適用される通信システム構成例を示す図。
［図５］図５（ａ）は光源周波数のドリフトを、図５（ｂ）は符号化光周波数領域を、図５（ｃ）は復号化光周波数領域の例を示す図である。
［図６］図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）はそれぞれ実施例１における拡散符号の例を示す図である。
［図７］実施例１−２の符号器の構成例を示す図。
［図８］実施例１−２の復号器の構成例を示す図。
［図９］実施例１−２の符号器／復号器のろ波器の構成例を示す図。
［図１０］図１０（ａ）は１次のアダマール行列を示す図、図１０（ｂ）は２次のアダマール行列を示す図、図１０（ｃ）はアダマール行列の漸化式を示す図である。
［図１１］図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は実施例１−３に用いる２次のアダマール行列に対応する符号化符号（連結符号）の例を示す図である。
［図１２］実施例１−３の復号器の構成例を示す図。
［図１３］実施例１−３において図１３（ａ）は光源周波数ドリフトが生じない場合、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）はそれぞれ光源周波数ドリフトが生じた場合の光源光周波数、符号化光周波数領域、符号化光信号、復号化光周波数領域、復号ろ波光信号の例をそれぞれ示す図である。
［図１４］実施例１−３の符号器／復号器のろ波器の構成例を示す図。
［図１５］実施例１−３の復号器の他の構成例を示す図。
［図１６］実施例１−３の符号器／復号器のろ波器の他の構成例を示す図。
［図１７］実施例１−３の符号器／復号器のろ波器の更に他の構成例を示す図。
［図１８］実施例１−３の符号器／復号器のろ波器に用いる可変遅延線の例を示す図。
［図１９］実施例１−３の符号器／復号器のろ波器に用いる可変遅延線の他の例を示す図。
［図２０］実施例１−３における図２０（ａ）は符号化光周波数領域のドリフト無しの場合、図２
【手続補正００８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
０（ｂ）及び（ｃ）はドリフト有りの場合の各光源光周波数、符号化光周波数領域、符号化光信号、復号化光周波数領域、復号化信号の関係例を示す図である。
［図２１］実施例１−３の符号器／復号器のろ波器の更に他の構成例を示す図。
［図２２］実施例１−３の符号器の他の構成例を示す図。
［図２３］実施例１−３の復号器の更に他の構成例を示す図。
［図２４］実施例１−３の符号器の更に他の構成例を示す図。
［図２５］実施例１−３の復号器の更に他の構成例を示す図。
［図２６］実施例１−３の復号器の更に他の構成例を示す図。
［図２７］実施例１−３の復号器の更に他の構成例を示す図。
［図２８］実施形態１の符号器及び復号器の組み合わせ構成例を示す図。
［図２９］第１実施形態を適用することができる通信システム構成例を示す図。
［図３０］この発明の第２実施形態における実施例２−１を適用した通信システムの構成例を示す図。
［図３１］２個のデータと対応する位相と、三角関数の擬似搬送波との関係例を示し、図３１（ａ）は位相０、図３１（ｂ）は位相π／２、図３１（ｃ）は位相π、図３１（ｄ）は位相３π／２の場合の図である。
［図３２−１］実施例２−１における光源出力と、変調出力と、ろ波特性と、受信側のろ波出力と、検出強度との０相変調出力の場合の関係例を示す図。
［図３２−２］実施例２−１における光源出力と、変調出力と、ろ波特性と、受信側のろ波出力と、検出強度とのπ／２相変調出力の場合の例を示す図。
［図３２−３］実施例２−１における光源出力と、変調出力と、ろ波特性と、受信側のろ波出力と、検出強度とのπ相変調出力の場合の例を示す図。
［図３２−４］実施例２−１における光源出力と、変調出力と、ろ波特性と、受信側のろ波出力と、検出強度との３π／２相変調出力の場合の例を示す図。
［図３３］図３０中の位相変調部１３０の構成例を示す図。
［図３４］実施例２−２における光送信装置の構成例を示す図。
［図３５］図３５（ａ）は実施例２−３における光送信装置の構成例を示す図、図３５（ｂ）は図３５（ａ）中の変調器１３２の変形例を示す図である。
［図３６］図３６（ａ）はＱＰＳＫにおける座標上の信号点を示す図、図３６（ｂ）はデータ組と座標点と選択ろ波位相との関係を示す図である。
［図３７−１］実施例２−４を適用した通信システムにおける光送信装置の構成例を示す
【手続補正００９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
図。
［図３７−２］実施例２−４の光受信装置の構成例を示す図。
［図３８］図３８（ａ）はＱＡＭにおける座標上の信号点を示す図、図３８（ｂ）はデータ組と、選択位相及び強度と、比較器２４１及び２４２の各出力との関係を示す図。
［図３９］実施例２−４における光送信装置の他の構成例を示す図。
［図４０］実施例２−５を適用した通信システムの構成例を示す図。
［図４１］図４１は実施例２−５におけるろ波特性の例を示し、図４１（ａ）、図４１（ｂ）、図４１（ｃ）、図４１（ｄ）はそれぞれ位相０、位相π／２、位相π、位相３π／２の各場合の図である。
［図４２−１］実施例２−５における光源出力と、変調出力と、ろ波特性と、受信側のろ波出力と、検出強度との０相変調出力の場合の関係例を示す図。
［図４２−２］実施例２−５における光源出力と、変調出力と、ろ波特性と、受信側のろ波出力と、検出強度とのπ／２相変調出力の場合の例を示す図。
［図４２−３］実施例２−５における光源出力と、変調出力と、ろ波特性と、受信側のろ波出力と、検出強度とのπ相変調出力の場合の例を示す図。
［図４２−４］実施例２−５における光源出力と、変調出力と、ろ波特性と、受信側のろ波出力と、検出強度との３π／２相変調出力の場合の例を示す図。
［図４３］図４３（ａ）に実施例２−５におけるチップ数Ｌ＝２４、Ｐ＝４、ｎ＝１、Ｓ＝６の場合の光周波数特性関数の例を示す図、図４３（ｂ）は図４３（ａ）の例に対しＳ＝３とした場合の例を示す図である。
［図４４］実施例２−５におけるチップ数Ｌと、位相シフト量Ｐと、約数Ｓと、Ｑとｎとの関係例を示し、図４４（ａ）はＰ＝０、図４４（ｂ）はＰ＝１、図４４（ｃ）はＰ＝２の各々の図である。
［図４５］実施例２−８の光送信装置の構成例を示す図。
［図４６］図４５中の各Ｓチップ光源の光チップの例を示す図。
［図４７］実施例２−９を適用した通信システムの構成例を示す図。
［図４８−１］実施例２−１１を適用した通信システムにおける光送信装置の構成例を示す図。
［図４８−２］実施例２−１１の光受信装置の構成例を示す図。
［図４９］この発明の第３実施形態における反射型光通信装置の実施例を示す機能構成図。
【手続補正０１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
［図５０］図５０（ａ）及び図５０（ｂ）はこの第３実施形態における光周波数特性をチップ関数とした例を示す図。
［図５１］図４９中の符号器４４０Ｍ及び４４０Ｓとしてチップ関数をもつ構成例を示す図。
［図５２］この第３実施形態の装置の他の実施例を示す機能構成図。
［図５３］この第３実施形態の装置で送信回路及び受信回路を並設した例を示す機能構成図。
［図５４］第３実施形態においてチップ関数の例を示す図。
［図５５］第３実施形態の反射型光通信装置と対向する光通信装置の例を示す機能構成図。
［図５６］第３実施形態で三角関数ろ波特性をもつ送信回路と受信回路を並設した例を示す機能構成図。
［図５７］図５３中の光合成器の他の例を示す機能構成図。
［図５８］第３実施形態で送信回路と受信回路を並設する他の例を示す機能構成図。
［図５９］実施例３−５における送信回路の後に受信回路を縦続した例を示す機能構成図。
［図６０］実施例３−４における送信回路の後に受信回路を縦続した他の例を示す機能構成図。
［図６１］実施例３−５における受信回路の後に送信回路を縦続した例を示す機能構成図。
［図６２］実施例３−５における受信回路の後に送信回路を縦続した他の例を示す機能構成図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  以下この発明の実施形態を図面を参照して説明するが、以下の説明において対応する部分には図面に同一参照番号を付けて重複説明は省略する。
第１実施形態（光符号多重）
この発明の第１実施形態は光符号多重化を可能としたものであるが、光多重化しない、つまり１つのデータ系列の光通信にも適用できるが、この項の表題は他の実施形態と区別し易いように括弧書きで（光符号多重）を付け加えた。
まずこの発明を適用できる送信側装置及び受信側装置の例を説明する。図２（ａ）に
【手続補正０１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この第１実施形態が適用される光送信側装置の例を示す。ｎ＝１，２，…，Ｎ（Ｎは２以上の整数）とし、光源１０ｎと符号器１１ｎの組は光ファイバ１４ｎを通じて合波器１５に接続される。各符号器１１ｎにはデータ系列Ｄｎが入力され、データ系列Ｄｎが符号器１１ｎで光符号信号に符号化され、光ファイバ１４ｎを通じて合波器１５へ入力され、他の光符号信号と合成され、合波器１５から光符号多重化信号が出力される。図２（ａ）に示す例では合波器１５と各符号器１１１，…，１１Ｎとが離れ、かつこれら合波器と符号器との間の距離が互いに異っていてもよい場合である。
【００１７】  図３（ａ）に示すように符号器１１１，…，１１Ｎと合波器１５は同一個所に設けられ、符号器１１１，…，１１Ｎに対し、光源１０が共通に設けられていてもよい。図２（ａ）に示す構成のものと、図３（ａ）に示す構成のものとが組み合わされたものでもよい。
光受信側装置は図２（ｂ）に示すように、分配器１６に入力された光符号多重化信号はＮ個の光信号に分配され、それぞれ光ファイバ１８１，…，１８Ｎを通じて復号器１２１，…，１２Ｎに入力され、各データ系列Ｄ１，…，ＤＮが分離復号される。分配器１６と復号器１２１，…，１２Ｎとが離れ、その距離は互いに異なっていてもよい。図３（ｂ）に示すように分配器１６と復号器１２１，…，１２Ｎが同一個所に設けられていてもよく、図２（ｂ）に示す構成のものと、図３（ｂ）に示す構成のものとが組み合わされたものでもよい。
［実施例１−１］
第１実施形態の原理を実施例１−１に示し、これを適用できる１系統の通信システムを図４に示す。この実施例１−１は、従来の光通信システムと同様に光源１０、符号器１１、復号器１２、光伝送路（光ファイバ）１３を具備し、更に、光伝送路の周波数分散により周波数に依存する伝播遅延時間に違いが存在するので、光符号信号を構成する各周波数成分の送受信間での遅延時間が同一となるように平準化して補償する分散補償器１７をこの実施例１−１では具備している。この分散補償器１７の補償対象とする光周波数帯域は少なくとも光符号信号として用いられる光周波数帯域よりも広い。
【００１８】  光源１０は、少なくとも符号器１１の符号化対象光周波数領域（光周波数Ｆｓｔ〜Ｆｌａ）でこの例では少なくとも符号長ＦＣＬ（後で述べるＰＦＲｉの公倍数）に相当する光周波数幅ＦＳＲの光信号を出力する。つまりこの例ではＦＣＬ＝ＦＳＲである。
光源１０からの光信号２０は、符号器１１により光周波数領域で光符号信号に符号化
【手続補正０１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
される。この実施例１−１で用いられる符号器１１は、従来の光通信システムにおける符号器と異なり、光通信システムにおいて用いる全ての符号化符号（符号語）の符号長ＦＣＬが等しい光符号信号を、光周波数領域で生成する。前記光周波数領域での光符号信号は次の性質をもつものである。第ｎ光符号信号の強度は光周波数ｆの関数（符号化符号ともいう）Ｃｎ（ｆ）であって、この関数値Ｃｎ（ｆ）は０から１の値であり、符号器１１の符号化対象光周波数領域Ｆｓｔ〜Ｆｌａにおける任意の符号長ＦＣＬ（この例ではＦＳＲ）の区間での関数値Ｃｎ（ｆ）の積分値は、ＦＳＲを２で除した値であり、符号器１１ｎにおける光透過率の光周波数特性はその符号化対象周波数領域Ｆｓｔ〜Ｆｌａにおいて、一般には同一の関数Ｃｎ（ｆ）が符号長ＦＣＬの周期で繰り返す。また、次式が成り立つ。
【００１９】  Ｃｎ（ｆ）＝Ｃｎ（ｆ＋ＦＣＬ）    ｎ＝１，…，Ｎ      （１）
∫Ｃｎ（ｆ）＝ＦＣＬ／２                                    （２）
なお以下では光強度の光周波数特性関数がＣｎ（ｆ）の光符号信号もＣｎ（ｆ）と表記する、つまりＣｎ（ｆ）は光強度周波数特性関数、第ｎ符号化符号又は第ｎ光符号信号を表わす。また用語「第ｎ（光符号信号）は他の実施形態における用語「ｎ番目（光符号信号）」と対応し、更に表記「（関数又は符号化符号）Ｃｎ（ｆ）」は他の実施形態における「（光周波数特性関数又は符号）Ｃｎ（ｆ）」と対応する。
【００２０】  符号器１１で生成された光符号信号を復号する復号器１２は、この実施例１−１では、第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）に対し、復号器１２ｎは１周期が符号長ＦＣＬと等しい関数（復号化符号ともいう）Ｄｎ（ｆ）を、その復号化対象光周波数領域で連続して繰り返すものであり、Ｄｎ（ｆ）は次式で表される。
Ｄｎ（ｆ）＝Ｃｎ（ｆ）  −  Ｃｎ′（ｆ）                        （３）
ここで、Ｃｎ’（ｆ）は、第ｎ符号化符号Ｃｎ（ｆ）の光強度の大小を反転したものであり、その関数値Ｃｎ’（ｆ）は関数値Ｃｎ（ｆ）の反転値であり、次式の関係が成り立つ。
【００２１】  Ｃｎ（ｆ）＋Ｃｎ′（ｆ）＝１                          （４）
第ｎ光符号信号の光周波数ｆでの値Ｃｎ（ｆ）と、第ｎ光符号信号を復号する復号器の復号化符号Ｄｎ（ｆ）との内積を、符号器の符号化光周波数領域と復号器の復号化光周波数領域に含まれる光源の光周波数幅ＦＳＲ（この例ではＦＣＬ＝ＦＳＲ）分の連続する光周波数領域にわたり光周波数ｆに関し積分した値が、零でない有限値ＦＳＲ／４であり、次式の関係が成り立つ。
【手続補正０１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
∫Ｃｎ（ｆ）・Ｄｎ（ｆ）ｄｆ＝ＦＳＲ／４                        （５）
なお、式（５）の積分は光源の光周波数幅ＦＳＲで行う。ＦＳＲは周期ＦＣＬの丁度自然数倍であるが、この実施例ではＦＳＲ＝ＦＣＬである。
【００２２】  第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）と、第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）以外の第ｍ光符号信号Ｃｍ（ｆ）（ｍ＝１，…，Ｎかつｍ＝ｎを除く）を復号する復号器１２ｎの復号化符号Ｄｍ（ｆ）との内積を、符号器の符号化光周波数領域とその復号器の復号化光周波数領域に含まれる光源光周波数幅ＦＳＲ分の連続する周波数領域にわたり積分した値が零であり、次式の関係が成り立つ。
∫Ｃｎ（ｆ）・Ｄｍ（ｆ）ｄｆ＝０    ｍ≠ｎ，ｍ＝１，…，Ｎ      （６）
図２及び図３に示したように多重化するデータ系列は複数個Ｎであり、これら第１，…，第Ｎデータ系列に第１，…，第Ｎ符号化符号が割り当てられ、第１，…，第Ｎ符号化符号の符号長ＦＣＬは互いに等しい値とする。符号器１１ｎの符号化対象光周波数領域を光符号信号の符号長ＦＣＬより大とし、通常は符号器１１ｎで第ｎデータ系列のデータに応じて、光源から入力された符号長ＦＣＬの自然数倍の光周波数幅、この例ではＦＳＲの光信号を、光周波数領域で符号化した光符号信号Ｃｎ（ｆ）を生成出力する。例えばデータが“１”（マーク）の時に光符号信号Ｃｎ（ｆ）が１符号長分出力され、データが“０”（スペース）の時は光符号信号Ｃｎ（ｆ）は出力されない。なおマーク、スペースは２種類の変調単位信号の一方と他方に対応する。
【００２３】  Ｎ個のデータ系列が光符号信号が多重化された光信号から第ｎデータ系列を復号する復号器１２ｎでは式（３）、式（５）から理解されるように入力された光符号多重化信号と第ｎ符号信号Ｃｎ（ｆ）及びその反転光符号信号Ｃｎ′（ｆ）との各内積の積分をそれぞれとり、これら積分値の差をとり、その差が所定値以上であれば復号データとして“１”を出力し、所定値以上でなければ復号データとして“０”を出力する。
このようにこの実施例１−１では、データ系列ごとに異なる波長周期を用いた従来例と異なり、全光符号信号が互いに直交する光周波数幅を符号長ＦＣＬの自然数倍の光周波数ＦＳＲ（ＦＣＬ＝ＦＳＲ）、符号器１１ｎの透過率の光周波数特性はその符号化対象光周波数領域Ｆｓｔ〜Ｆｌａ内でＣｎ（ｆ）が連続して繰り返され、復号器１２ｎの透過率の光周波数特性もその復号化対象
【手続補正０１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
光周波数領域Ｆｓｔ〜Ｆｌａ内でＤｎ（ｆ）が連続して繰り返されるものであるため、各光符号信号は式（５）と式（６）で示される性質が保たれ、その積分の光周波数上の位置を変更しても、各光符号信号の復号器での内積の積分値は変化しない。従って、この実施例１−１では、符号で符号化される光源の光周波数幅ＦＳＲが一定であり、その光周波数が符号器の符号化光周波数領域と復号器の復号化光周波数領域に含まれるならば、光源の光周波数変化によって、対応する符号器による光符号信号は復号器で同一の入力強度の光符号信号として受信し、この復号器と対応しない他の光符号信号による干渉は増加しない。例えば図５（ａ）に示すように光源１０よりの出力光信号の光周波数はｆＬ１〜ｆＬ２＝ＦＳＲであり、この光周波数幅は全符号が繰り返す光符号長ＦＣＬの自然数倍であり、（この実施例は自然数として１を選択した例である。）この光周波数幅ｆＬ１〜ｆＬ２は図５（ｂ），（ｃ）にそれぞれ示す符号器１１ｎの符号化光周波数領域、復号器１２ｎの復号化光周波数領域にそれぞれ含まれている。従って光源１０の出力光の光周波数がドリフトにより、例えば破線で示すようにずれても、これが符号化光周波数領域及び復号化光周波数領域内であれば、この光周波数がドリフトした光符号信号に対する復号化は、入力光符号多重化信号と復号化符号Ｄｎ（ｆ）との内積を、光源の光周波数幅に相当するＦＳＲ（この例では符号長ＦＣＬに等しい）で積分して行われ、かつ式（１）及び（２）の関係があるから、ドリフト前と同一復号結果が得られ、また干渉の増加もない。同様に符号化光周波数領域及び復号化光周波数領域がドリフトによりずれても、良好な復号が行われる。この合波器１５（図２、図３参照）により生成された光符号多重化信号を伝送する光ファイバの光伝送帯域は光源の光周波数幅ＦＳＲより、光源の光周波数変動を十分カバーする程度大であればよい。前記符号化光周波数領域及び前記復号化光周波数領域も前記光伝送帯域と同一とすればよい。つまりこの第１実施形態では符号同士が直交しているので、光源の光周波数幅ＦＳＲは全符号の符号長ＦＣＬと同一でよく、その場合光ファイバで伝送に要する光周波数幅は、符号長ＦＣＬに光源の光周波数変動分を加えた光周波数幅でよい。
【００２４】  このため、文献２に示す従来技術では拡散符号同士が互いに直交しない関係にある光源周波数にて適用するものであり、符号間干渉を打ち消す必要上、サイン関数光を充分多数周期分取り出すための広帯域な光源を必要としたが、この実施例１−１ではそのように広帯
【手続補正０１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
域の光源は不要となり、光源１０出射光は、同一の符号長ＦＣＬと対応した光周波数幅（周期幅）だけあればよく、伝送周波数（波長）帯域幅がそれだけ狭くて済み、光伝送路の波長分散の影響による波形劣化、伝送帯域制限の問題を抑止することができる。
更に、分散補償器１７を設けることにより伝送距離の違いによる符号間の直交性の崩れも軽減することができる。
【００２５】  以上示したように、この実施例１−１では、符号器の符号化対象の光周波数領域が光符号信号の符号長ＦＣＬより大きな光周波数幅であり、式（１）から式（６）で示す特性を有する光符号信号を用い、且つ分散補償器１７を、例えば図２（ｂ）中に破線で示すように復号器の直前、あるいは図２（ｂ）中に破線で示すように符号器の直後に具備することで、符号器と復号器間の距離によらず、光源の出力信号光周波数が符号器で符号化対象とする光周波数範囲で変化した場合に、光源の出力光信号の光周波数幅が変化しなければ、対応する符号器の出力光符号信号は復号器で同一の入力強度の光符号信号として受信し、この復号器と対応しない他の光符号信号による干渉は増加しないため、光源の出力信号光周波数は所定の絶対周波数からの変動を許容し、光源の出力信号光周波数の校正を不要とすることができる。
［実施例１−２］
この第１実施形態の実施例１−２は実施例１−１を具体化し、符号化関数Ｃ（ｆ）として三角関数を用いる例である。この実施例１−２では、可能な限り小さなａの値（正整数）を用いかつ同一のａ値でｒ′個の符号を生成する場合に、ａは１から最大符号数（最大収容符号器数）Ｎを２で除した値Ｎ／２までの整数値をとり、ｒを２の剰余である０又は１とした場合に、第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）として次式で表せるものを用いる。
【００２６】  Ｃｎ（ｆ）＝（１＋ｃｏｓ（２・π・ａ・ｆ／ＦＣＬ＋ｒ・π／２））／２  （７）
この光符号信号関数値Ｃｎ（ｆ）は０から１の値であり、符号器１１ｎの符号化対象光周波数における任意の光源光周波数幅ＦＳＲ（この例ではＦＳＲ＝ＦＣＬ）の区間の積分値はＦＳＲ／２であり、符号器１１ｎは符号化対象とする光周波数領域において、光透過特性が関数値Ｃｎ（ｆ）を、その符号長ＦＣＬの周期で繰り返し、実施例１−１における式（１）と式（２）を満たす。
【手続補正０１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【００２７】  この実施例１−２の光符号信号Ｃｎ（ｆ）の例を図６に示す。図６の横軸は、符号長ＦＣＬで規格化した光周波数、縦軸は強度であり、図６（ａ），図６（ｂ），図６（ｃ）はそれぞれａ＝１，２，３に対応し、点線がｒ＝０、実線がｒ＝１に対応する光符号信号である。この光符号信号Ｃｎ（ｆ）はＣｎ（ｆ）＝０以外では各チップと対応する単一周波数光信号がその配列順にアナログ的に変化する強度をもち、従来の図１に示したチップ対応に“１”か“０”の単一周波数光信号をもつ拡散符号とは異なる。
第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）を復号化する復号器１２ｎの復号化符号Ｄｎ（ｆ）は次式で表されるものを用いる。
【００２８】Ｄｎ（ｆ）＝（１＋ｃｏｓ（２・π・ａ・ｆ／ＦＣＬ＋ｒ・π／２））−１  （８）
第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）と第ｎ光符号信号を復号化する第ｎ復号化符号Ｄｎ（ｆ）との内積を、符号器の符号化光周波数領域と復号器の復号化光周波数領域に含まれる光源光周波数幅ＦＳＲ分の連続する周波数領域にわたり積分した値が零でない有限値ＦＳＲ／４となり、第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）と、第ｎ光符号信号以外の第ｍ光符号信号を復号化する復号器の復号化符号Ｄｍ（ｆ）との内積を符号器の符号化光周波数領域と復号器の復号化光周波数領域に含まれる光源光周波数幅ＦＳＲ分の連続する周波数領域にわたり積分した値が零であり、実施例１−１における式（５）と（６）を満たす。
【００２９】  この実施例１−２に用いられる符号器１１ｎの構成例を図７に示す。光入力を、光路長の異なる２組の方路４１，４２と、これらと光結合され、入力された各光を２組の方路に合分波する２組のカプラ４３，４４とからなるマッハツエンダ干渉計が符号器１１ｎとして用いられる。カプラ４３の入力ポートの一方に入力された光は２つの出力ポートよりそれぞれ方路４１，４２に入力される。カプラ４４の一方の出力ポートには方路４１と４２の光路長差で決る光周波数と所定の周波数間隔の整数倍だけその光周波数から離れた光周波数成分の光が主として出力され、他方の出力ポートから他の光周波数成分が主として出力される。この光周波数の選択特性はオンオフ的ではなく、なだらかな特性であるため、例えば図５（ａ）では選択光周波数（規格化された）がｆ１とされた場合であり、選択光周波数ｆ１で強度が１の余弦波状の光出力となる。
【手続補正０１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
異なり、符号間干渉を十分無視できるだけの多周期にわたる光を出力する光源を必要とせず、つまり光源よりの出力光の光周波数帯域幅は特に広くする必要がなく、伝送帯域は光源の光周波数幅ＦＳＲより、光源の光周波数変動分をカバーする程度広ければよく、それ程広くする必要がないため伝送路の波長分散の影響による波形劣化、伝送帯域制限の問題を抑止することができる。
【００３２】  また、この実施例１−２では、関数の周期、つまり式（７）中のａの変更に加えて、光符号信号の光周波数軸上での開始位置における位相をπ／２変化させる、つまり式（７）中のｒを０又は１に変化させることで、単なる周期（ａ）のみを変更して符号化する場合に比べて倍の符号化符号数を実現することができる。
［実施例１−２の変形例］
実施例１−２として前述したものではデータ系列中のデータ“１”（マーク）の時のみ光符号信号を出力したが、データ“０”（スペース）時にも光符号信号を出力してもよい。つまり、第ｎデータ系列中のデータ“１”（マーク）で第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）を出力し、データ“０”（スペース）で第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）の反転光符号信号Ｃｎ′（ｆ）を出力する。このための符号器１１ｎとしては図７中に出力側カプラ４４の後段に破線で示すように切替器４５を設け、これに出力ＡとＢを入力し、切替器４５をデータ系列Ｄｎの各データで制御してデータが“１”（マーク）のときは出力Ａを出力し、“０”（スペース）のときは出力Ｂを出力して、ノンリターンツウゼロの光変調信号とする。
【００３３】この実施例では光符号信号は、マークのときに式（９）と（１０）が成り立ち
∫Ｃｎ（ｆ）  Ｄｎ（ｆ）＝ＦＳＲ／４          （９）
∫Ｃｎ（ｆ）  Ｄｍ（ｆ）＝０                （１０）
スペースのときに式（１１）と（１２）が成り立つ。この例もＦＣＬ＝ＦＳＲである。
∫Ｃｎ′（ｆ）  Ｄｎ（ｆ）＝−ＦＳＲ／４    （１１）
∫Ｃｎ′（ｆ）  Ｄｍ（ｆ）＝０              （１２）
この実施例においても積分は光源の光周波数幅ＦＳＲで行うが、その幅ＦＳＲが符号長ＦＣＬと等しい場合である。
【００３４】  従って、マークの光信号しか送らず、強度差検出器５７の出力がマークでＦＣＬ／４、スペースで０となる前記例と比べてマークとスペースの符号で２倍の（３Ｄｂ）大きな信
【手続補正０１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
号が強度差検出器５７の出力として得られる。従って信号対雑音比も３ｄＢ向上するため、それだけＦＳＲを小さくすることが可能となり、伝送路の波長分散の影響を軽減することができる。なお、図７中に破線で示すように、入力側カプラ４３の前段に切替器４５を設けて、入力光をカプラ４１の２つの入力ポートの一方と他方にデータＤｎのマークとスペースに応じて切替え入力し、出力側カプラ４４の一方の出力ポートのみから出力光を出力してもよい。またマーク（“１”）とスペース（“０”）の符号を入替えしても良い。つまりマーク（“１”）及びスペース（“０”）と光符号信号Ｃｎ（ｆ）及びＣｎ′（ｆ）との対応づけは任意でよい。
【００３５】  符号器１１ｎとしては、図９に示すように構成してもよい。ＬＮ変調器と同様に、電気光学効果を有する例えばＬｉＮｂＯ３結晶よりなるプレーナ光波回路基板４６上に２本の導波路４７，４８を構成し、これら導波路４７，４８の両端部の近くでこれらを互いに接近させてそれぞれカプラ４３，４４を構成し、電気光学効果を用いて電界による複屈折率変化により、これらカプラ４３，４４間の導波路４７，４８により構成される２組の方路４１，４２間に遅延差を与えるために、少なくとも一方の方路４１（又は４２）に電界を印加するための一対の電極４９を設ける。一対の電極４９間により方路（導波路）に印加する電圧は、各光符号信号Ｃｎ（ｆ）に対応した式（７）を満たす光周波数（波長）信号を符号器１１ｎにより選択出力するように調整される。
【００３６】  図９中に括弧書きで示すように、プレーナ光波回路基板上に方路５１，５２、カプラ５３，５４を構成して復号器１２ｎを、マッハツエンダ干渉計つまりろ波器として同様に構成できる。この場合は式（８）を満すように電極４９に印加する電圧を調整する。
この図９に示した構成とすることにより、電極４９に印加する電圧を変更して符号化符号Ｃｎ（ｆ）又は復号化符号Ｄｎ（ｆ）を変更することができ、符号化符号毎に異なる符号器／復号器の組を作成しなくて済むため、装置の製作コストを削減することができる。
また図９に示すように、温度が均質に変化する同一プレーナ光波回路基板４６上に２つ組の符号器１１ｎと１１ｍ（ｎ≠ｍ）とを構成し、これら符号器１１ｎと１１ｍにより、式（７）中のａの値が同じでｒの値が異なる第ｎ光符号信号Ｃｎ（ｆ）と、第ｍ光符号信号Ｃｍ（ｆ）を生成する。この二つの光符号信号Ｃｎ（ｆ），Ｃｍ（ｆ）は、同一光周波数特性でπ／２の
【手続補正０１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
位相差であるため、それぞれを符号化する符号器１１ｎと１１ｍが同期しないで温度変動すると、温度変化による屈折率及び光路長変化でろ波する光周波数がドリフトし、これら光符号信号Ｃｎ（ｆ）とＣｍ（ｆ）の相互相関値が劣化する。しかし図９に示す構成によれば符号器１１ｎと１１ｍが温度が均質に変化する同一のプレーナ光波回路基板上に実装されているため温度変動による相互相関値の劣化を抑止することができる。
［実施例１−３］
第１実施形態の実施例１−３は光符号信号を構成する各光周波数成分であるチップの強度が１又は０をとる。この実施例１−３を適用することができる通信システムの構成例は図４に示したものと同様でよい。
【００３７】  この実施例１−３における符号器１１ｎにより生成された光符号信号は実施例１−１及び１−２と同様に、第１〜第Ｎ光符号信号はその符号長が同一長ＦＣＬであり、かつ、互いに直交性がある。そのような光符号信号であり、更に次の性質をもつものである。符号長ＦＣＬの符号化符号Ｃｎ（ｆ）を連続して繰り返して連結した連結符号から符号長ＦＣＬ分の連続するチップを任意に抜き出したチップ列中の“１”のチップ数と“−１”のチップ数が均衡し（同一数）、かつ互いに異なる符号化符号からそれぞれ生成した互いに異なる連結符号から符号長ＦＣＬ分の連続するチップをそれぞれ任意に抜き出したチップ列間で、チップ配列の同一位置でチップの値が同時に“１”となる数と同時に“−１”となる数とが等しい。このようにチップで構成される符号の場合は、符号長は単位のない無名数の単なる数である。この符号長即ち符号を構成するチップの数とチップの光周波数幅の積が光周波数幅ＦＣＬに相当する。この点から先の実施例も含め、符号長は全符号が繰り返す光周波数幅ＦＣＬといえる。
【００３８】  このような符号は、例えばアダマール符号を用いて作ることができる、図１０（ａ）に１次のアダマール行列Ｈ１を、図１０（ｂ）に２次のアダマール行列Ｈ２を、図１０（ｃ）にアダマール行列の漸化式Ｈｎとをそれぞれ示す。アダマール符号は、アダマール行列の第１行以外の行を取り出し、０を１、１を−１に置き換えたものである。２次のアダマール行列の場合、アダマール符号は、行列の２行目の符号２［０１０１］、３行目の符号３［００１１］、４行目の符号４［０１１０］となる。これら符号２〜４をそれぞれ連続的に繰り返し連結させた各連結符号はそれぞれ［・・・０１０１０１０１０１０１・・・］，［・・・００１１００１１０
【手続補正０２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
０１１・・・］，［・・・０１１００１１００１１０・・・］となる。ここで、符号３の連結符号と符号４の連結符号は１チップ符号がシフ１した関係になるので、この実施例１−３では同一の符号化符号となるから、その一方のみを用いる。
【００３９】  符号器１１ｎではこのような連結符号の各チップ対応にその配列順に連続する光周波数を順次割り当て、入力光中の“１”のチップと対応する光周波数成分が選択出力されて符号化される。符号Ｃ１＝（０１０１）の連結符号と対応する符号器の選択光周波数は図１１（ａ）に示すようになり、符号Ｃ２＝（００１１）の連結符号と対応する符号器の選択光周波数は図１１（ｂ）に示すようになる。
符号器１１ｎとしては光源よりの符号長ＦＣＬの自然数倍又は連続する光周波数幅ＦＷ（＝ＦＳＲ）の入力光を入力し、従って符号化符号Ｃｎ（ｆ）の連結符号の各チップと対応して光周波数信号（成分）をろ波選択し、そのろ波選択された光周波数信号を第Ｎデータ系列と対応する光符号信号Ｃｎ（ｆ）として出力し、あるいは前記チップと対応する光周波数信号（成分）を第Ｎデータ系列のデータ“１”で出力し、“０”で断にして第Ｎデータ系列の光符号信号Ｃｎ（ｆ）としてもよい。このようにして符号化された各光符号信号は、前述した連結符号から任意に抜き出したチップ列のもつ性質を備え、互いに異なる光符号信号間の直交性が保たれる。
【００４０】  復号器１２ｎも、符号器１１ｎと同様に連結符号と対応して入力光の光周波数成分（信号）をろ波選択し、少なくとも復号化光周波数領域Ｆｓｔ〜Ｆｌａに相当する周波数幅を復号の対象とする。復号器１２ｎの構成例を図１２に示す。光符号多重化信号はスプリッタ６１によりろ波器６２ａとろ波器６２ｂに分配され、ろ波器６２ａにより対応する符号器１１ｎと同じ順番の光周波数信号すなわち同じチップに対応する光周波数信号がろ波選択され、ろ波器６２ｂにより、対応する符号器１１ｎの符号化符号を反転した符号と対応する光周波数信号、すなわち符号器１１ｎが選択しないチップに対応する光周波数信号がろ波選択される。ろ波器６２ａが選択した光周波数信号の光強度が検出器６３ａで、ろ波器６２ｂが選択した光周波数信号の光強度が検出器６３ｂでそれぞれ検出され、検出器６３ａの出力から検出器６３ｂの出力が強度差検出器６４で減算されて出力される。このようにして符号器１１ｎの出力する光の内から、少なくとも符号化符号を構成する連続するチップに相当する光符号信号が復号される。
【手続補正０２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【００４１】  実施例１−３によれば光源光周波数のドリフトに影響されないことを図１３を参照して説明する。光源波長のドリフトがない状態を図１３（ａ）に示す。光源から符号長ＦＣＬ連続する光源周波数幅ＦＷの光信号２０が出力され、符号化光周波数領域３１の符号器１１ｎにより光信号２０がそのチップ値が“１”と対応する光周波数信号がろ波選択（符号化）されて光符号信号２１が生成出力される。この光符号信号２１は、復号化光周波数領域３２の復号器１２ｎにより復号光２２としてろ波選択されて復号化される。
【００４２】  図１３（ｂ）に示すように、光源周波数がΔＦ１だけドリフトすると、符号器１１ｎにおいて符号化光周波数領域３１において光信号２０を符号化して出力する部分がΔＦ１だけ同一方向にシフトされ、光符号信号２１が出力され、また復号器１２ｎにおいて入力光多重化信号を復号する部分がΔＦ１だけ同一方向にシフトされて、復号光２２が出力される。
同様に図１３（ｃ）に示すように光源周波数のドリフトが大きくΔＦ２であっても、そのドリフトした光信号２０が、符号化光周波数領域３１内かつ復号化光周波数領域３２内であればそれぞれその領域内でΔＦ２だけシフトした部分で符号化及び復号化が行われ、何れの場合も、先に述べたように光符号信号２１は異なる光符号信号との直交関係が保持される。
【００４３】  なお光信号においてはその強度として負の成分はあり得ないから、チップ“−１”を“０”とすると、符号Ｃｎ（ｆ）と復号化符号Ｃｎ（ｆ）及びその反転符号（１−Ｃｎ（ｆ））との各内積を、それぞれ光源周波数ＦＷだけ光周波数ｆに関しての定積分した値は次式（１３）の関係が成立つことは容易に理解されよう。
∫Ｃｎ（ｆ）・Ｃｎ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｎ（ｆ）・（１−Ｃｎ（ｆ））ｄｆ  （１３）
［実施例１−３の符号器／復号器のろ波器例］
この実施例１−３で用いる光信号を連続的に符号化／復号化する符号器／復号器に用いるろ波器の例を以下に説明する。図１４にその一例を示す。結合率を任意に設定できる可変カプラ７１が遅延線７２を介して多段に接続され、各カプラ７１の２つの出力ポート中の遅延線７２が接続されていない出力ポートの光出力がそれぞれ位相シフタ７３を介して合成用カプラ７４にて集約されてろ波選択光出力信号として出力さ
【手続補正０２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
２ドリフトすると、光入力は光符号信号２１″のようにろ波符号化される。
【００５１】  光符号信号２１′，２１″のいずれも、その符号長はＦＣＬであり、従って、先に述べたように連結符号から連続するチップを光源周波数ＦＳＲ（図２０中ではＦＷと表現する）だけ切出したチップ列と、光符号信号２１′，２１″は同一の性質をもつものとなっている。そのため図２０（ｂ），（ｃ）にそれぞれ示すように復号器１２ｎで光符号信号２１′，２１″の各光周波数成分を選択した復号化符号信号２２′，２２″が得られ、良好に復号することができる。なお、復号化選択光周波数がドリフトした場合は、図１５を参照して説明した復号器１２ｎを用い、復号化選択光周波数をシフトして良好な復号を行うことができる。
【００５２】  以上述べたように実施例１−３によれば、光源周波数、符号化対象光周波数領域３１、復号化対象光周波数領域３２の一方または双方がドリフトしても光源よりの光信号の光周波数帯がこれら領域３１及び３２（復号化対象光周波数領域３２はそのシフト制御による領域を含む）内にあれば、復号器での入力光強度の劣化がなく、他の光符号信号との直交性も保持され、良好に復号することができる。
［実施例１−３の変形符号器、復号器］
実施例１−３の符号器１１ｎ及び復号器１２ｎのろ波器の他の例を図２１に示す。光入力はろ波器８４に入力され、このろ波器８４は符号化符号を構成する各チップの光周波数信号を異なるポートに出力し、かつ符号長に相当する光周波数だけ離れた光周波数信号を同一のポートに出力する。例えば符号化符号が４つのチップで構成され、そのチップ配列順に光周波数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４が順次割り当てられているとすると、ポート１には光周波数Ｆ１＋ｑＦＣＬ（ｑ＝０，１，２，…）の光信号が、ポート２，３及び４にはそれぞれＦ２＋ｑＦＣＬ，Ｆ３＋ｑＦＣＬ及びＦ４＋ｑＦＣＬの各光信号が出力される。このように連続する光周波数を繰り返し異なるポートに出力するろ波器としては、分岐する光周波数の光の数と各分岐光の光周波数の間隔との積及び同じポートに出力する光周波数の間隔（Ｆｒｅｅ  Ｓｐａｃｅ  Ｒａｎｇｅ）が符号長ＦＣＬに等しいアレー導波路格子形光合分波器（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いることができる。なお、ＡＷＧで定義されているＦｒｅｅ  Ｓｐａｃｅ  ＲａｎｇｅはＦＳＲと略されるが、この明細書で用いられている光周波数幅のＦＳＲとは異なり、この明細書でのＦＳＲに従えばＣ／ＦＣＬ（Ｃ：光速）と
【手続補正０２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
表される。
【００５３】  このろ波器８４の符号化符号の選択光周波数、つまり“１”のチップと対応する光周波数信号が出力されるポートを方路８５によりカプラ又は合波器８６ａに接続し、そのカプラ又は合波器８６ａの出力を出力Ａとして出力する。符号化符号の“−１”のチップに対応する光周波数信号、つまり非選択光周波数信号が出力されるポートを方路８７によりカプラ又は合波器８６ｂに接続して、そのカプラ又は合波器８６ｂの出力を出力Ｂとして出力する。図２１の例では図１１（ｂ）に示した符号化符号Ｃ２＝（００１１）についての方路接続を示している。Ｆ１＋ｑＦＣＬ，Ｆ２＋ｑＦＣＬを出力するポート１と２は方路８７に合波器８６ｂに、Ｆ３＋ｑＦＣＬ，Ｆ４＋ｑＦＣＬを出力するポート３，４は合波器８６ａにそれぞれ接続される。
【００５４】  その図２１に示した構成のろ波器によれば符号器１１ｎのろ波器として、また復号器１２ｎ中のろ波器として使用できることは容易に理解できる。
なお、符号器１１ｎとしてはカプラ又は合波器８６ａ，８６ｂの一方とそれに対する方路８５又は８７を省略しても良い。また、カプラ又は合波器８６ａ，８６ｂとしては、光周波数に関わらず光を分岐合波して分岐損が発生するカプラよりも、アレー導波路格子形光合分波器ＡＷＧを前記例とは逆に分波器ではなく合波器として用いた方が分岐損による光損失が軽減できる点でよい。このろ波器は図１４に示されたろ波器より構成部品が少ないため光損失が少ない利点がある。
【００５５】  符号器１１ｎとしては図２２に示すように構成することもできる。図２１中のろ波器８４と同様のものを用い、その各ポートを方路８９１，…，８９Ｅを通じて光を通過させるか否か選択するスイッチ９１１，…，９１Ｅ（Ｅは符号化符号を構成するチップ数）をそれぞれ通じて合波器９２に接続する。スイッチ９１１，…，９１Ｅ中の符号化符号のチップが“１”と対応するものはオンにし、“−１”に対応するものはオフとする。
ろ波器８４を用いて復号器を構成した例を図２３に示す。ろ波器８４の各ポートに接続された方路８９１，…，８９Ｅを合波器９２ａと合波器９２ｂのいずれかに切替接続する切替器９３１，…，９３Ｅを設け、切替器９３１，…，９３Ｅを、符号化符号の“１”のチップと対応するものは合波器９２ａに、“−１”のチップと対応するものは合波器９２ｂにそれぞれ接続する。合波器９２ａ，９２ｂの各出力は検出器６３ａ，６３ｂｂにそれぞれ供給され、その
【手続補正０２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
て出力する。この場合も図７を参照して説明したようにろ波器の出力側ではなく入力側に切替器４５を設けてもよい。また図７において破線の構成を付加した場合と同様に３ｄＢの利得が得られる。
【００６０】  図２８に示すように同一のプレーナ光波回路基板４６上に一組の符号器１１ｎと復号器１２ｍを実装する。これら符号器１１ｎの第ｎ符号化符号と復号器１２２ｍの第ｍ復号化符号は式（７）中のａの値が同じでｒの値が異なるものである。これら符号器１１ｎ及び復号器１２ｍの組を通信システムの一方の位置に設け、この通信相手となる通信システムの他方位置に符号器１１ｍ及び復号器１２ｎの組を設ける。その一方に位置する復号器、例えば１２ｍで受信する光符号信号の光周波数に合わせてその組のプレーナ光波回路基板の温度を図１５を参照して説明したように温度を調整する。符号器１１ｎと復号器１２ｍとが、温度が均質に変化する同一のプレーナ光波回路基板上に実装されているため、前記温度調整により、符号器１１ｎのろ波器の選択ろ波する光周波数が復号器１２ｍのろ波器の選択ろ波する光周波数と同期制御される。従って前記温度を調整することで温度を調整した側の符号器、この例では１１ｎから送出する第ｎ光符号信号の光周波数は温度を調整しない側の第ｍ復号化符号と相互相関値を低く調整することができる。図９を参照して述べたが、同一基板４６上に２つの符号器１１ｎと１１ｍを構成する場合と同様に、個別に温度変化が発生すると、相互相関値が劣化する光符号信号をそれぞれ符号化する符号器同士を、温度が均質に変化する同一のプレーナ光波回路基板上に実装するために相互相関値の劣化を抑止することができる。前記プレーナ光波回路基板の温度調整は符合器の透過光の強度を検出し、これに基づいて制御してもよい。この場合符号器として２値データの一方の値で光強度周波数特性が関数Ｃｍ（ｆ）の光信号を、他方の値で光強度周波数特性関数が（１−Ｃｍ（ｆ））の光信号をそれぞれ出力する二つの符号器を用いる場合は、両符号器の各透過光の強度の差に応じて前記温度調整をするとよい。更に、図９に示したものを用いる場合は１ユーザ（利用者）に２符号化符号を割り当てるために、システム全体として収容可能なユーザ数が半減する。しかし図２８に示す構成によれば、復号器と符号器の組合わせを用いるため、反射光による干渉が無い符号化符号を用いながら、システム全体として使用可能なユーザ数が半減することはない。なお、この実施例では実施例１
【手続補正０２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
−２で用いた符号化符号について示したが、この実施例は、実施例１−３のアダマール符号で互いにシフトした関係に有る光符号信号もチップのシフトが抑制できるので同様に適用することが出来る。
【００６１】  図２９に示すように複数収容局の装置と、これら収容局装置からの信号を伝達する複数の光ファイバ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃと、これら複数の光ファイバ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃからの信号を単一光ファイバ１３に集線する集線回路９９と、集線回路９９から単一光ファイバ１３を介して集線後の光信号を受ける中央局装置Ｃｓｔとからなる光通信システムが想定される。このような構成において、複数の光ファイバからの光信号を単一ファイバ１３に集線する集線回路９９に各収容局装置の符号器を配置する。つまりこの場合は図３（ａ）に示した構成となる。このようにして収容局装置と中央局装置との距離の違いによらず、全収容局装置からの光信号を同一の波長分散とすることができるため、各収容局装置に対応する各符号器からの光符号信号に対して同一の分散補償とすることができる。従って集線回路９９から中央局装置を接続する光ファイバ１３の光周波数に依存する遅延時間を平準化するように補償する単一の分散補償器で、全符号器からの光符号信号の分散補償ができる。また符号器を集中配置しているために全符号器の符号化特性光周波数の調整が一ヶ所で簡易にできる。
【００６２】  更にこれまでの説明は光源１０より光信号を符号器１１に入力して、符号器１１のその符号化符号Ｃｎ（ｆ）に応じた光ろ波周波数特性により、光周波数特性Ｃｎ（ｆ）を付与し、これに対しマーク、スペースに応じて断続させて第ｎ光符号信号を生成したが、第２実施形態の実施例２−８で説明するように、符号化符号を構成する各チップと対応する、例えば単１光周波数の光信号を出力するチップ光源を設け、これらチップ光源を、符号化符号Ｃｎ（ｆ）を構成するチップ中の１と対応するチップ光源は出力し、０と対応するチップ光源は出力させないようにチップ光源を符号化符号Ｃｎ（ｆ）に応じてマーク時に出力し、スペース時はいずれのチップ光源からも出力させないようにしてもよい。
【００６３】  また実施例１−３の符号化符号の性質は次の通りである。異なる符号化符号から任意の二つの符号化符号を選択した場合にその第１の符号化符号と第２の符号化符号が同時にチップ配列上の対応チップの値で“１”となるチップ位
【手続補正０２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
置の数と、第１の符号化符号が“１”となり第２の符号化符号が“−１”となるチップ位置の数が等しいか
第１の符号化符号と第２の符号化符号が同時に“−１”となるチップ位置の数と第１の符号化符号が“−１”となり第２の符号化符号が“１”となるチップ位置の数が等しいかの少なくとも一方を満たし、
上記符号化符号を連続して繰り返して連結した連結符号から前記符号長ＦＣＬ分の連続するチップを任意に抜出したチップ列中の“１”のチップ数と“−１”のチップ数が抜出したチップ列によらず同一で、
互いに異なる任意の二つの符号化符号についてそれぞれ連続して繰り返し連結した互いに異なる連結符号のそれぞれから前記符号長ＦＣＬ分の連続するチップを任意に抜出した第１のチップ列と第２のチップ列間で第１のチップ列と第２のチップ列が同時に“１”となるチップ位置の数と第１のチップ列が“１”となり第２のチップ列が“−１”となるチップ位置の数が等しいか、第１のチップ列と第２のチップ列が同時に“−１”となるチップ位置の数と第１のチップ列が“−１”となり第２のチップ列が“１”となるチップ位置の数が等しいかの少なくとも一方を満たす符号化符号であり、符号化符号を構成するチップにその配列と対応して連続する光周波数が順次割り当てられる。
【００６４】  更に光源光周波数幅ＦＳＲは各符号化符号Ｃｎ（ｆ）の符号長ＦＣＬの自然数倍であり、各符号器１１ｎの符号化対象光周波数領域３１及び、各復号器１２ｎの復号化光周波数領域３２は共に光周波数Ｆｓｔ〜Ｆｌａ、かつＦｓｔ−Ｆｌａ＞ＦＳＲである。またＦｓｔ〜ＦｌａにおけるＦＳＲ内でＣｎ（ｆ）＝Ｃｎ（ｆ＋ＦＣＬ）が成立し、Ｃｎ（ｆ）の反転符号（１−Ｃｎ（ｆ））とＣｎ（ｆ）との間で前記式（１３）、つまり
∫Ｃｎ（ｆ）・Ｃｎ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｎ（ｆ）・（１−Ｃｎ（ｆ））ｄｆ    （１４）
が成立することは明らかである。∫ｄｔはＦｓｔからＦｌａまでの任意の区間ＦＳＲにおけるｆに関する定積分を表わす。
【００６５】  またＣｎ（ｆ）は符号化符号Ｃｍ（ｆ）との間で次式（１５）の関係が成立することも明らかである。
∫Ｃｎ（ｆ）・Ｃｍ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｎ（ｆ）・（１−Ｃｍ（ｆ））ｄｆ    （１５）
なお実施例１−２では式（７））より明らかなように各Ｃｎ（ｆ）について
【手続補正０２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
ｒが０又は１の符号化符号を用いることができ、ａ＝ｎ／２である。
［第２実施形態］（光位相・振幅変調）
この発明の第２実施形態は光周波数軸の搬送波に対し、位相変調や位相振幅変調を行って、従来の問題点を解決した実施形態である。
［実施例２−１］
この第２実施形態を適用した実施例２−１の光通信システムを図３０に示す。光送信装置１００では入力端子１０１よりの伝送信号、一般に２値データ系列信号をそのＶ個（Ｖは１以上の整数）ごとのデータに応じた１周期未満の位相シフト（位相シフト値）系列、つまり変調位相系列（変調単位系列ともいう）に信号位相量変換器１１０で変換する。光源１２０からの光信号を、あらかじめ決めた光周波数（波長）を基準として開始する光周波数（波長）軸上で擬似搬送波の位相を信号位相量変換器１１０よりの各位相量に位相変調部１３０でシフトする。擬似搬送波を以下では単に搬送波ということもある。
【００６６】  なお擬似搬送波の位相が変調された光信号は後述からも明らかなように「光強度周波数特性（関数）を有する光信号」や「符号で符号化された光信号」あるいは「光ろ波周波数特性（関数）でろ波された光信号」である。しかしこの第２実施形態は無線通信技術などに用いられている時間軸上の搬送波に対し、ＱＰＳＫやＱＡＭ変調と同様なことを光周波数軸上の擬似搬送波に対し行うものであるから、理解し易いように用語として「擬似搬送波」を主に用いる。
例えば図３１に示すように、データ系列をＶ＝２個ずつのデータに分割し、その異なるデータ組ごとに異なる位相シフト量、つまり基準位相０に対しずらされた位相量（以下、位相シフト量はこのことを意味する）を割り当てる。例えばデータ組（０，０），（０，１），（１，０），（１，１）のそれぞれを、１周期未満の位相量０、π／２、π、３π／２に変換する。
【００６７】  前記擬似搬送波として、基準光周波数ｆｓからの光周波数差を位相ｆとすると４０００ＧＨｚを１周期Λとし、各光周波数信号の強度を変数とする三角関数に１をくわえて２で除した関数を想定すると、位相量０、π／２、π、３π／２は図３１（ａ）〜図３１（ｄ）に示すように光周波数が１００ＧＨｚづつ順次シフトした光周波数特性となる。図３１（ａ）〜図３１（ｄ）において左から１番目は擬似搬送波を複素平面上でのベクトルを表わし、
【手続補正０２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
左から２番目は擬似搬送波の瞬時位相に対する光強度特性を、各右端は光周波数に対する光強度特性をそれぞれ示している。
【００６８】  擬似搬送波の周期Λのｎ倍をＦＳＲ、つまりＦＳＲ＝ＦＣＬ＝ｎΛ（ｎ＝１，２，…）とすると、光源１２０は、少なくともＦＳＲの光周波数幅の光信号を出力する。なお、この例でも光源光周波数幅ＦＳＲと符号長ＦＣＬを等しいとしている。本例は、以降ＦＣＬの代りにＦＳＲで符号長を示している。位相変調部１３０の出力光信号は（（１＋ｃｏｓ（２πｆｎ／ＦＳＲ＋Θ）））／２、位相シフト量Θ＝０、π／２、π、３π／２のいずれかとなる。
光受信装置２００では受信光が分配器２１０で位相シフト量０、π／２、π、３π／２とそれぞれ対応した４つのろ波器２２１，２２２，２２３，２２４に分配され、ろ波器２２１，…，２２４の各透過光の強度が検出器２３１，…，２３４で検出される。互いに半周期位相がずれた位相シフト量と対応したろ波器の強度を検出した検出器２３１と２３３、２３２と２３４の各出力がそれぞれ比較器２４１，２４２で互いに引き算される。比較器２４１，２４２の出力から、擬似搬送波の位相シフト量と対応したデータ組に符号信号変換器２５０で変換して復号データ系列として出力される。
【００６９】  図３２−１〜図３２−４に、この実施例２−１の光源１２０の波長特性とパルス光源とした場合の強度時間特性、各位相シフト量Θに応じた変調部１３０の光出力（光送信装置１００の光出力）、受信装置２００の各ろ波器のろ波特性、各位相シフト量での各ろ波器による透過強度特性、各検出器の検出強度の時間変化の例を示す。各図の最左の列は光源１２０の出力光であり、出力光の光周波数幅を４００ＧＨｚとし、出力光がその全波長にわたり平坦な強度を想定している。図３２−１〜図３２−４の各左から２列目に、それぞれ位相シフト量０、π／２、π、３π／２に対応した、位相変調部１３０の出力光の光周波数特性を示す。各図の左から３列目は、光受信装置２００のろ波器２２１，２２３，２２２，２２４のろ波周波数特性を示す。図３２−１〜図３２−４毎の変調部出力光を受けた場合の各ろ波器２２１，２２３，２２２，２２４を透過した透過光の周波数特性を図３２−１〜図３２−４の各左から４列目にそれぞれ示す。図３２−１〜図３２−４の各最右列は、検出器２３１，…，２３４で検出する強度の時間変化をそれぞれ示す。これら図３２−１〜図３２−４に示されるように、光源出力光のパワーを１とすると、位相変調部１３０における基準に対する位相シフト量に応じた変調部出力光の光周波数特性と同一のろ波特性を有するろ波器の検出器強度は０．３７５となり（図３２−１
【手続補正０２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
では１行目、図３２−２では２行目）、それとろ波特性がπずれたろ波器に対応する検出器強度は０．１２５となり（図３２−１では３行目、図３２−２では４行目）、両者を比較する比較器では、０．２５の出力が得られる。一方、位相変調部１３０における基準に対する位相シフト量の出力光の周波数特性に対し、ろ波特性がπ／２及び３π／２それぞれずれたろ波器の検出器強度はそれぞれ０．２５である（図３−１では２行目と４行目、図３−２では３行目と１行目）、このためこれら検出器出力を比較する比較器では０の出力が得られる。
【００７０】  検出器及び比較器が光周波数毎に透過光強度を検出してこれら強度を比較するのではなく、ろ波器の透過光の各光パルス分の光強度を比較する場合における比較器の出力強度について以下に示す。
位相変調部１３０の出力光を次式で表す。
（１／２π）∫（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ））／２）ｄｆ    （１６）
ここで、ｆは基準光周波数からの光周波数差を意味する。ここではｎ＝１としている。
（１）位相変調部１３０の入力位相シフト量に応じた位相変調部出力光の光周波数特性と同一のろ波特性を有するろ波器に対応する比較器出力の場合：
（１／２π）∫（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ））／２）（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ））／２）ｄｆ
−（１／２π）∫（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ））／２）（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ＋π））／２）ｄｆ
＝（１／８π）∫（１＋ｃｏｓ２（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ）＋２ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ））ｄｆ＝０．２５                              （１７）
左辺１項目は例えば検出器２３１の出力、２項目は検出器２３３の出力と対応する。
（２）位相変調部１３０の入力位相シフト量に応じた位相変調部出力光の光周波数特性と位相がπ／２異なるろ波特性を有するろ波器に対応する比較器出力の場合：
（１／２π）∫（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ））／２）（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ＋π／２））／２）ｄｆ
−（１／２π）∫（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ））／２）（（１＋ｃｏｓ（２πｆ／ＦＳＲ＋Θ−π／２））／２）ｄｆ
【手続補正０３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
光送信装置１００における信号位相量変換器１１０は例えば図３０中に示すように、入力端子１０１からのデータ系列は直並列変換器１１０ａによりこの例では２系列に分配され、直並列変換器１１０ａからの２系列の２つのデータがＤ／Ａ変換器１１０ｂによりその入力データの組み合せ（０，０），（０，１），（１，０），（１，１）に応じてディジタル値０，１，２，３にそれぞれ変換され、例えばこれらの値に応じた大きさの電圧が図９中の電極４９に印加される。これらの印加電圧値に応じて、位相変調部１３０の出力光の擬似搬送波の位相が図３１（ａ）〜図３１（ｄ）に示すように変化する。
【００７６】  また光送信装置１００中のろ波器１３１は光源１２０からの光の周波数で少なくともその光周波数幅ＦＳＲをろ波し、そのろ波特性、つまり透過率（光強度）―光周波数特性は、基準光周波数ｆｓからの光周波数差を位相とした場合に、各位相の透過率（光強度）が、ＦＳＲを自然数ｎで除した周期の三角関数に１を加えて２で除した関数に従うものである。
光受信装置２００における符号信号変換器２５０は例えば図３０中に示すように比較器２４１，２４２の各出力０又は１が並直列変換器２５１に並列に入力され、１系列のデータ信号として出力端子２０１に出力される。光送信装置１００の入力端子１０１に入力された伝送信号が、出力端子２０１に復元出力されることになる。
【００７７】  このようにこの実施例２−１は、正負の極性を有し、搬送波の間に相関がない搬送波を、光周波数軸上で所望の周波数の繰り返しで切り出した正負の極性を有しない光周波数軸上の強度変調で模擬するために、擬似搬送波の周期の自然数倍の光周波数幅の広帯域な光を用い、受信側で受信対象外の他の擬似搬送波の入力をキャンセルする差動検出を行うことで、同一光周波数の光を用いる場合でも、有限の光周波数幅では直交しない三角関数に起因する擬似搬送波同士の相関を除去して、相関のない搬送波を模擬し、模擬した搬送波を位相変調することで、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でのＭＰＳＫを実現することができる。なお第２実施形態が第１実施形態と技術的には基本的に同一思想に基づくものであることは後で説明する。
［実施例２−２］
実施例２−１では、位相変調部１３０において、ろ波器１３１がろ波した光又はろ波す
【手続補正０３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
の透過光周波数がＦＳＲ／２／ｎずれている。本実施例で用いる擬似搬送波をｉ番搬送波とし、２πｆ＝Θとすると、各組の特性関数はＣｉ（Θ）又はＣｉ（Θ＋π）及びＣｉ（Θ＋π／２）又は、Ｃｉ（Θ＋３π／２）となり、∫ｄΘを区間ＦＳＲの定積分とすると次式が成立つ。
【００７９】  ∫Ｃｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ＋π／２）−Ｃｉ′（Θ＋π／２））ｄΘ＝∫Ｃｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ＋３π／２）−Ｃｉ′（Θ＋π／２））ｄΘ＝０      （２０）
∫Ｃｉ（Θ）（Ｃｉ（（Θ）−Ｃｉ′（Θ））ｄΘ＝∫Ｃｉ（Θ＋π）（Ｃｉ（Θ＋π）−Ｃｉ′（Θ＋π））ｄΘ                                          （２１）
図３６（ａ）に複素座標上におけるＱＰＳＫの信号点（座標点）を、図３６（ｂ）にＱＰＳＫを模擬する場合の信号データ組と、座標点と選択ろ波位相の組の例を示す。ここで組数Ｍ／２＝２とし、一方の組の位相シフトが０とπ、他方の組の位相シフトがπ／２と３π／２とし、その各座標点を図３６（ａ）に単位円上で示している。位相シフトが０とπの組における０とπはｘ軸上の１と−１にそれぞれ相当し、位相シフトがπ／２と３π／２の組におけるπ／２，３π／２はｙ軸上の１と−１に相当する。座標点はｘ軸の値を括弧内における左に、ｙ軸の値は括弧内の右にそれぞれ記載した。
【００８０】  位相変調部１３０は、信号位相量変換器１１０よりのデータ組の一方、図３６（ｂ）の例では上位ビット（データ）の０又は１に応じて、０位相シフト又はπ位相シフトの擬似搬送波の光と、下位ビット（データ）の０又は１に応じてπ／２位相シフト又は３π／２位相シフトの擬似搬送波の光とを出力する。つまりこの出力される擬似搬送波光の変調単位ごとにデータ系列中の２つのデータの組合せ符号を表わす光符号信号といえる。
図３５（ａ）に示す例では図３４と同様に各擬似搬送波対応のろ波器１３３ａ〜１３３ｄが設けられ、０相のろ波器１３３ａとπ相のろ波器１３３ｃとが組とされ、π／２相のろ波器１３３ｂと３π／２相のろ波器１３３ｄとが組とされる。変調器１３２ａと１３２ｂとして切替スイッチが設けられ、信号位相変換器１１０の直並列変換器１１０ａの上位ビットにより変調器１３２ａのスイッチが制御され、この上位ビット（データ）が“０”であれば変調器１３２ａのスイッチは０相ろ波器１３３ａに接続され、“１”であればπ相ろ波器１３３ｃに接続される。直並列変換器１１０ａの下位ビット（データ）により変調器１３２ｂとしてのスイッチが制
【手続補正０３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
御され、この下位ビットが“０”であればπ／２相ろ波器１３３ｂに接続され、“１”であれば３π／２相ろ波器１３３ｄに接続される。これら変調器１３２ａ，１３２ｂとしての各切替スイッチにより切替え出力された各ろ波器の透過光は合波器１３６を通じて光伝送路３００へ出力される。
【００８１】  つまり端子１０１よりの入力データ系列は直並列変換部（系列変換部という）１１０ａで各データごとに第１分離データ系列（下位ビット系列）と第２分離データ系列（上位ビット系列）と振り分けられ、第１分離データ系列の各データごとにその値に応じて変調部１３２ｂが、第２分離データ系列の各データごとにその値に応じて変調部１３２ａがそれぞれ制御され、それぞれ対応する擬似搬送波（光強度周波数特性）の光符号信号が出力され、これら光符号信号が合成されて光符号信号として出力される。
変調器１３２ａ，１３２ｂとしてはどのろ波器に光を入力するか選択するようにしてもよい。つまり図３５（ｂ）に示すように光源１２０よりの光を分岐器１３４′により２分岐し、その一方の分岐光を変調器１３２ａ′としてのスイッチにより０相ろ波器１３３ａとπ相ろ波器１３３ｃに切替え入力し、他方の分岐光を変調器１３２ｂ′としてのスイッチにより  π／２相ろ波器１３２ｂと３π／２相ろ波器１３２ｄに切替え入力し、ろ波器１３３ａ〜１３３ｄの各透過光を合波器１３６を通じて光伝送路３００へ出力してもよい。ろ波器１３３ａ〜１３３ｄの入力側と出力側ともに、切替スイッチの変調器として、選択したろ波器にのみ光源からの光を入力し、選択したろ波器からの光を透過させるようにしてもよい。
【００８２】  この実施例と対応する光受信装置は図３０に示したものと同様の構成とすることができる。ただし比較器２４１と２４２は＋１又は−１を出力するため図３０中の光受信装置２００中に破線枠で示すように変換部２４１ａ，２４２ａにより、比較器２４１，２４２の出力中の−１を０として符号変換器２５０へ供給する。これにより符号変換器２５０から光送信装置１００の入力伝送信号系列と同一の信号系列が得られることは容易に理解されよう。
このようにして、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でのＱＰＳＫを実現することができる。
［実施例２−４］
実施例２−４は擬似搬送波により１６ＱＡＭを模擬したもので、この例では１６種類の
【手続補正０３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
位から２番目のデータにより切替スイッチ１５２ａが制御され、スイッチ１５２ａはデータが０でπ／２相ろ波器１３３ｂに接続され、データが１で３π／２相ろ波器１３３ｄに接続され、スイッチ１５２ａよりの出力光は振幅変化部１５２ｂでデータ組中の最下位データにより強度が制御され、データが０で強度３に、１で強度１にされて合波器１３６に出力される。
【００８５】  つまり端子１０１よりの入力データ系列は直並列変換部（系列変換部という）１１０ｃにより第１〜第４分離データ系列にデータごとに順次振分け分離され、
第３分離データ系列の各データごとにその値に応じて位相変調部１５２ａが、第４分離データ系列の各データごとにその値に応じて位相変調部１５１ａがそれぞれ制御され、第１分離データ系列の各データごとにその値に応じて振幅変化部１５２ｂが第２分離データ系列の各データごとにその値に応じて振幅変化部１５１ｂが制御される。
図３９に示すように、光源１２０とろ波器１３３ａ〜１３３ｄとの間に変調器１５１及び１５２を挿入してもよい。この場合は光源１２０よりの光を分岐器１３４で２分岐し、その一方の光を、変調器１５１でまず振幅変化部１５１ｂにより、上位から３番目のデータに応じて強度が３又は１に制御し、その制御された光を、切替スイッチ１５１ａで最上位データにより０相ろ波器１３３ａ又はπ相ろ波器１３３ｃに切り替え出力する。分岐器１３４よりの他方の光を、変調器１５２でまず振幅変化部１５１ｂにより、最下位データに応じて強度が３又は１に制御し、その制御された光を、切替スイッチ１５２ａで上位から２番目のデータによりπ／２相ろ波器１３３ｂ又は３π／２相ろ波器１３３ｄに切り替え出力する。
【００８６】  ろ波器の各２組について、その入力光を３番目のデータ、最下位データによりそれぞれ振幅変化部１５１ｂ，１５２ｂで強度制御し、各２組のろ波器中の何れかの選択を、最上位データ、２番目のデータにより切替スイッチ１５１ａ，１５２ａでそれぞれ行って出力してもよい。逆に光源からの光を２つの切替スイッチ１５１ａ，１５２ａにより、各組のろ波器の何れかに入力し、各組のろ波器の出力光を、それぞれ振幅変化部１５１ｂ，１５２ｂで強度制御して出力してもよい。
光受信装置２００は図３７−２に示すように、図３０に示したろ波器２２１〜２２４、検出器２３１〜２３４、比較器２４１，２４２とそれぞれ同様のものが用いられるが、符号信号変換器２５０の代りに、比較器２４１，２４２の各出力の極性（正負）を含む２つのレベル
【手続補正０３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
（強度）、つまり各４つのレベルに対応した４個のデータの組に変換し、これを直列に出力する符号信号変換器（データ生成手段）２６０が用いられる。つまり比較器２４１，２４２の出力としては、図３８（ｂ）に示す３，１，−１，−３の何れかが出力され、これらの組み合せと対応して、図３８（ｂ）中のデータ組が出力される。
【００８７】  このような符号信号変換器２６０としては例えば図３７−２の光受信装置２００中に示すように、比較器２４１，２４２の各出力はＡ／Ｄ変換器２６１，２６２でそれぞれサイン（符号）を含む３ビットのディジタル値に変換され、これら３ビット、（全部で６ビット）のディジタル値をアドレスとして変換メモリ２６５を読み出せば、図３８（ｂ）に示した対応関係をもつ４ビットのデータ組が出力され、出力データ組を並直列変換器（データ生成手段）２６６で直列データに変換して出力端子２０１へ出力する。なお、変換メモリ２６５にはアドレスと読み出されるデータの関係を図３８（ｂ）に示す比較器出力とデータ組の関係が得られるように予め記憶しておくものとする。
【００８８】  このようにしてこの実施例２−４は、実施例２−１と同様に、正負の極性を有し、搬送波の間に相関がない搬送波を、光周波数軸上で所望の周波数の繰り返しで切り出した正負の極性を有しない光周波数軸上の強度変調で模擬するために、模擬搬送波の周期の自然数倍の光周波数幅の広帯域な光を用い、受信側で受信対象外の他の擬似搬送波の入力をキャンセルする差動検出を行うことで、同一光周波数を用いる場合でも、有限の光周波数幅では直交しない三角関数に起因する擬似搬送波同士の相関を除去して、相関のない搬送波を模擬し、互いに直交する複数の模擬搬送波を半周期で強度変調し、同時に伝送することで、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でのＱＡＭを実現することができる。
［実施例２−５］
前記実施例では擬似搬送波として光周波数軸上でアナログ的に変化するものを用いたが、実施例２−５は擬似搬送波として、光周波数軸上でディジタル的に断続されるものを用いる。光送信装置１００は図４０に示すように、信号位相量変換器１１０、光源１２０からの光を光周波数（波長）軸上で複数のチップに分割して透過するろ波器１３７と、変調器１３２とからなる位相変調器１６０を備える。
【００８９】  光源１２０が出力する光の光周波数幅をＦＳＲとする。
【手続補正０３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
ろ波器１３７は、光源１２０の光を受けて、光源１２０の出力する光の光周波数で少なくとも光周波数幅ＦＳＲをろ波し、光源からの光周波数幅ＦＳＲの光を、４の倍数であるＬ個のチップに光周波数軸上で分割してそのチップを選択的に透過させる。以下のようにろ波器の光を透過するチップの選択を位相の値にマッピングする。ここでＬ／４の約数をＳとする。図４１にろ波特性の例を示す。
位相０のろ波器１３７ａ：連続する２Ｓチップをオン（通過）としその次の２Ｓチップをオフ（遮断）とすることをＬまで繰り返してろ波する。
【００９０】  位相π／２のろ波器１３７ｂ：連続するＳチップをオフ（遮断）としその次の２Ｓチップをオン（通過）としその次のＳチップをオフ（遮断）とすることをＬまで繰り返してろ波する。
位相πのろ波器１３７ｃ：連続する２Ｓチップをオフ（遮断）としその次の２Ｓチップをオン（通過）とすることをＬまで繰り返してろ波する。
位相３π／２のろ波器１３７ｄ：連続するＳチップをオン（通過）としその次の２Ｓチップをオフ（遮断）としその次のＳチップをオン（通過）とすることをＬまで繰り返してろ波する。
【００９１】  例えばＬ＝４，Ｓ＝１の場合のろ波器１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃ，１３７ｄの各ろ波光周波数特性を図４１に示す。光周波数軸上で４Ｓチップ相当のＦＳＲ／ｎを周期とし、その周期の１／２の幅の２Ｓチップ相当、つまり１周期を２πとし、π幅で２Ｓチップを０，π／２，π，３π／２の各位相位置にシフトしたその各２Ｓチップ部分をろ波器１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃ，１３７ｄはそれぞれ光を透過させるろ波特性であるろ波器１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃ，１３７ｄの各ろ波特性を図４１（ａ）、図４１（ｂ）、図４１（ｃ）、図４１（ｄ）にそれぞれ示す。従ってこれらろ波器１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃ，１３７ｄを透過した光は、光周波数（波長）軸上でＦＳＲ／ｎを周期とする擬似搬送波がπ幅の方形波、つまりデュティ比が５０％でそれぞれ０、π／２、π、３π／２に位相変調されたものとなる。ここでＦＣＬ＝ＦＳＲとしている。
【００９２】  この実施例２−５ではこのような位相の擬似搬送波２つと、２個のデータの組とを対応づけてＱＰＳＫ変調を可能とする。この実施例２−５ではろ波器１３７ａ，…，１３７ｄを０，…，３π／２にそれぞれ対応づけているから、図３５（ａ）に示した光送信装置１００と同様に信号位相景変換器１１０よりの２個のデータにより、図４０において変調器１３２ａ，１３２ｂにより、それぞれ０相ろ波器１３７ａの出力光かπ相ろ波器１３７ｃの出力光か
【手続補正０３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
器と対応する検出器強度は０となり、これら両者を比較する比較器では、０．５の出力が得られる。例えば図４２−１においては１行目の変調部出力が入力され、ろ波器２３１の出力光に対する検出強度は１行目に示すように０．５になり、ろ波器２３３の出力に対する検出強度は３行目に示すように０になる。変調部出力の光周波数特性に対し、ろ波特性がそれぞれπ及び３π／２ずれたろ波器と対応する各検出器強度はそれぞれ０．２５であるため、これら両者を比較する比較器では０の出力が得られる。例えば図４２−１においてはろ波器２３２及び２３４の各出力光に対する検出強度は２行目及び４行目にそれぞれ示すように０．２５になる。
【００９６】  ここで、各チップの光周波数軸上の透過特性は、矩形であることが望ましいが、図中でのチップの区別の容易さから三角形にて示している。但し、全チップ透過時の検出器でのパワーを１として規格化しているため、光周波数軸上の透過特性が三角であっても、ガウス分布であっても一般性を失うことなく実施例２−５は先に説明したように作用する。
図４０では単一の光送信装置１００と光受信装置２００の組合せしか示していないが、他の光送信装置と光受信装置とが同一の光伝送路３００を同一の光周波数で共用する際は、異なるＬの値を選択する。Ｌは位相シフトの数Ｍに対応する４の倍数であり、かつ光周波数帯ＦＳＲを構成するチップ数を任意の整数ｎで除した値である。Ｓの値は、Ｌを位相シフトの数Ｍ即ち４で除した値である。位相シフト量の番号をＰとするとＰ＝０，１，２，３であり、Ｐ＝０は位相シフト０，Ｐ＝１は位相シフトπ／２，Ｐ＝２は位相シフトπ，Ｐ＝３は位相シフト３π／２に対応する。即ち２πＰ／Ｍ（Ｍ＝４）である。Ｌチップ毎に、この位相シフト量の番号ＰにＳを乗じたＰＳに１からＬ／２を加えた値のＬに関する剰余に相当するチップを透過率１とし、それ以外のチップを透過率０とすることを少なくともｎ回繰り返す。即ちＡをＬで割算した剰余をＭＯＤ（Ａ、Ｌ）とすると、（Ｑ−１）Ｌ＋ＭＯＤ（ＰＳ＋１、Ｌ）〜（Ｑ−１）Ｌ＋ＭＯＤ（ＰＳ＋Ｌ／２、Ｌ）でＱを１から上記ｎまで変化させたチップ番号となるチップの透過率を１とし、残りのチップの透過率を０とする。ここで選択したＬの値とそれに対応するｎの値との積は一定であるため、受信側の差動検出により、擬似搬送波同士の内積がＦＳＲの区間で積分すると零となり、受信対象外の他の擬似搬送波の入力をキャンセルすることができる。
【手続補正０３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
【００９７】  上記Ｌ，Ｍ，ｎ，Ｓ，Ｐ，Ｑの関係例としてｎ＝１，Ｍ＝４，Ｓ＝６，Ｌ＝２４の場合の透過率を１とするチップを図４３（ａ）に薄墨色を付けて示し、ｎ＝２，Ｍ＝４，Ｓ＝３，Ｌ＝１２の場合の透過率１のチップを図４３（ｂ）に示す。
なお、実施例２−５で用いるろ波器が、ＦＳＲの外の光周波数に対しても擬似搬送波と同じ関数でかつＦＳＲでの周期関数に従うろ波器であり、同一光伝送路を共用する他の光送信装置が用いる光周波数域もろ波の対象とするならば、相互の内積のＦＳＲでの積分は零となり、相互に直交し搬送波間で干渉しない。この実施例２−５で用いるろ波器としては例えば、図１６に示したものを用いる。
【００９８】  このようにして実施例２−５では、正負の極性を有し、搬送波の間に相関がない搬送波を、広帯域な光を光周波数軸上で所望の周波数の繰り返し切り出した正負の極性を有しない光周波数軸上の強度変調で模擬し、模擬した搬送波を位相変調することで、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でのＱＰＳＫを実現することができる。
［実施例２−６］
実施例２−５で述べたように、光周波数（波長）軸上で擬似搬送波を０，π／２，π，３π／２のいずれかの位相シフトに、幅πのチップ連で位相変調し、図３５に示したと同様の手法によりＱＰＳＫ変調を模擬することができる。本実施例で用いる擬似搬送波をｉ番搬送波とし、２πｆ＝Θとすると、各組のろ波特性関数はＣｉ（Θ）又はＣｉ（Θ＋π）及びＣｉ（Θ＋π／２）又はＣｉ（Θ＋３π／２）となり、ΣをΘ＝ｈδΘとして、ｈ＝０からＦＳＲ／δΘ−１まで加えた区間ＦＳＲの総和とすると、次式が成立つ。
【００９９】  ΣＣｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ＋π／２）−Ｃｉ′（Θ＋π／２））＝ΣＣｉ（Θ）（Ｃｉ（θ＋３π／２）−Ｃｉ′（Θ＋３π／２））＝０          （２２）
ΣＣｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ）−Ｃｉ′（Θ））＝ΣＣｉ（Θ＋π）（Ｃｉ（Θ＋π）−Ｃｉ′（Θ＋π））                                                  （２３）
式（２２）及び式（２３）は、それぞれ式（２０）及び式（２１）の積分演算をディジタル処理する場合の演算式である。
実施例２−５で示した擬似搬送波を用い、図３７−１及び図３７−２を参照して説明した実施例２−４の手法と同様にして、ＱＡＭ変調を模擬することができることは容易
【手続補正０３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
（１，２４，３，８）と（２，１２，３，４）の場合を図４４に示す。図で、薄墨色が１のチップを意味する。（ｎ，Ｌ，Ｍ，Ｓ）＝（１，２４，３，８）の場合、ｎ＝１であるからＱ＝１だけであり、図４４（ａ）の左側の図に示すように、位相シフト０（Ｐ＝０）で（１−１）２４＋Ｍｏｄ（０・８＋１，２４）＝１番目のチップａから（１−１）２４＋Ｍｏｄ（０・８＋２４／２，２４）＝１２番目のチップｂまで１、位相シフト２π・（１／３）（Ｐ＝１）で、図４４（ｂ）の左側の図に示すように（１−１）２４＋Ｍｏｄ（１・８＋１，２４）＝９番目のチップａから（１−１）２４＋Ｍｏｄ（１・８＋２４／２，２４）＝２０番目のチップｂまで１、位相シフト２π・（２／３）（Ｐ＝２）で図４４（ｃ）の左側の図に示すように（１−１）２４＋Ｍｏｄ（２・８＋１，２４）＝１７番目のチップａから（１−１）２４＋Ｍｏｄ（２・８＋２４／２，２４）＝４番目のチップｂまでがチップ１となる。つまりチップが最も大きい番号は２４番目までであるからチップ１番目から４番目とチップ１７番目から２４番目までのチップが１となる。
【０１０２】  （ｎ，Ｌ，Ｍ，Ｓ）＝（２，１２，３，４）の場合、ｎ＝２であるからＱ＝１とＱ＝２とがあり、図４４（ａ）〜図４４（ｃ）の各右側の図に示すように位相シフトＰ＝０で、かつＱ＝１で（１−１）１２＋Ｍｏｄ（０・４＋１，１２）＝１番目のチップａから（１−１）１２＋Ｍｏｄ（０・４＋１２／２，１２）＝６番目のチップｂまでと、Ｑ＝２で（２−１）１２＋Ｍｏｄ（０・４＋１，１２）＝１３番目のチップｃから（２−１）１２＋Ｍｏｄ（０・４＋１２／２，１２）＝１８番目のチップｄまで１、Ｑ＝２で位相シフト２π・（１／３）（Ｐ＝１）、かつＱ＝１で（１−１）１２＋Ｍｏｄ（１・４＋１，１２）＝５番目のチップａから（１−１）１２＋Ｍｏｄ（１・４＋１２／２，１２）＝１０番目のチップｂまでとＱ＝２で（２−１）１２＋Ｍｏｄ（１・４＋１，１２）＝１７番目のチップｃから（２−１）１２＋Ｍｏｄ（１・４＋１２／２，１２）＝１７番目のチップｄまで１、位相シフト２π・（２／３）（Ｐ＝２）かつ  Ｑ＝１で１番目のチップから２番目のチップまでと、９番目チップから１２番目のチップまでと、Ｑ＝２で１３番目のチップから１４番目のチップまでと、２１番目のチップから２４番目のチップまで１、つまりＱ＝１で（１−１）１２＋Ｍｏｄ（２・４＋１，１２）＝９番目のチップａから（１−１）１２＋Ｍｏｄ（２・４＋１２／２，１２）＝２番目のチップｂまでが１、Ｑ＝２で（２−１）１２＋Ｍｏｄ（２・４＋１，１２）＝２１番目のチップｃから（２−１）１２＋Ｍｏｄ（２・４＋１２／２，１２）＝１４番目のチップｄまでが１となる。ここでＱ＝１では１のチップがシフトできる範囲は１番目から１２番目であり、Ｑ＝２で１のチップがシフトできる範囲は１３番目から２４番目である。この実施例でも図から明らかなように、ｎが異なる
【手続補正０３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
他方の信号を受けても受信装置側で擬似搬送波間の干渉はキャンセルされ、それぞれ独立に受信可能である。
【０１０３】  この実施例の光送信装置のろ波器は例えば、実施例２−５で図４０中のろ波器１３７が、０相、π相、π／２相、３π／２相の４個の代わりに、０相、２π／３相、４π／３相の３個のろ波器を具備する。この実施例の光受信装置は、０相、π相、π／２相、３π／２相の４個のろ波器とこれらに対しそれぞれπ位相シフト量の異なる４個のろ波器に接続する検出器出力同士を比較する二組の比較器の代わりに、０相、２π／３相、４π／３相の３個のろ波器と、それぞれに対しπ位相シフト量の異なるπ相、５π／３相、π／３相の３個のろ波器と、互いにπ位相シフト量の異なるろ波器に接続する検出器出力同士を比較する３組の比較器を具備している。
【０１０４】  このようにして、正負の極性を有し、搬送波の間に相関がない搬送波を、光周波数が広帯域な光を光周波数軸上で所望の周波数の繰り返し切出した正負の極性を有しない光周波数軸上の強度変調で模擬し、模擬した搬送波を位相変調することで、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でＭＰＳＫを実現することができる。
［実施例２−７］
図３７−１に示した光送信装置１００中のπ相ろ波器１３３ｃ（１３７ｃ）と３π／２相ろ波器１３３ｄ（１３７ｄ）を省略し、これに伴い変調器１５１，１５２中の切替スイッチ１５１ａ，１５２ａを省略して０相ろ波器１３３ａ（１３７ａ），π／２相ろ波器１３３ｂ（１３７ｂ）をそれぞれ変調器１５１，１５２中の振幅変化部１５１ｂ，１５２ｂに接続し、信号位相振幅量変換器１４０は信号振幅量変換器１１２とし、２個のデータ組、つまり図３０中の信号位相量変換器１１０内の直並列変換部１１０ａとし、一方のビット（データ）と他方のビット（データ）を変調器１５１，１５２に対応づけて光強度をビットが０で３に、ビットが１で１に制御するようにする。光受信装置２００では、符号変換器２６０において比較器２４１，２４２の出力強度が３であればデータ０とし、強度が１であればデータ１とし、これらを直列に出力する。
【０１０５】  このようにすれば実施例２−４で述べた光周波数（波長）軸上の三角関数の擬似搬送波に対しても、実施例２−６で述べた光周波数（波長）軸上の方形波状擬似搬送波に対しても、信号点を図３８（ａ）中の第１象限の４つの信号点とするＱＡＭ変調を行
【手続補正０４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
うことができる。
このように４つの信号点のＱＡＭ変調は、用いる２組のろ波器を１３３ｂ（１３７ｂ）と１３３ｃ（１３７ｃ），１３３ｃ（１３７ｃ）と１３３ｄ（１３７ｄ），１３３ａ（１３７ａ）と１３３ｄ（１３７ｄ）のいずれかにすることにより図３８（ａ）中の第２象限、第３象限、第４象限のいずれかにおける４つの信号点をもつＱＡＭ変調とすることができる。なおこれらの場合に比較器２４１，２４２の出力が負の時は、その絶対値が３でデータ０に、１でデータ１に変換する。
［実施例２−８］
この第２実施形態の実施例２−８は各相の光周波数特性関数の光を出力する複数の光源を用いる。この実施例２−８を適用した光送信装置１００をＬ＝４Ｓの場合について図４５を参照して説明する。この実施例２−８は光周波数軸上でＦＳＲ／ｎ、ここではｎ＝１としてＦＳＲを１周期とし、各周期における０、π／２、π、３π／２の位相シフト量のそれぞれで２Ｓチップの光周波数の光を出力する複数の光源を用いて、実施例２−５又は実施例２−６で行ったＱＰＳＫ又はＱＡＭ変調を可能とするものである。
【０１０６】  図４５に示した例では各Ｓチップの光周波数の光源を二組ずつ用い、各光源は、光の送出強度を制御できるものであり、合計Ｌ／２Ｓの２倍のＬ／Ｓ組（各組は光周波数幅２Ｓの単一の広帯域光源また２Ｓ個の光源からなる光源の組）の光源を備える。
Ｌ／Ｓ組の光源の内、各Ｓチップの光周波数を送出するＬ／２Ｓ組の光源は、位相０又は位相πの搬送波を模擬するために用いる。即ち、図４６に０相、π／２相、π相、３π／２相の各Ｓチップの出力光を示すように、光周波数軸上の各周期の最初の連続する光周波数の各Ｓチップ、つまり０相Ｓチップを出力する光源１２０ａと、次のＳチップ、つまりπ／２相Ｓチップを出力する光源１２０ｂとの出力光により、０相搬送波を模擬し、その次のＳチップ、つまりπ相Ｓチップを出力する光源１２０ｃと、その次のＳチップ、つまり３π／２相Ｓチップを出力する光源１２０ｄとの出力光により、π相搬送波を模擬する。また残りのＬ／２Ｓ組の光源によりπ／２相搬送波又は３π／２相搬送波を模擬するために用いる。即ち、光周波数軸上の各周期の初めのＳチップの次のＳチップつまりπ／２相Ｓチップを出力する光源１２０ｅと、その次のＳチップ、つまりπ相Ｓチップを出力する光源１２０ｆとの出力光によりπ／２相搬送波を模擬し、その次のＳチップ、つまり３π／２相Ｓチップを出力する光源１２０ｇと、その次のＳチップ、つまり０相
【手続補正０４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
２０ｃと３π／２相光源１２０ｄとに接続し、これら両光源１２０ｃと１２０ｄから強度１の光が出力され、つまりπ相擬似搬送波の光が強度１で出力される。
【０１０９】  データ組中の最下位データ（ビット）により切替スイッチ１５４ａが制御され、そのデータが０であれば値３が格納されたレジスタ１５４ｂを切替スイッチ１５４ｄに接続し、データが１であれば、値１が格納されたレジスタ１５４ｃを切替スイッチ１５４ｄに接続し、切替スイッチ１５４がデータ組の上位から２番目のデータ（ビット）により制御され、そのデータが０であれば切替スイッチ１５４ａをπ／２相光源１２０ｅとπ相光源１２０ｆとに接続し、両光源１２０ｅと１２０ｆとから強度が３の光が出力され、つまりπ／２相擬似搬送波の光が強度３で出力され、データが１であれば、切替スイッチ１５４ａを３π／２相光源１２０ｇと０相光源１２０ｈとに接続し、これら両光源１２０ｇと１２０ｈから強度１の光が出力され、つまり３π／２相擬似搬送波の光が強度１で出力される。
【０１１０】  このようにして、実施例２−６で図３７を参照して説明した光送信装置１００と同様の光ＱＡＭ変調信号を出力することができることは容易に理解されよう。従って光受信装置２００としては図３６中に示したものと同様のものとすればよい。この図４５に示した光送信装置１００では光源を直接変調、例えばレーザ光源の駆動電流の大きさを制御すればよく、実施例２−６で示したろ波器及び変調器よりなる高価な位相振幅変調部１５０を必要としない。
図４５中のスイッチ１５３ａと１５４ａを省略し、レジスタ１５３ｂ，１５４ｂをそれぞれ切替スイッチ１５３ｄ，１５４ｄに直接接続し、図３７−１中の信号振幅量変換器１１２の２個データの組の各データで切替スイッチ１５３ｄ，１５４ｄを制御することにより、実施例２−３で説明したと同様にＱＰＳＫ変調を行うことができる。また実施例２−７で説明したと同様に、切替スイッチ１５３ｄ，１５４ｄを省略して、切替スイッチ１５３ａ，１５４ａを互いに直交関係にある擬似搬送波の光を出力する２組の光源（計４つの光源）にそれぞれ接続して、切替スイッチ１５３ａ，１５４ａを制御することにより、実施例２−７で説明したＱＡＭ変調を行うこともできる。なおスイッチ１５３ａと１５４ａを省略した例及びスイッチ１５３ｄと１５４ｄを省略した例においては直並列変換部１１０ｃの代りに図３０中の信号位相量変換器１１０内の直並列変換部１１０ａが用いられる。
【０１１１】  π／２位相シフト量の異なる二つの光源、例えば、０相チップ光源とπ／２相チップ
【手続補正０４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
波器が異なり、その他は同様である。受信対象の光送信装置のｉ番ろ波器１６１と同一のろ波特性をもつｉ番ろ波器２７１と、ｉ′番ろ波器１６１′と同一ろ波特性のｉ′番ろ波器２７１′と、ｊ番ろ波器１６２、ｊ′番ろ波器１６２′をそれぞれ同一ろ波特性のｊ番ろ波器２７２、ｊ′番ろ波器２７２′が用いられる。
【０１１７】  この構成においては比較器２４１ではｉ番ろ波器２７１の透過光と対応する検出光強度からｉ′番ろ波器２７１′の透過光と対応した検出光強度とが比較されることとなり比較器２４１の出力を、規準化光周波数ｆでの値Ｄｉ（ｆ）を想定すると第１実施形態で示した式（３）となる。
Ｄｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ）−Ｃｉ′（ｆ）                          （３）
検出器２３１ではｉ番ろ波器２７１の透過光の各光周波数成分が全体としての光強度として検出される。他の検出器も同様である。従って送信側のｉ番ろ波器１６１のろ波特性関数における規準化光周波数ｆでの値Ｃｉ（ｆ）と、受信側のｉ番ろ波器２７１のろ波特性関数における規準化光周波数ｆでの値Ｄｉ（ｆ）との内積を、ｉ番ろ波器２７１のろ波対象に含まれるＦＳＲ分の連続する光周波数領域にわたり積分した値が零でない有限値Ｐで、次式（５）′の関係が成り立つ。
【０１１８】        ∫Ｃｉ（ｆ）  Ｄｉ（ｆ）ｄｆ＝Ｐ                （５）′
式（５）′は第１実施形態で示した式（５）を一般化したものに相当する。
ｉ番ろ波器のろ波特性関数における位相ｆでの値Ｃｉ（ｆ）と、ｉ番以外のｊ番ろ波器のろ波特性関数に対応する比較器の規準化光周波数ｆでの値Ｄｊ（ｆ）との内積をろ波器のろ波対象に含まれるＦＳＲ分の連続する光周波数領域にわたり積分した値が零で、第１実施形態で示した式（６）の関係が成り立つ。
∫Ｃｉ（ｆ）  Ｄｊ（ｆ）ｄｆ＝０                                （６）
従ってｉ番ろ波器２７１の透過光の強度を検出する検出器２３１の出力からｉ′番ろ波器２７１′の透過光の強度を検出する検出器２３１′を減じた比較器の出力中にはｊ番ろ波器１６２を透過した光成分は含まれない。このようにして、この実施例２−９は、実施例２−４と同様に、受信側で受信対象外の他の擬似搬送波の入力を差動検出によりキャンセルすることができる。
【０１１９】  更に、ｉ番ろ波器１６１のろ波特性関数は、光周波数を変数とする周期関数であって
【手続補正０４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
、その周期における規準化光周波数ｆで透過率（値）Ｃｉ（ｆ）がＰＦＲｉ（＝ＦＣＬ／ｎ＝ＦＳＲ／ｎ＝Λ）の周期で繰り返し、第１実施形態で示した式（１）の関係が成り立つようにすることが好ましい。
Ｃｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＦＣＬ）                                  （１）
このようにすると、光源毎の光周波数の違い及び基準光周波数ｆｓの違いによらず、受信側で受信対象外の他の擬似搬送波の入力を差動検出によりキャンセルすることができる。  このようにしてこの実施例２−９は、光の波長オーダの制御精度を緩和した制御精度でのＱＡＭを実現する。実施例２−１〜２−４，２−７で用いた三角関数の擬似搬送波、また実施例２−５〜２−８で用いたチップ構成の擬似搬送波も前記式（１），（３）〜（５）′が成立することは理解されよう。なお、チップ構成の場合は∫ｄΘをΣにおきかえた式が成立する。更にろ波器のろ波対象の光周波数における任意のｆからｆ＋ＦＳＲまでの区間の積分値がＦＳＲを２で除した値となり、第１実施形態で示した式（２）も成立つことは理解されよう。
【０１２０】    ∫Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＝ＦＳＲ／２                        （２）
実施例２−１〜２−８における０相、π相擬似搬送波はそれぞれ実施例２−９のｉ番，ｉ′番擬似搬送波と対応し、π／２相、３π／２相擬似搬送波はそれぞれ実施例２−９のｊ番，ｊ′番擬似搬送波と対応している。つまりこの実施例２−９がこの発明において擬似搬送波の一般的特性を示したものであり、その他の実施例は実施例２−９を特化したものともいえる。
［実施例２−１０］
チップ構成の擬似搬送波を用いる場合の他の例を説明する。図４７中のろ波器１６１′，１６２′を省略し、信号位相振幅量変換器１１１の代りに括弧書きで示すように信号振幅量変換器１１２を用いる。その他の構成は同様であるがろ波器１６１，１６２のろ波特性を次のようにする。
【０１２１】  光源の光を受けて、光送信装置の具備するｉ番ろ波器１６１がろ波対象とするＦＳＲ／ｎ（ｎ＝１以上の整数）の光周波数領域で、その光送信装置の具備するｉ番ろ波器１６１と、ｉ番以外のその光送信装置又は同一伝送路を共有する他の光送信装置の具備するｊ番ろ波器１６２とがろ波対象とするＦＳＲの光周波数領域で同時にオン（透過）
【手続補正０４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
となるチップの数と、光送信装置の具備するｉ番ろ波器１６１がろ波対象とするＦＳＲの光周波数領域でオン（透過）となり、ｉ番以外のその光送信装置又は同一伝送路を共有する他の光送信装置の具備するｊ番ろ波器１６２がろ波対象とするＦＳＲの光周波数領域でオフ（非透過）となるチップの数とが同一である。つまりｉ番ろ波器１６１とｊ番ろ波器１６２とで同時（同一チップ位置）でオン（透過）となるチップ数と、同一チップ位置でｉ番ろ波器１６１でオンになり，ｊ番ろ波器１６２でオフとなるチップ数とが同一となる。
【０１２２】  従って、基準波長（基準周波数）からの波長差（周波数差）に相当する位相Θのチップでのｉ番搬送波の値をＣｉ（Θ）、Θ＝２πｆとすると、Ｃｉ（Θ）＝Ｃｉ（Θ＋ＦＳＲ／ｎ）であり、Ｃｉ′（Θ）＝１−Ｃｉ（Θ）とすると、ΣＣｉ（Θ）（Ｃｉ（Θ）−Ｃｉ′（Θ））（ΣはΘ＝ｈδΘとして、ｈ＝０からＦＳＲ／δΘ−１まで加えた区間ＦＳＲの総和）が有限値であり、ｉ番搬送波以外のｋ番搬送波（ｋはｉ以外の擬似搬送波の番号）を表わす関数の位相Θにおける強度をＣｋ（Θ）とすると、ΣＣｋ（Θ）（Ｃｉ（Θ）−Ｃｉ′（Θ））＝０（ΣはΘ＝ｈδΘとして、ｈ＝０からＦＳＲ／δΘ−１まで加えた区間ＦＳＲの総和）の関係が成り立ち、ｊ番搬送波を表わす関数の位相Θにおける強度をＣｊ（Θ）とすると、Ｃｊ（Θ）＝Ｃｊ（Θ＋ＦＳＲ／ｎ）であり、Ｃｊ′（Θ）＝１−Ｃｊ（Θ）とすると、ΣＣｊ（Θ）（Ｃｊ（Θ）−Ｃｊ′（Θ））（ΣはΘ＝ｈδΘとして、ｈ＝０からＦＳＲ／δΘ−１まで加えた区間ＦＳＲの総和）が有限値であり、ｊ番搬送波以外のｍ番搬送波（ｍはｊ以外の擬似搬送波の番号）を表わす関数の位相Θにおける強度をＣｍ（Θ）とすると、ΣＣｍ（Θ）（Ｃｊ（Θ）−Ｃｊ′（Θ））＝０（ΣはΘ＝ｈδΘとして、ｈ＝０からＦＳＲ／δΘ−１まで加えた区間ＦＳＲの総和）が成り立つ。
【０１２３】  光受信装置２００は実施例２−７で説明したものと同様のものとする。このようにしてＱＡＭを実現することができる。この実施例２−１０に示すものも、前式（１）〜（４）にて∫ｄΘをΣに変更した式が成立する。この実施例で用いるろ波器として、例えばＦＳＲ／ｎに相当するチップ数をアダマール符号の符号長ＦＣＬで除した数のチップをアダマール符号を構成する１ビットの値に合わせて透過率１／透過率０としたろ波器が適用できる。更に、アダマール符号を連続して結合した符号に対応してＦＳＲ以上の光周波数をろ波するろ波器を適用する場合、任意のＦＳＲの光周波数の領域で前式（１）〜（５）にて∫ｄΘをΣに変更した式が成立する。
【手続補正０４５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
【０１２７】  以上示したようにこの実施例も、実施例２−７と同様に、受信側で受信対象外の他
【手続補正０４６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
で用い、その光信号が合波器１７１で合波された光信号は逆離散フーリエ変換された信号と等価になる。
【０１３３】  光受信装置２００に用いるろ波器のろ波特性関数の周期をそれぞれＦＳＲ，ＦＳＲ／２，…，ＦＳＲ／Ｋとする。このような関係では受信光信号が分岐されて光受信装置２００１，…，２００Ｋにより離散フーリエ変換されて元の伝送信号に戻されたと同等の作用をすることになる。
このようにして、この実施例２−１１は、擬似搬送波同士の直交関係を用いて、離散逆フーリエ変換に対応する複数擬似搬送波を用いて擬似ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）を実現することができる。光送信装置１００が基本周期から基本周期のＫ／２倍の周期までの周期で、その各周期毎に位相がπ／２ずれたろ波特性のろ波器を具備する光送信装置１００１，…，１００Ｋを用いた場合、各光送信装置１００１，…，１００Ｋにおいてπ／２位相がずれたろ波特性の一方がコサイン関数とすると他方はサイン関数となり、光送信装置１００の出力はΣ（ａｎ  ｃｏｓ（（ｎ／ＦＳＲ）Θ）＋ｂｎ  ｓｉｎ（（ｎ／ＦＳＲ）Θ））で表せる。ここで、ｎは基本周期に対するろ波器周期の倍数の値、ａｎとｂｎはそれぞれの擬似搬送波で搬送する伝送信号である。
【０１３４】  なお、基本周期を含む任意の周期ｎに対応する光送信装置１００ｎ及び光受信装置２００ｎを備えない場合も、該当するａｎ又はｂｎの値が０であることに対応し、光送信装置１００の出力の式が成り立ち、この実施例の一般性を損なわない。
この実施例は通常のＷＤＭ（波長分割多重）と異なり用いる波長同士を重ねることができるので、通常のＷＤＭと比べてガードバンドが不要であるため、波長利用効率を向上できる効果がある。
なお、図４８−１において光送信装置１００１，…，１００Ｋの光源１２０を単一の光源で共用してもよい。また、この実施例２−１１では擬似ＱＰＳＫを適用した光送信装置１００１，…，１００Ｋを複数用いたが、前述した擬似ＭＰＳＫあるいは擬似ＱＡＭを適用した光送信装置を複数用いてもよい。更にろ波特性関数としては三角関数のみならず、実施例２−９で説明した性質をもつ関数であってもよい。従って実施例２−５〜２−８で説明したチップ構成の擬似搬送波を用いる光送信装置１００、光受信装置２００を複数用いてもよい。この場合は、Ｌ／４の所定の約数であるＳを基準のＳとした場合に、その基準のＳの約数に相当するＳを用いたろ波特性をもつろ波器を具備する光送
【手続補正０４７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
信装置１００１，…，１００Ｋ、光受信装置２００１，…，２００Ｋを用いる。即ち、基準のＳと各光送信装置１００１，…，１００Ｋのろ波器のろ波特性のＳは、フーリエ変換により生成される基本周期と倍周期の組に対応する。このようにして、この実施例１１の光送信装置１００も逆離散フーリエ変換した信号を送出し、光受信装置２００は離散フーリエ変換して元の伝送信号に戻すものとなる。
【０１３５】  上述した各実施例における光送信装置１００に用いられるろ波器は、何れも図３３を参照して説明したように、ろ波器のろ波特性を変調器の出力により制御するようにしたものでもよく、固定的に設定されたろ波特性をもつ複数のろ波器を選択する構成であってもよい。従ってろ波器を変調器により制御するということはろ波特性を制御するという場合と、ろ波器の選択を制御する場合とを意味するものである。
信号位相量変換器１１０、信号位相振幅量変換器１１１及び信号振幅量変換器１１２は信号データに応じて、ろ波特性の制御やろ波器の選択制御、光送信装置から出力される光の強度を制御するためのパラメータに変換するものであるから、これらを総称して信号変調値変換器ということができ、これらから出力される位相量、振幅量などは変調値といえ、かつその各成分はパラメータと呼ぶことができる。
【０１３６】  以上のように、光周波数軸上の周期関数により、ＭＰＳＫ，ＱＡＭなどを行う第２実施形態は先にも一般的な構成を説明したが次のようにも説明できる。１又は複数の光源により光周波数ＦｓｔからＦｌａまでの間における、光周波数幅ＦＳＲの範囲で、ｉ番目の光周波数特性関数Ｃｉ（ｆ）が、その繰り返し周期に対応する整数Ｎｉで最小公倍数の自然数倍である光周波数幅ＦＳＲを除した値を光周波数幅ＰＦＲｉとすると、
Ｃｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＰＦＲｉ）であり、
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｉ（ｆ））ｄｆであり、
ｉ番目以外のｊ番目の光周波数特性関数Ｃｊ（ｆ）に対し、
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆであり、
ＦＳＲ以下の任意の光周波数幅を、Ｃｉ（ｆ）の周期ＰＦＲｉで割算した余りをΔｆとし、位相２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）をＣｉ（ｆ）に対する位相差とすると、
Ｃｉ′（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋Δｆ）であり、
つまりＣｉ′（ｆ）はＣｉ（ｆ）に対し、位相が２π（Δｆ／ＰＦＲｉ）異なるものであり、
【手続補正０４８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
∫Ｃｉ′（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ′（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆであり、入力２値データ系列を、各データごとに複数の分離データ系列に順次繰り返し振分けて分離し、これら分離された各分離データ系列ごとに、かつその各データごとにその値に応じて上記ｉ番目の光周波数特性関数の第ｉ光信号及び上記ｊ番目の光周波数特性関数の第ｊ光信号に対し、位相又は／及び振幅を制御した第１光信号及び第２光信号を合成し光符号信号として送信する。
【０１３７】  光周波数特性関数Ｃｉ（ｆ）の例としてはＰＦＲｉが同一でΔｆがＰＦＲｉ／４又は−ＰＦＲｉ／４の三角関数である。
他の例としては、任意の整数ＳとＮｉの積の２倍２ＳＮｉでＦＳＲを割算した値Ｌの連続する光周波数部分にＦＳＲを分割し、その各長さＬの光周波数部分の連続するＳ個の光周波数を強度１と、それに続くＳ個の光周波数を強度０とすることをＮｉ回繰り返す関数、あるいは強度１の連続するＳ個の光周波数の位置を所定量順次移動させた関数をＣｉ（ｆ）とする。
【０１３８】  この第２実施形態も、図２（ａ），図２（ｂ），図３（ａ），図３（ｂ）に示した１対Ｎ光通信網ＰＯＮに対して適用できる。また第１実施形態において、図１５や図２８を参照して説明した単一プレーナ光波回路基板にｉ番目の符号器がｊ番目の復号器のいずれかの透過光を用いるプレーナ光波回路基板に対する温度制御技術も第３実施形態に適用できる。更に第１実施形態において、図２１，図２２を参照して説明したアレー導波路格子形光合分波器ＡＷＧを用いる光符号化方法を、第３実施形態の光送信装置に適応することもできる。
［第３実施形態］（反射型光通信）
この発明の第３実施形態は複数の加入者装置を光ファイバ伝送系を介して、中央局に収容する１対多接続光網（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＰＯＮ）、例えば図２又は図３に示した光通信システムにこの発明を適用したものである。
［実施例３−１］
この第３実施形態の基本概念の機能構成を図４９を参照して説明する。２値データに応じて変調（符号化）された下り信号光が、光ファイバ４１０を通じ、更に光入出力ポート４１２を介して光入出力共用器４２０のポート４２０ａに入力され、光入出力共用器４
【手続補正０４９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
２０のポート４２０ｂより切替器４３０に入力される。切替器４３０は、端子４３１よりの上りデータ系列により制御され、下り信号光はマーク符号器４４０Ｍあるいはスペース符号器４４０Ｓに入力される。マーク符号器４４０Ｍ及びスペース符号器４４０Ｓの出力光は光合成器４５０を通じて光入出力共用器４２０のポート４２０ｃに入力され、光入出力共用器４２０のポート４２０ａより上り信号光として光入出力ポート４１２を介して光ファイバ４１０へ出力される。光入出力共用器４２０として図４９では破線で示すように光サーキュレータを用いているが、光方向性結合器、光合分波器などを用いてもよい。しかし、反射光とのコヒーレントクロストークにより上り信号光の強度変調を避けるため、また光損失を少くするために光入出力共用器４２０としては光サーキュレータが好ましい。光合成器４５０は光合分波器あるいは切替器４３０と破線で示すように連動制御される切替器などを用いることができ、要はマーク符号器４４０Ｍの出力光と、スペース符号器４４０Ｓの出力光とを光入出力共用器４２０のポート４２０ｃへ入力するものであればよい。切替器４３０は端子４３１よりのデータがマークであれば入力された光をマーク符号器４４０Ｍに入力し、スペースであればスペース符号器４４０Ｓに入力する。光合成器４５０として入力端子４３１のデータにより制御される切替器を用いる場合は切替器４３０は光分岐器としてもよい。
【０１３９】  マーク符号器４４０Ｍ及びスペース符号器４４０Ｓは下り信号光の光周波数（波長）の全区間において、光周波数（波長）を変数とする互いに異なる関数で表わされる信号光を出力し、例えば光ろ波器として構成される。入力する下り信号光と出力する上り信号光の光周波数特性（光符号）は次に示す関係をもつ関数である。
下り信号光がマークであるときの光周波数ｆに対する光強度の関数をＩＭ（ｆ）、スペースであるときの関数をＩＳ（ｆ）、上り信号光がマークであるときの光周波数ｆに対する光強度の関数をＯＭ（ｆ）、スペースであるときの関数をＯＳ（ｆ）とそれぞれする。関数ＩＭ（ｆ）と関数ＯＭ（ｆ）との積のｆに関する積分又は総和と、関数ＩＭ（ｆ）と関数ＯＳ（ｆ）の積のｆに関する積分又は総和とが等しく、かつ、関数ＩＳ（ｆ）と関数ＯＭ（ｆ）の積のｆに関する積分又は総和と、関数ＩＳ（ｆ）と関数ＯＳ（ｆ）の積のｆに関する積分又は総和とが等しい。即ち次に示す（２２）式と（２３）式のいずれかと（２４）式と（２５）式のいずれかとが成立する関係にある。
【手続補正０５０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
【０１４０】  ∫ＩＭ（ｆ）ＯＭ（ｆ）ｄｆ＝∫ＩＭ（ｆ）ＯＳ（ｆ）ｄｆ  （２２）
ΣＩＭ（ｆ）ＯＭ（ｆ）＝ΣＩＭ（ｆ）ＯＳ（ｆ）                      （２３）
∫ＩＳ（ｆ）ＯＭ（ｆ）ｄｆ＝∫ＩＳ（ｆ）ＯＳ（ｆ）ｄｆ              （２４）
ΣＩＳ（ｆ）ＯＭ（ｆ）＝ΣＩＳ（ｆ）ＯＳ（ｆ）                      （２５）
ここで、∫ｄｆは下り信号の光周波数の区間での積分を、Σは下り信号の光周波数の区間での総和を意味する。式（２２）、式（２４）はディジタル演算により求める場合はそれぞれ式（２３）、式（２５）と同様な演算を行うことになる。
【０１４１】  これらの関係はマーク関数の光強度とスペース関数の光強度が互いに等しく、かつマーク又はスペースの下り信号光を構成する周波数成分の光の半分に相当する成分をマーク又はスペースの上り信号光として構成することができることを表している。従ってこの光通信装置は、下り信号光の変調度を下げることなく、下り信号光がマークでもスペースでも、同一の光パワーで変調した上り信号光を出力することが出来る。
前記関数の例としては図６に示したものを用いることができるる。図６（ａ）〜（ｃ）は三角関数の例であり、同一振幅であり、光周波数区間ｆ０〜ｆＬを光基準周波数ｆ０＝ｆｓで規格化して規格化光周波数０〜１において、当該区間に含まれる繰返し周期が１，２，３の場合でそれぞれ位相がπ／２ずれた実線と破線あるいは、図６（ａ）中に示すように実線に対し、π／４程度ずれた１点鎖線などの中の１つをマークの関数とし、これに対しπずれた関数をスペースの関数とし、異なる方向又は異なる光通信装置に対するものは図６中に示す関係をもつ他の関数をマーク関数とし、これと位相がπ異なる関数をスペース関数とする。あるいは図５０に示すように周波数区間ｆ０〜ｆＬ（規格化周波数０〜１）をＬ分割したＬ個のチップ（光周波数）とし、チップごとに光強度を１又は０とし、図５０（ａ）に示す関数を例えばマークの関数とする時、スペースの関数は例えば図５０（ｂ）に示すように、強度が１のチップ数は同一であり、かつ下り信号光のマーク又はスペース関数の強度１のチップの半分を上り信号光に用いることができる。図５０（ｂ）はその前半は図５０（ａ）の前半と同一であり、後半は図５０（ａ）の後半を反転したものとなっている。各チップの例として光強度を三角形にて図示したが、理想的には光周波数特性が各チップでフラットな矩形がのぞましい。
【０１４２】  マーク又はスペース符号器４４０Ｍ又は４４０Ｓのろ波関数として、三角関数を用いる
【手続補正０５１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
場合の符号器としては例えば図７に示した光路長が異なる２組の方路４１，４２とこれら両端にそれぞれ結合したカプラ４３，４４とからなるマッハツエンダ干渉計を用いることができる。マーク又はスペース符号器４４０Ｍ又は４４０Ｓのろ波関数として図５０に示したようなチップ列を構成する場合の符号器の構成例を図５１に示す。入力光は光合分波器５に入力され、光合分波器５は各チップの周波数光信号を異なるポートに出力し、かつ光周波数ΔＦの整数倍離れた光成分を同一ポートに出力する。例えば符号器４４０Ｍ又は４４０Ｓの出力光が４つのチップごとに同一パターンを繰り返す場合、光合分波器５のポート１，２，３，４から光周波数Ｆ１＋ｑΔＦ、Ｆ２＋ｑΔＦ、Ｆ３＋ｑΔＦ、Ｆ４＋ｑΔＦ（ｑ＝０，１，２，…）の各成分がそれぞれ出力される。これらのうち強度１のチップと対応するポートの出力をカプラ６で合波して出力すればよい。このような光合分波器５としては、図２１中のろ波器８４と同様にＡＷＧ（Ａｒｒａｙ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ：アレー導波路格子形光合分波器）を用いることができる。
【０１４３】  切替器４３０は端子４３１よりのデータがマークであれば入力された光をマーク符号器４４０Ｍに入力し、スペースであればスペース符号器４４０Ｓに入力する。光合成器４５０として入力端子４３１のデータにより制御される切替器を用いる場合は切替器４３０は光分岐器としてもよい。上り信号光と下り信号光が異なる光ファイバにより伝送されてもよい。例えば図４９中に破線で示すように光合成器４５０より出力される上り信号光を光ファイバ４１１に入力し、光入出力共用器４２０を省略してもよい。あるいは図５２に示すように、マーク符号器４４０Ｍ及びスペース符号器４４０Ｓの各出力光をそれぞれ全反射する全反射器４５１Ｍ及び４５１Ｓを設け、マーク符号器４４０Ｍ及びスペース符号器４４０Ｓの各出力光がそれぞれマーク符号器４４０Ｍ及びスペース符号器４４０Ｓを通り、更に切替器４３０を通って光ファイバ４１０に入力されるようにしてもよい。
【０１４４】  図５２に示した装置は図４９に示したものと比べ、光入出力共用器４２０を省略でき、しかも光合成器４５０を削減して部品点数を更に削減することが出来、図４９に示したもので切替器と切替器の組合せを用いる場合に比べれば、変調のために操作する部品が減少する効果があり、また図４９で二組の切替器の替わりに、切替器と光合波器の組合せを用いる場合と比べれば、光合波器による光損失がなくなる効果がある。
また、図４９及び図５２では、下り信号光の受信回路について示していないが、切替
【手続補正０５２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
る例である。図５３を参照して実施例３−２を説明する。光ファイバ４１０よりの下り信号光は、光入出力ポート４１２より光入出力共用器４２０を通じ更に光分岐器４２１と４２２を順次通じて下りマーク復号器４６１Ｍと下りスペース復号器４６１Ｓに分岐入力され、これらの復号器４６１Ｍ及び４６１Ｓをそれぞれ通過した光は光検出器４７０Ｍ及び４７０Ｓにより電気信号に変換され、これら電気信号は比較器４８０で比較され、例えば差分がとられ、その大きさが所定値以上であれば下りデータ系列として出力端子４８１に出力される。
【０１４７】  第１の光分岐器４２１で分岐された他方の下り信号光は切替器４３０に入力され、図４９に示したと同様に、入力端子４３１よりの上りデータ系列により変調されて上り信号光として光入出力共用器４２０を介し、更に光入出力ポート４１２より光ファイバ４１０に出力される。光合成器４５０として端子４３１のデータにより制御される切替器を用いる場合は切替器４３０の代りに光分岐器を用いてもよい。
この実施例３−１ではマークの上り信号光からスペースの上り信号光を引いたものと、マークあるいはスペースの下り信号光との積の光周波数についての積分又は総和が零となり、つまりこれらの光周波数特性関数は互いに擬似的に直交とされる。更に詳しく述べると、下り信号光は、マーク又はスペースの何れか一方の光周波数関数と同一の光周波数特性をもつ自然数ＮＩ組の入力光であり、ｉ番目のマークの光強度の関数をＩＭｉ（ｆ）、スペースの光強度の関数をＩＳｉ（ｆ）とすると、ＮＩ組に含まれるｉ番目の下り信号光とｉ番以外のｊ番目の下り信号光との関係が次に示す（２６）式又は（２７）式を満たす。
【０１４８】  ∫ＩＭｉ（ｆ）（ＩＭｊ（ｆ）−ＩＳｊ（ｆ））ｄｆ＝∫ＩＳｉ（ｆ）（ＩＭｊ（ｆ）−ＩＳｊ（ｆ））ｄｆ＝∫ＩＭｊ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））ｄｆ＝∫ＩＳｊ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））ｄｆ＝０          （２６）
ΣＩＭｉ（ｆ）（ＩＭｊ（ｆ）−ＩＳｊ（ｆ））＝ΣＩＳｉ（ｆ）（ＩＭｊ（ｆ）−ＩＳｊ（ｆ））＝ΣＩＭｊ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））＝ΣＩＳｊ（ｆ）（ｉｍｉ（ｆ）−ｉｓｉ（ｆ））＝０                                      （２７）
かつ、ＮＩ組に含まれるｉ番目の下り信号光とｉ番目の上り信号との関係は次に示す（２８）式又は（２９）式を満たす。
【０１４９】  ∫ＩＭｉ（ｆ）（ＯＭｉ（ｆ）−ＯＳｉ（ｆ））ｄｆ＝∫ＩＳｉ（ｆ）（ＯＭｉ（ｆ）−ＯＳｉ（ｆ））ｄｆ＝∫ＯＭｉ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））ｄｆ＝∫ＯＳｉ（ｆ）（ＩＭｉ（ｆ）−ＩＳｉ（ｆ））ｄｆ＝０          （２８）
【手続補正０５３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
信の障害とならない。
【０１５２】  このような特性をもつ他の関数として、下り信号光の光周波数区間ｆ０〜ｆＬ（規格化光周波数０〜１）を例えば図５４（ａ）に示すようにＬ＝４ｓ分割し、ｉ番目マークの関数Ｍｉ（ｆ）は最初のｓチップを透過（光強度１）、次のｓチップを不透過（光強度０）とすることをｎ＝２回繰り返し、ｉ番目のスペースの関数Ｓｉ（ｆ）は最初のｓチップを透過（光強度１）、次のｓチップを不透過（光強度０）とすることをｎ＝２回繰り返す。図５４（ｂ）に示すようにｆ０〜ｆＬをＬ＝６ｓ分割し、ｉ番目のマークの関数Ｍｉ（ｆ）は最初のｓチップを透過、次のｓチップを不透過とすることをｎ＝３回繰り返し、ｉ番目のスペースの関数Ｓｉ（ｆ）は最初のｓチップを透過、次のｓチップを不透過とすることをｎ＝３回繰り返す。一般的には光周波数区間のｆ０からｆＬをＬ分割したＬチップの光周波数で示されるろ波特性関数（光強度周波数特性関数）であり、Ｌを２で割った数がｓの倍数とし、ｉ番目のマークのときのろ波特性関数をＩＭｉ（ｆ）としスペースのときのろ波特性関数をＩＳｉ（ｆ）とするとき、ｉ番目のろ波特性関数ＩＭｉ（ｆ）はｓチップを透過とし、それに続くｓチップを不透過とすることを少なくともＬを２ｓで除した回数（ｎ回）繰り返す関数であり、ｉ番目のろ波特性関数ＩＳｉ（ｆ）はｓチップを不透過とし、それに続くｓチップを透過とすることを少なくともＬをｓで除した回数（ｎ回）繰り返す関数である。なお、例示した関数はｆ０から、連続ｓチップ透過チップ又は不透過チップが続いているが、図５４（ｃ）にＬ＝６ｓ、ｎ＝３の場合に示すようにｓに満たない任意の整数ｓ０のチップだけ透過チップ又は不透過チップ続いてから、ｓチップを不透過又は透過とし、それに続くｓチップを透過又は不透過とすることを、Ｌを２ｓで除した数から１引いた数だけ繰り返し、その後に（ｓ−ｓ０）チップ透過又は不透過とする関数でもよい。つまり前記関係があるもの、例えば図５４（ｂ）に示す関数に対し図５４（ｃ）のように位相をずらしたものでもよい。前記２次のアダマール行列の符号２はＬ＝４、ｓ＝１、ｎ＝２であり、符号３はＬ＝４、ｓ＝２、ｎ＝１であり、符号４は符号３を位相π／４だけ左に巡環シフトしたものである。なおこれらの関係は第２実施形態における実施例２−６で示した特性関数と同様であり、例えばＩＭｊ（ｆ）はＣｉ（ｆ）と、ＩＳｉ（ｆ）は（１−Ｃｉ（ｆ））と、ＯＭｊ（ｆ）はＣｊ（ｆ）と、ＯＳｊ（ｆ）は（１−Ｃｊ（ｆ））とそれぞれ対応する。
【０１５３】これらのろ波特性がこれら関数をもつ符号器４４１Ｍ及び４４１Ｓ、復号器４６１Ｍ及
【手続補正０５４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
うに送信に用いる下り信号光を増幅する光増幅器４２３ｂの増幅率を選定する。光増幅器４２３ｂは光合成器４５０の出力側に挿入してもよい。この場合、符号器４４１Ｍ及び４４１Ｓで符号化された光のみを増幅するため、効果的に増幅することができる。同様に光増幅器４２３ａの代りに下りマーク復号器４６１Ｍ及び下りスペース復号器４６１Ｓの出力側に光増幅器４２３ａＭ及び４２３ａＳを挿入すれば復号された信号光のみを効率的に増幅することができ、かつマーク用光増幅器４２３ａＭとスペース用光増幅器４２３ａＳをそれぞれ独立したハードリミッタとして用いることもできる。
【０１６０】  光合成器４５０として、図５７に示すように、上りマーク符号器４４１Ｍ及び上りスペース符号器４４１Ｓの各出力信号光をそれぞれ光増幅器４５２Ｍ及び４５２Ｓを通じて光合波器４５３で合波し、入力端子４３１よりのデータがマークであれば光増幅器４５２Ｍの増幅率を高くし、光増幅器４５２Ｓの増幅率を低くし、データがスペースであれば、光増幅器４５２Ｍの増幅率を低くし、光増幅器４５２Ｓの増幅率を高くして、マークとスペースに応じた符号光を選択出力するように、光増幅器４５２Ｍ及び４５２Ｓの両増幅率を端子４３１のデータにより制御してもよい。このようにして上り信号光の光強度を十分大きくすることもできる。この構成の場合は切替器４３０として光分岐器を用いてもよい。その場合は光通信装置として切替器を一切使用しないで済む効果がある。以上のように図５３に示した光通信装置に光増幅器を用いる実施例を述べたが、この光通信装置に用いる符号器及び復号器のろ波特性関数としては光周波数チップ系列関数のみならず、実施例３−３で述べた三角関数でもよい。更に図５２に示したように符号器の後段に全反射器を用い、光入出力共用器４２０を省略し、かつ下り信号光を復号する受信回路を備える光通信装置にもその各所に光増幅器を挿入して、同様に効果的に作用させることもできる。その例を、図５８に挿入可能な光増幅器を破線で図５２、図５３、図５７と同一参照番号を付けて示し、重複説明は省略する。この場合光入出力ポート４１２と直接接続される光分岐器４２１は光合分波器とされ、マーク符号器４４１Ｍ及びスペース符号器４４１Ｓに対し、全反射器４５１Ｍ及び４５１Ｓと反対側に挿入した光増幅器４５２Ｍ及び４５２Ｓの各増幅率をデータにより制御してマーク信号光及びスペース信号光を選択する場合は、切替器４３０の部分は光合分波器とされる。マーク符号器４４１Ｍ及びスペース符号器４４１Ｓを一体化した符号器４４１とす
【手続補正０５５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
る場合は符号器４４１のマーク信号光出力ポート及びスペース信号光出力ポートと全反射器４５１Ｍ及び４５１Ｓとの間に光増幅器４５２Ｍ及び４５２Ｓを挿入し、上りデータ系列によりこれら光増幅器４５２Ｍ及び４５２Ｓを制御する場合は符号器４４１の入力ポートが光合分波器４２１に直接接続され、光合分波器４３０を省略できる。この場合、光増幅器４５２Ｍ及び４５２Ｓの替りに上りデータにより互いに逆にオンオフ制御されるスイッチを用いてもよく、要は上りデータに応じてマーク信号光又はスペース信号光のいずれかを選択すればよい。
［実施例３−５］
上述では下り信号光に対する受信復号回路と、上り信号光のための送信符号化回路とを並列に設けたが、これらを縦続的に設けてもよい。以下に送信符号化回路を光入出力ポート４１２つまり光ファイバ４１０側として、その送信符号化回路に対し、受信復号回路を縦続的に設ける実施例３−５を図５９を参照して以下に説明する。
【０１６１】  光入出力ポート４１２には必要に応じて光増幅器４４２を介して光合分波器４３０が接続される。従って光ファイバ４１０からの下り信号光は光合分波器４３０を介して符号器４４１Ｍ及び４４１Ｓに入力される。先に述べたようにマーク信号光とスペース信号光は各光周波数の光強度が相補的であり、かつ光周波数範囲ｆ０〜ｆＬの平均光強度は互いに等しく、下り信号光中のマーク信号又はスペース信号光を構成する光周波数成分の半分に相当する光周波数を上り信号光としてのマーク信号光又はスペース信号光としている。
従って下り信号光中の有効光周波数成分の半分は符号器４４１Ｍ及び４４１Ｓを透過し、これら透過光は切替器４５０で合成されて光合分波器４２４に入力され、光合分波器４２４にて全反射器４５１と光分岐器４２２に分岐される。光分岐器４２２に入力された下り信号光は復号器４６１Ｍ及び４６１Ｓに入力される。この下り信号光の光周波数特性がこれら復号器４６１Ｍ又は４６１Ｓのろ波特性関数と整合したものであれば、前述したように、少くとも光ファイバ４１０における下り信号光中の半分の光周波数成分が正しく透過し、従って比較器４８０より復号したデータを得ることができる。
【０１６２】  一方、全反射器４５１で反射された光は光合分波器４２４を通過して光合成器４５０に入力される。切替器４５０は端子４３１より上りデータ系列により、切替制御されている
【手続補正０５６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
から、先に下り信号光が符号器４４１Ｍ又は４４１Ｓを通過した際に符号化された信号光が全反射器４５１で反射され、同一の符号化を受けて光合分波器４３０に入力され、これより上り信号光として光ファイバ４１０に入力される。この上り信号光は符号器４４１Ｍ又は４４１Ｓにより２回符号化され、その符号化は同一特性であるが、最終的の上り信号光としての符号化が、先の光ファイバ４１０から切替器４５０へ通過する際に符号化され、全反射器４５１により反射された光により影響されて上り信号光の光周波数特性が乱されるおそれがある。そのような場合は光ファイバ４１０へ入力する上り信号光を光増幅器４４２により飽和するまで増幅するとよい。ただしこの場合は信号光の関数としてチップ系列を用いる場合に限られる。光合分波器４３０を切替器とし、切替器４５０を光合分波器としてもよい。その他前述した各種変形を同様に施すことができる。なお切替器４５０を図５７に示した構成とし、その光増幅器４５２Ｍ及び４５２Ｓにより、光ファイバ４１０へ入力される上り信号光を飽和増幅して、光増幅器４４２の代用も兼ねるようにしてもよい。更に光増幅器４４２を図５９中に破線で示すように、全反射器４５１の前段に配してもよい。この場合はＳＯＡの一端に全反射コーティングを施し、光増幅器と全反射器を単一部品として構成することができる。
［実施例３−６］
この実施例３−６は実施例３−５における光合分波器４２４と全反射器４５１を省略し、例えば図６０に示すようにする。符号器４４１Ｍ及び４４１Ｓを透過した下り信号光は切替器４５０より一部反射器４５４に入力され、一部反射器４５４で下り信号光の一部が反射され、一部が透過して光分岐器４２２に入力される。この場合も、下り信号光を正しく復号することができ、かつ下り信号光の一部を利用して上り信号光を生成できることは容易に理解されよう。この例では図５９に示した場合と比較して光合分波器４２４を省略でき、光合分波器４２４における損失がなくなる効果がある。破線で示すように光増幅器４４２を一部反射器４５４の切替器４５０側に挿入してもよい。この場合は、例えばＳＯＡの一端に一部反射するコーティングを施すことにより光増幅器と一部反射器を単一部品として構成することができる。切替器４５０を図５７に示した構成とし、その光増幅器４５１Ｍ及び４５１Ｓを光増幅器４４２として兼用させてもよい。その他、前述した各種変形を同様に行うこともできる。
【手続補正０５７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
器４４１に入力される。その他の構成及び動作は図５６に示したものと同様である。光検出器４７１Ｍ及び４７１Ｓの各出力光をマッハツエンダ干渉計により合波しているため、図６１中の光合波器４７２を用いる場合より損失を減少できる。
【０１６４】  以上述べた第３実施形態を一般的に説明すると以下のようになる。光送信装置からの下り信号光を送信し、その下り信号光を反射型光通信装置で受信し、受信下り信号光の一部を用いて下りデータ系列を再生すると共に、受信下り信号の一部に対し、上りデータ系列により変調して上り信号として上記光送信装置へ送信する光通信システムを前提とする。
受信光符号信号の光強度周波数特性を関数Ｃｉ（ｆ）またはＣｋ（ｆ）とし、上り符号器４４１のろ波光周波数特性関数をＣｊ（ｆ）又はＣｍ（ｆ）とし、光周波数ＦｓｔからＦｌａまでの範囲に含まれる任意の光源光周波数幅ＦＳＲ分の次式の内積積分を満たす、
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｍ（ｆ）ｄｆ
∫Ｃｋ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｋ（ｆ）・Ｃｍ（ｆ）ｄｆ
【０１６５】  更に内積積分∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆと∫Ｃｋ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆの少なくとも一方はゼロでない。つまりＣｉ（ｆ）＞０，Ｃｋ（ｆ）＞０のいずれかが成立つ。
光周波数ＦｓｔからＦｌａまでの範囲において各符号の関数の繰り返し周期ＰＦＲｉの公倍数を符号長ＦＣＬおよびその自然数倍を光周波数幅ＦＳＲとすると、
Ｃｉ（ｆ）＝Ｃｉ（ｆ＋ＰＦＲｉ）であり、
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｉ（ｆ）ｄｆ＞∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆであり、
ｉ番目以外のｊ番目の光周波数特性関数Ｃｊ（ｆ）に対し、
∫Ｃｉ（ｆ）・Ｃｊ（ｆ）ｄｆ＝∫Ｃｉ（ｆ）・（１−Ｃｊ（ｆ））ｄｆであり、
【手続補正０５８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2005008923.tif 000072
【手続補正０５９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2005008923.tif 000073
【手続補正０６０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１９】
2005008923.tif 000074
【手続補正０６１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２０】
2005008923.tif 000075
【手続補正０６２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２７】
2005008923.tif 000076
【手続補正０６３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６２】
2005008923.tif 000077