(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーキュレータと、ファイバブラッググレーティング型の復号器と、時間ゲート処理器と、第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部を含むクロック抽出回路とを備える、時間拡散波長ホッピング法により符号化された光符号分割多重信号を受信する受信装置であって、
前記サーキュレータは、当該受信装置で受信された前記光符号分割多重信号を前記復号器へ送り、及び、前記復号器から入力された復号化信号を前記時間ゲート処理器へ送り、
前記復号器は、前記光符号分割多重信号に含まれる波長成分のうち、１の波長成分を符号化信号として透過させ、他の波長成分を前記復号化信号として反射させ、
前記クロック抽出回路は、前記符号化信号を第１符号化信号及び第２符号化信号の２つに分岐して、それぞれ、前記第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部へ送り、
前記第１クロック信号生成部は、前記第１符号化信号が入力される光電変換器、前記光符号分割多重信号の伝送レートに対応する周波数の電気信号を透過させるバンドパスフィルタ、リミティングアンプ、及び、第１可変遅延器をこの順に接続して構成されていて、前記第１符号化信号から第１クロック信号を生成し、
前記第２クロック信号生成部は、前記第２符号化信号に対して前記第１クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行うことにより前記第１クロック信号に同期した光パルスを抽出する強度変調器、２Ｒレシーバ、クロック再生回路、及び、第２可変遅延器をこの順に接続して構成されていて、前記第２符号化信号から、前記第１クロック信号に同期した光パルスを抽出し、当該抽出された光パルスから第２クロック信号を生成し、
前記時間ゲート処理器は、前記第２クロック信号をゲート信号として用いて、前記復号化信号に対して時間ゲート処理を行って前記復号化信号を出力する
ことを特徴とする光符号分割多重受信装置。
【請求項２】
前記クロック抽出回路は、さらに、前記他の波長成分を遮断する波長フィルタを備えており、かつ、前記符号化信号を、該波長フィルタを通過させた後、第１符号化信号及び第２符号化信号の２つに分岐して、それぞれ、前記第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部に送る
ことを特徴とする請求項１に記載の光符号分割多重受信装置。
【請求項３】
復号器と、時間ゲート処理器と、波長フィルタと、第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部を含むクロック抽出回路とを備える、時間拡散波長ホッピング法により符号化された光符号分割多重信号を受信する受信装置であって、
前記復号器は、当該受信装置で受信された光符号分割多重信号を２つに分岐した一方を復号化して、復号化信号として前記時間ゲート処理器に送り、
前記クロック抽出回路は、当該受信装置で受信された光符号分割多重信号を２つに分岐した他方を、符号化信号として前記波長フィルタを通過させることにより、１の波長成分を透過させ、他の波長成分を遮断した後、第１符号化信号及び第２符号化信号の２つに分岐して、それぞれ、前記第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部に送り、
前記第１クロック信号生成部は、前記第１符号化信号が入力される光電変換器、前記光符号分割多重信号の伝送レートに対応する周波数の電気信号を透過させるバンドパスフィルタ、リミティングアンプ、及び、第１可変遅延器をこの順に接続して構成されていて、前記第１符号化信号から第１クロック信号を生成し、
前記第２クロック信号生成部は、前記第２符号化信号に対して前記第１クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行うことにより前記第１クロック信号に同期した光パルスを抽出する強度変調器、２Ｒレシーバ、クロック再生回路、及び、第２可変遅延器をこの順に接続して構成されていて、前記第２符号化信号から、前記第１クロック信号に同期した光パルスを抽出し、当該抽出された光パルスから第２クロック信号を生成し、
前記２Ｒレシーバ及びクロック再生回路は、抽出された前記光パルスから第２クロック信号を生成し、
前記時間ゲート処理器は、前記第２クロック信号をゲート信号として用いて、前記復号化信号に対して時間ゲート処理を行って前記復号化信号を出力する
ことを特徴とする光符号分割多重受信装置。
【請求項４】
ファイバブラッググレーティング型の復号器と、時間ゲート処理器と、第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部を含むクロック抽出回路とを備える光符号分割多重通信の受信装置で時間ゲート処理を行うにあたり、
前記復号器において、受信した光符号分割多重信号に含まれる波長成分のうち、１の波長成分を符号化信号として透過させ、他の波長成分を復号化信号として反射させる過程と、
前記クロック抽出回路において、前記符号化信号を第１符号化信号及び第２符号化信号の２つに分岐する過程と、
前記第１クロック信号生成部において、前記第１符号化信号を電気信号に変換し、バンドパスフィルタを用いて前記光符号分割多重信号の伝送レートに対応する周波数の電気信号を透過させ、さらに、該電気信号を前記第２符号化信号と時間軸上での位置が一致するように調整することにより、前記第１符号化信号から第１クロック信号を生成する過程と、
前記第２クロック信号生成部において、前記第１クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行うことにより、前記第２符号化信号から、前記第１クロック信号に同期する光パルスを抽出し、当該抽出された光パルスから第２クロック信号を生成する過程と、
前記時間ゲート処理器において、前記復号化信号に対して、前記第２クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行って出力させる過程と
を備えることを特徴とする光符号分割多重受信装置における時間ゲート処理方法。
【請求項５】
復号器と、時間ゲート処理器と、波長フィルタと、第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部を含むクロック抽出回路とを備える光符号分割多重通信の受信装置で時間ゲート処理を行うにあたり、
受信した光符号分割多重信号を２つに分岐して、一方を前記復号器で復号化して、復号化信号として前記時間ゲート処理器に送り、他方を、符号化された状態の符号化信号として前記クロック抽出回路に送る過程と、
前記符号化信号を、前記波長フィルタを通過させて、１の波長成分を透過させ、他の波長成分を遮断した後、第１符号化信号及び第２符号化信号の２つに分岐する過程と、
前記第１クロック信号生成部において、前記第１符号化信号を電気信号に変換し、バンドパスフィルタを用いて前記光符号分割多重信号の伝送レートに対応する周波数の電気信号を透過させ、さらに、該電気信号を前記第２符号化信号と時間軸上での位置が一致するように調整することにより、該第１符号化信号から第１クロック信号を生成する過程と、
前記第２クロック信号生成部において、前記第１クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行うことにより、前記第２符号化信号から、前記第１クロック信号に同期する光パルスを抽出し、当該抽出された光パルスから第２クロック信号を生成する過程と、
前記時間ゲート処理器において、前記復号化信号に対して、前記第２クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行って出力させる過程と
を備えることを特徴とする光符号分割多重受信装置における時間ゲート処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光符号分割多重受信装置及び当該光符号分割多重受信装置における時間ゲート処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信の大容量化のために、一本の光ファイバ伝送路に複数チャネル分の光パルス信号をまとめて伝送する、光時分割多重（ＯＴＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）及び光符号分割多重（ＯＣＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）などの光多重技術が検討されている。この中で、ＯＣＤＭは、光パルス信号の多重にあたり、多重されるチャネル数の制限がないという優れた特徴を有している。
【０００３】
ＯＣＤＭによれば、送信側では、チャネルごとに異なる符号を用いて、光パルス信号を符号化し、受信側では、送信側と同じ符号を用いて復号化して、元の光パルス信号を得る。ＯＣＤＭにおける符号化及び復号化の方法には、時間拡散法、波長ホッピング法、時間拡散波長ホッピング法などがある。この発明は、時間拡散波長ホッピング法における発明である。
【０００４】
図１〜４を参照して時間拡散波長ホッピング法について説明する。なお、説明の便宜上、光パルス列との表現は、時間軸上で等しい間隔で並ぶ光パルスの総体を指すものとする。また、光パルス信号との表現は、２値デジタル電気信号を反映した光パルス列を意味する場合のみに使用するものとする。
【０００５】
図１は、時間拡散波長ホッピング法を用いる、ＯＣＤＭ通信用の送信装置（以下、単にＯＣＤＭ送信装置と称する。）の概略構成図である。
【０００６】
ＯＣＤＭ送信装置１０は、多波長パルス光源１５、分波器２８、第１〜４送信部３０ａ〜３０ｄ及び多重器５０を備えて構成される。
【０００７】
多波長パルス光源１５が、複数の波長の光が混合された光パルス列を出力する光源である。ここでは、多波長パルス光源１５は、互いに異なる波長であるλ１、λ２、λ３及びλ４の４つの波長成分を含む光パルス列を出力する例について説明する。
【０００８】
多波長パルス光源１５は、第１〜４の光源２０ａ〜２０ｄ、合波器２２、光パルス列発生器２４及びクロック発生装置２６を備えて構成される。第１〜４の光源２０ａ〜２０ｄとして、例えば、半導体レーザダイオード（ＬＤ）が用いられる。第１〜４の光源２０ａ〜２０ｄは、それぞれ波長λ１〜λ４の連続光を出力する。第１〜４の光源２０ａ〜２０ｄから出力された波長λ１〜λ４の連続光は、合波器２２で多重された後、光パルス列発生器２４に入力される。光パルス列発生器２４は、例えば、電界吸収型半導体光変調器（ＥＡＭ：Ｅｌｅｃｔｒｏ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）を用いて構成される。光パルス列発生器２４は、クロック発生装置２６で発生された電気クロック信号の周期に等しい周期で、光パルス列を発生する。光パルス列を構成する各光パルスは、λ１〜λ４の波長成分を含んでいる。
【０００９】
多波長パルス光源１５で生成された光パルス列は、分波器２８で４分岐され、第１〜４送信部３０ａ〜３０ｄに入力される。第１〜４送信部３０ａ〜３０ｄは、互いに同様の構成であるので、代表して第１送信部３０ａについて説明し、第２〜４送信部３０ｂ〜３０ｄについての説明は省略する。
【００１０】
第１送信部３０ａに入力された光パルス列は、光パルス信号発生器３２に入力される。光パルス信号発生器３２は、例えば、ＥＡＭを用いて構成される。光パルス信号発生器３２のゲートには、２値デジタル電気信号（図中、矢印Ｓ１０で示す。）が入力され、光パルス信号発生器３２は、当該２値デジタル電気信号Ｓ１０の信号パターンを反映した、光パルス信号を出力する。
【００１１】
光パルス信号は、符号化部４０に入力され、符号化される。符号化部４０は、例えば、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）を用いて構成されており、第１送信部３０ａに入力された光パルス信号が符号化される。ここで、第１送信部３０ａが備える符号化部での符号化に用いられる符号を、ｃｏｄｅ（コード）１１とする。第１送信部３０ａで符号化された信号を第１符号化送信信号（図中、矢印Ｓ１４ａで示す。）と称する。
【００１２】
同様に、第２〜４送信部３０ｂ〜３０ｄに入力された光パルス列は、それぞれ２値デジタル電気信号の信号パターンを反映した光パルス信号を生成し、第２〜４送信部３０ｂ〜３０ｄが備える符号化部で、それぞれ異なる符号で符号化される。ここで、第２〜４送信部３０ｂ〜３０ｄが備える符号化部での符号化に用いられる符号を、それぞれ、ｃｏｄｅ１２〜ｃｏｄｅ１４とする。その結果、第２〜４送信部３０ｂ〜３０ｄから、第２符号化送信信号（図中、矢印Ｓ１４ｂで示す。）、第３符号化送信信号（図中、矢印Ｓ１４ｃで示す。）及び第４符号化送信信号（図中、矢印Ｓ１４ｄで示す。）が出力される。
【００１３】
第１〜４送信部３０ａ〜３０ｄで符号化された光パルス信号は、多重器５０において、多重化された後、送信される。ここで、符号化された光パルス信号を多重化した信号（図中、矢印Ｓ２０で示す。）を光符号分割多重（ＯＣＤＭ）信号と称する。
【００１４】
図２（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、時間拡散波長ホッピング法を用いる、ＯＣＤＭの符号化について説明する。ここでは、簡単のため、２つの異なる符号で符号化された信号を多重化する、２多重ＯＣＤＭの例につき説明する。図２（Ａ）は、光パルス信号の１つの光パルスを示している。図２（Ａ）に示される光パルスでは、λ１〜λ４の波長成分が混合されている。この光パルスは、ｃｏｄｅ１１で与えられる符号で符号化されて、図２（Ｂ）に示すように、波長成分ごとの光パルスに分解されて、波長成分ごとに時間軸上の異なる位置に配列される。
【００１５】
同様に、図２（Ｃ）に示される、波長λ１〜λ４の光が混合された光パルス信号を、ｃｏｄｅ１１とは異なる、ｃｏｄｅ１２で与えられる符号で符号化する。この符号化により、図２（Ｄ）に示されるように、波長成分ごとの光パルスに分解されて、波長成分ごとに時間軸上の異なる位置に配列される。このｃｏｄｅ１１で符号化された信号と、ｃｏｄｅ１２で符号化された信号とが多重されて、図２（Ｅ）に示される、２多重ＯＣＤＭ信号になる。
【００１６】
図３は、時間拡散波長ホッピング法を用いる、ＯＣＤＭ通信用の受信装置（以下、単にＯＣＤＭ受信装置と称する。）の概略構成図である。
【００１７】
ＯＣＤＭ受信装置１１０は、分波器１２０と第１〜４受信部１３０ａ〜１３０ｄを備えている。ＯＣＤＭ受信装置１１０は、受信したＯＣＤＭ信号Ｓ２０を、分波器１２０で４つに分岐して、第１〜４受信部１３０ａ〜１３０ｄに送る。第１〜４受信部１３０ａ〜１３０ｄの構成は、同様であるので、代表して第１受信部１３０ａについて説明し、第２〜４受信部１３０ｂ〜１３０ｄについての説明は省略する。
【００１８】
第１受信部１３０ａは、復号化部１４０、時間ゲート処理器１５０、クロック抽出回路１６０、光電変換器１９０を備えている。第１受信部１３０ａが備える復号化部１４０は、図１を参照して説明した第１送信部３０ａが備える符号化部４０と同じ符号（ｃｏｄｅ１１）を有している。同様に、第２〜４受信部１３０ｂ〜１３０ｄが備える復号化部は、それぞれ、第２〜４送信部３０ｂ〜３０ｄが備える符号化部と同じ符号（ｃｏｄｅ１２〜ｃｏｄｅ１４）を有している。
【００１９】
図４（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、ＯＣＤＭの復号化について説明する。ここでは、図２を参照して説明した、２多重ＯＣＤＭ信号を復号化する例を示している。図４（Ａ）〜（Ｄ）は、２多重ＯＣＤＭ信号の復号化について説明するための図である。図４（Ａ）は、受信したＯＣＤＭ信号をｃｏｄｅ１１で与えられる符号で復号化した信号を示す図であり、図４（Ｃ）は、受信したＯＣＤＭ信号をｃｏｄｅ１２で与えられる符号で復号化した信号を示す図である。
【００２０】
このように、各復号器で復号された光パルス信号は、当該復号器と符号が一致した自己相関信号と、当該復号器と符号が一致していない相互相関信号を含んでいる。例えば、第１受信部１３０ａが備える復号器（以下、第１復号器と称することもある。）で復号化された光パルス信号については、ｃｏｄｅ１１で与えられる符号で符号化された第１符号化送信信号を第１復号器で復号化した光パルス信号が、自己相関信号である。一方、ｃｏｄｅ１２で与えられる符号で符号化された第２光符号化信号を第１復号器で復号化した光パルス信号が、相互相関信号になる。同様に、第２受信部１３０ｂが備える復号器（以下、第２復号器と称することもある。）で復号化された光パルス信号については、第２光符号化信号を第２復号器で復号化した光パルス信号が自己相関信号であり、第１光符号化信号を第２復号器で復号化した光パルス信号が相互相関信号になる。
【００２１】
ここで、復号化された結果得られる光パルス信号では、相互相関信号がいわゆる干渉雑音になる。符号化による多重数が増加すると、相互相関信号による干渉雑音が増加するため、復号化された信号の誤り率が増大する。そこで、信号の誤り率を減少させるため、時間ゲート処理を行う必要がある（例えば、非特許文献１参照）。
【００２２】
ここで、時間ゲート処理とは、所望の時間間隔で信号を抜き出す処理であって、復号化された信号に対して、自己相関信号が入力された時間だけゲートを開いて通過させ、相互相関信号が入力された時間はゲートを閉じることにより、自己相関信号のみを抽出する処理である。図４（Ｂ）及び図４（Ｄ）は、それぞれ、第１復号化部及び第２復号化で復号化された信号に対して、時間ゲート処理を行うことによって、抜き出された信号を示している。この時間ゲート処理を行うためには、時間ゲートの時間間隔を規定するクロック信号が必要であり、送信部側のクロック信号と同じ周波数のクロック信号を抽出する必要がある。
【００２３】
従来のＯＣＤＭ受信装置では、復号化部１４０で復号化された信号を２分岐して、一方をクロック抽出回路１６０に送り、当該クロック抽出回路１６０でクロック信号（図３中、矢印Ｓ３６で示す。）を抽出している（例えば、非特許文献２参照）。
【００２４】
時間ゲート処理器１５０には、復号化部１４０で復号化された信号が入力されている。時間ゲート処理を行う時間ゲート処理器１５０として、例えばＥＡＭを用いることができる。時間ゲート処理器１５０のゲートには、クロック抽出回路１６０で抽出されたクロック信号Ｓ３６が入力され、自己相関信号のみを抽出する。時間ゲート処理器１５０の出力を、光アンプ１５２ａに入力して増幅する。光アンプ１５２ａとして、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器を用いることができる。光アンプ１５２ａの出力部に、ＡＳＥカットフィルタ１５２ｂを配置し、ＡＳＥ成分を除去する。このＡＳＥカットフィルタ１５２ｂからの出力信号は、光電変換器１９０に入力され、電気信号に変換された後、出力される。
【非特許文献１】外林秀之、中條渉、北山研一著「光符号分割多重を用いたペタビット級フォトニックネットワーク基盤技術」通信総合研究所季報Ｖｏｌ．４８、Ｎｏ．１、２００２
【非特許文献２】Ｈｉｄｅｙｕｋｉ  Ｓｏｔｏｂａｙａｓｈｉ，Ｗａｔａｒｕ  Ｃｈｕｊｏ、Ｋｅｎ−ｉｃｈｉ  Ｋｉｔａｙａｍａ、“Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ／Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｐａｔｈ  Ｎｅｔｗｏｒｋ”、ＩＥＥＥ  ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＳＥＬＥＣＴＥＤ  ＴＯＰＩＣＳ  ＩＮ  ＱＵＡＮＴＵＭ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＶＯＬ．８，ＮＯ．３，Ｍａｙ／Ｊｕｎｅ  ２００２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、非特許文献２に開示されている、従来のＯＣＤＭ受信装置では、クロック信号を復号化された信号から抽出しているので、クロック信号は、大きな時間ジッタを有するため、時間ゲート処理後の自己相関信号に揺らぎが生じてしまう。
【００２６】
そこで、この出願に係る発明者らが鋭意研究を行ったところ、受信部において、復号化される前の、すなわち符号化された状態の符号化信号からクロック信号を抽出することにより、時間ジッタを低減できることを見出した。
【００２７】
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、時間ジッタを抑制したクロック信号で時間ゲート処理を行うことにより、従来確認されていた時間ゲート処理後の自己相関信号における時間ジッタ及び強度ジッタを低減する、ＯＣＤＭ通信用受信装置、及び、ＯＣＤＭ通信用受信装置におけるクロック抽出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上述した目的を達成するために、この発明の、時間拡散波長ホッピング法により符号化された光符号分割多重信号を受信する光符号分割多重受信装置は、サーキュレータと、ファイバブラッググレーティング型の復号器と、時間ゲート処理器と、第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部を含むクロック抽出回路とを備えて構成される。サーキュレータは、当該受信装置で受信された光符号分割多重信号を復号器へ送り、及び、復号器から入力された復号化信号を時間ゲート処理器へ送る。復号器は、光符号分割多重信号に含まれる波長成分のうち、１の波長成分を符号化信号として透過させ、他の波長成分を復号化信号として反射させる。クロック抽出回路は、符号化信号を第１符号化信号及び第２符号化信号に２分岐して、それぞれ、第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部に送る。第１クロック信号生成部は、第１符号化信号から第１クロック信号を生成し、一方、第２クロック信号生成部は、第２符号化信号から、第１クロック信号に同期した光パルスを抽出し、当該抽出された光パルスから第２クロック信号を生成する。時間ゲート処理器は、第２クロック信号をゲート信号として用いて、復号化信号に対して時間ゲート処理を行って当該復号化信号を出力する。
【００２９】
上述した光符号分割多重受信装置の実施にあたり、好ましくは、第１クロック信号生成部は、第１符号化信号が入力される光電変換器、光符号分割多重信号の伝送レートに対応する周波数の電気信号を透過させるバンドパスフィルタ、リミティングアンプ、及び、第１可変遅延器をこの順に接続して構成されている。第２クロック信号生成部は、第２符号化信号に対して第１クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行うことにより第１クロック信号に同期した光パルスを抽出する強度変調器、２Ｒレシーバ、クロック再生回路、及び、第２可変遅延器をこの順に接続して構成されているのが好適である。
【００３０】
さらに、クロック抽出回路は、他の波長成分を遮断する波長フィルタを備えて構成されており、かつ符号化信号を、波長フィルタを通過させた後、第１符号化信号及び第２符号化信号の２つに分岐して、それぞれ、第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部に送るのが良い。
【００３１】
また、この発明の、時間拡散波長ホッピング法により符号化された光符号分割多重信号を受信する光符号分割多重受信装置の他の好適実施形態によれば、復号器と、時間ゲート処理器と、波長フィルタと、第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部を含むクロック抽出回路とを備えて構成される。復号器は、当該受信装置で受信された光符号分割多重信号を２分岐した一方を復号化して、復号化信号として時間ゲート処理器に送る。
【００３２】
クロック抽出回路は、当該受信装置で受信された光符号分割多重信号を２分岐した他方を符号化信号として、波長フィルタを透過させることにより、１の波長成分を透過させ、他の波長成分を遮断した後、第１符号化信号及び第２符号化信号の２つに分岐して、それぞれ、第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部に送る。第１クロック信号生成部は、第１符号化信号が入力される光電変換器、光符号分割多重信号の伝送レートに対応する周波数の電気信号を透過させるバンドパスフィルタ、リミティングアンプ、及び、第１可変遅延器をこの順に接続して構成されており、かつ第１符号化信号から第１クロック信号を生成する。一方、第２クロック信号生成部は、第２符号化信号に対して第１クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行うことにより、第２符号化信号から、第１クロック信号に同期した光パルスを抽出する強度変調器、２Ｒレシーバ、クロック再生回路、及び、第２可変遅延器をこの順に接続して構成されている。２Ｒレシーバ及びクロック再生回路は、抽出された光パルスから第２クロック信号を生成する。時間ゲート処理器は、第２クロック信号をゲート信号として用いて、復号化信号に対して時間ゲート処理を行って当該復号化信号を出力する。
【００３３】
また、この発明の光符号分割多重受信装置における時間ゲート処理方法は、ファイバブラッググレーティング型の復号器と、時間ゲート処理器と、第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部を含むクロック抽出回路とを備える受信装置で実施され、以下の過程を備えている。
【００３４】
先ず、復号器において、受信した光符号分割多重信号に含まれる波長成分のうち、１の波長成分を符号化信号として透過させ、他の波長成分を復号化信号として反射させる。次に、クロック抽出回路において、符号化信号を第１符号化信号及び第２符号化信号の２つに分岐する。次に、第１クロック信号生成部において、第１符号化信号を電気信号に変換し、バンドパスフィルタを用いて光符号分割多重信号の伝送レートに対応する周波数の電気信号を透過させ、さらに、この電気信号を第２符号化信号と時間軸上での位置が一致するように調整することにより、第１符号化信号から第１クロック信号を生成する。さらに、第２クロック信号生成部において、第１クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行うことにより、第２符号化信号から、第１クロック信号に同期する光パルスを抽出し、当該抽出された光パルスから第２クロック信号を生成する。次に、時間ゲート処理器において復号化信号に対して、第２クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行って出力させる。
【００３５】
また、この発明の光符号分割多重受信装置における時間ゲート処理方法の他の実施形態によれば、復号器と、時間ゲート処理器と、波長フィルタと、第１クロック信号生成部及び第２クロック信号生成部を含むクロック抽出回路とを備える受信装置で実施され、以下の過程を備えている。
【００３６】
先ず、受信した光符号分割多重信号を２つに分岐して、一方を復号器で復号化して、復号化信号として時間ゲート処理器に送り、他方を、符号化された状態の符号化信号としてクロック抽出回路に送る。次に、符号化信号を、波長フィルタを通過させて、１の波長成分を透過させ、他の波長成分を遮断した後、第１符号化信号及び第２符号化信号の２つに分岐する。次に、第１クロック信号生成部において、第１符号化信号を電気信号に変換し、バンドパスフィルタを用いて光符号分割多重信号の伝送レートに対応する周波数の電気信号を透過させ、さらに、この電気信号を第２符号化信号と時間軸上での位置が一致するように調整することにより、第１符号化信号から第１クロック信号を生成する。さらに、第２クロック信号生成部において、第１クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行うことにより、第２符号化信号から、第１クロック信号に同期する光パルスを抽出し、当該抽出された光パルスから第２クロック信号を生成する。次に、時間ゲート処理器において、復号化信号に対して、第２クロック信号をゲート信号として用いた時間ゲート処理を行って出力させる。
【発明の効果】
【００３７】
この発明のＯＣＤＭ通信用受信装置及び当該ＯＣＤＭ通信用受信装置における時間ゲート処理方法によれば、第１クロック信号により抽出した光パルスを用いて第２クロック信号を生成して、時間ジッタを抑制した第２クロック信号で時間ゲート処理を行う。この結果、従来確認されていた時間ゲート処理後の自己相関信号における時間ジッタ及び強度ジッタを低減できる。
【００３８】
また、第１及び第２クロック信号の生成にあたり、リミティングアンプを用いることで、強度ジッタをさらに低減することができ、クロック再生回路を用いることで、時間ジッタをさらに低減することができる。
【００３９】
さらに、クロック抽出回路に波長フィルタを備えて、符号化信号を、波長フィルタを通過させた後、第１符号化信号及び第２符号化信号に分岐する構成にすると、クロック抽出の際に必要な波長成分のみを通過させ、不要な波長成分を遮断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の位置、大きさ及び配置関係についてはこの発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されない。
【００４１】
図５及び図６を参照して、第１実施形態のＯＣＤＭ通信用受信装置について説明する。ここでは、時間拡散波長ホッピング法による４つの符号で、それぞれ符号化された４つの符号化信号を多重化した、３波符号の４多重ＯＣＤＭ信号を受信した場合を例にとって説明する。ここで、３波符号の４多重ＯＣＤＭとは、符号化の際に、各符号について、λ１〜λ４の４つの波長から３つの波長を選択して符号化することをいう。ここでは、４つの符号をそれぞれｃｏｄｅ１〜ｃｏｄｅ４で表す。
【００４２】
例えば、ｃｏｄｅ１で符号化された信号は、波長成分としてλ２、λ３及びλ４を含み、ｃｏｄｅ２で符号化された信号は、波長成分としてλ１、λ３及びλ４を含み、ｃｏｄｅ３で符号化された信号は、波長成分としてλ１、λ２及びλ４を含み、ｃｏｄｅ４で符号化された信号は、波長成分としてλ１、λ２及びλ３を含むものとする。
【００４３】
図５を参照して、３波符号の４多重ＯＣＤＭに用いられる符号化部について説明する。図５は、３波符号の４多重ＯＣＤＭに用いられる符号化部について説明するための図であって、ｃｏｄｅ１が示す符号で符号化する場合を例にとって示している。
【００４４】
符号化部４０ａは、サーキュレータ４２、符号器４４及び終端器４６を備えて構成される。符号化部４０ａに入力された光パルス信号（図中、矢印Ｓ１２で示す。）は、サーキュレータ４２を介して符号器４４へ送られる。符号器４４は、例えば、ファイバブラッググレーティングで構成される。符号器４４は、全長が等しく、それぞれ、λ２、λ３、及びλ４の波長の光を反射する単位ファイバグレーティング（単位ＦＢＧ）を、符号器４４での光の伝播方向に対して直列に配して構成される。
【００４５】
波長λ１、λ２、λ３及びλ４が混合された光パルス信号Ｓ１２のうち、λ２で示した単位ＦＢＧからは、波長がλ２である成分が反射される。同様に、λ３で示した単位ＦＢＧからは、波長がλ３である成分が反射され、及び、λ４で示した単位ＦＢＧからは、波長がλ４である成分が反射される。これらの符号器４４で反射された光信号は、サーキュレータ４２を介して、符号化信号Ｓ１４として出力される。このように、符号化部４０ａにおいて、ｃｏｄｅ１で符号化された信号は、波長λ２、λ３及びλ４の波長成分を含む信号になる。
【００４６】
図６を参照して、この発明のＯＣＤＭ受信装置について説明する。図６は、この発明のＯＣＤＭ受信装置の概略構成図である。
【００４７】
ＯＣＤＭ受信装置１１１は、分波器１２０と第１〜４受信部１３１ａ〜１３１ｄを備えている。ＯＣＤＭ受信装置１１１で受信したＯＣＤＭ信号Ｓ２０は、分波器１２０で４分岐された後、第１〜４受信部１３１ａ〜１３１ｄへ送られる。第１〜４受信部１３１ａ〜１３１ｄの構成は、同様であるので、代表して第１受信部１３１ａについて説明し、第２〜４受信部１３１ｂ〜１３１ｄについての説明は省略する。
【００４８】
第１受信部１３１ａは、復号化部１４１、時間ゲート処理器１５０、光アンプ１７２ａ、ＡＳＥカットフィルタ１７２ｂ、クロック抽出回路１６１及び光電変換器１９０を備えている。
【００４９】
第１受信部１３１ａが備える復号化部１４１は、サーキュレータ１４３及び復号器１４５を備えており、第１送信部３０ａが備える符号化部と同じ符号（ｃｏｄｅ１）を有している。第１送信部３０ａが備える符号化部４０を、図５を参照して説明したＦＢＧを用いる構成とした場合、第１受信部１３１ａが備える復号器１４５は、第１送信部３０ａが備える符号器と同じものを用いることができる。復号化部１４１が備える復号器１４５は、符号化部４０が備える符号器４４と、サーキュレータ１４３に接続される端が逆になっている。
【００５０】
サーキュレータ１４３は、分波器１２０で４つに分岐されたＯＣＤＭ信号の１つの信号を復号器１４５へ送り、及び、復号器１４５から入力された復号化信号を時間ゲート処理器１５０へ送る。
【００５１】
第１受信部１３１ａが備える復号器１４５は、受信したＯＣＤＭ信号の波長λ２、λ３及びλ４の成分を反射する。第１受信部１３１ａが備える復号器１４５は、第１送信部３０ａが備える符号器と同じ符号（ｃｏｄｅ１）を持つので、第１送信部３０ａが備える符号化部４０で符号化された信号は、符号器１４５で復号化されて、自己相関信号として光パルス信号を復元できる。また、第２〜４送信部３０ｂ〜３０ｄが備える符号化部で符号化された信号は、第１受信部１３１ａが備える復号器が有する符号（ｃｏｄｅ１）と異なる符号（ｃｏｄｅ２〜ｃｏｄｅ４）で符号化されているので、第１送信部３０ａが備える符号化部４０で符号化された信号は復元されず、相互相関信号となる。 
【００５２】
復号器１４５は、それぞれλ２、λ３及びλ４の成分を反射する単位ＦＢＧを備えているので、λ１の成分は、復号器１４５を透過する。復号器１４５を透過する信号は、復号化されていない、すなわち符号化された状態の符号化信号である。ｃｏｄｅ２、ｃｏｄｅ３及びｃｏｄｅ４が示す符号で符号化された信号は、それぞれ、λ１の成分を含んでいるので、復号器１４５を透過する符号化信号には、光パルス列の１周期の間に、時間軸上で３箇所に波長λ１の成分が含まれている。
【００５３】
この符号化信号は、クロック抽出回路１６１に送られる。クロック抽出回路１６１は、波長フィルタ１７１、光アンプ１７２ａ、ＡＳＥカットフィルタ１７２ｂ、第１クロック信号生成部１７０及び第２クロック信号生成部１８０を備えている。
【００５４】
符号化信号には、波長λ１の成分に加えて、復号器１４５で反射されずに透過した、波長λ２、λ３及びλ４の微弱な成分が含まれている。そこで、波長フィルタ１７１により、波長λ２、λ３及びλ４の成分を遮断する。このとき、遮断の効果を高めるために、波長フィルタ１７１として、同じ透過波長領域を有する第１波長フィルタ１７１ａ及び第２波長フィルタ１７１ｂを直列に２つ配置するのが良い。なお、復号器１４５において、透過する波長λ１以外の、λ２、λ３及びλ４の成分の反射率を高めて、λ２、λ３及びλ４の成分の復号器からの透過成分を抑えることができる場合は、波長フィルタ１７１を備えなくても良い。
【００５５】
また、ここでは、復号器１４５として、３波符号の４多重のものを用いて、ＯＣＤＭ信号に含まれるλ１〜λ４の４つの波長成分のうち、１つの波長成分を選択的に透過させて、クロック抽出に用いている。しかし、ＦＢＧ型の復号器の場合は、通常、４つの波長の全てを反射させて復号化させる構成としても、透過成分が存在するので、符号器及び復号器として４波符号のものを用いた場合にも適用できる。
【００５６】
波長フィルタ１７１を透過した符号化信号は、光アンプ１７２ａに入力されて増幅される。光アンプ１７２ａとして、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器を用いることができる。エルビウム添加光ファイバ増幅器では、光ファイバ内の誘導放出によって増幅された自然放出光（ＡＳＥ：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）の強度が増加し、増幅器としての雑音が増加する。そこで、光アンプ１７２ａの出力部に、ＡＳＥカットフィルタ１７２ｂを配置し、ＡＳＥ成分を除去する。なお、波長フィルタ１７１の出力（波長フィルタを備えない場合は、復号器を透過した光信号）の光強度が充分大きい場合は、光アンプ１７２ａ及びＡＳＥカットフィルタ１７２ｂを備えない構成としても良い。
【００５７】
符号化信号は、波長フィルタ１７１、光アンプ１７２ａ及びＡＳＥカットフィルタ１７２ｂを透過した後、第１符号化信号及び第２符号化信号の２つに分岐される。一方の第１符号化信号は、第１クロック信号生成部１７０に入力され、及び、他方の第２符号化信号は、第２クロック信号生成部１８０に入力される。
【００５８】
第１クロック信号生成部１７０は、第１符号化信号が入力される光電変換器１７３、バンドパスフィルタ１７５、リミティングアンプ１７７、及び、第１クロック信号を出力する第１可変遅延器１７９をこの順に接続して構成されている。また、第２クロック信号生成部１８０は、第２符号化信号が入力される強度変調器１８１、２Ｒレシーバ１８３、クロック再生回路１８５、及び、第２クロック信号を出力する第２可変遅延器１８７をこの順に接続して構成されている。
【００５９】
第１クロック信号生成部１７０に送られた第１符号化信号は、先ず、光電変換器１７３に送られて、光電変換器１７３で電気信号に変換される。光電変換器１７３としては、例えば、任意好適な従来周知のフォトダイオードを用いることができる。光電変換器１７３の出力である電気信号は、バンドパスフィルタ１７５に入力される。このバンドパスフィルタ１７５として、予め定められたデータの伝送レートに応じた、遮断周波数を備えるバンドパスフィルタを用いる。例えば、１０Ｇｂｐｓの伝送レートの場合は、１０ＧＨｚ付近の信号を透過させるバンドパスフィルタを用いるのが良い。このバンドパルフィルタ１７５は、ＯＣＤＭ送信装置が備えるクロック発生装置（図１中、符号２６で示す部分）の周波数と異なる周波数の電気信号を遮断して、クロック発生装置２６の周波数と等しい周波数の電気信号を出力する。このとき、遮断の効果を高めるために、同じ透過周波数を有する第１バンドパスフィルタ１７５ａ及び第２バンドパスフィルタ１７５ｂを直列に２つ配置するのが良い。
【００６０】
バンドパスフィルタ１７５から出力された電気信号は、リミティングアンプ１７７に入力される。リミティングアンプ１７７は、振幅が所定のレベルよりも大きくならないようにする回路である。リミティングアンプ１７７を用いることにより、電気信号の強度方向の揺らぎ（強度ジッタ）を低減させることができる。
【００６１】
このリミティングアンプ１７７の出力信号は、光パルス列と周波数が等しくなっている。第１可変遅延器１７９は、リミティングアンプ１７７の出力信号を、第２符号化信号の光パルスと時間軸上での位置が一致するように調整し、第１クロック信号として第１クロック信号生成部１７０より出力する。
【００６２】
ここで、第１クロック信号は、波長フィルタ１７１により、１つの波長成分から抽出されており、例えば、従来の複数の波長成分から抽出されるクロック信号に比べて、強度ジッタ及び時間ジッタが小さくなる。第１クロック信号は、第２クロック信号生成部１８０に送られ、第２クロック信号生成１８０部が備える強度変調器１８１のゲートに入力される。
【００６３】
第２クロック信号生成部１８０に送られた第２符号化信号は、強度変調器１８１に入力される。強度変調器１８１として、従来周知のＥＡＭを用いることができる。
【００６４】
強度変調器１８１は、第２符号化信号に対して、第１クロック信号により、時間ゲート処理を行い、光パルス列の１周期ごとに１つの光パルスを抽出する。強度変調器１８１の出力を、光アンプ１８２ａに入力して増幅する。光アンプ１８２ａとして、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器を用いることができる。光アンプ１８２ａの出力部に、ＡＳＥカットフィルタ１８２ｂを配置し、ＡＳＥ成分を除去する。ＡＳＥ成分が除去された光信号を電気クロック信号に変換するが、２Ｒレシーバ１８３及びクロック再生回路（ＣＤＲ：Ｃｌｏｃｋ  Ｄａｔａ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）１８５を用いるのが、時間ジッタをより低減するためには好適である。
【００６５】
ＡＳＥカットフィルタ１８２ｂで、ＡＳＥ成分が除去された信号は、２Ｒレシーバ１８３に入力され、等価増幅（Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ）及び識別再生（Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）される。２Ｒレシーバ１８３は、例えば、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ社製のＲ６０２（製品名）を用いることができる。２Ｒレシーバ１８３の出力は、ＣＤＲ１８５に入力される。ＣＤＲ１８５としては、例えば、ＮＴＴエレクトロニクス社製のＭＯＳ４３ＣＭ（製品名）を用いることができる。第２可変遅延器１８７は、ＣＤＲ１８５の出力信号を、復号化信号の光パルスと時間軸上での位置が一致するように調整し、第２クロック信号として第２クロック信号生成部１８０より出力させる。
【００６６】
第２クロック信号は、時間ジッタ及び強度ジッタが低減された第１クロック信号に基づいて第２クロック信号を生成しているので、さらに、時間ジッタ及び強度ジッタを低減することができる。
【００６７】
時間ゲート処理器１５０には、復号化部１４１で復号化された信号が入力されている。時間ゲート処理器１５０のゲートには、第２クロック信号が入力され、自己相関信号のみを抽出する。
【００６８】
上述したように、この発明のＯＣＤＭ受信装置によれば、第１クロック信号により抽出した光パルスを用いて第２クロック信号を生成して、時間ジッタを抑制した第２クロック信号で時間ゲート処理を行う。この結果、従来確認されていた時間ゲート処理後の自己相関信号における時間ジッタ及び強度ジッタを低減できる。
【００６９】
時間ゲート処理器１５０から出力される信号の処理については、任意好適な従来周知の装置を用いて行うことができる。ここでは、時間ゲート処理器１５０の出力部分に、光アンプ１５２ａ、ＡＳＥカットフィルタ１５２ｂ及び光電変換器１９０をこの順に接続した場合について説明する。
【００７０】
時間ゲート処理器１５０の出力を、光アンプ１５２ａに入力して増幅する。光アンプ１５２ａとして、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器を用いることができる。光アンプ１５２ａの出力部に、ＡＳＥカットフィルタ１５２ｂを配置し、ＡＳＥ成分を除去する。この時間ゲート処理器１５０からの出力信号は、光電変換器１９０に入力され、電気信号（図中、矢印Ｓ３８ａで示す。）に変換された後、出力される。
【００７１】
図７を参照して従来の受信装置で用いられている時間ゲート処理後の受信波形と、本発明の受信装置における受信波形について説明する。図７（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図３を参照して説明した従来の受信装置における受信信号、及び、図６を参照して説明したこの発明の受信装置における受信信号のアイダイアグラムを示している。図７（Ａ）及び（Ｂ）は、横軸に時間（ｐｓ）を取って示し、及び、縦軸に信号強度を任意単位（ａ．ｕ．）で示している。従来の受信信号（図７（Ａ））に比べて、この発明の受信信号（図７（Ｂ））は、時間方向（横軸方向）及び強度方向（縦軸方向）の両方について、ジッタが抑制され、充分なアイ開口が得られている。
【００７２】
図８（Ａ）及び（Ｂ）は、符号誤り率の閾値依存性を示す図である。横軸に受信光信号の強度（ｄＢｍ）を取って示し、縦軸に、符号誤り率を取って示している。図８（Ａ）は、図７（Ａ）と同じく、図３を参照して説明した従来の受信装置における符号誤り率を示し、図８（Ｂ）は、図７（Ｂ）と同じく、図６を参照して説明したこの発明の受信装置における符号誤り率を示している。図８（Ａ）及び（Ｂ）中、符号○、□、△及び◇は、４多重した場合の各チャネルでの測定結果を示している。従来の受信装置では、いずれの受信光強度においても、符号誤り率が１０−９より大きい。これに対し、この発明の受信装置では、受信光強度が−１６ｄＢｍ以上では、１０−９よりも小さくなっている。すなわち、符号誤り率が低減されている。
【００７３】
ここでは、復号器としてファイバブラッググレーティングを用いて、復号器を透過した光信号を符号化信号として利用する構成について説明したが、この例に限定されない。図９は、この発明のＯＣＤＭ受信装置の他の構成例を示す図である。この構成例によれば、ＯＣＤＭ信号は、分波器で分岐されて、第１〜４受信部に送られる。各受信部では、ＯＣＤＭ信号を２分岐して、一方を復号化部１４２へ送り、復号化する。また、他方をクロック抽出回路に送り、クロック抽出を行う。クロック抽出回路の構成は、図６を参照して説明したＯＣＤＭ受信装置と同じものを用いることができる。このように、ＯＣＤＭ信号を復号器に入力する前に分岐して、クロック抽出回路に送る構成としても、図６を参照して説明したのと同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】時間拡散波長ホッピング法を用いる、ＯＣＤＭ送信装置の概略構成図である。
【図２】時間拡散波長ホッピング法を用いる、ＯＣＤＭの符号化について説明するための図である。
【図３】時間拡散波長ホッピング法を用いる、ＯＣＤＭ受信装置の概略構成図である。
【図４】時間拡散波長ホッピング法を用いる、ＯＣＤＭの復号化について説明するための図である。
【図５】３波符号の４多重ＯＣＤＭに用いられる符号化部について説明するための図である。
【図６】この発明のＯＣＤＭ受信装置の概略構成図である。
【図７】受信信号のアイダイアグラムを示す図である。
【図８】符号誤り率の受信光強度に対する依存性を示す図である。
【図９】この発明のＯＣＤＭ受信装置の他の構成例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０    ＯＣＤＭ送信装置
１５    多波長パルス光源
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ    光源
２２    合波器
２４    光パルス列発生器
２６    クロック発生装置
２８    分波器
３０ａ    第１送信部
３０ｂ    第２送信部
３０ｃ    第３送信部
３０ｄ    第４送信部
３２    光パルス信号発生器
４０、４０ａ    符号化部
４２、１４３    サーキュレータ
４４    符号器
４６    終端器
５０    多重器
１１０、１１１    ＯＣＤＭ受信装置
１２０    分波器
１３０ａ、１３１ａ    第１受信部
１３０ｂ、１３１ｂ    第２受信部
１３０ｃ、１３１ｃ    第３受信部
１３０ｄ、１３１ｄ    第４受信部
１４０、１４１、１４２    復号化部
１４５    復号器
１５０    時間ゲート処理器
１５２ａ、１７２ａ、１８２ａ    光アンプ
１５２ｂ、１７２ｂ、１８２ｂ    ＡＳＥカットフィルタ
１６０、１６１    クロック抽出回路
１７０    第１クロック信号生成部
１７１、１７１ａ、１７１ｂ    波長フィルタ
１７３    光電変換器
１７５、１７５ａ、１７５ｂ    バンドパスフィルタ
１７７    リミティングアンプ
１７９    第１可変遅延器
１８０    第２クロック信号生成部
１８１    強度変調器
１８３    ２Ｒレシーバ
１８５    クロック再生回路
１８７    第２可変遅延器
１９０    光電変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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