(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光周波数チップからなる供給光を、供給側から光伝送路を経由して被供給側に伝送し、該被供給側で、前記供給光を使用して符号化および伝送データによる変調を行って信号光を作成し、該信号光を前記供給側に前記光伝送路を経由して伝送し、前記供給側において前記信号光を受信する光通信システムであって、
前記供給光は、前記供給光の前記光伝送路内からの反射光と前記信号光が前記供給側に入力されたときに、前記反射光は前記信号光と相殺して前記信号光の受信に概ね影響を与えない光であり、
前記光伝送路の分散による前記供給光の前記光周波数チップ間の位相ずれから位相補償量を前記被供給側で検出する位相補償量検出器と、
該位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき、前記信号光の位相ずれが前記供給側での受信時に概ね零となるように予め前記被供給側で位相補償する位相補償器とを備える、
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光通信システムにおいて、
前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往復分の位相補償を行い、
前記位相補償量検出器は、前記供給光の前記被供給側における位相ずれが概ね零となるように前記位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の光通信システムにおいて、
前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往路分の位相補償を行うとともに前記信号光に前記光伝送路の復路分の位相補償を行い、
前記位相補償量検出器は、前記供給光の前記被供給側における位相ずれが概ね零となるように前記位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項４】
請求項１に記載の光通信システムにおいて、
前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往路分の位相補償を行う第１の位相補償器と、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記信号光に前記光伝送路の復路分の位相補償を行う第２の位相補償器とからなり、
前記位相補償量検出器は、前記供給光の前記被供給側における位相ずれが概ね零となるように前記第１の位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項５】
請求項２の前記位相補償器、請求項３の前記位相補償器、又は請求項４の前記第２の位相補償器は、前記符号化も行うことを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
供給側から光伝送路を経由して供給された複数の光周波数チップからなる供給光を使用して符号化および伝送データによる変調を行って信号光を作成し前記光伝送路に出力する送信器において、
前記供給光は、前記供給光の前記光伝送路内からの反射光と前記信号光が前記供給側に入力されたときに、前記反射光は前記信号光と相殺して前記信号光の受信に概ね影響を与えない光であり、
前記光伝送路の分散による前記供給光の前記光周波数チップ間の位相ずれから位相補償量を検出する位相補償量検出器と、
該位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき、前記信号光の位相ずれが前記供給側での受信時に概ね零となるように予め位相補償する位相補償器とを備える、
ことを特徴とする送信器。
【請求項７】
請求項６に記載の送信器において、
前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往復分の位相補償を行い、
前記位相補償量検出器は、前記供給光の位相ずれが概ね零となるように前記位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、
ことを特徴とする送信器。
【請求項８】
請求項６に記載の送信器において、
前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往路分の位相補償を行うとともに前記信号光に前記光伝送路の復路分の位相補償を行い、
前記位相補償量検出器は、前記供給光の位相ずれが概ね零となるように前記位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、
ことを特徴とする送信器。
【請求項９】
請求項６に記載の送信器において、
前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往路分の位相補償を行う第１の位相補償器と、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記信号光に前記伝送路の復路分の位相補償を行う第２の位相補償器とからなり、
前記位相補償量検出器は、前記供給光の位相ずれが概ね零となるように前記第１の位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、
ことを特徴とする送信器。
【請求項１０】
請求項７の前記位相補償器、請求項８の前記位相補償器、又は請求項９の前記第２の位相補償器は、前記符号化も行うことを特徴とする送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上り信号変調用であり且つ複数光周波数チップからなる下り供給光を、供給側から光伝送路を経由して被供給側に伝送し、該被供給側で、前記供給光を使用して上り信号で用いる符号で符号化および上り伝送データによる変調を行って上り信号光を作成し、該上り信号光を前記供給側に前記光伝送路を経由して伝送し、前記供給側において前記上り信号光を受信する光通信システムに関わり、特に、上記下り供給光を、光伝送路の分散による位相遅延のモニタ光として使用して、上り信号光の位相ずれを補償する光通信システム、および該システムに使用する送信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信では、伝送路分散による伝送距離等の制限が発生する。特に互いの位相関係が通信品質に影響しうる複数の光からなる信号光を送受信する光ネットワークでは、信号光の使用するスペクトル幅が広く、伝送路分散の影響が無視できない。そのようなネットワークとして例えば、複数光周波数を単一の送信器で用い、それぞれの位相関係を保持すべき搬送波位相同期ＷＤＭ（非特許文献１）や、スペクトル領域で符号化する光ＣＤＭがある。この影響は、異なる伝送路を経由し、異なる伝送路分散の影響を被った複数信号光が同一の伝送路に合流するＰＯＮのようなネットワークで、特に問題となる。そのため、伝送路分散の補償が必要となる。
【０００３】
特に分散補償の必要性の大きい、スペクトル領域位相符号化光ＣＤＭ（非特許文献２）や、ホモダイン検波やヘテロダイン検波等のコヒーレント受信を適用したスペクトル領域光ＣＤＭ（非特許文献３）を行う構成などがある。以降は、後者を例にとって説明を続ける。
【０００４】
非特許文献３の方式は、スペクトル領域符号化光ＣＤＭの信号光間のビート雑音による多重数制限を改善するための方式である。この方式では、他符号信号光に起因する自符号信号光への多元接続干渉（以下、ＭＡＩと呼ぶ）を抑止する観点から、信号光を構成する各光周波数チップの間の光周波数差が均一で、位相が信号光毎に均一である必要がある。均一でないと、ＭＡＩが無視できなくなる。例えば、一部の光周波数チップの周波数間隔がずれたり、絶対周波数自体がずれたりしていると、そのずれた光周波数チップの成分がコヒーレント検波によって受信する帯域外となって、フィルター等により切り捨てられることになるからである。
【０００５】
スペクトル領域符号化光ＣＤＭでは、全光周波数チップの出力を加減算することで直交性を保っているので、一部の光周波数チップが加減算の対象外となると直交性を保てなくなる。例えば、符号長Ｎのアダマール符号の場合、１の値のチップ数がＮ／２であり、１チップの周波数ずれによる切り捨てにより、最悪２／ＮのＭＡＩが発生することになる。同様に１チップのみ位相が半周期ずれると、最悪４／ＮのＭＡＩが発生することになる。従って、周波数ずれと位相ずれの抑制が肝要である。
【０００６】
信号光の周波数間隔と絶対光周波数を制御する方法として、ＰＯＮシステムでは、局内装置であるＯＬＴ（Optical Line Terminal）からユーザ宅内装置であるＯＮＵ（Optical Network Unit）に設置する信号光源に対して注入同期をかけるための構成等が提案されている。しかし、位相に関しての検討はされていない。
【０００７】
ここで、位相回転の例について説明する。光源におけるｎ（ｎ＝０〜Ｎ−１）番光周波数チップＥｓｎ’は、以下とする。
Esn’=Escos[2π(f+nF)t+θs]
ここで、Ｅｓは強度、ｆは０番光周波数チップの光周波数、Ｆは隣接光周波数チップとの光周波数チップ間隔、ｔは時間、θｓは信号光源における初期位相で、全光周波数チップで同一とする。すると、受信端におけるｎ番光周波数チップは以下となる。
Esn=Escos[2π(f+nF)(t-τn)+θs]
ここで、τｎは受信端におけるｎ番光周波数チップの０番光周波数チップに対する伝搬遅延差を意味する。
【０００８】
複数の光周波数チップを中間周波数ｆIFだけ異なる局発光で受信することを想定する。局発光源のｎ番光周波数チップＥlnは、以下とする。
Eln=Elcos[2π(f+fIF+nF)t+θl]
ここで、Ｅｌとθｌは局発光の強度と初期位相で、全光周波数チップで同一とする。以上の両者ＥsnとＥlnの中間周波数信号Ｉsnは、以下となる。
Isn=REsElcos[2πfIFt-2π(f+nF)τn+θs-θl]
ここで、Ｒは変換効率を意味する。したがって、０番光周波数チップに対するｎ番光周波数チップの伝播遅延差τｎと位相差Θｎは、以下となる。
τn=nFDL
Θn=2π(f+nF)τn=2π(f+nF)nFDL
ここで、Ｄは光周波数差に対する分散量、Ｌは伝播距離である。
【０００９】
０番光周波数チップの光周波数ｆが１９３．４ＴＨｚ（〜１５５０ｎｍ）、分散量Ｄが０．１３６ｐｓ／ｋｍ／ＧＨｚ（１７ｐｓ／ｋｍ／ｎｍ÷１２５ＧＨｚ／ｎｍ）、伝播距離Ｌが２０ｋｍ、光周波数チップ間隔Ｆが１０ＧＨｚとすると、０番光周波数チップに対する３１番光周波数チップの伝搬遅延差τ３１と位相差Θ３１は、それぞれ以下となる。
τ31=31×10(GHz)×17(ps/km/nm)/125(GHz/nm)×20(km)=843.2(ps)
Θ31=2π×1.63×1017
したがって、位相差が1.63×1017回転となる。したがって、分散により中間周波数における全光周波数チップの位相差が不均一となることは明らかである。このため、位相補償が必要となる。
【００１０】
次に、位相補償の要求条件の例について示す。例えば、アダマール符号で、符号長Ｎが３２、３１符号同時通信、位相差が均等分布と仮定する。この場合に、位相差ずれによって発生したＭＡＩをＢＥＲが１０-9（図１０）を満たす程度に抑えるためには、中間周波数における位相差は数％以下に抑える必要がある。
【００１１】
しかしながら、現状の補償器は、例えば遅延のリップルとして５ｐｓ程度が実力である（非特許文献４）。この値は、例えば、中間周波数が２．５ＧＨｚとすると、その中間周波数における位相回転の差は、
2πΔft＝2π×2.5(GHz)×5(ps)≒0.08回転
となり、中間周波数の位相回転でみても、その補償の滑らかさとしては不十分である。このリップルによる結果と、要求される位相回転のばらつきを比較すると、現状の補償器の構成で、複数光周波数チップを一括してかつ位相差を考慮して位相補償することは困難であることが明確である。従って、光周波数チップ毎に、位相回転を考慮して位相補償量を調整する必要がある。
【００１２】
位相補償器の配置形態としては、図８(a)に示すように、重畳した複数の信号光を受信する受信器２００側に位相補償器２３０を配置する例と、図９(a)に示すように、個々の送信器１００側に位相補償器１４０を配置する例が考えられる。なお、図８(a)、図９(a)において、１１０は光源、１２０は符号器、１３０は変調器、２１０は光受信器、２２０は位相補償量検出器である。ＰＯＮシステムに対応させると、送信器１００がユーザ宅内装置ＯＮＵの一部に、受信器２００が局内装置ＯＬＴの一部に対応する。そして、ｋ個の送信器１００と１個の受信器２００は光ファイバ３００と光スプリッタＰＳによって接続されている。ここで、１個の受信器２００には、各上り信号光に対応する複数の上り信号光受信器を含むが、単純化のためここでは、１つの上り信号光受信器として表している。この内、重畳した複数の信号光を受信する１個の受信器２００側に位相補償器２３０を配置する図８(a)に示す構成が、装置価格の低減の観点からは望ましい。しかし、位相差ずれのＭＡＩに対する許容度を考慮すると、適切な補償となる解が存在しうる位相補償範囲は著しく小さいものと想定される。ここで、１個の受信器２００は１個の上り信号光受信器からなるとしているので、位相補償器２３０は１つであるが、全上り信号光受信器で１つの位相補償器２３０と考えても、各上り信号光受信器毎に１個の位相報奨器２３０と考えても、同様である。
【００１３】
ここで、図８(a)に示す構成によって、重畳後に受信器２００の側で補償する場合の問題点について説明する。スペクトル領域符号化光ＣＤＭでは、同一光周波数のチップを複数（図８(a)ではｋ個）の信号光で共用する。符号長Ｎのアダマール符号（光周波数チップの数がＮ）、全符号使用を想定すると、（Ｎ−１）の信号光の重畳によって、チップ毎に平均（Ｎ−１）／２符号からの光が重畳することになる。このため、受信器２００の側で複数の信号光を重畳した後で位相補償するためには、光周波数チップ毎に異なる遅延を被った平均（Ｎ−１）／２符号の光に対して適切な補償を施すことが必要となる。
【００１４】
しかし、重畳した後の同一光周波数の光周波数チップを、信号光毎に独立に位相補償することはできないため、Ｎの自由度でＮ（Ｎ−１）／２、マーク率１／２を想定した場合でも、Ｎ（Ｎ−１）／４の光周波数チップの遅延を調整することとなる。このようなことは、各パラメータの従属度にもよるが、一般的に困難である。
【００１５】
例えば、全光伝送路から到着する全信号光の強度が受信器２００の側で一定であり、全光伝送路の分散特性が各光周波数チップに対して単位距離当り同一かつ線形に近似できる特性であり、全送信器までの距離が均等に分布している場合では、全補償量としては、図８の(b)に示すように、概ね平均として遅延量が一定で、全信号光のＭＡＩが最小となるように補償することになる。しかしながら、この位相補償の場合、個別の信号光（＃１，＃２，・・・，＃ｋ）で見れば、明らかに光周波数チップの位相が回転している状況にある。
【００１６】
次に、図９(a)に示す構成によって、送信器１００の側で位相補償する場合の問題点について説明する。送信器１００の側で位相補償する場合、図９(b)に示すように、各光周波数チップの遅延をリップル残り程度に抑えることができる。しかし、ピコ秒以下の精度で光伝送路の分散量を伝送後の受信器２００の側で検出して、それを送信器１００の側にリアルタイムに通知する必要がある。例えば、冬季での冠雪や日射を考慮すれば、架空ケーブルの１日の温度変化幅としては７０℃程度を見込む必要があり、この場合、石英の熱膨張係数５×１０-7（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ／Ｔ）、線路長２０ｋｍの例では、群遅延量は８ｐｓ近く変動するので、図１０に示すようにＢＥＲ＝１０-9相当のＳＮＲさえも下回る。このため、リアルタイムにモニタする必要がある。
【００１７】
しかし、リアルタイムに通知して補償量を制御するためには、何らかの通信プロトコルが必要であるし、また、制御遅延により制御が収束しない可能性がある。更に、送信器１００の側で位相補償するにしても、そのための位相補償量の検出は、受信器２００の側で行わなければならないため、Ｎ個の光周波数チップの情報にて、Ｎ（Ｎ−１）／４の光の遅延をピコ秒以下の精度で検出する必要があり、情報が少ないために一部の信号光のみわずかに位相差が発生している場合を除いて、検出できる保証はない。
【００１８】
また、送信側で位相補償を行う例として、非特許文献５に記載があるが、そこには要求される精度で補償すべき分散量を設定する測定手段は開示されていない。分散量の測定は受信側で行わざるをえない。簡易な方法として、例えば、Ｂ−ＰＯＮ等で用いられている距離測定用のレンジング値を受信側のＯＬＴから通知させ、送信側のＯＮＵで設定することが想定されるが、この方法では所定の精度を満たさず、また温度変動等による影響に適応して位相補償を行う適応等化ができない。
【００１９】
【非特許文献１】山崎悦史他、「搬送波位相同期ＷＤＭによるチャネル間非線形クロストーク補償法(1)」、２００６年、電子情報通信学会ソサイエティ大会、Ｂ−１０−６０
【非特許文献２】Ryab p.Scott,"80.8-km BOSSNET SPECTS O-CDMA Field Trial Using Subpicosecond Pulses and a Fully Integrated,Compact AWG-Based Encoder/Decorder",IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, VOL.13,NO.5,pp.1455-1462,SEPTEMBER/OCTOBER 2007
【非特許文献３】金子慎  他、「ビート雑音抑圧と高周波数利用効率を実現する光ＯＦＣＤＭ方式の提案」、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１０−２３、２００７年。
【非特許文献４】山内康寛  他、「ＶＩＰＡ型可変位相補償器」、電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、ＢＣＳ−２−２、２００７年、９月。
【非特許文献５】小林秀幸  他、「時間拡散／波長ホップ式光ＣＤＭ用位相補償方式の検討」、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１０−７４、２００５年。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
従来では、コヒーレント検波を適用したスペクトル領域符号化光ＣＤＭシステムにおいて、信号光の各光周波数チップの間の位相差を揃え、分散をピコ秒以下の精度で遅延差を抑えることを可能としたものは現存しない。
【００２１】
本発明の目的は、上記した問題を解決した光通信システムおよび送信器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、複数の光周波数チップからなる供給光を、供給側から光伝送路を経由して被供給側に伝送し、該被供給側で、前記供給光を使用して符号化および伝送データによる変調を行って信号光を作成し、該信号光を前記供給側に前記光伝送路を経由して伝送し、前記供給側において前記信号光を受信する光通信システムであって、前記供給光は、前記供給光の前記光伝送路内からの反射光と前記信号光が前記供給側に入力されたときに、前記反射光は前記信号光と相殺して前記信号光の受信に概ね影響を与えない光であり、前記光伝送路の分散による前記供給光の前記光周波数チップ間の位相ずれから位相補償量を前記被供給側で検出する位相補償量検出器と、
該位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき、前記信号光の位相ずれが前記供給側での受信時に概ね零となるように予め前記被供給側で位相補償する位相補償器とを備える、ことを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の光通信システムにおいて、前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往復分の位相補償を行い、前記位相補償量検出器は、前記供給光の前記被供給側における位相ずれが概ね零となるように前記位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、ことを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載の光通信システムにおいて、前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往路分の位相補償を行うとともに前記信号光に前記光伝送路の復路分の位相補償を行い、前記位相補償量検出器は、前記供給光の前記被供給側における位相ずれが概ね零となるように前記位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、ことを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１に記載の光通信システムにおいて、前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往路分の位相補償を行う第１の位相補償器と、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記信号光に前記光伝送路の復路分の位相補償を行う第２の位相補償器とからなり、前記位相補償量検出器は、前記供給光の前記被供給側における位相ずれが概ね零となるように前記第１の位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、ことを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項２の前記位相補償器、請求項３の前記位相補償器、又は請求項４の前記第２の位相補償器は、前記符号化も行うことを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、供給側から光伝送路を経由して供給された複数の光周波数チップからなる供給光を使用して符号化および伝送データによる変調を行って信号光を作成し前記光伝送路に出力する送信器において、前記供給光は、前記供給光の前記光伝送路内からの反射光と前記信号光が前記供給側に入力されたときに、前記反射光は前記信号光と相殺して前記信号光の受信に概ね影響を与えない光であり、前記光伝送路の分散による前記供給光の前記光周波数チップ間の位相ずれから位相補償量を検出する位相補償量検出器と、該位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき、前記信号光の位相ずれが前記供給側での受信時に概ね零となるように予め位相補償する位相補償器とを備える、ことを特徴とする。
請求項７にかかる発明は、請求項６に記載の送信器において、前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往復分の位相補償を行い、前記位相補償量検出器は、前記供給光の位相ずれが概ね零となるように前記位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、ことを特徴とする。
請求項８にかかる発明は、請求項６に記載の送信器において、前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往路分の位相補償を行うとともに前記信号光に前記光伝送路の復路分の位相補償を行い、前記位相補償量検出器は、前記供給光の位相ずれが概ね零となるように前記位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、ことを特徴とする。
請求項９にかかる発明は、請求項６に記載の送信器において、前記位相補償器は、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記供給光に前記光伝送路の往路分の位相補償を行う第１の位相補償器と、前記位相補償量検出器で検出された位相補償量に基づき前記信号光に前記伝送路の復路分の位相補償を行う第２の位相補償器とからなり、前記位相補償量検出器は、前記供給光の位相ずれが概ね零となるように前記第１の位相補償器の位相補償量を設定することで位相補償量を検出する、ことを特徴とする。
請求項１０にかかる発明は、請求項７の前記位相補償器、請求項８の前記位相補償器、又は請求項９の前記第２の位相補償器は、前記符号化も行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、上り信号光に用いる下り供給光を上り信号光と同一の光伝送路を経由して被供給側に供給し、上り信号光と同一の光周波数である下り供給光の分散による位相ずれがなくなるように補償量を被供給側で求めて、上り信号光の分散による位相ずれを被供給側で予め補償するので、上り信号光の各光周波数チップの分散による位相ずれを所定の精度で抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、ＯＬＴ等の一部を構成する受信器等の供給側（以下、「受信器」とよぶ）から、ＯＮＵ等の一部を構成する送信器等の被供給側（以下、「送信器」とよぶ）に対して、光伝送路を介して上り信号変調用下り供給光（以下、「供給光」とよぶ）を伝送し、その供給光を上り信号光（以下、「信号光」とよぶ）の光伝送路での分散のモニタ光として用い、送信器側において、信号光の位相ずれを補償するための補償量を求め、求めた補償量に応じて、送信器側に設置した位相補償器によって、信号光の位相補償を行い、供給光と同一の光伝送路を介して、受信器側に伝送するものである。
【００２５】
＜実施例１＞
図１に実施例１のスペクトル領域符号化光ＣＤＭ光通信システムの構成を示す。送信器１００は、信号光用の変調器１３０、位相補償量検出器１５０、符号器兼用位相補償器１６０を備える。また、受信器２００は、信号光の復号受信用の光受信器２１０、および供給光用の光源２４０を備える。３００は光伝送路としての光ファイバ、ＳＣは光サーキュレータ、ＰＳは光スプリッタである。なお、受信器２００には送信器１００の数に応じた複数の光受信器が装備されるが、ここでは１個のみを示した。また、光サーキュレータＳＣは光ファイバに入出力する光を合分波できればよいので、光スプリッタ等でもよい。
【００２６】
ここで、送信器１００の符号器兼用位相補償器１６０は、特定の光周波数チップを反射するＢＧ(Bragg Grating)を光ファイバの長手方向に直列に焼き込んだＦＢＧ（Fiber Bragg Grating)を前提としているが、それ以外の符号器兼用位相補償器であってもよい。位相補償量検出器１５０では、符号器兼用位相補償器１６０が光ファイバの長手方向にＢＧが分散配置されているために、符号器兼用位相補償器１６０自体で発生する光周波数チップ間の遅延を補償するためのＦＢＧからなる復号器１５１、差動光検波器１５２、バンドパスフィルタ１５３、および強度最大化器１５４により構成される。ここで、復号器１５１は符号器兼用位相補償器１６０自体が発生する分散（遅延）のみを零にするので、ＦＢＧのような光周波数チップ間で遅延が発生しない符号器兼用位相補償器を用い、時間領域の符号化を行わない場合は不要である。
【００２７】
受信器２００の光源２４０で生成された異なる光周波数の複数の光周波数チップからなる供給光は、受信器２００と送信器１００とを結ぶ光ファイバ３００を経由して、送信器１００に到着する。到着した供給光は、符号器兼用位相補償器１６０により、各光周波数チップの位相ずれが光受信器２１０においてなくなるように位相補償されるとともに、自符号による符号化が行われる。そして、変調器１３０でのデータ信号による変調が行われた後に、光ファイバ３００から、受信器２００に送信され、光受信器２１０で受信される。
【００２８】
なお、受信器２００自体に供給光源２４０を具備させる代わりに、他装置から受け取った光を供給光として送信器１００に受け渡す構成であってもよい。また、符号器兼用位相補償器１６０は、送信器１００内ではなく、光ファイバ３００上で信号光同士を多重する光スプリッタＰＳよりも送信器１００側であれば、光ファイバ３００の途中に配置していてもよい。
【００２９】
本実施例では、複数の光周波数チップから構成される供給光は、受信器２００から送信器１００に伝送される際に、光ファイバ３００及び符号器兼用位相補償器１６０にて分散を与えられる。このとき、各光周波数チップは、複数の送信器１００から１個の受信器２００に向けて送られる、複数の信号光が多重化されて同一の光周波数チップに複数の光が重畳したものではない。つまり、供給光には同一光周波数の光周波数チップは重畳していない。そのため、供給光の光周波数チップ数分の情報を用いて、位相補償量検出器１５０で、それと同じあるいはそれ以下の数の光周波数チップの遅延情報を導出することができ、制御自由度と同じ数の遅延量を検出・制御すればよいので、それぞれの光周波数チップの分散を最適に補償することが可能となる。
【００３０】
ここで、復号器１５１は、単に符号器兼用位相補償器１６０自体の構造上発生する符号化に伴う光周波数チップ間の遅れを補正するための復号器であり、全光周波数チップを反射するので、差動光検波器１５２は通常の強度符号化の場合と異なり、反射光のみを受信する光検出器としてもよい。また、符号によっては隣接光周波数チップが無い場合があるので、光周波数チップ間隔に加えて、その倍周波数成分の最大化を図ることが望ましい。もっとも望ましいのは、全光周波数チップの位相が揃い、供給光のパルス強度が最大化するように制御することである。なお、この場合、復号器１５１を除く位相補償量検出器１５０の構成は、図１の構成と異なり、実施例４のパルス高を最大化する構成等となる（不図示）。また、後述の他の実施例に示す構成であってもよい。
【００３１】
本実施例では、送信器１００に入力された供給光と出力する信号光とで合わせて唯一度位相補償器１６０を経由するため、光ファイバ３００の片道分の位相ずれαの倍の位相補償量−２αとなるように設定して、位相補償量の設定が完了する。このように過剰な位相補償を行うので、送信器１００内では光周波数チップの時間がずれているため、変調器１３０としては、この時間的にずれた光周波数チップを変調できるものを使用する。このように、本実施例では、補償量の設定を分散零の最適値の２倍に設定するため、分散設定精度が補償可能な精度の制限要因となる。
【００３２】
ここで、復号器１５１での補正の例を説明する。例えば、光周波数チップがＦ１〜Ｆ８で示す８個であり、符号が「１０１０１０１０」であるとすると、ＢＧがチップＦ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｇ７の順で並び片道の伝搬遅延が１０ｍｓの間隔で配置されている場合では、Ｆ１のチップを基準として、Ｆ１＝０ｍｓ、Ｆ３＝２０ｍｓ、Ｆ５＝４０ｍｓ、Ｆ７＝６０ｍｓの往復の伝搬遅延が乗ることになる。このため、チップ同士が外れてしまい、一旦相対遅延を揃える必要がある。
【００３３】
そこで、復号器１５１ではＢＧを逆の順番で並べる。つまり、Ｆ１のチップを基準とすると、Ｆ１＝０ｍｓ、Ｆ３＝−２０ｍｓ、Ｆ５＝−４０ｍｓ、Ｆ７＝−６０ｍｓの反射となる復号器にする。なお、Ｆ１＝０ｍｓ、Ｆ２＝−１０ｍｓ、Ｆ３＝−２０ｍｓ、Ｆ４＝−３０ｍｓ、Ｆ５＝−４０ｍｓ、Ｆ６＝−５０ｍｓ、Ｆ７＝−６０ｍｓ、Ｆ８＝−７０ｍｓの反射となるようにしてもよい。復号器１５１は、光伝送路分散が零のときに符号器兼用位相補償器１６０自体で発生する光周波数チップ毎の伝搬遅延差を補償する。
【００３４】
なお、本実施例では、他の送信器１００への悪影響を防止する観点から、位相補償量の設定が完了するまでは、信号光の送出は停止する。また、本実施例では、符号器を兼ねる位相補償器１６０を使用するので、位相補償量検出器１５０に復号器１５１を備えているが、その位相補償器１６０を位相補償器と符号器に分割し、その分割した符号器で符号化する前の供給光を用いて位相補償量検出を行う場合には、復号器１５１は設ける必要がない。
【００３５】
本実施例は、通信に使う光周波数で分散を測定するので、位相補償器のリップルの影響無しに測定することができる。しかも、信号光に、伝送品質に影響を与える微小変調等を加えないでよい。また、送信側で測定するので、他ユーザ信号光の測定への影響や、他ユーザ信号光の品質劣化の恐れがなくなる。また、信号光の受信側から信号光を伝送する光伝送路を伝送された、供給光を用いて分散量を測定する。そのため、本実施例では、従来例と異なり、位相補償量の測定時に自信号光の通信は遮断となるが、他信号光を断にする必要は無い効果がある。
【００３６】
＜実施例２＞
図２に実施例２のスペクトル領域符号化光ＣＤＭ光通信システムの構成を示す。送信器１００は、符号器１２０、変調器１３０、位相補償量検出器１５０Ａ、および位相補償器１６０Ａを備える。また、受信器２００は、信号光の復号受信用の光受信器２１０、および供給光用の光源２４０を備える。３００は光伝送路としての光ファイバ、ＳＣは光サーキュレータ、ＰＳは光スプリッタである。なお、受信器２００には送信器１００の数に応じた複数の光受信器が装備されるが、ここでは１個のみを示した。また、光サーキュレータＳＣは光ファイバに入出力する光を合分波できればよいので、光スプリッタ等でもよい。
【００３７】
送信器１００の位相補償器１６０Ａは、供給光用と信号光用の一組の同じ特性の位相補償器１６４，１６５から構成される。この位相補償器１６４，１６５は、図１と同様にＦＢＧの位相補償器とした。本実施例では、位相補償量検出器１５０Ａで位相補償器１６４を出力する供給光の位相ずれが零となるようにして検出した位相補償量に応じて、供給光を位相補償器１６４で位相補償し、信号光を位相補償器１６５で予め位相補償する。位相補償器１６４，１６５が同じ特性であるので、同じ位相補償量を設定することで、同一の位相補償が行われる。信号光の位相補償の精度は、位相補償器間の機差によって制限される。
【００３８】
本実施例では、供給光に対する伝送路分散の影響を補償するように設定することで測定された補償量と同じ補償量を、信号光用の位相補償器１６５に設定すればよいので、補償値を決定する際に信号光を停止させる必要がなく、インサービスで分散の変動にリアルタイムで追従することができる。また、実施例１と異なり、変調前に遅延差が零となっているため、通常の符号器１２０、変調器１３０を使える。
【００３９】
なお、図２では、同一特性の位相補償器１６４，１６５として、入力光と出力光が同一ポートから入出力し、順方向および逆方法の入出力光を分離できないＦＢＧタイプを使用しているが、順方向および逆方向の入出力光を分離できる位相補償器（例えば、１組のＡＷＧと両ＡＷＧの各ポートを接続する遅延線又は位相シフタからなる位相補償器、ラティスフィルタ型位相補償器、ＦＩＲフィルタ型位相補償器、その他）でも使用できる。
【００４０】
＜実施例３＞
図３に実施例３のスペクトル領域符号化光ＣＤＭ光通信システムの構成を示す。送信器１００は、変調器１３０、位相補償量検出器１５０Ａ、および位相補償器１６０Ｂを備える。また、受信器２００は、信号光の復号受信用の光受信器２１０、および供給光用の光源２４０を備える。３００は光伝送路としての光ファイバ、ＳＣは光サーキュレータ、ＰＳは光スプリッタである。なお、受信器２００には送信器１００の数に応じた複数の光受信器が装備されるが、ここでは１個のみを示した。また、光サーキュレータＳＣは光ファイバに入出力する光を合分波できればよいので、光スプリッタ等でもよい。
【００４１】
送信器１００の位相補償器１６０Ｂは、供給光の位相補償を行う位相補償器１６６、信号光の符号化を行うとともに位相補償を行う符号器兼用位相補償器１６７からなる。位相補償器１６６，１６７は特定の光周波数チップを反射して反射する光周波数チップに同じ位相補償量を付与するための同一光周波数チップを同一の特性で反射するＦＢＧタイプである。
【００４２】
本実施例でも、位相補償量検出器１５０Ａで検出した位相補償量に応じて、供給光を位相補償器１６６で位相補償し、それに要した位相補償量と連動して、信号光を位相補償器１６７で位相補償すると同時に符号化する。位相補償器１６６，１６７が同じ特性であるので、同じ位相補償量を設定することにより、同一の位相補償が行われる。このように、測定された位相補償量によって両位相補償器１６６，１６７に同じ設定値を設定すればよいので、上り信号光を停止させる必要がなく、リアルタイムで位相補償を行うことができ、図２の実施例２と同様な効果がある。
【００４３】
＜実施例４＞
図４に実施例４のスペクトル領域符号化光ＣＤＭ光通信システムの構成を示す。送信器１００は、符号器１２０、変調器１３０、位相補償量検出器１５０Ａ、および位相補償器１６０Ｃを備える。また、受信器２００は、信号光の復号受信用の光受信器２１０、および供給光用の光源２４０Ａを備える。３００は光伝送路としての光ファイバ、ＳＣは光サーキュレータ、ＰＳは光スプリッタである。なお、受信器２００には送信器１００の数に応じた複数の光受信器が装備されるが、ここでは１個のみを示した。また、光サーキュレータＳＣは光ファイバに入出力する光を合分波できればよいので、光スプリッタ等でもよい。
【００４４】
受信器２００の光源２４０Ａで生成された複数の光周波数チップからなる供給光は、受信器２００と送信器１００とを結ぶ光ファイバ３００を経由して、送信器１００に到着する。到着した供給光は、位相補償器１６０Ｃにより、各光周波数チップの位相ずれを補正するように位相補償される。この位相補償された供給光を光源として、符号器１２０での自符号による符号化、変調器１３０でのデータ信号による変調が行われた後に、位相補償器１６０Ｃで、到着した供給光と同じ伝送路分散の影響を補償する位相補償が行われ、光ファイバ３００から、受信器２００に送信され、光受信器２１０で受信される。ここで、受信は直接検波でもよく、局発光を用いたコヒーレント検波でもよい。
【００４５】
以下、コヒーレント検波を前提に続ける。そのとき、受信器２００の光源２４０Ａは、コヒーレント検波を用いたスペクトル領域符号化光ＣＤＭに要求される各光周波数チップ間の位相に相関のある光源である。このような光源２４０Ａとしては、モードロックレーザや変調サイドバンドを用いた光源等が使用できる。なお、受信器２００自体に供給光源２４０Ａを具備させる代わりに、他装置から受け取った光を供給光として送信器１００に受け渡す構成であってもよい。また、位相補償器１６０Ｃは、送信器１００内ではなく、光ファイバ３００上で信号光同士を多重する光スプリッタＰＳよりも送信器１００側であれば、光ファイバ３００の途中に配置していてもよい。また、符号器１２０と変調器１３０の並びの順番は逆であってもよいし、符号器１２０と変調器１３０が一体となっていてもよい。
【００４６】
本実施例では、複数の光周波数チップから構成される供給光は、受信器２００から送信器１００に伝送される際に、光ファイバ３００および位相補償器１６０Ｃにて分散を与えられる。ここで、受信器２００から送信器１００に供給される供給光は、複数の送信器１００から受信器２００に向けて伝送される信号光と異なる。すなわち、複数の信号光に含まれる同一の光周波数の光周波数チップを重畳したものではない。つまり、各光周波数チップは単一の光からなる。そのため、供給光の光周波数チップ数分の情報を用いて、位相補償量検出器１５０Ａで、それと同じあるいはそれ以下の数の光周波数チップの遅延情報を検出することができ、制御自由度と同じ数の遅延量を検出・制御すればよいので、それぞれの光周波数チップの分散による位相ずれを最適に補償することが可能となる。
【００４７】
例えば、符号長Ｎのアダマール符号でＮ−１符号を使用するとき、受信器２００の側で補償しようとする（図８参照）と、各光周波数チップは、それぞれ平均で（Ｎ−１）／２の光が重畳し、全体でＮ（Ｎ−１）／２の光の遅延を補償しなければならない。マーク率１／２と想定しても、Ｎ（Ｎ−１）／４の光の遅延を補償しなければならない。しかし、本実施例では、送信器１００毎にそれぞれＮ／２チップの位相ずれを個別に補償すればよい。また、位相補償量の検出と位相補償制御を送信器１００の側で行うので、受信器２００の側で検出して、送信器１００の側で補償する（図９参照）ために発生する制御遅延や、ある種の制御情報を通信により伝達するための送信器１００と受信器２００との間の通信プロトコルも不必要である。この効果は、本発明の実施例１〜３に同じである。更に、本実施例の位相補償では、光周波数チップ毎の位相ずれも加味して補償する。
【００４８】
以下に、位相補償量検出器１５０Ａにおける位相補償量の検出方法を説明する。１つの方法は、光検波後の電気信号に含まれる光周波数チップ間隔（最小間隔の周波数又はその整数倍）に対応するビート信号の周波数成分が最大化する位相補償量を検出する方法である。ここで、ｉ番光周波数チップの電界、光周波数、位相をＥｉ、ｆｉ、θｉとし、ｉ番光周波数チップをＥｉｃｏｓ（２πｆｉ＋θｉ）、光周波数チップ数をＮ、光周波数チップ間隔をＦ、光周波数チップの偏波は同一とすると、光検波後の電気信号に含まれる隣接する光周波数チップ同士のビート信号は、Ｅｊをｊ番光周波数チップの電界とすると、
ΣΣＲEiEjcos[2πFt+(θi-θj)]
と表すことができる。ここで、Ｒは変換効率を意味する。従って、光周波数チップ間隔Ｆの成分は、位相差「θｉ−θｊ」が零のときに最大となるので、位相差「θｉ−θｊ」が零となるように調整すれば、ビート信号が最大となる。光周波数チップ間隔Ｆの成分の取り出しは、バンドパスフィルタ等を用いることで可能である。
【００４９】
他の方法は、供給光の各光周波数チップと所定の周波数（零を含む）だけ異なる各光周波数チップで且つ位相に相関性のある光周波数チップを出力する局発光源を送信器１００に具備して、コヒーレント検波し、その出力が特定の値、例えば最大となる位相補償量を検出する方法である（図示せず）。なお、この方法の変形として、上記局発光源の代わりに、単一光周波数の光を出力する局発光源を用いてコヒーレント検波してもよい。この場合は、局発光源の出力光と供給光の各光周波数チップとの光周波数差の中間周波数信号が光周波数チップ数分だけ得られるので、それぞれの光周波数チップに応じた周波数成分を特定の値にするように制御すればよい。各光周波数チップの強度が信号光と局発光のそれぞれで等しい場合は、各成分の強度が均等になるようにすればよい。制御しやすい値としては、均等に最大化や最小化を行うのがよい。また、上記同様に、光周波数チップ間のビット信号が最大化するように制御してもよい。コヒーレント検波で位相が揃っていることを検出する観点からは、これらのコヒーレント検波を用いる方法が適しているが、それ以外の方法を用いても良い。例えば、各光周波数チップの位相が同期して供給光がパルス化しているのを利用して、パルス高を最大化してもよい。パルス高が最大化していることを検出するためには、例えばＴＰＡ（二光子吸収）デバイス等の非線形デバイスを用いればよい。また、供給光を二分岐して、逆の分散の媒質をそれぞれ通過後の光検出値の差が最小化するようにしてもよい。
【００５０】
供給光は、送信器１００に固有の自符号に符号化する符号器１２０と送信するデータ系列に従って変調する変調器１３０とを経由して信号光になった後に、位相補償器１６０Ｃに入力する。ここで、供給光を構成する各光周波数チップは、各信号光を復号して受信する受信器２００の光受信器２１０で受信した際に概ね直交（強度領域符号化であれば、供給光を受信した際の差動光検波器の出力が十分零に近い）している。つまり、送信器１００での符号化に用いる符号の、受信器２００で受信した際に概ね直交する光周波数チップの組である。各送信器１００には、それぞれ異なる符号を割り当てる。複数の又は単一の送信器１００に複数の符号を割り当てる場合は、複数の符号同士もそれぞれ光周波数チップを符号化した際に互いの符号の受信器２００で受信して概ね直交する符号を構成する光周波数チップである。例えば、供給光が「１１１１」の４チップからなる場合は、送信器１００での符号化符号として「１１００」や「１０１０」、又は「００１１」や「０１０１」を用いればよい。供給光の各光周波数チップを上記のようにすることで、受信器２００から送信器１００に送信される供給光と送信器１００から受信器に送信される信号光とによる、上り下り光伝送路の共有により発生する、供給光の反射に対する信号光の耐性を確保できる。
【００５１】
供給光に符号化とデータ変調を施した後の信号光は、供給光を位相補償した位相補償器１６０Ｃと光ファイバ３００を経由して受信器２００に到着する。光ファイバ３００と位相補償器１６０Ｃによる分散は、光の進む向きに寄らないため、信号光を構成する各光周波数チップも受信側で位相が揃うこととなる。
【００５２】
局発光を用いたコヒーレント検波のような、局発光と信号光を構成する各光周波数チップ間の位相差ずれの許容度を満足するために、本実施例では、位相補償器１６０Ｃとして、供給光と信号光を互いに分離できる形で伝播し、それぞれに同一値の位相補償を行う位相補償器を用いる。
【００５３】
具体的には、一組の入出力ポートを有し、入出力ポート１から入力した光は入出力ポート２から出力し、入出力ポート１への出力は無視できる程度に小さく、入出力ポート２から入力した光は入出力ポート１から出力し、入出力ポート２への出力は無視できる程度に小さい位相補償器であり、どちらの方向の入力に対しても同値の補償を付与するような位相補償器である。例えば、このような位相補償器としては、供給光および信号光をそれぞれ光周波数毎に合分波するＡＷＧ等の光合分波器を対向させ、同一の光周波数チップに対応する出力同士を光遅延線や光位相シフタで接続したものである。以下、本発明では、このようなタイプの位相補償器を透過型の位相補償器と呼ぶことにする。ここでは、光遅延線や光位相シフタの遅延量や位相量を制御することで位相補償を行う。位相補償器１６０Ｃの設定は、供給光が送信側で位相ずれが概ね零となるように設定する。
【００５４】
本実施例は、供給光が送信側で位相ずれが概ね零となるように補償量を設定するので、微小変調等のデータ伝送から見ると雑音となるモニタ用の信号を用いる必要がない。実施例１と異なり、データ伝送を中止することなく、インサービスでリアルタイムに補償量を検出・設定できる。実施例２，３と異なり、複数の位相補償器をセットで使わずに、同一の位相補償器を用いることで、位相補償器間の機差の影響を抑止し、位相補償器のリップルまで加味した補償が可能となる。また、位相補償器が１台で済む効果がある。
【００５５】
このように、本実施例では、符号の直交性を用いて、供給光の反射に対する信号光の耐性を保持することができ、供給光と信号光を同時に逆方向に伝送できるので、トレーニング等の通信途絶をすることなく、データ送信と同時にリアルタイムで分散による位相ずれを補償できる。また、信号光として使用する光周波数チップと同じ光周波数の光周波数チップの供給光を用いて位相ずれをモニタし、位相ずれが零に近づくようにフィードバック制御して補償するので、信号光と違う光周波数を用いてモニタする場合と異なり、位相補償器１６０Ｃに数ピコ秒オーダの光周波数に対するリップルが存在していても、その影響を受けずに、ピコ秒オーダ以下の精度で位相調整量の検出と対応する設定が可能となる。また、供給光と信号光が共通の位相補償器１６０Ｃで位相補償されるので、供給光と信号光を別々の位相補償器で位相補償する場合に比べて、機差による影響を受けることがなく、位相補償器１６０Ｃのリップルを加味した上で位相補償できる。
【００５６】
なお、最終的に位相補償すべきは信号光を構成する各光周波数チップであるので、符号器１２０による符号化の際に使用されない供給光の光周波数チップについては、必ずしも位相補償する必要はない。従って、位相補償器１６０Ｃでは、供給光の全光周波数チップの内の少なくとも符号化に使用する複数の光周波数チップの位相補償を行えばよい。また、送信器１００から受信器２００への上り信号光の送受信器しか記載していないが、逆方向の下り信号光の送受信器を備えても良い。
【００５７】
＜実施例５＞
図５に実施例５のスペクトル領域符号化光ＣＤＭ光通信システムの構成を示す。送信器１００は、変調器１３０、位相補償量検出器１５０Ａ、および符号器兼用位相補償器１６０Ｄを備える。また、受信器２００は、信号光の復号受信用の光受信器２１０、および供給光用の光源２４０Ａを備える。３００は光伝送路としての光ファイバ、ＳＣは光サーキュレータ、ＰＳは光スプリッタである。なお、受信器２００には送信器１００の数に応じた複数の光受信器が装備されるが、ここでは１個のみを示した。また、光サーキュレータＳＣは光ファイバに入出力する光を合分波できればよいので、光スプリッタ等でもよい。
【００５８】
送信器１００の符号器兼用位相補償器１６０Ｄは前記した透過型であり、チップ用位相調整器１６１と光合波器１６２，１６３からなる。各チップ用位相調整器１６１は、位相補償量検出器１５０で検出された各光周波数チップの位相補償量に応じて個別に、往復方向で同一量の位相を調整する。このとき、逆方向に伝播する光が互いに混入しない構造である。ここでは、符号が「１０１０１０１０」の場合の例で示したので、チップ用位相調整器１６１は、使用する光周波数チップ１，３，５，７用の４個分が設けられる。本実施例では、光が符号器兼用位相補償器１６０Ｄを往復するので、往復して信号光となる符号化が行われるように、片道で半分の値の符号化を行う。例えば、多値の強度符号で符号が「０，１／２，１」であれば「０，１／√２，１」、位相符号で符号が「０，π」であれば「０，π／２」となる符号化であればよい。なお、「１，０」の２値の強度符号の場合は、「１，０」のままでよい。本実施例は、実施例４の効果に加えて、部品点数が削減できる効果もある。
【００５９】
＜実施例６＞
図６に実施例６のスペクトル領域符号化光ＣＤＭ光通信システムの構成を示す。送信器１００は、符号器１２０、変調器１３０、位相補償量検出器１５０Ｂ、位相補償器１６０Ｃ、および光受信器１７０を備える。位相補償量検出器１５０Ｂはその光受信器１７０の出力信号を入力する。また、受信器２００は、信号光の復号受信用の光受信器２１０、供給光用の光源２４０Ａ、供給光を符号化する符号器２５０、および変調器２６０を備える。３００は光伝送路としての光ファイバ、ＳＣは光サーキュレータ、ＰＳは光スプリッタである。なお、受信器２００には送信器１００の数に応じた複数の光受信器が装備されるが、ここでは１個のみを示した。
【００６０】
受信器２００では、異なる光周波数チップの組み合わせからなりかつ互いに光強度が等しいマーク又はスペースに符号化された供給光を、光源２４０Ａ、符号器２５０および変調器２６０で作成して、送信器１００に供給する。送信器１００では、アダマール符号等による強度符号化の場合、マーク又はスペースの供給光を構成する光周波数チップに含まれる概ね半分の数に相当する光周波数チップを使用して符号化し、マーク又はスペースの信号光として、受信器２００に送り返す。
【００６１】
このとき、マーク又はスペースに符号化されたどちらの供給光の符号とも、信号光の符号化に用いる符号を受信する際に概ね直交する符号である必要がある。例えば、供給光は、アダマール符号の０１を反転した符号で符号化すればよい。供給光として、マーク又はスペースに「１１１１００００」と「００００１１１１」のいずれかの符号を用い、送信器１００側の使用する符号として、符号１＝「１１００１１００」、符号２＝「１０１０１０１０」を用いるとすると、マーク供給光が「１１１１００００」のとき、符号１＝「１１００００００」、符号２＝「１０１０００００」となり、スペース供給光が「００００１１１１」のとき、符号１＝「００００１１００」、符号２＝「００００１０１０」となり、いずれの供給光でも信号光と直交する。つまり、マーク供給光およびスペース供給光をいずれの信号光を受信する受信器で受信したときも出力は零となる。例えば、マーク供給光「１１１１００００」を符号１の受信器で受信すると、加算側が「１１００００００」、減算側が「００１１００００」となり、差動検波により零となる。スペース供給光「００００１１１１」を符号１の受信器で受信すると、加算側が「００００１１００」、減算側が「００００００１１」となり、差動検波により零となる。
【００６２】
本実施例の位相補償量検出器１５０Ｂでは、供給光を光受信器１７０で復号受信してその出力の強度が最大化するように、位相補償器１６０Ｃを制御する。ただ、本実施例では、供給光は変調光となっており、供給光の０符号連続、１符号連続のビット数だけ、特定の光周波数チップが存在しない可能性がある。そのため、位相補償量検出器１５０Ａが、復号受信信号の強度を最大化するように制御するときは、０符号連続、１符号連続のビット数以上の時間毎に、その最大値を検出すればよい。又は、供給光を光受信器１７０で復号受信した信号の０あるいは１の値に応じて、その値に対応する符号に含まれる光周波数チップを、信号強度を最大化するために制御する光周波数チップとすればよい。また、供給光がＮＲＺでデータ変調されているときは、そのデータレートの周波数成分が最大化するように制御してもよいし、ＲＺでデータ変調されているときは、そのデータレートの周波数成分を最小化するように制御してもよい。また、実施例４で説明したのと同様の手法によって、位相補償量を検出して位相補償器１６０Ｃを制御してもよい。つまり、位相補償量検出器１５０Ｂは、光受信器１７０を経由せずに実施例４と同様の位相量補償検出器１５０Ａを用いても良い。なお、本実施例でも、符号化とデータ変調の順番（送信器１００の符号器１２０と変調器１３０、受信器２００の符号器２５０と変調器２６０）は逆になっていてもよい。
【００６３】
本実施例は、実施例１〜５で説明した効果に加えて、供給光を、受信器２００から送信器１００に対するデータ伝送に使える効果がある。また、受信器２００から送信器１００に伝送される供給光を復号受信する際の復号強度を最大化することで位相補償量を決定することができるので、複数の変調された供給光が重畳しているときに、実施例４で用いた供給光のために位相補償量を検出するための部品を削減できる効果がある。また、供給光が複数の符号からなる信号で変調されているので、符号器に入力する以前の供給光を用いて補償量を検出することで、光がない光周波数チップが少なくなり、光周波数チップ間隔Ｆでの位相補償量検出が容易となる効果もある。
【００６４】
＜実施例７＞
図７に実施例７の符号化兼用変調器の構成を示す。この図７は、図６の受信器２００において、符号器２５０と変調器２６０を一体構成した複数符号一括変調用の符号化兼用変調器２７０の構成を示す図である。この符号化兼用変調器２７０は、２つの符号Ｄ＃１、Ｄ＃２を入力して合成しパターンＡ〜Ｄのいずれかを生成する変調信号展開器２７１と、生成したパターンＡ〜Ｄのいずれかによって、供給光の光周波数チップを変調する１６個のチップ用変調器２７２と、合分波器２７３，２７４から構成される。ここで、符号として、Ｄ＃１、Ｄ＃２を、
Ｄ＃１＝「1010101010101010」又は「0101010101010101」
Ｄ＃２＝「1100110011001100」又は「0011001100110011」
を使用し、前半をマーク、後半をスペースとする。
【００６５】
これにより、符号Ｄ＃１、Ｄ＃２の２符号を合成した符号は、以下のＡ〜Ｄに示す４パターンとなる。
パターンＡ
Ｄ＃１＝マーク  「1010101010101010」
Ｄ＃２＝マーク  「1100110011001100」
Ｄ＃１＋Ｄ＃２＝「2110211021102110」
パターンＢ
Ｄ＃１＝マーク  「1010101010101010」
Ｄ＃２＝スペース「0011001100110011」
Ｄ＃１＋Ｄ＃２＝「1021102110211021」
パターンＣ
Ｄ＃１＝スペース「0101010101010101」
Ｄ＃２＝マーク  「1100110011001100」
Ｄ＃１＋Ｄ＃２＝「1201120112011201」
パターンＤ
Ｄ＃１＝スペース「0101010101010101」
Ｄ＃２＝マーク  「0011001100110011」
Ｄ＃１＋Ｄ＃２＝「0112011201120112」
従って、供給光は、各パターンＡ〜Ｄの「Ｄ＃１＋Ｄ＃２」の強度の光周波数チップとなる。
【００６６】
次に、送信器１００の符号器１２０の符号化符号は、以下のようにする。
符号化符号＝「1111000011110000」
この符号器１２０で供給光を符号化すると、パターンＡ〜Ｄ毎に、以下の出力となる。
パターンＡを用いた符号＝「2110000021100000」
パターンＢを用いた符号＝「1021000010210000」
パターンＣを用いた符号＝「1201000012010000」
パターンＤを用いた符号＝「0112000001120000」
【００６７】
そして、このようにして符号化された信号光に対応する受信器２００の光受信器２１０の復号化符号は、次の通りである。ここで、１は加算対象、０は減算対象の光周波数チップである。
復号化符号＝「1111000011110000」
【００６８】
以上から、パターンＡを用いた符号のときは、光受信器２１０の差動検波器の出力は、
加算＝「2110000021100000」（８チップ）
減算＝「0000000000000000」（０チップ）
合計＝８チップ
となる。パターンＢ〜Ｄを用いた符号についても同様に合計８チップとなる。
【００６９】
なお、他の送信器から受信器２００に伝送される信号光に対しては、その復号器２５０の復号化符号が、上記と異なって、
復号化符号＝「1111111100000000」
であるとすると、パターンＡを用いた符号のときは、
加算＝「2110000000000000」（４チップ）
減算＝「0000000002110000」（４チップ）
合計＝０チップ
である。パターンＢ〜Ｄを用いた符号についても同様に合計０チップとなる。
【００７０】
また、上記パターンＡ〜Ｄの供給光が反射した場合は、以下の通りとなる。
パターンＡ：「2110211021102110」のとき、
加算＝「2110000021100000」（８チップ）
減算＝「0000211000002110」（８チップ）
合計＝０チップ
パターンＢ：「1021102110211021」のとき、
加算＝「1021000010210000」（８チップ）
減算＝「0000102100001021」（８チップ）
合計＝０チップ
パターンＣ：「1201120112011201」のとき、
加算＝「1021000010210000」（８チップ）
減算＝「0000102100001021」（８チップ）
合計＝０チップ
パターンＤ：「0112011201120112」のとき、
加算＝「0112000001120000」（８チップ）
減算＝「0000011200000112」（８チップ）
合計＝０チップ
このため、パターンＡ〜Ｄのいずれのときも、受信器２００の光受信器２１０の差動検波器の出力は０チップ相当であり、反射の影響が相殺される。
【００７１】
本実施例によれば、実施例６と同様な効果があり、複数符号を用いることで、強度符号による光周波数チップの歯抜けを防ぎ、光周波数チップ間のビート信号を利用して位相ずれを検出できる。一括変調により複数符号で下り信号を変調する際、下り信号のデータレートの周波数を用いた位相補償量の測定のためには、位相の揃った供給光であること望まれる。一旦分割して個別に変調すると、下り伝送路に入力する前に波長オーダの精度で各下り信号の位相を調整する必要があるが、一括で変調することで、波長オーダの位相調整を取り除く効果がある。なお、位相が揃っていない場合、下り信号間のビートによる上り信号光強度の変動による信号劣化や、下り信号のデータレートの周波数を用いた分散補償が困難となる。
【００７２】
＜その他＞
なお、以上の実施例では主にコヒーレント検波を用いたスペクトル領域強度符号化光ＣＤＭに適用した場合について説明したが、本発明は複数の光周波数チップを用いる光通信全般に適用できる。その例として、光の位相が影響するＳＰＣ（spectrum phase coding）、つまりスペクトル領域位相符号化光ＣＤＭに適用できる。また、光ＣＤＭ以外では、同時に複数送信器で同一光周波数を用いることはないと思われるが、複数の光周波数チップを単一の送信器で用い、それぞれの位相関係を保持すべき搬送波位相同期ＷＤＭ（非特許文献１）にも適用可能である。ただし、供給光の反射が無視できない場合は、その反射が信号光に混入した場合に相殺できるようなＤＰＳＫ（差動位相シフトキーイング）等の変調を採用する必要がある。
【００７３】
また、分散による位相ずれを測定する手法としては、前述したものに加えて（但し、一部は前記した）、
(1)．様々な分散測定の例を述べた文献（多久島、「フォトニックネットワークにおける適応等化のためのモニタ技術」、２００４年、電子情報通信学会通信ソサイエティ大会，ＣＳ−１−３）（この内の(a)、(c)、(f)は、信号成分に雑音が乗るので、本発明には望ましくない。これは、コヒーレント受信を用いた光ＣＤＭでは、ＭＡＩ等の問題も生じるためである。）、
(2)．下り変調信号のパルスを最大化する方法（ＴＰＡデバイス等の使用）（例えば、S.Wielandy,et al.,"Real-time mesurement of accumulated chromatic dispersion for automatic dispersion compensation",ELECTRONICS LETTERS ,26th September 2002,Vol.38,No.20,pp.1198-1199)、
(3)．下り変調信号の信号強度を最大化（誤り率の最小化、アイ開口度最大化）する方法（例えば、K.Yonenaga,et al.,"Automatic dispersion equalisation using bit error rate monitoring in 40Gbit/s optical transmission system",ELECTRONICS LETTERS ,1st February 2001,Vol.37,pp.187-188)、
(4)．下り変調信号の信号周波数成分を最大化（ＮＲＺの場合）しあるいは最小化（ＲＺの場合）する方法（１Gbit/sであれば１GHｚを使用)(例えば、Z.Pan,et al.,"Choromatic dispersion monitoring and automated compensation for NRZ and RZ data using clock regeneration and fading without adding signaling"OFC2001,WH5-1)、
(5)．供給光を分岐して逆の分散の媒質をそれぞれ通過後の光検出値の差を最小化する方法（例えば、T.Inui,et al.,"160 Gbit/s adaptive dispersion equaliser usig asynchronous chip monitor with blanced dispersion configuration"ELECTRONICS LETTERS ,19th February 2004,Vol.40,No.4)、
等があるので、これらの手法を使用して、個々の光周波数チップについて位相ずれを検出し、位相補償に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例１の光通信システムの構成図である。
【図２】実施例２の光通信システムの構成図である。
【図３】実施例３の光通信システムの構成図である。
【図４】実施例４の光通信システムの構成図である。
【図５】実施例５の光通信システムの構成図である。
【図６】実施例６の光通信システムの構成図である。
【図７】実施例７の供給光用の複数符号一括変調用の符号器兼用変調器の構成図である。
【図８】従来の光通信システムの構成図である。
【図９】従来の別の例の光通信システムの構成図である。
【図１０】スペクトル領域符号化光ＣＤＭ通信におけるコヒーレント検波受信側での中間周波数における位相ばらつきに対するＳＮＲの特性図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００：送信器、１１０：光源、１２０：符号器、１３０：変調器、１４０：位相補償器、１５０，１５０Ａ，１５０Ｂ：位相補償量検出器、１６０，１６０Ａ，１６０Ｂ，１６０Ｃ，１６０Ｄ：位相補償器、１７０：光受信器
２００：受信器、２１０：光受信器、２２０：位相補償量検出器、２３０：位相補償器、２４０，２４０Ａ：光源、２５０：符号器、２６０：変調器、２７０：複数符号一括変調用の符号器兼用変調器
【図１】
0004915873.tif 000002
【図２】
0004915873.tif 000003
【図３】
0004915873.tif 000004
【図４】
0004915873.tif 000005
【図５】
0004915873.tif 000006
【図６】
0004915873.tif 000007
【図７】
0004915873.tif 000008
【図８】
0004915873.tif 000009
【図９】
0004915873.tif 000010
【図１０】
0004915873.tif 000011