(57)【要約】【課題】装置の単純化、経済化を実現した光ＣＤＭ伝送を可能にする。【解決手段】送信ノードでは、情報信号をＲＺ符号のビット列に変換し、該ビット列のビット信号を１個の光源の光信号に変換し、該光信号の光周波数を複数に分割し、該分割で得られた各光周波数要素に拡散符号に基づいた遅延時間を付与して光伝送路に出力する。受信ノードでは、光伝送路から入力する光信号を等分に２分岐し、一方の光信号に対して前記拡散符号で拡散を行い、他方の光信号に対して前記拡散符号と逆の拡散符号で逆拡散を行い、前記拡散および逆拡散された光信号をそれぞれ電気信号に変換してからその差分を取り出し、ビット判定して前記情報信号を取り出す。【選択図】図１
2009177691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信ノードで符号分割多重した光信号を光伝送路を介して受信ノードで受信して復号する光ＣＤＭ伝送方法において、
送信ノードでは、情報信号をＲＺ符号等価のビット列に変換し、該ビット列のビット信号を光信号に変換し、該光信号の光周波数を複数に分割し、該分割で得られた各光周波数要素に拡散符号に基づいた遅延時間を付与して、各光周波数要素を合波後、前記光伝送路に出力し、
受信ノードでは、前記光伝送路から入力する光信号を２分岐し、２分岐した一方の光信号に対して前記拡散符号で拡散を行い、他方の光信号に対して前記拡散符号と逆の拡散符号で逆拡散を行い、前記拡散および逆拡散された光信号をそれぞれ電気信号に変換してから差分を取り出し、該差分の信号をビット判定して前記情報信号を取り出すことを特徴とする光ＣＤＭ伝送方法。
【請求項２】
送信ノードで符号分割多重した光信号を光伝送路を介して受信ノードで受信して復号する光ＣＤＭ伝送方法において、
前記送信ノードでは、情報信号をＤＣ成分を持たないＲＺ符号等価のビット列の信号に変換し、該ビット列のビット信号の周波数を複数に分割し、該分割で得られた各周波数要素に拡散符号に基づいた遅延時間を付与して拡散符号化し、該拡散符号化したビット信号の各周波数要素を合波した後、光信号に変換して前記光伝送路に出力し、
受信ノードでは、前記光伝送路から入力する光信号を２分岐し、２分岐した各光信号をそれぞれ電気のビット信号に変換し、一方のビット信号に対して前記拡散符号で拡散を行い、他方のビット信号に対して前記拡散符号と逆の拡散符号で逆拡散を行い、前記拡散および逆拡散されたビット信号の差分を取り出し、該差分の信号をビット判定して前記情報信号を取り出すことを特徴とする光ＣＤＭ伝送方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光ＣＤＭ伝送方法において、
前記送信ノードを複数として、各送信ノードの前記拡散符号を互いに直交関係にある拡散符号とし、且つ前記受信ノードの前記拡散符号および逆の拡散符号を前記複数の送信ノードの内の特定の拡散符号およびその逆の拡散符号としたことを特徴とする光ＣＤＭ伝送方法。
【請求項４】
送信ノードで符号分割多重した光信号を光伝送路を介して受信ノードで受信して復号する光ＣＤＭ伝送システムにおいて、
前記送信ノードは、情報信号を入力してＲＺ符号等価のビット列を生成する伝送路符号器と、該伝送路符号器から出力するビット信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換器と、該Ｅ／Ｏ変換器から出力するビットの光信号を複数の光周波数帯域に分割して得た各光周波数要素に拡散符号に基づいた遅延時間を付与して前記光伝送路に出力する拡散器とを備え、
前記受信ノードは、前記光伝送路を介して入力する光信号を２分岐する光分波器と、該２分岐された光信号の一方を入力し前記拡散符号で拡散を行う別の拡散器と、前記２分岐された光信号の他方を入力し前記拡散符号と逆の拡散符号で逆拡散を行う逆拡散器と、前記別の拡散器および前記逆拡散器の出力光を別々に電気信号に変換する第１および第２のＯ／Ｅ変換器と、該第１および第２のＯ／Ｅ変換器で得られた電気信号の差分を増幅する差動増幅器と、該差動増幅器の出力信号から前記情報信号を取り出すビット判定器とを備える、
ことを特徴とする光ＣＤＭ伝送システム。
【請求項５】
送信ノードで符号分割多重した光信号を光伝送路を介して受信ノードで受信して復号する光ＣＤＭ伝送システムにおいて、
前記複数の送信ノードは、情報信号を入力してＤＣ成分をもたず且つＲＺ符号等価のビット列を生成する伝送路符号器と、該伝送路符号器から出力するビット信号の周波数帯域を複数に分割して得た各周波数要素に拡散符号に基づいた遅延時間を付与する拡散器と、該拡散器の出力信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換器とを備え、
前記受信ノードは、前記光伝送路を介して入力する光信号を２分岐する光分波器と、該２分岐された光信号を別々に電気信号に変換する第１および第２のＯ／Ｅ変換器と、該第１のＯ／Ｅ変換器の出力を入力し前記拡散符号で拡散を行う別の拡散器と、該第２のＯ／Ｅ変換器の出力を入力し前記拡散符号と逆の拡散符号で逆拡散を行う逆拡散器と、前記別の拡散器および前記逆拡散器の出力信号の差分を増幅する差動増幅器と、該差動増幅器の出力信号から前記情報信号を取り出すビット判定器とを備える、
ことを特徴とする光ＣＤＭ伝送システム。
【請求項６】
送信ノードで符号分割多重した光信号を光伝送路を介して受信ノードで受信して復号する光ＣＤＭ伝送システムにおいて、
前記送信ノードは、情報信号を入力してＲＺ符号等価のビット列を生成する伝送路符号器と、該伝送路符号器の出力ビット列を入力して前記情報信号のビットレートより高い周波数のサブキャリアを変調させるサブキャリア変調器と、該サブキャリア変調器から出力するサブキャリア周波数を中心とした周波数帯域を複数に分割して得た各周波数要素に拡散符号に基づいた遅延時間を付与する拡散器と、該拡散器の出力信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換器とを備え、
前記受信ノードは、前記光伝送路を介して入力する光信号を２分岐する光分波器と、該２分岐された光信号を別々に電気信号に変換する第１および第２のＯ／Ｅ変換器と、該第１のＯ／Ｅ変換器の出力を入力し前記拡散符号で拡散を行う別の拡散器と、該第２のＯ／Ｅ変換器の出力を入力し前記拡散符号と逆の拡散符号で逆拡散を行う逆拡散器と、前記別の拡散器および前記逆拡散器の出力信号の差分を増幅する差動増幅器と、該差動増幅器の出力信号をベースバンドに復調するベースバンド変換器と、該ベースバンド変換器の出力信号から前記情報信号を取り出すビット判定器とを備える、
ことを特徴とする光ＣＤＭ伝送システム。
【請求項７】
請求項４、５又は６に記載の光ＣＤＭ伝送システムにおいて、
前記送信ノードを複数として、各送信ノードの前記拡散符号を互いに直交関係にある拡散符号とし、且つ前記受信ノードの前記別の拡散器の拡散符号および前記逆拡散器の拡散符号を、前記複数の送信ノードの内の特定の拡散符号およびその逆の拡散符号としたことを特徴とする光ＣＤＭ伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信ノードで符号分割多重した光信号を光伝送路を介して受信ノードで受信して復号する光ＣＤＭ伝送方法およびシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ＣＤＭ伝送方式では、時間軸または光周波数軸上における拡散符号化を行うため、前者では拡散度合いに応じて広帯域化が伴い、情報信号速度を大幅に上回る高速伝送が必要となり、後者では拡散度合いに応じて各ノードに多数の安定した光周波数光源と周波数フィルタを具備する必要が生じ、その結果、装置が複雑で高価になる欠点があった。ノード数の増大に伴い符号長が長くなるため、これらの欠点は一層増長される傾向にあった（例えば、非特許文献１、２参照）。
【０００３】
また、光周波数が一定間隔で並ぶ複数の光源を用い、各光源からの光に対し位相の符号化を用いる方法、あるいは各光源からの光に遅延を与える方法があった（例えば、非特許文献３、４参照）。しかしながら、前者の位相を符号化する方法はコヒーレント検出を必要とし、複数光源の位相同期や干渉信号の受信など高精度な処理を必要とする欠点があり、後者の遅延を与える方法も、同じく一定周波数間隔で並ぶ複数の光源を必要とし、かつ時間領域でパルスの重畳を防ぐためにビットレートを超える速度での処理や２次元コード適用のために光の周波数分割数を通常の２倍必要とするなど複雑で高速な回路を必要とする欠点があった。
【０００４】
【非特許文献１】王旭  他、「非同期コヒーレント光ＣＤＭＡの最新技術」、情報通信研究機構季報、フォトニックネットワーク特集、Ｖｏｌ．５２、Ｎｏ．２、２００６
【非特許文献２】A.Stok et al.,"The Role of Optical CDMA in Access Networks",IEEE Communications Magazine,pp.83-87,September 2002
【非特許文献３】S.Etemad et al.,"Spectrally Efficient Optical CDMA Using Coherent Phase-Frequency Coding",IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,VOL.17,NO.4,pp.929-931,APRIL 2005
【非特許文献４】V.J.Hrenadez et al.,"Simple Robust Receiver Structure for Gigabit Ethernet O-CDMA Using Matrix Codes",JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY,VOL.23,NO.10,pp.3105-3110,OCTOBER 2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、従来では、時間領域符号化では装置の高速化が要求され、また拡散符号化のために各ノードに複数の光源が必要となり、また位相符号化では受信ノードにおいて高精度な光コヒーレント検出処理が必要となり、各光源からの光に遅延を与える方法では複数の光源や高速化が必要になる問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、前記した問題を解決し、装置の単純化、経済化を実現した光ＣＤＭ伝送方法およびシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１にかかる発明は、送信ノードで符号分割多重した光信号を光伝送路を介して受信ノードで受信して復号する光ＣＤＭ伝送方法において、送信ノードでは、情報信号をＲＺ符号等価のビット列に変換し、該ビット列のビット信号を光信号に変換し、該光信号の光周波数を複数に分割し、該分割で得られた各光周波数要素に拡散符号に基づいた遅延時間を付与して、各光周波数要素を合波後、前記光伝送路に出力し、受信ノードでは、前記光伝送路から入力する光信号を２分岐し、２分岐した一方の光信号に対して前記拡散符号で拡散を行い、他方の光信号に対して前記拡散符号と逆の拡散符号で逆拡散を行い、前記拡散および逆拡散された光信号をそれぞれ電気信号に変換してから差分を取り出し、該差分の信号をビット判定して前記情報信号を取り出すことを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、送信ノードで符号分割多重した光信号を光伝送路を介して受信ノードで受信して復号する光ＣＤＭ伝送方法において、前記送信ノードでは、情報信号をＤＣ成分を持たないＲＺ符号等価のビット列の信号に変換し、該ビット列のビット信号の周波数を複数に分割し、該分割で得られた各周波数要素に拡散符号に基づいた遅延時間を付与して拡散符号化し、該拡散符号化したビット信号の各周波数要素を合波した後、光信号に変換して前記光伝送路に出力し、受信ノードでは、前記光伝送路から入力する光信号を２分岐し、２分岐した各光信号をそれぞれ電気のビット信号に変換し、一方のビット信号に対して前記拡散符号で拡散を行い、他方のビット信号に対して前記拡散符号と逆の拡散符号で逆拡散を行い、前記拡散および逆拡散されたビット信号の差分を取り出し、該差分の信号をビット判定して前記情報信号を取り出すことを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載の光ＣＤＭ伝送方法において、前記送信ノードを複数として、各送信ノードの前記拡散符号を互いに直交関係にある拡散符号とし、且つ前記受信ノードの前記拡散符号および逆の拡散符号を前記複数の送信ノードの内の特定の拡散符号およびその逆の拡散符号としたことを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、送信ノードで符号分割多重した光信号を光伝送路を介して受信ノードで受信して復号する光ＣＤＭ伝送システムにおいて、前記送信ノードは、情報信号を入力してＲＺ符号等価のビット列を生成する伝送路符号器と、該伝送路符号器から出力するビット信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換器と、該Ｅ／Ｏ変換器から出力するビットの光信号を複数の光周波数帯域に分割して得た各光周波数要素に拡散符号に基づいた遅延時間を付与して前記光伝送路に出力する拡散器とを備え、前記受信ノードは、前記光伝送路を介して入力する光信号を２分岐する光分波器と、該２分岐された光信号の一方を入力し前記拡散符号で拡散を行う別の拡散器と、前記２分岐された光信号の他方を入力し前記拡散符号と逆の拡散符号で逆拡散を行う逆拡散器と、前記別の拡散器および前記逆拡散器の出力光を別々に電気信号に変換する第１および第２のＯ／Ｅ変換器と、該第１および第２のＯ／Ｅ変換器で得られた電気信号の差分を増幅する差動増幅器と、該差動増幅器の出力信号から前記情報信号を取り出すビット判定器とを備える、ことを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、送信ノードで符号分割多重した光信号を光伝送路を介して受信ノードで受信して復号する光ＣＤＭ伝送システムにおいて、前記複数の送信ノードは、情報信号を入力してＤＣ成分をもたず且つＲＺ符号等価のビット列を生成する伝送路符号器と、該伝送路符号器から出力するビット信号の周波数帯域を複数に分割して得た各周波数要素に拡散符号に基づいた遅延時間を付与する拡散器と、該拡散器の出力信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換器とを備え、前記受信ノードは、前記光伝送路を介して入力する光信号を２分岐する光分波器と、該２分岐された光信号を別々に電気信号に変換する第１および第２のＯ／Ｅ変換器と、該第１のＯ／Ｅ変換器の出力を入力し前記拡散符号で拡散を行う別の拡散器と、該第２のＯ／Ｅ変換器の出力を入力し前記拡散符号と逆の拡散符号で逆拡散を行う逆拡散器と、前記別の拡散器および前記逆拡散器の出力信号の差分を増幅する差動増幅器と、該差動増幅器の出力信号から前記情報信号を取り出すビット判定器とを備える、ことを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、送信ノードで符号分割多重した光信号を光伝送路を介して受信ノードで受信して復号する光ＣＤＭ伝送システムにおいて、前記送信ノードは、情報信号を入力してＲＺ符号等価のビット列を生成する伝送路符号器と、該伝送路符号器の出力ビット列を入力して前記情報信号のビットレートより高い周波数のサブキャリアを変調させるサブキャリア変調器と、該サブキャリア変調器から出力するサブキャリア周波数を中心とした周波数帯域を複数に分割して得た各周波数要素に拡散符号に基づいた遅延時間を付与する拡散器と、該拡散器の出力信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換器とを備え、前記受信ノードは、前記光伝送路を介して入力する光信号を２分岐する光分波器と、該２分岐された光信号を別々に電気信号に変換する第１および第２のＯ／Ｅ変換器と、該第１のＯ／Ｅ変換器の出力を入力し前記拡散符号で拡散を行う別の拡散器と、該第２のＯ／Ｅ変換器の出力を入力し前記拡散符号と逆の拡散符号で逆拡散を行う逆拡散器と、前記別の拡散器および前記逆拡散器の出力信号の差分を増幅する差動増幅器と、該差動増幅器の出力信号をベースバンドに復調するベースバンド変換器と、該ベースバンド変換器の出力信号から前記情報信号を取り出すビット判定器とを備える、ことを特徴とする。
請求項７にかかる発明は、請求項４、５又は６に記載の光ＣＤＭ伝送システムにおいて、前記送信ノードを複数として、各送信ノードの前記拡散符号を互いに直交関係にある拡散符号とし、且つ前記受信ノードの前記別の拡散器の拡散符号および前記逆拡散器の拡散符号を、前記複数の送信ノードの内の特定の拡散符号およびその逆の拡散符号としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、時間領域符号化に伴う装置のような高速化を必要とせず、また拡散符号化のために定められた周波数間隔の複数の光源が必須ではなく、また受信ノードにおいて高精度な光コヒーレント検出処理が不要なインコヒーレント処理を適用することで、単純なデバイス構成と検出手段による光ＣＤＭ伝送が可能となり、複数のノードが接続される光ネットワークにおいて簡易な構成により光ＣＤＭ通信が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明では、従来技術と同じく光周波数軸上における拡散符号化を行うが、各送信ノードには多波長の光源ではなく１つの光源を用い、その光源の光周波数成分を拡散符号長（チップ数）の数だけ分割し、拡散符号に応じて各々の光周波数成分に情報信号のシンボル周期の１／４〜１／３程度の遅延時間を与え、受信ノードでは逆の拡散符号に応じて遅延を補償することで情報信号の復元を行い、各送信ノードの拡散符号を互いに直交関係に設定することで必要な信号以外の除去を行う。これにより、逆拡散過程においてコヒーレントな光信号処理を使わないため、複数光源の光位相の同期や周波数、その線幅の安定性など高価で複雑な光デバイスや装置が不要となる。さらに、拡散符号化は電気信号上においても実現できるため、高価な光デバイスを用いず簡易でより安価なシステム構成をとることも出来る。以下、詳しく説明する。
【００１０】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１の光ＣＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図であり、ｎ台の送信ノード１０−１〜１０−ｎが１台の受信ノード２０に対向して接続されたｎ：１のアクセスネットワーク構成を示している。受信ノード２０は、複数の送信ノード１０−１〜１０−ｎからの重畳した信号から目的の１つの信号を排他的に選択受信する。
【００１１】
ここでは、ｎ台の送信ノード１０−１〜１０−ｎからの情報信号をＳｋ（ｔ）（ｋ＝１〜ｎ）とし、受信ノード２０において情報信号Ｓ１（ｔ）を選択受信する場合を考える。情報信号Ｓｋ（ｔ）は、まず伝送路符号器１１において、ＲＺ符号のような隣接シンボルが２値（デューティ比が１／３〜１／２程度）の関係で反転した（ＲＺ符号等価の）ビット列になり、ＬＤ（レーザダイオード）などのＥ／Ｏ（電気／光変換）装置１２で光信号に変換されてから、拡散器１３に入力する。ｈｉｇｈとｌｏｗのシンボルからなるＲＺ符号では、シンボルｈｉｇｈのデューティ比は後述の遅延時間τとシンボル周期の比と同等とし、ここでは簡単な１／３程度の設定とする。各送信ノード１０−１〜１０−ｎの拡散器１３は、入射してくる光信号の周波数領域をｍ分割し、各周波数セグメント成分に、当該送信ノードに予め割り付けられている拡散符号に基づいて、遅延を加えて拡散を行う。各送信ノード１０−１〜１０−ｎに割り付けられる拡散符号は、Ｗａｌｓｈ符合のような互いに直交関係を有する符号が適用できる。拡散器１３を出射したｎ台の送信ノード１０−１〜１０−ｎからの信号は、光合波器３０で合波された後、光伝送路４０を伝播する。
【００１２】
図２は拡散器１３の作用を説明するための図であり、図２（ｃ）に示される半周波数幅δｆのスペクトル分布をもつ光信号が図２（ｄ）に示される拡散器１３の入力端１３１より入射し、周波数分配器１３２において周波数幅Δｆｋにｋ分割される（通常は等幅分割で良く、図２はｎ＝８の８分岐の場合の例を示している）。各周波数成分Δｆｋには遅延器１３３において、図２（ａ）の拡散符号に基づき、図２（ｂ）のように一定の遅延時間τが加えられる。この場合、拡散符号長は８（チップ数８）であり、符号｛＋１、−１｝に遅延時間｛τ、０｝が対応している。
【００１３】
この遅延時間τは、情報信号のシンボル周期の１／４〜１／３程度とし、τの遅延を受けた光周波数成分は、遅延を受けない成分とちょうどシンボル周期の１／３〜１／２程度の部分でシンボル間干渉を引き起こす。ビット列がＲＺ符号のように隣接シンボル間で｛０、１｝であるならば、τ〜２τの遅延が加わると、｛１｝と｛０｝が互いに平滑化される作用を生じる。隣接シンボルが｛０、０｝の場合は｛０｝のままとなる。拡散器１３３からの出力光は光合波器１３４で合波され、全スペクトルの情報が出力端１３５に出力される。
【００１４】
図１に戻ると、光伝送路４０を通過した光信号は受信ノード２０に入り、まず光分波器２１で２つに等分割され、各々は逆拡散器２２および拡散器２３に入る。これらの逆拡散器２２および拡散器２３は、復元する目的の送信ノードの拡散器１３の拡散符号と同一および逆の拡散符号を持つものであり、例えば送信ノード１０−１の信号を得るには、＃ｋの拡散器２３はｋ＝１に設定される。
【００１５】
受信ノード２０における逆拡散器２２と拡散器２３の出力について、図３を用いて説明する。目的とする送信ノード１０−１（＃１の拡散器１３）からの光信号のうち、＃１の逆拡散器２２を通過したものは、互いに反転する符号特性により遅延は図３（ｃ）に示すように周波数特性が一定のτになり、遅延による歪がキャンセルされ元の信号波形が復元される。一方、＃１の拡散器２３の出力は同一の拡散作用を２回受けることになり、隣接周波数間の遅延が２τになり、前述のように隣接シンボル間でシンボルの平滑化が起こり、信号波形は平坦化する。その結果、図１におけるＯ／Ｅ（光／電気）変換器２４，２５に続く、差動増幅器２６の出力は、ほぼ送信ノード１０−１の信号と同等となり、ｋ＝１の情報信号Ｓ１（ｔ）が抽出できる。
【００１６】
目的以外の送信ノードからの信号の除去効果について以下に述べる。ここでは、送信ノード１０−２からの信号（情報信号Ｓ２（ｔ）が＃２の拡散器１３を通過）をｋ＝１に設定された受信ノード２０で受けた場合を考える。
【００１７】
図４に受信ノード２０内の＃１の逆拡散器２２および＃１の拡散器２３の出力パターンを示す。＃２の拡散器１３と＃１の拡散器１３，２３の符号は互いに直交しており、例えば８チップ長の場合、図４（ａ）および（ｂ）のようなパターンで与えられる。直交関係のため両チップとも図４（ａ）と（ｂ）において半数が同符号で残りが逆符号という組合せになる。図４（ｃ）に示されるように、各周波数成分の遅延にはずれが生じるが、遅延量毎のチップ数は等しく、周波数位置もΔｆ程度のずれに収まる。その結果、チップ数を十分大きくとることで、＃１の逆拡散器２２、＃１の拡散器２３を通過した各光信号は類似の波形となり、差動増幅器２６で差分をとることで、ほぼキャンセルする効果が得られる。
【００１８】
波形の平滑化とキャンセル効果を説明するために、図５に各段階における目的信号と非目的信号に対する時間波形を示す。図５（ａ）は送信ノードにおける符号器１１の出力ビット列であり、図５（ｂ）、（ｃ）は各々受信ノード２０における逆拡散器２２および拡散器２３の出力信号である。信号ビットレートをｆｂ、デューティ比を１／３とする。
【００１９】
目的信号に対しては、図３に示したように、逆拡散器２２の出力は全スペクトル成分がτの遅延を受けた歪みの無い信号になり、一方、拡散器２３の出力は半分のスペクトル成分が遅延２τを受け他は遅延の無い信号となり、パルスピークが半分程度でちょうど図５（ｂ）のパルス位置とずれたやや歪んだパルス波形になる。その結果、目的信号に対する差動増幅器２６の出力は、図５（ｄ）のように、信号波形が復元されたものとなる。
【００２０】
非目的信号に対しては、図４に示したように、逆拡散器２２および拡散器２３の出力は遅延量が０、τ、２τだけずれたスペクトラム成分の重ね合わせとなり、両者は平滑化されたほぼ類似の時間波形をなす。その結果、差動増幅器２６の出力は、キャンセル効果によりほぼゼロとなる。同様な効果は、デューティ比を１／２、遅延τを１／（４ｆｂ）としても得られる。
【００２１】
このようなキャンセル効果を得るには、図５（ｂ）、（ｃ）に示される逆拡散器２２および拡散器２３の出力波形が必要以上に拡がらないことが望ましい。そのためにはΔｆが情報信号のスペクトル幅よりも広くなる必要があり、Δｆ＞ｆｂ／γ（γ：デューティ比）を満足することが望ましい。また、拡散器１３のチップ数が十分大きくない場合においては、図２（ｃ）のスペクトル曲線の肩の部分でΔｆあたりの光強度の差異が大きくなり、その結果、逆拡散器２２／拡散器２３の出力信号のキャンセル効果が劣化する。この場合はδｆを分割幅Δｆに対して十分大きく設定すること（δｆ＞＞Δｆ）で、劣化を抑えることが可能となる。
【００２２】
さらに異なる送信ノードからの複数信号の干渉の影響を考える必要があるが、本発明の方法においては、各送信ノードの光源が独立であり、相互の位相関係がランダムとなり、合波した場合に生じる干渉雑音は、特定の狭い周波数特性を有するものではなく、光源のスペクトル幅以上に拡がったほぼ一様な雑音となる。それ故、情報信号よりもスペクトル幅が十分広い光源を用いることで、信号周波数領域に与える影響を小さくすることができる。
【００２３】
＜実施例２＞
図６は、本発明の実施例２の光ＣＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図であり、拡散符号化を光領域ではなく電気領域で行う場合の例である。遅延による拡散／逆拡散の作用は、図１の実施例１とまったく同一であるが、送信ノード５０−１〜５０ｎにおいて情報信号を光電変換する前に拡散符号化を実施する点が異なり、２通りの方法がある。
【００２４】
その１つは、情報信号Ｓｋ(t)を伝送路符号器５１により前記実施例１と同様にＲＺ符号化する。この信号はＤＣ成分を含むベースバンド信号のため、電気周波数領域における遅延付与を容易にするため、サブキャリア変調器５２を用い、高周波領域に周波数帯を移す。移されたサブキャリア周波数を中心とした周波数帯域を複数に分割して得た各周波数要素に対して拡散器５３により拡散を加える。符号拡散の原理は図２の場合と同じであるが、この場合は図２（ｃ）のスペクトルが電気信号のスペクトル（δｆは信号帯域の半幅に相当）となり、その信号帯域を複数に分割し、各信号帯域に符号チップに応じた遅延を与える。符号化された信号はＥ／Ｏ変換器５４により光電変換され、光伝送路４０を伝播し、受信ノード６０において、光分波器６１で２分割後、Ｏ／Ｅ変換６２，６３で電気信号に変換され、バンドパスフィルタ６４，６５で信号周波数帯が濾過され、さらに一方は逆拡散器６６で、他方は拡散器６７で処理される。差動増幅器６８で差動増幅された信号は、ベースバンド信号に変換するためにサブキャリア周波数と同じ周波数信号をミキシングするベースバンド変換器６９を経て、ベースバンド信号になり、ビット判定器７０に入力し、情報信号Ｓｋ(t)が復号される。電気段での周波数分割と遅延作用を容易にするために、信号に２次変調を加え、信号帯域を大幅に拡大させた後に拡散処理することも実用面から考えられる。
【００２５】
もう１つの方法は、図６において、伝送路符号器５１としてバイポーラのＲＺ符号器を適用する場合である。この場合は、図６の場合と異なり、符合器５１の出力は既にＤＣ成分を含まないビットレートをキャリアとする電気信号となっているため、サブキャリア変調は必ずしも必要ではない。周波数領域における拡散符号化は、上記同様に信号帯域を複数に周波数分割し、各周波数要素に拡散符号に基づいた遅延を加えた上で信号の合成を行う作用を行うことで実現できる。なお、受信ノードにおいても、ベースバンド変換器６９は必ずしも必要ではない。
【００２６】
＜検証＞
図７は本発明の有効性を検証するための図１の構成に基づいた計算機シミュレーション実験の構成図である。図７は、実験に用いた３台の互いに直交した拡散符号器を備えた送信ノード８０−１〜８０−３が光伝送路を通じで受信ノード９０に接続される形態である。ここでは、送信ノード８０−１〜８０−３の具体的な構成として、光源であるＬＤ８１（中心周波数１９３．１ＴＨｚ、線幅２５ＧＨｚ）からの連続光を、ランダム信号発生器８２で発生させた１．２５Ｇｂ／ｓの速度のビット列をパルス発生器８３で１／３のパルスピークデューティ比のＲＺパルスとし、変調器８４で強度変調を加えた後、光信号に拡散器８５で拡散作用を加える。拡散器８５には、１６分岐のＷＤＭスプリッタと遅延器を用い、１６分岐された光の中から符号｛１｝に相当する成分のみ遅延τ（＝０．２５ｎｓ）を与えた後、合波する。送信ノード８０−２，８０−３も同様な構成をとり、各々ＬＤ８１の中心周波数は、１９３．０９ＴＨｚ、１９３．１１ＴＨｚで線幅は同じ２５ＧＨｚである。ＬＤ８１の中心周波数は、スペクトル全体がおよそ拡散器８５の周波数領域内に納まるならば、任意で構わない。
【００２７】
３つの送信ノード８０−１〜８０−３からの光信号を合波器３０で束ねた後、受信ノード９０において分波器９１で２分岐し、一方はいずれかの送信ノードの拡散器と逆の構成をとる逆拡散器９２に、他方は同じ構成をとる拡散器９３に通過させる。各出力光はバランストレシーバー（ＰＩＮ型ＰＤ９４，９５、差動増幅器９６の構成）で受信処理された後、アンプ９７、低域濾過器９８を通して、信号の時間波形をオシロスコープ１００で観測する。
【００２８】
図８は図７の計算機シミュレーション実験で得られた結果の例である。図８（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｃ−１）は送信ノード８０−１、８０−２、８０−３の情報信号の波形（１．２５Ｇｂ／ｓのランダムビット列）であり、図８（ａ−２）は受信ノード９０の逆拡散符号器９２、拡散符号器９３を送信ノード８０−１の受信に設定した場合のオシロスコープ１００で得られた信号波形である。図８（ａ−１）のビット列に対応した部分が復元されていることがわかる。また、図８（ｂ−２）は逆拡散符号器９２、拡散符号器９３を送信ノード８０−２の受信に設定した場合の同じくオシロスコープ１００で得られた信号波形であり、同様にビット列が復元されていることが確認できる。以上より、本提案方式を用いることで選択的な受信が実現可能なことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１の光ＣＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１の拡散の説明図であり、（ａ）は符号チップ、（ｂ）は遅延量、（ｃ）は光信号スペクトル、（ｄ）拡散器の構成を示す。
【図３】実施例１の目的信号（ｋ＝１）に対する受信ノードにおける拡散器と逆拡散器の出力光の群遅延（ｎ＝８チップ）の特性図である。
【図４】実施例１の非目的信号（ｋ≠１）に対する受信ノードにおける拡散器と逆拡散器の出力光の群遅延（ｎ＝８チップ）の特性図である。
【図５】目的信号と非目的信号の時間信号波形図である。
【図６】本発明の実施例２の光ＣＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図７】３台の送信ノードを用いた計算機シミュレーション実験の構成を示すブロック図である。
【図８】図７による１．２５Ｇｂ／ｓランダムパターン送受信の計算機シミュレーション結果を示す図で、（ａ−１），（ｂ−１），（ｃ−１）は送信ノード＃１，＃２，＃３の情報信号波形、（ａ−２）は送信ノード＃１を選択受信するときのオシロスコープの観測波形、（ｂ−２）は送信ノード＃２を選択受信するときのオシロスコープの観測波形である。
【符号の説明】
【００３０】
１０−１〜１０−ｎ：送信ノード、１１：伝送路符号器、１２：Ｅ／Ｏ変換器、１３：拡散器
２０：受信ノード、２１：光分波器、２２：逆拡散器、２３：拡散器、２４，２５：Ｏ／Ｅ変換器、２６：差動増幅器、２７：ビット判定器
３０：合波器
４０：光伝送路
５０−１〜５０−ｎ：送信ノード、５１：伝送路符号器、５２：サブキャリア変調器、５３：拡散器、５４：Ｅ／Ｏ変換器
６０：受信ノード、６１：光分波器、６２，６３：Ｏ／Ｅ変換器、６４，６５：バンドパスフィルタ、６６：逆拡散器、６７：拡散器、６８：差動増幅器、６９：ベースバンド変調器、７０：ビット判定器
８０−１〜８０−３：送信ノード、８１：ＬＤ、８２：ランダム信号発生器、８３：パルス発生器、８４：変調器、８５：拡散器
９０：受信ノード、９１：光分波器、９２：逆拡散器、９３：拡散器、９４，９５：ＰＤ、９６：差動増幅器、９７：アンプ、９８：低域濾過器
１００：オシロスコープ
【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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