(57)【要約】【課題】環境温度の変動に対してＳＳＦＢＧの細かい温度制御を不要とする。【解決手段】同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）が形成されたスーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ＦＢＧ）を、ｋ個（ｋは３以上の整数）備える光符号分割多重モジュールが提供される。ｋ個のＳＳＦＢＧは、第１群と第２群とに２分され、第１群及び第２群の一方に属するＳＳＦＢＧが位相符号器として機能し、他方に属するＳＳＦＢＧが位相復号器として機能する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）が形成されたスーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ＦＢＧ）を、ｋ個（ｋは３以上の整数）備え、
前記ｋ個のＳＳＦＢＧは、第１群と第２群とに２分され、
前記第１群及び前記第２群の一方に属するＳＳＦＢＧが位相符号器として機能し、他方に属するＳＳＦＢＧが位相復号器として機能する
ことを特徴とする光符号分割多重モジュール。
【請求項２】
前記ＳＳＦＢＧは、前記複数個の単位ＦＢＧを等間隔に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項３】
前記ＳＳＦＢＧは、符号長Ｍに対応する個数の前記単位ＦＢＧを備え、
前記ＳＳＦＢＧに入力された光パルス信号は、前記各単位ＦＢＧでそれぞれ反射されたＭ個のチップパルスに分岐され、
前記ＳＳＦＢＧごとに、隣接する単位ＦＢＧで反射されたチップパルス間の位相差が一定になり、
該位相差により符号が定まる
ことを特徴とする請求項２に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項４】
前記符号が、符号数Ｎ（Ｎは２以上の整数）のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号であるとき、
前記位相差Δφ［Ｎ、ａ］がΔφ［Ｎ、ａ］＝２ａπ／Ｎで与えられる
ことを特徴とする請求項３に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項５】
前記第１群に、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属しており、
前記第２群に、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属している
ことを特徴とする請求項４に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項６】
前記第１群に、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属しており、
前記第２群に、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属している
ことを特徴とする請求項４に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項７】
前記第１群に、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧのいずれか一方が属しており、
前記第２群に、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属している
ことを特徴とする請求項４に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項８】
前記ｋ個のＳＳＦＢＧが、負の熱膨張係数を有する実装プレートに固定されている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項９】
送信側通信装置と受信側通信装置の間で光符号分割多重通信を行う、通信システムであって、
前記送信側通信装置及び前記受信側通信装置は、同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）が形成されたスーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ＦＢＧ）を備え、
前記送信側通信装置及び前記受信側通信装置の一方が１つのＳＳＦＢＧを備え、他方が少なくとも２つのＳＳＦＢＧを備える
ことを特徴とする光符号分割多重通信システム。
【請求項１０】
前記ＳＳＦＢＧは、前記複数個の単位ＦＢＧを等間隔に備える
ことを特徴とする請求項９に記載の光符号分割多重通信システム。
【請求項１１】
前記ＳＳＦＢＧは、符号長Ｍに対応する個数の前記単位ＦＢＧを備え、
前記ＳＳＦＢＧに入力された光パルス信号は、前記各単位ＦＢＧでそれぞれ反射されたＭ個のチップパルスに分岐され、
前記ＳＳＦＢＧごとに、隣接する単位ＦＢＧで反射されたチップパルス間の位相差が一定になり、
該位相差により符号が定まる
ことを特徴とする請求項１０に記載の光符号分割多重通信システム。
【請求項１２】
前記符号が、符号数Ｎ（Ｎは２以上の整数）のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号であるとき、
前記位相差Δφ［Ｎ、ａ］がΔφ［Ｎ、ａ］＝２ａπ／Ｎで与えられる
ことを特徴とする請求項１１に記載の光符号分割多重通信システム。
【請求項１３】
前記送信側通信装置及び受信側通信装置の一方が、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧを有しており、
他方が、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧを有している
ことを特徴とする請求項１２に記載の光符号分割多重通信システム。
【請求項１４】
前記送信側通信装置及び受信側通信装置の一方が、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧを有しており、
他方が、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧを有している
ことを特徴とする請求項１２に記載の光符号分割多重通信システム。
【請求項１５】
前記送信側通信装置及び受信側通信装置の一方が、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧのいずれか一方を有しており、
他方が、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧを有している
ことを特徴とする請求項１２に記載の光符号分割多重通信システム。
【請求項１６】
前記ＳＳＦＢＧが、負の熱膨張係数を有する実装プレートに固定されている
ことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一項に記載の光符号分割多重通信システム。
【請求項１７】
同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）が等間隔に形成されたスーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ＦＢＧ）を備える、送信側通信装置と受信側通信装置の間で光符号分割多重通信を行うにあたり、
前記ＳＳＦＢＧは、符号長Ｍに対応する個数の前記単位ＦＢＧを備え、
前記ＳＳＦＢＧに入力された光パルス信号は、前記各単位ＦＢＧでそれぞれ反射されたＭ個のチップパルスに分岐され、
隣接する単位ＦＢＧで反射されたチップパルス間の位相差が一定であり、該位相差により符号が定まり、
符号数Ｎ（Ｎは２以上の整数）のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号の、前記位相差Δφ［Ｎ、ａ］がΔφ［Ｎ、ａ］＝２ａπ／Ｎで与えられるとき、
前記送信側通信装置において、光パルス信号を複数のＳＳＦＢＧでそれぞれ符号化して、複数の符号化信号を生成する過程と、
前記複数の符号化信号を加算して送信信号を生成する過程と、
前記受信側通信装置において、前記送信信号を、１つのＳＳＦＢＧで復号化する過程と
を備えることを特徴とする光符号分割多重通信方法。
【請求項１８】
前記送信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧで符号化し、
前記受信側通信装置において、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで復号化する
ことを特徴とする請求項１７に記載の光符号分割多重通信方法。
【請求項１９】
前記送信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧで符号化し、
前記受信側通信装置において、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで復号化する
ことを特徴とする請求項１７に記載の光符号分割多重通信方法。
【請求項２０】
前記送信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで符号化し、
前記受信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧのいずれか一方で復号化する
ことを特徴とする請求項１７に記載の光符号分割多重通信方法。
【請求項２１】
同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）が等間隔に形成されたスーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ＦＢＧ）を備える、送信側通信装置と受信側通信装置の間で光符号分割多重通信を行うにあたり、
前記ＳＳＦＢＧは、符号長Ｍに対応する個数の前記単位ＦＢＧを備え、
前記ＳＳＦＢＧに入力された光パルス信号は、前記各単位ＦＢＧでそれぞれ反射されたＭ個のチップパルスに分岐され、
隣接する単位ＦＢＧで反射された光パルス間の位相差が一定であり、該位相差により符号が定まり、
符号数Ｎ（Ｎは２以上の整数）のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号の、前記位相差Δφ［Ｎ、ａ］がΔφ［Ｎ、ａ］＝２ａπ／Ｎで与えられるとき、
前記送信側通信装置において、１つのＳＳＦＢＧで符号化した符号化信号を送信信号として生成する過程と、
前記受信側通信装置において、前記送信信号を、複数のＳＳＦＢＧで復号化して、複数の復号化信号を生成する過程と、
前記複数の復号化信号を加算する過程と
を備えることを特徴とする光符号分割多重通信方法。
【請求項２２】
前記送信側通信装置において、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで符号化し、
前記受信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧで復号化する
ことを特徴とする請求項２１に記載の光符号分割多重通信方法。
【請求項２３】
前記送信側通信装置において、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで符号化し、
前記受信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧで復号化する
ことを特徴とする請求項２１に記載の光符号分割多重通信方法。
【請求項２４】
前記送信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧのいずれか一方で符号化し、
前記受信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで復号化する
ことを特徴とする請求項２１に記載の光符号分割多重通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、位相符号方式の光符号分割多重通信に用いられる、光符号分割多重モジュール、光符号分割多重通信システム及び光符号分割多重通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの普及等により通信需要が急速に増大している。この通信需要の増大に対応して、光ファイバを用いた高速・大容量光ネットワークが整備されつつある。
【０００３】
このような高速・大容量光ネットワークでは、複数チャネルの光信号を多重して、一本の光ファイバ伝送路で伝送する光多重伝送技術が必要不可欠である。
【０００４】
光多重伝送技術としては、光時分割多重（ＯＴＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）及び光符号分割多重（ＯＣＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が盛んに研究されている。
【０００５】
これら光多重伝送技術の中で、ＯＣＤＭは時間軸上で同一の時間スロットに複数のチャネルを設定できる、あるいは、波長軸上においても同一波長に複数のチャネルを設定できるという特徴を有しているので、多重度が高い。
【０００６】
また、ＯＣＤＭは、送信側においてチャネルごとに異なる符号で変調（符号化）し、受信側において、送信側と同一の符号で復調（復号化）する技術であるため、この符号が知られない限り復号化されることが無く、情報の安全確保にも優れている。
【０００７】
ＯＣＤＭとしては、波長ホップ／時間拡散併用方式（以下、波長ホップ方式と称する。）や、位相符号方式の符号化／復号化技術が知られている。
【０００８】
波長ホップ方式は、光パルス信号を、互いに異なる波長のチップパルスに分岐し、このチップパルスの時間軸上の配置順序を符号とする方式である。一方、位相符号方式は、光パルス信号を複数のチップパルスに分岐し、チップパルス間の位相差を符号とする方式である。
【０００９】
ＯＣＤＭにおける符号器／復号器としてファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いたものが知られている。
【００１０】
ＦＢＧは、光ファイバのコア内にグレーティングを形成したデバイスであり、特定波長の光を反射する特徴を有する。
【００１１】
近年、多点位相シフト構造を有するスーパーストラクチャＦＢＧ（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ＦＢＧ）の、位相符号方式ＯＣＤＭの符号器／復号器への応用が注目されている。
【００１２】
このＳＳＦＢＧは、同一光ファイバ中に複数個の同一構成のＦＢＧ（単位ＦＢＧ）を有しており、構成する符号に応じて隣り合う単位ＦＢＧの間隔を「０」又は所定の間隔としている。１５ビットの非周期的位相符号で符号化する場合、第１〜１５の単位ＦＢＧで反射されるチップパルスの位相が、例えば、「０、０、０、π、π、π、π、０、π、０、π、π、０、０、π」となるように、単位ＦＢＧの間隔を設定する（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
位相符号方式ＯＣＤＭでは、光パルス信号が位相符号器（エンコーダ）の符号に従って、時間軸上に拡散されチップパルス列を形成する。このチップパルス列は、位相復号器（デコーダ）によって元の光パルス信号に復号される。
【００１４】
この場合、エンコーダによって形成されたチップパルス列の各チップパルス間の位相差が符号となる。
【００１５】
エンコーダは、光パルス信号をチップパルス列に拡散する際に、各チップパルス間に位相差を与え、デコーダは、エンコーダで与えられた各チップパルス間の位相差をキャンセルする役割を担う。同一符号が与えられている場合、エンコーダとデコーダの構造は同じである。以下の説明において、位相符号器（エンコーダ）及び位相復号器（デコーダ）を、区別しない場合は、単に符号器と称する。
【００１６】
エンコーダとデコーダに与えられる符号が同じ場合、デコーダで復調される波形は、エンコーダで与えられたチップパルス間の位相差がキャンセルされて、強いピークを有する波形（自己相関波形）となる。一方、エンコーダとデコーダに与えられる符号が異なる場合、デコーダで復調される波形は、エンコーダで与えられたチップパルス間の位相差がキャンセルされないため、複数の小さなピークからなる波形（相互相関波形）となる。
【００１７】
位相符号方式ＯＣＤＭでは、自己相関波形と相互相関波形のピークの信号強度比（コントラスト比）により信号識別が行われる。
【特許文献１】特開２００５−１７３２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上述の従来例の非周期的位相符号を用いた位相符号方式ＯＣＤＭでは、ＯＣＤＭ信号から復調された信号において、自己相関波形成分と相互相関波形成分のピークのコントラスト比で与えられるＳ／Ｎ比が４程度である。このため、多重数を増やすと、自己相関波形成分は、相互相関波形成分の総和よりも小さくなってしまう。このことから、受信側において自己相関波形成分を識別するためには、時間ゲート処理などを行う必要がある。
【００１９】
そこで、この出願に係る発明者が鋭意研究を行ったところ、符号数Ｎのａ番目の符号を与えるチップパルス間の位相差Δφを、一定の値である２ａπ／Ｎとした周期的位相符号を用いると、Ｓ／Ｎ比を２５以上と大きく取れることを見出した。
【００２０】
さらに、周期的位相符号を用いて、例えば送信側において、例えば、ａ番目からａ＋２番目までの、連続する３つの異なる符号で符号化した信号を加算して送信し、受信側では、送信側で用いた３つの符号の中央の符号であるａ＋１番目の符号を用いて復号化することで、環境温度が変動した場合であっても、正常に復号化できることを見出した。
【００２１】
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、環境温度の変動に対してＳＳＦＢＧの細かい温度制御が不要となる光符号分割多重モジュール、この光符号分割多重モジュールを有する光符号分割多重通信システム、及び、この光符号分割多重通信システムで行われる光符号分割多重通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述した目的を達成するために、この発明の第１の要旨によれば、同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）が形成されたスーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ＦＢＧ）を、ｋ個（ｋは３以上の整数）備える光符号分割多重モジュールが提供される。ｋ個のＳＳＦＢＧは、第１群と第２群とに２分され、第１群及び第２群の一方に属するＳＳＦＢＧが位相符号器として機能し、他方に属するＳＳＦＢＧが位相復号器として機能する。
【００２３】
また、この発明の光符号分割多重モジュールの好適実施形態によれば、ＳＳＦＢＧは、複数個の単位ＦＢＧを等間隔に備えるのが良い。
【００２４】
また、この発明の光符号分割多重モジュールのさらなる好適実施形態によれば、ＳＳＦＢＧは、符号長Ｍに対応する個数の単位ＦＢＧを備え、ＳＳＦＢＧに入力された光パルス信号は、各単位ＦＢＧでそれぞれ反射されたＭ個のチップパルスに分岐され、ＳＳＦＢＧごとに隣接する単位ＦＢＧで反射されたチップパルス間の位相差が一定になり、この位相差により符号が定まるのが良い。
【００２５】
上述した光符号分割多重モジュールの実施に当たり、符号が、符号数Ｎ（Ｎは２以上の整数）のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号であるとき、位相差Δφ［Ｎ、ａ］がΔφ［Ｎ、ａ］＝２ａπ／Ｎで与えられる構成にするのが良い。
【００２６】
また、上述した光符号分割多重モジュールの好適実施形態によれば、第１群に、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属しており、第２群に、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属する構成にするのが良い。
【００２７】
また、第１群に、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属しており、第２群に、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属している構成にしても良い。
【００２８】
また、第１群に、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧのいずれか一方が属しており、第２群に、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属する構成にしても良い。
【００２９】
また、この発明の光符号分割多重モジュールのさらなる好適実施形態によれば、ｋ個のＳＳＦＢＧが、負の熱膨張係数を有する実装プレートに固定されているのが良い。
【００３０】
上述した目的を達成するために、この発明の第２の要旨によれば、送信側通信装置と受信側通信装置の間で光符号分割多重通信を行う、光符号分割多重通信システムが提供される。この光符号分割多重通信システムでは、送信側通信装置及び受信側通信装置は、同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ＦＢＧが形成されたＳＳＦＢＧを備えている。このとき、送信側通信装置及び受信側通信装置の一方が１つのＳＳＦＢＧを備え、他方が２以上のＳＳＦＢＧを備えて構成される。
【００３１】
また、この発明の光符号分割多重通信システムの好適実施形態によれば、ＳＳＦＢＧは、複数個の単位ＦＢＧを等間隔に備えるのが良い。
【００３２】
また、この発明の光符号分割多重通信システムのさらなる好適実施形態によれば、ＳＳＦＢＧは、符号長Ｍに対応する個数の単位ＦＢＧを備え、ＳＳＦＢＧに入力された光パルス信号は、各単位ＦＢＧでそれぞれ反射されたＭ個のチップパルスに分岐され、隣接する単位ＦＢＧで反射されたチップパルス間の位相差が一定であり、この位相差により符号が定まるのが良い。
【００３３】
上述した光符号分割多重通信システムの実施に当たり、符号が、符号数Ｎのａ番目の符号であるとき、位相差Δφ［Ｎ、ａ］がΔφ［Ｎ、ａ］＝２ａπ／Ｎで与えられる構成にするのが良い。
【００３４】
また、上述した光符号分割多重通信システムの好適実施形態によれば、送信側通信装置及び受信側通信装置の一方が、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧを有しており、他方が、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧを有しているのが良い。
【００３５】
また、送信側通信装置及び受信側通信装置の一方が、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧを有しており、他方が、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧを有しているのが良い。
【００３６】
また、送信側通信装置及び受信側通信装置の一方が、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧのいずれか一方を有しており、他方が、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧを有している構成にしても良い。
【００３７】
また、この発明の光符号分割多重通信システムのさらなる好適実施形態によれば、ＳＳＦＢＧが、負の熱膨張係数を有する実装プレートに固定されているのが良い。
【００３８】
上述した目的を達成するために、この発明の第３の要旨によれば、同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ＦＢＧが等間隔に形成されたＳＳＦＢＧを備える、送信側通信装置と受信側通信装置の間で光符号分割多重通信を行うにあたり実施される光符号分割多重通信方法が提供される。
【００３９】
ＳＳＦＢＧは、符号長Ｍに対応する個数の単位ＦＢＧを備え、ＳＳＦＢＧに入力された光パルス信号は、前記各単位ＦＢＧでそれぞれ反射されたＭ個のチップパルスに分岐され、隣接する単位ＦＢＧで反射されたチップパルス間の位相差が一定であり、この位相差により符号が定まり、符号数Ｎのａ番目の符号の、位相差Δφ［Ｎ、ａ］がΔφ［Ｎ、ａ］＝２ａπ／Ｎで与えられるとき、以下の過程を備えている。
【００４０】
送信側通信装置において、光パルス信号を複数のＳＳＦＢＧでそれぞれ符号化して符号化信号を生成した後、複数の符号化信号を加算して送信信号を生成する。受信側通信装置において、送信信号を、１つのＳＳＦＢＧで復号化する。
【００４１】
上述した光符号分割多重通信方法の実施に当たり、送信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧで符号化し、受信側通信装置において、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで復号化するのが良い。
【００４２】
また、送信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧで符号化し、受信側通信装置において、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで復号化しても良い。
【００４３】
また、送信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで符号化し、受信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧのいずれか一方で復号化しても良い。
【００４４】
上述した光符号分割多重通信方法の他の好適実施形態によれば、送信側通信装置において、１つのＳＳＦＢＧで符号化した符号化信号を送信信号として生成する。受信側通信装置において、送信信号を、複数のＳＳＦＢＧで復号化して、複数の復号化信号を生成した後、これら複数の復号化信号を加算するのが良い。
【００４５】
上述した光符号分割多重通信方法の実施に当たり、送信側通信装置において、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで符号化し、受信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧで復号化するのが良い。
【００４６】
また、送信側通信装置において、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで符号化し、受信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧで復号化するのが良い。
【００４７】
また、送信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧのいずれか一方で符号化し、受信側通信装置において、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで復号化しても良い。
【発明の効果】
【００４８】
この発明の光符号分割多重モジュール、光符号分割多重通信システム及び光符号分割多重通信方法によれば、符号数Ｎのａ番目の符号として、チップパルス間に与える位相差Δφ［Ｎ、ａ］を２ａπ／Ｎで与える周期的位相符号を用いることで、Ｓ／Ｎ比を大きくできる。さらに、送信側において、例えば、ａからａ＋２番目まで連続する３つの異なる符号で符号化した信号を加算して符号化するなど複数のＳＳＦＢＧを用い、受信側では、送信側で用いた３つの符号の中央の符号であるａ＋１番目の符号を用いることで、環境温度が変動した場合であっても、ＳＳＦＢＧの細かい温度制御が不要になる。
【００４９】
また、ＳＳＦＢＧを固定する実装プレートを負の温度膨張係数を有する材質で構成することにより、例えば、環境温度が０〜８０℃の広い温度範囲において、ＳＳＦＢＧの温度制御が不要になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
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、各構成要素の形状、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、各構成要素の材質及び数値的条件などは、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るものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
【００５１】
（ＳＳＦＢＧの構成）
先ず、図１を参照して、スーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）について説明する。図１は、ＳＳＦＢＧの概略構成図である。
【００５２】
ＳＳＦＢＧ１２は、同一の光ファイバ１０中に、複数個の屈折率変調領域である単位ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）１６を備えた多点位相シフト構造を有している。光ファイバ１０には、複数の単位ＦＢＧ１６及び複数の位相シフト領域１４が交互に設定されている。光ファイバ１０として、例えば、コアにゲルマニウムなどを添加して紫外感光性を高めたシングルモード光ファイバを用いることができる。
【００５３】
単位ＦＢＧ１６の長さ、及び単位ＦＢＧ１６の回折格子間隔は、全て等しく形成されている。また、位相シフト領域１４の長さは、全て等しく設定されている。すなわち、ＳＳＦＢＧ１２では、同一構成の各単位ＦＢＧ１６が、等間隔で配置されている。隣接する１組の単位ＦＢＧ１６と位相シフト領域１４とで、単位チップ１８が構成される。位相シフト領域１４の長さＬ１及び単位ＦＢＧ１６の長さＬ２を、それぞれ、約１．０ｍｍ及び約０．３ｍｍとして、単位チップ１８の長さＬを約１．３ｍｍとすることができる。
【００５４】
ＳＳＦＢＧ１２が、位相符号方式の光符号分割多重（ＯＣＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信における、位相符号器（エンコーダ）又は位相復号器（デコーダ）として用いられるとき、ＳＳＦＢＧ１２は、符号長Ｍに等しい個数の単位ＦＢＧ１６を備えて構成される。ここで、Ｍ個の単位ＦＢＧ１６を、光パルス信号の入力側から順に、Ａ１，Ａ２，…、ＡＭで示す。なお、図１では、符号長Ｍが３２である例を示している。
【００５５】
ＳＳＦＢＧ１２に光パルス信号が入力されると、光パルス信号は、各単位ＦＢＧ１６で一部が反射され、一部が透過する。この結果、Ｍ個に分岐されたチップパルスがＳＳＦＢＧ１２の入力側から出力される。ここで、単位ＦＢＧ１６は、等間隔で配置されているので、Ｍ個のチップパルスは、時間軸上に等間隔に配列される。また、隣接する単位ＦＢＧで反射されるチップパルス間、すなわち、時間軸上で隣接するチップパルス間の位相差Δφは一定になる。この位相差Δφにより、符号が定まる。このように定めた符号を周期的位相符号と称することもある。
【００５６】
ここでは、符号数をＮ（Ｎは２以上の整数）とし、ａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号を［Ｎ−ａ］として表記する。また、ａ番目の符号を定める位相差をΔφ［Ｎ，ａ］として表記する。このとき、単位チップ１８の長さＬを、位相差Δφ［Ｎ，ａ］が、以下の式（１）で与えられる長さとする。
【００５７】
Δφ［Ｎ，ａ］＝２ａπ／Ｎ         （１）
【００５８】
なお、以下の説明においては、位相差Δφ［Ｎ，ａ］について、２πの表記を省略し、Δφ［Ｎ，ａ］を単にａ／Ｎと記載することもある。
【００５９】
符号長Ｍは、符号数Ｎの自然数（１以上の整数）倍とする。
【００６０】
（周期的位相符号による符号化及び復号化）
図２を参照して、符号化と復号化の際の符号が同一である場合の、符号化及び復号化について説明する。図２は、符号化と復号化の際の符号が同一である場合の、符号化及び復号化を説明するための模式図である。
【００６１】
以下の説明では、符号長Ｍ及び符号数Ｎを４とする。
【００６２】
送信側通信装置で用いられるＯＣＤＭモジュール（エンコーダ）１０ａが備えるＳＳＦＢＧについては、単位ＦＢＧ１６を、入力側から順にＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４で示す。また、受信側通信装置で用いられるＯＣＤＭモジュール（デコーダ）１０ｂが備えるＳＳＦＢＧについては、単位ＦＢＧ１６を、入力側から順に、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で示す。ここでは、光パルス信号Ｓ１０１として、１つの光パルスがエンコーダ１０ａに入力される例について説明する。
【００６３】
１番目の符号［４−１］に対応する位相差Δφ［４，１］は、上記の式（１）を用いると、０．２５（＝１／４）となる。ここでは、符号化と復号化の際の符号を同一としており、エンコーダ１０ａ及びデコーダ１０ｂに与えられる符号をともに符号［４−１］としている。
【００６４】
光パルス信号Ｓ１０１が、エンコーダ１０ａに入力されると、光パルス信号Ｓ１０１は、一定の割合で、エンコーダ１０ａの各単位ＦＢＧ（Ａ１〜Ａ４）で反射される。この結果、エンコーダ１０ａに入力された光パルス信号Ｓ１０１は、Ｍ（＝４）個のチップパルスに分岐されて、エンコーダ１０ａの光パルス信号Ｓ１０１が入力された側から、符号化信号Ｓ１０３として出力される。ここで、単位ＦＢＧ（Ａ１〜Ａ４）の配列周期、すなわち、単位チップ１８の長さＬは一定なので、Ｍ個のチップパルスは、時間（ｔ）軸上に等間隔に配置される。また、時間軸上で隣接するチップパルス間の位相差Δφも一定になる。
【００６５】
符号長が４であり、符号［４−１］を有するエンコーダ１０ａに光パルス信号Ｓ１０１として１つの光パルスを入力すると、エンコーダ１０ａから符号化信号Ｓ１０３として４つのチップパルスが出力される。なお、ｐ番目（ｐは１以上Ｍ以下の整数）の単位ＦＢＧ（Ａｐ）で反射されたチップパルスを第ｐチップパルスと称する。
【００６６】
この場合、第１チップパルスの位相を０とすると、位相差Δφ［４，１］が０．２５であるので、第２チップパルス、第３チップパルス及び第４チップパルスの位相は、それぞれ０．２５、０．５及び０．７５となる。
【００６７】
これら、第１〜４チップパルスが、デコーダ１０ｂに入力されると、それぞれのチップパルスに対して、デコーダ１０ｂから４つのチップパルス（Ｓ１０５、Ｓ１０７、Ｓ１０９及びＳ１１１）が出力される。このデコーダから出力されるチップパルスをサブチップパルスと称することもある。
【００６８】
エンコーダ１０ａ側で第ｐの単位ＦＢＧ（Ａｐ）で反射されたチップパルスは、第１の単位ＦＢＧ（Ａ１）で反射されたチップパルスに対して、（ｐ−１）×２×Ｌに対応する遅延を受ける。また、デコーダ１０ｂ側で第ｑ（ｑは１以上Ｍ以下の整数）の単位ＦＢＧ（Ｂｑ）で反射されたチップパルスは、第１の単位ＦＢＧ（Ｂ１）で反射されたチップパルスに対して、（ｑ−１）×２×Ｌに対応する遅延を受ける。
【００６９】
従って、エンコーダ１０ａの第ｐの単位ＦＢＧ（Ａｐ）で反射され、かつ、デコーダ１０ｂの第ｑの単位ＦＢＧ（Ｂｑ）で反射されたサブチップパルスは、エンコーダ１０ａの第１の単位ＦＢＧ（Ａ１）で反射され、かつ、デコーダ１０ｂの第１の単位ＦＢＧ（Ｂ１）で反射されたサブチップパルスに対して、（ｐ−１）×２×Ｌ＋（ｑ−１）×２×Ｌ＝（ｐ＋ｑ−２）×２×Ｌに対応する遅延を受けることになる。この結果、ｐ＋ｑが等しいサブチップパルスは、デコーダ１０ｂから出力されたときに時間軸上で重なる。
【００７０】
以下の説明では、符号化の際に、エンコーダ１０ａの第ｐの単位ＦＢＧ（Ａｐ）で反射され、復号化の際に、デコーダ１０ｂの第ｑ単位ＦＢＧ（Ｂｑ）で反射されたサブチップパルスを、第ｐ−ｑサブチップパルスと表し、また、第ｐ−ｑサブチップパルスの位相をφ［ｐ−ｑ］で表す。
【００７１】
デコーダ１０ｂに第１チップパルスが入力されると、第１−１〜４サブチップパルスが出力される。第１−１サブチップパルスの位相φ［１−１］を０とすると、（φ［１−１］、φ［１−２］、φ［１−３］、φ［１−４］）＝（０、０．２５、０．５、０．７５）となる（図中、Ｓ１０５で示す）。
【００７２】
また、第２チップパルスに対して得られるサブチップパルスの位相は、（φ［２−１］、φ［２−２］、φ［２−３］、φ［２−４］）＝（０．２５、０．５、０．７５、０）となる（図中、Ｓ１０７で示す）。ここで、φ［ｐ−ｑ］＝１（＝２π）の場合は、位相が揃っているので、φ［ｐ−ｑ］＝０となる。
【００７３】
同様に、第３チップパルスに対して得られるサブチップパルスの位相は、（φ［３−１］、φ［３−２］、φ［３−３］、φ［３−４］）＝（０．５、０．７５、０、０．２５）となり（図中、Ｓ１０９で示す）、第４チップパルスに対して得られるサブチップパルスの位相は、（φ［４−１］、φ［４−２］、φ［４−３］、φ［４−４］）＝（０．７５、０、０．２５、０．５）となる（図中、Ｓ１１１で示す）。
【００７４】
ここで、時間軸上で重なる、ｐ＋ｑが等しいサブチップパルスについては、同じ時間スロットのサブチップパルスの位相が揃っている。例えば、ｐ＋ｑ＝５を満たすサブチップパルスの位相である、φ［１−４］、φ［２−３］、φ［３−２］及びφ［４−１］はいずれも０．７５となる。このため、信号強度の強い自己相関波形Ｓ１１３が得られる。
【００７５】
次に、図３を参照して、符号化と復号化の際の符号が異なっている場合の、符号化及び復号化について説明する。図３は、符号化と復号化の際の符号が異なっている場合の、符号化及び復号化を説明するための模式図である。
【００７６】
ここでは、エンコーダ１０ａの符号を符号［４−１］とし、デコーダ１０ｃの符号を符号［４−２］とした場合について説明する。このとき、Δφ［４，１］は、０．２５であり、Δφ「４，２」は０．５となる。
【００７７】
ここで、第１−１サブチップパルスの位相φ［１−１］を０とすると、（φ［１−１］、φ［１−２］、φ［１−３］、φ［１−４］）＝（０、０．５、０、０．５）となる（図中、Ｓ１１５で示す）。
【００７８】
同様に、第２チップパルスに対して得られるサブチップパルスの位相は、（φ［２−１］、φ［２−２］、φ［２−３］、φ［２−４］）＝（０．２５、０．７５、０．２５、０．７５）となり（図中、Ｓ１１７で示す）、第３チップパルスに対して得られるサブチップパルスの位相は、（φ［３−１］、φ［３−２］、φ［３−３］、φ［３−４］）＝（０．５、０、０．５、０）となり（図中、Ｓ１１９で示す）、第４チップパルスに対して得られるサブチップパルスの位相は、（φ［４−１］、φ［４−２］、φ［４−３］、φ［４−４］）＝（０．７５、０．２５、０．７５、０．２５）となる（図中、Ｓ１２１で示す）。
【００７９】
ここで、時間軸上で重なる、ｐ＋ｑが等しいサブチップパルスについて、位相差が０．５（＝π）となる組が存在し、この位相差が０．５となる組のチップパルスは、互いに相殺される。例えば、ｐ＋ｑ＝５の場合、φ［１−４］が０．５であるのに対し、φ［３−２］が０となる。また、φ［２−３］が０．２５であるのに対し、φ［４−１］が０．７５となる。この場合、φ［１−４］とφ［３−２］とでは位相が反転しているため、信号を弱め合い、また、φ［２−３］とφ［４−１］も信号を弱め合う。この結果、信号強度の強い自己相関波形が得られずに、相互相関波形Ｓ１２３が得られる。
【００８０】
ここでは、Ｎ＝４とした場合について説明したが、Ｎが４の場合に限定されない。例えば、Ｎ＝３２の場合、Δφ［３２，１］が１／３２となり、Δφ［３２，２］が２／３２である。このとき、φ［１−１７］＝０であり、φ［１７−１］＝０．５であるので、やはりφ［１−１７］とφ［１７−１］とで弱め合う。
【００８１】
このように、周期的位相符号を用いることにより、符号化と復号化の際の符号が同一の場合は、同じ時間スロットのチップパルスの位相が揃うので互いに強め合って、大きい信号強度となる。一方、符号が異なる場合は、同じ時間スロットのチップパルスに位相が反転しているものが含まれるので互いに相殺され、信号強度が小さくなる。
【００８２】
図４は、符号［３２−１］で符号化した信号を復号化した場合の、信号強度比の計算結果を示す図である。横軸には復号器の符号番号を取って示し、縦軸に信号強度比（Ｓ／Ｎ比）を取って示している。
【００８３】
ここで、符号［３２−１］で復号化した場合、すなわち自己相関波形が得られたときの、Ｓ／Ｎ比を１としている。このとき、符号［３２−２］から［３２−３２］では、符号化の際の符号に隣接する［３２−２］及び［３２−３２］のときでもＳ／Ｎ比が２５程度と大きく、［３２−３］から［３２−３１］では、１００以上とさらに大きいＳ／Ｎ比が得られている。
【００８４】
この結果、多重数を増やした場合であっても、自己相関波形成分は、相互相関波形成分の総和よりも小さくなることはなく、受信側において自己相関波形成分を識別するためには、時間ゲート処理などの手段は不要になる。
【００８５】
以上説明したように、周期的位相符号によれば、光多重信号から生成される自己相関波形成分のエネルギーと相互相関波形成分の信号強度比（Ｓ／Ｎ比）を大きくとることができる。
【００８６】
受信側では他チャンネルによる相互相関波形成分は自己相関波形成分に対して雑音となるため、Ｓ／Ｎ比が大きい程、信号受信の確実性が増す。周期的位相符号に基づく符号器は、従来の非周期的位相符号に基づく符号器と比較してその構造が複雑になるわけではなく、同様の技術で製造することができる。
【００８７】
（光符号分割多重モジュール）
図５を参照して、光符号分割多重（ＯＣＤＭ）モジュールについて説明する。図５は、ＯＣＤＭモジュールを上面から見た概略的平面図である。
【００８８】
光符号分割多重モジュール２０は、ｋ個（ｋは３以上の整数）のＳＳＦＢＧ１２を備えている。これらｋ個のＳＳＦＢＧ１２は、実装プレート４０に固定され、筺体３０内に格納される。図では実装プレート４０に３個のＳＳＦＢＧ１２を固定した例を示しているが、４個以上固定しても良い。
【００８９】
実装プレート４０として、熱膨張係数が負の値の−６８×１０−７（／℃）であるガラスセラミック「ＣＥＲＳＡＴ」（株式会社日本電気硝子製）を用いることができる。
【００９０】
ここでは、実装プレート４０を厚さ５ｍｍの板状とし、一方の面４２に第１〜第３ＳＳＦＢＧ１２を固定するための３つの溝４４を設けている。また、実装プレート４０は、少なくとも一方の長手方向側面に位置決め溝を形成するのが良い。
【００９１】
実装プレート４０の熱膨張係数や外形寸法、あるいはＳＳＦＢＧ１２を固定するための溝４４の寸法や断面形状などは、ＳＳＦＢＧ１２の長さや単位ＦＢＧにおける屈折率変化量ならびにその感温性、実装プレート４０と光ファイバ１０の熱膨張係数の差異などから、所望の温度補償能力を得るための設計条件に合わせて決定すればよい。
【００９２】
第１〜第３のＳＳＦＢＧ１２は、それぞれ所定の引張張力が印加された状態で、実装プレートの両端（図中、Ａで示す部分）において接着固定される。ここでは、ＳＳＦＢＧ１２の実装プレート４０への接着固定には、紫外線／加熱硬化型のエポキシ系接着剤「ＷＲ８７７４」（協立化学産業株式会社製）を用いている。ＳＳＦＢＧ１２の接着固定は、上記の接着剤に限定されるものではなく、アクリル系などの接着剤も利用できるが、硬化後のショアＤ硬度は８０以上、ガラス転移温度は１００℃以上であることが望ましい。
【００９３】
筺体３０はアルミニウムなど安価かつ加工が容易な材料で形成することができる。筺体３０はＳＳＦＢＧ１２を固定した実装プレート４０を収納できるよう本体部と蓋部から構成される。筺体は、箱状であり、実装プレート４０に位置決め溝が設けられている場合は、当該位置決め溝に対応する部位に位置決め爪を少なくとも１つ有するのが良い。本体部にＳＳＦＢＧなどを格納した後、蓋部は、本体部にネジ止め固定される。
【００９４】
（符号の環境温度依存性）
周期的位相符号を用いた場合、環境温度の変化などによって反射波長がλ０からλ１に変動すると、λ０に対して規定される位相差と、λ１に対して規定される位相差が変わるため異なる符号を構成することになる。
【００９５】
ここで環境温度の変化により、符号［３２−１］が符号［３２−２］に変化する場合を例として符号変更の原理を説明する。符号［３２−１］に適用される位相差は、上記の式（１）から、０．０３１２５［ｒａｄ］（＝１／３２×２π）で与えられる。
【００９６】
一方、符号［３２−２］に適用される位相差は、同様に式（１）から、０．０６２５０［ｒａｄ］（＝２／３２×２π）で与えられる。
【００９７】
符号［３２−１］を符号［３２−２］に変更する場合、０．０３１２５（＝０．０６２５０−０．０３１２５）［ｒａｄ］に相当する位相変化を符号［３２−１］に与えれば良い。
【００９８】
ここで、ＳＳＦＢＧが温度Ｔ０のときに、反射波長λ０で０．０３１２５［ｒａｄ］の位相差を与えるよう符号［３２−１］を構成しているとする。このときＳＳＦＢＧの温度がΔＴだけ変化して反射波長がλ１になると、各単位チップ領域における温度変化に伴う熱膨張（ΔL）と屈折率変化（Δｎ）により、チップパルス間の位相差Δφは、位相差変化量δ（Δφ）だけ、位相差が変化する。この位相差変化量δ（Δφ）は、以下の式（２）で与えられる。
【００９９】
δ（Δφ）＝［｛ΔＬ×（ｎ＋Δｎ）｝×２］／λ０ （２）
【０１００】
ここで、光ファイバの熱膨張係数を５．５×１０−７／℃、コアの屈折率を１．４５、屈折率の温度による変化率を８．６×１０−６／℃、反射波長の温度による変化率を１０ｐｍ／℃とすると、上記の式（２）は、以下の式（３）のように変形できる。
【０１０１】
δ（Δφ）＝｛（Ｌ＋５．５×１０−７×ΔＴ×Ｌ）×（１．４５＋８．６×１０−６×ΔＴ）×２｝／λ０              （３）
【０１０２】
ここで、ΔＴは、反射波長をλ０からλ１とするために必要な温度変化量である。
【０１０３】
λ０は、温度Ｔ０に対して設定された反射波長であり、ここでは、１５４９．３２ｎｍとする。また、単位チップの長さＬを１．３ｍｍとする。これらの値を上記の式（３）に代入すると、温度変化ΔＴが１℃のときの、位相変化量δ（Δφ）は０．０１５７［ｒａｄ］となる。この結果、符号器に２℃の温度変化、すなわち、約２０ｐｍの波長変動が与えられると、符号［３２−１］が符号［３２−２］に変化することになる。
【０１０４】
ここで、ＦＢＧの反射中心波長は、ＦＢＧに与えられる応力と環境温度によって変動することが知られており、その波長変動量ΔλＢは、以下の式（４）で与えられる（例えば、特表２０００-５０３４１５号、又は、Andreas Othonos and Kyriacos Kalli著：Fiber Bragg Gratings参照）。
【０１０５】
【数１】
2009260487.tif 000003
【０１０６】
上記の式（４）の第１項は、応力に依存した波長変動量ΔλＢ＿ｓｔｒａｉｎを表しており、以下の式（５）で与えられる。
【０１０７】
ΔλＢ＿Ｓｔｒａｉｎ＝λＢ（１−ｐｅ）εｚ       （５）
【０１０８】
また、上記の式（４）の第２項は、温度に依存した波長変動量ΔλＢ＿Ｔｅｍｐを表しており、以下の式（６）で与えられる。
【０１０９】
ΔλＢ＿Ｔｅｍｐ＝λＢΔＴ［（１／Λ）（ｄΛ／ｄＴ）＋（１／ｎｅｆｆ）（ｄｎｅｆｆ／ｄＴ）］                           （６）
【０１１０】
上記の式（５）及び（６）において、λＢは、基準温度における反射中心波長を表す。式（５）において、εＺは、単位長あたりの歪量を表す。また、ｐｅは、実効的応力光学定数（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｓｔｒａｉｎ−ｏｐｔｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）であり、光ファイバを構成するガラス材料の応力テンソル成分、ポアッソン比及び光ファイバの実効屈折率の関数として与えられる。式（６）においては、ΔＴは温度変化量、λはＦＢＧにおける屈折率周期構造の周期、ｎｅｆｆは光ファイバの実効屈折率をそれぞれ示す。
【０１１１】
温度に依存した波長変動量ΔλＢ＿Ｔｅｍｐは、環境温度が上昇すると正の値をとり、動作波長は長波長側に変化する。逆に、環境温度が低下すると、温度に依存した波長変動量ΔλＢ＿Ｔｅｍｐは、負の値をとり、動作波長は短波長側に変化する。
【０１１２】
一方、応力に依存した波長変動量ΔλＢ＿ｓｔｒａｉｎは、環境温度が上昇すると、実装プレート４０が収縮するため、ＳＳＦＢＧの固定点間距離が短くなり、ＳＳＦＢＧを実装プレートに固定したときの引張応力が緩和される。このため、ＳＳＦＢＧにおける屈折率周期構造Λが小さくなり、反射中心波長は短波長側に変化する。逆に、環境温度が低下すると、反射中心波長は長波長側に変化する。
【０１１３】
このように、応力に依存した波長変動量ΔλＢ＿ｓｔｒａｉｎと、温度に依存した波長変動量ΔλＢ＿Ｔｅｍｐは、環境温度の変化に対して、一方が長波長側に変化し、他方が短波長側に変化する。すなわち、温度に依存した波長変動量ΔλＢ＿Ｔｅｍｐを、応力に依存した波長変動量ΔλＢ＿ｓｔｒａｉｎにより抑制することが可能になる。
【０１１４】
図６を参照して、環境温度とＳＳＦＢＧの反射中心波長について説明する。図６は、ＳＳＦＢＧの反射中心波長の環境温度依存性を示す特性図である。図６では、横軸に環境温度（℃）を取って示し、縦軸に、波長変動量（ｐｍ）を取って示している。ここでは、環境温度が４０℃のときの反射波長を基準に取っている。
【０１１５】
温度に依存した波長変動量ΔλＢ＿Ｔｅｍｐ（図中、黒丸で示す。）は、１℃の温度変化ΔＴに対して、１０ｐｍ程度波長が変動し、環境温度が０〜８０℃の範囲で、８００ｐｍ程度の波長変動がある。
【０１１６】
これに対し、負の熱膨張係数を有する実装プレートにＳＳＦＢＧを固定した場合、波長変動量ΔλＢは、温度に依存した波長変動量ΔλＢ＿Ｔｅｍｐと応力に依存した波長変動量ΔλＢ＿ｓｔｒａｉｎの和で与えられる（図中、黒菱形で示す。）。このとき、温度に依存した波長変動量ΔλＢ＿Ｔｅｍｐは、応力に依存した波長変動量ΔλＢ＿ｓｔｒａｉｎにより抑制されるので、波長変動量ΔλＢは、環境温度が０〜８０℃の範囲で、最大でも２５ｐｍ程度となる。なお、ここでは、４０〜５０ｇ重（０．３９２〜０．４９０Ｎ）程度の引張応力でＳＳＦＢＧを固定している。
【０１１７】
（ＯＣＤＭ通信システム）
図７を参照して、この光符号分割多重モジュールを備える、ＯＣＤＭ通信装置について説明する。ここでは、第１ＯＣＤＭ通信装置と第２ＯＣＤＭ通信装置が光ファイバで接続されている場合の例について説明する。
【０１１８】
ｋ個のＳＳＦＢＧは、第１群と第２群とに２分される。第１群及び第２群の一方に属するＳＳＦＢＧは位相符号器として機能し、他方に属するＳＳＦＢＧが位相復号器として機能する。ここでは、ｋを３として、第１ＯＣＤＭ通信装置１００ａ及び第２ＯＣＤＭ通信装置１００ｂが備えるＯＣＤＭモジュール２０ａ及び２０ｂが、３個のＳＳＦＢＧを備えているものとする。
【０１１９】
第１ＯＣＤＭ通信装置１００ａは、送信モジュール５０ａ、受信モジュール６０ａ及びＯＣＤＭモジュール２０ａを備えて構成される。ＯＣＤＭモジュール２０ａは、第１群が１個のＳＳＦＢＧを備えて構成されていて、位相符号器（エンコーダ）として機能する。また、第２群が２個のＳＳＦＢＧを備えて構成されていて、位相復号器（デコーダ）として機能する。
【０１２０】
同様に、第２ＯＣＤＭ通信装置１００ｂは、送信モジュール５０ｂ、受信モジュール６０ｂ及びＯＣＤＭモジュール２０ｂを備えて構成される。ＯＣＤＭモジュール２０ｂは、第１群が１個のＳＳＦＢＧを備えて構成されていて、位相符号器（エンコーダ）として機能する。また、第２群が２個のＳＳＦＢＧを備えて構成されていて、位相復号器（デコーダ）として機能する。
【０１２１】
第１ＯＣＤＭ通信装置１００ａと第２ＯＣＤＭ通信装置１００ｂは、例えば光ファイバ回線９０を介して接続されていて、ＯＣＤＭ通信システムを構成する。ここでは、第１ＯＣＤＭ通信装置１００ａから第２ＯＣＤＭ通信装置１００ｂへ向けて信号を送信する場合を例にとって説明するが、第２ＯＣＤＭ通信装置１００ｂから第１ＯＣＤＭ通信装置１００ａへ向けて信号を送信する場合も同様に行うことができる。
【０１２２】
第１ＯＣＤＭ通信装置１００ａの送信モジュール５０ａで生成された、送信データを示す光パルス信号は、第１の光サーキュレータ７２ａを経てＯＣＤＭモジュール２０ａに送られる。ＯＣＤＭモジュール２０ａが備えるエンコーダで符号化されて生成された符号化信号は、送信信号として第１の光サーキュレータ７２ａ及び第１の光カプラ８２ａを経て、第２ＯＣＤＭ通信装置１００ｂに送られる。
【０１２３】
第２ＯＣＤＭ通信装置１００ｂでは、第１ＯＣＤＭ通信装置１００ａから受け取った送信信号が第１の光カプラ８２ｂを経て、第２の光カプラ８４ｂに送られる。第２の光カプラ８４ｂは、送信信号を２分岐して、一方を第２の光サーキュレータ７４ｂを経てＯＣＤＭモジュール２０ｂに送り、他方を第３の光サーキュレータ７６ｂを経てＯＣＤＭモジュール２０ｂに送る。
【０１２４】
ＯＣＤＭモジュール２０ｂに送られた送信信号は、ＯＣＤＭモジュール２０ｂでそれぞれ復号化される。ＯＣＤＭモジュール２０ｂでそれぞれ復号化された信号は、第３の光カプラ８６ｂで加算された後、受信モジュール６０ｂに送られる。
【０１２５】
ここで、１つの通信チャネル（チャネル１）では、第１群の１個のＳＳＦＢＧをエンコーダとして、符号［Ｎ−（ａ＋１）］を割り当て、また、第２群の２個のＳＳＦＢＧをデコーダとして、それぞれ、符号［Ｎ−ａ］及び符号［Ｎ−（ａ＋２）］を割り当てるのが良い。
【０１２６】
このとき、隣接する他の通信チャネル（チャネル２）では、第１群の１個のＳＳＦＢＧをエンコーダとして、符号［Ｎ−（ａ＋５）］を割り当て、また、第２群の２個のＳＳＦＢＧをデコーダとして、それぞれ、符号［Ｎ−（ａ＋４）］及び符号［Ｎ−（ａ＋６）］を割り当てるのが良い。
【０１２７】
例えば、チャネル１のエンコーダの符号を［３２−２］とした場合、チャネル１のデコーダの符号を［３２−１］及び［３２−３］とする。復号の際には、符号［３２−１］及び［３２−３］を有するデコーダでそれぞれ復号化された信号を加算して、復号化信号とする。
【０１２８】
一方、チャネル２のエンコーダの符号を［３２−６］とした場合、チャネル２のデコーダの符号を［３２−５］及び［３２−７］とする。復号の際には、符号［３２−５］及び［３２−７］を有するデコーダでそれぞれ復号化された信号を加算して、復号化信号とする。
【０１２９】
図８を参照して、チャネル１のエンコーダに対して、チャネル１及びチャネル２のそれぞれをデコーダとして用いたときの、受信パワーについて説明する。図８では、デコーダの符号が［３２−１］及び［３２−３］の場合（チャネル１）の受信パワーを黒三角で示し、デコーダの符号が［３２−５］及び［３２−７］の場合（チャネル２）の受信パワーを黒丸で示している。
【０１３０】
図８では横軸に、エンコーダの反射波長と、デコーダの反射波長の差（ｐｍ）を取って示し、縦軸に、受信パワー（ｄＢｍ）の計算結果を示している。
【０１３１】
エンコーダの反射波長に対して、デコーダの反射波長の差が４０ｐｍ以内であるならば、チャネル１の受信パワーは、チャネル２の受信パワーより大きい。さらに、反射波長の差が２６ｐｍ以内であれば、チャネル１とチャネル２の受信パワーの比が１０ｄＢ以上となるので、チャネル１で符号化された信号は、チャネル２では復号化できない。
【０１３２】
ここで、チャネル１とチャネル２は、例えば異なるユーザ宅など、異なる環境下に設置されることが想定されるが、ＳＳＦＢＧを負の熱膨張係数を有する実装プレートに固定した場合、少なくとも０〜８０℃の環境温度では、エンコーダ及びデコーダの波長変動は最大２５ｐｍ程度に抑制される。このため、チャネル１とチャネル２の受信パワーの比は１０ｄＢ以上となり、チャネル１の信号はチャネル２では受信できない。
【０１３３】
なお、チャネル３以降についても、チャネル３のエンコーダを符号［３２−１０］、デコーダを符号［３２−９］及び符号［３２−１１］にするなど、同様に設定することができる。
【０１３４】
ここでは、第１群に、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属しており、第２群に、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属する構成であって、第１群をエンコーダとして用い、第２群をデコーダとして機能させる構成として説明したが、この例に限定されない。
【０１３５】
例えば、第１群をデコーダとして用い、第２群をエンコーダとして用いても良い。この場合、送信側では、光パルス信号を２分岐して、それぞれａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋２番目の符号を有するＳＳＦＢＧで符号化した後、加算して符号化信号を生成し、受信側では、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧで復号化すれば良い。
【０１３６】
また、第１群に、ａ番目からａ＋２番目まで連続する、３つの符号を有するＳＳＦＢＧが属しており、第２群に、ａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属している構成にして、第１群及び第２群のいずれか一方を送信側に用いて、他方を受信側に用いても良い。
【０１３７】
また、第１群に、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧが属しており、第２群に、ａ番目の符号を有するＳＳＦＢＧ、及びａ＋１番目の符号を有するＳＳＦＢＧのいずれか一方が属する構成にして、第１群及び第２群のいずれか一方を送信側に用いて、他方を受信側に用いても良い。
【０１３８】
この発明の光符号分割多重モジュール、光符号分割多重通信システム及び光符号分割多重通信方法によれば、周期的位相符号を用いることで、Ｓ／Ｎ比を大きく取り、さらに、送信側において、例えば、連続する３つの異なる符号で符号化した信号を加算して符号化するなど複数のＳＳＦＢＧを用い、受信側では、送信側で用いた３つの符号の中央の符号を用いることで、環境温度が変動した場合であっても、ＳＳＦＢＧの温度制御を容易にできる。
【０１３９】
また、ＳＳＦＢＧを固定する実装プレートを負の温度膨張係数を有する材質で構成することにより、例えば、環境温度が０〜８０℃の広い温度範囲において、ＳＳＦＢＧの温度制御が不要になる。
【０１４０】
このＯＣＤＭモジュールは、安価かつ簡略な構成で実現できる光ファイバ型のデバイスであるため、例えばアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）や平面光波回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などで構成した符号可変型ＯＣＤＭ符号器と比べて、伝送路となる光ファイバ網への挿入損失は小さく、小型化も容易でありコストを低く抑えることもできる。
【０１４１】
また、このＯＣＤＭモジュールには、温度制御などのデバイスを含まないため、部品点数を低減できる他、電力消費を伴わずに性能を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】ＳＳＦＢＧの概略構成図である。
【図２】符号化と復号化の際の符号が同一である場合の、符号化及び復号化を説明するための模式図である。
【図３】符号化と復号化の際の符号が異なっている場合の、符号化及び復号化を説明するための模式図である。
【図４】信号強度比の計算結果を示す図である。
【図５】ＯＣＤＭモジュールを上面から見た概略的平面図である。
【図６】ＳＳＦＢＧの反射中心波長の環境温度依存性を示す特性図である。
【図７】ＯＣＤＭ通信システムの概略構成図である。
【図８】ＯＣＤＭモジュールにおける受信パワーを示すである。
【符号の説明】
【０１４３】
１０    光ファイバ
１２    ＳＳＦＢＧ
１４    位相シフト領域
１６    単位ＦＢＧ
１８    単位チップ
２０    ＯＣＤＭモジュール
３０    筺体
４０    実装プレート
５０    送信モジュール
６０    受信モジュール
７２、７４、７６    光サーキュレータ
８２、８４、８６    光カプラ
９０    光ファイバ回線
１００    ＯＣＤＭ通信装置
【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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