CN101455017A - 光码通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明具备光发送机、光接收机以及光传输路，光接收机具备：光混合解码器，混合编码光和本机振荡光并分支为对象光频率和非对象光频率而输出；以及检波加减法滤波器，分别对对象光频率和非对象光频率进行检波，将中间频率信号进行滤波并且从该中间频率的一方减去另一方而输出，其中，编码光以及本机振荡光在检波时在构成编码光的光频码片间具有相干性，光混合解码器或者检波加减法滤波器对滤波时处于导通频带内的中间频率信号的相位进行调整，使得当光接收机接收到以发送数据的不同的值调制后的编码光时滤波时处于导通频带内的中间频率信号的输出值或者绝对值不同。

Description

光码通信系统

技术领域

本发明涉及一种发送和接收编码后的信号光的OCDM(OpticalCode Division Multiplex：光码分复用)方式的光码通信系统。

背景技术

作为未来的光通信正在研究光码复用分割(optical code multipledivision)方式，该光码复用分割方式通过利用代码来同时识别相同的传输介质、相同的光频带，能够共用多个信号。特别是在有余地遮断由于误连接所引起的干扰光的光频率或者波长区域中，有望实现以强度、相位、频率进行编码的光码复用。

但是，在光频率区域或者波长区域的光码复用中，即使是能够抑制码间干扰的双极性方式或者伪双极性方式，都无法忽略与介质共用光频带的多个码间的编码光彼此的拍频噪声以及散乱噪声所引起的灵敏度恶化，存在复用码数受限的课题(例如参照非专利文献1)。下面说明该课题。

图1中示出伪双极性OCDM-PON的结构的一个例子，该伪双极性OCDM-PON是将作为多个用户侧仪器的ONU(Optical NetworkUnit：光网络单元)和光合分波器112通过单一光纤连接到作为单一台侧装置的OLT(Optical Line Terminal：光线路终端)并进行光码复用(OcDM)的PON(Passive Optical Network：无源光网络)。

在ONU101-1中，由编码器123对调制光进行编码并输出，该调制光是由调制器122以用户的发送数据对来自光源121的光进行调制而得到的。编码器123遵从按ONU101-1、101-2～101-n中的每个确定的固有的码。而且，在OLT111中，从多个ONU101-1、101-2～101-n中，由解码器131对按每个ONU以不同的码进行编码而得到的编码光进行解码，并由差动检波器132a、132b进行检波。

在此，关于在编码器123中用于编码的码，使用通过由接收侧的解码器131进行的解码和差动检波器132a、132b中的差动检波来抑制码间干扰的码。在导通/关断(ON/OFF)的光强度调制中，作为这种码例如有哈达玛(hadamard)码、进行了位移的M系列码。

当使用这种码时，构成接收对象的码的码值与“1”相当的光频码片(optical frequency chip)，大致输入到差动检波器132a、132b的一侧，不被输入到另一侧。此时，构成接收对象外的码的码值与“1”相当的光频码片，以大致均等的强度输入到差动检波器132a、132b两侧。为此，构成对象外的码的光频码片通过差动而被消除，理想情况下没有码间干扰。

在图1的伪双极性OCDM-PON中，码i的编码光E_i、对应于码p的解码器131所对应的码i的码间干扰的抑制比α₁、使用与码p对应的解码器131时的检波后的噪声的方差σ²，例如分别由下式表示。

[式1]

$E_i=\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{E}_{\mathrm{im}}\cos (2\mathrm{\π}{f}_{\mathrm{im}}t+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{im}})$

[式2]

${\mathrm{\α}}_i=\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{im}}^2/\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{pm}}^2$

[式3]

${\mathrm{\σ}}^2=a_1+a_2+a_3+a_4+a_5$

$\≈2\mathrm{eBR}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}+C_{\mathrm{pm}}^{\′})D_p\left(t\right)E_{\mathrm{pm}}^2$

$+\mathrm{eBR}\underset{i;i\≠p}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}+C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{im}}^2$

$+\frac{1}{2}{R}^2\underset{i;i\≠p}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}^2-C_{\mathrm{pm}}^{\′2})D_p\left(t\right)E_{\mathrm{pm}}^2{E}_{\mathrm{im}}^2$

$+\frac{1}{4}{R}^2\underset{i;i\≠p}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j;j\≠p,i}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}^2-C_{\mathrm{pm}}^{\′2})E_{\mathrm{im}}^2{E}_{\mathrm{jm}}^2+a_5$

$\≈\mathrm{eB}({2D}_p\left(t\right)+K-1)i_{\mathrm{data}}$

$+\frac{B}{4F}{D}_p\left(t\right)(K-1)i_{\mathrm{data}}^2$

$+\frac{(K-1)(K-2)B}{16F}{i}_{\mathrm{data}}^2{\mathrm{\α}}^2+a_5$

其中，设 $a_1=\stackrel{\‾}{i_s^2,}$ $a_2=\stackrel{\‾}{i_b^2,}$ $a_3=\stackrel{\‾}{i_{s-b}^2,}$ $a_4=\stackrel{\‾}{i_{b-b}^2,}$ $a_5=\stackrel{\‾}{i_c^2}.$

在此，E_im、f_im以及Φ_im分别意味着码i的光频码片m的电场强度、光频率以及相位。另外，i是1到K(其中，K是大于等于2的自然数)的整数，m是1到M(其中，M是大于等于2的自然数)的整数，C_pm和C_pm’是码p用光频码片m的解码器131的两个输出的光功率传递函数，F是码片的频率间隔。另外，a₁、a₂、a₃、a₄以及a₅分别利用作为接收对象而选择的选择码即码p的散乱噪声、除此之外的码的非选择码的散乱噪声、选择码-非选择码间拍频噪声、非选择码-非选择码间拍频噪声以及包括暗电流的接受系统的噪声，以各自的方差能够进行高斯分布近似。另外，e是元电荷(elementarycharge)，R是差动检波器132a、132b的变换效率，B是接收系统的电气段的频带，D_p(t)是取0或者1值的时刻t的码p的数据值。以将0和1的数据值进行平均化而得到的值来表示与码p以外的码对应的值。为了简化，设全码的信号电流强度相同，设码间干扰抑制比(CMR)α_i为相同值α，设构成各码的编码光的光频码片的电场强度与偏振波相同，设不同的码的编码光的偏振波为均匀分布，设不同编号的码片彼此的拍频为接收系统的频带外，设想不同的码的编码光的相同编号的码片的频率差在频率间隔F的一半是均匀分布。因而，只有式(3)中的拍频噪声中的B/F影响噪声。另外，为了缓和该现有例子中的拍频噪声对码复用数的影响来进行评价，设为非选择码-非选择码间拍频噪声能够以码间干扰抑制比α来抑制。该例子中的误码率BER用下式(4)表示。在式(4)中，erfc意味着互补误差函数，i_data意味着信号电流强度。

[式4]

$\mathrm{BER}=\frac{1}{4}\mathrm{erfc}\left(\frac{1}{2\sqrt{2}}\frac{i_{\mathrm{data}}}{\sqrt{\mathrm{eB}(K+1)i_{\mathrm{data}}+(\frac{(K-1)B}{4F}+\frac{(K-1)(K-2)B{\mathrm{\α}}^2}{16F}+\frac{(K-1){\mathrm{\α}}^2}{2})i_{\mathrm{data}}^2+\stackrel{\‾}{i_c^2}}}\right)$

在此，图2中示出码复用数和功率损失之间的关系。在图2中，虚线示出按照式(4)的相对码复用数的功率损失。设CMR为30.7dB。如图2的虚线所示，可知在现有的例子中无法忽视其它编码光引起的散乱噪声以及拍频噪声所致的损失。在这种情况下，作为提高接收灵敏度的方法，有如下方法：使用与编码光有规定频率关系且强度更强的本机振荡光(local oscillation light)，来进行相干检波(例如参照非专利文献2)。目前，作为以光CDM进行相干检波的方法，例如有专利文献1。

专利文献1：日本特开平10-013306号公报

非专利文献1：C.F.Lam，et al，“Experimental Demonstration ofbipolar optical CDMA System Using a Balanced Transmitter andComplimentary Spectral Encoding，”IEEE Photon.Technol.Lett.，Vol.10，No.10，pp.1504-1506(1998)

非专利文献2：Ohmsha公司“コヒ—レント光通信工学”

发明要解决的课题

但是，上述专利文献1是在使用时间区域中的相位调制码进行了编码的信号光和信号光的副本(replica)之间进行零拍检波，并不是光频率区域或者波长区域的光码复用。因此，没有遮断干扰光的余地，另外还无法直接应用。下面说明将相干检波应用到由现有的多个光频码片构成的光频率区域的光码中的情况下的课题。

在此，ONU101-1发送以发送数据进行强度调制后的编码光，OLT111在解码器131的前级将编码光和本机振荡光进行混合。另外，OLT111在由解码器131解码后，对于各通路，代替差动检波器132a、132b而利用两个检波器(未图示)对来自解码器131的两个输出进行检波，代替差动检波器132a、132b而利用加减法器(未图示)对该检测器的输出进行加减法运算，并向滤波器133输出。此外，ONU101-1中的调制方式不限于强度调制，其它调制方式也相同。

上述结构下，本机振荡光E_L例如表示为下式(5)。

[式5]

$E_L=\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos (2\mathrm{\π}(f_{\mathrm{im}}+f_{\mathrm{IF}})t+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{Lm}})$

此时的码p的检波器中的编码光强度i_p表示为下式(6)。

[式6]

$i_p=2R\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(\sqrt{C_{\mathrm{pm}}{C}_{\mathrm{pn}}}-\sqrt{C_{\mathrm{pm}}^{\′}{C}_{\mathrm{pn}}^{\′}})E_{\mathrm{Lm}}{E}_{\mathrm{Ln}}\cos (2\mathrm{\π}[m-n]F(t-{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{LmLn}})+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{Lm}}-{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{Ln}})$

$+2R\underset{i}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(\sqrt{C_{\mathrm{pm}}{C}_{\mathrm{pn}}}-\sqrt{C_{\mathrm{pm}}^{\′}{C}_{\mathrm{pn}}^{\′}})E_{\mathrm{im}}{E}_{\mathrm{kn}}\cos (2\mathrm{\π}[m-n]F(t-{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{imkn}})+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{im}}-{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{kn}})$

$+2R\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{pm}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos ({2\mathrm{\πf}}_{\mathrm{IF}}(t-{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{pmLm}})+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{pm}}-{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{Lm}})$

$+2R\underset{i;i\≠p}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{im}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos ({2\mathrm{\πf}}_{\mathrm{IF}}(t-{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{imLm}})+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{im}}-{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{Lm}})$

$+2R\underset{i}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n;n\≠m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(\sqrt{C_{\mathrm{pm}}{C}_{\mathrm{pn}}}-\sqrt{C_{\mathrm{pm}}^{\′}{C}_{\mathrm{pn}}^{\′}})E_{\mathrm{im}}{E}_{\mathrm{Ln}}\cos (2\mathrm{\π}(f_{\mathrm{IF}}+[m-n]F)(t-{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{imLn}})+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{im}}-{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{Ln}})+n\left(t\right)$

在此，E_Lm、f_im+f_IF以及Φ_Lm分别依次意味着本机振荡光的光频码片m的电场强度、光频率以及相位。m是1到M(其中，M是大于等于2的自然数)的整数，f_IF是中间频率，C_pm和C_pm’是码p用的光频码片m的解码器131的两个输出的功率传递函数，F是码片的频率间隔，R是检波器的转换功率，τ是从各检波器到加减中间频率信号的地方为止中间频率信号所受的延迟时间，n(t)是包括暗电流等的接收系统的噪声。为了简单，设构成各码的编码光的光频码片的偏振波相同。式(6)的第1项和第2项是本机振荡光和编码光的直接检波成分引起的，第3项是选择码的信号电流引起的，第4项和第5项是码间干扰引起的。

当中间频率与光频码片的频率间隔F相比足够小且与直流相比足够大时，第1项、第2项以及第5项能够通过电气段的滤波器133除去，只剩下信号电流成分的第3项以及码间干扰成分的第4项。在不进行编码光和本机振荡光的相位同步的包络检波的情况下，关于信号电流成分的第3项，由于光频码片间的相位关系是不定的，因此与中间频率信号的相位对应的值(cos部分的值)取-1到1的值的随机值。例如，在认为值是均匀分布的情况下，第3项的信号电流的平均值是0，在发送编码光的情况和不发送编码光的情况下都是0，从而无法传输数据。

另外，在进行编码光和本机振荡光的相位同步的同步检波的情况下，虽然在编码光和本机振荡光之间进行同步使得留有相位同步残差地使中间频率信号的相位最小，但是构成编码光的光频码片彼此没有相干性，因此信号以及码间干扰中产生随机的波动。因此，特别是码间干扰成分无法抵消，数据传输变得困难。

并且，调整从解码器131的不同的输出到代替差动检波器132a、132b而应用的加减法器为止经过不同通路的信号在各通路中的传输延迟，使得在数据速率程度的频率中最一致。因而，特别是在外差的情况下，目标是数据速率(data rate)和中间频率大致大于等于5倍左右，因此不能保证中间频率信号的相位一致。

发明内容

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，在本发明中，使用构成各编码光的光频码片间以及构成本机振荡光的光频码片间分别具有相干性的光，在光接收机接收来自光发送机的编码光后到由加减法器进行加减运算为止的各通路中调整检出编码光以及/或者本机振荡光以及/或者编码光的中间频率信号的相位。

具体地说，与本申请发明有关的光码通信系统具备：光发送机，发送利用发送数据对多个光频码片进行了调制的编码光，该多个光频码片是以规定的码对来自光源的不同光频率的多个光进行编码而得到的；光接收机，接收来自上述光发送机的编码光，使用包含光强度大于接收到的编码光且上述不同光频率的多个光频码片的各自间的光频率差被设定为大致中间频率的多个光的本机振荡光，处理上述接收到的编码光，取出上述光发送机中的发送数据并输出；以及光传输路，连接上述光发送机和上述光接收机，向上述光接收机传输来自上述光发送机的编码光，上述光码通信系统的特征在于，上述光接收机具备：光混合解码器，混合来自上述光发送机的编码光和上述本机振荡光，并且将来自上述光发送机的编码光或者上述本机振荡光中的至少一个分支为与上述光接收机的接收对象的码值是“1”的光频码片相应的对象光频率、和与上述接收对象的码值是“0”的光频码片相应的非对象光频率，分别输出将来自上述光发送机的编码光和上述本机振荡光混合了的上述对象光频率以及上述非对象光频率；以及检波加减法滤波器，分别对来自上述光混合解码器的对象光频率和非对象光频率进行检波，使上述对象光频率和上述非对象光频率的各自的中间频率信号通过，并且从上述中间频率信号中的一方减去另一方而输出，其中，来自上述光发送机的编码光在上述检波加减法滤波器中被检波时，在构成来自上述光发送机的编码光的光频码片间具有相干性，上述本机振荡光在上述检波加减法滤波器中被检波时，在构成上述本机振荡光的光频码片间具有相干性，上述光混合解码器或者上述检波加减法滤波器，对减去上述中间频率信号时处于上述导通频带内的中间频率信号的相位进行调整，使得当上述光接收机接收以上述接收对象的码进行编码并以发送数据的1值进行了调制的编码光时、和上述光接收机接收以上述接收对象的码进行编码并以发送数据的其它值进行了调制的编码光时，上述检波加减法滤波器的输出中上述检波加减法滤波器中的滤波时处于导通频带内的中间频率信号的输出值或者绝对值不同。由此能够抑制噪声。

在上述光码通信系统中，理想的是接收对象外的编码光的码值对应于“1”的光频码片，具有处于上述导通频带内的上述中间频率信号的一半被相加且另一半被相减从而相互抵消的关系，上述本机振荡光还包括与上述其它码相应的编码光的码值对应于“1”的光频码片的光频率差被设定为大致中间频率的光，上述光混合解码器或者上述检波加减法滤波器对相位进行调整使得：从当上述光接收机接收到以发送数据的1值进行了调制的设为上述接收对象的码的编码光时的上述检波加减法滤波器的输出中处于上述导通频带内的输出减去当上述光接收机接收到没有设为上述接收对象的码的编码光时的上述检波加减法滤波器的输出中处于上述导通频带内的中间频率信号的电流值上乘以各电流值的产生概率后的结果的总和而得到的输出，相比于将当上述光接收机接收到以发送数据的其它值进行了调制的设为上述接收对象的码的编码光时的上述检波加减法滤波器的输出中处于上述导通频带内的输出、与当上述光接收机接收到没有设为上述接收对象的码的编码光时的上述检波加减法滤波器的输出中处于上述导通频带内的中间频率信号的电流值上乘以各电流值的产生概率后的结果的总和进行相加而得到的输出，大于其值或者其绝对值。由此，能够充分减小码间干扰从而抑制噪声。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述光混合解码器具备：光合分波器，混合上述接收到的编码光和上述本机振荡光而输出混合光；以及解码器，将来自上述光合分波器的混合光分别分支为上述对象光频率和上述非对象光频率而输出，上述检波加减法滤波器对来自上述解码器的上述对象光频率以及上述非对象光频率进行检波、滤波以及加减法运算。由此，能够构成具体的光接收机。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述光混合解码器具备：解码器，将上述接收到的编码光和上述本机振荡光的各个分支为上述对象光频率和上述非对象光频率而输出；以及光合分波器，将来自上述解码器的对象光频率彼此和非对象光频率彼此分别进行混合而输出，上述检波加减法滤波器对来自上述光合分波器的上述对象光频率以及上述非对象光频率进行检波、滤波以及加减法运算。由此，能够使对编码光进行解码时的与各光频码片对应的通过频带为在编码光的线宽上加上调制扩散程度，能够使对本机振荡光进行解码时的该通过频带为本机振荡光的线宽程度。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述光混合解码器具备：解码器，将上述接收到的编码光分支为上述对象光频率和上述非对象光频率而输出；光分波器，将上述本机振荡光分支与上述解码器的分支数对应的数量而输出；将来自上述解码器的对象光频率和来自上述光分波器的本机振荡光进行混合而输出的光合分波器；以及将来自上述解码器的非对象光频率和来自上述光分波器的本机振荡光进行混合而输出的光合分波器，上述检波加减法滤波器对来自上述光合分波器的上述对象光频率以及上述非对象光频率进行检波、滤波以及加减法运算。由此，能够使对编码光进行解码时的与各光频码片对应的通过频带为在编码光的线宽上加上调制扩散程度。另外，能够减小光接收机整体的光损失。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述光混合解码器具备：解码器，将上述本机振荡光分支为上述对象光频率和上述非对象光频率而输出；光分波器，将上述接收到的编码光分支与上述解码器的分支数对应的数量而输出；将来自上述解码器的对象光频率和来自上述光分波器的编码光进行混合而输出的光合分波器；以及将来自上述解码器的非对象光频率和来自上述光分波器的编码光进行混合而输出的光合分波器，上述检波加减法滤波器对来自上述光合分波器的上述对象光频率以及上述非对象光频率进行检波、滤波以及加减法运算。由此，能够使对本机振荡光进行解码时的与各光频码片对应的通过频带为本机振荡光的线宽程度。另外，能够减小光接收机整体的光损失。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述接收到的编码光和上述本机振荡光具有相互的光频率大致一致的关系，上述光合分波器是光混合器，该光混合器将上述接收到的编码光和上述本机振荡光进行混合并且进行分支，输出上述接收到的编码光和上述本机振荡光的相位差具有规定值差异的多个混合光，上述解码器将来自上述光混合器的多个混合光，分别作为上述对象光频率以及上述非对象光频率而进行分支并输出，上述检波加减法滤波器对于来自上述光混合解码器的相位差不同的各个混合光，对与来自上述光混合器的多个混合光中的各个混合光对应的上述对象光频率和与来自上述光混合器的多个混合光中的各个混合光对应的上述非对象光频率分别进行检波，使各自的中间频率信号通过，并且从相位差相等的对象光频率和非对象光频率的该中间频率信号中的一方减去另一方而分别进行输出，上述光接收机具备加法器，该加法器将从上述检波加减法滤波器分别输出的中间频率信号进行相加并输出。由此，能够实现利用相位差异的零拍检波。另外，能够减小中间频率，能够使编码光所需的光频率频带变窄。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述接收到的编码光和上述本机振荡光具有相互的光频率大致一致的关系，上述光合分波器是光混合器，该光混合器将输入到上述光合分波器中的多个输入光进行混合并且分支，输出上述接收到的编码光和上述本机振荡光的相位差具有规定值差异的多个混合光，上述检波加减法滤波器对于来自上述光混合解码器的相位差不同的各个混合光，对来自上述光混合器的接收到的编码光和本机振荡光中的至少一个与对象光频率相应的混合光、以及来自上述光混合器的相位差与上述混合光相等的接收到的编码光和本机振荡光中的至少一个与非对象光频率相应的混合光分别进行检波，使各自的中间频率信号通过，并且从该中间频率信号的一方减去另一方并分别输出，上述光接收机具备加法器，该加法器将从上述检波加减法滤波器分别输出的中间频率信号进行相加并输出。由此，能够实现利用相位差异的零拍检波。另外，能够减小中间频率，能够使编码光所需的光频率频带变窄。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述光混合解码器在混合来自上述光发送机的编码光以及上述本机振荡光时，将上述编码光和上述本机振荡光以相对具有π/2或者3π/2差异的两个偏振波关系进行混合，输出上述编码光和上述本机振荡光的偏振波关系不同的多个与对象光频率相应的混合光和与非对象光频率相应的混合光，上述检波加减法滤波器对于来自上述光混合解码器的偏振波关系不同的各个混合光，对与来自上述光混合解码器的多个混合光中的各个混合光对应的上述对象光频率和上述非对象光频率分别进行检波，使各自的中间频率信号通过，并且从偏振波关系相等的对象光频率和非对象光频率中的该中间频率信号的一方减去另一方并分别输出，上述光接收机具备加法器，该加法器将来自上述检波加减法滤波器的中间频率信号进行相加并输出。由此，能够使光接收机不依赖于偏振波。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述光混合解码器在混合来自上述光发送机的编码光以及上述本机振荡光时，将上述编码光和上述本机振荡光以相对具有π/2或者3π/2差异的两个偏振波关系进行混合，输出与上述编码光和上述本机振荡光的偏振波关系及相位差的组合对应的、多个与对象光频率相应的混合光和与非对象光频率相应的混合光，上述检波加减法滤波器对于与来自上述光混合解码器的偏振波关系和相位差的组合对应的各个混合光，对与来自上述光混合解码器的各个混合光对应的上述对象光频率和上述非对象光频率分别进行检波，使各自的中间频率信号通过，并且从偏振波关系和相位差相等的对象光频率和非对象光频率中的中间频率的一方减去另一方并分别输出，上述光接收机将来自上述检波加减法滤波器的中间频率信号分别利用上述加法器进行相加。由此，能够使光接收机不依赖于偏振波。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是仅有上述本机振荡光和上述编码光中的某一个，是由在与一个发送数据的值对应的时隙内与构成上述本机振荡光或者上述编码光的各光频码片对应的光正交的2个偏振波的光构成。由此，能够使光接收机不依赖于偏振波。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是在上述光接收机中，由将权利要求1至8中所使用的两个码进行了连结的码来构成上述光接收机中的光频码片，上述接收到的编码光以及上述本机振荡光的各个中，构成了构成上述连结的码的各个码的光频码片的偏振波相同，上述光混合解码器在混合上述接收到的编码光和上述本机振荡光时，对构成连结码的每个码，以使上述编码光和上述本机振荡光相对具有π/2或者3π/2差异的两个偏振波关系，将上述接收到的编码光和上述本机振荡光进行混合。由此，能够使光接收机不依赖于偏振波。另外，能够使每个光频码片的通过频带变窄。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述光混合解码器将来自上述光发送机的编码光或者上述本机振荡光中的至少一方分支为对象光频率和非对象光频率后进行混合的情况下，上述光合分波器分别输出相位差具有大致π差异的两个混合光的组，上述检波加减法滤波器对从上述光合分波器分割并输出的上述相位差具有大致π差异的两个混合光的组分别进行差动检波，使对象光频率和非对象光频率的中间频率信号通过，从相对应的对象光频率和非对象光频率中的一方减去另一方而输出。由此，能够减轻相对于信号成分成为噪声的编码光和本机振荡光的直接检测成分和共模噪声。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述光混合解码器在上述解码器中将上述对象光频率和上述非对象光频率分别按上述多个光频码片中的每个光频码片进行分支，作为上述多个光频码片中的每个光频码片的上述对象光频率以及上述非对象光频率而输出，上述检波加减法滤波器对于来自上述光混合解码器的对象光频率和非对象光频率的各个按上述多个光频码片中的每个光频码片进行检波。由此，能够减轻对每个码分割编码光时的分割损失。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述光接收机在上述检波加减法滤波器中的检波、滤波以及加减法的后级具备将从上述检波加减法滤波器分别输出的中间频率信号进行相加并输出的加法器的情况下，在上述加法器的前级还具备解调来自上述检波加减法滤波器的中间频率信号并进行输出的解码器。由此，可不需要光PLL。

另外，在上述光码通信系统中，理想的是上述光混合解码器或者上述检波加减法滤波器具备如下设备中的至少一个：方差调整器，对从上述不同光频率的多个光频码片在上述光发送机中以发送数据进行调制后到在上述光接收机的上述检波加减法滤波器中进行加减运算为止的由光频率所致的传输延迟进行调整；对上述光发送机中的调制前的编码光的传播时间进行调整使得从上述光源射出上述不同光频率的多个光之后到在上述检波加减法滤波器中被检波为止的与光频码片间的频率间隔相应的相位差在规定的范围内的相位调整器；以及在上述光混合解码器中在混合上述编码光和上述本机振荡光的前级或者上述光混合解码器的前级对上述本机振荡光的传播时间进行调整的相位调整器。由此，能够抑制由中间频率信号的相位偏移引起的信号强度下降和码间干扰。

发明的效果

本发明能够忽略对光频率区域或者波长区域编码的光码通信系统中的由其它编码光的重叠引起的散乱噪声和拍频噪声所致的灵敏度恶化，能够进行减轻了码复用数限制的高精度的光通信。

附图说明

图1是表示现有光码通信系统的概要结构图。

图2是表示现有例子和本发明的ASK外差包络检波的码复用数和功率损失之间关系的图。

图3是表示与一个实施方式有关的光码通信系统的概要结构图。

图4是表示与一个实施方式有关的光码通信系统的概要结构图。

图5是表示与一个实施方式有关的光码通信系统的概要结构图。

图6是表示输入到编码器54中的接收对象的编码光、接收对象外的编码光、和本机振荡光的光谱的图。

图7是表示检波器64a中的接收对象的编码光、接收对象外的编码光、和本机振荡光的光谱的图。

图8是表示检波器64b中的接收对象的编码光、接收对象外的编码光、和本机振荡光的光谱的图。

图9是表示受光强度和接收对象的编码光的误码率之间的关系的图。

图10是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图11是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图12是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图13是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图14是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图15是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图16是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图17是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图18是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图19是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图20是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图21是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图22是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图23是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图24是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

图25是表示一个实施方式中说明的光接收机的概要结构图。

附图标记说明

在附图中所使用的标记如下。

10：光码通信系统；21：光发送机；22：光接收机；31：光源；32：调制器；33：编码器；41：本机振荡光源；42：光混合解码器；43：光检波加减法滤波器；44、44-1、44-2：滤波器；45、45-1、45-2：包络检波器；46：加法器；51、52：调整器；53、59：光合分波器；53a、53b、53a-1、53b-1、53a-2、53b-2：光合分波器；54、54a、54b、54-1、54-2：解码器；55：光分波器；56、56-1、56-2、56-1a、56-1b、56-2a、56-2b：光混合器；57、58：调整器；61a、61b、61a-1、61b-1、61a-2、61b-2、61-1a、61-1b、61-2a、61-2b、61-1a-1、61-1a-2、61-1b-1、61-1b-2、61-2a-1、61-2a-2、61-2b-1、61-2b-2：检波器；62a、62b、62a-1、62b-1、62a-2、62b-2、62-1a、62-1b、62-2a、62-2b、62-1a-1、62-1a-2、62-1b-1、62-1b-2、62-2a-1、62-2a-2、62-2b-1、62-2b-2：调整器；63、63-1、63-2：加减法器；64a、64b、64a-1、64b-1、64a-2、64b-2：差动检波器；71、72、74：偏振波保持光分波器；73：光偏振波分波器；81：光传输路；82：偏振波保持光纤；101-1～101-n：ONU；111：OLT；112：光合分波器；121：光源；122：调制器；123：编码器；131：解码器；132a、132b：差动检波器；133：滤波器；300：光码通信系统。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。以下所说明的实施方式是本发明结构的例子，本发明并不限定于以下的实施方式。

(第一实施方式)

图3、图4以及图5中示出与本实施方式有关的光通信系统的概要结构图。

图3至图5中的光通信系统10具备：光发送机21，其用发送数据调制以规定的码对不同光频率的多个光进行编码后的多个光频码片并发送编码光；光接收机22，其接收来自光发送机21的编码光，根据本机振荡光对所接收的编码光进行处理，取出光发送机21中的发送数据并输出；以及光传输路81，其在光发送机21和光接收机22之间传输编码光。

光发送机21具备：光源31，其输出由不同光频率的多个光构成的光频码片；调制器32，其用发送数据对来自光源31的光进行调制并输出；以及编码器33，其选择与来自光源31的码相应的光频码片并使其通过。

光源31所输出的光频码片保持相干性。作为光源31能够应用：不同的多个光的相位一致并具有相干性的模式同步激光等脉冲光源、输出对来自种子光源的光进行调制时成为种子的光以及由调制所致的边带的光的光源。另外，在考虑后述的式(11)或者如后述那样设为接收对象的编码光的基础上，如果保持相互的相干性使得满足式(22)至式(33)所示的关系式，则也可以是多个光源的组合。

在图3中光源31和调制器32分别设为不同的结构，但是也可以在光源31中对多个光直接进行调制从而设为同一结构。另外，作为光发送机21的结构示出了由光源31、调制器32以及编码器33构成的结构，但是也可以调换调制器32和编码器33的顺序。另外，作为编码器33也可以应用具有依赖于光频率的延迟的编码器。在这种情况下，有必要对于每个光频码片使从调制器32到后述检波器61a、61b为止的传输延迟大致均等。在作为4码片时的例子的图4的光码通信系统10中，检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2的情况下也相同，在图5的光码通信系统10中差动检波器64a、64b的情况下也相同。另外，光源31自身输出与码对应的多个光、或者调制器32只使与码对应的光导通的情况下，还能够省略编码器33。另外，在光发送机21根据发送数据的值而输出由不同光频码片构成的编码光的情况下，光发送机21将与不同的码对应的多个编码器作为编码器33而具备。而且，当设为光源31、编码器33、调制器32的排列时，调制器33起到从对来自光源31的光分别进行编码的多个编码器的输出中选择任一个输出的开关的作用。另一方面，设为光源31、调制器32、编码器33的排列时，调制器32起到进行切换而向与不同的码对应的多个编码器中的某一个输入来自光源31的光的开关的作用。在这种情况下，光发送机21具备：连接在编码器33的后级并将来自多个编码器的编码光进行合波而输出的光合分波器(未图示)、或者连接在编码器33的后级并与调制器32同步地进行来自多个编码器的输出的切换的调制器(未图示)。并且，编码器33经过未图示的该光合分波器或者该调制器来输出编码光。

在此，关于编码器32中用于编码的码，使用通过在接收侧中的解码器154、检波器61a、61b以及加减法器63来抑制码间干扰的码。在图4以及图5的光码通信系统10中，图4的检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2以及图5的差动检波器64a、64b的情况下也相同。例如，作为导通/关断的光强度调制中的正交码，有哈达玛码、进行了位移的M系列码的、发送位与1或者0相当的光频码片的光码。在本实施方式中，说明了作为这种码使用只发送值与1相当的光频码片的单极性码来进行伪双极性接收的情况。以如下方式构成解码器54：使构成所选择码的光频码片中值是“1”的光频码片，被输入到后述的光接收机22的加减法器63的加法侧的检波器61和减法侧的检波器61b中的任一个中，而不被输入到另一检波器中。由于码的正交性，构成接收对象外的码的码值是“1”的光频码片以大致均等的强度输入到加法侧和减法侧双方，并由于差动而被抵消，理想情况下没有码间干扰。

光接收机22具备：本机振荡光源41，输出光强度比所接收到的编码光的光强度大的本机振荡光，该本机振荡光包括与从光发送机21的光源31输出的不同光频率的多个光中的各个光之间的光频率差大致被设定为中间频率的多个光；光混合解码器42，混合来自光发送机21的编码光和来自本机振荡光源41的本机振荡光，并且将来自光发送机21的编码光或者本机振荡光中的至少一个解码为与光接收机22的接收对象的码值对应于“1”的光频码片相应的对象光频率、和与接收对象的码值对应于“0”的光频码片相应的非对象光频率并分支，分别输出混合了来自光发送机21的编码光和本机振荡光的对象光频率以及非对象光频率；以及检波加减法滤波器43，分别对来自光混合解码器42的对象光频率和非对象光频率进行检波，使对象光频率和非对象光频率的各个中间频率信号通过，并且从该中间频率信号的一方减去另一方而输出。并且，光接收机22包括解调器(在本实施方式中，是由整流器或者混频器等和去除中间频率成分的低频滤波器构成的包络检波器45)。另外，在光频率区域-时间区域的二维码的情况下，光接收机22还可以具备积分器(未图示)，该积分器进行与发送数据的1位的时间对应的时间的积分。

在本实施方式中，光混合解码器42具备：调整器51，调整来自本机振荡光源41的本机振荡光的延迟或者相位；调整器52，调整来自光发送机21的编码光的延迟或者相位；光合分波器53，将从光发送机21通过调整器52的编码光和从本机振荡光源41通过调整器51的本机振荡光进行混合并输出；以及对来自光合分波器53的混合光进行解码并输出的解码器54，在图3中检波加减法滤波器43具备：检波器61a，对来自解码器54的对象光频率进行检波并输出；检波器61b，对来自解码器54的非对象光频率进行检波并输出；调整器62a、62b，分别调整来自检波器61a、61b的中间频率信号的延迟或者相位；加减法器63，从由检波器61a、61b通过调整器62a、62b的中间频率信号的一方减去另一方而进行输出；以及滤波器44，使载有调制信号的中间频率信号通过。

本机振荡光源41输出强度比光接收机22所接收的全码光的光强度总和如20dB那样足够大的、且保持相干性的本机振荡光。本机振荡光具备对所选择的码进行解码所必需的、且抵消没有选择的码所必需的多个光频率。例如，在所选择的码是“11110000”而输出f1到f4的光频率信号、没有选择的码是“10101010”而输出奇数编号的光频率信号的情况下，至少输出f1、f2、f3、f4、f5、f7的光频率的本机振荡光。通过使用与全码光的光强度的总和相比足够大的本机振荡光，如后所述能够忽略因其它编码光引起的散乱噪声、编码光-编码光间的拍频噪声在光接收机中的影响。在本实施方式中，本机振荡光从本机振荡光源41输出到光接收机22内，但是在考虑后述的式(11)或者如后所述那样没有设为接收对象的编码光之后，如果满足式(22)至式(33)所示的关系式，则也可以使用从外部提供的本机振荡光。

解码器54取得光接收机22所接收到的编码光以及来自本机振荡光源41的本机振荡光，分支为与构成码的值是“1”的光频码片对应的光、和与构成码的值是“0”的光频码片对应的光并进行输出。被分支的光中与接收对象的码值是“1”，的光频码片相应的光输入到检波器61a中，与接收对象的码值是“0”的光频码片相应的光输入到检波器61b中。

检波器61a对与码值是“1”，的光频码片对应的光进行检波而输出，并通过调整器62a输入到加减法器63的加法侧，检波器61b对与码值是“0”的光频码片对应的光进行检波而输出，并通过调整器62b输入到加减法器63的减法侧。在图3中分为检波器61a、61b以及调整器62a、62b两个，但是如图4所示，像检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2那样，只要从检波器输出的信号向加减法器63的加法侧以及减法侧的输入一致，就可以分别进行分割。在这种情况下，调整器62a-1、62a-2、62b-1、62b-2分别连接在检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2上。

图3的加减法器63对来自检波器61a、61b的输出进行加减运算并输出。另外，滤波器44使来自加减法器63的中间频率信号通过并输出。另外，包络检波器45对来自滤波器44的中间频率信号进行平方律检波，取出光发送机21中的发送数据并输出。在光接收机22接收到以除接收对象的码之外的其它码进行了编码的编码光(以下将“以除接收对象的码之外的其它码进行了编码的编码光”设为“接收对象外的编码光”)的情况下，接收对象外的编码光中值是“1”的光频码片，具有滤波器44的导通频带内的中间频率信号的一半由加减法器63进行加法运算而另一半由加减法器63进行减法运算从而相互抵消的码关系，因此通过加减法器63而被抵消。由此，接收对象外的码中值是“1”的光频码片，由于码的正交性而以大致均等的强度被输入到加法侧和减法侧两者的加减法器63中，通过加减法器63中的差动而被抵消，理想情况下没有码间干扰。另一方面，接收对象的码中值是“1”的光频码片，向连接在加减法器63的加法侧的检波器61a或者连接在减法侧的检波器61b中的任一方大致输入光频码片，不输入到另一检波器61b。根据构成信号光的多个光频码片的光强度、偏振波状态，在与各频率的光对应的中间频率信号不均等的情况下，为了抵消没有选择的码而对构成信号光的多个光频率的光之间的强度比、或者构成本机振荡光的多个光频率的光之间的强度比进行调整而使得抵消。加减法器63的输出经由使被调制的中心频率信号通过的滤波器44，在包络检波器45中对中间频率信号进行平方律检波后，作为光发送机21中的发送数据信号而输出。此外，作为解调器而应用的包络检波器45通过检测由调制信号的标记和空的值所致的强度差来取出发送数据，因此没有必要限定为平方律检波，在直接对中间频率信号进行模拟-数字变换并检测强度差的情况下，还能够用数字信号处理来替换。在利用数字信号处理而进行的情况下，加减法器、滤波器、调整器也能够在模拟-数字变换后以数字信号处理来进行。

如图4所示，解码器54的输出和检波器61a、61b如果对每个光频码片进行分割，将各个光频码片中的每个光频码片的输出进行分支并在加减法器63中根据码进行加减运算，则在与各码相应的加减法器63之间至少能够共用检波器之前的部分，因此能够减轻对每个码分割光的分割损失。另外，滤波器44是规定的频率差的绝对值是中间频率、包括中间频率而具有大致数据率以上的通过频带的带通滤波器。也可以调换加减法器63和滤波器44的顺序。在这种情况下，与向加减法器63输入的数量相当的滤波器连接在加减法器63的前级。在解码器54的分支是两个输出的情况下，如图5所示，也可以代替图3的检波器61a、61b和加减法器63的组合，而使用差动检波器64a、64b。另外，也可以调换图3的加减法器63的加法侧和减法侧。这是因为来自检波器61a、61b的信号在加减法器63的输出中反转。

在光接收机22只接收以接收对象的码进行了编码的编码光(以下将“以接收对象的码进行了编码的编码光”设为“接收对象的编码光”)的情况下，例如发送数据是标记和空的2值的情况下，调整器51、52、62a、62b调整中间频率信号的相位，使得当发送数据是标记时和空时从加减法器63分别输出的信号中处于滤波器44的导通频带内的中间频率信号的绝对值不同。例如，进行调整使得当发送数据是标记时比发送数据是空时还大。发送数据是多值的情况下也相同。另一方面，在还接收接收对象外的编码光的情况下，调整中间频率信号的相位，使得将接收对象的码的发送数据中输出是与规定为大的值对应的发送数据时的加减法器63的输出以规定的条件进行处理的值的绝对值，大于将其它接收对象的码的发送数据中输出是与规定为小的值对应的发送数据时的加减法器63的输出以规定的条件进行处理的值。在这种情况下，“以规定的条件进行处理”是指，从接收对象的码的输出是与规定为大的值对应的发送数据时的加减法器63的输出中减去将光接收机22接收接收对象外的编码光时从加减法器63输出的信号中处于滤波器44的导通频带内的中间频率信号的电流值与各电流值的产生概率相乘得到的结果的总和，在输出是与规定为小的值对应的发送数据时的加减法器63的输出上相加将光接收机22接收接收对象外的编码光时从加减法器63输出的信号中处于滤波器44的导通频带内的中间频率信号的电流值与各电流值的产生概率相乘得到的结果的总和。

图3的调整器62a、62b在电气段中进行调整，但是图5的调整器62a、62b在光学段中进行调整。在图3中，也可以与图5同样地用光学段替换。另外，在图3、图5中，对由光合分波器53进行混合的前级的编码光和本机振荡光的各个、以及检波器61a、61b的前后的任一个配置调整器62a、62b，在图4中在各光频码片的检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2的后级配置调整器62a-1、62a-2、62b-1、62b-2，但是如果能够使中间频率信号的相位一致以使能够辨别各数据值，则也可以追加/删减调整器62a、62b、62a-1、62a-2、62b-1、62b-2。作为调整器51、52、62a、62b、62a-1、62a-2、62b-1、62b-2，理想的是对在光发送机21中调制光频码片后到光接收机22的加减法器63为止的由光频率所致的传输延迟进行调整的方差调整器、以及为了使从光源31到检波器61a、61b、61a-1、61a-2、61b-1、61b-2(图3或者图4)或者差动检波器64a、64b(图5)为止的光频码片间的与频率间隔相应的相位差在规定的范围内而对调制前的编码光的传输时间进行调整的相位调整器中的至少一个。另外，作为调整器51，理想的是在光合分波器53中的编码光和本机振荡光的混合前对本机振荡光的传输时间进行调整的相位调整器。另外，理想的是作为其两者组合的调整器。由此，能够调整中间频率信号的具体相位。

下面说明图4的调整器62a-1、62a-2、62b-1、62b-2中的相位调整。作为一个例子应用接收对象的码是“1100”、接收对象外的码是“1010”。为了简单，设为是标记和空的2值传输、且发送“1”值的光频码片而不发送“0”的光频码片。另外，如图4的解码器54所示，设解码器的输出对每个光频码片是独立的，如图4的检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2所示，检波器独立地连接于解码器54的每个输出，如图4的调整器62a-1、62a-2、62b-1、62b-2所示，调整器连接于检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2中的每个检波器。另外，光合分波器53中的编码光和本机振荡光的码片i以下式(7)表示。码片编号1至4分别依次对应于由检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2进行检波的光频码片。

[式7]

编码光：E_scos[2πf_i(t-τ_fi)+φ_s]

本机振荡光：E_Lcos[2π(f_i+f_IF)t+φ_L]

在此，i表示1至4的码片编号，E_S、E_L分别表示编码光以及本机振荡光的各光频码片的电场强度，φ_S、φ_L分别表示编码光以及本机振荡光的初始相位，f_i表示编码光的码片i的频率，F表示编码光和本机振荡光各自相邻的光频码片间的频率差，f_IF表示中间频率，R表示检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2的效率。τ_fi、T_d、τ_e以及τ_ci分别表示从光发送机21到光合分波器53为止的光传输路81的延迟、从光合分波器53到检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2为止的延迟、从检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2到加减法器63为止的延迟以及调整器62a-1、62a-2、62b-1、62b-2的延迟，τ_ci以外都不依赖光频码片而设为相同值。

四个光频码片被解码器54分支，分别被输入到检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2并被检波而输出。在加减法器63中，与光频码片1、2对应的信号被相加，与光频码片3、4对应的信号被相减。各光频码片的加减法器63中的加减运算和滤波器44中的滤波后的中间频率信号表示为下式(8)。

[式8]

RE_sE_Lcos[2πf_IF(t-τ_d-τ_e-τ_ci)

+φ_L-φ_s+2πf_iτ_f]

当接收对象的编码光是标记时，光频码片1和光频码片2的信号在加减法器63中被相加，因此将两者相加的值表示为下式(9)。另一方面，当接收对象外的编码光是标记时，光频码片1被相加而光频码片3的信号被相减，因此对两者进行了减法运算的干扰成分的值表示为下式(10)。并且，调整器62a-1、62a-2、62b-1、62b-2只要进行设定分别使得下式(10)中所示的干扰成分最小化并使信号成分最大化，从而满足前述接收对象的编码光和接收对象外的编码光之间的关系即可。

[式9]

RE_sE_Lcos[2πf_IF(t-τ_d-τ_e-0.5τ_c1-0.5τ_c2)+φ_L

-φ_s+2π(f₁+F/2)τ_f]cos[π(Fτ_f-f_IF(τ_c1+τ_c2))]

[式10]

-RE_sE_Lsin[2πf_IF(t-τ_d-τ_e-0.5τ_c1-0.5τ_c3)+φ

_L-φ_s+2π(f₁+F)τ_f]sin[π(Fτ_f-f_IF(τ_c1+τ_c3))]

在本实施方式中，不取决于调制方式，但是作为典型例子示出了在ASK2值传输中只在标记时发送编码光的情况下的误码率。码i(i是1到K(其中，K是大于等于2的自然数))的编码光E_i以及本机振荡光E_L，例如分别由下式(11)表示。

[式11]

$E_i=\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{E}_{\mathrm{im}}\cos (2\mathrm{\π}{f}_{\mathrm{im}}t+{\mathrm{\φ}}_t),E_L=\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos (2\mathrm{\π}(f_{\mathrm{im}}+f_{\mathrm{IF}})t+{\mathrm{\φ}}_L)$

在式(11)中，E_im、E_Lm分别表示编码光和本机振荡光的光频码片m(m是1至M(其中，M是大于等于2的自然数))的电场强度，φ_i、φ_L分别表示码i的编码光和本机振荡光的光频码片的初始相位。f_im、f_IF分别表示码片m的频率和中间频率。

码p的编码光的加减法器后的输出电流，表示为下式(12)。

[式12]

$i_p=2R\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(\sqrt{C_{\mathrm{pm}}{C}_{\mathrm{pn}}}-\sqrt{C_{\mathrm{pm}}^{\′}{C}_{\mathrm{pn}}^{\′}})E_{\mathrm{Lm}}{E}_{\mathrm{Ln}}\cos \left(2\mathrm{\π}[m-n]\mathrm{Ft}\right)$

$+2R\underset{i}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(\sqrt{C_{\mathrm{pm}}{C}_{\mathrm{pn}}}-\sqrt{C_{\mathrm{pm}}^{\′}{C}_{\mathrm{pn}}^{\′}})E_{\mathrm{im}}{E}_{\mathrm{kn}}\cos (2\mathrm{\π}[m-n]\mathrm{Ft}+{\mathrm{\φ}}_i-{\mathrm{\φ}}_k)$

$+2R\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{pm}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos ({2\mathrm{\πf}}_{\mathrm{IF}}t-{\mathrm{\φ}}_p-{\mathrm{\φ}}_L)+2R\underset{i;i\≠p}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{im}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos ({2\mathrm{\πf}}_{\mathrm{IF}}t+{\mathrm{\φ}}_i-{\mathrm{\φ}}_L)$

$+2R\underset{i}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n;n\≠m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(\sqrt{C_{\mathrm{pm}}{C}_{\mathrm{pn}}}-\sqrt{C_{\mathrm{pm}}^{\′}{C}_{\mathrm{pn}}^{\′}})E_{\mathrm{im}}{E}_{\mathrm{Ln}}\cos (2\mathrm{\π}(f_{\mathrm{IF}}+[m-n]F)t+{\mathrm{\φ}}_i-{\mathrm{\φ}}_L)+n\left(t\right)$

在此，R表示检波器的灵敏度，C_pm和C_pm’表示码p为接收对象的解码器54的光频码片m的功率传递函数，n(t)表示光接收机22的噪声。第1、第2项是输出电流的式子的本机振荡光和编码光的直接检波成分，第3项是接收对象的信号成分，第4以及第5项是码间干扰成分(MAI)。第1、第2以及第5项由使中间频率通过的滤波器44除去。由于码的正交性，在理想情况下第4项被抑制。在此，第4项的MAI电流的残留成分相对于接收对象信号的电流成分i_data的码间干扰抑制比(CMR)α_i由下式(13)表示。

[式13]

${\mathrm{\α}}_i=\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{im}}{E}_{\mathrm{Lm}}/\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{pm}}{E}_{\mathrm{Lm}}$

为了更简单化，设MAI电流和码间干扰抑制比为相同时，输出电流表示为下式(14)。

[式14]

$i_p=2R\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{pm}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos ({2\mathrm{\πf}}_{\mathrm{IF}}t+{\mathrm{\φ}}_p-{\mathrm{\φ}}_L)$

$+2R\underset{i;i\≠p}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{im}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos ({2\mathrm{\πf}}_{\mathrm{IF}}t+{\mathrm{\φ}}_i-{\mathrm{\φ}}_L)+N\left(t\right)$

$=A\sqrt{{(D_p\left(t\right)+\underset{i;i\≠p}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i\left(t\right)\mathrm{\α}\cos {\mathrm{\φ}}_i^{\′})}^2+{\left(\underset{i;i\≠p}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i\left(t\right)\mathrm{\α}\sin {\mathrm{\φ}}_i^{\′}\right)}^2}\cos ({2\mathrm{\πf}}_{\mathrm{IF}}t+{\mathrm{\φ}}_p-{\mathrm{\φ}}_L)$

$+x\cos ({2\mathrm{\πf}}_{\mathrm{IF}}t+{\mathrm{\φ}}_p-{\mathrm{\φ}}_L)$

$-y\sin ({2\mathrm{\πf}}_{\mathrm{IF}}t+{\mathrm{\φ}}_p-{\mathrm{\φ}}_L)$

$r^2={(A\sqrt{{(D_p\left(t\right)+\underset{i;i\≠p}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i\left(t\right)\mathrm{\α}\cos {\mathrm{\φ}}_i^{\′})}^2+{\left(\underset{i;i\≠p}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i\left(t\right)\mathrm{\α}\sin {\mathrm{\φ}}_i^{\′}\right)}^2}+x)}^2+y^2$

$={(A\′+x)}^2+y^2=x^{\′2}+y^2,{\mathrm{\φ}}_i^{\′}={\mathrm{\φ}}_i-{\mathrm{\φ}}_p$

$D_i\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& (;\mathrm{mark})\\ 0& (;\mathrm{space})\end{array}\right.$

在式(14)中，r²表示包络线，φ_I’表示相位差，A表示信号强度，N(t)表示通过了滤波器44的噪声，α表示码间干扰抑制比，D_i(t)表示取0或者1值的时刻t的码i的数据值，x和y表示同相成分和正交成分的噪声。作为最大条件，同相的MAI成分的相位差是π的情况和0的情况下，A’使用MAI电流强度z重新写成下式(15)。

[式15]

$A\′=A\sqrt{{(D_p\left(t\right)+\underset{i;i\≠p}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i\left(t\right)\mathrm{\α}\cos {\mathrm{\φ}}_i^{\′})}^2+{\left(\underset{i;i\≠p}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{D}_i\left(t\right)\mathrm{\α}\sin {\mathrm{\φ}}_i^{\′}\right)}^2}$

$\≈\sqrt{{({\mathrm{AD}}_p\left(t\right)+z)}^2}$

$z=\underset{i;i\≠p}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{AD}}_i\left(t\right)\mathrm{\α}{\mathrm{\θ}}_i,{\mathrm{\θ}}_i=\left\{\begin{array}{cc}1,& {\mathrm{\φ}}_i^{\′}=0\\ -1,& {\mathrm{\φ}}_i^{\′}=\mathrm{\π}\end{array}\right.$

另外，z的概率密度表示为下式(16)。

[式16]

$p\left(z\right)=\underset{u=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{s=0}{\overset{u}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{}}_{k-1}{C}_u}{2^{k-1}}\frac{{\mathrm{}}_u{C}_s}{2^u}\mathrm{\δ}(z-(2s-u)\mathrm{\αA})$

在下式(16)中，u和s是在数据值是标记以及相位是0的情况下的接收对象外的编码光的数量。当假定x’和y是相互不相关的高斯分布时，噪声的方差σ²表示为下式(17)。

[式17]

${\mathrm{\σ}}^2=\stackrel{\‾}{i_s^2}+\stackrel{\‾}{i_b^2}+\stackrel{\‾}{i_L^2}+\stackrel{\‾}{i_d^2}+\stackrel{\‾}{i_{s-b}^2}+\stackrel{\‾}{i_{b-b}^2}+\stackrel{\‾}{i_c^2}\≈\stackrel{\‾}{i_L^2}+\stackrel{\‾}{i_c^2}\≈2\mathrm{eBR}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}+C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{Lm}}^2+\stackrel{\‾}{i_c^2}$

在式(17)中，从第1项开始依次表示接收对象的编码光的散乱噪声、接收对象外的编码光的散乱噪声、本机振荡光的散乱噪声、暗电流的散乱噪声、接收对象的编码光和接收对象外的编码光之间的拍频噪声、接收对象外的编码光彼此的拍频噪声、接收系统的其它噪声各自的方差。另外，e是元电荷，B是接收系统的电气频带。提供了z时的附带条件的概率密度表示为下式(18)。

[式18]

因而，提供了z时的结合概率密度变成下式(19)。

[式19]

在式(19)中，I₀(v)是零次的第1种修正贝赛尔函数。此时，误码率由下式(20)表示。

[式20]

$\mathrm{BER}=\frac{1}{2}[{\∫}_0^T{\∫}_{-\∞}^{\∞}p\left(z\right)p_z\left(r\right)\mathrm{dzdr}+{\∫}_T^{\∞}{\∫}_{-\∞}^{\∞}p\left(z\right)p_z\left(r\right)\mathrm{dzdr}]$

$=\frac{1}{2}\underset{u=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{s=0}{\overset{u}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{}}_{k-1}{C}_u{\mathrm{}}_u{C}_s}{2^{k-1+u}}\left[{\∫}_0^T\frac{r}{{\mathrm{\σ}}^2}{I}_0\left(\frac{r(A+(2s-u)\mathrm{\αA})}{{\mathrm{\σ}}^2}\right)e^{-\frac{r^2+(A+(2s-u)\mathrm{\αA}{)}^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}}\right)\mathrm{dr}$

$+{\∫}_T^{\∞}\frac{r}{{\mathrm{\σ}}^2}{I}_0\left(\frac{r\left|(2s-u)\mathrm{\αA}\right|}{{\mathrm{\σ}}^2}\right)e^{-\frac{r^2+{\left((2s-u)\mathrm{\αA}\right)}^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}}\mathrm{dr}]$

$=\underset{u=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{s=0}{\overset{u}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{}}_{k-1}{C}_u{\mathrm{}}_u{C}_s}{2^{k-1+u}}[1-Q(\frac{(A+(2s-u)\mathrm{\αA}}{{\mathrm{\σ}}^2},\frac{T}{\mathrm{\σ}})+Q(\frac{\left|(2s-u)\mathrm{\αA}\right|}{\mathrm{\σ}},\frac{T}{\mathrm{\σ}})]$

$Q(a,b)={\∫}_{-\∞}^{\∞}t{I}_0\left(\mathrm{at}\right)e^{-\frac{t^2+a^2}{2}}\mathrm{dt}$

T＝A/2

在式(20)中，Q(a，b)是markham的Q函数，T是标记和空的阈值。在码数通过高斯分布而进行2项分布近似时充分的情况下，还能够如下式(21)那样进行近似。

[式21]

$\mathrm{BER}\≈\frac{1}{2}\exp (-\frac{1}{8}\frac{i_{\mathrm{data}}^2}{{\mathrm{\σ}}^2+\stackrel{\‾}{i_{\mathrm{MAI}}^2}})\≈\frac{1}{2}\exp (-\frac{1}{8}\frac{i_{\mathrm{data}}^2}{2\mathrm{eBR}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}+C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{Lm}}^2+\stackrel{\‾}{i_c^2}+\mathrm{MAI}})$

其中，

$\mathrm{MAI}=\stackrel{\‾}{i_{\mathrm{MAI}}^2}.$

在式(21)中，MAI是MAI电流的方差，其值是(K-1)(i_data)²α²/2。并且，在本实施方式中，说明设为“2个光发送机-1个光接收机”结构时的测量结果。根据图5进行说明。

作为前提条件，光发送机21侧的光源31以及本机振荡光源41由输出种子光的激光二极管(LD)(未图示)、合成器(未图示)以及强度调制器(未图示)构成。该强度调制器利用来自该合成器的12.5GHz的正弦波来驱动，来自该LD的种子光本身和双边带的频率间隔F构成12.5GHz的三个光频码片。利用从合成器到边带生成用的强度调制器为止的电气延迟线或者边带生成用的强度调制器后级的光的延迟线，来调整编码光和本机振荡光的相位。这些延迟线构成本结构的调整器的一部分。编码光和本机振荡光的光频率相距中间频率2.5GHz。编码器33使用了FSR是40GHz和20GHz的马赫-曾德干涉仪。光发送机21在这些编码器33中构成接收对象的码“0011”以及接收对象外的码“0101”的编码光。以1Gbit/s的2⁷-1的伪随机模式利用数据调制用强度调制器(图5的调制器32)调制了编码光。在光接收机22中，作为解码器54而使用了25GHz间隔的2ch的滤光器。解码器54和该差动检波器之间分别插入有用于对两通路的相位差和强度差进行补正的光延迟线(未图示)和光衰减器(未图示)。调整器51、52、62a、62b由光延迟线和前述电气或者光的延迟线构成。

图6a、图6b、图6c中分别示出输入到解码器54中的接收对象的编码光、接收对象外的编码光以及本机振荡光的光谱。另外，图7a、图7b、图7c中分别示出输入到检波器64a中的接收对象的编码光、接收对象外的编码光以及本机振荡光的光谱。另外，图8a、图8b、图8c中分别示出输入到检波器64中的接收对象的编码光、接收对象外的编码光以及本机振荡光的光谱。具体地说，图6a、图7a以及图8a表示接收对象的编码光的光谱，图6b、图7b以及图8b表示接收对象外的编码光的光谱，图6c、图7c以及图8c表示本机振荡光的光谱。

差动检波器64a、64b的输出由中间频率放大器进行放大后，由使1.25GHz至3.75GHz通过的滤波器44进行滤波，并被由二极管和低通滤波器构成的包络检波器45解调。考虑了光频码片的强度不均匀性的码间干扰抑制比(CMR)α是30.7dB。

图9中示出有接收对象外的编码光的情况和没有接收对象外的编码光的情况下的接收对象的编码光的误码率。白圆是没有接收对象外的编码光的情况下的误码率，黑圆、白三角、黑菱形分别是有强度与没有接收对象外的编码光的情况下误码率是10^-9的编码光的强度相比大0、5、10dB的接收对象外的编码光的情况下的误码率，模拟了编码光的数量多的情况。实线和虚线分别是根据式(20)计算的使用实测参数的接收对象外的编码光强度是0dB和10dB时的计算值。

图2中示出以码复用数为横轴的依照式(20)的误码率是10^-9的功率损失。单点划线、双点划线以及实线是码间干扰抑制比α为25、30.7、35dB的情况。与虚线所示的现有例子的计算值相比，改善效果明显。黑圆是接收对象外的编码光强度是0、5、10dB的情况下的实测值，与计算值大致一致。此外，示出了基于式(20)计算的计算值，但是基于式(21)计算的计算值也大致一致。

如果使用一般的式子示出本实施方式，则成为如下。为了简单，示出了发送数据的值是标记和空的2值传输且没有接收对象外的编码光的状况，但是在多值或者有接收对象外的编码光时也相同。设构成到达检波器61a的本机振荡光的第i个光为eA_{L1_i}，设构成发送数据的值是标记时的编码光的第j个光为eA_{m1_j}，设构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光为eA_{s1_j}，设构成到达检波器61b的本机振荡光的第i个光为eB_{L1_i}，设构成发送数据的值是标记时的编码光的第j个光为eB_{m1_j}，设构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光为eB_{s1_j}，设滤波器44的导通频带为Be，将与i和j有关的总和表示为∑∑时，发送数据的值是标记时的编码光和本机振荡光的拍频电流中处于滤波器44的导通频带Be内的拍频电流的与i和j有关的总和即标记时的拍频电流总和的平方，大于本机振荡光和发送数据的值是空时的编码光的拍频电流中处于滤波器44的导通频带Be内的拍频电流的与i和j有关的总和即空时的拍频电流总和的平方，由式(24)表示。在此，标记时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(22)，空时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(23)。

[式22]

∑∑{eA_{L1_i}·eA_{m1_j}Be-eB_{L1_i}·eB_{m1_j}Be}

[式23]

∑∑{eA_{L1_i}·eA_{s1_j}Be-eB_{L1_i}·eB_{s1_j}Be}

[式24]

(∑∑{eA_{L1_i}·eA_{m1_j}Be-eB_{L1_i}·eB_{m1_j}Be})²>

(∑∑{eA_{L1_i}·eA_{s1_j}Be-eB_{L1_i}·eB_{s1_j}Be})²

根据式(24)所示的关系式，在本实施方式中能够用相干检波对利用不同光频率的多个光进行的数据传输进行检波。下面说明调制方式。

a)ASK的情况

将构成到达检波器61a的本机振荡光的第i个光eA_{L1_i}的电场强度设为EA_{L1_i}、频率设为f_{L1_i}、初始相位设为ΦA_{L1_i}，将构成发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eA_{m1_j}的电场强度设为DAm_{s1_j}EA_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦA_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PA_{s1_j}，将构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eA_{s1_j}的电场强度设为DAs_{s1_j}EA_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦA_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PA_{s1_j}，将构成到达检波器61b的本机振荡光的第i个光eB_{L1_i}的电场强度设为EB_{L1_i}、频率设为f_{L1_i}、初始相位设为ΦB_{L1_i}，将构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eB_{m1_j}的电场强度设为DBm_{s1_j}EB_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦB_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PB_{s1_j}，将构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eB_{s1_j}的电场强度设为DBs_{s1_j}EB_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦB_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PB_{s1_j}时，只要本机振荡光和发送数据的值是标记时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的标记时的拍频总和的平方，大于本机振荡光和发送数据的值是空时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的空时的拍频总和的平方，式(27)成立即可。在此，标记时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(25)，空时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(26)。

[式25]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}DAm_{s1_j}EA_{s1_j}cos[2π〔fs_{1_}

_j—f_{L1_i}〕t+ΦA_{s1_j}—ΦAL_{1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}

DBm_{s1_j}EB_{s1_j}cos[2〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_s1

_-j—ΦB_{L1_i}]Be}

[式26]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}DAs_{s1_j}EA_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_}

_j—f_{L1_i}〕t+ΦA_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}

DBs_{s1_j}EB_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_s1

_{_j}—ΦB_{L1_i}]Be}

[式27]

(∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}DAm_{s1_j}EA_{s1_j}cos[2π〔f_s

_{1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦA_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_}

_iDBm_{s1_j}EB_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_s

_{1_j}—ΦB_{L1_i}]Be})²>(∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}DAs_{s1_j}

EA_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦA_{s1_j}—ΦA_L1

_{_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}DBs_{s1_j}EB_{s1_j}cos[2π〔f

_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_{s1_j}—ΦB_{L1_i}]Be})²

B)FSK(其1)的情况

首先，示出在标记的情况和空的情况下使用相同的本机振荡光的情况的例子。设构成到达检波器61a的本机振荡光的第i个光eA_{L1_i}的电场强度为EA_{L1_i}、频率为f_{L1_i}、相位为ΦA_{L1_i}，设构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eA_{m1_j}的电场强度为EA_{s1_j}、频率为fm_{s1_j}、相位为ΦA_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦为PA_{s1_j}，设构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eA_{s1_j}的电场强度为EA_{s1_j}、频率为fs_{s1_j}、相位为ΦA_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦为PA_{s1_j}，设构成到达检波器61b的本机振荡光的第i个光eB_{L1_i}的电场强度为EB_{L1_i}、频率为f_{L1_i}、相位为ΦB_{L1_i}，设构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eB_{m1_j}的电场强度为EB_{s1_j}、频率为fm_{s1_j}、相位为ΦB_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦为PB_{s1_j}，设构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eB_{s1_j}的电场强度为EB_{s1_j}、频率为fs_{s1_j}、相位为ΦB_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦为PB_{s1_j}时，只要本机振荡光和发送数据的值是标记时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的标记时的拍频总和的平方，大于本机振荡光和发送数据的值是空时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的空时的拍频总和的平方，式(30)成立即可。在此，标记时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(28)，空时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(29)。

[式28]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}EA_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}—f_{L1_i}〕

t+ΦA_{s1_j}_ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}EB_{s1_j}cos[

2π〔fm_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_{s1_j}—ΦB_{L1_i}]Be}

[式29]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}EA_{s1_j}cos[2π〔fs_{s1_j}—f_{L1_i}〕

t+ΦA_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}EB_{s1_j}cos[

2π〔fs_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_{s1_j}—ΦB_{L1_i}]Be}

[式30]

(∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}EA_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}—f_L

_{1_i}〕t+ΦA_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}EB_{s1_}

_jcos[2π〔fm_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_{s1_j}—ΦB_{L1_i}]B

e})²>(∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_1}EA_{s1_j}cos[2π〔fs_s1

_{_j}—f_{L1_i}〕t+ΦA_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}

EB_{s1_j}cos[2π〔fs_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_{s1_j}—ΦB

_{L1_i}]Be})²

C)FSK(其2)的情况

接着，示出频率偏移大的、在标记的情况和空的情况中使用不同的本机振荡光的情况的例子。将构成到达检波器61a的本机振荡光的第i个光eA_{L1_i}内与发送数据的值是标记时的编码光对应的情况下的电场强度表示为EAm_{L1_i}、频率表示为fm_{L1_i}、相位表示为ΦAm_{L1_i}，将与发送数据的值是空时的编码光对应的情况下的电场强度表示为EAs_{L1_i}、频率表示为fs_{L1_i}、相位表示为ΦAs_{L1_i}，将构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eA_{m1_j}的电场强度设为EAm_{s1_j}，频率设为fm_{s1_j}，相位设为ΦAm_{s1_j}、偏振波面相对于构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PAm_{s1_j}，将构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eA_{s1_j}的电场强度设为EAs_{s1_j}、频率设为fs_{s1_j}、相位设为ΦAs_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PAs_{s1_j}，将构成到达检波器61b的本机振荡光的第i个光eB_{L1_i}内与发送数据的值是标记时的编码光对应的情况下的电场强度设为EBm_{L1_i}、频率设为fm_{L1_i}、相位设为ΦBm_{L1_i}，将与发送数据的值是空时的编码光对应的情况下的电场强度表示为EBs_{L1_i}、频率表示为fs_{L1_i}、相位表示为ΦBs_{L1_i}，将构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eB_{m1_j}的电场强度设为EBm_{s1_j}、频率设为fm_{s1_j}、相位设为ΦBm_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PBm_{s1_j}，将构成当发送数据的值是空时的编码光的第j个光eB_{s1_j}的电场强度设为EBs_{s1_j}、频率设为fs_{s1_j}、相位设为ΦBs_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PBS_{s1_j}时，只要本机振荡光和发送数据的值是标记时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的标记时的拍频总和的平方，大于本机振荡光和发送数据的值是空时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的空时的拍频总和的平方，式(33)成立即可。在此，标记时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(31)，空时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(32)。

[式31]

∑∑{PAm_{s1_j}EAm_{L1_i}EAm_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}—

fm_{L1_i}〕t+ΦAm_{s1_j}—ΦAm_{L1_i}]Be-PBm_{s1_j}EBm

_{L1_i}EBm_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}—fm_{L1_i}〕t+ΦBm

_{s1_j}—ΦBm_{L1_i}]Be}

[式32]

∑∑{PAs_{s1_j}EAs_{L1_i}EAs_{s1_j}cos[2π〔fs_{s1_j}—

fs_{L1_i}〕t+ΦAs_{s1_j}—ΦAs_{L1_i}]Be—PBs_{s1_j}EB

s_{L1_i}EBs_{s1_j}cos[2π〔fs_{s1_j}—fs_{L1_i}〕t+ΦB

s_{s1_j}—ΦBs_{L1_i}]Be}

[式33]

(∑∑{PAm_{s1_j}EAm_{L1_i}EAm_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}—f

m_{L1_i}〕t+ΦAm_{s1_j}—ΦAm_{L1_i}]Be-PBm_{s1_j}EBm_{L1_i}

EBm_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}—fm_{L1_i}〕t+ΦBm_{s1_j}—Φ

Bm_{L1_i}]Be})²>(∑∑{PAs_{s1_j}EAs_{L1_i}EAs_{s1_j}cos

[2π〔fs_{s1_j}—fs_{L1_i}〕t+ΦAs_{s1_j}—ΦAs_{L1_i}]Be—P

Bs_{s1_j}EBs_{L1_1}EB_{s1_j}cos[2π〔fs_{s1_j}—fs_{L1_i}

〕t+ΦBs_{s1_j}—ΦBs_{L1_i}]Be})²

(第2实施方式)

图10以及图11中示出与本实施方式有关的光接收机的概要结构图。其与第1实施方式中说明的图3和图4的光接收机22相对应。与图3以及图4的光接收机22的不同点在于，图10以及图11的光接收机22是将本机振荡光和编码光分别用解码器54a、54b根据接收对象的码进行分支后，分别由光合分波器53a、53b进行混合。在图11中，来自解码器54a、54b的输出按每个光频码片进行分割而输出，光合分波器53a-1、53a-2、53b-1、53b-2是按每个频率码片将光进行混合而输出。在图10以及图11中，符号与图3以及图4相同的结构要素表示相同的结构要素，因此省略说明。

在图3以及图4的光接收机22中，作为与各光频码片对应的通过频带，除了编码光的调制扩散之外，还需要到相隔中间频率的本机振荡光为止的通过频带，但是在图10以及图11的光接收机22中，使本机振荡光和编码光分别单独地通过解码器54a、54b，因此具有如下效果：编码光中使用的解码器54a的通过频带除了编码光的线宽之外是调制扩散程度即可；本机振荡光中使用的解码器54b的通过频带是本机振荡光的线宽程度即可。但是，在图10以及图11的光接收机22中，将本机振荡光和编码光分别用解码器54a、54b进行分支后利用光合分波器53a、53b进行混合，因此本机振荡光和编码光的相位差根据从分支点到混合点为止的通路长度而不同。因此，需要进行调整使得在光的波长等级中相位差为相同程度。为了该调整，在本机振荡光侧的解码器和光合分波器之间具有调整器57、58。也可以不是本机振荡光侧，而是编码光侧或者是两侧。虽然只在图10中进行了记载，但是图11以及之后的方式中使用的图12至图15、图19至图24中也相同。

(第3实施方式)

图12以及图13中示出与本实施方式有关的光接收机的概要结构图。其与第1实施方式中说明的图3和图4的光接收机22相对应。图12以及图13的光接收机的结构是：将图10以及图11的光接收机22中的编码光侧的解码器54a替换为解码器54，将光接收机22中的本机振荡光侧的解码器54b替换为光分波器55。在图12以及图13中，符号与图10以及图11相同的结构要素表示相互相同的结构要素，因此省略说明。

关于图12以及图13的光接收机22，当图10以及图11的光接收机22中的本机振荡光侧的解码器54b的光损失相对于分割本机振荡光的光分波器55的光损失大时，与图10以及图11的光接收机22相比，能够减小光损失。其它效果与图10以及图11的光接收机22中所得到的效果相同，与图3以及图4的光接收机22相比，能够减轻对解码器54的通过频带的要求。

(第4实施方式)

图14以及图15中示出与本实施方式有关的光接收机的概要结构图。其与第1实施方式中说明的图3和图4的光接收机相对应。图14以及图15的光接收机22的结构是：将图10以及图11的光接收机22中的编码光侧的解码器54a替换为光分波器55，将光接收机22中的编码光侧的解码器54b替换为解码器54。在图14以及图15中，符号与图10以及图11相同的结构要素表示相互相同的结构要素，因此省略说明。

关于图14以及图15的光接收机22，当图10以及图11的光接收机22中的本机振荡光侧的解码器54b的光损失相对于分割编码光的光分波器55的光损失大时，与图10以及图11的光接收机22相比，能够减小光损失。另外，与图12以及图13的光接收机22相比，能够进一步减轻解码器54的通过频带的要求。其它效果与图10以及图11的光接收机22中所得到的效果相同，与图3以及图4的光接收机22相比，能够减轻解码器54的通过频带的要求。

(第5实施方式)

图16中示出与本实施方式有关的光接收机的概要结构图。关于图16的光接收机22，将本机振荡光和编码光进行混合的光合分波器以及检波器的结构与图10不同。即，图16的光合分波器是分别输出两个输出的光合分波器53a、53b，检波器是接受光合分波器53a、53b的两个输出的差动检波器64a-1、64a-2、64b-1、64b-2。另外，图16的光接收机22具备与图10的调整器62a、62b相当的调整器57、58。在图16中，符号与图10以及图11相同的结构要素表示相互相同的结构要素，因此省略说明。

例如是将作为两个输入的编码光和本机振荡光作为相位差是π的不同的两个输出而进行输出的理想的2×2光合分波器的情况下，光合分波器53a、53b以大致相等的光路长度将混合光输入到差动检波器64a-1、64a-2、64b-1、64b-2来进行差动检波，由此能够减轻相对信号成分成为噪声的编码光以及本机振荡光的直接检测成分和编码光之间的拍频成分等共模噪声。

相同的结构还能够应用于在图11、图12、图13、图14以及图15的解码器54、54a、54b的后级由光合分波器53a、53b、53a-1、53a-2、53b-1、53b-2混合编码光和本机振荡光的各光接收机22的结构中。即，其结构是光合分波器53a、53b、53a-1、53a-2、53b-1、53b-2分别输出两个，并分别由图16的差动检波器64a-1、64a-2、64b-1、64b-2对各光合分波器的该两个输出进行检波。

(第6实施方式)

在本实施方式中，光接收机的检波方法与图3至图5以及图10至图15中所说明的光接收机22中的检波方法不同。在图3至图5以及图10至图15的光接收机22中应用了由包络检波器45进行的平方律检波，但是在本实施方式中代替包络检波而进行同步检波。首先，说明使构成编码光的各光频码片和构成本机振荡光的各光频码片的光频率和相位同步的光段中的零拍的情况。在这种情况下，代替图3至图5以及图10至图15的光接收机22的包络检波器45，而具备用于进行光相位同步的调整本机振荡光源41相位的相位调整电路(未图示)。理想的是相位调整电路对加减法器63的输出信号进行相位同步，但是在如图4、图11、图13以及图15那样构成为对每个光频码片进行光检波的情况下，也可以将从检波器61a-1、61a-2、61b-1、61b-2到加减法器63为止的相位分别加到输出信号上来调整相位。

另外，在图3至图5以及图10至图15的光接收机22中，相对于发送数据的值需要使加减法器63的输出的绝对值的差不同，但是在本实施方式中不进行包络检波，因此还能够取负值，所以只要输出值不同即可。因此，图3至图5以及图10至图15的调整器62a、62b、62a-1、62a-2、62b-1、62b-2根据发送数据的值进行调整使得输出值不同而不是输出的绝对值不同。在传送如将标记的情况和空的情况下发送的光频码片进行调换那样的发送数据的情况下，与只在一个值的情况下发送相比信号强度相抵而具有变成2倍的效果。

如果与第1实施方式相同地对本实施方式使用一般的式子，则如下。为了简单，示出了发送数据的值是标记和空的2值传输且没有接收对象外的编码光的状况，但是在多值或者有接收对象外的编码光时也相同。设构成到达检波器61a、61a-1、61a-2的本机振荡光的第i个光为eA_{L1_i}，设构成发送数据的值是标记时的编码光的第j个光为eA_{m1_j}，设构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光为eA_{s1_j}，设构成到达检波器61b、61b-1、61b-2的本机振荡光的第i个光为eB_{L1_i}，设构成发送数据的值是标记时的编码光的第j个光为eB_{m1_j}，设构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光为eB_{s1_j}，设滤波器44的导通频带为Be，将与i和j有关的总和表示为∑∑时，发送数据的值是标记时的编码光和本机振荡光的拍频电流中处于滤波器44的导通频带Be内的拍频电流的与i和j有关的总和即标记时的拍频电流总和，大于本机振荡光和发送数据的值是空时的编码光的拍频电流中处于滤波器44的导通频带Be内的拍频电流的与i和j有关的总和即空时的拍频电流总和，由式(36)表示。在此，标记时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(34)，空时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(35)。

[式34]

∑∑{eA_{L1_i}·eA_{m1_j}Be-eB_{L1_i}·eB_{m1_j}Be}

[式35]

∑∑{eA_{L1_i}·eA_{s1_j}Be-eB_{L1_i}·eB_{s1_j}Be}

[式36]

∑∑{eA_{L1_i}·eA_{m1_j}Be-eB_{L1_i}·eB_{m1_j}Be}>∑∑{

eA_{L1_i}·eA_{s1_j}Be-eB_{L1_i}·eB_{s1_j}Be}

根据式(36)所示的关系式，在本实施方式中能够用相干检波对利用不同光频率的多个光进行的数据传输进行检波。下面说明调制方式。

a)ASK的情况

将构成到达检波器61a、61a-1、61a-2的本机振荡光的第i个光eA_{L1_i}的电场强度设为EA_{L1_i}、频率设为f_{L1_i}、初始相位设为ΦA_{L1_i}，将构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eA_{m1_j}的电场强度设为DAm_{s1_j}EA_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦA_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PA_{s1_j}，将构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eA_{s1_j}的电场强度设为DAs_{s1_j}EA_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦA_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PA_{s1_j}，将构成到达检波器61b、61b-1、61b-2的本机振荡光的第i个光eB_{L1_i}的电场强度设为EB_{L1_i}、频率设为f_{L1_i}、初始相位设为ΦB_{L1_i}，将构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eB_{m1_j}的电场强度设为DBm_{s1_j}EB_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦB_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PB_{s1_j}，将构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eB_{s1_j}的电场强度设为DBs_{s1_j}EB_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦB_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的偏振波面的角度差的余弦设为PB_{s1_j}时，只要本机振荡光和发送数据的值是标记时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的标记时的拍频总和，大于本机振荡光和发送数据的值是空时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的空时的拍频总和，式(39)成立即可。在此，标记时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(37)，空时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(38)。

[式37]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}DAm_{s1_j}EA_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_}

_j—f_{L1_i}〕t+ΦA_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}

DBm_{s1_j}EB_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_s1

_{_j}—ΦB_{L1_i}]Be}

[式38]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}DAs_{s1_j}EA_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_}

_j—f_{L1_i}〕t+ΦA_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}

DBs_{s1_j}EB_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_s1

_{_j}—ΦB_{L1_i}]Be}

[式39]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}DAm_{s1_j}EA_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_}

_j—f_{L1_i}〕t+ΦA_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}

DBm_{s1_j}EB_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_s1

_{_j}—ΦB_{L1_i}]Be}>∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}DAs_{s1_j}EA_s1

_-jcos[2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦA_{s1_j}—ΦA_L1-i]Be

-PB_{s1_j}EB_{L1_i}DBs_{s1_j}EB_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_j}—

f_{L1_i}〕t+ΦB_{s1_j}—ΦB_L1]Be}

B)PSK的情况

将构成到达检波器61a、61a-1、61a-2的本机振荡光的第i个光eA_{L1_i}的电场强度设为EA_{L1_i}、频率设为f_{L1_i}、相位设为ΦA_{L1_i}，将构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eA_{m1_j}的电场强度设为EA_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦAm_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PA_{s1_j}，将构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eA_{s1_j}的电场强度设为EA_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦAs_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PA_{s1_j}，将构成到达检波器61b、61b-1、61b-2的本机振荡光的第i个光eB_{L1_i}的电场强度设为EB_{L1_i}、频率设为f_{L1_i}、相位设为ΦB_{L1_i}，将构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eB_{m1_j}的电场强度设为EB_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦBm_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PB_{s1_j}，将构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eB_{s1_j}的电场强度设为EB_{s1_j}、频率设为f_{s1_j}、相位设为ΦBs_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PB_{s1_j}时，只要本机振荡光和发送数据的值是标记时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的标记时的拍频总和，大于本机振荡光和发送数据的值是空时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的空时的拍频总和，式(42)成立即可。在此，标记时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(40)，空时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(41)。

[式40]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}EA_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t

+ΦAm_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}EB_{s1_j}cos[

2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦBm_{s1_j}—ΦB_{L1_i}]Be}

[式41]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}EA_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t

+ΦAs_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_1}EB_{L1_i}EB_{s1_j}cos[

2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦBs_{s1_j}—ΦB_{L1_1}]Be}

[式42]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}EA_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_j}—f_{L1_j}〕t

+ΦAm_{s1_j}—ΦA_L1Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}EB_{s1_j}cos[

2π〔f_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦBm_{s1_j}—ΦB_{L1_i}]Be}>∑∑{PA

_{s1_j}EA_{L1_1}EA_{s1_j}cos[2π〔f_{s1_1}—f_{L1_j}〕t+ΦAs_s

_{1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}EB_{s1_j}cos[2π〔f_s1

_{_j}—f_{L1_i}〕t+ΦBs_{s1_j}—ΦB_{L1_i}]Be}

C)FSK(其1)的情况

首先，示出在标记的情况和空的情况下使用相同的本机振荡光的情况的例子。将构成到达检波器61a、61a-1、61a-2的本机振荡光的第i个光eA_{L1_i}的电场强度设为EA_L1-i、频率设为f_{L1_i}、相位设为ΦA_{L1_i}，将构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eA_{m1_j}的电场强度设为EA_{s1_j}、频率设为fm_{s1_j}、相位设为ΦA_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PA_{s1_j}，将构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eA_{s1_j}的电场强度设为EAs_{1_j}、频率设为fs_{s1_j}、相位设为ΦA_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PA_{s1_j}，将构成到达检波器61b、61b-1、61b-2的本机振荡光的第i个光eB_{L1_i}的电场强度设为EB_{L1_i}、频率设为f_{L1_i}、相位设为ΦB_{L1_i}，将构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eB_{m1_j}的电场强度设为EB_{s1_j}、频率设为fm_{s1_j}、相位设为ΦB_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PB_{s1_j}，将构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eB_{s1_j}的电场强度设为EB_{s1_j}、频率设为fs_{s1_j}、相位设为ΦB_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PB_{s1_j}时，只要本机振荡光和发送数据的值是标记时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和Φ处于滤波器44的导通频带Be内的标记时的拍频总和，大于本机振荡光和发送数据的值是空时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和Φ处于滤波器44的导通频带Be内的空时的拍频总和，式(45)成立即可。在此，标记时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(42)，空时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(43)。

[式43]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}EA_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}—f_{L1_i}〕

t+ΦA_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}EB_{s1_j}cos[

2π〔fm_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_{s1_j}—ΦB_{L1_i}]Be}

[式44]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}EA_{s1_j}cos[2π〔fs_{s1_j}—f_{L1_i}〕

t+ΦA_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}EB_{s1_j}cos[

2π〔fs_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_{s1_j}—ΦB_{L1_1}]Be}

[式45]

∑∑{PA_{s1_j}EA_{L1_i}EA_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}—f_{L1_i}〕

t+ΦA_{s1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_1}EB_{s1_j}cos[

2π〔fm_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦB_{s1_j}—ΦB_{L1_i}]Be}>∑∑{PA

_{s1_j}EA_{L1_i}EA_{s1_j}cos[2π〔fs_{s1_j}—f_{L1_i}〕t+ΦA_s

_{1_j}—ΦA_{L1_i}]Be-PB_{s1_j}EB_{L1_i}EB_{s1_j}cos[2π〔fs_s

_{1_j}—f_{L1_1}〕t+ΦB_{s1_j}—ΦB_{L1_i}]Be}

D)FSK(其2)的情况

接着，示出频率的偏移大、且在标记的情况和空的情况下使用不同的本机振荡光的情况的例子。将构成到达检波器61a、61a-1、61a-2的本机振荡光的第i个光eA_{L1_i}内与发送数据的值是标记时的编码光对应的情况下的电场强度表示为EAm_{L1_i}、频率表示为fm_{L1_i}、相位表示为ΦAm_{L1_i}，将与发送数据的值是空时的编码光对应的情况下的电场强度表示为EAs_{L1_i}、频率表示为fs_{L1_i}、相位表示为ΦAs_{L1_i}，将构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eA_{m1_j}的电场强度设为EAm_{s1_j}、频率设为fm_{s1_j}、相位设为ΦAm_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PAm_{s1_j}，将构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eA_{s1_j}的电场强度设为EAs_{s1_j}、频率设为fs_{s1_j}、相位设为ΦAs_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PAs_{s1_j}，将构成到达检波器61b、61b-1、61b-2的本机振荡光的第i个光eB_{L1_i}内与发送数据的值是标记时的编码光对应的情况下的电场强度设为EBm_{L1_i}、频率设为fm_{L1_i}、相位设为ΦBm_{L1_i}，将与发送数据的值是空时的编码光对应的情况下的电场强度表示为EBs_{L1_i}、频率表示为fs_{L1_i}、相位表示为ΦBs_{L1_i}，将构成当发送数据的值是标记时的编码光的第j个光eB_{m1_j}的电场强度设为EBm_{s1_j}、频率设为fm_{s1_j}、相位设为ΦBm_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PBm_{s1_j}，将构成发送数据的值是空时的编码光的第j个光eB_{s1_j}的电场强度设为EBs_{s1_j}、频率设为fs_{s1_j}、相位设为ΦBs_{s1_j}、偏振波面相对构成对应的本机振荡光的光的角度差的余弦设为PBs_{s1_j}时，只要本机振荡光和发送数据的值是标记时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的标记时的拍频总和，大于本机振荡光和发送数据的值是空时的编码光的拍频电流的与i和j有关的总和中处于滤波器44的导通频带Be内的空时的拍频总和，式(48)成立即可。在此，标记时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(46)，空时的编码光和本机振荡光的拍频电流的与i和j有关的总和表示为式(47)。

[式46]

∑∑{PAm_{s1_j}EA_{L1_i}EAm_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}—

fm_{L1_i}〕t+ΦAm_{s1_j}—ΦAm_{L1_i}]Be-PBm_{s1_j}EBm

_{L1_i}EBm_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}—fm_{L1_i}〕t+ΦBm

_{s1_j}—ΦBm_{L1_i}]Be}

[式47]

∑∑{PAs_{s1_j}EAs_{L1_i}EAs_{s1_j}cos[2π〔fs_{s1_j}—

fs_{L1_i}〕t+ΦAs_{s1_j}—ΦAs_{L1_i}]Be—PBs_{s1_j}EB

s_{L1_i}EBs_{s1_j}cos[2π〔fs_{s1_j}—fs_{L1_i}〕t+ΦB

s_{s1_j}—ΦBs_{L1_i}]Be}

[式48]

∑∑{PAms_{1_j}EAm_{L1_i}EAm_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}_

fm_{L1_i}〕t+ΦAm_{s1_j}—ΦAm_{L1_i}]Be-PBm_{s1_j}EBm

_{L1_i}EBm_{s1_j}cos[2π〔fm_{s1_j}fm_{L1_i}〕t+ΦBm

_{s1_j}—ΦBm_{L1_i}]Be}>∑∑{PAs_{s1_j}EAs_{L1_i}EAs_s1

_{_j}cos[2π〔fs_{s1_j}—fs_{L1_i}]t+ΦAs_{s1_j}—ΦAs_L

_{1_i}]Be—PBs_{s1_j}EBs_{L1_i}EBs_{s1_j}cos[2π〔fs_s

_{1_j}—fs_{L1_i}〕t+ΦBs_{s1_j}—ΦBs_{L1_i}]Be}

并且，在图10至图15的光接收机22中是包络检波，因此只能应用于中间频率比数据率足够大的外差检波中，在本实施方式中是同步检波，因此在外差和零拍的双方都能够应用。与其相伴，图10至图15的滤波器44是通过频带大致为数据速率的一半以上、且不导通直流成分的滤波器。作为这种滤波器44，例如能够由除去直流成分的DC模块和低通滤波器的组合来构成。另外，关于第2实施方式至第4实施方式中所说明的图10至图15的光合分波器53a、53b、53a-1、53a-2、53b-1、53b-2和检波器61a、61b、61a-1、61a-2、61b-1、61b-2，也与图16的光接收机22相同，能够替换为差动检波器64a、64b、64a-1、64a-2、64b-1、64b-2。

(第7实施方式)

在本实施方式中，光接收机的检波方法与第6实施方式中所说明的光接收机中的检波方法不同。在第6实施方式中说明的光接收机中，通过使本机振荡光源(图3至图5以及图10至图15的本机振荡光源41)的相位同步的光相位同步环进行了同步检波，但是在本实施方式中代替第6实施方式中所说明的相位调整电路而具备由发生器(未图示)和混合器(未图示)构成的解调器，其中，所述发生器产生通过使中间频率信号的相位同步的电气相位同步环来进行了相位同步的中间频率信号，所述混合器混合由该发生器产生的中间频率信号和通过编码光以及本机振荡光而产生的中间频率信号。在本实施方式中也不进行包络检波，因此还能够得到负值，所以只要输出值不同即可。因此，本实施方式的调整器(图3至图5以及图10至图15的调整器62a、62b、62a-1、62a-2、62b-1、62b-2)根据发送数据的值进行调整使得输出值不同而不是输出的绝对值不同。在传送如调换在标记的情况和空的情况下发送的光频码片那样的发送数据的情况下，与只在一个值的情况下进行发送相比信号强度相抵而具有成为2倍的效果。另外，在与本实施方式有关的光接收机中，相比于光频率中的相位同步的第6实施方式中所说明的光接收机，由于与中间频率信号的相位同步，因此能够容易地实现该同步。另外，关于第2实施方式至第4实施方式中所说明的图10至图15的光合分波器53a、53b、53a-1、53a-2、53b-1、53b-2和检波器61a、61b、61a-1、61a-2、61b-1、61b-2，也与图16的光接收机22相同，能够替换为差动检波器64a、64b、64a-1、64a-2、64b-1、64b-2。

在此，将固有码(own code)设为(1100)的码，将由2个码片构成的固有码的中间频率信号设为式(51)。另外，将其它码设为(1010)的码，将由2个码片构成的其它码的中间频率信号设为式(52)。

[式51]

A₁cos(2πf_IF-A1t+ΔΦ_A1)+A₂cos(2πf_IF-A2t+ΔΦ_A2)

[式52]

B₁cos(2πf_IF-B1t+ΔΦ_B1)-B₃cos(2πf_IF-B3t+ΔΦ_B3)

上述条件中两个码的中间频率信号的合计通过式(51)以及式(52)而变成式(53)。

[式53]

A₁cos(2πf_IF-A1t+ΔΦ_A1)+A₂cos(2πf_IF-A2t+ΔΦ_A2)

+B₁cos(2πf_IF-B1t+ΔΦ_B1)—B₃cos(2πf_IF-B3t+ΔΦ_B3)

在此，与各码片对应的中间频率信号的振幅电压A₁、A₂、B₁、B₂分别设为大致相等，另外中间频率f_IF-A1、f_IF-A2、f_IF-B1、f_IF-B2分别设为大致相等。为了去除由其它码引起的MAI，只要其它码的中间频率信号相抵消而其输出变成零即可。因此，在本实施方式中，使构成其它编码光和本机振荡光各自的光频码片的相位差、即中间频率的相位项一致以使至少成为

在前述的第6实施方式中，通过光PLL，对构成编码光和本机振荡光各个的每个光频码片进行相位同步，理想的是使相位差一致以使成为ΔΦ_A1＝ΔΦ_A2＝ΔΦ_B1＝ΔΦ_B3＝0。因而，两个码的中间频率信号的合计表示为式(54)。

[式54]

A₁cos(2πf_IF-A1t)+A₂cos(2πf_IF-A2t)

+B₁cos(2πf_IF-B1t)—B₃cos(2πf_IF-B2t)

＝2A₁cos(2πf_IF-A1t)

因此，其它码的中间频率信号成分消失，只有固有码的中间频率信号成分。

在中间频率约为零的零拍检波的情况下，不需要解调器。因为上式(54)中“cos”项的括号中约为零，中间频率信号变成基带信号。另一方面，在中间频率是有限值的外差检波的情况下，为了使中间频率信号为基带信号，需要解调器。如果是根据数据的值而变成绝对值不同的输出的设定，则解调器也可以与第1实施方式同样地为包络检波器。作为包络检波器，也可以是例如对输入进行平方而输出的二极管检波器、由二极管桥或者放大器等设备的组合所构成的全波整流检波器、构成为将预先分割的输入分别输入到混频器等混合器的多个输入中的混频器等混合器。在是对输入进行平方而输出的解调器情况下，其基带信号的输出变成2A₁ ²。但是，不能取负值。此外，对解调器的模拟电路的处理进行了说明，但是也可以在光检波的后级进行模拟-数字变换，作为数字电路而构成解调器。

另一方面，在本实施方式中，构成编码光和本机振荡光各自的每个光频码片的相位差未必是零。因为在本实施方式中不使用光PLL。但是，与其它实施方式相同，使构成其它编码光和本机振荡光各自的光频码片的相位差、即中间频率信号的相位一致以使至少成为

因而，两个码的中间频率信号的合计表示为式(55)。

[式55]

A₁cos(2πf_IF-A1t+ΔΦ_A1)+A₂cos(2πf_IF-A2t+ΔΦA₂)

+B₁cos(2πf_IF-B1t+ΔΦ_B1)—B₃cos(2πf_IF-B2t+ΔΦ_B1)

＝2A₁cos(2πf_IF-A1t+ΔΦ_A1)

因此，其它码的中间频率信号成分消失，只有固有码的中间频率信号成分。在本实施方式中，将中间频率信号解调为基带信号的解调器，是与前述第1实施方式不同且使用了电气PLL的同步检波器。同步检波器例如由使中间频率信号进行震荡而输出的振荡器、和使该振荡器所输出的中间频率信号的相位与因固有码的编码光所引起的中间频率信号的相位同步的电气PLL中设置的混频器等混合器构成。该混频器等混合器，将来自该振荡器的中间频率信号和因编码光所引起的中间频率信号相乘。另外，也可以在光检波之后进行模拟-数字变换，作为数字电路而构成解码器。

此外，将前述第6实施方式中使用的解码器作为包络检波器而进行了例示，但是作为该解码器，理想的是使用作为输出值能够取负值的本实施方式的同步检波器。在前述的第6实施方式中，中间频率信号的相位项变成零，因此只要进行设定使得来自振荡器的中间频率信号的相位项也以零到达混合器即可，所以相位同步比本实施方式的电气PLL容易。

另外，作为本实施方式的其它结构，有关于相位调整也由中间频率信号的电气PLL进行的结构。在该结构中，通过使用了在各光频码片的中间频率信号上乘以来自振荡器的中间频率信号时使相位同步的电气PLL的解调器，对每个光频码片分别解调中间频率信号。此时，由加减法器对解调后的基带信号进行加减运算。加减运算后的两个码的中间频率信号的振幅电压的合计是A₁+A₂+B₁-B₂＝2A₁。在该结构中，代替在光段中调整各光频码片间的相位差，而通过对光检波后的每个光频码片的中间频率信号分别进行同步检波来解码，并在之后进行加减运算，从而具有能够将光段中的处理设为电气段中的处理的效果。

(第8实施方式)

图17以及图18中示出与本实施方式有关的光接收机的概要结构图。其与第1实施方式中所说明的图3和图4的光接收机22对应。在图17以及图18的光接收机22中，代替图3以及图4的光接收机22中的光合分波器53而应用光混合器56。光混合器56将输入光以规定的多个相位差分支为多个来输出。并且，在图17中，由光混合器56分支后的每个通路中具备解码器54-1、54-2和检波器61-1a、61-1b、61-2a、61-2b和加减法器63-1、63-2的组，具备将各组的输出相加而输出的加法器46的结构，与图10以及图11的光接收机22不同。在图18中，解码器54-1、54-2对于每个光频码片将混合光分别进行分割而输出，检波器61-1a-1、61-1a-2、61-1b-1、61-1b-2、61-2a-1、61-2a-2、61-2b-1、61-2b-2对于每个光频码片对来自解码器54-1、54-2的混合光进行检波。在图17以及图18中，符号与图10以及图11相同的结构要素表示相互相同的结构要素，因此省略说明。

在本实施方式中，是作为图3以及图4的光接收机22中的零拍检波而应用了相位差异(phase diversity)的例子。在图17以及图18的光接收机22中，作为光混合器56而假定光90°混合器，解码器、检波器以及加减法器的组，是(解码器54-1、检波器61-1a、61-1b、加减法器63-1a、63-1b)以及(解码器54-2、检波器61-2a、61-2b、加减法器63-2a、63-2b)两组。因而，是图3以及图4的光接收机22中的光合分波器53、解码器54、检波器61a、61b以及加减法器63替换为光混合器56、和两组(解码器54-1、检波器61-1a、61-1b、加减法器63-1a、63-1b)以及(解码器54-2、检波器61-2a、61-2b、加减法器63-2a、63-2b)的结构。此外，在作为光混合器56而应用利用3×3结合电路的120°混合器的情况下，图3以及图4的解码器54、检波器61a、61b以及加减法器63的组变成3组。此外，在图18中，按每个光频码片具备检波器61-1a-1、61-1a-2、61-1b-1、61-1b-2以及调整器62-1a-1、62-1a-2、62-1b-1、62-1b-2。

在作为光混合器56而应用的光90°混合器中，所输入的两个输入光的相位差以两个输出且以90°相位差不同的关系来输出。在滤波器44-1、44-2中，中间频率比数据速率小，因此变成零拍检波或者类似于零拍检波的检波。因此，通过频带大致是数据速率的一半以上、且直流成分不导通。作为这种滤波器44-1、44-2，例如能够由除去直流成分的DC模块和低通滤波器的组合来构成。在本实施方式中，关于中间频率是0Hz的情况下的图3以及图4的光接收机22中所说明的式(12)的各加减法器输出中的中间频率成分i_p1、i_p2，当除去噪声项时由下式(49)表示。

[式49]

$i_{p1}=2R\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{pm}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos ({\mathrm{\φ}}_p-{\mathrm{\φ}}_L)+2R\underset{i;i\≠p}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{im}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos ({\mathrm{\φ}}_i-{\mathrm{\φ}}_L)$

$i_{p2}=2R\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{pm}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos ({\mathrm{\φ}}_p-{\mathrm{\φ}}_L+\mathrm{\π}/2)+2R\underset{i;i\≠p}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pm}}-C_{\mathrm{pm}}^{\′})E_{\mathrm{im}}{E}_{\mathrm{Lm}}\cos ({\mathrm{\φ}}_i-{\mathrm{\φ}}_L+\mathrm{\π}/2)$

在式(49)中，如果i_p1、i_p2各自的第2项由于码的正交性而足够小，则在将两者相加后由包络检波器45-1、45-2进行平方时，式(49)不依赖于本机振荡光和编码光所对应的光频码片彼此的相位差，而变成一定。在本实施方式中，与图3以及图4的光接收机22相比较，能够使作为编码光条件而所需的光频带变窄与中间频率变小的部分相当的量。

(第9实施方式)

图19至图24中示出与本实施方式有关的光接收机的概要结构图。其与第2实施方式至第4实施方式中所说明的图10至图15的光接收机22相对应。在图19至图24的光接收机22中，代替图10、12以及14的光接收机22中的光合分波器53a、53b而应用光混合器56-1、56-2，代替图11、13以及图15的光合分波器53a-1、53a-2、53b-1、53b-2而应用光混合器56-1a、56-1b、56-2a、56-2b。图19至图24的光混合器56-1、56-2、56-1a、56-1b、56-2a、56-2b分别将输入光以规定的多个相位差分支为多个而输出。并且，在本实施方式中，按由光混合器56-1、56-2、56-1a、56-1b、56-2a、56-2b分支的每个通路具备(检波器61-1a、61-1b、加减法器63-1)和(检波器61-2a、61-2b、加减法器63-2)的两组，具备将各组的输出相加而输出的加法器46的结构，与图10至图15的光接收机22不同。另外，图19至图24的光接收机22在各通路中具备滤波器44-1、44-2。并且，各通路中具备调整器62-1、62-2。此外，在图20、图22、图24中，按每个光频码片具备(检波器61-1a-1、61-1a-2、61-1b-1、61-1b-2、加减法器63-1)以及(检波器61-2a-1、61-2a-2、61-2b-1、61-2b-2、加减法器63-2)，并且具备调整器62-1a-1、62-1a-2、62-1b-1、62-1b-2、62-2a-1、62-2a-2、62-2b-1、62-2b-2。在图19至图24中，符号与图10至图15相同的结构要素表示相互相同的结构要素，因此省略说明。

在本实施方式中，是作为图10至图15的光接收机22中的零拍检波而应用了相位差异的例子。在图19至图24的光接收机22中，作为光混合器56-1、56-2、56-1a、56-1b、56-2a、56-2b而假定光90°混合器，检波器和加减法器的组是两组。因而，是图10至图15的光接收机22中的光合分波器、检波器、加减法器替换为光混合器56-1、56-2、56-1a、56-1b、56-2a、56-2b、和两组(检波器61-1a、61-1b、加减法器63-1)以及(检波器61-2a、61-2b、加减法器63-2)的结构。在图19至图24的光接收机22中，如果应用光混合器的输出对应于具有π/2差异的输出而分别具有相位差有π差异的输出的光混合器56-1、56-2、56-1a、56-1b、56-2a、56-2b，则也可以构成为将检波器61-1、61-2分别与图16的光接收机22同样地替换为差动检波器64a、64b，分别对具有π相位差的差异的两个输入进行差动检波。

(第10实施方式)

在第1实施方式至第9实施方式中所说明的光接收机22中，以是编码光和本机振荡光的偏振波一致的系统或者具备使其一致的单元的系统为前提进行了说明。在本实施方式中，说明用于使第1实施方式至第9实施方式中所说明的光接收机不依赖于偏振波而进行动作的结构。与本实施方式有关的光接收机和第1实施方式至第9实施方式中所说明的光接收机的不同之处在于：对编码光或者本机振荡光实施偏振波扰频，该偏振波扰频是正交的两个偏振波的编码光或者本机振荡光在作为与一个发送数据对应的时间的比特时间内一半一半地存在的偏振波扰频；以及具备以比特时间单位对输出进行积分的积分器(未图示)。未图示的积分器能够设置在第1实施方式至第8实施方式中所说明的光接收机22的电气段中。例如，能够在图3的检波器61a、61b的后级对每个检波器61a、61b设置。在其它光接收机22中也相同。通过这样施以偏振波扰频，能够不依赖于偏振波而将光接收机22的输出设为大致一定的输出。下面，在对本机振荡光进行偏振波扰频的情况下说明本实施方式中的偏振波无依赖性。

将本机振荡光正交的偏振波设为TE和TM、强度分别设为0.5L、编码光和TE的偏振波的角度设为θ、强度设为S时，信号强度表示为下式(50)。

[式50]

0.5LScos²(θ)+0.5LSsin²(θ)

由此，不依赖于编码光的偏振波而得到一定的信号。

此外，能够在比特时间的一半时间的时刻、或者发送数据的调制的时刻和偏移了1/2比特时间的时刻，在偏振波调制器(未图示)中对编码光进行调制来实施针对编码光的偏振波扰频。另一方面，能够通过在比特时间的一半的时间由偏振波调制器(未图示)调制编码光，来实施针对本机振荡光的偏振波扰频。另外，如果对于比特时间使用脉冲宽度小的脉冲光，则在比特时间内使用多个脉冲光。在使用多个脉冲光的情况下，本机振荡光或者编码光的大致相同数量的各偏振波的脉冲光需要分别对于所对应的编码光或者本机振荡光的脉冲光进行相干检波。作为多个脉冲光的生成方法，例如使用脉冲周期是比特时间的2的自然数倍的脉冲光源，使用偏振波调制器(未图示)对脉冲光的一半的偏振波进行π/2调制即可。另外，使用脉冲周期是比特时间的自然数倍以上的脉冲光源，将脉冲光进行分支，使一半的脉冲的偏振波旋转π/2而使脉冲光彼此不冲突地进行延迟并合波即可。此外，在编码光和本机振荡光两个光都是脉冲光的情况下，为了时间上冲突使得脉冲彼此产生拍频，而需要将不实施扰频的一侧的光也分支，在提供相同的延迟后进行合波。

此外，除了本实施方式中应用的偏振波扰频，还施以相位扰频，使滤波器的通过频带与第8或者第9实施方式中所说明的光接收机22的滤波器44-1、44-2的通过频带一致时，能够由第1实施方式至第5实施方式中所说明的光接收机22进行零拍检波。相位扰频将1比特时间进行4分割并分别需要具有π/2相位差异的光。分别需要偏振波扰频的2个偏振波，因此需要将1比特时间进行8分割。能够通过相位调制器(未图示)、对分支的光由45度法拉第(Faraday)镜(未图示)反射规定次数等，来实施扰频。如上所述，在与本实施方式有关的光接收机中，能够不依赖于偏振波。

(第11实施方式)

在本实施方式中，说明与第10实施方式中所说明的光接收机同样地用于使第1实施方式至第9实施方式中所说明的光接收机不依赖于偏振波而进行动作的结构。在与本实施方式有关的光接收机中，构成编码光或者本机振荡光中的一方的各光频码片的偏振波由相互正交的光频率不同的两个光构成。需要这两个光和对应的光的光频码片间的中间频率是检波器61a、61b(例如图3)中检波后的中间频率信号彼此的至少经调制的主瓣(main lobe)不重叠那样的中间频率。作为中间频率的差，理想的是码率的2.5倍以上。在与本实施方式有关的光接收机中，使中间频率通过的滤波器44(例如图3)，需要使各个中间频率的至少经调制的主瓣通过的通过频带。正交的两个光的光频码片和一个光的光频码片的由拍频引起的信号强度之和为一定，因此与本实施方式有关的光接收机也与第10实施方式中所说明的光接收机同样地具有不依赖于偏振波的效果。另外，与第10实施方式中所说明的光接收机相比较，能够不需要码率的2倍的动作速度的偏振波调制器(第10实施方式中所说明的偏振波调制器)。

(第12实施方式)

在本实施方式中，说明与第10实施方式中所说明的光接收机同样地用于使第1实施方式至第9实施方式中所说明的光接收机22不依赖于偏振波而进行动作的结构。在与本实施方式有关的光接收机22中，代替在第1实施方式至第8实施方式中所说明的光接收机22中应用的码，而使用将两个码在光频率轴上连结的连结码(connectingcode)。在此，作为连结码，从码的利用效率来讲理想的是将相同的码重复使用两次。在本实施方式中，构成在构成连结码的一个码中使用的编码光的光频码片和构成在另一码中使用的编码光的光频码片，偏振波分别正交。另外，本机振荡光在构成连结码的两个码中偏振波相同。另外，图3至图5以及图10至图24的光合分波器53、53a、53b、53a-1、53b-1、53a-2、53b-2以及光混合器56、56-1、56-2，对于编码光以及本机振荡光，以按构成连结码的每一个码大致相同的偏振波状态且在两个码间相对具有π/2或者3π/2的差异的偏振波状态进行混合。

由此，不依赖于编码光的偏振波状态而能够得到一定的输出信号。此外，在此构成连结码的各码彼此的偏振波状态在编码光中不同，在本机振荡光中相同，但是也可以相反。与本实施方式有关的光接收机能够不依赖于偏振波。另外，如同第10实施方式中所说明的光接收机那样，能够通过由扰频所致的调制而扩大解码器中的编码光的通过频带，或如同第11实施方式中所说明的光接收机那样，与对每个光频码片使相隔2倍中间频率以上的三个光通过的光接收机相比较，能够使每个光频码片的通过频带变窄。

(第13实施方式)

在本实施方式中，说明与第10实施方式中所说明的光接收机同样地用于使第1实施方式至第9实施方式中所说明的光接收机不依赖于偏振波而进行动作的结构。虽然对第1实施方式中所说明的光接收机的结构进行了说明，但是与本实施方式有关的光接收机22的结构，在其它的第2实施方式至第8实施方式中所说明的光接收机中也同样适用。

图25中示出与本实施方式有关的光接收机22的概要结构图。在本实施方式中，光合分波器59是混合编码光和本机振荡光时的偏振波关系以具有π/2或者3π/2差异的两个偏振波关系进行混合的光合分波器，光合分波器59到包络检波器45-1、45-2的结构是将以二组的偏振波关系进行了混合的光个别地进行处理的结构。另外，具备将滤波器44-1、44-2的输出相加的加法器46，来实现偏振波差异。在图25中，符号与图3至图5以及图10至图24相同的结构要素表示互为相同的结构要素，因此省略说明。

例如图25所示，在图25的光接收机22中应用的光合分波器59，能够由偏振波保持光纤82结合一个光偏振波分波器73和三个2×2偏振波保持光分波器71、72、74而构成。此外，调整本机振荡光使其作为相互正交的偏振波的相同强度的两个光而由光偏振波分波器73输出。偏振波保持光分波器71以保持偏振波的状态作为相同强度的两个光而输出。在本实施方式中，由光偏振波分波器73分支的上组的本机振荡光和下组的本机振荡光的拍频信号的强度根据编码光的偏振波状态而不同，但是两者在加法器46中的和是相同的。因而，图25的光接收机22能够与第10实施方式中所说明的光接收机同样地不依赖于偏振波。此外，在图25中使用一个本机振荡光源41和光偏振波分波器73，将一个本机振荡光作为偏振波正交的相同强度的两个光而输出，但是如果以相互的光频率大致相等、相同强度且相对编码光的偏振波状态偏移π/2的偏振波状态进行混合，则还能够替换为两个本机振荡光源。

在本实施方式中，光合分波器59设置在解码器54-1、54-2的前级。

在图4以及图5的光接收机中也相同。

在图10至图16的光接收机22中，将光合分波器53a、53b、53a-1、53b-1、53b-2替换为与图25的光合分波器59相同构造的光合分波器。而且，对相同偏振波关系的每个输出具备光检波加减法滤波器44和包络检波器45，由加法器46相加各个输出而输出。

在图17以及图18的光接收机22中，代替光混合器56，替换为将光合分波器59变形后的构造的光合分波器。将光合分波器59变形后的构造的光合分波器，是将光合分波器59的偏振波保持光分波器72和偏振波保持光分波器74替换为进行偏振波保持的光混合器而得到的。构成将光合分波器59变形后的构造的光合分波器的光混合器的输出中分别具备解码器，对解码器的每个输出设置光检波加减法滤波器43和包络检波器45，由加法器46相加各个输出而输出。

在图19至图24的光接收机22中，代替光混合器56-1、56-2、56-1a、56-1b、56-2a、56-2b，替换为将光合分波器59变形后的构造的光合分波器。将光合分波器59变形后的构造的光合分波器，是将偏振波保持光分波器72和偏振波保持光分波器74替换为进行偏振波保持的光混合器而得到的。并且，对相同偏振波关系且相同相位关系的每个输出设置光检波加减法滤波器44和包络检波器45，由加法器46相加各个输出而输出。

产业上的可利用性

本发明的光码通信系统能够作为发送和接收进行编码后的信号光的OCDM方式的光码通信系统而利用。

Claims (16)

1.一种光码通信系统，具备：光发送机，发送利用发送数据对多个光频码片进行了调制的编码光，该多个光频码片是以规定的码对来自光源的不同光频率的多个光进行编码而得到的；光接收机，接收来自上述光发送机的编码光，使用包含光强度大于接收到的编码光且上述不同光频率的多个光频码片的各自间的光频率差被设定为大致中间频率的多个光的本机振荡光，处理上述接收到的编码光，取出上述光发送机中的发送数据并输出；以及光传输路，连接上述光发送机和上述光接收机，向上述光接收机传输来自上述光发送机的编码光，上述光码通信系统的特征在于，

上述光接收机具备：

光混合解码器，混合来自上述光发送机的编码光和上述本机振荡光，并且将来自上述光发送机的编码光或者上述本机振荡光中的至少一个分支为与上述光接收机的接收对象的码值是“1”的光频码片相应的对象光频率、和与上述接收对象的码值是“0”的光频码片相应的非对象光频率，分别输出将来自上述光发送机的编码光和上述本机振荡光混合了的上述对象光频率以及上述非对象光频率；以及

检波加减法滤波器，分别对来自上述光混合解码器的对象光频率和非对象光频率进行检波，使上述对象光频率和上述非对象光频率的各自的中间频率信号通过，并且从上述中间频率信号中的一方减去另一方而输出，

来自上述光发送机的编码光在上述检波加减法滤波器中被检波时，在构成来自上述光发送机的编码光的光频码片间具有相干性，

上述本机振荡光在上述检波加减法滤波器中被检波时，在构成上述本机振荡光的光频码片间具有相干性，

上述光混合解码器或者上述检波加减法滤波器，对减去上述中间频率信号时处于上述导通频带内的中间频率信号的相位进行调整，使得当上述光接收机接收到以上述接收对象的码进行编码并以发送数据的1值进行了调制的编码光时、和上述光接收机接收到以上述接收对象的码进行编码并以发送数据的其它值进行了调制的编码光时，上述检波加减法滤波器的输出中上述检波加减法滤波器中的滤波时处于导通频带内的中间频率信号的输出值或者绝对值不同。

2.根据权利要求1所述的光码通信系统，其特征在于，

接收对象外的编码光的码值对应于“1”的光频码片，具有处于上述导通频带内的上述中间频率信号的一半被相加且另一半被相减从而相互抵消的关系，

上述本机振荡光还包括与上述其它码相应的编码光的码值对应于“1”的光频码片的光频率差被设定为大致中间频率的光，

上述光混合解码器或者上述检波加减法滤波器对相位进行调整使得：从当上述光接收机接收到以发送数据的1值进行了调制的设为上述接收对象的码的编码光时的上述检波加减法滤波器的输出中处于上述导通频带内的输出减去当上述光接收机接收到没有设为上述接收对象的码的编码光时的上述检波加减法滤波器的输出中处于上述导通频带内的中间频率信号的电流值上乘以各电流值的产生概率后的结果的总和而得到的输出，相比于将当上述光接收机接收到以发送数据的其它值进行了调制的设为上述接收对象的码的编码光时的上述检波加减法滤波器的输出中处于上述导通频带内的输出、与当上述光接收机接收到没有设为上述接收对象的码的编码光时的上述检波加减法滤波器的输出中处于上述导通频带内的中间频率信号的电流值上乘以各电流值的产生概率后的结果的总和进行相加而得到的输出，大于其值或者其绝对值。

3.根据权利要求1或者2所述的光码通信系统，其特征在于，

上述光混合解码器具备：光合分波器，混合上述接收到的编码光和上述本机振荡光而输出混合光；以及解码器，将来自上述光合分波器的混合光分别分支为上述对象光频率和上述非对象光频率而输出，

上述检波加减法滤波器对来自上述解码器的上述对象光频率以及上述非对象光频率进行检波、滤波以及加减法运算。

4.根据权利要求1或者2所述的光码通信系统，其特征在于，

上述光混合解码器具备：解码器，将上述接收到的编码光和上述本机振荡光的各个分支为上述对象光频率和上述非对象光频率而输出；以及光合分波器，将来自上述解码器的对象光频率彼此和非对象光频率彼此分别进行混合而输出，

上述检波加减法滤波器对来自上述光合分波器的上述对象光频率以及上述非对象光频率进行检波、滤波以及加减法运算。

5.根据权利要求1或者2所述的光码通信系统，其特征在于，

上述光混合解码器具备：解码器，将上述接收到的编码光分支为上述对象光频率和上述非对象光频率而输出；光分波器，将上述本机振荡光分支与上述解码器的分支数对应的数量而输出；将来自上述解码器的对象光频率和来自上述光分波器的本机振荡光进行混合而输出的光合分波器；以及将来自上述解码器的非对象光频率和来自上述光分波器的本机振荡光进行混合而输出的光合分波器，

上述检波加减法滤波器对来自上述光合分波器的上述对象光频率以及上述非对象光频率进行检波、滤波以及加减法运算。

6.根据权利要求1或者2所述的光码通信系统，其特征在于，

上述光混合解码器具备：解码器，将上述本机振荡光分支为上述对象光频率和上述非对象光频率而输出；光分波器，将上述接收到的编码光分支与上述解码器的分支数对应的数量而输出；将来自上述解码器的对象光频率和来自上述光分波器的编码光进行混合而输出的光合分波器；以及将来自上述解码器的非对象光频率和来自上述光分波器的编码光进行混合而输出的光合分波器，

上述检波加减法滤波器对来自上述光合分波器的上述对象光频率以及上述非对象光频率进行检波、滤波以及加减法运算。

7.根据权利要求3所述的光码通信系统，其特征在于，

上述接收到的编码光和上述本机振荡光具有相互的光频率大致一致的关系，

上述光合分波器是光混合器，该光混合器将上述接收到的编码光和上述本机振荡光进行混合并且进行分支，输出上述接收到的编码光和上述本机振荡光的相位差具有规定值差异的多个混合光，

上述解码器将来自上述光混合器的多个混合光，分别作为上述对象光频率以及上述非对象光频率而进行分支并输出，

上述检波加减法滤波器对于来自上述光混合解码器的相位差不同的各个混合光，对与来自上述光混合器的多个混合光中的各个混合光对应的上述对象光频率和与来自上述光混合器的多个混合光中的各个混合光对应的上述非对象光频率分别进行检波，使各自的中间频率信号通过，并且从相位差相等的对象光频率和非对象光频率的该中间频率信号中的一方减去另一方而分别进行输出，

上述光接收机具备加法器，该加法器将从上述检波加减法滤波器分别输出的中间频率信号进行相加并输出。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的光码通信系统，其特征在于，

上述接收到的编码光和上述本机振荡光具有相互的光频率大致一致的关系，

上述光合分波器是光混合器，该光混合器将输入到上述光合分波器中的多个输入光进行混合并且分支，输出上述接收到的编码光和上述本机振荡光的相位差具有规定值差异的多个混合光，

上述检波加减法滤波器对于来自上述光混合解码器的相位差不同的各个混合光，对来自上述光混合器的接收到的编码光和本机振荡光中的至少一个与对象光频率相应的混合光、以及来自上述光混合器的相位差与上述混合光相等的接收到的编码光和本机振荡光中的至少一个与非对象光频率相应的混合光分别进行检波，使各自的中间频率信号通过，并且从该中间频率信号的一方减去另一方并分别输出，

上述光接收机具备加法器，该加法器将从上述检波加减法滤波器分别输出的中间频率信号进行相加并输出。

9.根据权利要求1至6中的任一项所述的光码通信系统，其特征在于，

上述光混合解码器在混合来自上述光发送机的编码光以及上述本机振荡光时，将上述编码光和上述本机振荡光以相对具有π/2或者3π/2差异的两个偏振波关系进行混合，输出上述编码光和上述本机振荡光的偏振波关系不同的多个与对象光频率相应的混合光和与非对象光频率相应的混合光，

上述检波加减法滤波器对于来自上述光混合解码器的偏振波关系不同的各个混合光，对与来自上述光混合解码器的多个混合光中的各个混合光对应的上述对象光频率和上述非对象光频率分别进行检波，使各自的中间频率信号通过，并且从偏振波关系相等的对象光频率和非对象光频率中的该中间频率信号的一方减去另一方并分别输出，

上述光接收机具备加法器，该加法器将来自上述检波加减法滤波器的中间频率信号进行相加并输出。

10.根据权利要求7或者8所述的光码通信系统，其特征在于，

上述光混合解码器在混合来自上述光发送机的编码光以及上述本机振荡光时，将上述编码光和上述本机振荡光以相对具有π/2或者3π/2差异的两个偏振波关系进行混合，输出与上述编码光和上述本机振荡光的偏振波关系及相位差的组合对应的、多个与对象光频率相应的混合光和与非对象光频率相应的混合光，

上述检波加减法滤波器对于与来自上述光混合解码器的偏振波关系和相位差的组合对应的各个混合光，对与来自上述光混合解码器的各个混合光对应的上述对象光频率和上述非对象光频率分别进行检波，使各自的中间频率信号通过，并且从偏振波关系和相位差相等的对象光频率和非对象光频率中的中间频率的一方减去另一方并分别输出，

上述光接收机将来自上述检波加减法滤波器的中间频率信号分别利用上述加法器进行相加。

11.根据权利要求1至8中的任一项所述的光码通信系统，其特征在于，

仅有上述本机振荡光和上述编码光中的某一个，是由在与一个发送数据的值对应的时隙内与构成上述本机振荡光或者上述编码光的各光频码片对应的光正交的2个偏振波的光构成。

12.根据权利要求1至8中的任一项所述的光码通信系统，其特征在于，

在上述光接收机中，由将权利要求1至8中所使用的两个码进行了连结的码来构成上述光接收机中的光频码片，

上述接收到的编码光以及上述本机振荡光的各个中，构成了构成上述连结的码的各个码的光频码片的偏振波相同，

上述光混合解码器在混合上述接收到的编码光和上述本机振荡光时，对构成连结码的每个码，以使上述编码光和上述本机振荡光相对具有π/2或者3π/2差异的两个偏振波关系，将上述接收到的编码光和上述本机振荡光进行混合。

13.根据权利要求4至12中的任一项所述的光码通信系统，其特征在于，

上述光混合解码器将来自上述光发送机的编码光或者上述本机振荡光中的至少一方分支为对象光频率和非对象光频率后进行混合的情况下，

上述光合分波器分别输出相位差具有大致π差异的两个混合光的组，

上述检波加减法滤波器对从上述光合分波器分割并输出的上述相位差具有大致π差异的两个混合光的组分别进行差动检波，使对象光频率和非对象光频率的中间频率信号通过，从相对应的对象光频率和非对象光频率中的一方减去另一方而输出。

14.根据权利要求1至13中的任一项所述的光码通信系统，其特征在于，

上述光混合解码器在上述解码器中将上述对象光频率和上述非对象光频率分别按上述多个光频码片中的每个光频码片进行分支，作为上述多个光频码片中的每个光频码片的上述对象光频率以及上述非对象光频率而输出，

上述检波加减法滤波器对于来自上述光混合解码器的对象光频率和非对象光频率的各个按上述多个光频码片中的每个光频码片进行检波。

15.根据权利要求1至14中的任一项所述的光码通信系统，其特征在于，

上述光接收机在上述检波加减法滤波器中的检波、滤波以及加减法的后级具备将从上述检波加减法滤波器分别输出的中间频率信号进行相加并输出的加法器的情况下，在上述加法器的前级还具备解调来自上述检波加减法滤波器的中间频率信号并进行输出的解码器。

16.根据权利要求1至13中的任一项所述的光码通信系统，其特征在于，

上述光混合解码器或者上述检波加减法滤波器具备如下设备中的至少一个：方差调整器，对从上述不同光频率的多个光频码片在上述光发送机中以发送数据进行调制后到在上述光接收机的上述检波加减法滤波器中进行加减运算为止的由光频率所致的传输延迟进行调整；对上述光发送机中的调制前的编码光的传播时间进行调整使得从上述光源射出上述不同光频率的多个光之后到在上述检波加减法滤波器中被检波为止的与光频码片间的频率间隔相应的相位差在规定的范围内的相位调整器；以及在上述光混合解码器中在混合上述编码光和上述本机振荡光的前级或者上述光混合解码器的前级对上述本机振荡光的传播时间进行调整的相位调整器。

Images