CN102142919B - 光码分复用信号生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供光码分复用信号生成装置。其能够生成光载波的能量损失小且高强度的OCDM发送信号。具有：光脉冲光源(10)、第1编码器(14-1)～第N编码器(14-N)、第1光调制器(18-1)～第N光调制器(18-N)、以及第1光环行器(12-1)～第N光环行器(12-N)。以将透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串输入到第k编码器的方式，构成为透射过配置在前级的编码器的光脉冲串被输入到配置在后级的编码器(k为2～N的所有整数，且N为2以上的正整数)。从第1光调制器～第N光调制器输出的第1编码光脉冲信号～第N编码光脉冲信号被输入到光耦合器(16)进行复用，生成并输出OCDM信号(17)。

Description

光码分复用信号生成装置

技术领域

本发明涉及针对每个通信信道对光脉冲信号进行编码并对它们进行复用，由此来生成光码分复用信号的装置。

背景技术

近年来，由于因特网的普及等，通信需求急速增大，与此对应地，正在不断地配备使用光纤的高速大容量的网络。而且，为了实现通信的大容量化，在一条光纤传送路径上集中传送多个通信信道的光脉冲信号的光复用技术倍受重视。下文中，有时将通信信道简称为信道。

作为光复用技术，正在积极研究光时分复用(OTDM：Optical TimeDivision Multiplexing)、波分复用(WDM：Wavelength DivisionMultiplexing)以及光码分复用(OCDM：Optical Code DivisionMultiplexing)。

其中，OCDM具有应用方面的灵活性，即：不存在所收发的光脉冲信号的分配给每1比特的时间轴上的限制。并且，具有如下优点：能够在时间轴上对同一时隙设定多个信道，或者能够在波长轴上对同一波长设定多个信道。

OCDM是针对每个信道分配不同的码(模式)，并通过模式匹配来提取信号的通信方法。即，OCDM是这样的光复用技术：在发送侧针对每个信道利用不同的码对光脉冲信号进行编码，且在接收侧使用与发送侧相同的码进行解码来还原成原来的光脉冲信号。

根据OCDM，在解码时，仅将与编码时的码一致的光脉冲信号作为有效信号进行提取和处理，所以，能够将由相同波长的光或组合了多种波长的光构成的光脉冲信号分配给多个信道。并且，根据OCDM，在接收侧，为了进行解码而需要使用与编码中使用的码相同的码，所以，只要不知道该码就无法进行解码。因此，OCDM是在确保信息安全方面出色的传送方法。

利用了相位编码的OCDM通信方法通过如下步骤进行。首先，在发送侧，将连续波光源的输出转换为光脉冲串，根据该光脉冲串，将作为2值数字信号的电发送信号转换为RZ(return to zero：归零)格式的光脉冲信号，生成所要发送的光脉冲信号。下文中，有时将RZ格式的光脉冲信号简称为光脉冲信号。接着，由编码器对所要发送的光脉冲信号进行编码，将其转换为编码光脉冲信号并发送。

另一方面，在接收侧，接收编码光脉冲信号，利用设定了与在上述编码器中设定的码相同的码的解码器，对该编码光脉冲信号进行解码，对发送来的光脉冲信号进行再现。

这里，对编码和时间扩展进行定义，以便之后的说明。所谓由编码器对光脉冲串或光脉冲信号进行编码是指，将构成光脉冲串或光脉冲信号的一个一个的光脉冲转换为在时间轴上排列的多个光脉冲。这里，将一个光脉冲转换为在时间轴上排列的多个光脉冲的情况被称为对光脉冲进行时间扩展，将经时间扩展而生成的一个一个的光脉冲称为码片脉冲(chip pulse)。

解码器在时间轴上将一个一个的码片脉冲分别转换为多个码片脉冲串，根据多个码片脉冲中的各方分别进行时间扩展而生成的码片中的在时间轴上重合的码片脉冲发生干涉，由此对编码光脉冲信号进行解码。

因此，编码器和解码器的共同点在于，均具有对一个光脉冲进行时间扩展而生成在时间轴上排列的多个码片脉冲的功能。因此，除了需要特意区分说明编码器和解码器的情况以外，编码器和解码器均指将光脉冲转换为码片脉冲串的装置，有时也将编码器和解码器中的任何一方称为光脉冲时间扩展器。

作为光脉冲时间扩展器，一般利用超结构光纤布拉格光栅(SSFBG：Superstructured Fiber Bragg Grating)来构成，该超结构光纤布拉格光栅是通过在光纤的波导方向上，以串联方式交替地重复配置单位衍射光栅(FBG：Fiber Bragg Grating：光纤布拉格光栅)和相移部而构成的。这里，单位FBG是指中途不存在光纤的有效折射率调制周期变动或相位跳跃部分的一个连续的FBG部分。

关于FBG部分，仅对光纤的纤芯折射率进行周期性的调制，其几何学形状与OCDM光通信的光传送路径中使用的光纤相同。因此，如果利用FBG作为光通信装置的构成要素，则它们与光传送路径之间的连接为光纤彼此的连接。而且，与将PLC(Planer Lightwave Circuit：平面光波电路)等光纤以外的光波导路与光纤连接的情况相比，光纤彼此的连接容易得多。这正是一般利用SSFBG作为光脉冲时间扩展器的原因。

如上所述，由于编码器和解码器的功能相同，因此在将它们用于OCDM通信系统中的情况下，其作用由在系统内的配置位置来决定。即，光脉冲时间扩展器如果被设置在发送侧，则作为编码器发挥作用，如果被设置在接收侧，则作为解码器发挥作用。

作为生成光脉冲串的方法，除了如上所述通过光调制器对连续波光源的输出进行调制来生成的方法以外，还有使用模同步半导体激光器直接生成光脉冲串的方法。

此外，如上所述，还可以通过对光脉冲串进行编码并利用作为2值数字信号的电发送信号对编码光脉冲串进行调制来生成编码光脉冲串信号，以代替通过生成RZ格式的光脉冲信号并对该光脉冲信号进行编码来生成编码光脉冲串信号的方式。这样，无论是利用在生成光脉冲信号后进行编码的方法来生成编码光脉冲信号，还是在对光脉冲串进行编码后利用电发送信号进行调制来生成编码光脉冲信号，均能够生成相同的编码光脉冲信号，其原因如下。

即，在设RZ格式的光脉冲信号为D、码为C的情况下，利用码C对光脉冲信号D进行编码相当于求取积D×C。因此，生成光脉冲信号D并利用码C对该光脉冲信号进行编码相当于求出积D×C。另外，对光脉冲串进行编码而生成编码光脉冲串、并利用作为2值数字信号的电调制信号对该编码光脉冲串进行调制来生成编码光脉冲信号，相当于求取积C×D。求取积D×C和求取积C×D的共同结果相当于生成相同的编码光脉冲信号。

在利用了相位编码的OCDM通信方法中，编码器按照设定在该编码器中的一定的规则，使光脉冲信号在时间轴上进行扩展，由此将光脉冲信号转换为编码光脉冲信号。该情况下，用码来规定该一定的规则。

作为OCDM通信系统中的OCDM信号的具体生成方法，公知有以下方法。在该方法中，首先，利用脉冲光源生成在时间轴上周期性排列着光脉冲的光脉冲串，将该光脉冲串按照信道数量进行分割。然后，通过分别对分割后的光脉冲串进行调制来生成每个信道的数字光脉冲信号，并利用光耦合器对它们进行合波，由此进行复用而生成OCDM信号(例如参照非专利文献1中的图5)。

另外，作为与上述OCDM信号的生成方法不同的方法，公知有以下方法。在该方法中，首先，使用与信道数量对应的包含有脉冲光源和光调制器的发送器，生成每个信道的数字光脉冲信号。然后，针对每个信道，利用不同的码对这样生成的数字光脉冲信号进行编码而生成编码光脉冲信号，再利用光耦合器对所有信道的编码光脉冲信号进行合波，由此进行复用而生成OCDM信号(例如参照非专利文献2中的图1)。

【非专利文献1】Vahid R.Arbab，Poorya Saghari，Narender M.Jayachandran，Alan E.Willner，“Variable Bit Rate Optical CDMA NetworksUsing Multiple Pulse Position Modulation，”in Tech.Dig.，OFC’07，2007，OMO6.

【非专利文献2】「N.Wada，K.Kitayama，and H.Kurita，“10Gbit/sOPTICAL CODE DIVISION MULTIPLEXING USING 8-CHIPBPSK-CODE WITH TIME-GATING DETECTION，”in Tech.Dig.，ECOC’98，pp.335-336，1998.

在现有的生成OCDM发送信号的装置中，在按照信道数量来分割光脉冲串的阶段以及针对每个信道利用不同的码对每个信道的光脉冲串或光脉冲信号进行编码的阶段中，分别产生构成光脉冲串或光脉冲信号的光载波的能量损失。

因此，作为发送信号的OCDM发送信号的强度减弱。因此，在现有的OCDM传送系统中，在发送的前级，采取了通过光放大器等对OCDM发送信号进行放大等措施。关于用于放大OCDM发送信号的光放大器，在非专利文献1中，在某部分中插入图5的EDFA(掺铒光纤放大器)以放大OCDM发送信号，在非专利文献2中，在某部分中插入图2的EDF以放大OCDM发送信号。

当利用光放大器等来放大OCDM发送信号时，存在将引入光放大中伴随的噪音等技术上问题，而且，还存在装置的制造成本和应用成本升高的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种OCDM信号生成装置，其通过采用可减小光载波的能量损失的结构，从而与现有的OCDM信号生成装置相比，能够生成并输出高强度的OCDM发送信号。

本发明的发明人研究出，只要采用如下结构，即可大幅降低光脉冲时间扩展器中的光载波的能量损失，即：在该结构中，不需要将光脉冲串分支为与信道数量相应的数量的光分支器，并且，能够将从光脉冲时间扩展器透射出的光信号成分再次用于其他光脉冲时间扩展器中的编码。

为了实现上述目的，根据本发明的主旨，提供以下结构的OCDM信号生成装置。

本发明的第1OCDM信号生成装置构成为具有：生成并输出光脉冲串的光脉冲光源、第1～第N编码器、第1～第N光调制器、以及第1～第N光环行器。

第1光环行器被输入光脉冲串，将该光脉冲串输入到第1编码器，并且，被输入由该第1编码器进行布拉格反射而输出的第1编码光脉冲串，将该第1编码光脉冲串输入到第1光调制器。

第k光环行器被输入透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串，将该第(k-1)光脉冲串输入到第k编码器，并且，被输入由该第k编码器进行布拉格反射而输出的第k编码光脉冲串，将该第k编码光脉冲串输入到第k光调制器。

其中，k为2～N中的所有整数，并且，N为2以上的正整数。

并且，对于本发明的第1OCDM信号生成装置而言，所具有的编码器、光调制器以及光环行器各自的个数最大可以为N个，分别将编码器、光调制器以及光环行器设为第1～第M编码器、第1～第M光调制器、以及第1～第M光环行器，优选以如下方式来构成第1～第M编码器。

即，第1～第M编码器分别是具有SSFBG的光脉冲时间扩展器，该SSFBG构成为：在光纤中，沿着该光纤的长度方向，以在第i单位FBG与第(i+1)单位FBG之间分别隔着折射率恒定的相移部的方式，配置第1～第N单位FBG，在该第1～第N单位FBG中，构成为该光纤的有效折射率周期性变化。

该光脉冲时间扩展器具有如下功能：将输入到SSFBG的光脉冲时间扩展为码片脉冲串并输出，该码片脉冲串由在时间轴上以时间扩展的方式依次排列的第1～第N码片脉冲这N个码片脉冲构成。而且，在SSFBG中，以如下间隔来配置相邻配置的第i单位FBG和第(i+1)单位FBG，即：在该间隔下，由第i单位FBG反射生成的码片脉冲与由第(i+1)单位FBG反射生成的码片脉冲之间的相位差为π(2M-1)/N。

其中，i为取1≤i≤N-1中的所有整数值的参数，N为2以上的整数，k为取满足2≤k≤M的所有整数值的参数，并且，M为满足2≤M≤N的所有整数。

另外，在下面的说明中，编码和解码这样的称呼表示从现有习惯进一步扩展后的广义含义。即，在时间轴上对构成光脉冲信号的光脉冲进行扩展的规则不限于通常意义的码(有时称为狭义的码)，可唯一确定的任意规则(有时称为广义的码)均可以使用上述编码和解码这样的称呼。因此，针对广义的码的情况，也使用编码光脉冲信号、码片脉冲等用语。

以下说明的从构成本发明的OCDM信号生成装置的编码器输出的码片脉冲串，还包含与从设定了通常的码的编码器输出的码片脉冲串不同的码片脉冲串，即：该码片脉冲串并不是根据严格意义上的码对光脉冲进行时间扩展而生成的。但是，在下面的说明中，为了便于说明，有时把将光脉冲转换为码片脉冲的情况称为编码，把生成码片脉冲串作为自相关波或互相关波的情况称为解码。

本发明的第2OCDM信号生成装置构成为，使上述第1OCDM信号生成装置所具有的第1～第N光调制器归一化而利用1台光调制器进行同样的处理。

即，第2OCDM信号生成装置构成为具有：生成并输出光脉冲串的光脉冲光源、第1～第N编码器、光调制器、以及第1～第N光环行器。第1～第N编码器和第1～第N光环行器与上述第1OCDM信号生成装置相同。

在第2OCDM信号生成装置中，所具有的编码器以及光环行器各自的个数最大也可以为N个，分别将编码器以及光环行器设为第1～第M编码器以及第1～第M光环行器，且第1～第M编码器优选采用与第1OCDM信号生成装置所有的第1～第M编码器相同的结构。

根据本发明的第1OCDM信号生成装置，具有第1～第N编码器、第1～第N光环行器、以及第1～第N光调制器，以将透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串输入到第k编码器的方式，构成为透射过配置在前级的编码器的光脉冲串被输入到配置在后级的编码器。而且，构成为从第k光环行器输出的光脉冲串被输入到第k光调制器。因此，除了设置在最后一级的第N编码器以外，透射过第1～第(N-1)编码器的光脉冲串的光载波的能量全部被输入到后级的编码器而用于后级编码器。

因此，能够将从作为编码器的光脉冲时间扩展器透射过的、作为光信号成分的光脉冲串，有效利用于后级的光脉冲时间扩展器中经编码的光脉冲串的生成。因此，能够减小在OCDM发送信号生成过程中产生的光载波的能量损失。

并且，根据本发明的第1OCDM信号生成装置，在第2～第(N-1)编码器中，将来自配置在前级的编码器的输出作为针对配置在后级的编码器的输入，从第1～第N光环行器输出由第1～第N编码器进行布拉格反射而输出的经编码的光脉冲串。因此，不需要现有的OCDM信号生成装置中，向第1～第N编码器分别输入光脉冲串所需要的光分支器，该光分支器将光脉冲串分支为与信道数量相应数的数量。因此，能够消除由光分支器产生的光载波的能量损失。

另外，OCDM信号生成装置并不是一定要具有对N个信道的编码发送信号进行复用的功能。利用OCDM信号生成装置构成的OCDM通信系统是根据需要什么程度的信道复用来确定复用的信道数量。一般情况下，只要具有对N以下的数量的信道、即M个信道(M为满足2≤M≤N的正整数)的编码发送信号进行复用的功能即可。

在本发明的第1OCDM信号生成装置中，第1～第M编码器分别是具有SSFBG的光脉冲时间扩展器，该SSFBG构成为，在光纤中，沿着该光纤的长度方向，以在第i单位FBG与第(i+1)单位FBG之间分别隔着折射率恒定的相移部的方式，配置第1～第N单位FBG，在该第1～第N单位FBG中，构成为该光纤的有效折射率周期性变化。这里，i为满足1≤i≤N-1的所有整数。

而且，输入到第M编码器所具有的SSFBG的光脉冲被时间扩展为码片脉冲串并输出，该码片脉冲串由在时间轴上以时间扩展的方式依次排列的第1～第N码片脉冲这N个码片脉冲构成。以如下间隔来配置构成第M编码器所具有的SSFBG的相邻的第i单位FBG和第(i+1)单位FBG，即：在该间隔下，由第i单位FBG反射生成的码片脉冲与由第(i+1)单位FBG反射生成的码片脉冲之间的相位差为π(2M-1)/N。

透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲因在第(k-1)编码器中的编码而缺失频谱成分中的一部分。但是，通过如上所述地构成第1～第M编码器所具有的SSFBG，因透射过第(k-1)编码器、然后输入到第k编码器并被第k编码器进行编码而缺失的频谱成分与因上述第(k-1)编码器中的编码而缺失的频谱成分不同。因此，前级编码器中的编码处理的影响不会波及后级编码器中的编码处理。

因此，在第1～第M编码器这各个编码器中，即使在其他编码器中缺失了频谱成分的一部分，也能够不受该缺失影响地进行编码处理。由此，能够分别在第1～第M编码器中生成噪音成分少的经编码的光脉冲串。

本发明的第2OCDM信号生成装置构成为，使上述第1OCDM信号生成装置所具有的第1～第N光调制器归一化而置换为1台光调制器，由此来进行同样的处理。只有这一点与第1OCDM信号生成装置不同，而共同点在于，以将透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串输入到第k编码器的方式，构成为透射过配置在前级的编码器的光脉冲串被输入到配置在后级的编码器。

因此，第2OCDM信号生成装置构成为，能够将从作为编码器的光脉冲时间扩展器透射出的作为光信号成分的光脉冲串，有效利用于后级的光脉冲时间扩展器中经编码的光脉冲串的生成，并且，不需要将光脉冲串分支为与信道数量相应的数量的光分支器。

并且，以由构成第M编码器所具有的SSFBG的第i单位FBG反射生成的码片脉冲与由所述第(i+1)单位FBG反射生成的码片脉冲之间的相位差被给定为π(2M-1)/N的方式，来配置所述第i单位FBG和所述第(i+1)单位FBG，由此得到的效果与上述第1OCDM信号生成装置的情况相同。

附图说明

图1是本发明的实施方式的第1OCDM信号生成装置的概略结构框图。

图2是本发明的实施方式的第2OCDM信号生成装置的概略结构框图。

图3是用于说明SSFBG的结构的图。(A)是SSFBG的示意剖视图，(B)是概略地示出SSFBG的有效折射率调制结构的图，(C)是放大描绘光纤的纤芯有效折射率调制结构的一部分的图。

图4是现有的4信道复用的OCDM信号生成装置的概略结构框图。

图5是本发明的实施方式的4信道复用的OCDM信号生成装置的概略结构框图。

图6是用于说明光脉冲串的波谱的图，(A)是示出输入到第1编码器的光脉冲串的波谱的图，(B)是示出透射过第1编码器的光脉冲串的波谱的图，(C)是示出透射过第2编码器的光脉冲串的波谱的图，(D)是示出透射过第3编码器的光脉冲串的波谱的图。

图7是用于说明与复用的信道数量对应的优势的图。

图8是示出与各信道的编码器的布拉格反射率对应的优势的图。

图9是用于说明被设定了不同码的2种编码器所生成的码片脉冲的波谱的图，(A)是示出从设定了码A的编码器输出的码片脉冲的波谱的图，(B)是示出从设定了码B的编码器输出的码片脉冲的波谱的图。

图10是用于说明前级编码器中的编码处理的影响不会波及后级编码器中的编码处理这一效果的图。(A-1)是示出透射过第1编码器的光脉冲串的波谱的图，(A-2)是示出透射过第2编码器的光脉冲串的波谱的图，(A-3)是示出透射过第3编码器的光脉冲串的波谱的图，(B-1)是示出由第2编码器进行布拉格反射而输出的编码光脉冲串的波谱的图，(B-2)是示出由第3编码器进行布拉格反射而输出的编码光脉冲串的波谱的图，(B-3)是示出由第4编码器进行布拉格反射而输出的编码光脉冲串的波谱的图。

图11是用于说明在利用由时间扩展规则规定的码而构成的本发明的实施方式的4复用OCDM信号生成装置中，与复用的信道数量对应的优势的图，该时间扩展规则是作为相邻的码片脉冲间的相位差为π(2M-1)/N这一条件而给出的。

图12是示出在利用由时间扩展规则规定的码而构成的本发明的实施方式的4复用OCDM信号生成装置中，与各信道的编码器的布拉格反射率对应的优势的图，该时间扩展规则是以相邻的码片脉冲间的相位差为(2M-1)/N这一条件而给出的。

图13是用于说明利用了设有相同的折射率周期结构的一组SSFBG的编码器所执行的码片脉冲串的生成、以及从码片脉冲串中恢复光脉冲的解码动作原理的图，(A)是用于说明编码和解码动作原理的图，(B)是示出分别由单位FBG 146a、146b、146c和146d进行布拉格反射的码片脉冲a’、b’、c’和d’的时间波形的图，(C)示出了由解码器146解码后的输入光脉冲的自相关波的时间波形。

图14是用于说明由被设定了不同码的一组编码器和解码器执行的码片脉冲串的生成、以及对码片脉冲串进行解码来复原光脉冲的动作原理的图。(A)是用于说明动作原理的图，(B)是示出分别由单位FBG 156a、156b、156c和156d进行布拉格反射的码片脉冲a’、b’、c’和d’的时间波形的图，(C)示出了由解码器解码后的输入光脉冲的互相关波。

图15是示出在由第1解码器～第16解码器分别对第1编码器编码后的编码脉冲串进行了解码的情况下，从第1～第16解码器输出的解码光脉冲串的自相关波成分与互相关波成分之比的图。

标号说明

10、30：光脉冲光源；12-1～12-N、36-1～36-4、142、144、152、154：光环行器；14-1～14-N、38-1～38-4：编码器；16、20、40：光耦合器；18-1～18-N、22、34-1～34-4：光调制器；32：光分支器；50：SSFBG；52：包层；54：纤芯；56：光纤；140、150：编码器；146、156：解码器。

具体实施方式

下面，参照概略结构框图等来说明本发明的实施方式，但是，本发明的实施方式并不受这些图的限定。在多个图中，有时对同样的结构要素标注同一标号来进行表示，并省略其重复的说明。并且，在以下说明中，有时使用了特定条件等，但是，这些条件只不过是优选示例之一，因此，完全不限于该条件。另外，在以下说明中，N为2以上的整数，k为取满足2≤k≤M的所有整数值的参数，并且，M为满足2≤M≤N的所有整数。

<OCDM信号生成装置>

参照图1说明本发明的实施方式的第1OCDM信号生成装置的结构及其动作。图1是本发明的实施方式的第1OCDM信号生成装置的概略结构框图。

本发明的第1OCDM信号生成装置构成为具有：生成并输出光脉冲串的光脉冲光源10；第1编码器14-1～第N编码器14-N；第1光调制器18-1～第N光调制器18-N；以及第1光环行器12-1～第N光环行器12-N。

第1光环行器12-1被输入从光脉冲光源10输出的光脉冲串11，该光脉冲串11经由第1光环行器12-1作为光脉冲串13-1-b而输入到第1编码器14-1。然后，由第1编码器14-1进行布拉格反射而输出的第1编码光脉冲串15-1-F经由第1光环行器12-1作为第1编码光脉冲串13-1-a而输入到第1光调制器18-1。

光脉冲串11与光脉冲串13-1-b具有作为第1光环行器12-1的输入和输出的关系，作为光脉冲串来说，它们是相同的。另外，第1编码光脉冲串15-1-F与第1编码光脉冲串13-1-a具有作为第1光环行器12-1的输入和输出的关系，作为编码光脉冲串来说，它们是相同的。

因此，第1光环行器12-1具有如下功能：被输入光脉冲串11，将该光脉冲串11输入到第1编码器14-1，并且，被输入由第1编码器14-1进行布拉格反射而输出的第1编码光脉冲串15-1-F，将该第1编码光脉冲串15-1-F输入到第1光调制器18-1。

如图1所示，关于第2光环行器12-2～第N光环行器12-N，它们分别被输入透射过前级编码器的光脉冲串，来代替作为针对第1光环行器12-1的输入光的光脉冲串11。然后，与第1光环行器12-1同样，分别接受由第2编码器14-2～第N编码器14-N进行布拉格反射而输出的编码光脉冲串，并将它们分别输入到第2光调制器18-2～第N光调制器18-N。

第2光环行器12-2被输入光脉冲串15-1-B，该光脉冲串15-1-B经由第2光环行器12-2作为光脉冲串13-2-b而输入到第2编码器14-2。然后，由第2编码器14-2进行布拉格反射而输出的第2编码光脉冲串15-2-F经由第2光环行器12-2作为第2编码光脉冲串13-2-a而输入到第2光调制器18-2。

光脉冲串15-1-B与光脉冲串13-2-b具有作为第2光环行器12-2的输入和输出的关系，作为光脉冲串来说，它们是相同的。并且，第2编码光脉冲串15-2-F与第2编码光脉冲串13-2-a具有作为第2光环行器12-2的输入和输出的关系，作为编码光脉冲串来说，它们是相同的。

因此，第2光环行器12-2具有如下功能：被输入光脉冲串15-1-B，将该光脉冲串15-1-B输入到第2编码器14-2，并且，被输入由第2编码器14-2进行布拉格反射而输出的第2编码光脉冲串15-2-F，将该第2编码光脉冲串15-2-F输入到第2光调制器18-2。

第3光环行器12-3～第N光环行器12-N也是同样。即，如果对第2光环行器12-2～第N光环行器12-N的功能进行一般性的描述，则如下所示。

第k光环行器构成为，被输入透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串，将第(k-1)光脉冲串输入到第k编码器，并且，被输入由第k编码器进行布拉格反射而输出的第k编码光脉冲串，将第k编码光脉冲串输入到第k光调制器。

从第1光调制器18-1～第N光调制器18-N输出的第1编码光脉冲信号19-1～第N编码光脉冲信号19-N被输入到光耦合器16进行复用，生成并输出OCDM信号17。

参照图2来说明本发明的实施方式的第2OCDM信号生成装置的结构及其动作。图2是本发明的实施方式的第2OCDM信号生成装置的概略结构框图。

本发明的实施方式的第2OCDM信号生成装置构成为具有：生成并输出光脉冲串的光脉冲光源10；第1编码器14-1～第N编码器14-N；光调制器22；以及第1光环行器12-1～第N光环行器12-N。

第1光环行器12-1被输入从光脉冲光源10输出的光脉冲串11，该光脉冲串11经由第1光环行器12-1作为光脉冲串13-1-b而输入到第1编码器14-1。然后，由第1编码器14-1进行布拉格反射而输出的第1编码光脉冲串15-1-F经由第1光环行器12-1作为第1编码光脉冲串13-1-a而输入到光耦合器20。

光脉冲串11与光脉冲串13-1-b具有作为第1光环行器12-1的输入和输出的关系，作为光脉冲串来说，它们是相同的。并且，第1编码光脉冲串15-1-F与第1编码光脉冲串13-1-a具有作为第1光环行器12-1的输入和输出的关系，作为编码光脉冲串来说，它们是相同的。

因此，第1光环行器12-1具有如下功能：被输入光脉冲串11，将该光脉冲串11输入到第1编码器14-1，并且，被输入由第1编码器14-1进行布拉格反射而输出的第1编码光脉冲串15-1-F，将该第1编码光脉冲串15-1-F输入到光耦合器20。

如图2所示，关于第2光环行器12-2～第N光环行器12-N，它们分别被输入透射过前级编码器的光脉冲串，来代替作为针对第1光环行器12-1的输入光的光脉冲串11。然后，与第1光环行器12-1同样，分别接受由第2编码器14-2～第N编码器14-N进行布拉格反射而输出的编码光脉冲串，并将它们分别输入到光耦合器20。

第2光环行器12-2被输入光脉冲串15-1-B，该光脉冲串15-1-B经由第2光环行器12-2作为光脉冲串13-2-b而输入到第2编码器14-2。然后，由第2编码器14-2进行布拉格反射而输出的第2编码光脉冲串15-2-F经由第2光环行器12-2作为第2编码光脉冲串13-2-a而输入到光耦合器20。

光脉冲串15-1-B与光脉冲串13-2-b具有作为第2光环行器12-2的输入和输出的关系，作为光脉冲串来说，它们是相同的。并且，第2编码光脉冲串15-2-F与第2编码光脉冲串13-2-a具有作为第2光环行器12-2的输入和输出的关系，作为编码光脉冲串来说，它们是相同的。

因此，第2光环行器12-2具有如下功能：被输入光脉冲串15-1-B，将该光脉冲串15-1-B输入到第2编码器14-2，并且，被输入由第2编码器14-2进行布拉格反射而输出的第2编码光脉冲串15-2-F，将该第2编码光脉冲串15-2-F输入到光耦合器20。

第3光环行器12-3～第N光环行器12-N也是同样。即，如果对第2光环行器12-2～第N光环行器12-N的功能进行一般性的描述，则如下所示。

第k光环行器构成为，被输入透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串，将第(k-1)光脉冲串输入到第k编码器，并且，被输入由第k编码器进行布拉格反射而输出的第k编码光脉冲串，将第k编码光脉冲串输入到光耦合器20。

如上所述，光耦合器20被输入第1编码光脉冲串13-1-a～第N编码光脉冲串13-N-a，对它们进行复用，生成并输出复用编码光脉冲信号21。该复用编码光脉冲信号21被输入到光调制器22，生成并输出OCDM信号23。

本发明的实施方式的第2OCDM信号生成装置是将上述第1OCDM信号生成装置所具有的第1～第N光调制器归一化，从而由1台光调制器构成。作为这种OCDM信号生成装置在产业上的应用形式，优选用于向第1～第N信道发送同一内容的影像等内容的用途。但是，这种向第1～第N信道发送同一内容的信息的情况并不常见，因此在之后的实施方式的说明中，是以本发明的实施方式的第1OCDM信号生成装置为例来进行说明。另外，在后面的说明中，除了需要特意区分第1OCDM信号生成装置与第2OCDM信号生成装置的情况以外，有时不用第1和第2进行限定，而仅记为OCDM信号生成装置。

第1OCDM信号生成装置与第2OCDM信号生成装置的不同之处在于，是针对第1～第N信道分别设置光调制器，还是进行归一化而由1台光调制器构成并发送同一内容的数据。但是，本发明的实施方式的OCDM信号生成装置的特征并不在于上述这样的是具有向各信道发送各自的数据的功能还是具有向各信道发送同一内容的数据的功能，而是在于将透射过配置在前级的编码器的光脉冲串输入到配置在后级的编码器的结构。该特征在第1和第2OCDM信号生成装置中的结构相同，因此，可以以本发明的实施方式的第1OCDM信号生成装置为例来说明本发明的特征。

对于本发明的实施方式中的任何OCDM信号生成装置而言，所具有的编码器、光调制器以及光环行器各自的个数最大可以为N个，分别将编码器、光调制器以及光环行器设为第1编码器14-1～第M编码器14-M、第1光调制器18-1～第M光调制器18-M以及第1光环行器12-1～第M光环行器12-M，第1编码器14-1～第M编码器14-M的结构如下。

第1编码器14-1～第M编码器14-M分别是具有SSFBG的光脉冲时间扩展器，该SSFBG构成为：在光纤中，沿着该光纤的长度方向，以在第i单位FBG与第(i+1)单位FBG之间分别隔着折射率恒定的相移部的方式，配置第1～第N单位FBG，在该第1～第N单位FBG中，构成为该光纤的有效折射率周期性变化。

该光脉冲时间扩展器具有如下功能：将输入到SSFBG的光脉冲时间扩展为码片脉冲串并输出，该码片脉冲串由在时间轴上以时间扩展的方式依次排列的第1～第N码片脉冲这N个码片脉冲构成。

<SSFBG的结构>

参照图3(A)～(C)，说明分别构成第1编码器14-1～第M编码器14-M的SSFBG的结构。为了便于说明，将SSFBG 50固定在具有纤芯54和包层52的光纤56的纤芯54上。

图3(A)～(C)是用于说明SSFBG的结构的图。图3(A)是SSFBG50的示意剖视图，图3(B)是概略地示出SSFBG 50的有效折射率调制结构的图，图3(C)是放大描绘出光纤56的纤芯54的有效折射率调制结构的一部分的图。该SSFBG 50构成为被固定在具有纤芯54和包层52的光纤56的纤芯54上。在图3(A)所示的SSFBG 50中，31个单位FBG沿着作为光纤56的光波导路的纤芯54的波导方向串联配置。这里，对第1～第31这31个单位FBG依次标注符号A₁～A₃₁予以区分。

图3(B)是概略地示出图3(A)所示的SSFBG 50的有效折射率调制结构的图。横轴表示沿着形成有SSFBG 50的光纤56的长度方向的位置坐标。纵轴表示光纤56的有效折射率调制结构，将光纤56的纤芯的有效折射率的最大与最小之差表示为Δn。并且，在图3(C)中，放大描绘出光纤56的纤芯54的有效折射率调制结构的一部分。

有效折射率调制周期为Λ。因此，布拉格反射波长λ由λ＝2N_effΛ给出。这里，N_eff为光纤56的有效折射率。输入到具有31个单位FBG的SSFBG 50的光脉冲被时间扩展成31个码片脉冲。图3(A)和图3(B)所示的在从SSFBG 50的左端到右端的方向上排列的表示为A₁～A₃₁的第1～第31单位FBG与从该SSFBG 50输出的码片脉冲一一对应。

如图3(C)所示，在相邻的单位FBG之间，即由A_i表示的第A_i单位FBG与由A_i+1表示的第A_i+1单位FBG之间，设有未进行有效折射率调制的相移部E_i。单位衍射光栅长度用L_i表示，该单位衍射光栅长度被定义为第A_i单位FBG在光纤56的长度方向即光纤56的波导方向上的长度。并且，单位区段长度用D_i表示，该单位区段长度被定义为相邻的单位FBG之间的间隔，即第A_i单位FBG与第A_i+1单位FBG之间的间隔。即，D_i＝L_i+E_i。

这里，在记为相移部E_i的情况下，除了表示用于识别相移部的标记的含义以外，还表示用于示出该相移部的长度的变量的含义。关于E_i是表示识别标记或示出长度的变量中的哪一个，只要在不发生混乱的范围内，就不在使用中进行特意说明。并且，对于单位衍射光栅长度L_i和单位段长度D_i也是同样。

接着，针对被定义为由A_i表示的第A_i单位FBG与由A_i+1表示的第A_i+1单位FBG之间的间隔的单位区段长度D_i，说明如何设定该间隔。这里，作为优选用于N信道光复用信号收发系统的本发明的光脉冲时间扩展器所具有的SSFBG，举一个优选例来进行说明，但是，一般地，本发明的光脉冲时间扩展器所具有的SSFBG不限于以下说明。

单位区段长度D_i被定义为，从由A_i表示的第A_i单位FBG在光纤长度方向上的中心位置到由A_i+1表示的第A_i+1单位FBG在光纤长度方向上的中心位置的距离。

这里，设由A_i表示的第A_i单位FBG所具有的相对相位为P_i，由A_i+1表示的第A_i+1单位FBG所具有的相对相位为P_i+1。此时，两者的相位差d_i为P_i+1-P_i。设由A_i表示的第A_i单位FBG与由A_i+1表示的第A_i+1单位FBG之间(相移部E_i)的有效折射率为N_eff，则D_i与d_i的关系为D_i＝{(M+d_i)λ}/2。其中，M是任意整数，关于λ，当设光脉冲在真空中的波长为λ₀时，λ＝λ₀/N_eff。如果用角度相位来表示(M+d_i)λ，则变为2π(M+d_i)。

在制造本发明的第1光脉冲时间扩展器时，只要按照如下间隔来配置相邻配置的第i单位FBG与第(i+1)单位FBG，即可制成可用2值数字信号进行编码的编码器，即：在该间隔下，由第i单位FBG反射生成的码片脉冲与由第(i+1)单位FBG反射生成的码片脉冲之间的相位差为2π的整数倍或π的奇数倍。

相位差为2π的整数倍表示相同相位的关系，所以，可将其视为相位差为0的情况。而相位差为π的奇数倍表示处于相反相位的关系，所以，可将其视为相位差为π的情况。即，只要以由相邻配置第i单位FBG和第(i+1)单位FBG生成的码片脉冲的相位关系为相同相位或相反相位的方式来配置的该第i单位FBG和第(i+1)单位FBG，即可利用(0，π)这2值数字信号来实现编码。

并且，只要按照如下间隔来配置相邻配置的第i单位FBG与第(i+1)单位FBG，即可制造出本发明的实施方式的OCDM信号生成装置的光脉冲时间扩展器，即：在该间隔下，由第i单位FBG反射生成的码片脉冲与由第(i+1)单位FBG反射生成的码片脉冲之间的相位差为π(2M-1)/N。

<OCDM信号生成装置的动作>

在说明本发明的实施方式的OCDM信号生成装置的动作时，是以4信道复用的OCDM信号生成装置为例进行说明，但是，以下说明的内容不限于4信道复用，对于任何信道复用数量均同样成立。

为了明确本发明的实施方式的OCDM信号生成装置的动作与现有的OCDM信号生成装置的动作的不同，首先，参照图4说明现有的典型结构的OCDM信号生成装置的结构和动作。图4是现有的4信道复用的OCDM信号生成装置的概略结构框图。

现有的4信道复用的OCDM信号生成装置构成为具有：光脉冲光源30、光分支器32、第1光调制器34-1～第4光调制器34-4、第1光环行器36-1～第4光环行器36-4、以及第1编码器38-1～第4编码器38-4。

从光脉冲光源30输出的光脉冲串被输入到光分支器32，经4分割而输出。由光分支器32进行4分割后的光脉冲串分别被输入到第1光调制器34-1～第4光调制器34-4。在第1光调制器34-1～第4光调制器34-4中，对光脉冲串进行强度调制，将其转换为光脉冲信号并输出。从第1光调制器34-1～第4光调制器34-4输出的光脉冲信号分别经由第1光环行器36-1～第4光环行器36-4而输入到第1编码器38-1～第4编码器38-4。

在第1编码器38-1～第4编码器38-4中，分别对从第1光调制器34-1～第4光调制器34-4输入的光脉冲信号进行编码，将其转换为编码光脉冲信号并输出。从第1编码器38-1～第4编码器38-4输出的编码光脉冲信号分别经由第1光环行器36-1～第4光环行器36-4而输入到光耦合器40进行复用，生成并输出OCDM信号。

在图4中，沿着各个传送路径而示出了以下各时间波形：从光脉冲光源30输出的光脉冲串的时间波形；分别从第1光调制器34-1～第4光调制器34-4输出的光脉冲信号的时间波形；以及在第1编码器38-1～第4编码器38-4中生成的分别经由第1光环行器36-1～第4光环行器36-4而输出的编码光脉冲信号的时间波形。

示出这些光脉冲串、光脉冲信号以及编码光脉冲信号的时间波形的图，是以施加了影线的矩形图的形式示意地示出构成它们的光脉冲或码片脉冲。构成输入到第1编码器38-1～第4编码器38-4的光脉冲信号的光脉冲，分别被第1编码器38-1～第4编码器38-4转换为码片脉冲串。一个光脉冲对应于以与码长成比例的长度排列在时间轴上的码片脉冲串。因此，在图4中，用横向长度比表示光脉冲的矩形长的矩形来示意地表示将一个光脉冲转换为码片脉冲串的情况。

在图4中，描绘出分别从第1光调制器34-1～第4光调制器34-4输出了(0101)、(1010)、(1001)以及(0110)的RZ格式的光脉冲信号的情况。以从第1光调制器34-1输出的光脉冲信号为例，在由“1”给定的时隙中存在光脉冲，在由“0”给定的时隙中不存在光脉冲。构成该光脉冲信号的光脉冲在第1编码器38-1中进行编码而成为一连串码片脉冲串。在图4中，以码片脉冲串的沿时间轴方向的边长比表示光脉冲的矩形长的方式，示出这一连串码片脉冲串。

另外，由于在第1编码器38-1～第4编码器38-4中分别设定的码彼此不同，因此，作为各个编码器对光脉冲进行编码的结果而得到的码片脉冲串在时间轴上的排列方式彼此不同。因此，在图4中，通过在矩形中添加不同的图案来表示构成从第1编码器38-1～第4编码器38-4输出的编码光脉冲信号的码片脉冲串。

在图4所示的现有的4信道复用的OCDM信号生成装置中，在通过光分支器32对光脉冲串进行4分割的阶段，产生光脉冲串的光载波的能量损失。并且，在输入到第1编码器38-1～第4编码器38-4的光脉冲信号的光载波的能量中，仅经布拉格反射而输出的编码光脉冲信号成分得到有效利用，透射过构成第1编码器38-1～第4编码器38-4的SSFBG的能量成分被丢弃，而未被有效应用于编码光脉冲信号的生成。

因此，对于从图4所示的现有的4信道复用的OCDM信号生成装置输出的4信道复用的OCDM信号，被输入到光分支器32的光脉冲串的光载波的能量的仅仅一部分得到利用，而大半部分则损失掉。

参照图5来说明本发明的实施方式的OCDM信号生成装置的结构和动作。图5是本发明的实施方式的4信道复用的OCDM信号生成装置的概略结构框图。

本发明的实施方式的4信道复用的OCDM信号生成装置构成为具有：光脉冲光源30、第1光环行器36-1～第4光环行器36-4、第1光调制器34-1～第4光调制器34-4、以及第1编码器38-1～第4编码器38-4。

从光脉冲光源30输出的光脉冲串经由第1光环行器36-1而输入到第1编码器38-1，由第1编码器38-1进行布拉格反射而输出的第1编码光脉冲串再次经由第1光环行器36-1输入到第1光调制器34-1。输入到第1光调制器34-1的第1编码光脉冲串作为编码后的光脉冲信号即第1编码光脉冲信号而输出。

透射过第1编码器38-1的第1光脉冲串经由第2光环行器36-2而输入到第2编码器38-2，由第2编码器38-2进行布拉格反射而输出的第2编码光脉冲串再次经由第2光环行器36-2输入到第2光调制器34-2。输入到第2光调制器34-2的第2编码光脉冲串作为编码后的光脉冲信号即第2编码光脉冲信号而输出。

透射过第2编码器38-2的第2光脉冲串经由第3光环行器36-3而输入到第3编码器38-3，由第3编码器38-3进行布拉格反射而输出的第3编码光脉冲串再次经由第3光环行器36-3输入到第3光调制器34-3。输入到第3光调制器34-3的第3编码光脉冲串作为编码后的光脉冲信号即第3编码光脉冲信号而输出。

透射过第3编码器38-3的第3光脉冲串经由第4光环行器36-4而输入到第4编码器38-4，由第4编码器38-4进行布拉格反射而输出的第4编码光脉冲串再次经由第4光环行器36-4输入到第4光调制器34-4。输入到第4光调制器34-4的第4编码光脉冲串作为编码后的光脉冲信号即第4编码光脉冲信号而输出。

分别从第1光调制器34-1～第4光调制器34-4输出的第1～第4编码光脉冲信号被输入到光耦合器40进行复用，生成并输出OCDM信号。

在图5中，与图4同样，沿着各个传送路径示出了以下各时间波形：从光脉冲光源30输出的光脉冲串的时间波形；分别从第1光调制器34-1～第4光调制器34-4输出的编码光脉冲信号的时间波形；以及在第1编码器38-1～第4编码器38-4中生成的分别经由第1光环行器36-1～第4光环行器36-4输出的编码光脉冲信号的时间波形。

在图5所示的本发明的实施方式的OCDM信号生成装置中采用了这样的结构：利用编码器对光脉冲串进行编码来生成编码光脉冲串，利用光调制器对该编码光脉冲串进行光强度调制来生成编码光脉冲信号。与此相对，在图4所示的现有的OCDM信号生成装置中则采用了如下这样的结构：利用光调制器对光脉冲串进行强度调制来生成光脉冲信号，利用编码器对该光脉冲信号进行编码来生成编码光脉冲信号。如上所述，无论是将光脉冲串转换为光脉冲信号，然后利用编码器对该光脉冲信号进行编码来生成编码光脉冲信号，还是利用编码器对光脉冲串进行编码生成编码光脉冲串，然后利用光调制器对该编码光脉冲串进行强度调制来生成编码光脉冲信号，所生成的编码光脉冲信号均是相同的。是先进行生成光脉冲信号的步骤还是先进行编码的步骤，属于设计事项。

根据图5所示的本发明的实施方式的OCDM信号生成装置，不需要现有的OCDM信号生成装置所需的光分支器32。并且，在输入到第1编码器38-1～第3编码器38-3的光脉冲串的光载波的能量中，不但经布拉格反射而输出的编码光脉冲信号成分得到有效利用，而且透射过这些编码器的光脉冲串均被输入到配置在后级的编码器中。

因此，对于从本发明的实施方式的4信道复用的OCDM信号生成装置输出的4信道复用的OCDM信号，所输入的光脉冲串的光载波的能量基本完全得到利用，几乎不存在损失掉的光载波成分。

<光载波的能量损失评价>

参照图4和图5，设从光脉冲光源30输出的光脉冲串的输出功率为0dBm(1mW)，评价光调制器、编码器等中的光载波功率。由此示出，从本发明的实施方式的OCDM信号生成装置输出的OCDM信号强度远远高于从现有的OCDM信号生成装置输出的OCDM信号强度。

在图4所示的现有的OCDM信号生成装置中，由于从光脉冲光源30输出的光脉冲串被光分支器32进行4分割，因此，分别输入到第1光调制器34-1～第4光调制器34-4的光脉冲串的强度为从光脉冲光源30输出的光脉冲串的1/4强度，为-6dBm。

如果估计出第1光调制器34-1～第4光调制器34-4的各光调制器中的光载波的能量损失为3dB、透射过第1编码器38-1～第4编码器38-4的光载波的能量损失量为22.8dB，则输入到光耦合器40的第1～第4编码光脉冲信号的各光载波的能量从0dBm减少(6dB+3dB+22.8dB)而成为-31.8dBm。

另一方面，在图5所示的本发明的实施方式的OCDM信号生成装置中，由于不具有上述光分支器32，所以，不产生该光分支器32中的光载波的能量损失。因此，只要考虑以下能量损失即可：第1光调制器34-1～第4光调制器34-4的各光调制器中的光载波的能量损失量3dB；以及相当于透射过第1编码器38-1～第4编码器38-4的光载波的能量损失量的22.8dB。

从第1光调制器34-1输出并被输入到光耦合器40的第1编码光脉冲信号的光载波的能量从0dBm减少(3dB+22.8dB)而成为-25.8dBm。从第2光调制器34-2输出并被输入到光耦合器40的第2编码光脉冲信号的光载波的能量比输入到第1光调制器34-1的光脉冲串的光载波的能量弱0.02dB。而且，从产生该能量损失的光谱波段(包含中心波长的波段)生成第2编码光脉冲串。因此，从第2光调制器34-2输出的第2编码光脉冲信号相比于上述第1编码光脉冲信号的光载波，损失量有0.04dB的上升。因此，输入到光耦合器40的第2编码光脉冲信号的光载波的能量从0dBm减少(0.02+0.04+3dB+22.8dB)而成为-25.86dBm。

同样，在第3编码器38-3和第4编码器38-4中，由于第2编码器38-2和第3编码器38-3的透射损失，光载波的能量也分别减少0.02dB。并且，还产生了透射过第2编码器38-2和第3编码器38-3的各个光脉冲串在波谱的中心波长附近的能量损失，所以，第3编码器38-3和第4编码器38-4中的反射损失分别增加0.10dB和0.17dB。因此，被输入到光耦合器40的第3编码光脉冲信号和第4编码光脉冲信号的光载波的能量分别为-25.94dBm和-26.03dBm。

如上所述，可知：在本发明的实施方式的4信道复用OCDM信号生成装置中，输入到光耦合器40的第1～第4编码光脉冲信号的光载波的能量存在0.2dB左右的差异，但与现有的4信道复用OCDM信号生成装置中的第1～第4编码光脉冲信号的光载波的能量强度-31.8dBm相比，各信道的编码光脉冲信号的光载波的能量为高出6dB左右的值。

这里，参照图6(A)～(D)，说明输入到第1编码器38-1的光脉冲串的波谱、透射过第1编码器38-1的光脉冲串的波谱、以及透射过第2编码器38-2和第3编码器38-3的光脉冲串的波谱。

图6(A)～(D)是用于说明光脉冲串的波谱的图，图6(A)是示出输入到第1编码器38-1的光脉冲串的波谱的图，图6(B)是示出透射过第1编码器38-1的光脉冲串的波谱的图，图6(C)是示出透射过第2编码器38-2的光脉冲串的波谱的图，图6(D)是示出透射过第3编码器38-3的光脉冲串的波谱的图。在图6(A)～(D)的各图中，横轴用以μm为单位的刻度来表示波长，纵轴用以μW为单位的刻度来表示光强度。

可知，按照透射过第1编码器38-1、第2编码器38-2和第3编码器38-3的顺序，包含中心波长的波段的波谱成分逐渐缺失。因此，如上所述，第1光脉冲串的光载波的能量比输入到第1编码器38-1的光脉冲串的光载波的能量弱0.02dB。然后，由于从产生该能量损失的光谱波段(包含中心波长的波段)中生成了第2编码光脉冲串，所以引起如下现象：从第2光调制器34-2输出的第2编码光脉冲信号与上述第1编码光脉冲信号的光载波相比，损失提高了0.04dB。

如上所述，在为4信道复用的OCDM信号生成装置的情况下，将现有装置以本发明的装置进行比较可知，各信道的编码光脉冲信号的光载波的能量为高出6dB左右的值，但是，该改善幅度的值(后面称为优势：advantage)取决于复用的信道数量。

参照图7来说明与复用的信道数量对应地能够得到哪种程度的优势。图7是用于说明与复用的信道数量对应的优势的图。在图7中，纵轴用以dBm为单位的刻度来表示每个信道的编码光脉冲信号的光载波的能量。并且，在图7中，横轴针对复用数量为2、4、8以及16的情况，分别在左侧用柱状图示出了利用现有的OCDM信号生成装置时的每个信道的编码光脉冲信号，在右侧用柱状图示出了利用本发明的OCDM信号生成装置时的每个信道的编码光脉冲信号。

可知，在2复用的情况下得到2.9dB的优势，在4复用的情况下得到6.0dB的优势，在8复用的情况下得到8.7dB的优势，在16复用的情况下得到11.4dB的优势。即，可知，复用的信道数量越多，本发明的效果越显著。

根据本发明的实施方式的4复用的OCDM信号生成装置，即使提高了各信道的编码器(第1编码器38-1～第4编码器38-4)的布拉格反射率，与使用现有的OCDM信号生成装置的情况相比，也能够提高输入到光耦合器40的编码光脉冲信号的强度。

因此，参照图8，以复用数量为4的情况为例，说明在设各信道的编码器的布拉格反射率为0.52％、2.02％以及6.82％的情况下，与利用现有的OCDM信号生成装置的情况相比，能够得到哪种程度的优势。图8是示出与各信道的编码器的布拉格反射率对应的优势的图。

在图8中，纵轴用以dBm为单位的刻度来表示每个信道的编码光脉冲信号的光载波的能量。并且，在图8中，横轴针对各信道的编码器的布拉格反射率为0.52％、2.02％以及6.82％的情况，分别在左侧用柱状图示出了利用现有的OCDM信号生成装置时的每个信道的编码光脉冲信号，在右侧用柱状图示出了利用本发明的OCDM信号生成装置时的每个信道的编码光脉冲信号。

如图8所示，在各信道的编码器的布拉格反射率为0.52％、2.02％以及6.82％的情况下，分别得到了6.0dB、5.6dB以及4.6dB的优势。根据本发明的实施方式的4复用的OCDM信号生成装置，可知，即使将各信道的编码器的布拉格反射率提高到6.82％，也能够得到4.6dB这样高的优势。

<基于在编码器中设定的码的种类的效果>

在本发明的OCDM信号生成装置中，输入到配置在后级的编码器的光脉冲串是透射过前级的编码器的光脉冲串。一般情况下，透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串缺失在第1编码器～第k编码器中分别通过布拉格反射而反射的光谱成分。

但是，通过选择在第1编码器～第k编码器中设定的码的种类，能够使得因透射过第(k-1)编码器、然后输入到第k编码器并被第k编码器编码而缺失的频谱成分与从第(k-1)编码器输出的透射光脉冲串所缺失的频谱成分不同。这样，只要选择在第1编码器～第k编码器中设定的码，即可使前级的编码器中的编码处理的影响不会波及后级的编码器中的编码处理。

作为满足这种条件的码，可以使用如下设定的码。以如下间隔来配置构成第M编码器所具有的SSFBG的相邻的第i单位FBG和第(i+1)单位FBG，即：在该间隔下，由第i单位FBG反射生成的码片脉冲与由第(i+1)单位FBG反射生成的码片脉冲之间的相位差为π(2M-1)/N。

在这种结构的SSFBG中设定的码与通常意义上的码(狭义的码)不同，但是，如已说明的那样，这里是用于将现有习惯进一步扩展后的广义含义，而且，是以相邻的码片脉冲间的相位差为π(2M-1)/N的方式给出时间扩展规则，并根据唯一确定的规则来进行定义，因此称为码。

为了以相邻的码片脉冲间的相位差为π(2M-1)/N的方式来配置第i单位FBG和第(i+1)单位FBG，只要如下式(1)那样地设定被定义为该第i单位FBG与第(i+1)单位FBG之间的间隔的单位区段长度D_i即可。

即，d_i＝π(2M-1)/N＝(λ/2)(2M-1)/N，所以，只要按照下式(1)的方式来配置第i单位FBG和第(i+1)单位FBG即可。

D_i＝{(Mλ+(λ/2)(2M-1)/N)}/2       (1)

参照图9(A)和(B)，说明由被设定了不同码的2种编码器生成的码片脉冲串的波谱差异。图9(A)和(B)是用于说明从设定了不同码的2种编码器生成的码片脉冲的波谱的图，图9(A)是示出从被设定了由下述规则规定的码(设为码A)的编码器输出的码片脉冲的波谱的图，该规测将相邻的码片脉冲间的相位差给定为π/4(N＝4、M＝1)，图9(B)是示出从设定了由下述规则规定的码(设为码B)的编码器输出的码片脉冲的波谱的图，该规则将相邻的码片脉冲间的相位差的给定为3π/4(N＝4、M＝2)。

在图9(A)和(B)中，纵轴用以dB为单位的刻度来表示从编码器输出的码片脉冲串针对输入光脉冲的反射功率。并且，横轴以构成编码器的单位FBG的布拉格反射的中心波长附近的波长为基准(0nm)，用以nm为单位的刻度来表示该布拉格波长的相对波长。在图9(A)和(B)中，主要峰值分别出现3个，但是，这些峰值位置由构成编码器的单位FBG的相邻间隔决定。关于码A和码B，由于相邻的码片脉冲间的相位差不同，即构成编码器的单位FBG的相邻间隔不同，所以，主要峰值位置不同。

图9(A)和(B)中出现多个主要峰值的原因如下。由码A或码B规定的编码器构成为，周期性地配置多个单位FBG，该单位FBG的配置间隔不同。单位FBG可近似看作发挥半透镜的作用。即，这里所说的编码器可以被视为周期性地配置反射结构体而构成的一种滤波器，与如下的波长测定仪进行对比则容易理解，该波长测定仪是以相当于单位FBG的配置间隔的间隔分开配置2枚半透镜而构成的。

图9(A)和(B)所示的编码器的反射谱相当于波长测定仪的纵模谱。即，图9(A)和(B)所示的波谱的主要峰值对应于波长测定仪的纵模。波长测定仪的反射面间隔相当于本发明的编码器的单位FBG的配置间隔。

因此，只要将单位FBG的布拉格波长设定在输入光脉冲的波谱的波段内，即可将等间隔地配置单位FBG而构成的编码器视为，在反射或透射光谱的定性关系中起到与波长测定仪相同的作用。

对由具有第1～第M编码器的OCDM信号生成装置得到的以下效果进行说明，其中，上述第1～第M编码器被设定了时间扩展规则作为相邻的码片脉冲间的相位差为π(2M-1)/N这一条件而给出的码。即，参照图10(A-1)～图10(B-3)来说明能够得到如下效果：因透射过第(k-1)编码器、然后输入到第k编码器并被第k编码器进行编码而缺失的频谱成分与因第(k-1)编码器中的编码而缺失的频谱成分不同，所以，前级的编码器中的编码处理的影响不会波及后级的编码器中的编码处理。

图10(A-1)～图10(B-3)是用于说明前级编码器中的编码处理的影响不会波及后级编码器中的编码处理这一效果的图。图10(A-1)是示出透射过第1编码器的光脉冲串的波谱的图，图10(A-2)是示出透射过第2编码器的光脉冲串的波谱的图，图10(A-3)是示出透射过第3编码器的光脉冲串的波谱的图。并且，图10(B-1)是示出由第2编码器进行布拉格反射而输出的编码光脉冲串的波谱的图，图10(B-2)是示出由第3编码器进行布拉格反射而输出的编码光脉冲串的波谱的图，图10(B-3)是示出由第4编码器进行布拉格反射而输出的编码光脉冲串的波谱的图。

对图10(A-1)、图10(A-2)以及图10(A-3)进行比较可知，从第1、第2以及第3编码器中透射过的光脉冲串的波谱的吸收波长峰值位置彼此不同。并且，对图10(B-1)、图10(B-2)以及图10(B-3)进行比较可知，由第2、第3以及第4编码器进行布拉格反射而输出的编码光脉冲串的波谱的反射波长峰值位置彼此不同。

即，如图10(A-1)～图10(B-3)所示，由于第1编码器中的编码，透射过第1编码器的第1光脉冲串的频谱成分中的一部分缺失。但是，因透射过第1编码器、然后输入到第2编码器并被第2编码器进行编码而缺失的频谱成分与因上述第1编码器中的编码而缺失的频谱成分不同。因此，前级编码器中的编码处理的影响不会波及后级编码器中的编码处理。第2编码器与第3编码器之间的关系也是同样。

因此，虽然在一般情况下，透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串会因第(k-1)编码器中的编码而缺失频谱成分中的一部分，但是，因透射过第(k-1)编码器、然后输入到第k编码器并被第k编码器进行编码而缺失的频谱成分与因上述第(k-1)编码器中的编码而缺失的频谱成分不同。因此，前级编码器中的编码处理的影响不会波及后级编码器中的编码处理。

参照图11，说明在利用由时间扩展规则规定的码而构成的本发明的实施方式的4复用OCDM信号生成装置中，与复用的信道数量对应地能够得到哪种程度的优势，该时间扩展规则是作为上述相邻的码片脉冲间的相位差为π(2M-1)/N这一条件而给出的。图11是用于说明在利用由时间扩展规则规定的码而构成的本发明的实施方式的4复用OCDM信号生成装置中，与复用的信道数量对应的优势的图，该时间扩展规则是作为相邻的码片脉冲间的相位差为π(2M-1)/N这一条件而给出的。在图11中，纵轴用以dBm为单位的刻度来表示每个信道的编码光脉冲信号的光载波的能量。并且，在图11中，横轴针对复用数量为2、4、8以及16的情况，分别在左侧用柱状图示出了利用现有的OCDM信号生成装置时的每个信道的编码光脉冲信号，在右侧用柱状图示出了利用本发明的OCDM信号生成装置时的每个信道的编码光脉冲信号。

可知，在2复用的情况下得到3.0dB的优势，在4复用的情况下得到6.0dB的优势，在8复用的情况下得到9.0dB的优势，在16复用的情况下得到11.9dB的优势。即，可知，复用的信道数量越多，本发明的效果越显著。

在本发明的实施方式的4复用的OCDM信号生成装置中，在利用由作为相邻码片脉冲间的相位差为π(2M-1)/N这一条件而给出的时间扩展规则规定的码的情况下，如参照上述图7说明的那样，即使提高各信道的编码器(第1编码器38-1～第4编码器38-4)的布拉格反射率，与使用现有的OCDM信号生成装置的情况相比，也能够提高输入到光耦合器40的编码光脉冲信号的强度。

因此，参照图12，以利用由下述时间扩展规则规定的码而构成的本发明的实施方式的4复用的OCDM信号生成装置为例，说明在各信道的编码器的布拉格反射率为1.44％、4.13％以及9.13％的情况下，与利用现有的OCDM信号生成装置的情况相比，能够得到哪种程度的优势，其中，所述时间扩展规则是作为相邻的码片脉冲间的相位差为π(2M-1)/N这一条件而给出的。图12是示出在利用由下述时间扩展规则规定的码而构成的本发明的实施方式的4复用OCDM信号生成装置中，与各信道的编码器的布拉格反射率对应的优势的图，该时间扩展规则是以相邻码片脉冲间的相位差为π(2M-1)/N这一条件而给出的。

在图12中，纵轴用以dBm为单位的刻度示出了每个信道的编码光脉冲信号的光载波的能量。并且，在图12中，横轴针对各信道的编码器的布拉格反射率为1.44％、4.13％以及9.13％的情况，分别在左侧用柱状图示出了利用现有的OCDM信号生成装置时的每个信道的编码光脉冲信号，在右侧用柱状图示出了利用本发明的OCDM信号生成装置时的每个信道的编码光脉冲信号。

如图12所示，在各信道的编码器的布拉格反射率为1.44％、4.13％以及9.13％的情况下，分别得到6.0dB、6.0dB以及6.0dB的优势。根据利用由如下时间扩展规则规定的码而构成的本发明的实施方式的4复用的OCDM信号生成装置，可知，即使将各信道的编码器的布拉格反射率提高到9.13％，也能够得到6.0dB这样高的优势，所述规则是作为相邻码片脉冲间的相位差为π(2M-1)/N这一条件而给出的。

接着，参照图13(A)、(B)和(C)，说明利用了设有相同的折射率周期结构的一组编码器和解码器的码片脉冲串的生成、以及从码片脉冲串中复原光脉冲的解码动作原理。图13(A)是用于说明动作原理的图，图13(B)是示出分别由单位FBG 146a、146b、146c和146d进行布拉格反射的码片脉冲a’、b’、c’和d’的时间波形的图，图13(C)示出由解码器146解码后的输入光脉冲的自相关波的时间波形。

图13(A)示出了将编码器140和解码器146作为一组的编码和解码的示意结构例。在图13(A)中，作为一例，示出了具有4个单位FBG的编码器和解码器即N＝4的情况，但是，以下说明对于N＝4以外的情况来说，也只是码片脉冲的数量不同，而作为编码光脉冲串的码片脉冲串的生成以及从码片脉冲串中解码出光脉冲的动作原理则是相同的。

如图13(A)所示，输入光脉冲经由光环行器142输入到编码器140，经时间扩展后再次经由光环行器142而作为码片脉冲串输出。图13(A)所示的编码器140是沿着光纤的波导方向排列了4个单位FBG而构成的编码器。因此，从编码器140输出的在时间轴上排列的码片脉冲的数量为4个。

当光脉冲输入到编码器140时，从单位FBG 140a、140b、140c和140d分别生成并输出布拉格反射光a、b、c和d。布拉格反射光a、b、c和d各自的相对相位为“0”、“0.25”、“0.5”、“0.75”。若将其表示成相对相位值的数列，则为(0、0.25、0.5、0.75)。

图13(A)所示的解码器146除了折射率周期结构与编码器140相同之外，输入输出端也被设定为与编码器140相同。图13(A)所示的编码器140和解码器146相当于相邻码片脉冲间的相位差为π/4的情况。即，在构成编码器140和解码器146的单位FBG中设定的相对相位值的数列被给定为(0、0.25、0.5、0.75)，相对相位的最小单位为“π/4”即“0.25”。这里，相对相位值的数列省略了π而仅示出常数部分。

即，相对相位值的数列标记为以如下方式表示的标记：在相邻码片脉冲间的相位差为π/4的情况下，由配置在光脉冲的输入输出端侧的单位FBG进行布拉格反射的码片脉冲的相位表示为0，与由该单位FBG进行布拉格反射的码片脉冲之间的相位差为相对相位。因此，由与光脉冲的输入输出端侧相邻配置的单位FBG进行布拉格反射的码片脉冲的相对相位为π/4，由下一个相邻配置的单位FBG进行布拉格反射的码片脉冲的相对相位为2π/4，由再下一个相邻配置的单位FBG进行布拉格反射的码片脉冲的相对相位为3π/4，所以，当省略π并用小数值表示时，为(0、1/4、2/4、3/4)＝(0、0.25、0.5、0.75)。

当图13(A)所示的单一光脉冲经由光环行器142而输入到编码器140时，生成来自单位FBG 140a、140b、140c和140d的布拉格反射光。因此，分别将来自单位FBG 140a、140b、140c和140d的布拉格反射光设为a、b、c和d。即，图13(A)所示的单一光脉冲被时间扩展成布拉格反射光a、b、c和d，从而被转换为编码光脉冲串。

当相对于时间轴来表示布拉格反射光a、b、c和d，时，如图13(A)中将发送侧与接收侧连接的光纤传送路径148的上侧所示，是被时间扩展成4个光脉冲，在时间轴上构成取决于单位FBG 140a、140b、140c和140d的特定码片脉冲串。因此，所谓码片脉冲串是指输入到编码器的光脉冲在时间轴上被时间扩展成多个码片脉冲而得到的码片脉冲串。

构成码片脉冲串的这些布拉格反射光a、b、c和d的相对相位被示为(0、0.25、0.5、0.75)。布拉格反射光a的相位与布拉格反射光b的相位之差为“0.25”。布拉格反射光b的相位与布拉格反射光c的相位之差以及布拉格反射光c的相位与布拉格反射光d的相位之差也为“0.25”。

从光环行器142输出的码片脉冲串在光纤传送路径148中传播，经由光环行器144而输入到解码器146。解码器146与编码器140结构相同，输入输出端也相同。即，从编码器140的输入输出端起按顺序排列着单位FBG 140a、140b、140c和140d，从解码器146的输入输出端起也同样按顺序排列着单位FBG 146a、146b、146c和146d。

参照图13(B)和(C)，说明从编码器140输出的码片脉冲串输入到解码器146而生成并输出自相关波的过程。图13(B)和(C)是用于说明根据码片脉冲串生成自相关波的过程的图。

图13(B)是示出分别由单位FBG 146a、146b、146c和146d进行布拉格反射而生成的码片脉冲a’、b’、c’和d’的时间波形的图，横轴为时间轴。而且，为了便于说明，标注“1”～“7”来表示时刻的前后关系，该数值越小表示越靠前的时刻。

当码片脉冲串被输入到解码器146时，首先被单位FBG 146a进行布拉格反射。将被单位FBG 146a布拉格反射后的反射光表示为布拉格反射光a’。同样地，将被单位FBG 146b、单位FBG 146c以及单位FBG 146d布拉格反射后的反射光分别表示为布拉格反射光b’、c’以及d’。

构成码片脉冲串的码片脉冲a、b、c和d被单位FBG 146a进行布拉格反射，排列在图13(B)中表示为a’的时间轴上。被单位FBG 146a布拉格反射后的码片脉冲a是在时间轴上表示为“1”的位置处具有峰值的光脉冲。被单位FBG 146a布拉格反射后的码片脉冲b是在时间轴上表示为“2”的位置处具有峰值的光脉冲。同样地，被单位FBG 146a布拉格反射后的码片脉冲c和d分别是在时间轴上表示为“3”和“4”的位置处具有峰值的码片脉冲。

构成码片脉冲串的光脉冲a、b、c和d也被单位FBG 146b进行布拉格反射而排列在图13(B)中表示为b’的时间轴上。从单位FBG 146b反射的布拉格反射光b’与布拉格反射光a’相比增加了“0.25”。因此，相对于排列在表示为a’的时间轴上的码片脉冲串，排列在表示为b’的时间轴上的码片脉冲串为对各码片脉冲的相对相位加上“0.25”后得到的值。即，排列在表示为a’的时间轴上的码片脉冲串从右侧向左侧的相对相位为(0、0.25、0.5、0.75)，与此相对，排列在表示为b’的时间轴上的码片脉冲串的相对相位值从右侧向左侧分别被加上了“0.25”，而变为(0.25、0.5、0.75、0)。

如果仅是单纯地加上“0.25”，则表示为b’的串的相对相位应该为(0.25、0.5、0.75、1)，但最后的第4项之所以为是“0”而不是“1”的原因在于，如上所述，作为相位来说，相对相位值为“0”和“1”这两者的含义相同。

同样，排列在表示为c’的时间轴上的码片脉冲串是对表示为a’的串的码片脉冲串的相对相位值(0、0.25、0.5、0.75)加上了“0.5”，为(0.5、0.75、1、1.25)＝(0.5、0.75、0、0.25)。并且，排列在表示为d’的时间轴上的码片脉冲串是对表示为a’的串的码片脉冲串的相对相位值(0、0.25、0.5、0.75)加上了“0.75”，为(0.75、1、1.25、1.5)＝(0.75、0、0.25、0.5)。

图13(C)示出了由解码器146复原后的输入光脉冲的自相关波。横轴为时间轴，该时间轴与图13(B)所示的图的时间轴对齐。自相关波由来自解码器146的各单位FBG的布拉格反射光a’、b’、c’和d’给出，所以，是将图13(B)所示的布拉格反射光a’、b’、c’和d’全部相加而得的。在图13(C)的时间轴上表示为4的时刻，与布拉格反射光a’、b’、c’和d’相关联的光脉冲均以相同相位被相加起来，所以构成最大的峰值。另外，虽然在图13(C)的时间轴上表示为4的时刻以外的时刻，也是各码片脉冲也以同一相位重合，但由于重合的码片脉冲的数量小于4个(3个、2个和1个)，所以，均小于表示为4的时刻的最大峰值。

如以上说明的那样，光脉冲被编码器140时间扩展成为码片脉冲串，该码片脉冲串被输入到解码器146，由此生成自相关波。这里所取的例子是使用了4比特的相对相位(0、0.25、0.5、0.75)，但是，对于相对相位为除此之外的情况，上述说明同样成立。

图13(C)所示的自相关波可以解释为是根据如下机理而生成的。在时间轴上表示为“1”的位置形成的峰值波形是由从单位FBG 146a反射的针对码片脉冲a的布拉格反射光a’形成的。因此，在时间轴上表示为“1”的位置形成的峰值波形的振幅与码片脉冲的振幅相等。

在时间轴上表示为“2”的位置形成的峰值波形是作为从单位FBG146a反射的针对码片脉冲b的布拉格反射光b’与从单位FBG 146b反射的针对码片脉冲a的布拉格反射光a’之和而形成的。这两者之和是相对相位均为“0.25”的相同相位的光码片脉冲彼此之和，所以，其振幅为码片脉冲的振幅的2倍。

之后，在时间轴上表示为“3”～“7”的位置形成的峰值波形的振幅是基于与上述相同的机理而生成的峰值波形，分别为码片脉冲振幅的3倍、4倍、3倍、2倍、1倍。图13(C)中，用括号将表示各个峰值波形的振幅是码片脉冲振幅的多少倍的数值括起来，在峰值波形的各个峰值位置示出。当按照在时间轴上表示为“1”～“7”的位置形成的峰值波形的顺序进行合计时，这些峰值波形的振幅的合计为1+2+3+4+3+2+1＝16。将其换算成能量时，为1个码片脉冲的256倍(＝16²倍)。即，自相关波的总能量为1个码片脉冲的能量的256倍。

在上述说明中，说明了在构成编码器140和解码器146的各单位FBG中分别设定的相对相位相同的情况。即，说明了如下情况：在被编码器140时间扩展成码片脉冲串之后，将该码片脉冲串输入到解码器146，生成并输出自相关波。

接着，说明在编码器和解码器中设定的码不同的情况。

图14(A)、(B)和(C)是用于说明利用了设有不同的折射率调制结构的一组编码器和解码器时的码片脉冲串的生成、以及从码片脉冲串中复原光脉冲的动作原理的图。图14(A)是用于说明动作原理的图，图14(B)是示出分别由单位FBG 156a、156b、156c和156d进行布拉格反射的码片脉冲a’、b’、c’和d’的时间波形的图，图14(C)示出了由解码器156解码后的输入光脉冲的互相关波的时间波形。在图14(A)、(B)和(C)中，与图13(A)、(B)和(C)同样，作为一例而示出了具有4个单位FBG的光脉冲时间扩展器即N＝4的情况。

如图14(A)所示，输入光脉冲经由光环行器152而输入到编码器150，经时间扩展之后再次经由光环行器152而作为码片脉冲串输出。图14(A)所示的编码器150是沿着光纤的波导方向排列着4个单位FBG而构成的SSFBG。因此，从编码器150输出的排列在时间轴上的码片脉冲的数量为4个。

构成编码器150的单位FBG 150a、150b、150c和150d分别对应于上述光相位码的第1个码片a、第2个码片b、第3个码片c、第4个码片d。

当对光脉冲输入到编码器150时，分别从单位FBG 150a、150b、150c和150d生成并输出布拉格反射光a、b、c和d。在编码器150中，布拉格反射光a、b、c和d各自的相对相位为“0”、“0.5”、“0”、“0.5”。将其表示为相对相位值的数列时，成为(0、0.5、0、0.5)。即，相对相位的最小单位为“0.5”。与此相对，在解码器156中，表示布拉格反射光a、b、c和d各自的相对相位的数列为(0、0.25、0.5、0.75)。即，解码器156的相对相位的最小单位为“0.25”。

接着，说明由编码器150进行时间扩展而转换为码片脉冲串、然后该码片脉冲串经由解码器156形成为互相关波的过程。

当图14(A)所示的单一光脉冲经由光环行器152而输入到编码器150时，生成来自单位FBG 150a、150b、150c和150d的布拉格反射光。因此，分别将来自单位FBG 150a、150b、150c和150d的布拉格反射光设为a、b、c和d。即，图14(A)所示的单一光脉冲被时间扩展成布拉格反射光a、b、c和d，被转换为编码光脉冲串。

当相对于时间轴来表示布拉格反射光a、b、c和d，时，如图14(A)中将发送侧与接收侧连接的光纤传送路径158的上侧所示，是被时间扩展成4个光脉冲，在时间轴上构成取决于单位FBG 150a、150b、150c和150d的特定码片脉冲串。因此，所谓码片脉冲串是指输入到编码器的光脉冲在时间轴上被时间扩展成多个码片脉冲而得到的码片脉冲串。

构成码片脉冲串的这些布拉格反射光a、b、c和d的相对相位被表示为(0、0.5、0、0.5)。布拉格反射光a的相位与布拉格反射光b的相位之差为“0.5”。布拉格反射光b的相位与布拉格反射光c的相位之差以及布拉格反射光c的相位与布拉格反射光d的相位之差也为“0.5”。

从光环行器152输出的码片脉冲串在光纤传送路径158中传播，经由光环行器154而输入到解码器156。

参照图14(B)和(C)，说明从编码器150输出的码片脉冲串输入到解码器156而生成并输出自相关波的过程。图14(B)和(C)是用于说明根据码片脉冲串生成自相关波的过程的图。

图14(B)是示出分别由单位FBG 156a、156b、156c和156d进行布拉格反射而生成的码片脉冲a’、b’、c’和d’的时间波形的图，横轴为时间轴。而且，为了便于说明，标注“1”～“7”来表示时刻的前后关系，该数值越小表示越靠前的时刻。

当码片脉冲串被输入到解码器156时，首先被单位FBG 156a进行布拉格反射。将被单位FBG 156a布拉格反射后的反射光表示为布拉格反射光a’。同样，将被单位FBG 156b、单位FBG 156c和单位FBG 156d布拉格反射后的反射光分别表示为布拉格反射光b’、c’和d’。

构成码片脉冲串的码片脉冲a、b、c和d被单位FBG 156a进行布拉格反射，排列在图14(B)中表示为a’的时间轴上。被单位FBG 156a布拉格反射后的码片脉冲a是在时间轴上表示为“1”的位置处具有峰值的光脉冲。被单位FBG 156a布拉格反射后的码片脉冲b是在时间轴上表示为“2”的位置处具有峰值的光脉冲。同样地，被单位FBG 156a布拉格反射后的码片脉冲c和d分别是在时间轴上表示为“3”和“4”的位置处具有峰值的码片脉冲。

构成码片脉冲串的光脉冲a、b、c和d也被单位FBG 146b进行布拉格反射而排列在图14(B)中表示为b’的时间轴上。从单位FBG 156b反射的布拉格反射光b’与布拉格反射光a’相比增加了“0.25”。因此，相对于排列在表示为a’的时间轴上的码片脉冲串，排列在表示为b’的时间轴上的码片脉冲串为对各码片脉冲的相对相位加上“0.25”后得到的值。即，排列在表示为a’的时间轴上的码片脉冲串从右侧向左侧的相对相位为(0、0.5、0、0.5)，与此相对，排列在表示为b’的时间轴上的码片脉冲串的相对相位值从右侧向左侧分别被加上了“0.25”，而变为(0.25、0.75、0.25、0.75)。

同样，排列在表示为c’的时间轴上的码片脉冲串是对表示为a’的串的码片脉冲串的相对相位值(0、0.5、0、0.5)加上了“0.5”，为(0.5、0、0.5、0)。并且，排列在表示为d’的时间轴上的码片脉冲串是对表示为a’的串的码片脉冲串的相对相位值(0、0.5、0、0.5)加上了“0.75”，为(0.75、1.25、0.75、1.25)＝(0.75、0.25、0.75、0.25)。

图14(C)示出了由解码器156复原后的输入光脉冲的互相关波。横轴为时间轴，该时间轴与图14(B)所示的图的时间轴对齐。互相关波由来自解码器156的各单位FBG的布拉格反射光a’、b’、c’和d’给出，所以，是将图14(B)所示的布拉格反射光a’、b’、c’和d’全部相加而得的。

在图14(C)的时间轴上表示为“1”的时刻，为仅由布拉格反射光a’内位于最右侧的码片脉冲形成的峰值，所以，其振幅与一个码片脉冲的振幅相等。在时间轴上表示为“2”的时刻，为作为布拉格反射光a’内位于右侧起第二个码片脉冲与布拉格反射光b’内位于最右侧的码片脉冲之和而形成的峰值。两者的码片脉冲的相位分别为“0.5”、“0.25”，所以，作为两者之和而形成的峰值的振幅小于2个码片脉冲的振幅。在图14(C)中将该情况表示为(＜2)。

同样，在时间轴上表示为“3”的时刻，为其振幅小于1个码片脉冲的峰值；在时间轴上表示为“5”的时刻，为其振幅小于1个码片脉冲的峰值；在时间轴上表示为“6”的时刻，为其振幅小于2个码片脉冲的峰值。另外，在时间轴上表示为“4”的时刻，重合的码片脉冲刚好抵消，其振幅为0。另外，在时间轴上表示为“7”的时刻，为仅由布拉格反射光d’内位于最左侧的码片脉冲形成的峰值，所以，其振幅等于1个码片脉冲的振幅。

在图14(C)中，用括号将表示各个峰值波形的振幅是码片脉冲的振幅的多少倍的数值括起来，在峰值波形的各个峰值位置示出。当按照在时间轴上表示为“1”～“7”的位置形成的峰值波形的顺序进行合计时，这些峰值波形的振幅的合计小于1+2+1+0+1+2+1＝8。将其换算成能量时，成为比1个码片脉冲的64倍(＝82倍)小的值。即，互相关波的总能量小于1个码片脉冲的能量的64倍。

参照图15，以N＝16(16信道复用)的情况为例，说明在由第1解码器～第16解码器对第1编码器编码后的编码脉冲串进行了解码的情况下，自相关波成分与互相关波成分之比为怎样的状况。下面，参照图15，在编码和解码的说明中，在将本发明的OCDM信号生成装置作为一组编码器和解码器来使用的情况下，将一方设为具有第1～第N编码器的编码器，将另一方设为具有第1～第N解码器的解码器。

此时，设第j编码器与第j解码器的结构相同。这里，j是取1～N的所有整数值的参数。即，如果用第1编码器进行编码、用第1解码器进行解码，则解码后的光脉冲被再现为编码前的光脉冲信号。与此相对，在用第1编码器进行编码而分别用第2～第N解码器进行解码的情况下，任何情况均无法复原光脉冲。

图15是示出在由第1解码器～第16解码器分别对第1编码器编码后的编码脉冲串进行了解码的情况下，从第1～第16解码器输出的解码光脉冲串的自相关波成分与互相关波成分之比的图。在图15中，横轴表示第1解码器～第16解码器，纵轴用对数刻度示出自相关波的峰值与互相关波的峰值的能量比。

当由第1编码器进行编码并由第1解码器进行解码时，由于相互设定的码相同，所以，再现了输入到第1编码器之前的光脉冲串。即，互相关成分为“0”，自相关波的峰值与互相关波的峰值的能量比为1。

第1解码器与第2解码器、或者第1解码器与第16解码器的相位结构相似。即，相邻码片脉冲间的相位差在第1编码器和第1解码器中为π/16、在第2编码器和第2解码器中为3π/16、…、在第16编码器和第16解码器中为31π/16，所以，具有相邻码片脉冲间的相位差差异最大的关系的是第1编码器与第8或第9解码器。此外，在第1编码器中，相邻码片脉冲间的相位差为π/16，在第16解码器中，相邻码片脉冲间的相位差为31π/16。

周期为2π时，这表示相同相位，所以，相位差为31π/16实质上相当于3π/16左右。因此，如图15所示，由第2解码器进行解码时自相关波成分与互相关波成分之比与由第16解码器进行解码时自相关波成分与互相关波成分之比，为相等的值。

因此，在利用相邻码片脉冲间的相位差接近的解码器进行解码的情况下，自相关波成分与互相关波成分之比小，难以提取出自相关波成分，但是，如图15所示，可知，在利用具有相邻码片脉冲间的相位差最接近的关系的第1编码器进行编码、并利用第16解码器进行解码的情况下，自相关波成分与互相关波成分之比为400倍左右，能够充分地进行识别。

Claims (4)

1.一种光码分复用信号生成装置，其特征在于，

该光码分复用信号生成装置具有：生成并输出光脉冲串的光脉冲光源；第1～第N编码器；第1～第N光调制器；以及第1～第N光环行器，

所述第1光环行器被输入所述光脉冲串，将该光脉冲串输入到所述第1编码器，并且，被输入由该第1编码器进行布拉格反射而输出的第1编码光脉冲串，将该第1编码光脉冲串输入到所述第1光调制器，

第k光环行器被输入透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串，将该第(k-1)光脉冲串输入到第k编码器，并且，被输入由该第k编码器进行布拉格反射而输出的第k编码光脉冲串，将该第k编码光脉冲串输入到所述第k光调制器，

其中，k为2～N的所有整数，且N为2以上的正整数。

2.一种光码分复用信号生成装置，其特征在于，

该光码分复用信号生成装置具有：生成并输出光脉冲串的光脉冲光源；第1～第M编码器；第1～第M光调制器；以及第1～第M光环行器，

所述第1光环行器被输入所述光脉冲串，将该光脉冲串输入到所述第1编码器，并且，被输入由该第1编码器进行布拉格反射而输出的第1编码光脉冲串，将该第1编码光脉冲串输入到所述第1光调制器，

第k光环行器被输入透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串，将该第(k-1)光脉冲串输入到第k编码器，并且，被输入由该第k编码器进行布拉格反射而输出的第k编码光脉冲串，将该第k编码光脉冲串输入到所述第k光调制器，

所述第1～第M编码器分别是具有超结构光纤布拉格光栅的光脉冲时间扩展器，该超结构光纤布拉格光栅构成为，在光纤中，沿着该光纤的长度方向，以在第i单位光纤布拉格光栅与第(i+1)单位光纤布拉格光栅之间分别隔着折射率恒定的相移部的方式，配置第1～第N单位光纤布拉格光栅，在该第1～第N单位光纤布拉格光栅中，构成为该光纤的有效折射率周期性变化，

所述第1～第M编码器分别具有如下功能：将输入到所述超结构光纤布拉格光栅的光脉冲时间扩展为码片脉冲串并输出，该码片脉冲串由在时间轴上以时间扩展方式依次排列的第1～第N码片脉冲这N个码片脉冲构成，

以如下间隔来配置相邻配置的所述第i单位光纤布拉格光栅和所述第(i+1)单位光纤布拉格光栅：在所述间隔下，由所述第i单位光纤布拉格光栅反射生成的码片脉冲与由所述第(i+1)单位光纤布拉格光栅反射生成的码片脉冲之间的相位差为π(2M-1)/N，

其中，i为取1≤i≤N-1中的所有整数值的参数，N为2以上的整数，k为取满足2≤k≤M的所有整数值的参数，并且，M为满足2≤M≤N的所有整数。

3.一种光码分复用信号生成装置，其特征在于，

所述光码分复用信号生成装置具有：生成并输出光脉冲串的光脉冲光源；第1～第N编码器；光调制器；以及第1～第N光环行器，

所述第1光环行器被输入所述光脉冲串，将该光脉冲串输入到所述第1编码器，并且，被输入由该第1编码器进行布拉格反射而输出的第1编码光脉冲串，将该第1编码光脉冲串输入到所述光调制器，

第k光环行器被输入透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串，将该第(k-1)光脉冲串输入到第k编码器，并且，被输入由该第k编码器进行布拉格反射而输出的第k编码光脉冲串，将该第k编码光脉冲串输入到所述光调制器，

其中，k为2～N中的所有整数，且N为2以上的正整数。

4.一种光码分复用信号生成装置，其特征在于，

该光码分复用信号生成装置具有：生成并输出光脉冲串的光脉冲光源；第1～第M编码器；光调制器；以及第1～第M光环行器，

所述第1光环行器被输入所述光脉冲串，将该光脉冲串输入到所述第1编码器，并且，被输入由该第1编码器进行布拉格反射而输出的第1编码光脉冲串，将该第1编码光脉冲串输入到所述光调制器，

第k光环行器被输入透射过第(k-1)编码器的第(k-1)光脉冲串，将该第(k-1)光脉冲串输入到第k编码器，并且，被输入由该第k编码器进行布拉格反射而输出的第k编码光脉冲串，将该第k编码光脉冲串输入到所述光调制器，

所述第1～第M编码器分别是具有超结构光纤布拉格光栅的光脉冲时间扩展器，该超结构光纤布拉格光栅构成为，在光纤中，沿着该光纤的长度方向，以在第i单位光纤布拉格光栅与第(i+1)单位光纤布拉格光栅之间分别隔着折射率恒定的相移部的方式，配置第1～第N单位光纤布拉格光栅，在该第1～第N单位光纤布拉格光栅中，构成为该光纤的有效折射率周期性变化，

所述第1～第M编码器分别具有如下功能：将输入到所述超结构光纤布拉格光栅的光脉冲时间扩展为码片脉冲串并输出，该码片脉冲串由在时间轴上以时间扩展方式依次排列的第1～第N码片脉冲这N个码片脉冲构成，

以如下间隔来配置相邻配置的所述第i单位光纤布拉格光栅和所述第(i+1)单位光纤布拉格光栅：在所述间隔下，由所述第i单位光纤布拉格光栅反射生成的码片脉冲与由所述第(i+1)单位光纤布拉格光栅反射生成的码片脉冲之间的相位差为π(2M-1)/N，

其中，i为取1≤i≤N-1中的所有整数值的参数，N为2以上的整数，k为取满足2≤k≤M的所有整数值的参数，并且，M为满足2≤M≤N的所有整数。

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