CN1780189B - 光学码分多路复用收发方法和光学码分多路复用收发装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学码分多路复用收发方法和光学码分多路复用收发装置，与现有的同种装置相比，可以减少包含定时门处理步骤的解码步骤中的相关波形信号的强度的减小量。在本发明中，由发送部生成编码光脉冲信号，由合波器多路复用编码光脉冲信号，作为发送信号在光传输路径中传播，传输到接收部。发送信号由分支器强度分割为编码光脉冲信号。解码部具有解码器和时钟提取器和定时门。解码器对该编码光脉冲信号进行解码，同时分离为时钟信号提取用信号和光脉冲信号再生用信号。时钟提取器从时钟信号提取用信号中提取时钟信号。另外，定时门从光脉冲信号再生用信号中仅取出自相关波形分量。自相关波形分量由受光器变换为电信号，生成为接收信号。

Description

光学码分多路复用收发方法和光学码分多路复用收发装置

技术领域

本发明涉及一种光学收发装置，特别是涉及一种光学码分多路复用(OCDM：Optical Code Division Multiplexing)收发装置中的解码和时钟信号提取部件。

背景技术

位于长距离网络(也称为“因特网主干”)和存取线路的中间的城域(メトロエリア)，迫切需要实现通信速度的高速化和大容量化。这是因为，相对于因特网主干的位速率已经被确保到太拉位(テラビツト)的通信频带，在城域中，其通信速度的高速化和大容量化延迟。考虑到今后网络的变宽和内容的宽带化将会有进展这一背景，希望实现城域中的通信速度的高速化和大容量化。

为了实现通信的大容量化，正在研究将多个信道的光脉冲信号汇集到一根光纤传输路径进行传输的光学多路复用技术。在光学多路复用技术中，正盛行研究光学时分多路复用(OTDM：Optical TimeDivision Multiplexing)、波分多路复用(WDM：Wavelength DivisionMultiplexing)和OCDM。其中，OCDM具有应用面的灵活性，即具有这样的优异特性：没有OTDM或WDM中所收发的光脉冲信号的、在分配给每一位的时间轴上的限制。

OCDM是这样一种通信方法：对每个信道分配不同的代码(模式)，利用模式匹配来提取信号。即，是一种在发送侧利用针对每个通信信道都不同的光代码来编码光脉冲信号、在接收侧使用与发送侧相同的光代码来解码从而恢复为原始的光脉冲信号的光学多路复用技术。

由于解码时仅将代码匹配的光脉冲信号作为有效信号提取并处理，所以可以将由相同波长或者组合了相同波长的光构成的光脉冲信号分配给多个通信信道。另外，光学编码器可以使用光纤布拉格光栅(FBG：Fiber-Bragg-Grating)等无源光学元件，所以没有电气上的限制，可以应对信号速率的高速化。另外，可以利用相同的波长在同一时刻多路复用多个信道，并可以进行大容量的数据通信。与OTDM或者WDM相比，可以飞跃性地进一步提高通信容量，这一点是引人注目的。

作为编码和解码的方法，包括直接扩散方法、时间扩散方法、波长跳跃方法、时间扩散波长跳跃方法等。下面，将时间扩散波长跳跃方法中所使用的代码称为时间扩散波长跳跃代码。本发明是使用时间扩散波长跳跃代码的OCDM(例如，参照专利文献1、非专利文献1到3)中的发明。

这里，首先，参照图1(A)到(D)和图2(A)到(D)来说明利用时间扩散波长跳跃代码进行的编码和解码的原理。

图1(A)是用于说明在编码器的代码和解码器的代码相同的情况下的编码和解码的图。另外，图1(B)到(D)是表示从将光脉冲信号编码后传输到接收后解码的过程的图。即，是相对时间轴表示编码前后和解码前后的光脉冲信号的状态的图。另一方面，图2(A)是用于说明在编码器的代码和解码器的代码不同的情况下的编码和解码的图。另外，图2(B)到(D)是与图1(B)到(D)同样的图。在图1(B)到(D)和图2(B)到(D)中，横轴是以任意比例显示时间的时间轴，纵轴以任意比例表示光强度。

以后为了方便说明，光脉冲信号这一表达是仅在表示对光脉冲序列进行光调制并将电脉冲信号变换为光脉冲信号而得到的、反映2值数字电信号的光脉冲序列的情况时使用的表达。另一方面，光脉冲序列这一表达用作表示在时间轴上以规则正确的一定间隔(以后也称为“数据周期”)排列的光脉冲的总体。数据周期通常也称为“时隙”，在本说明书中也表述为数据周期。

另外，表示通信速度的位速率是表示每单位时间可以收发多少位的信息的速度，是数据周期的倒数。另外，也将每一位(一个光脉冲)的最大扩散时间称为代码周期。即，代码周期是在被编码的光脉冲信号的时间轴上，分配给构成光脉冲信号的每一个光脉冲的最大时间幅度。在图1(B)到(D)和图2(B)到(D)中，利用Tb表示数据周期，利用Tc表示代码周期。

在图1(B)到(D)和图2(B)到(D)中，对光脉冲如下所示模式性地进行作图。即，虽然构成光脉冲信号的光脉冲在现实中不是图示那样的方形波，但是为了方便以方形波模式性地表示。另外，在这些图中，构成光脉冲信号的光脉冲显示为混合了不同的3种波长(λ1、λ2和λ3)的光。为了表示是波长λ1、波长λ2和波长λ3的光，在表示光脉冲的矩形上分别附加λ1、λ2和λ3的记号。

例如，在图1(B)中，构成光脉冲信号的光脉冲由混合了波长λ1、波长λ2和波长λ2的光的光来生成，所以将分别附加了λ1、λ2和λ3的记号的矩形堆叠在时间轴上来显示。在图1(D)和图2(B)中也同样，另一方面，在图1(C)和图2(C)中，对光脉冲信号进行编码，使光脉冲在时间轴上扩散，所以分配给每单位数据周期的光脉冲分别被分离为具有波长λ1、波长λ2和波长λ3各波长的单一波长的光脉冲(后面，也称为“片脉冲(チツプパルス”))，进行配置。

为了表示该情形，在图1(C)和图2(C)中，对于每个片脉冲，利用与其波长相对应地附加了λ1、λ2等记号的矩形来表示片脉冲。如后所述，在本发明的OCDM收发装置中，有必要根据混合了至少与多路复用的信道数相等个数的不同波长的光的光来生成构成光脉冲信号的各个光脉冲。

参照图1(A)到(D)，说明编码器的代码和解码器的代码相同的情况下的编码和解码。如图1(A)所示，在发送侧20，光脉冲信号9s利用具有利用由Code1给出的代码来进行编码的功能的编码器10进行编码，生成编码光脉冲信号11s。编码光脉冲信号11s是这样的信号：利用时间扩散波长跳跃代码，通过进行将光脉冲信号9s分离为片脉冲并进行排列这样的编码而生成的信号。

即，编码器10具有这样的功能：通过在时间轴上生成波长分量间的时间延迟差，将构成光脉冲信号9s的一个一个的光脉冲分解为片脉冲来配置。从利用编码器10将光脉冲信号9s分解为片脉冲的过程看，可以了解将一个光脉冲在时间轴上扩散配置的同时，逐个波长进行跳跃的过程。因此，将编码器10进行的编码称为时间扩散波长跳跃编码。

该编码光脉冲信号11s在作为传输路径12的光纤中传播，并被传输到接收侧30。在接收侧30，由具有利用由Code1给出的代码来解码的功能的解码器14进行解码，再生与原始的光脉冲信号9s相同的再生光脉冲信号15s。光脉冲信号9s是对光脉冲序列按RZ(归零(return-to-zero))格式进行强度调制而生成并得到的。图1(B)模式性地表示光脉冲信号9s。另外，图1(C)模式性地表示被编码的光脉冲信号11s。另外，图1(D)模式性地表示被再生的再生光脉冲信号15s。

在图1(A)所示的编码器10和解码器14中设定由Code1给出的相同代码，所以，如图1(D)所示，再生出与光脉冲信号9s相同的、按RZ格式进行强度调制的再生光脉冲信号15s。即，光脉冲信号9s被平安地传输到接收侧30。也将如图1(D)所示利用与编码时相同的代码被解码而得到的再生光脉冲信号15s称为光脉冲信号9s的自相关波形。

另一方面，在编码器的代码和解码器的代码不同的情况下，就不能得到上述那样的再生光脉冲信号。参照图2(A)到(D)，就编码器的代码和解码器的代码不同的情况，说明上述编码和解码会如何。

如图2(A)所示，在发送侧20，光脉冲信号9s利用具有利用由Code1给出的代码来进行编码的功能的编码器10进行编码，生成编码光脉冲信号11s，编码光脉冲信号11s是与图1(C)所示的信号相同的信号。该编码光脉冲信号11s在作为传输路径12的光纤中传播，并被传输到接收侧32。在接收侧32，利用具有利用由Code2给出的代码来解码的功能的解码器16对编码光脉冲信号11s进行解码，得到再生光脉冲信号17s。图2(D)模式性地表示被解码的再生光脉冲信号17s。

在图2(A)所示的编码器10中设定由Code1给出的代码，另一方面，在解码器16中设定由Code2给出的代码。由于Code1和Code2给出不同的代码，所以在解码器16中无法再生出相当于原始的光脉冲信号9s的光脉冲信号。也将如图2(D)所示没有恢复成原始光脉冲信号9s的波形称为相对光脉冲信号9s的互相关波形。

在利用时间扩散波长跳跃代码进行的OCDM中，对每个信道在发送侧使用不同的代码，对光脉冲信号进行编码，并多路复用地发送。以后，也将多路复用多个信道来发送的信号称为光学码分多路复用信号。

在接收侧，对该光学码分多路复用信号进行解码。解码后得到的波形是自相关波形分量和互相关波形分量之和的波形。这是因为在光学码分多路复用信号中多路复用了时间扩散波长跳跃后的多个信道的光脉冲信号。即，由于在光学码分多路复用信号中，对在发送侧编码时使用的代码和在解码器中设定的代码而言，一致的信道和不一致的信道相混合。

在接收侧应从解码器输出的波形中提取的波形仅是自相关波形分量。即，构成从解码器输出的波形的互相关波形分量是相对自相关波形分量的噪音分量。评价接收品质的一个指标包括自相关波长分量与互相关波形分量的强度比率。即，从解码器输出的波形中的自相关波形分量的强度越大，接收品质越好。因此，研究如何有效地从解码器输出的波形中除去互相关波形分量。

作为除去互相关波形分量的方法，包括实现定时门处理的方法(例如，参照非专利文献2)。定时门处理是在自相关波形分量和互相关波形分量被解码之后，调整每个信道的接收定时，使得在时间轴上不重合的方法。即，在解码后，仅在自相关波形分量通过门的时间打开门使其通过，在互相关波形分量通过的时间段内关闭门，由此仅提取自相关波形分量。

参照图3(A)到(E)和图4(A)到(D)，以利用时间扩散波长跳跃代码进行的OCDM中的两路复用传输的情况为例，来说明定时门处理。另外，在后面，例如象图3那样由(A)到(E)的多个图面构成、指该图所包含的所有多个图面的情况下，在不产生混乱的范围内，有时仅简单表述为图3。即，在简单表述为图3的情况下，是指图3(A)到(E)。

图3和图4中所示的表示光脉冲状态的图的横轴，是以任意比例作出刻度的时间轴，纵轴上以任意比例对光强度进行标度。

图3是用于说明两路复用OCDM的编码的图，图4是用于说明两路复用OCDM的包含定时门处理的解码的图。这里，为了简化，第一信道(在图3和图4中记为“Ch1”)和第二信道(在图3和图4中记为“Ch2”)设为单一光脉冲。该单一光脉冲由混合了波长λ1、λ2、λ3和λ4的4种波长的光所生成。

在图3和图4中，与图1(B)到(D)和图2(B)到(D)所示的情况相同，以方形波模式性地表示光脉冲。为了表示是波长λ1、波长λ2、波长λ3和波长λ4的光，在表示方形波的矩形上附加λ1、λ2、λ3和λ4这样的记号。单一光脉冲由混合了波长λ1、波长λ2、波长λ3和波长λ4的光的光所生成，所以，将附加了λ1、λ2、λ3和λ4这样的记号的矩形堆叠在时间轴上表示。

首先说明图3的第一信道。在图3(A)表示第一信道的单一光脉冲。该光脉冲由混合了波长λ1、波长λ2、波长λ3和波长λ4的光的光所生成。将图3(A)所示的光脉冲利用由Code1给出的代码编码后，如图3(B)所示分解为片脉冲，并成为在时间轴上进行了时间扩散波长跳跃后排列的形状。

如果在时间轴上，对存在片脉冲的位置配置该片脉冲的波长，对不存在片脉冲的位置配置0，根据这样的规则，在时间轴上以排列成1列的数列的形状来表示代码，则由Code1给出的代码写为(λ1，0，0，0，0，λ2，0，0，0，0，λ3，0，0，0，0，λ4)。以后，以Code1＝(λ1，0，0，0，0，λ2，0，0，0，0，λ3，0，0，0，0，λ4)的形式表述利用上述数列来表示由Code1给出的代码的情况。

即，可以认为，由Code1给出的代码是在时间轴上将单一光脉冲变换为按照以上述数列给出的排列顺序在时间轴上分散配置的片脉冲的函数。不言而喻，由Code1给出的代码是实现下述作用的函数：对多个光脉冲(光脉冲信号)，将其各个光脉冲变换为按照由以上述数列给出的排列顺序确定的排列顺序在时间轴上分散配置的片脉冲。

同样说明图3的第二信道。图3(C)表示第二信道的单一光脉冲。与第一信道同样，该光脉冲也由混合了波长λ1、波长λ2、波长λ3和波长λ4的光的光所生成。对图3(C)所示的第二信道的光脉冲利用由Code2给出的代码进行编码后，如图3(D)所示成为在时间轴上进行了时间扩散波长跳跃后排列的形状。

与对第一信道使用的代码Code1同样，如下所示以数列的形式表示对第二信道使用的代码Code2。即，Code2＝(0，0，λ2，0，0，0，0，0，λ4，λ1，0，0，0，0，0，λ3)。

多路复用上述第一信道和第二信道的结果是，成为图3(E)所示的片脉冲的排列形状(被编码的光脉冲)。图3(E)所示的片脉冲的排列由图3(B)所示的利用Code1编码的第一信道的被编码的光脉冲、和图3(D)所示的利用Code2编码的第二信道的被编码的光脉冲合成。

下面，参照图4来说明在接收侧解码的情形。在接收侧，将图3(E)所示的针对被编码的第一和第二信道的光脉冲的片脉冲序列分割为几个信道(这里是2个)。结果，第一信道被分配图4(A)所示的片脉冲序列，第二信道被分配图4(C)所示的片脉冲序列。

图4(A)所示的第一信道的片脉冲序列利用针对第一信道的门信号，仅通过自相关波形分量，阻断其它的片脉冲，然后从门输出。第一信道的自相关波形是在图4(A)中将附加了λ1、λ2、λ3和λ4记号的矩形在时间轴上垂直地堆叠来表示。图4(B)表示从针对第一信道的门输出的自相关波形。

同样，图4(C)所示的第二信道的片脉冲序列利用针对第二信道的门信号，仅通过自相关波形分量，阻断其它的片脉冲，然后从门输出。同样，第二信道的自相关波形也是在图4(C)中将附加了λ1、λ2、λ3和λ4记号的矩形在时间轴上垂直地堆叠来表示。图4(D)表示从针对第二信道的门输出的自相关波形。

如以上的说明，在接收侧进行定时门处理，除去互相关波形，仅再生自相关波形分量。这样，通过进行定时门处理，可以提高接收品质。

为了实现定时门处理，在解码后，必须仅在自相关波形分量通过的时间打开定时门，使自相关波形分量通过，而在互相关波形通过的时间段内关闭定时门。为此，需要利用某种方法使开闭定时门的时间和自相关波形分量通过的时间同步。即，必须提取用于取得该同步的时钟信号。

这里，有人提出了这样的方法：将解码后互相关波形和自相关波形分量合成后的波形的光信号(以后，也简单地将该光信号称为“相关波形信号”)分成两个，将一个作为时钟信号提取用，从另一个提取光脉冲信号(例如参照非专利文献3)。

【专利文献1】特开2000-209186号公报

【非专利文献1】“Enhancement of transmission data rates inincoherent FO-CDMA systems，”X.Wang and K.T.Chan，0ECC2000，14A2-5，p.458，(2000).

【非专利文献2】“Optical Code Division Multiplexing(OCDM)and lts Applications to Photonic Networks，”Ken-ichi Kitayama，Hideyuki Sotobayashi，and Naoya Wada，IEICE Trans.Fundamentals，V0l.E82-A，No.12(1999).

【非专利文献3】“Transparent Virtual Optical Code/Wavelength Path Network，”Hideyuki Sotobayashi，Wataru Chujo，and Ken-ichi Kitayama，IEEE Journal of Selected Topics in QuantumElectronics，V0l.8，N0.3，(2002).

但是，为了利用分支器将上述相关波形信号分成两个，从一个提取时钟信号，就必须在从对光学码分多路复用信号进行解码开始到除去互相关波形之间，利用光分波器将相关波形信号分成两个。因此，由于光分波器的分波损失、向光分波器的插入损失，相关波形信号的强度减小。结果存在这样的问题：作为接收信号的再生光脉冲信号的信噪比(S/N：Signal to Noise Ratio)减小。而且还存在这样的问题，即在具有解码功能的接收侧，构成接收器的部件个数增加。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种OCDM收发装置，可以解决上述相关波形信号的强度减小的问题和构成接收器的部件个数增多的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种包括编码步骤和解码步骤的光学码分多路复用收发方法，其中解码步骤包括：再生光脉冲信号分离步骤、时钟信号提取步骤、和定时门处理步骤。

编码步骤是：利用对每个信道都不同的时间扩散波长跳跃代码，对分配给每个信道来传输的、包含与信道数相等个数的不同波长的光的光脉冲信号进行编码，生成编码光脉冲信号。解码步骤是：利用与所述时间扩散波长跳跃代码相同的代码，对每个信道的编码光脉冲信号进行解码，生成包含光脉冲信号的自相关波形分量和互相关波形分量的再生光脉冲信号。

再生光脉冲信号分离步骤是：将所述再生光脉冲信号分离为由所述光脉冲信号中所包含的光的一个波长分量构成的时钟信号提取用信号、和由其余的波长分量构成的光脉冲信号再生用信号。再生光脉冲信号分离步骤可利用例如布拉格反射特性。

时钟信号提取步骤是：从时钟信号提取用信号中提取时钟信号。定时门处理步骤是：从光脉冲信号再生用信号中仅取出自相关波形分量。

光学码分多路复用收发方法通过本发明的OCDM收发装置来实现。本发明的OCDM收发装置具有：编码部和解码部，该解码部具有：解码器、时钟提取器和定时门。

上述编码步骤和解码步骤分别通过编码部和解码部来实现。特别是，解码部所具有的解码器实现这样的步骤：生成再生光脉冲信号，并将该再生光脉冲信号分离为时钟信号提取用信号和光脉冲信号再生用信号。解码器最好以例如具有FBG的方式构成。另外，提取时钟信号的步骤利用时钟提取器来实现，定时门处理步骤利用定时门来实现。

本发明的OCDM收发装置利用解码器同时实现了生成包含光脉冲信号的自相关波形分量和互相关波形分量的再生光脉冲信号的步骤和再生光脉冲信号分离步骤。因此，不需要与本发明相同种类的OCDM收发装置中所必需的、用于从包含光脉冲信号的自相关波形分量和互相关波形分量的再生光脉冲信号中分离时钟信号提取用信号的光分支器。

因此，就不会发生包含定时门处理步骤的解码步骤中的、由于利用该分支器而导致的插入损失。即，如果使用本发明的OCDM收发装置，与现有的同种装置相比，可以减轻由于从再生光脉冲信号中分离时钟信号提取用信号而导致的光脉冲信号再生用信号(相关波形信号)的强度减小。结果，可以解决作为接收信号的再生光脉冲信号的S/N减小的问题。

另外，由于不需要现有的同种装置所必需的光分支器，所以包括为设置光分支器所必需的辅助部件在内，可以减少部件个数，因而解决了构成解码部的部件个数多这样的问题。

附图说明

图1是用于说明编码器的代码和解码器的代码相同的情况下，利用时间扩散波长跳跃代码进行的编码和解码的图。

图2是用于说明编码器的代码和解码器的代码不同的情况下，利用时间扩散波长跳跃代码进行的编码和解码的图。

图3是用于说明两路复用OCDM的编码的图。

图4是用于说明两路复用OCDM解码中的定时门处理的图。

图5是本发明的OCDM收发装置的概略方框结构图。

图6是编码器和解码器的概略结构图。

图7是表示从解码器的第一和第二输出端口输出的光的波长的图。

图8是用于说明4信道多路复用OCDM收发装置的动作原理的图。

图9是现有的和本发明的OCDM收发装置的概略方框结构图。

图10是本发明的OCDM收发装置的其它构成例子的概略方框结构图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。而且，各图表示本发明的一个构成例子，只是在可以理解本发明程度上大致表示各个构成要素的截面形状和配置关系等，本发明并不限于图示例子。另外，在下面的说明中，有时使用特定的材料和条件等，但这些材料和条件不过是一个较佳的例子，因此，本发明完全不限于此。另外，在各图中，向同样的构成要素附加相同的符号来表示，并省略了其重复说明。

在下面所示的图中，利用粗线表示光纤等的光脉冲信号的路径，利用细线表示电信号的路径。另外，在这些粗线和细线上附加的号码除了指示路径本身之外，有时也意味着在各个路径中传播的光脉冲信号或者电信号。

<OCDM收发装置>

参照图5，来说明本发明的OCDM收发装置的构成及其功能。图5以4信道结构的OCDM收发装置为例来表示，但本发明的OCDM收发装置不限于4信道。无论信道数是几个的结构，下面的说明都同样成立。

OCDM收发装置是这样的结构：在发送部40中针对每个信道生成编码光脉冲信号，利用合波器70多路复用全部信道的编码光脉冲信号，将其作为发送信号72s在光传输路径72中传播，并传输到接收部80。

传输到接收部80的、多路复用了全部信道的编码光脉冲信号的发送信号72s由分支器82进行强度分割，被分割成与信道数相等的个数，作为编码光脉冲信号，然后，强度分割后的编码光脉冲信号81a、81b、81c和81d被分别输入到接收部80的接收部第一信道100、接收部第二信道102、接收部第三信道104和接收部第四信道106。

首先说明为了生成作为各个信道的发送信号的光脉冲信号，产生作为其基础的光脉冲序列，并将该光脉冲序列提供给各个信道的功能部分，该部分以具有多波长脉冲光源42和分支器44的方式被构成。

多波长脉冲光源42是产生包含与信道数相等个数的不同振荡波长的连续波光的光源。在多波长脉冲光源42产生的光中，可以至少包含与信道数相等个数的不同振荡波长，也可以包含超过信道数的个数的振荡波长，这都不会对本发明的OCDM收发装置的动作产生影响。因此，在下面的说明中，说明多波长脉冲光源42是产生包含与信道数相等个数的不同振荡波长的连续波光的光源的情况。

作为发光源，多波长脉冲光源42可以使用例如具有与信道数相等个数的不同振荡波长的分布反馈型半导体激光器(DFB-LD：Distributed Feed Back-Laser Diode)来构成。即，通过利用光合波器(未图示)对个数与信道数相等的DFB-LD的振荡光进行合波，可以生成包含与信道数相等个数的不同振荡波长的连续波光。

利用电场吸收型光调制器(EAM：Electro AbsorptionModulator)等光调制器(未图示)将该连续波光变换为光脉冲序列，将该光脉冲序列从一个光纤端输出，如此构成的光源是多波长脉冲光源42。用于从连续波光生成光脉冲序列的光调制器不限于EAM，也可以使用利用普克耳斯效应的马赫·策德尔干涉器型光调制器等。该光调制器应具有的特性是可以实现比本发明的OCDM收发装置的位速率更高速的光调制。

另外，在构成多波长脉冲光源42的发光源中，除了上述DFB-LD之外，也可以利用分布布拉格反射型半导体激光器(DBR-LD：Distributed-Bragg-reflector-LD)等。作为构成多波长脉冲光源42的发光源所应具有的重要特性是：该发光源的振荡光的单色性优良。即，构成多波长脉冲光源42的与信道数相等个数的发光源(DFB-LD或者DBR-LD等)的振荡频谱的半值幅度窄，相互的振荡频谱在波长轴上不重合。

多波长脉冲光源42的输出光43由分支器44进行强度分割，分割成信道个数(这里是4个)，并分配给各个信道。即，对第一到第四信道，分别强度分割为光脉冲序列45a、45b、45c和45d后提供。因此，分配给各个信道的多波长脉冲光源42的输出光(光脉冲序列45a、45b、45c和45d)，是包含与信道数相等个数的不同振荡波长的光脉冲序列。

分支器44是具有将在1根光纤中传播过来的光分支到多根光纤中的功能的光器件，也称为光耦合器(coupler)。当然也可以说，该光耦合器具有将在多根光纤中传播过来的光结合到一根光纤中的功能。具有这样的功能的光耦合器可以如下制造。

在贴紧的状态下加热融合多根光纤(这里是与信道数相等个数的光纤)的包层的侧面。将该加热融合的结合部分延伸变细，直到从光纤的未融合部分到该加热融合的结合部分之间的形状变为锥形。该延伸变细的前端，在变为与原来的多根光纤相同程度的粗细的阶段结束延伸。之后，作为光耦合器，为了确保充分的机械强度和温度稳定性，利用粘合剂等固定到线膨胀系数小的玻璃壳体等中，从而完成。

从该延伸变细的前端输入的光脉冲序列成为被强度分割到融合的多根光纤中传播的光脉冲序列。这样，利用光耦合器，以延伸变细的前端作为光的入射端，以未融合部分的前端作为光的出射端，就可以实现作为分支器的功能。另外，如果与上述相反地设定光的入射端和出射端，即，如果将延伸变细的前端设为光的出射端，将未融合部分的前端设为光的入射端来使用，就可以实现作为合波器的功能。因此可知，作为分支器44和后述的分支器82以及合波器70，可以利用上述的光耦合器。

不言而喻，作为分支器44和分支器82以及合波器70，也可以利用除了以上说明的光耦合器以外的光器件。分支器44和分支器82以及合波器70应具有的功能是，可以将在一根光纤中传播过来的光分支，以及，相反地，可以对多个光进行合波。

下面进行的编码部的说明是各个信道共同的事项，所以，这里以第一信道为例进行说明。第一信道的编码部60具有：调制电信号发生部46、调制器48、编码器50。如后所述，关于图6的第一信道的编码部60，仅图示了其必需的构成要素。因此，在后面的说明中，为了方便说明将第一信道的编码部60记述为发送部第一信道60，或者仅简单地记为编码部60。另外，同样将第二信道的编码部62、第三信道的编码部64和第四信道的编码部66简单记为第二信道62、第三信道64和第四信道66。

第二信道62、第三信道64和第四信道66是与第一信道60相同的构造。不同的是，各个信道所具有的编码器中设定的时间扩散波长跳跃代码。时间扩散波长跳跃代码被设定为针对每个信道不同。这样，可以每个信道独立地收发光脉冲信号。除了编码器之外，第一到第四信道的任何一个都是相同的构造。

编码部60是执行利用时间扩散波长跳跃代码对包含与信道数相等个数的不同波长的光的光脉冲信号进行编码、生成编码光脉冲信号的编码步骤的部分。

如上所述，用于构成编码部60的必需构成要素是调制电信号发生部46、调制器48和编码器50。调制电信号发生部46执行产生表示发送信号的电脉冲信号47的步骤。电脉冲信号47是作为分配给第一信道的、反映了发送信息的2值数字电信号而生成的电信号。

调制器48执行利用电脉冲信号47将光脉冲序列45a变换为光脉冲信号49的步骤。光脉冲序列45a由调制器48强度调制为反映了电脉冲信号47的RZ格式，生成为光脉冲信号49。作为调制器48，例如可以使用EAM。当然，不限于EAM，也可以使用利用普克耳斯效应的马赫·策德尔干涉器型光调制器等。调制器48应具有的特性是可以实现比电脉冲信号47位速率更高速的光调制。

编码器50执行利用时间扩散波长跳跃代码对光脉冲信号49进行编码、生成编码光脉冲信号61的步骤。编码器50中具有FBG，该FBG具有利用时间扩散波长跳跃代码对光脉冲信号49进行编码、生成编码光脉冲信号61的功能。不言而喻，只要具有利用时间扩散波长跳跃代码对光脉冲信号49进行编码、生成编码光脉冲信号61的功能，也可以在编码器50中具有FBG以外的光器件来使用。

另外，接收部80的接收部第一信道100所具有的解码器84中也具有与编码器50所具有的、具有利用时间扩散波长跳跃代码对光脉冲信号49进行编码从而生成编码光脉冲信号61的功能的FBG相同构造的FBG。

接收部80所具有的接收部第一信道100具有解码部108。解码部108利用与由第一信道的编码器50中设定的时间扩散波长跳跃代码相同的代码，对进行强度分割后分配给第一信道的编码光脉冲信号81a进行解码。结果，在解码部108中生成包含第一信道的光脉冲信号的自相关波形分量和第二到第四信道的光脉冲信号的互相关波形分量的再生光脉冲信号。然后，在解码部108中仅提取该第一信道的光脉冲信号的自相关波形分量。

解码部108具有解码器84和时钟提取器88和定时门86。

解码器84在如上所述对编码光脉冲信号81a进行解码的同时，将通过该解码得到的再生光脉冲信号分离成：由光脉冲信号中包含的光的一个波长分量(这里是波长λ1的片脉冲)构成的时钟信号提取用信号85a、和由包含其余的波长分量(这里是波长λ2、λ3和λ4的片脉冲以及包含波长λ2、λ3和λ4的光的光脉冲)构成的光脉冲信号再生用信号85b。时钟提取器88从时钟信号提取用信号85a中提取时钟信号89。另外，定时门86从光脉冲信号再生用信号85b中仅取出第一信道的光脉冲信号的自相关波长分量87。

自相关波形分量87由受光器90变换为电信号，生成第一信道的接收信号91。该接收信号91除了仅其强度不同，其波形与发送部40的第一信道的编码部60具有的调制电信号发生部46所输出的电脉冲信号47相同。调制电信号发生部46产生的电脉冲信号47是表示通过第一信道发送的发送信号的电脉冲信号。因此，从以上的说明可知，应通过本发明的OCDM收发装置的第一信道发送的电脉冲信号47由接收部80接收为第一信道的接收信号91。

<编码器和解码器>

参照图6(A)和(B)，说明具有FBG的编码器50和解码器84的结构。第一信道的编码器50和解码器84使用的FBG与第二到第四信道的编码器和解码器使用的FBG相比，仅其折射率分布构造不同。利用该折射率分布构造来设定时间分割波长跳跃代码。

图6(A)是编码器50的大致结构图，图6(B)是解码器84的大致结构图。

首先，参照图6(A)来说明编码器50的构成及其功能。编码器50具有输入端口57和输出端口59。从输入端口57输入的光脉冲信号49通过光循环器58输入到FBG56中，在该FBG56中接受布拉格反射，其反射光再次通过光循环器58从输出端口59作为编码光脉冲信号61输出。

在图6(A)所示的FBG56中，以λ2、λ3、和λ4表示的折射率分布构造的构成单位是在一根光纤上串联配置而构成。以λ2、λ3、λ4表示的折射率分布构造的构成单位，其全长互相相等，并且是将以λ2、λ3、λ4表示的波长设为布拉格反射波长的光纤光栅。以后，将这些一个一个的构成单位称为单位光纤光栅(单位FBG)。

即，以λ2表示的单位FBG反射光脉冲信号49的波长为λ2的分量。以λ3、λ4表示的单位FBG也同样地分别反射光脉冲信号49的波长为λ3、λ4的分量。换言之，在以λ2表示的单位FBG中，透过光脉冲信号49的波长为λ2的分量以外的分量。在以λ3、λ4表示的单位FBG中，也同样地分别透过光脉冲信号49的波长为λ3、λ4的分量以外的分量。

FBG56串联连接上述单位FBG而构成，但隔开多大的间隔来配置相邻的单位FBG，决定了构成光脉冲信号49的波长分量分别在FBG56的哪个位置上进行反射。这样，通过以何种顺序将以λ2、λ3和λ4表示的具有布拉格反射波长的单位FBG配置在哪个位置上，就使得FBG56成为具有固有的反射特性(反射频谱)和透过特性(透过频谱)的反射器。

即，由于该固有的反射特性，通过光循环器58输入的光脉冲信号49在从FBG56输出时，会产生基于该固有的反射和透过特性的波长分散。该固有的波长分散由以何种顺序将以λ2、λ3和λ4表示的具有布拉格反射波长的各个单位FBG配置在FBG56的哪个位置上来决定。即，该固有的波长分散特性被用作时间扩散波长跳跃代码。

接着，参照图6(B)来说明解码器84的构成及其功能。解码器84具有输入端口92、第一输出端口93和第二输出端口94。从输入端口92输入的编码光脉冲信号81a通过光循环器98输入到FBG96，在该FBG96中接受布拉格反射，其反射光再次通过光循环器98从第一输出端口93作为光脉冲信号再生用信号85b输出。另外，从第二输出端口94输出来自FBG96的透过光，作为时钟信号提取用信号85a。

这里，说明如果利用设定有与编码时相同的代码的解码器，来对利用编码器编码光脉冲信号后形成的编码光脉冲信号进行解码，就再生出编码前的光脉冲信号作为再生光脉冲信号的理由。即，说明如果利用设定了与编码时相同的代码的解码器，来对编码光脉冲信号进行解码，就得到由自相关波形分量和互相关波形分量之和构成的再生光脉冲信号的理由。

利用编码器50编码后得到的编码光脉冲信号61反映了基于编码器50所具有的FBG56的固有的单位FBG排列顺序及其排列间隔的波长分散特性。

即，在FBG56中，从设置有光循环器58的一侧开始依次隔开规定的间隔来配置布拉格反射波长为λ4、λ3和λ2的单位FBG。因此，包含波长为λ1、λ2、λ3和λ4的光的光脉冲信号49通过光循环器58输入FBG56后，首先波长为λ4的光脉冲分量(波长为λ4的片脉冲)被反射。接着，隔开与布拉格反射波长为λ4的单位FBG和布拉格反射波长为λ3的单位FBG的配置间隔相对应的时间间隔，波长为λ3的光脉冲分量(波长为λ3的片脉冲)被反射。同样地，隔开与布拉格反射波长为λ3的单位FBG和布拉格反射波长为λ2的单位FBG的配置间隔相对应的时间间隔，波长为λ2的光脉冲分量(波长为λ2的片脉冲)被反射。

由于这样的现象，相对于构成光脉冲信号49的各个光脉冲的波长为λ1、λ2、λ3和λ4的光分量都在时间轴上占据相同的位置，通过光循环器58输入到FBG56的光脉冲信号49在从FBG56输出的时刻，在时间轴上按波长为λ4的片脉冲、波长为λ3的片脉冲、波长为λ2的片脉冲的顺序被分离地排列。另外，在时间轴上的这些片脉冲的间隔取决于布拉格反射波长分别为λ2、λ3和λ4的单位FBG的排列间隔。

另一方面，如图5所示，从解码器84的输入端口92输入的编码光脉冲信号81a是由合波器70多路复用全部信道的编码光脉冲信号61、63、65和67后生成的发送信号72s再由分支器82进行强度分割而得到的编码光脉冲信号。因此，全部信道的各个编码光脉冲信号61、63、65和67都包含在内。

解码器84中设置的FBG96的构造与编码器50中设置的FBG56相同。但是，分别面对光循环器58和光循环器98的一端在FBG56和FBG96中是相反的。

因此，对从输入端口92输入的编码光脉冲信号81a中的第一信道的编码光脉冲信号分量(除了仅强度不同，是具有与编码光脉冲信号61相同的时间波形的光脉冲信号分量)考察如下。

即，所上所述，第一信道的编码光脉冲信号分量在时间轴上按波长为λ4的片脉冲、波长为λ3的片脉冲、波长为λ2的片脉冲的顺序排列。这些片脉冲在时间轴上的排列顺序以及它们的排列间隔取决于FBG56中布拉格反射波长分别为λ2、λ3和λ4的单位FBG的排列间隔及其排列顺序。

另一方面，编码器50中设置的FBG56与解码器84中设置的FBG96分别面对光循环器58和光循环器98的一端是相反的，所以，就由FBG56产生的波长分散效应和由FBG96产生的波长分散效应而言，在时间轴上它们呈现出互相相反的效应。即，由FBG56产生的波长分散效应是在时间轴上按照波长为λ4的片脉冲、波长为λ3的片脉冲、波长为λ2的片脉冲的顺序使其分散，与此相对，由FBG96产生的波长分散效应是在时间轴上按照波长为λ2的片脉冲、波长为λ3的片脉冲、波长为λ4的片脉冲的顺序使其分散。

因此，由于由FBG56产生的波长分散效应与由FBG96产生的波长分散效应相互抵消，从输入端口92输入的第一信道的编码光脉冲信号分量，再生为光强度不同、但具有与第一信道的光脉冲信号49相同的时间波形的再生光脉冲信号。该再生的再生光脉冲信号是第一信道的光脉冲信号49的自相关波形。第一信道的光脉冲信号49的自相关波形从第一输出端口93输出。

从解码器84的输入端口92输入的编码光脉冲信号81a如上所述，包括全部信道的各个编码光脉冲信号61、63、65和67。被由FBG96产生的波长分散效应抵消的是由FBG56产生的波长分散效应，由对第二信道到第四信道的光脉冲信号进行编码的编码器产生的波长分散效应没有被FBG96抵消。因此，对第二信道到第四信道的光脉冲信号解码后得到的编码光脉冲信号没有被解码，而是作为互相关波形分量与上述自相关波形同时从第一输出端口93输出。

另外，从解码器84的输入端口92输入的编码光脉冲信号81a包含波长为λ1、λ2、λ3和λ4的光。而且，解码器中设置的FBG96中设置布拉格反射波长分别为λ2、λ3和λ4的单位FBG。因此，构成从第一输出端口93输出的自相关波形和互相关波形的光的波长分量是λ2、λ3和λ4的光分量。即，从第一输出端口93输出的是由波长为λ2、λ3和λ4的片脉冲和波长为λ2、λ3和λ4的光分量所构成的光脉冲。

另一方面，构成从解码器84的输入端口92输入的编码光脉冲信号81a的波长为λ1、λ2、λ3和λ4的光分量中的波长为λ1的光分量(波长为λ1的片脉冲)没有被FBG96反射，从解码器84的第二输出端口94输出。从该第二输出端口94输出的波长为λ1的片脉冲作为时钟信号提取用信号85a，用于在时钟提取器88中提取时钟信号。

<解码部的动作原理>

参照图7，来说明向编码器和解码器的输入端口输入的输入信号的波长与从第一和第二输出端口输出的输出信号的波长之间的关系。这里，说明图5所示的4信道OCDM收发装置，但该说明不限于4信道的相同装置，而是对任何个数的信道数都同样成立的内容。在下面的说明中，编码器和解码器都共同具有将构成输入信号的光脉冲在时间轴上进行时间扩散波长跳跃来排列的功能，所以，两者都也称为代码扩散器。

为了方便说明，第一到第四信道的各个编码器和解码器中设定的代码是下面所示的Code1到Code4。不用说，也可以设定除此之外的代码，但各个信道中设定的代码必须是不同的。

Code1＝(λ4，0，0，0，0，λ3，0，0，0，0，λ2，0，0，0，0，0)

Code2＝(0，0，0，0，0，0，λ1，λ4，0，0，0，0，0，λ2，0，0)

Code3＝(λ2，0，0，0，0，0，0，0，0，λ1，0，λ3，0，0，0，0)

Code4＝(λ1，0，0，0，0，0，λ4，0，0，λ3，0，0，0，0，0，0)

首先，参照图7(A)到(D)说明图5所示的4信道OCDM收发装置的编码器的功能。因此，图7(A)到(D)所示的表示代码扩散器110、112、114和116的方框可理解为第一到第四信道的编码器。

图7(A)表示了向设定有由Code1给出的代码的代码扩散器110的输入端口输入的输入信号的波长与从第一和第二输出端口输出的输出信号的波长之间的关系。该图7(A)和图6(A)所示的编码器50的输入端口与第一和第二输出端口之间的关系如下所示。

即，图7(A)所示的代码扩散器110的输入端口对应于图6(A)所示的编码器50的输入端口57，图7(A)所示的第一和第二输出端口分别对应于图6(A)所示的编码器50的输出端口59和光终端器54。第一信道的编码器设定由Code1给出的代码，所以，进行编码的FBG恰好象图6(A)所示的FBG56那样排列单位FBG而构成。

从输入端口输入的光脉冲信号包含波长为λ1、λ2、λ3、λ4的光分量。向代码扩散器110输入该输入光脉冲信号后，由于是构成由Code1设定的代码的、波长分量是λ2、λ3、λ4的波长的光，所以，波长为λ1的光未由构成代码扩散器110的FBG反射而透过。然后，透过的波长为λ1的光由光终端器吸收，另一方面，波长为λ2、λ3、λ4的光分量(波长为λ2、λ3、λ4的片脉冲)由构成代码扩散器110的FBG反射后，从第一输出端口输出。

同样，图7(B)到(D)是用于说明向设定有由Code2到Code4给出的代码的代码扩散器112到116的输入端口输入的输入信号的波长与从第一和第二输出端口输出的输出信号的波长之间的关系的方框图。

第二信道的编码器112中设定有由Code2给出的代码，由于是构成由Code2设定的代码的、波长分量是λ1、λ2、λ4的波长的光，所以，波长为λ3的光未由构成代码扩散器112的FBG反射而透过。然后，透过的波长为λ3的光由光终端器吸收。另一方面，波长为λ1、λ2、λ4的光分量(波长为λ1、λ2、λ4的片脉冲)由构成代码扩散器112的FBG反射后，从第一输出端口输出。

第三信道的编码器114中设定有由Code3给出的代码，由于是构成由Code3设定的代码的、波长分量是λ1、λ2、λ3的波长的光，所以，波长为λ4的光未由构成代码扩散器114的FBG反射而透过。然后，透过的波长为λ4的光由光终端器吸收。另一方面，波长为λ1、λ2、λ3的光分量(波长为λ1、λ2、λ3的片脉冲)由构成代码扩散器114的FBG反射后，从第一输出端口输出。

第四信道的编码器116中设定有由Code4给出的代码，由于是构成由Code4设定的代码的、波长分量是λ1、λ3、λ4的波长的光，所以，波长为λ2的光未由构成代码扩散器116的FBG反射而透过。然后，透过的波长为λ2的光由光终端器吸收。另一方面，波长为λ1、λ3、λ4的光分量(波长为λ1、λ3、λ4的片脉冲)由构成代码扩散器116的FBG反射后，从第一输出端口输出。

下面，参照图7(A)到(D)，说明图5所示的4信道OCDM收发装置的解码器的功能。因此，图7(A)到(D)所示的表示代码扩散器110、112、114和116的方框可理解为第一到第四信道的解码器。

第一信道的解码器110中设定有由Code1给出的代码，由于是构成由Code1设定的代码的、波长分量是λ2、λ3、λ4的波长的光，所以，波长为λ1的光未由构成代码扩散器110的FBG反射而透过。然后，透过的波长为λ1的光从第二输出端口输出。该第二输出端口与图6(B)所示的解码器84的第二输出端口94相对应。另一方面，波长为λ2、λ3、λ4的光分量(波长为λ2、λ3、λ4的片脉冲)由构成代码扩散器110的FBG反射后，从第一输出端口输出。该第一输出端口与图6(B)所示的解码器84的第一输出端口93相对应。

第二信道的解码器112中设定有由Code2给出的代码，由于是构成由Code2设定的代码的、波长分量是λ1、λ2、λ4的波长的光，所以，波长为λ3的光未由构成代码扩散器112的FBG反射而透过。然后，透过的波长为λ3的光从第二输出端口输出。另一方面，波长为λ1、λ2、λ4的光分量(波长为λ1、λ2、λ4的片脉冲)由构成代码扩散器112的FBG反射后，从第一输出端口输出。

第三信道的解码器114中设定有由Code3给出的代码，由于是构成由Code3设定的代码的波长分量是λ1、λ2、λ3的波长的光，所以，波长为λ4的光未由构成代码扩散器114的FBG反射而透过。然后，透过的波长为λ4的光从第二输出端口输出。另一方面，波长为λ1、λ2、λ3的光分量(波长为λ1、λ2、λ3的片脉冲)由构成代码扩散器114的FBG反射后，从第一输出端口输出。

第四信道的解码器116中设定有由Code4给出的代码，由于是构成由Code4设定的代码的波长分量是λ1、λ3、λ4的波长的光，所以，波长为λ2的光未由构成代码扩散器116的FBG反射而透过。然后，透过的波长为λ2的光从第二输出端口输出。另一方面，波长为λ1、λ3、λ4的光分量(波长为λ1、λ3、λ4的片脉冲)由构成代码扩散器116的FBG反射后，从第一输出端口输出。

下面，参照图5和图8，以利用4信道的OCDM收发装置来收发光脉冲序列的情况为例，特别地说明作为本发明的主要构成部分的解码部的动作原理。在图8中，横轴是以任意比例作出刻度的时间轴，纵轴是以任意比例作出刻度来表示光强度。

针对发送部40的第一到第四信道所具有的、在编码器中设定的代码与上述说明的一样，分别是Code1到Code4。另外，针对接收部80的第一到第四信道所具有的、在解码器中设定的代码也与上述说明同样，分别是Code1到Code4。

这里，简单起见，以收发光脉冲序列的光信号为例进行说明，但在实际收发的光脉冲信号的情况下，在时间轴上，光脉冲存在的时隙和不存在的时隙对应于所发送的信号的内容而共存，仅这一点不同。在光脉冲信号的情况下，关于光脉冲存在的时隙，下面的说明成立。另外，关于不存在的时隙，在时间轴上是根本不存在光脉冲的区域，所以，在下面的说明中，不需要特别地说明。

图8(A)分别表示从第一到第四信道的调制器输出的光脉冲信号。在图8(A)中，将从第一到第四信道的调制器分别输出的光脉冲信号表示为Ch.1、Ch.2、Ch.3、Ch.4。即，以Ch.1表示的光脉冲信号表示在图5中从调制器48输出的光脉冲信号49。图8(A)所示的构成各个信道的光脉冲信号的光脉冲都包含波长λ1、λ2、λ3、λ4的光。这里，对于构成各个信道的光脉冲信号的光脉冲，针对每个信道给出不同的图样，以便可以识别各个信道。

从第一到第四信道的调制器输出的光脉冲信号分别在每个信道进行编码，成为编码光脉冲信号(61、63、65、67)，由合波器70多路复用后，成为发送信号72s。图8(B)表示发送信号72s。

这里，对应于图8(A)，对属于各个信道的每个片脉冲给出与在图8(A)中给出的图样相同的图样，以便可以识别属于哪个信道的片脉冲。因此，该图样不是用于识别波长λ1、λ2、λ3、λ4的光的图样。在图8(A)到(D)中，与各个信道对应的光脉冲或者片脉冲所包含的光的波长的关系，如图7所示。

发送信号72s由分支器82强度分割成与信道数相等个数的编码光脉冲信号81a、81b、81c、81d。其中第一信道的编码光脉冲信号81a由解码器84分割成时钟信号提取用信号85a和光脉冲信号再生用信号85b。在图8(C)中，将从解码器84的第一输出端口输出的光脉冲信号再生用信号85b表示为Ch.1。第二到第四信道的编码光脉冲信号也同样由各个信道所具有的各个解码器分割为时钟信号提取用信号和光脉冲信号再生用信号。在图8(C)中，这些第一到第四信道的光脉冲信号再生用信号分别表示为Ch.1到Ch.4。

在图8(C)中，以由Ch.1表示的第一信道的光脉冲信号再生用信号为例，说明该信号的构成。象已经说明的那样，第一信道的光脉冲信号再生用信号包含从第一信道发送的光脉冲信号的自相关波形分量和互相关波形分量。在图8(C)中，以向下的箭头表示的光脉冲是自相关波形分量，除此之外的光脉冲是互相关波形分量。

可以知道，自相关波形分量具有与图8(A)所示的、以Ch.1表示的第一信道的光脉冲信号的光脉冲相同的图样。但是，强度与图8(A)所示的光脉冲相比，为其3/4。这是因为在解码器中，波长λ1的光分量被分离，作为时钟信号提取用信号。即，图8(C)中以向下箭头表示的光脉冲中包含波长为λ2、λ3和λ4的光。

对于第二到第四信道，也与上述一样。即，在图8(C)中，Ch.2的光脉冲信号再生用信号也包含从第二信道发送的光脉冲信号的自相关波形分量和互相关波形分量。其中自相关波形分量具有与图8(A)所示的、以Ch.2表示的第二信道的光脉冲信号的光脉冲相同的图样。第三和第四信道也同样，自相关波形分量分别具有与图8(A)所示的、以Ch.3和Ch.4表示的第三和第四信道的光脉冲信号的光脉冲相同的图样。

在图8(D)中，将第一到第四信道的时钟信号提取用信号分别表示为Ch.1到Ch.4。在图8(D)中，表示为Ch.1的时钟信号提取用信号是从解码器84的第二输出端口输出的时钟信号提取用信号85a。

在图8(D)中，在以向上的箭头表示的时间轴上的位置上，存在以数据周期Tb的间隔周期性地不存在片脉冲的时间区域(参照图8(D)的以Ch.1表示的图)。因此，通过检测该不存在片脉冲的时间区域的周期，可以提取时钟信号。在提取时钟信号中，利用光电检测器等将时钟信号提取用信号85a变换为电信号，然后利用已有的时钟信号提取电路从该电信号中提取时钟信号89(时钟信号89在图5中表示)。

通过向每个信道的定时门输入上述时钟信号，选通图8(C)所示的光脉冲信号再生用信号，提取自相关波形分量。如果利用光电检测器等对该自相关波形分量进行光电变换，就在各个信道中生成接收信号。该接收信号除了仅其强度不同，是与从各个信道的发送部的编码部所具有的调制电信号发生部输出的电脉冲信号具有相同形状的信号。

<有关自相关波形分量的强度的研究>

这里，参照图9对在解码后进行定时门处理、从再生光脉冲信号(相关波形信号)中提取的自相关波形分量的强度进行考察。图9(A)是现有的OCDM收发装置的概略方框结构图，图9(B)是本发明的OCDM收发装置的概略方框结构图。两个图都仅表示出为研究自相关波形分量的强度所必需的部分，其它部分省略来简略地表示。

在图9(A)所示的现有的OCDM收发装置中，光脉冲信号131由编码器132编码后，作为编码光脉冲信号133输出。对编码光脉冲信号133进行传输，由接收部的解码器134解码，作为再生光脉冲信号135输出。然后，再生光脉冲信号135输入到光分支器136，被分割为时钟信号提取用信号137a和光脉冲信号再生用信号137b后输出。

另一方面，在图9(B)所示的本发明的OCDM收发装置中，光脉冲信号141由编码器142编码后，作为编码光脉冲信号143输出。对编码光脉冲信号143进行传输，由接收部的解码器144解码，同时，被分离为时钟信号提取用信号145a和光脉冲信号再生用信号145b后输出。即，从解码器144的第一输出端口输出光脉冲信号再生用信号145b，从第二输出端口输出时钟信号提取用信号145a。

这里，将各个信道收发的光脉冲信号(上述的光脉冲信号131和141)的强度设为Po。这样，在图9(A)所示的现有的OCDM收发装置中，光脉冲信号131、编码光脉冲信号133和再生光脉冲信号135的强度是Po。另外，在图9(B)所示的本发明的OCDM收发装置中，光脉冲信号141的强度是Po。

首先，在图9(A)所示的现有的OCDM收发装置中设置的光分支器136的分支比设为1比α。而且，由于向该光分支器136的插入损失导致的输入光的衰减率设为Lc(0≤Lc≤1，在没有衰减的情况下是Lc＝1)。这样，从光分支器136输出的时钟信号提取用信号137a的强度Pα和光脉冲信号再生用信号137b的强度P1由下面的公式给出：

P1＝Po×((Lc/(1+α))               (1)

Pα＝Po×((αLc/(1+α))            (2)

另一方面，在本发明的OCDM收发装置中，象参照图7和图8所说明的那样，在4信道的OCDM收发装置的情况下，时钟信号提取用信号145a是仅分离所发送的编码光脉冲信号143中包含的波长分量中的一个波长分量而形成。因此，其强度是(1/4)Po。另外，光脉冲信号再生用信号145b是分离了时钟信号提取用信号145中包含的波长之外的分量而形成，所以其强度是(3/4)Po。

这里，由现有的OCDM收发装置分离的时钟信号提取用信号137a的强度Pα与由本发明的OCDM收发装置分离的时钟信号提取用信号145a的强度(1/4)Po相等，所以可以求出给出光分支器136的分支比的α的值必须是多少。即，公式(2)给出的Pα和(1/4)Po相等，为：

Po×((αLc/(1+α))＝(1/4)Po         (3)

求出满足公式(3)的α，将其代入给出光脉冲信号再生用信号137b的强度P1的公式(1)后，得到：

P1＝Po×(Lc-1/4)             (4)

由于本发明的光脉冲信号再生用信号145b的强度是(3/4)Po，所以为了使由公式(4)给出的P1等于(3/4)Po，必须是Lc＝1。即，结论是由于向光分支器136的插入损失导致的输入光的衰减率必须是1。换言之，意味着，为了使光脉冲信号再生用信号137b的强度P1与光脉冲信号再生用信号145b的强度(3/4)Po相等，必须没有向光分支器136的插入损失。

假设由于向光分支器136的插入损失，输入光的强度减少20％这样的减小量比较小的情况。即，假设由于向光分支器136的插入损失导致的输入光的衰减率Lc为4/5(＝0.8)的情况，则由公式(4)给出的光脉冲信号再生用信号137b的强度P1为：P1＝Po×(4/5-1/4)＝(11/20)Po。比较该值(11/20)Po和本发明的光脉冲信号再生用信号145b的强度(3/4)Po，则(3/4)Po/(11/20)Po＝(15/11)＝1.36。即，根据本发明的OCDM收发装置，与现有的OCDM收发装置相比，可以利用1.36倍的强度的光脉冲信号再生用信号。

象已经说明的那样，本发明的OCDM收发装置不需要用于从再生光脉冲信号分离时钟信号提取用信号的光分支器，所以，实质上不发生由于利用光分支器而产生的插入损失。因此可知，与光分支器是必需的现有的同种OCDM收发装置相比，光脉冲信号再生用信号(相关波形信号)的强度减少可以变小。

<接收部的其它结构例子>

参照图10，来说明本发明的OCDM收发装置的接收部80的其它结构例子。由于各个信道都是相同的结构，所以，这里以接收部第一信道100为例子进行说明。即，说明接收部第一信道100的其它结构例子，对于其它信道，下面的说明也同样成立。

与上述的接收部第一信道100的不同点在于：将从解码器的第二输出端口输出的时钟信号提取用信号通过光带通滤波器输入到时钟提取器。

如图10所示，接收部第一信道100的其它结构例子具有：解码器120、光带通滤波器122、时钟提取器124、定时门126和受光器128。

向解码器120输入编码光脉冲信号119，输出时钟信号提取用信号121a和光脉冲信号再生用信号(相关波形信号)121b。

时钟信号提取用信号121a通过光带通滤波器122除去本来应构成时钟信号提取用信号121a的波长的光以外的波长的光分量。在第一信道中，通过该光带通滤波器122，波长λ1以外的波长的光被完全过滤而除去。

从光带通滤波器122输出的时钟信号提取用信号123输入到时钟提取器124，输出时钟信号125(对应于图5所示的时钟信号89)，该时钟信号125被提供给定时门126。另一方面，从解码器120的第一输出端口输出的光脉冲信号再生用信号121b被输入到定时门126。光脉冲信号再生用信号121b在定时门126中利用时钟信号125进行定时门处理，作为自相关波形分量127输出，由受光器128变换为电信号后，输出接收信号130。

通过在接收部中新设置光带通滤波器122，可以得到下面所述的优点。

首先，在构成解码器的FBG透过侧，即在从解码器的第二输出端口输出的时钟信号提取用信号中，包含本来应构成该时钟信号提取用信号的波长的光以外的波长的光分量(串音)。这是因为，应由单位FBG反射的片脉冲没有100％反射，其一部分被透过。如果该串音包含在时钟信号提取用信号中，就会成为提取时钟信号的障碍。

另外，具有这种情况：在OCDM收发装置中，在多数情况下，在传输路径72的中间设置光放大器，以便多路复用了多个信道的编码光脉冲信号的发送信号72s在接收侧以足够的强度被接收。利用该光放大器放大发送信号72s后，向该光放大器输入的发送信号72s中包含的波长以外的波长的光混在其中输出。该发送信号72s中包含的波长以外的波长的光是由该光放大器产生的自然发射光分量。该自然发射光分量也与上述串音同样，如果包含在时钟信号提取用信号中，就会成为提取时钟信号的障碍。

因此，通过在解码器的第二输出端口和时钟提取器之间设置光带通滤波器，可以除去上述串音和由光放大器产生的自然发射光分量。这样，可以保持高可靠性地进行时钟信号提取步骤。

Claims (7)

1.一种光学码分多路复用收发方法，包括：

编码步骤，利用对每个信道都不同的时间扩散波长跳跃代码，对分配给每个信道来传输的、包含与信道数相等个数的不同波长的光的光脉冲信号进行编码，生成编码光脉冲信号；和

解码步骤，利用与所述时间扩散波长跳跃代码相同的代码，对所述每个信道的所述编码光脉冲信号进行解码，生成包含所述光脉冲信号的自相关波形分量和互相关波形分量的再生光脉冲信号，并且仅提取该自相关波形分量，

所述编码步骤包括：

发生表示发送信号的电脉冲信号的步骤；

利用所述电脉冲信号，将光脉冲序列变换为所述光脉冲信号的步骤；和

利用时间扩散波长跳跃代码，对该光脉冲信号进行编码，生成编码光脉冲信号的步骤，

该解码步骤包括：

再生光脉冲信号分离步骤，将所述再生光脉冲信号分离为由所述光脉冲信号中所包含的光的一个波长分量构成的时钟信号提取用信号、和由其余的波长分量构成的光脉冲信号再生用信号；

时钟信号提取步骤，从所述时钟信号提取用信号中提取时钟信号；和

定时门处理步骤，从该光脉冲信号再生用信号中仅取出所述自相关波形分量。

2.根据权利要求1所述的光学码分多路复用收发方法，其特征在于，

所述解码步骤还包括将通过从来自所述再生光脉冲信号分离步骤的所述时钟信号提取用信号中除去本来应构成所述时钟信号提取用信号的波长的光以外的波长的光分量而取得的时钟信号提取用信号应用到所述时钟信号提取步骤中的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的光学码分多路复用收发方法，其特征在于，

所述再生光脉冲信号分离步骤是这样的步骤：利用布拉格反射特性，将所述再生光脉冲信号分离为由所述光脉冲信号中所包含的光的一个波长分量构成的时钟信号提取用信号、和由其余的波长分量构成的光脉冲信号再生用信号。

4.一种光学码分多路复用收发装置，具有：

编码部，利用对每个信道都不同的时间扩散波长跳跃代码，对分配给每个信道来传输的、包含与信道数相等个数的不同波长的光的光脉冲信号进行编码，生成编码光脉冲信号；和

解码部，利用与所述时间扩散波长跳跃代码相同的代码，对所述每个信道的所述编码光脉冲信号进行解码，生成包含所述光脉冲信号的自相关波形分量和互相关波形分量的再生光脉冲信号，并且仅提取该自相关波形分量，

所述编码部具有：

调制信号发生器，发生表示发送信号的电脉冲信号；

光调制器，利用所述电脉冲信号，将光脉冲序列变换为所述光脉冲信号；和

编码器，利用时间扩散波长跳跃代码对该光脉冲信号进行编码，生成编码光脉冲信号，

该解码部包括：

解码器，将所述再生光脉冲信号分离为由所述光脉冲信号中所包含的光的一个波长分量构成的时钟信号提取用信号、和由其余的波长分量构成的光脉冲信号再生用信号；

时钟提取器，从所述时钟信号提取用信号中提取时钟信号；和

定时门，从该光脉冲信号再生用信号中仅取出所述自相关波长分量。

5.根据权利要求4所述的光学码分多路复用收发装置，其特征在于，

所述解码部还具有将通过从来自解码器的所述时钟信号提取用信号中除去本来应构成所述时钟信号提取用信号的波长的光以外的波长的光分量而取得的时钟信号提取用信号输出到所述时钟提取器的光学带通滤波器。

6.根据权利要求5所述的光学码分多路复用收发装置，其特征在于，

所述编码器通过具有光纤布拉格光栅而构成。

7.根据权利要求4或5所述的光学码分多路复用收发装置，其特征在于，

所述解码器通过具有光纤布拉格光栅而构成。

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