JP2002521956A

JP2002521956A - 光学ｃｄｍａシステム

Info

Publication number: JP2002521956A
Application number: JP2000563021A
Authority: JP
Inventors: バイレンドラダット、; マノウアーナラギー、; ジェームスケーチャン、
Original assignee: コードストリームテクノロジーズコーポレーション
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2002-07-16
Also published as: CA2338990A1; WO2000007316A1; KR20010072119A; EP1101308A1; AU5242899A

Abstract

(57)【要約】【解決手段】光ファイバーコミュニケーションシステムは、帯域幅利用をより良く達成するためにスプレッドスペクトル符号化分割多重アクセス技術を利用する。単一のエンコーディングマスクは、第一コードを有し、光学シグナルの符号化に利用される。特に、マスクによって符号化され一時的にデータに変調された光は、ファイバーリンク上を伝達され、デコーダーによって受信される。偏光無反応セパレータは、受信した光を２つの均等仕事率を有する要素に分解し、これらの要素は、シグナルをデコードする２つのデコーディングマスクへと提供される。マスクの１つは、第一コードと同一の第二コードを有し、その他のマスクは第一コードを補足する第三コードを有する。マスクによって濾光された光出力ビームは、データ修復処理を行う出力シグナルを発生させるために区別をつけて検波される。電気シグナルは、低域濾波され電気に関して二乗検波される。第一コードは、二極式直交コードのセットから導かれた単極コードのセット内から選択される。コードは二進若しくはアナログである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

この発明は、光通信システムおよび、特に光ファイバー上でデータを送信する
光学符号分割多重アクセス通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、衛星通信のような技術、ケーブルテレビのようなビデオプログラムの流
通経路、および符号分割多重アクセス電話通信等を含むスプレッドスペクトル電
話技術等の発達によって、急速なコミュニケーション帯域幅への需要の拡大を見
た。これらの技術は、一般に普及し日常のコミュニケーションの内へと統合され
るようになった。コミュニケーション帯域幅への需要拡大は、新しいコミュニケ
ーション技術および新しいコミュニケーション・インフラストラクチュアへの著
しい投資をもたらした。例えば、ケーブルテレビ産業、電話会社、インターネッ
ト・プロバイダーおよび様々な政府期間は、長距離光ファイバーネットワークお
よびファイバー・ネットワーク用設備へと投資した。このインフラストラクチュ
アの付加は、帯域幅使用の需要に拍車をかけ、新技術およびインフラストラクチ
ュアへの追加出資の需要へと結びついた。

【０００３】長距離にわたる光ファイバーのインストールは高価である。さらに、従来の光
ファイバーあるいは他の光通信ネットワークは、コミュニケーション・システム
において利用可能な帯域幅の小さい領域だけを利用している。ファイバー・ネッ
トワークにおいて、より高い利用率を得るか、そうでなければ光ファイバーシス
テムの帯域幅を増加させることで相当な利益がある。技術は、光ファイバーコミ
ュニケーション・システムの帯域幅を増加させて、かつファイバー・システムに
関する複数の出所からの情報を伝えるために開発されている。一般に、これらの
技術は、そのようなシステムによって慣例通りに使用される比較的単純にコード
化するスキームの補足によって、光ファイバーの容易に利用できる光学帯域幅の
使用を追求している。いくつかの改善された帯域幅ファイバー・システムでは、
光ファイバーが、単一で狭い波長バンドから成る光学のキャリアーシグナル上で
光学のチャンネルを運ぶ。また、多数のユーザは時間区分多重化(ＴＤＭ)あるい
は時分割多元接続(ＴＤＮ４Ａ)を使用して、ファイバーにアクセスする。時間区
分技術は、構造内の連続放映時間を割り当てることによりデータの構造を特別の
通信チャンネルに送信する。光学のＴＤＭＡ(ＯｐｔｉｃａｌＴＤＡＭ)は短い
パルス・ダイオード・レーザーを必要とし、帯域幅利用内で適度な改良だけを提
供する。さらに、ＴＤＭネットワーク上の送信割合の改善は、ネットワークに付
けられた全てのトランシーバーがより高い送信割合にアップグレードされること
を必要とする。部分的なネットワーク・アップグレードは可能ではなく、それは
ＴＤＭシステムを望んだより柔軟でなくする。一方、ＴＤＭシステムは「ｂｕｒ
ｓｔｙ」使用法を経験するマルチユーザーシステムにおいて非常に望ましい予測
可能で均一なデータ・フローを提供する。したがって、ＴＤＭ技術は、光通信シ
ステムにおいて重要性を維持しているが、全面的なシステムにとって望ましいコ
ミュニケーション帯域幅獲得のために他の技術を使用しなければならない。従っ
て、ＴＤＭコミュニケーション技術と互換性をもつ、光学システム内の増加した
帯域幅が提供されるのが好ましい。

【０００４】光通信ネットワークの利用を改善するための１つの戦略は、システム帯域幅を
増加させて、かつＴＤＭによって許容されるよりも多くのマルチユーザーアクセ
スの独立形式を支援するために波長区分多重化(ＷＤＭ)あるいは波長区分多重ア
クセス(ＷＤＭＡ)を使用することが上げられる。ＷＤＭシステムは、拡張した帯
域幅を提供するために１セットのオーバーラップしない波長バンドのうちの１つ
を各々使用して、複数の光学のチャンネルを提供する。情報は、割り当てられた
波長バンド内の光ビームを使用して、光学のチャンネルの各々の内で独立して送
信し、特に狭い波長バンドによってレーザーまたは発光ダイオードのような光学
の出所を生成する。各々の光源はデータで調整され、全ての異なる波長バンドへ
と調整された光学の出力は、多重化され、光ファイバーへ連結され、ファイバー
上に送信される。各チャンネルに対応する狭い波長バンド光の調整は、単純なデ
ィジタル・データの流れ、あるいはＴＤＭによって定義された一層多くの通信チ
ャンネルをエンコードする可能性もある。異なる波長バンド内で定義されたチャ
ンネル間に、ほとんど妨害は生じない。受信目的地では、ＷＤＭチャンネルの各
々が、そのＷＤＭチャンネル上のデータの送信のために使用された、波長バンド
に割り当てられたレシーバで終了する。これは、異なる波長に、調整可能なフィ
ルタのようなデマルチプレクサーを使用し、特にそのチャンネルの波長に割り当
てられたレシーバに分離された狭い波長バンドの光シグナルを向けて、完全な受
信光シグナルを分けることによりシステム内で遂行されるかもしれない。少なく
とも理論上、適切に合わせられた光学の出所の有効性、温度を操作する機能とし
てＷＤＭシステムによって支援できるユーザの数、および波長安定を制限する。
さらにＷＤＭシステムの運用上の特性に影響するかもしれない。

【０００５】実際問題として、ＷＤＭシステムの費用は、この技術のアプリケーションを制
限する。ＷＤＭファイバー、光学のコミュニケーション・システムの１つの実施
例は１２８本の異なるチャンネルを備えたビデオ流通経路として米国のパテント
５,５７９,１４３番に記述される。緊密な間隔だが別個の波長上で操作している
１２８の異なるレーザー使用し、１２８本の異なるチャンネルが定義される。こ
れらのレーザーは正確に波長を選択しており、通信システムのために十分に定義
されたモード構造および利得特性をさらに要求する。望ましい運用上の特性があ
る１２８のレーザー用の必要条件が全面的なシステムを非常に高価にするように
、ＷＤＭのビデオ分配システムに適切なレーザーは個々に高価である。システム
の費用はローカルのエリア・コンピューター・ネットワークのようなアプリケー
ション内での使用には不適当にし、そうでなければ技術のアプリケーションを制
限する。下に記述するように、そのようなシステムを両方ともより柔軟でより経
済的にして、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ５，５７９，１４３番の記述、および発明
の実施例が、他のタイプのミディアムと広域ネットワークのアプリケーションを
提供できるように、現在の発明の実施例はビデオ流通経路を提供できる。ＷＤＭ
と異なり米国のパテント５,５７９,１４３番の多くのレーザー・システム、現在
の発明の実施例は十分に柔軟かもしれない。また、少なくともいくつかのタイプ
のローカル・エリア・ネットワーク内でコスト効率良く使用した。

【０００６】現在の発明の実施例は、下に記述されたとともに、既知のＷＤＭシステムより
コスト効率の良いやり方に光ファイバーコミュニケーション・システムの帯域幅
の改善されたロードすることを得るためにスペクトラム拡散通信方式技術を使用
する。スペクトラム拡散通信方式技術は著しい長所および相当な実際的なユーテ
ィリィティを安全な軍事のアプリケーションおよびモバイルの電話術内で最も顕
著に持つと知られている。結果的に、符号分割多重アクセス(ＣＤＭＡ)のような
スプレッドスペクトル技術を光学通信技術に適用することができるかもしれない
という提案があった。光ファイバーに基づいたもののような光通信システムの帯
域幅が十分に大きいので、スプレッドスペクトル技術は、光通信システムにおい
て望ましい。また、多次元のコード化技術は光通信システムへ現在入力できるす
べての電気的に生成されたシグナルのデータ割合に影響せずに、使用できる。デ
ータの異なるチャンネルは周波数領域で定義でき、どのチャンネル内のデータ割
合も制限せずに、異なるチャンネル上に独立しているデータの流れを供給できる
。極度に単純化した視点から、上記ＷＤＭシステムは、複数のデータ・チャネルが
異なる波長のために定義される際に制限するスプレッドスペクトル・システムの
制限された場合に考慮されるかもしれない。異なる波長チャンネルは光学の周波
数領域に定義され、波長チャンネルの各々上に時間領域シグナルを送信できる。
ＣＤＭ展望から、上に記述されたＷＤＭコミュニケーション・システムの別個の
波長チャンネルは、重要でなく単一の位置コードを提供する。そこでは、コード
・ベクトル間にオーバーラップがないので、個々のコード・ベクトルは直角であ
る。

【０００７】無線周波数ＣＤＭＡの従来の形式に一般に似ている光学のＣＤＭＡシステムの
ための提案がある。例えばＫａｖｅｈｒａｄ, ｅｔａｌ., "Ｏｐｔｉｃａｌ
ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎ−ＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄＳｙｓｔｅｍｓＢ
ａｓｅｄｏｎＳｐｅｃｔｒａｌＥｎｃｏｄｉｎｇｏｆＮｏｎｃｏｈｅ
ｒｅｎｔＳｏｕｒｃｅｓ," ＪＬｉｉｚｈｔｗａｖｅＴｅｃｈ., Ｖｏｌ
. １３, Ｎｏ. ３, ｐｐ. ５３４−５４５（１９９５）である。上に記
述されたＷＤＭシステムに対立するものとして、示唆された光学のＣＤＭＡシス
テムは広域スペクトルの出所を使用し、時間領域コーディングに加えてコード化
する周波数(等しく波長)を組み合わせる。Ｋａｖｅｈｒａｄ記事内で示唆された
理論的な光学のＣＤＭＡの概要の実例は、図１の内で示される。示唆された光学
のＣＤＭＡシステムは広いスペクトル、端を放射するＬＥＤのような一貫性がな
い出所１２、最高の発光ダイオードあるいはエルビウムにドープしたファイバー
・アンプを使用する。絵入りのＣＤＭＡシステムでは、広帯域の出所が時間領域
データ流れ１０で調整される。時間領域は広域スペクトルの光１４を調整した光
学を操縦する鏡１８あるいは他のビームによって空間の光変調器１６に向けられ
る。

【０００８】空間の光変調器１６内では、光ビーム２０がきしる２２（それはスペースの領
域にその様々な構成要素の波長を広げる光２４のビームを生産する光のスペクト
ルを空間に広げる)の上の出来事である。空間にスプレッドスペクトル・ビーム
２４は、そのとき球状のレンズ２６上で付帯的である。球状のレンズ２６は、空
間に型のあるマスク２８(それは付帯的な光をフィルターする)上にビームを形作
り監督する。第２の上に別の球状のレンズ３０によってマスク２８パスによって
空間にフィルターされた３４をきしませて、回折の光、は光を再結合する。マス
ク２８は、ペアの焦点を共有するレンズ２６、３０の間で内途に位置する。およ
び、回析格子２２、３４は、焦点を共有するレンズ・ペア２６、３０のそれぞれ
の焦点面に位置する。一貫性がない出所の広い光学のスペクトルは、空間に空間
に型のあるマスク２８で拡張する。そして、マスクは空間にスプレッドスペクト
ル光を調整する。光のスペクトルが空間に拡張するので、空間の調整は光の波長
内の、あるいは等しく光の周波数内の調整を達成する。調整された光は、このよ
うにマスクを調整するために使用される特別のマスクの周波数パターン特徴を持
っている。その後、この周波数パターンは光学のネットワーク内の特別のユーザ
を識別するかあるいはマルチチャンネル送信システム内の特別のチャンネルを識
別するために使用できる。

【０００９】マスク２８を通り抜けた後、レンズ３０による空間に調整された光パスおよび
、その後、波長に調整された光ビーム３２は、第２のきしる３４までにスペクト
ルで圧縮される。調整し、スペクトルで光ビーム３６を簡潔だった波長は、空間
の光変調器１６から通過し、光学を操縦する鏡３８あるいは他のビームによって
ファイバー・ネットワークあるいは送信システム４２に向けられる。このポイン
トに記述されたＣＤＭＡシステムの部分はシステムの発信機部分である。また、
ファイバー・ネットワーク４２からの光学のパスを下った絵入りのＣＤＭＡシス
テムのその部分は、絵入りのシステム用のレシーバを構成する。レシーバは多く
のユーザを含むネットワーク内の特別の発信機を識別するために適応される。こ
れは、発信機内の特有の空間のマスク２８を提供し光学のネットワーク内の多く
の送信されたシグナルの内から送信の空間のエンコードする特性が覆うレシーバ
に検知することにより遂行される。Ｋａｖｅｈｒａｄ記事内で述べられるように
、それは、発信機が、ネットワーク上の様々な異なる可能なレシーバから選択で
きるように、可変マスク２８にとって重要である。言いかえれば、絵入りの発信
機との特別のユーザは空間のパターンのマスク２８の変更および従って送信され
たビーム４０をコード化する周波数により送信されたデータ流れを受け取るため
に特別のレシーバかユーザを選択する。その結果発信機マスク２８は意図したレ
シーバの空間のコード化する特徴に一致する。

【００１０】図１の内で絵入りのレシーバは、発信機マスク２８の周波数か波長調整特性、
および拒絶するシグナルが、異なる特有の周波数変調パターンを持っていること
を検知することにより特別の発信機から送信されたデータを検知する。光ファイ
バーネットワーク４２から受け取られた光は、カプラー４４によって２本の異な
る受信チャンネルへ連結される。第１のレシーバ・チャンネルは空間の光変調器
１６および第２のレシーバ・チャンネルと同一の空間の光変調器４６を含んでい
る。発信機の空間の光変調器１６への類似した構築の空間の光変調器４８を含ん
でいる、しかし発信機マスク２８に対向してマスクを持っていること。空間の光
変調器４６、４８の各々は受信光学のシグナル上でフィルターする機能を実行す
る。また、各々は関連する光検出器５０、５２にフィルターされた光を分配する
。光検出器５０、５２はフィルターされた光シグナルを検知し、差異のアンプ５
４に出力シグナルを供給する。差異のアンプの出力は低域フィルター５６に供給
される。また、元来送信されたデータ５８が検索される。

【００１１】図２は、レシーバ回路類の実例をより非常に詳しく提供する。この実例では、
空間の光変調器４６およ４８が、図の内で示される空間の光変調器１６に一般に
似ている。システムの私および非常に個々のコンポーネントは別々に記述されな
い。受信光６０は、レシーバへ入力され、空間の光変調器４６に向けられた光の
部分および鏡６４を使用して、他の空間の光変調器４８に向けられた光の別の部
分と共に、カプラー６２を使用して、分割される。空間の光変調器４６は、発信
機の空間の光変調器１６の内で使用され、光検出器５０にフィルターされた光を
供給するのと同じ空間の(周波数、波長)調整機能を使用して、受信光６０をフィ
ルターする。空間の光変調器４８は補足的な空間のフィルターする機能を使用し
て、受信光をフィルターし、検知器５２に出力を供給する。アンプ５４は２つの
光検出器から出力シグナルを引くこと提供する。発信機の空間の光変調器１６と
同じフィルターする機能を達成するために、空間の光変調器４６は発信機マスク
２８と同一のマスク６６を含んでいる。空間の光変調器４８は、空間の光変調器
４８が、空間の光変調器１６、４６のフィルターする機能に補足的なフィルター
する機能を実行するようにマスク２８および６６に補足的なフィルターする機能
を実行するマスク６８を含んでいる。Ｋａｖｅｈｒａｄ記事では、マスクが完全
にプログラム可能なように、これらのマスク１６、６６、６８の各々が液晶要素
である。

【００１２】マスクで具体化された特別のコードは、提案された光学のアプリケーションに
適切でなければならない。ＣＤＭＡは無線周波数(ＲＦ)領域コミュニケーション
・システムの内で広く使用されたが、光学のシステム内の周波数(波長)領域符号
づけの内のそのアプリケーションは制限されている。これはＲＦＣＤＭＡシステ
ムの成功がよい相関性特性がある良く設計されたバイポーラのコード・シーケン
ス(すなわち、シーケンス+１、および-Iの値)の使用に決定的に依存するからで
ある。そのようなコードはＭシーケンス、金のシーケンス、Ｋａｓｓａｍｉシー
ケンスおよび直角のウォルシュコードを含んでいる。電磁気のシグナルが検知で
きる過程情報を含んでいるので、これらのバイポーラのコードはＲＦ領域の内で
使用できる。ＲＦＣＤＭＡ技術は、一貫性がない光源、および直接の検知(つま
り、清算する光検出器を使用する強度２５つの法則検知)が、使用される、光
学のシステムに容易に適用可能ではない、そのような光学のシステムが過程情報
を検知できないので。否定のシンボル価値を定義するコード・シーケンスはその
ような光学のシステムの内で使用できない。その結果、単極のコード(つまり０
および１価値のコード・シーケンス)だけは直接の検知光学のシステムの内でＣ
ＤＭＡのために使用できる。

【００１３】Ｋａｖｅｈｒａｄ記事は、単極の（Oおよび１のだけ）Ｍ-シーケンスあるいは
アダマールコードの単極の形式と共に提供されるマスクを含めて、図１及び２の
内で絵入りのシステム内のマスクのための様々なバイポーラのコードの脚色を示
唆する。これらの種のバイポーラのコードについては、Ｋａｖｅｈｒａｄ記事が
、長さＮのバイポーラのコードが長さ２Ｎの単極のコード・シーケンスに変換さ
れなければならないしそのようなコードを含むシステムが、Ｎ-１ユーザの合計
を支援するかもしれないことを示す。Ｋａｖｅｈｒａｄ記事は、そのようなシス
テムのインプリメンテーションの小さな議論と共に、ＣＤＭＡシステムの理論的
なアプリケーションだけに取り組む。

【００１４】変換されたバイポーラのコード・シーケンスを含む、光学のＣＤＭＡシステム
のより実際的な例は、単極のシステム内のバイポーラのコード・シーケンスの送
信および検知のために提案された。このシステムは、「スペクトルのエンコード
する(ＳｐｅｃｔｒａｌＥｎｃｏｄｉｎｇ)コードおよびバイポーラのコードを
備えた光学のＣＤＭＡ(ＯｐｔｉｃａｌＣＤＭＡ)」を含む、Ｌ. Ｎｇｕｙｅ
ｎ, Ｂ. ＡａｚｈａｎｇおよびＪ. Ｆ. Ｙｏｕｎｇによって一連の書類に記
述される、Ｐｒｏｃ. ２９ｔｈＡｎｎｕａｌＣｏｎｆ. Ｉｎｆｏｒｍａｔ
ｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅｓＡｎｄＳｙｓｔｅｍｓ (ＪｏｈｎｓＨｏｐｋ
ｉｎｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ, Ｍａｒｃｈ２２−２４, １９９５), Ａｎ
ｄ "Ａｌｌ−ＯｐｔｉｃａｌＣＤＭＡｗｉｔｈＢｉｐｏｌａｒＣｏｄ
ｅｓ", Ｅｌｅｃ. Ｌｅｔｔ., １６ｔｈＭａｒｃｈ１９９５, Ｖｏｌ.
３, Ｎｏ. ６.ｐｐ. ４６９−４７０。この作品は、さらに、ヤングらへの
米国のパテント５,７６０,９４１５,７６０,９４１番の内で要約される。また、
参照は若い特許として集団的にここにこの作品に付けられる。図３の内で概略的
に絵入りのこのシステムでは、発信機８０が、２つの空間の光変調器９０および
９２によって処理されるために２本のビーム８６および８８へビーム割る人８４
によって分割される広いスペクトル光源８２を使用する。第１の空間の光変調器
９０は、スペクトルで最初の空間の符号づけの上への分散した光が光ビームのス
ペクトルのコンポーネントを選択的に渡すか閉鎖する９８を覆うことを指示する
、光ビーム８６、および１０年代９６を分散させるために９４をきしませる分散
を包含する。レン１００は、空間に調整された光ビームのスペクトルのコンポー
ネントを集める。また、１０２をきしませる組換えは、コード化されたビーム１
０４へスプレッドビームを再結合する。「パス」、およびコード化するマスクの
「ブロック」状態は、０および１の(つまり２進法かつ単極のコード)のシーケン
スを表わす。Ｕが長さＮの単極コードである場合、第１のマスク９８のためのコ
ード１０６はコードＵｏＵ*を持っている。Ｕ*はその補足である。また、「０」
は、２本のコードの連結を表示する。その符号づけマスクがコードＵ*８Ｕを持
つという点を除いて、第２のエンコーダ９２(詳細は示されない)が第１のエンコ
ーダ９０に構造において類似している。シンボル出所１０８はシーケンスO、お
よび１を表しているパルスを最初のＯＮ/ＯＦＦ変調器１１０そして別のＯＮ/Ｏ
ＦＦ変調器１１４の内へのインバーター１１２によって出力する。２つの変調器
１１０および１１４は、光の空間に調整された２本のビームを調整する。また、
２本のビームは、２本のコード化された光ビーム１１８および１２０を組み合わ
せるためにビーム割る人１１６を使用して、組み合わせられる。調整された光ビ
ームは、出所からのビットが０または１かどうかに依存する、出力ポートに交互
につながれる。

【００１５】その後、図２のレシーバの内で例証されるように、このシステムは補足的な２
本のチャンネルの差異の検知を備えたレシーバを使用できる。受信チャンネルは
、コードＵ*ｏＵおよびＵｏＵ*を運ぶマスクをそれぞれ装備している、および、
Oと１ののシーケンスは検知される、それは水路を開く、そのチャンネルのマス
クに関連シグナルを受け取る。若い特許の内で提案されたシステムは、光学のＣ
ＤＭＡシステムの内で使用されるＲＦＣＤＭＡ技術のための開発されていたバイ
ポーラのコードの使用を認める。しかしながら、長さ２Ｎのマスクについては、
マスク上でコードＵおよびその補足U*を連結しなければならないのでＮコードだ
けは定義できる。

【００１６】したがって、それは周波数領域ＣＤＭＡ暗号化/復調スキーム、および妨害を
過度に上げずに、ユーザの数が最大限にされる場合にそのようなスキームを具体
化する光通信システムを提供する発明のオブジェクトである。それは光をコード
化するおよび解読するために比較的単純なシステムを提供するシステムを提供す
る発明の別のオブジェクトだが効率的に利用可能なスペクトル全体を使用するこ
とである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

これらおよび他のオブジェクトは、暗号化およびレシーバにバイナリ−若しく
はアナログを備えたスペシァルエンコーダを使用することにより得られる。広域
スペクトルの光源は、特に送信されるデータで調整される。その後、調整された
光ビームは、(例えば)回析格子を使用しかつ、空間のスペクトルをコード化する
マスクを通して渡されて、分散する。空間のコード化するマスクは、１セットの
バランスのとれたバイポーラの直角のコードにむしろ由来する、１セットの単極
のコードに属している単極コードを提示する。その後、コード化された調整された光ビームの分散した周波数は再結合される。
１つの調整された、スプレッドスペクトルをコード化した光学のシグナルを提供
するために。光ファイバーあるいは別の光通信システムの内への注入のために。

【００１８】送信されたシグナルの回復は、特別の一致したフィルタの使用によってある。
いくつかの特に好ましい具体化の内にいる、すべてのレシーバ(ビーム・セパレ
ーター)で空間にファイバー内の光のスペクトルを分離するために極性化無感覚
なスプリッターは、回析格子によってファイバー内のビームの一部を転換する。
空間にスプレッド合図(スプレッドスペクトル光通信を潜在的に包含するＩＰ)は
、シグナルの回復を提供するレシーバに渡される。むしろ、光学のシグナルは差
異の検知によって電気的シグナルに変換される。生じる電気的シグナルはろ過さ
れたむしろ低いパスである。次に、特に有利な具体化では、電気的シグナルは、
電気的シグナルの否定のコンポーネントを削除する、制限する要素に供給される
。レシーバの差異の検知は多くの方法でインプリメントできる。第一の実施形態では、エンコーダおよびデコーダ内のマスクが、ウォルシュコー
ドのような、Oおよび１のを包含する単極の２進法のコードを含んでいる。空間
にスプレッド光は、解読する２つのマスクを通り抜ける。別の復調マスクがそう
である一方、１つの復調マスクはエンコーダ・マスクと同じであるビットワイズ
エンコーダ・マスクの補足、あるいはそうでなければコードが例えばアナログで
ある場合、エンコーダ・マスクの補足。その空間に、普及は光シグナルを解読し
た組み合わせられる、また、光学のシグナルの２本のチャンネルは、差異の検知
によってむしろ電気的シグナルに変換される。実例となる具体化内にここに記述
した、それは、Lを定義する提供するL位置マスクに可能である私Lの合計用通信
チャンネル-Ｉユーザ。

【００１９】他の実施例においては、多くの検知器が空間にスプレッド光は検知できる。配
列内の各検知器は、対応する光学上スプレッド波長の光力を測定し、電気的シグ
ナルの対応する配列を出力する。その後、電気的シグナルの配列はデジタルシグ
ナルプロセサ(DSP)によって処理される。ディジタルシグナル処理はエンコーダ
・マスク・ビットが１つ(透明)かどうかに依存する肯定的あるいは否定のものあ
るいは０(不透明)を配列内の各検知器からのシグナルに掛けることを含んでいる
。その後、終わったビット製品は、データ回復のために開始する前に合計される
。このディジタル処理は、配列内の個々の検知器からのシグナルにアダマールコ
ード(それはウォルシュエンコーダコードのバイポーラのバージョンである)内の
対応するビットを掛けることに相当する。

【００２０】コード化はさらに単極のアナログ・コードを使用するかもしれない。ここに、
アナログ・コード化は、空間のエンコーダがディジタル・コード化(つまり空間
のエンコーダが透明か不透明なセルを備えたマスクを使用するところで)に対立
するものとしての可変不透明マスクを使用することを意味する。コードは、むし
ろ、余弦、正弦波、長方形の波あるいはＣｈｅｂｙｓｈｅｖ多項式のような１セ
ットのユニークな直角の小波機能に由来した、１セットの単極の小波のうちの１
つを使用するのがよい。単極の小波は、マスクが連続的ではないが、多くのセル
を包含するという事実により連続関数に対立するものとしてのもちろん個別の機
能である。この具体化では、小波が様々な高調波周波数の量子化された空間の正
弦波あるいは個別の正弦波である。それは、検知された空間にスプレッド光パタ
ーン上で空間のフーリエ変換を使用することにより行われるために解読すること
を可能にする。コードの数に対する制限は使用する結果に単に基づく連続的な高
調波正弦波およびレシーバの解決に対向するものとして個別。

【００２１】特に好ましい本願のレシーバは、レシーバへの入力に極性化無感覚なビーム・
セパレーターを含む。有効に希望のユーザ・チャンネルを検知する、光学のCDNI
Ａレシーバの好ましい差異の検知計画を許可するために、好ましいレシーバは、
十分に等しいパワー・レベルの２本のビームに受信光ビームを分ける。無感覚な
ビーム・セパレーターが成るかもしれない極性化の実施例受信光ビームを直角の
２つの極性化の異なる１つがある、各チャンネルを備えた光の第１と第２のチャ
ンネルに分割する最初の偏光敏感な要素。例えば、光の１本のチャンネルは、受
信光ビームの垂直に極性化されたコンポーネントを含んでいるかもしれない。ま
た、別のチャンネルは、受信光ビームの水平に極性化されたコンポーネントを含
んでいるかもしれない。その後、チャンネルのうちの１つの極性化は別の光ビー
ムの極性化に変換される。直線的に極性化された光については、これが光の極性
化を回転させることから成るかもしれない。その後、光の２本のチャンネルは再
結合され、ビーム割る人に供給される。このビーム割る人は典型的に本質的に等
しい力の２本のビームへ結合したものを正確に分割する敏感な要素が発する極性
化である。結合したビームの極性化が定義された井戸および予想可能なので。

【００２２】

【発明の実施の形態】

次の適用は現在の適用と関係があり、それらの全体内の参照によってこの適用
に各々組み入れられる: "ＨｉｇｈＣａｐａｃｉｔｙＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍＯｐｔｉｃ
ａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｙｓｔｅｍ ,"Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏ
ｎＳｅｒｉａｌＮｏ．Ｕ．Ｓ. ０８／７５２,２１１, ＦｉｌｅｄＮ
ｏｖｅｍｂｅｒ１９, １９９６. "ＯｐｔｉｃａｌＣＤＭＡＳｙｓｔｅ
ｍＵｓｉｎｇＳｕｂ−ＢａｎｄＣｏｄｉｎｇ," Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ＳｅｒｉａｌＮｏ.Ｕ.Ｓ. ０９／１２６,２１７, ｆｉｌｅｄＪｕｌｙ
３０, １９９８. "ＭｅｔｈｏｄＡｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒ
ＲｅｄｕｃｅｄＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｉｎＯｐｔｉｃａｌＣＤＭＡ
," ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｅｒｉａｌＮｏ.Ｕ.Ｓ. ０９／１２７,３４
３, ｆｉｌｅｄＪｕｌｙ３０, １９９８.

【００２３】本願の発明者は、上に議論されたＫａｖｅｈｒａｄ記事および若い特許に記述
されたシステムの理論的な提案、および上に議論された、関連する記事の両方を
調査した。これらのシステムの多くの様相は不適当である。予備問題として、シ
ステムは、受信光を、等しいパワー・レベルを備えた光の異なる２本のビームに
分割する可能性を前提としている。実際問題として、光ファイバーネットワーク
のような光通信システムから受け取られた、光ビームの極性化は、知られない。
Ｙｏｕｎｇ特許の内で示されるようなビームスプリッター、および、Ｋａｖｅｈ
ｒａｄの内で示されるカプラーは、極性化センシティブであるので力は、それら
の参照の内で絵入りのシステムの２本のチャンネルに等しく割り当てられない。
レシーバの２本のチャンネル内の等しいかあるいは、本質的に等しいパワー・レ
ベルなしでは、２つのシグナルの減法が十分に異なるユーザシグナルを分離しな
い。また、レシーバは有効ではない。この問題に取り組むために、現在の発明受
理光ビームによる特に好ましいレシーバまた極性化を使用して、光ビームを異な
るチャンネルに分割する無感覚なビーム・セパレーター。レシーバへの入力の１
つの、極性化、無感覚なビーム・セパレーターの統一により光学のＣＤＭＡシス
テムのインプリメンテーションをより実際的にして、および著しくコミュニケー
ション・システム上で提供されるユーザの数を増加させる。

【００２４】Ｋａｖｅｈｒａｄ記事はマスク上で示されたコードがシステムの各チャンネル
のデータ割合で切り替えられる光学ＣＤＭＡシステムについて記述する。実際問
題として、そのようなインプリメンテーションは、少なくとも５００メガヘルツ
の割合で、およびむしろ高く変わることが可能であるマスクを要求するだろう。
Ｋａｖｅｈｒａｄ記事の内で述べられるように、適切なマスクはこのアーキテク
チャーおよびコード化するスキームをインプリメントするためには存在しない。
現在の発明の好ましい実施例は、固定しかつ、ゆっくり入力光源上で実行された
高速のデータ調整とマスクを交換して、コード化するスキームをより単純に利用
することを提供する。

【００２５】Ｋａｖｅｈｒａｄおよび若いシステムの両方は、システム上のＮ−Ｉユーザを
提供するために、２Ｎ位置が覆うことを必要とする方法の内でバイポーラのコー
ドのインプリメンテーションを示唆する。現在の発明の特に好ましい実施例は、
Ｎ−位置マスクがＮ−Ｉユーザに利用可能なＮ−Iチャンネルを定義することを
可能にする、コード化するスキーム、および検知スキームを利用する。好ましい
コード化するスキームは、データの送信のために符号づけマスクの内で使用され
た、単極の形式に修正済の２進法の(０、１)アダマールコード・シーケンスを具
体化する。データが適切なレシーバの内で回復される場合、データは頼もしく回
復できる。レシーバは１本のチャンネルで２本の検知チャンネルを含めるのがよ
い。発信機のそれと同一のマスクを含んでいることおよび発信機のマスクのbit
wiseな補足であるマスクを含んでいる第２のチャンネル。好ましくは、レシーバ
は極性化、無感覚なビーム・セパレーターをレシーバ内の２本の受信チャンネル
の定義のために含める。このシステムは、多くのユーザ・システム内の確実な光
学のデータ送信を提供するために認められてきた。従って、現在の発明のいくつ
かの好ましい実施例は、若い特許に記述されたそのようにバイポーラのコード化
するスキームの利点を獲得するが、コミュニケーション・システムの帯域幅を有
効に２倍にして、より短いコード・シーケンスでそうする。

【００２６】現在の発明の特に好ましい実施例の重要な様相は、等しい力の２本のビームへ
予測不能のやり方で極性化されるかもしれないか単極化されるかもしれないビー
ムを受理し、頼もしく受け取られたものを分割する無感覚なビーム・セパレータ
ーが、発する極性化をレシーバに供給する。現在の発明のある実施例によって好
ましい差異の検知を遂行するために、入力ビームの極性化にかかわらず、受信ビ
ームが、本質的に等しいパワー・レベルを備えた２本のビームに頼もしく分割さ
れることは望ましい。一般的な問題として、従来のビーム割る人は敏感な極性化
で、もし入力ビームの極性化が前もって知られていなければ、入力光ビームを等
しいパワー・ビームに頼もしく分割しない。最も実際的な光ファイバー送信シス
テムは、光ビームの極性化を保存しない光ファイバーを使用する。そういうもの
として、それは、光学のＣＤＭＡファイバー送信システムから受け取られる、光
ビームの極性化を予言する、ほとんどのシステムにおいて可能ではない。

【００２７】現在の発明の好ましい様相に従うレシーバの特に好ましい実施例は、極性化に
無感覚なビーム割る人を供給する。敏感なビーム割る人が光ビームを受け取る極
性化アナライザーあるいは極性化光通信システム。極性化アナライザーか極性化
ビーム割る人からの出力は２本の直角の極性化光ビームから成る。また、光ビー
ムは異なる光学の２つのパスに沿って提供される。光学のパスのうちの１つの極
性化は別の偏光であるために変更される。その後、２本の光ビーム(両方とも、
既知の極性化を備えた同じ極性化の光から今成って)は、組み合わせられ、２本
の等しいパワー・ビームへ分離している。従来の極性化敏感なビームスプリッタ
を使って。現在の発明のこの特に好ましい様相は、図１５およびその伴う議論に
関しての項目に、およびその項目の内のより非常に詳しく記述される。

【００２８】レシーバの２本のチャンネル内のシグナルは、各チャンネルから背内合わせの
配置内の１ペアのフォトダイオードの異なるものに光をつなぐことにより差異の
方法に例えばむしろ検知される。その後、フォトダイオードからの電気的な出力
は２本のチャンネルの内で受け取られたシグナルの違い測定になる。現在の発明
の特に好ましい実施例では、電気的な出力シグナルがろ過され、次に、ダイオー
ドのような電気的な正方形法則回路素子に供給された低いパスである。この正方
形法則要素あるいはリミッターは、むしろ受信電気的シグナルの否定の現にある
部分を削除し、受信電気的シグナルの肯定的な現にある部分を増幅するためにさ
らに使用されるかもしれない。電気的シグナルの否定の現にある部分は、雑音の
ように直ちに身元確認可能で、したがって、全面的なシステムのシグナル対雑音
比を改善するために削除できる。

【００２９】ＣＤＭＡ暗号化／復調スキームは現在の発明によってテレコミュニケーション
・システムのように光通信システム内で適用されるかもしれない、ケーブルテレ
ビ・システム、ローカル・エリア・ネットワーク(ＬＡＮ)、通信ネットワーク内
のファイバー・バックボーン・リンクおよび他の高い帯域幅アプリケーションと
して。図４は、現在の発明が適用されるかもしれない典型的な光通信システムの
アーキテクチャーを例証する。多くのペアのユーザＳ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ
２２１、、、、ＳＮ１、ＳＮ２は光ファイバーミディアム１３０に接続される。
ユーザＳ１１、Ｓ２１、、、ＳＮ１の第１のグループはほぼ捜し出されるかもし
れない。そして、S１１、S２２、、、、ＳＮ２はスター配置内のファイバー１３
０につながれるかもしれない、および、ユーザS２、S、-ＳＮ２の第２のグルー
プはほぼ捜し出されるかもしれない。しかし、S２、S、-ＳＮ２は第１のグルー
プとは関係が薄いかもしれないし、スター配置内のファイバー１３０につながれ
た。二者択一で、図５の内で示されるように、第１のグループあるいは第２のグ
ループ内のユーザあるいは両方は、個別のポイントおよび分配されたポイントで
ファイバー１３０につながれるかもしれない。図４のアーキテクチャーは、ファ
イバー・バックボーンのために、例えばより適切かもしれない。しかし、図５の
アーキテクチャーは電話システムに、より適切かもしれない。

【００３０】ペアのユーザＳｊ１、Ｓｊ２は光ファイバーのチャンネルを使用して、互いと
通信する。また、異なるペアのユーザは同時に同じ光ファイバー上に通信しても
よい。各ペアのユーザ(Ｓｊ１、Ｓｊ２)は、２人のユーザ間のデータを送信し受
け取るためにコードＵｊを割り当てられる。また、異なるペアのユーザは異なる
コードをむしろ割り当てられる。ユーザ・ペア(例えばＳｊ１)内の送信するユー
ザはユーザ・ペア(Ｓｊ１、Ｓｊ２)に割り当てられたコードＵｊを使用して、光
学のシグナルおよび受信ユーザーＳｊ２をエンコードする、２は同じコードＵｊ
を使用して、ペア内で光学のシグナルをデコードする。このアーキテクチャーは
、コミュニケーション・ネットワークのファイバーの光学のバックボーンのため
に、例えば使用されるかもしれない。それらがこのネットワーク環境内で適用さ
れるかもしれないと、現在の発明の実施例が記述される。発明がさらに適用可能
な他のシステム・アーキテクチャーはその後記述される。

【００３１】図６は、ＣＤＭＡ変調器／エンコーダの最初の具体化１４０を示す。最高の発
光ダイオード(ＳＬＤ)かエルビウムにドープしたファイバー出所(ＥＤＦＳ)のよ
うな広帯域の光源１４２は、光変調素子１４４につながれる。光変調素子は、例
えば使用して、データ出所１４６からのデータあるいは他の情報に基づいた、光
学の出所１４２からの光、施錠すること、あるいはパルス符号変調を調整する。
エンコーダ１５０(それはマスクを例外として図１の内で示され、スキームをコ
ード化する、空間の光変調器１６に似ていて、次に、空間に調整された広域スペ
クトルの光ビームをコード化する)。エンコーダ１５０は、軸に沿った調整され
た光ビームのスペクトルを空間に広げる回析格子１５２を含んでいる。空間にス
プレッド光ビームは、平行にするレンズ１５４によって平行にされる。次に、平
行にされたビームは、符号づけマスク１５６を通して渡される。暗号化マスク、
レンズ１５８を平行にすることにより集められ、広いスペクトルに組み合わせら
れる光の空間にコード化され調整されたビームを提供するファイバー１６２(そ
れはシングルモード光ファイバかもしれない)へ注入用の回析格子１６０によっ
てビームを放つ。スター・カプラーのような光学のカプラー１６４、Ｙカプラー
または同種のものは、ファイバー１６２へエンコードされたビームを連結するた
めに使用される。二者択一で、光ビームは、エンコーダ１５０で最初にエンコー
ドされ、次に、変調器１４４によって調整されるかもしれない。

【００３２】図７は互換性をもつデコーダ（それは２つのチャンネル１７０および１７２を
持っている）を示す。潜在的に多くのスプレッドスペクトルシグナルを含んでい
る光シグナルは、光学のカプラー(示されていない)を使用して、ファイバー１６
２から転換され、ビーム・セパレーター１７４によって２本のビームへ分割する
。ビーム・セパレーターは最もむしろ図１５の内で絵入りで、その図に関して下
に議論されるそのような極性化無感覚な要素である。入って来る１本のビームは
、回析格子１７６によって軸に沿って空間に広げられ、次に、検知を通して渡さ
れるか、マスク１８４をデコードする前に平行にするレンズ１８０によって平行
にされる。復調マスク１８４は、この絵入りの好ましい実施例(暗号化マスク１
５６と同一)の内に、ある。デコードするマスク１８４を通して渡された光は、
平行にするレンズ１８８を通して渡される。また、回析格子１９２は広いスペク
トル・ビームへ空間にスプレッド光を再結合する。別のチャンネルでは、分離し
て受け取られたビームの第２のコンポーネントが、回析格子１７８によって空間
に広げられ、次に、別のデコードするマスク１８６を通して渡される前に平行に
するレンズ１８２によって平行にされる。むしろ、この変換された二進法アダマ
ールコード(デコーダの単極の具体化)では、この第２のデコードするマスク１８
８はそのビットワイズエンコーダ・マスク１８４の補足。ビームは第２のデコー
ドするマスク１８６を通して渡された後に、空間に広がることを削除するために
、平行にするレンズ１９０および回析格子１９４を通して渡される。その後、第
１のデコーダ・チャンネル１７０の出力は光を電気的シグナルに変換するために
光検出器１９６に供給されるかもしれない。同様に、デコーダ・チャンネル１７
２からの出力は光を電気的シグナルに変換するために写真検知器１９８に供給さ
れる。その後、２つの電気的シグナルは、２つの検知器ダイオード、データおよ
び時計回復ハードウェアに供給されるための、１９６、および１９８ソフトウェ
ア２００のに後部配置によって引かれる。２つの電気的シグナルは、さらに違い
計算が実行される前に、２つの検知器チャンネル１７０および１７２の異なる損
害のために調節するために２つの利得コントロール回路によって別々にそれぞれ
処理されるかもしれない。その後、差異の電気的シグナルはデータ回復のために
検知される。ディジタル・データ流れのためのデータ回復は含んでいてもよい。
例えば統合することおよび違いシグナルを検知する正方形の法則。発明のアナロ
グ・コード・マスク実施例によって提供される、アナログシグナルのためのデー
タ回復は、例えば、違いシグナルをフィルターする低いパスを含んでいるかもし
れない。

【００３３】図８は、デコーダ２１０の別の具体化を示す。この具体化では、ファイバーか
ら受け取られた光のビームが２つのマスクを備えた２本のチャンネルへ分割され
ないが、代わりに、きしる２１２までに広げられ、レンズ２１４によって平行に
される。その後、平行にされた光は、多くの検知器２１６によって遮られる。配
列内の検知器の数は、エンコーダ・マスク内のビットの数と等しい。各検知器位
置はエンコーダ・マスク・ビット位置に相当する。対応するエンコーダ・マスク
・ビットが「透明な」、あるいは「不透明な。」かどうかに依存する一方の"１"
若しくは"−１"を配列内の各検知器からの検知器シグナルに掛ける。その後、す
べての乗数出力の結果は合計される。その後、合計はデータ回復用のしきい値２
１８と比較される。このディジタル処理はソフトウェアを使用して、個別のロジ
ック・ハードウェア内で、あるいはＤＳＰ２２０内で実行できる。アナログ・マ
スクが暗号化のために使用される場合、さらに"１"若しくは"−１"以外に検知器
の出力に数を掛けてもよい。図６および７の両方の具体化では、１つのエンコー
ダ・マスクだけがデータの送信のために使用されることは注目されるのがよい。
また、連結したコードは、先行技術設計に対照して要求されない。

【００３４】好ましいコード化及び復調スキームは、現在の発明によって次に説明される。
この明細、２進法のコードの場合のIのおよびOを包含する「単極のコード」手段
コード・シーケンスあるいは０の間の値があるコード機能の内で使用されたとと
もにそして私アナログ・コードの場合には。「バイポーラ・コード」手段コード
・シーケンスを包含する―I、およびIは、２進法のコードの場合にはある、ある
いはアナログ・コードの場合の-IとIの間の値があるコード機能。単極の２進法
のコードuの補足はそうである(１-u)、つまりOがIによって代用されるおよびIの
はOによって代用されるbit-wiseな補足。単極のアナログコードｆ(１-０.)の補
足。単極の２進法のコードは次の記述の内で例として使用される。ＣＤＭＡシス
テムの内で、スペクトルの暗号化／復調スキームのための基礎的な要求に、他の
すべてのユーザからのシグナルからの妨害を縮小するか除去する間に、対応する
送信するユーザから受信ユーザの復調装置がデータシグナルを取り戻すことが可
能であるということである。いくつかのシステムについては、特別のレシーバが
データの同じチャンネルを常に受信するとともに、受信マスクが固定する。他の
システムについては、多くの可能な出所から異なるシグナル出所を選ぶことが可
能であるように、受信マスクがプログラム可能である。スプレッドスペクトルＣ
ＤＭＡシステムでは、一貫性がない光学のシステムが肯定的なシグナル(光強度)
を単に送信でき、過程情報が利用可能ではないので、単極のコードだけが一貫性
がない光源を使用して、エンコードのために使用されるかもしれない。添字iがi
を指定するところで、単極の２進法のコードはｕ,= I １００１１１１０１０
１０１１のような二進数字のシーケンスによって表わされるかもしれない」ユ
ーザ・ペア(あるいはチャンネル)。シーケンス(Ｎ)の数字の数はコードの長さと
呼ばれる。実際上、特に好ましい２進法の単極のコード・マスクについては、コ
ード価値の各々は、光の空間に調整された広いスペクトル・ビーム内の固定周波
数か波長間隔に次には相当する、空間に型のあるマスク上で、透明かあるいは不
透明である固定間隔スロットに相当する。単一のマスクがコード化のために使用され、解読して、コードが、それらが直角
のようなものにむしろ選ばれる場合、あるいは

【００３５】

【数１】

【００３６】「０」はビットワイズな２本のコードの内積、およびＭは定数である。直角の
コードが使用される場合、各送信するユーザは単一の符号づけマスクを使用して
、シグナルを送信するかもしれない。また、対応する受信ユーザは、他のすべて
のユーザからの妨げるシグナルを拒絶する間に対応する送信するユーザ１６から
シグナルを取り戻すために符号づけマスクと同一の単一のデコードするマスクを
使用するかもしれない。しかしながら、コードが２進法の基礎ベクトルに選ばれ
る場合に限り、この望ましい結果は生じる

【００３７】

【数２】

【００３８】コードのこのセットは、全コードの１つの数字だけが１であるので、非常に大
多数のビンが閉鎖されている一方、マスクの１つの周波数ビンだけがそれを通し
て力を渡すという点で不適当である。そのようなシステムは、一貫性がない波区
分複合アクセス(ＷＤＭＡ)システムとして見ることが可能である。そのようなコ
ードは出所力のIINでののみように不適当に送信される。また、その残りは浪費
される。図６および７に記述された暗号化および復調システムでは、単一のマスクがどれ
のために使用されるかに、コード化および２つのマスクが復調のために使用され
る、１セットの単極のコードは使用されるかもしれないそのようなセット内のコ
ードＵｉは上に述べられた直角の定義によるセット内の他のコードＵｊに直角で
はないが。(むしろ)コードｕ、他のコードＵｊとその補足Ｕｊ*の間の差に直角
のために選択されている、つまり

【００３９】

【数３】

【００４０】ここでＭ'は定数である。

【００４１】図７と８の実施例のデコーダが数式３の原理をインプリメントして参照しても
良い。図７の実施例では、ユーザｊの受信光ビームが、コードｔｉ〜でコード化
された、すべての送信するユーザｉからのシグナルを含んでいる―。マスク５６
がある第１のチャンネル１７０は、補足的なマスク１７２がある第２のチャンネ
ルがＵを表わす光ビームを生成する間にＵ(*Ｕｊ)を表わす光ビームを生成する
、Ｏｕ、*、差別的に整えられた検知器６２および６３は、違いシグナルＵ〜を
生成する。*(ＵｊＵｊ*)。図８の実施例では、ｕを表わす検知器７３出力シグ
ナルの配列、およびＤＳＰ７４が、検知器配列７３の出力に基づいたｕｉ*(ｕ、
-Ｕｊ*)を計算する。数式３によれば、違いシグナルｕ１(Ｕｊ-Ｕｊ*)は、コー
ドＵ１があるマスクを使用するユーザからのシグナルにのみ０でない。従って、
そのようなデコーダは送信するユーザｉからシグナルを回復し、他のすべてのユ
ーザからのシグナルを拒絶することが可能である、同等物を満たす単極のコード
のセット。

【００４２】下記条件を満たすバランスのとれたバイポーラの２進法の直角のコードｖｉの
セットに由来するしてもよい。

【００４３】

【数４】

【００４４】

【数５】

【００４５】ここで、「I」はどの数字も１であるコードを意味する。単極のコードｕは両
極コードｖｉに由来し、０’Ｓのｖｉ中の−１’Ｓの代用によるか、

【００４６】

【数６】

【００４７】バイポーラのコードvは、それらがIおよび、数式４の等しい数を持っている際に
「平衡を保たれる。」特に好ましい単極のコードｕは、したがってIとOの等しい
数を持っている。その結果、光力の半分はシグナルとして送信されるかもしれな
いし、そのために、出所力の効率的な利用を促進する。

【００４８】バランスのとれたバイポーラの直角のコード・セットの例はＨａｄｍａｒｄマ
トリックスに基づいたコード・セットである。アダマールマトリックスは要素が
Iのあるいは列がすべて互いに直角の―Iのようなものである正方行列である。ま
た、カラムはすべて互いに直角である。例えば、４x４アダマールマトリックス
は次のとおりかもしれない。

【００４９】

【数７】

【００５０】アダマールマトリックスの第１のカラム(あるいは列)以外のカラム(あるいは
列)ベクトルは、１セットのバランスのとれたバイポーラの２進法の直角のコー
ドに満足な数式４、５を供給する。したがって、現在の発明に従って好ましい、
uni-バイポーラのスプレッドスペクトルＣＤＭＡシステムの内で使用される１セ
ットの単極のコードｕ、Ｕ２１、、、ｕｎは、サイズn+１のアダマールマトリッ
クスを最初に構築することにより構築されるかもしれないしあるいはより大きい
かもしれない。第１のカラム(あるいは列)以外は、このアダマールマトリックス
のすべてのカラム(あるいは列)がすべての交換により、Oを備えたIの単極のコー
ドuを生成するために使用されるても良い。

【００５１】例えば、３人ユーザシステムについては、上記の４ｘ４アダマールマトリック
スは次のコードを生成するために使用されるかもしれない。

【００５２】

【数８】

【００５３】一般的なアダマールを構築するための規則任意のサイズのマトリックスは存在
しないが、あるサイズのアダマールマトリックスを構築する方法が知られている
。例えば、２の累乗であるサイズNがあるアダマールマトリックスは、再帰的なア
ルゴリズムＨ２を使用して、−Ｈ２から構築されるかもしれない。

【００５４】

【数９】

【００５５】４の因数であるサイズＮがあるマトリックスを構築するためのルールは、さら
に知られている。

【００５６】数式３、４はバイポーラのコード・セットがいつも単極のコードを生成したこ
とを示す‥直角であり平衡を保たれるべきのがよい、実際上、それは受理可能か
もしれない。コード・セット、である「の近くで直角」、「あるいはの近くで平
衡を保たれた」を使用するとは望まれなかったがコード・セットは近くある例え
ば、u〜-Ouj(jである)がuouより本質的に小さい場合、直角、コードは例えば、
u,９１がNより本質的に小さいとき平衡を保たれて、近くある。例えば、コード
の長さNが大きい場合、セット内のあるコードの少数の数字の変更は生じるかも
しれない。の内で１つの近い直角あるいはバランスのとれたコード・セットの近
くで。コードが完全に直角でないか平衡を保たれない場合しかしの近くで(のみ)
直角あるいはの近くで平衡を保たれた、他のユーザからの妨害は増加するかもし
れない。そして、システム実行は下がるかもしれない。しかし、全面的なシステ
ム実行が受理可能な限り、そのような悪化は受理可能かもしれない。したがって
直角かあるいは近いバランスのとれたコードの近くのそのようなもの。上述は、
直角か現在の発明のために平衡を保たれたかもしれない、と考えられるかもしれ
ないし、それの範囲内にある。

【００５７】コード化するマスク１５６、１８４、１８６は、図６および７の内に伝達する
かもしれないしあるいは反射するかもしれない。しかしながら、実際問題として
、現在の発明者は、反射するマスクが作り、かつ通常望ましいように大きな消滅
比率を持たないのにより困難であると言った。いくつかの実施例では、マスクが
多くのセルに分割された図９の内で示されるような液晶資料で作られている。「
ａ」、「Ｌ」において、コード最大許容長Ｌは、任意の整数および最大である。
そのようなＬＣＤマスクは営利上利用可能か、あるいは既知の技術を使用して、
容易に作られる。セルは、広がる、その結果回析格子１５２によって引き起こさ
れる、空間のスペクトルの軸２３０に沿って整えられた一次元の配列を形成する
。１つの実施例では、セルのコントロールがアナログである、各セルの不透明が
無限にどちらかであることを意味する。ＡｄｊｕｓｔＡｂｌｅｏｒは少なくと
も３つ以上の別々に制御可能なステージにおいて調整可能である。むしろ有限の
ステージの多くは、不透明の６４レベル以上は使用されなくてはならない。別の
具体化では、コントロールが２進法である。また、ウォルシュコード(単極のア
ダマール)は使用されている。ＬＣＤピクセル配列あるいは固体物理アンプ配列
のような光子の集積回路によってはこれらのマスクをインプリメントできる。交
互に、ファイバー上へのシグナルの多重化が最も望ましいところで、システムの
ためにまもなく好まれて、マスクはグラス・ブランクに固定され(そして)形成さ
れるかもしれない。そのような固定マスクは単極のＨａｄｅｍａｒｄコードを具
体化する最もむしろ２進法のマスクである。反射するマスクについては、グラス
がBK７またはクオーツかもしれない。また、反射する地方は金になりうる。最も
好ましい固定した、２進法の送信マスクでは、グラスはまだＢＫ７またはクオー
ツかもしれない。そして、閉鎖する地方はクロムでありうる。一般に、現在の発
明のＯＣ１２適用のために現在熟考されるとともにマスクの上に１２８の異なり
等しい分類された位置および接触する位置を持っているマスクを定義するために
容易に利用可能な技術を使用できるように、マスクは横切って約１から２インチ
である。２５６あるいは５１２の位置を備えたより素晴らしい粒状を備えたマス
クは利用可能な技術を使用して、容易に定義される。

【００５８】アナログ・コード化の好ましい形式は、ｆｉ＝（ｇｉ＋１）／２を使用して、
バランスのとれたバイポーラの直交関数、小波関数ｇｉに由来した１セットの単
極の小波関数ｆｉを使用している。(２)(４)(それは２進法のコード内で示めさ
れる)、‥‥等しくアナログ・コードに当てはまる。言いかえれば、バイポーラ
の小波機能が数式(３)また(４)を満たす場合、その後、派生した単極の小波機能
は同等物(２)を満たす。１つの具体化では、小波機能が図５の内で示されるよう
な個別の和声の空間の正弦波(実例の目的のために連続関数として表わされた)で
ある。縦座標軸はビームの周波数が広げられる軸である。また、横座標はセルを
通り抜けるビームの相対的な透明である。Lがセルの数である場合、図IOＡの内
で示される最初のエンコーダ・マスク透明機能は特にI/Lの空間の周波数を持っ
ているかもしれない。その第１のエンコーダのマスクはLの周波数スペクトル上
に１つのサイクルを持っている透明では個別の(連続的に対立するものとして)余
弦波である、その最も低くそしてコード化されたスペクトルの最も高い周波数部
分、最大の強度およびスペクトルの周波数が持っている内央の範囲を持っている
最低の強度等である。別のエンコーダ・マスクは例えば図１０ＢのエンコーダL
の長さを横切って十分な２つのサイクルの第１のエンコーダの周波数の２倍の空
間の周波数強度マスクを持っていてもよい。さらに３番めのエンコーダは、図１
０Ｃの内で示されるような第１のエンコーダの周波数の３倍の周波数を有しても
よい。他のより高い和声学が好ましくは使用される、および、好ましくは、シス
テム処理能力を最大限にするために、コードの最大の数はより高い使用法のシス
テムのために１００以上、および好ましくは数百以上あるのがよい。

【００５９】和声学またはウォルシュのコード・ビット(したがってコードの最大の数)の最
大の数は、マスク内のセルの数によってのみ制限されている。アナログ・マスク
(マスクの内で許された不透明の異なるレベルの数)については、エンコーダ内の
量子化雑音に帰着する。二者択一で、余弦の使用が揺れるのではなく、それらが
互いに関して直角のように、さらにＣｈｅｂｙｓｈｅｖ多項式を使用することが
できるかもしれない。

【００６０】符号づけ機能のために余弦波を使用することはさらにより容易なデコーダ設計
を許す。１つが受信シグナルの空間のフーリエ変換をとる場合、受信シグナルは
特に、希望のシグナルの周波数用の空間のフィルタを通って分離でき、次に、そ
のシグナルを回復できる。単純な例(図１１)が個別のコード化されたシグナルが
IIL、２/L、４１ポンドおよび８/Lを含んでいるところでファイバーから受け取
られたシグナルのフーリエ変換を示すとともに。これらのシグナルのうちのいか
なる１つも、受信シグナル内のその特別の空間の周波数のためにろ過することに
より容易に得られるかもしれない。

【００６１】パルス・コードではなく、示されたエンコーダの好ましい３番めの実施例の内
でデータを調整する、候補の方法は図１２Ａの内で示されるように、２つのコー
ドを使用して、シグナルを調整するために使用されるかもしれない。エンコーダ
２３Ｂのこの具体化では、空間にスプレッド光源２４０用の光学のパスが１位の
間で切り替えられるデータ出所２４８、ディジタルに「１」シグナルを供給する
光をコード化する第１のマスク、および同じコード・チャンネルのためにディジ
タルに「０」シグナルを供給する光をコード化する第２のマスクからのデータに
反応するスイッチャー２４６によって２４２、および別のマスク２４４(それは
第１のマスク２４２に補足的である)を覆う。変調器は、２進法のマスク・レシ
ーバ具体化に似ているやり方の内で１つの液晶を使用して、２つの異なるエンコ
ーダ・マスク間の光パスを切り替える。その後、両方のマスクからの光は夏２５
０によって合計され、次に、光ファイバー(示されていない)のような光通信チャ
ンネルに供給される。

【００６２】データを受け取ることは、図１２Ｂの内で示されるような反対の方法で進む。
それぞれ、デコーダ２６０は通信チャンネルから光を受け取り、マスク２４２お
よびマスク２４４と同一のマスク２６４、２６６を通って受信入力光学２６２を
備えた受信光の空間にスプレッドスペクトルを生成する。その後、マスク２６４
および２６６からの光は、２進法のレシーバ具体化に上に記述された方法で差異
のレシーバ２６８に供給される。その後、レシーバ２６８からのシグナルは、デ
ータの回復用のデジタルシグナルプロセサ２７０によって処理されるかもしれな
い。

【００６３】図１３Ａは、異なる２つのマスクがいくつかのものと０の送信のために使用さ
れる場合コード化するのに適切なマスクの候補の１つの具体化を示す。最初のバ
ージョンでは、液晶マスク２８０のLセルから作られたマスクが、２８２、２８
４、２８６および２８８の４部に分割される。部分２８２および２８４は特にこ
のコード・チャンネルのために、および別のカラムで「１つ」をコード化する第
１列の上で、スペクトルの広がる軸に沿って整えられた、最初のリニア・アレイ
に沿ってL/２セルを各々包含する、セル２８６および２８８は、さらにこの同じ
チャンネル用の「０」のコード化のために同じ軸に沿って整えられたL/２セルを
包含する。むしろ、部分２８２、２８４のための個別の透明機能は互いの補足の
ように図１３Ｂの内で示されて、縦座標が空間の周波数および横座標を表わす場
所は強度を表わす。別の可能性(つまり０)の送信のために、図１３Cの内で示さ
れるように、部分２８６および２８８のための個別の強度機能の補足は、逆にさ
れる。言いかえれば、セクション２８２のマスクの部分は、２８８のマスクの部
分と同一である。また、２８４のマスクの部分は２８６のマスクの部分と同一で
ある。

【００６４】コード化が補足的なところで、マスクを持っていることに加えて、マスクの最
初の部分２８２が直角の波動関数で、後半が「０」２８４および第２のレベルに
はすべて不透明な場合に、コード化することを提供することはさらに可能である
。前半２８６はすべて不透明である。また、後半は、「１つ」を作る前半２８２
と同じパターンである。二者択一で、前半２８２、２８６は正弦波のような最初
の多項式でありうる。また、後半２８４と２つ８８つはＣｈｅｂｙｓｈｅｖ機
能のような別の多項式でありうる。

【００６５】発明の実施例によるエンコーダおよびデコーダの特定の実施例は示されるが、
発明の他の実施例はさらに可能である。例えば、個別の小波機能が符号づけのた
めに使用されている一方、コード化のために連続関数を許すマスクを持っている
ことは可能である。例えば、マスクは写真のように形成されるかもしれない。

【００６６】図６および図７のデコーダのエンコーダ内の光学のシステム１５０、１７０お
よび１７２は、一般に光学の部屋と呼ばれるかもしれない。光学チャンバ(それ
は１セットの個別の光学あるいは統合された光学の装置でも良い)は、スペクト
ルで入力をコードする。「コード」によるシグナルのスペクトルのコンポーネン
トを選択的に減ずることにより広いバンドの光学のシグナル。コード(それは２
進法でも良い)あるいはアナログ、決定された程度で各々入力シグナルのスペク
トルのコンポーネント。図説つきの実施例では、光学チャンバがレンズおよびコ
ードがある光学のマスクを平行にして、回析格子でインプリメントされる。しか
し、他のインプリメンテーションはさらに可能である。

【００６７】更に、光学のシグナルのアナログ調整にエンコーダとデコーダの示された具体
化をすべてさらに適用できることはさらに理解されるのがよい。同様に、ＣＤＭＡ技術だけが上に記述されていた一方、分野における通常の熟練
のものはシステム・パラメーターによって、波長(周波数)区分多重化および時間
区分多重化と共にシステムがさらに使用されるかもしれないと容易に理解する。
例えば、波長区分多重化が使用されたように、異なるコード化するスキームは、
光学のスペクトルの異なる部分のために使用されるかもしれない。さらに、コー
ドは、時間区分多重化に供給するタイム・シェアリング方式で共有されるかもし
れない。― さらに、光学の空間の(周波数領域)CDNIＡは時間領域と結合できる
。コードの数およびネットワーク内のユーザを増加させる、光学のＣＤＭＡ。時
間領域にスプレッドスペクトルの実施例では、数人のユーザが、データが光学の
エンコーダに供給される前に、データをコード化するために異なる時間領域にス
プレッドスペクトル・コードを供給される。しかしながら、これらのユーザは、
上に議論されたスキームをコード化する同じ波長を共有できる。もちろん、デコ
ーダでは、一度受信光学の情報が後ろに電気的なディジタル領域に変換されれば
、ディジタルシグナルを希望の送信された情報を回復するために時間領域にスプ
レッドスペクトル・コードによれば処理しなければならない。

【００６８】可能なスキームを多重化する様々な異なる可能なタイプのコンビネーションに
加えて、様々なネットワーク・アルゴリズムはさらにインプリメントされるかも
しれない。例えば、現在の発明は、図５(多くのユーザs, S２., SNはそれの内で
光ファイバーミディアム１３０に接続される)の内で示される、ネットワーク環
境のような様々なファイバー・コミュニケーション・システム・アーキテクチャ
ーに適用されてもよい。および、各ユーザsjは光ファイバー上の他のユーザsiと
通信するかもしれない。各ユーザあるいはノードsjはコードuを割り当てられる
。というのは、他のユーザからデータを受け取ることおよび異なるユーザは異な
るコードをむしろ割り当てられるからである。ユーザsiがユーザsjにデータを送
信する場合、送信するユーザsiは受信ユーザsjに割り当てられたコードを使用し
て、光学のシグナルをコード化する。また、受信ユーザはその割り当てられたコ
ードを使用して、シグナルを解読する。これは、送信するユーザが意図した受取
人ユーザのコードに依存するデータを送信するために、それが使用するコードを
ダイナミックに変えることが可能であることを必要とするかもしれない。任意の
１つのノードのためのコードは、ネットワークの全体にわたって分配された１つ
以上のマスター・ノードから割り当て可能かもしれない。従って、ネットワーク
内のノードがオン・ラインで来る場合、それは、通信する可能な普及スペクトル
・チャンネルのうちの１つの選択のためにコード化するためにコード(複数可)を
要求する。そのノードがネットワークを残す場合、特にそのノードによって使用
されたコードはネットワーク内の異なるノードに再び委託されるかもしれない。
様々なスキームは、永久に割り当てられたチャンネル上のＣＤＭＡ／ＣＤ技術あ
るいはトークン・パッシングにそのように要求するために使用されるかもしれな
い。二者択一で、トークン・パッシング技術は、コード区分チャンネルのうちの
１つを安全にするためのコードの獲得のために使用されるかもしれない。

【００６９】さらに、示された具体化は、同時のユーザの数の増加を許す。上に議論された
人々のような先行技術スキームでは、Nがコードの最大の数である場合、同数の
コードに許される同時のユーザの最大の数は特に２｀１である。しかしながら、
示された具体化では、ほかに一定のすべての保持を備えたコードの最大の数は２
'である。したがって、システム処理能力の合計は劇的に増加させられ、そのた
めに、同時のユーザの最大の数によって決定されている、システム処理能力およ
びユーザ・データ割合の合計と共に、テラビットの少なくとも２分の１のシステ
ム処理能力を許す。

【００７０】現在の発明に従う全面的な光ファイバーコミュニケーション・システムの特に
好ましいインプリメンテーションは、今記述され例証した。この全面的なシステ
ムは加えるキャパシティーのために使用されるかもしれない。すなわち、拡張フ
ァイバーの複数のユーザを接続する光通信システムに、帯域幅を増加させる光学
の接続。図１４は、多くの広いスペクトルを生成するための好ましい装置が単一
のエルビウムにドープしたファイバー出所を使用して、コストの内で有効な方法
を部品外注ことを例証する。そして、エルビウムの階層は出所の十分なチャンネ
ルを提供するために各々光通信システムのチャンネルを運転するための十分な強
度と共に、ファイバー・アンプをドープした。示されるように、単一のエルビウ
ムにドープしたファイバー出所３００は、出所の強度が約５ｄB未満によって変
わる波長の内で約２８ナノメーターの帯域幅を一般に提供して、気に入られるよ
うに広いスペクトルを備えた光を出力する。２８ナノメーターの帯域幅は、約３
.５のTHzのシステム帯域幅に相当する。最高の発光ファイバー出所としてさらに
名高いエルビウムにドープしたファイバー出所の出力は、ファイバー上に、入力
出所シグナルを分割し、出力に多くの４台のファイバー・アンプ３０４への４つ
以上のファイバーを供給するスター・カプラー３０２のような割る人に供給され
る。

【００７１】ファイバー出所３００の出力が異なる４つの出所へ分離しているように、強度
は予期された方法に落ちる。４つの各々は出所から分割する。４本の広域スペク
トルの光ビームをむしろ各々提供するために４台のファイバー・アンプによって
したがって増幅される。オリジナルの出所３００強度とほぼ等しい強度を持って
いること絵入りの１２８のチャンネル・システムのために、このプロセスはいく
つかのさらに階層的ステージにより繰り返される。したがって、４台のファイバ
ー・アンプ３０４からの出力はファイバー上に、４つの割る人３０６(それらは
さらにスター・カプラーかもしれない)の対応するセットに供給される。スプリ
ッター３０６は、同縮小された強度の多くの出力へファイバー・アンプからの出
力を分割した。スプリッター３０６からの出力から分裂後、ファイバー・アンプ
３０８(それらは出所光の次のセットを提供する、広いスペクトル光の複数のチ
ャンネルの強度をむしろ増幅する)の一層の配列に供給され適切な強度を持って
いる３１０を発する。適切な強度を持っている広域スペクトルの出所の十分な数
が、実例となる１２８のチャンネル・ファイバー・コミュニケーション・システ
ムのための例１２８無所属派出所のために、生成されるまで、このプロセスが繰
り返される。広いスペクトル光源の希望のセット(ファイバー出所と比較して、
それらは有利にファイバー・アンプの低価格を利用する)を得るために単一の親
出所および多くのファイバー・アンプを使用するように、この階層的アレンジが
好まれる。

【００７２】出所光の十分なチャンネルが生成された後、出所光のチャンネルは、図６中で
示されるそのような、多くの空間の光変調器あるいはエンコーダに供給される。
１２７台の異なるエンコーダは空間に入力光シグナルをコード化するために、上
に議論された方法で生成されて、異なる単極のアダマールコード・ベクトルを示
す１２７のマスクの各々と共に、１２８ビンマスクを使用する。むしろ、マスク
の各々は、線形のマスクの使用可能な幅を測るビンと共に、１２８の等しい分類
されたビンの合計があるマスクと共に、送信モードにおける使用用の固定マスク
である。したがって、１２８のビンは、帯域幅の内で、帯域幅を約２５ギガヘル
ツ提供する後の周波数間隔を定義する、個々の隣接したビンを、約３.５のＴＨ
ｚ(２８ナノメーター)の合計にかける。１つあるいは２進法の２つの値の他方を
持つために固定マスクの等しい分類されたビンの各々はコード・ベクトルによれ
ば割り当てられる。２進法の２つの値のうちの１つは、マスクのグラス基板上の
ブロッキング・クロム縞によって識別される。また、別の２進法の値はグラス基
板上の障害物を取り除かれ透明な縞によって識別される。その後例えば、コミュ
ニケーション・システムの１２８本のチャンネルの各々は別個の空間の符号づけ
機能によって定義される。また、チャンネルの各々はさらに図６の内で示される
そのような変調器１４４を使用して、時間領域シグナルで調整される。様々なチ
ャンネルが空間に一時的にの両方(等しく周波数)調整された後、１２８本のチャ
ンネルは組み合わせられ、ファイバーに注入される。

【００７３】このファイバー・コミュニケーション・システムのための長距離送信は方法に
似ているやり方で管理される。他の従来のファイバー・コミュニケーション・シ
ステムが管理される。従来のように、シングルモード・ファイバを使用すること
は典型的である。さらに、ファイバー上のシグナルは分散と損失を経験する。フ
ァイバー上のシグナルが、規則的な間隔(例えば４０〜８０キロメーターごと)で
従来のファイバーにドープしたアンプを使用して、増幅されることは望ましい。

【００７４】送信ファイバーの一方の終わりに、増幅されかつ、多くの１２８のレシーバ（
ファイバーへつながれた１２８台の発信機によって定義された、固定マスク・チ
ャンネルのうちの１つに各々対応する）に供給されて、結合した光シグナルは分
離している。絵入りの具体化の主要な目的は使用法を拡張することか、あるいは
ファイバー上でロードしている。したがって、各レシーバが１２８本のチャンネ
ルの一つの１つに供されるように、レシーバはさらに固定マスクを含む。レシー
バ(それらは図７の内で構造を示してもよい)は各々発信機マスクおよび別のマス
クと同一のレシーバ１マスク内に含めることにより特別の発信機によって定義さ
れた、特別のチャンネルに供される。そしてプログラム可能なＬＣＤ要素を使用
して、レシーバあるいは発信機のいずれかに１のような可変マスクを供給するの
に望ましい他の実施例でビットワイズ発信機マスクの補足は可能である。しかし
ながら、図説つきの実施例については、両方とも送信することにおいて固定マス
クの使用、およびコミュニケーション・システムの捕手の守備位置が、高いボリ
ューム・ファイバー・リンクに著しく改善された帯域幅を供給する、縮小された
原価計算システムを提供する。

【００７５】上に議論されるように、ファイバー・コミュニケーション・リンクからの光学
のシグナルの回復は、本質的に類似したパワー・レベルを持っているのがよい２
つのコンポーネントへ光学のシステムから受け取られた光ビームを分離するレシ
ーバを使用して、遂行される。現在の発明の特に好ましい様相は、図１５(それ
はレシーバへの入力でむしろ使用されるビーム・セパレーターを示す)の内で例
証される。有効に希望のユーザ・チャンネルを検知する、光学のＣＤＭＡレシー
バの好ましい差異の検知計画を許可するために、現在の発明に従うビーム・セパ
レーターは、十分に等しいパワー・レベルの２本のビームに受信光ビームを分け
ることが可能である。

【００７６】無感覚なビーム・セパレーターが成るかもしれない極性化の実施例は受信光ビ
ームを直角の２つの極性化の異なる１つがある、各チャンネルを備えた光の第１
と第２のチャンネルに分割する最初の極性化敏感な要素である。例えば、光の１
本のチャンネルは、受信光ビームの垂直に極性化されたコンポーネントを含んで
いるかもしれない。また、別のチャンネルは、受信光ビームの水平に極性化され
たコンポーネントを含んでいるかもしれない。その後、チャンネルのうちの１つ
の極性化は別の光ビームの極性化に変換される。直線的に極性化された光につい
ては、これが光の極性化を回転させることから成るかもしれない。その後、光の
２本のチャンネルは再結合され、ビーム割る人に供給される。このビームスプリ
ッターは典型的に極性化して結合したビームの極性化が上手に定義されており予
測可能なので、本質的に等しい力の２本のビームへ結合したビームを正確に分割
する敏感な要素となる。

【００７７】図１５を参照して、特定の実施例は、どの光がシングルモード・ファイバ３５
０から受け取られるかに記述される。ファイバー３５０が一般に極性化保存でな
く、ファイバー３５０内の光が任意の方角へ恐らく直線的に極性化されるので、
ビームスプリッタ３５２あるいは極性化アナライザーとして従来の線形の偏光子
を使用することは便利である。極性化に敏感な要素３５２は、むしろ２つの直角
の極性化コンポーネントに入力光ビームを分けて、それらに異なる光学の２つの
パス３５４、３５６への２つのコンポーネントを供給する。一般に異なるパワー
・レベルは各パスに沿って存在する。絵入りの光学のパスは、自由なスペースを
通って繁殖するかもしれないし、あるいはファイバーを保存する極性化によって
進むかもしれない。いずれの場合も、極性化が変更されるまで、各腕の内の光の
極性化が一定の極性化である。

【００７８】光の１つのコンポーネントは光学のパス３５４に沿って提供され、光学のパス
３５４の全体にわたる垂直の線形の極性化３５８を維持する。他の光学のパス３
５６に沿って、極性化は最初に水平の３６０である。および、その後、第２の光
学のパスの光の極性化が線形に図１５の内で３６４に示されるように垂直なるよ
うに、極性化は回転要素３６２によって９０'までに回転する。第２の光学のパ
ス３５６が自由なスペースを通って繁殖する場合、回転要素は１/２ｗａｖｅｐ
ｌａｔｅあるいは適切なファラデーの交替要員かもしれない。第２の光学のパス
３５６が極性化を保存するファイバーによって繁殖する場合、回転要素３６２は
９０"ずつファイバーの機械的な回転によって最もむしろ達成される。一般に、
ファイバーの回転は、ファイバーの長さの間連続的に進む。もちろん、第２の光
学のパスのファイバーの終わりに回転要素を挿入することによってのように他の
手段によって回転を上演することは可能である。

【００７９】一度光学の２つのパス上の２本のビームがそれらの極性化を適切に適応させた
ならば、２本のビームは再結合され、次に、２つの追加のビーム・パスに沿って
広める、１ペアの本質的に等しいパワー・ビームへ分割する。パス３５４および
３５６からのビームが組み合わせられた後、典型的な極性化を使用することは可
能であるビームを２本の本質的に等しいパワー・ビームに分割する、敏感なビー
ムスプリッター３６６。２本の希望の出力ビームは、絵入りの具体化内の線形の
極性化をシングルモード光ファイバによって光学のパス３６８および３７０に沿
ってむしろ供給される。図７および図１５を比較して、図１５の入力ファイバー
３５０は、図７の入力ファイバー１６２に相当するかもしれない。また、光ファ
イバーパス３６８、３７０(図１５)に沿った出力ビームは、図７具体化の要素１
７４から繁殖して示された、光学の２つのパスに相当する。その後、２本のチャ
ンネルが図７の内で示されるマスクを通って分析される場合、分離して受け取ら
れたビームは図７にろ過する要素１７０、１７２に供給される。

【００８０】図の光学のＣＤＭＡシステムでは、単一のファイバー上に多くのチャンネルを
提供できるようにユーザの、あるいは異なる多重シグナルの異なるチャンネル間
の妨害を縮小することが非常に望ましい。様々なメカニズムは識別されたこのタ
スクまた現在の適用および参照によってここに合併した他の適用に記述される。
現在のシステムが妨害を縮小する基本の方法は、光通信システムに２進法の１州
を単に示すために光を注入することによる。出所が論理的な２進法の１状態(例
えば論理的な１)を示すために出力強度を製作するように、出所が調整される。
光は論理的な０つを示すためには提供されない。これは、システム内の全面的な
妨害を縮小する効果がある。もちろん、補足的なろ過する機能を備えた異なるチ
ャンネルを含む受信システムを含む、特に好ましいコード化するスキームは、妨
害を縮小するために非常に重要で基礎的なメカニズムを提供する。

【００８１】図１６の内で概略的に絵入りの好ましい電気的なシステムは、さらに妨害を縮
小するためにメカニズムを提供する。図１６の内で絵入りのサブシステムは、１
９６に示された背内合わせのダイオード・アレンジについての一層の詳細、図７
のうちの１９８を提供する。光学のシグナルをろ過した２コンプリメンタリは正
方形の法則の光学の検知だけでなく差異の増幅機能の両方を行うバックトゥバ
ックダイオード１９６、１９８に、提供される。光学の検知器、違い検知および
電気的な増幅の他のコンビネーションは、知られている。よくこれらの機能に代
用されるかもしれない。現在の発明の特に好ましい実施例の内で、ダイオード・
ペア１９６, １９８からの電気的な出力シグナル２００‥それからフィルタ３８
０によってろ過された低いパスである。低いパス・フィルタリングは高周波雑音
シグナルを削除するために上演される。およそ６２２メガヘルツのデータ割合で
光通信システムから複数のチャンネル・ビデオ・データのうちの１つを受け取る
、絵入りのシステムでは、フィルタリングが、６３０-６５０メガヘルツの周波
数を渡すかもしれない。その後、ろ過された電気的シグナルは、ダイオードのよ
うな電気的な正方形法則回路素子３８２に供給される。この正方形法則要素ある
いはリミッターは、むしろ受信電気的シグナルの否定の現にある部分を削除し、
受信電気的シグナルの肯定的な現にある部分を増幅するためにさらに使用される
かもしれない。電気的シグナルの否定の現にある部分は、雑音のように直ちに身
元確認可能で、したがって、全面的なシステムのシグナルの騒音比率を改善する
ために削除できる。その後、リミッター３８２からの電気的なシグナルの出力は
しきい値価値(そのシグナルは送信されたものと認められる)の上のシグナルを検
知すると分析される。

【００８２】現在の発明が、ある好ましい具体化、現在発明に対する特別の強調で記述され
ていた一方、現在の発明はここに記述された特別の具体化に制限されていない。
通常の技術のものは、現在の発明の教えの内に残る間に、現在の発明の特別の実
施例にある修正および変化がなされるかもしれないことを認識する。例えば、上
記の実施例がファイバー上に解決した通信システムでは示されていた一方、現在
の発明の様相は、直ちに大気上光学システムに使用される。そういうものとして
、現在の発明の範囲は次のクレームによって決定されることになっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光ファイバーがＣＤＭＡコミュニケーション・システムソリューション
を示す。

【図２】図１のシステムの内で使用されるかもしれない１つのレシーバ配置の内でさら
に詳細な視界を提供する。

【図３】光学のＣＤＭＡシステムの内でバイポーラのコードを使用するためにエンコー
ダ示す。

【図４】現在の発明による光ファイバーネットワークの異なる配置を示す。

【図５】図４と同じく現在の発明による光ファイバーネットワークの異なる配置を示す
。

【図６】現在の発明によるエンコーダの最初の実施例のブロックダイヤグラムである。

【図７】現在の発明によるデコーダの最初の実施例のブロックダイヤグラムである。

【図８】現在の発明によるデコーダの別の実施例のブロックダイヤグラムである。

【図９】現在の発明によるエンコーダの３番めの実施例内の使用用の液晶マスクのスケ
ッチである。

【図１０】Ａ、ＢおよびＣは図９のマスクのための個別の透明機能の連続的な表示である
。

【図１１】はファイバーから受け取られた光のフーリエ変換のグラフ式である。

【図１２】ＡおよびＢは、概略的に発明の３番めの実施例によってエンコーダおよびデコ
ーダを示す。

【図１３】１３Ａ、ＢおよびＣは、発明の３番めの実施例によるマスクおよびマスク機能
のグラフ式を示す。

【図１４】本発明による方法を使用したファイバーによる通信のＮチャンネルのための光
ビームを生成するために十分な強度を持っているＮブロードスペクトル光学ソー
スを発生する装置の概略図。

【図１５】本発明の好ましい実施例による極性化無感覚なビーム・セパレーターを概略的
に図示する。

【図１６】図７の内で概略的に図に示した光学の検知回路類をより非常に詳しく図示して
いる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ナラギー、マノウアーアメリカ合衆国 90230−6608 カリフォルニア州カルヴァーシティーアップランダーウェイ 5800 (72)発明者チャン、ジェームスケーアメリカ合衆国 90230−6608 カリフォルニア州カルヴァーシティーアップランダーウェイ 5800 Ｆターム(参考） 5K002 AA02 AA04 BA02 BA04 BA05 BA14 CA13 CA14 DA12 FA01 5K022 EE01 EE21 EE31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光通信システムであって、データを供給するデータソースと、光の第１のビームを供給する光源を含むエンコーダであって、光の第１のビー
ムが前記データに従って変調されるように前記データソースに連結されたエンコ
ーダとを有し、このエンコーダは、第1のコードを生成する第1のスペクトルフィルタリングアセンブリであって、
前記コードは、各々少なくとも２つの値のうち1つの値を有するＮ数字の並びを
有し、前記光チャンバーは、光の入力ビームを前記コードでスペクトルによるエ
ンコードを行って前記光のビームを前記コードの数字に各々対応するＮのスペク
トルのコンポーネントに分割し、対応するコード数字の値によって個々のスペク
トルのコンポーネントを減じ、前記スペクトルのコンポーネントを再結合するこ
とにより光のエンコード去れた出力ビームを生成し、前記第1の光学チャンバー
は前記光の第1のビームをスペクトルによりエンコードするように配置されてい
る、アセンブリーと、前記変調されエンコードされた光のビームを光ファイバに連結するための光学
のカプラーであって、前記第１のコードは単極（ユニポラー）のコードのセット
から選択されたものであり、このセットの各コードは前記セット内の他のコード
と直行しこのコードの補数である、カプラーとを有する。
【請求項２】クレーム１の光通信システムにおいて、さらに、受信ユーザに設けられ光ファイバーから受け取った前記光シグナルをデコード
し、送信ユーザによって送信されたデータを回復するためのデコーダを有し、このデコーダは、光ファイバーによって保持された光シグナルの部分を、ほぼ等しいパワーコン
ポーネントへ分割するためのフェーズインセンシティブ光学パワー・セパレータ
ーを有する。
【請求項３】クレーム２の光通信システムにおいて、さらに、受信光の第１と第２のコンポーネントを受け取るために結合された第２、第３
のスペクトルフィルタリングアセンブリーであって、第２のスペクトルフィルタ
リングアセンブリーは第１のコードを生成し、第３のスペクトルフィルタリング
アセンブリは第１のコードの補数を生成する、第２、第３のスペクトルフィルタ
リングアセンブリーと、受信光の第１、第２のフィルタリングされたコンポーネントを受け取るために
設けられ、電気的なシグナル出力を供給する光学検知器とを有する。
【請求項４】クレーム３の光通信システムにおいて、前記電気的なシグナル出力は、受信光の第１、第２のフィルタリングされたコ
ンポーネント間の差の測定値を表わすものである。
【請求項５】クレーム４の光通信システムにおいて、前記電気的なシグナル出力は、回復されたデータに反するサインを有する電気
的なノイズシグナルを除去する制限回路に供給されるものである。
【請求項６】クレーム４の光通信システムにおいて、前記電気的なシグナル出力は、電気的な二乗検波検出器を有する制限回路に供
給されるものである。
【請求項７】クレーム６の光通信システムにおいて、前記制限回路は、電気的シグナルに直列のダイオードを有するものである。
【請求項８】クレーム１の光通信システムであって、さらに、受信ユーザに設けられ光ファイバーから受け取った前記光シグナルをデコード
し、送信ユーザによって送信されたデータを回復するためのデコーダを有し、このデコーダは、光ファイバーによって保持された光シグナルの部分を、ほぼ等しいパワーコン
ポーネントへ分割するためのフェーズインセンシティブ光学パワー・セパレータ
ーと、受信光の第１と第２のコンポーネントを受け取るために結合された第２、第３
のスペクトルフィルタリングアセンブリーであって、第２のスペクトルフィルタ
リングアセンブリーは第１のコードを生成し、第３のスペクトルフィルタリング
アセンブリは第１のコードの補数を生成する、第２、第３のスペクトルフィルタ
リングアセンブリーと、受信光の第１、第２のフィルタリングされたコンポーネントを受け取るために
設けられ、電気的なシグナル出力を供給する光学検知器とを有する。
【請求項９】クレーム１の光通信システムであって、さらに、受信ユーザに設けられ光ファイバーから受け取った前記光シグナルをデコード
し、送信ユーザによって送信されたデータを回復するためのデコーダを有し、このデコーダは、受信光の第１と第２のコンポーネントを受け取るために結合された第２、第３
のスペクトルフィルタリングアセンブリーであって、第２のスペクトルフィルタ
リングアセンブリーは第１のコードを生成し、第３のスペクトルフィルタリング
アセンブリは第１のコードの補数を生成する、第２、第３のスペクトルフィルタ
リングアセンブリーと、受信光の第１、第２のフィルタリングされたコンポーネントを受け取るために
設けられ、電気的なシグナル出力を供給する光学検知器と、前記電気的なシグナル出力から、前記回復されたデータに反するサインを有す
る電気的なノイズシグナルを除去する制限回路とを有するものである。
【請求項１０】クレーム９の光通信システムにおいて、前記制限回路は電気シグナルが流れるダイオードを有する。
【請求項１１】クレーム１の光通信システムにおいて、さらに、受信ユーザに設けられ光ファイバーから受け取った前記光シグナルをデコード
し、送信ユーザによって送信されたデータを回復するためのデコード装置を有し
、このデコード装置は、光ファイバーによって搬送された光シグナルの部分を偏向するための光学パワ
ースプリッタと、空間周波数回折器であって、一つの面の軸に沿って偏向された光のビームのス
ペクトルを空間的に広げ、前記第１の光学チャンバーによって分離されたＮスペ
クトルコンポーネントに対応するＮスペクトルコンポーネントに広げる、回折器
と、第１のコードの数字に各々対応し前記軸に沿った平面内に設けられたＮ光検知
器のアレイであって、各検出器は前記スプレッドビームの空間コンポーネントを
検出し前記検出されたスペクトルのコンポーネントの強さを表す電気シグナルを
出力する、アレイと、前記光検出器のアレイからの出力電気シグナルを処理する回路類であって、こ
の回路類は各検知器からの出力シグナルに第１のコード内の対応する数字の値に
よる数を掛け、そして増加した電気的シグナルを合計して出力シグナルを出力し
、それにより回復されるデータシグナルを表わす出力シグナルを生成する、回路
類とを有する。
【請求項１２】クレーム１の光通信システムであって、前記第１のコードの各数字の値は０又は１であり、第１のスペクトルフィルタリングアセンブリは、対応するコード数字の値が０
の場合にスペクトルコンポーネントをブロックし、対応するコード数字の値が１
である場合スペクトルのコンポーネントの少なくとも１つの部分を通過させるも
のである。
【請求項１３】クレーム１の光通信システムにおいて、前記第１のコードの各数字の値は０と１の間にあり、前記第１のスペクトルフィルタリングアセンブリは各スペクトルコンポーネン
トを減じ、それにより減じられた強度は対応するコード数の値に比例するように
なっている。
【請求項１４】クレーム１の光通信システムにおいて、前記データシグナルはディジタルシグナルである。
【請求項１５】１クレームの光通信システムにおいて、前記データシグナルはアナログシグナルである。
【請求項１６】１クレームの光通信システムにおいて、前記光通信システムは、ファイバー上に同時に光学のシグナルを送信する多数
のユーザを有し、前記同時に送信するユーザのためのエンコーダは異なる第１の
コードを有するものである。
【請求項１７】クレーム２の光通信システムにおいて、前記周波数インセンシティブ光学パワーセパレータは、光シグナルを受け取り、その光シグナルを第１及び第２の光要素に分離するた
めに設置された第１の偏光センシティブ要素であって、前記第１の光要素は第１
の偏光を有し、第２の光コンポーネントは第２の偏光を第一の偏光センシティブ
要素からの出力として含む、第１の偏光センシティブ要素と、第１の光要素が進む第１のビームパス及び第２の光要素が進む第２のビームパ
スと、第２のビームパスに沿って設置された偏光変調器であって、前記第２の光コン
ポーネントの偏光を重荷前記第１の偏光に変化させる、偏光変調器と、前記第１、第２の光コンポーネントを受け取って、前記第１、第２の光コンポ
ーネントを第３、第４の光コンポーネントに分割するビームスプリッタとを有する。
【請求項１８】クレーム１７の光通信システムであって、前記第１、第２のビーム・パスは偏光を保存するものである。
【請求項１９】クレーム１８の光通信システムであって、前記第１、第２のビーム・パスは光ファイバーによって伝達するものである。
【請求項２０】クレーム１９の光通信システムにおいて、前記偏光変調器は前記第２の光学パスのファイバーの回転である。
【請求項２１】クレーム１７の光通信システムにおいて、前記ビームスプリッタは、偏光センシティブ要素である。
【請求項２２】クレーム１７の光通信システムにおいて、第３及び第４の光要素は同一のパワーレベルを有するものである。
【請求項２３】クレーム１７の光通信システムにおいて、前記デコーダは、第３と第４の光コンポーネントを受け取るように連結された第２、第３のスペ
クトルフィルタリングアセンブリであって、第２のスペクトルフィルタリングア
センブリは第１のコードを生成し、第３の巣ペクトフィルタリングアセンブリは
第１のコードの補数を生成し、前記第２、第３のスペクトルフィルタリングアセ
ンブリは第１および第２のフィルター後光コンポーネントを出力する、第２、第
３のスペクトルフィルタリングアセンブリと、受信光の第１、第２のフィルタリングされたコンポーネントを受け取るために
設けられ、電気的なシグナル出力を供給する光学検知器とを有する。
【請求項２４】クレーム２３の光通信システムにおいて、前記電気的なシグナル出力は、受信光の第１、第２のフィルタリングされたコ
ンポーネント間の差の測定値を表わすものである。
【請求項２５】クレーム２４の光通信システムにおいて、前記電気的なシグナル出力は、回復されたデータに反するサインを有する電気
的なノイズシグナルを除去する制限回路に供給されるものである。
【請求項２６】クレーム４の光通信システムにおいて、前記電気的なシグナル出力は、電気的な二乗検波検出器を有する制限回路に供
給されるものである。
【請求項２７】クレーム３の光通信システムにおいて、各スペクトルフィルタリングアセンブリは、一面内の軸に沿った光の入力ビームのスペクトルを空間的に広げるための飛行
機で軸に沿った光の入力ビームのスペクトルを空間に広げるための空間周波数回
折器と、前記軸に沿った面に設けられＮセルのアレイに分割され、前記光の広げられた
ビームを光学的に処理するためのマスクであって、前記Ｎセルのアレイは前記光
学チャンバーのコードのＮ数字のならびに対応し、各セルは前記コード数に対応
する値による光学状態である、マスクと、マスクによって処理され空間的に広げられたスペクトルのビームを再結合し光
のビームの出力を生成する空間拡張スペクトルリコバインダーとを有する。
【請求項２８】クレーム２７の光通信システムにおいて、前記マスクの各セルは透明若しくはかあるいは不透明である。
【請求項２９】クレーム２７の光通信システムにおいて、前記マスクの各セルは不透明の２レベルのうちの１レベルを有する。
【請求項３０】クレーム２７の光通信システムにおいて、前記マスクは液晶要素である。
【請求項３１】複数のユーザーの間で行われる光通信の方法であって、各ユー
ザーが通信する際、データ信号を提供し、光のビームを提供し、前記データ信号に応じた光のビームの強度を変調し、前記光のビームを第１コードでスペクトルにエンコードし、変調され且つエンコードされた光ビームを光ファイバに連結し、またこの方法において、前記第１コードはＮ数字の並びであり、少なくとも２つの値を有し、単極コー
ドのセットから選択され、このセットの各コードは前記セット中の他のコードと
直交しこのコードの補数である。
【請求項３２】クレーム３１の各ユーザー通信方法であって、光ビームの一部分を光ファイバーから流用し、流用した前記光ビームを第１と第２の光ビームに分割し、第１の光ビームを第１
コードでスペクトルにデコードし、前記第２の光ビームを前記第１のコードの補助コードでスペクトルにデコードし
、スペクトルにデコードされた前記第１、第２の光ビームを別々に検知して出力
信号を発生させ、この出力信号がデータ信号となるようにする。
【請求項３３】クレーム３１の方法において、前記スペクトルのエンコーディングは前記光ビームを固定マスクを使って複数
のスペクトルコンポーネントに分けるものである。
【請求項３４】クレーム３３の方法において、前記スペクトルデコーディングは第１、第２の光ビームを第１、第２の固定マ
スクを使って複数のスペクトルコンポーネントに分けるものである。