JP2005124081A - 光送受信システム及び光送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本願発明は、相対する光送受信装置で単一の光フィアバを使用し、同一の光周波数帯で双方向通信を可能にする光送受信システム、又は光送受信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本願発明の光送受信システム、又は相対する光送受信装置において、各光送受信装置の送信濾波手段及び受信濾波手段は、光送受信装置の光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す透過周波数特性を有し、一方の光送受信装置の送信濾波手段と他方の光送受信装置の受信濾波手段とが使用周波数帯内で略等しい透過周波数特性で、かつ、一方の光送受信装置の受信濾波手段と他方の光送受信装置の送信濾波手段とが使用周波数帯内で略等しい透過周波数特性で、さらに、各光送受信装置の送信濾波手段と受信濾波手段とが使用周波数帯内で相補的な透過周波数特性である。
【選択図】図３

Description

本発明は、単一光ファイバで双方向通信する光送受信システム及び光送受信装置、特に、同一周波数帯の光源を用いて単一光ファイバで双方向通信する光送受信システム及び光送受信装置に関する。

単一光ファイバで双方向通信する光送受信システムとしては、送受信する光信号に異なる周波数帯を使用するＦＤＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、送受信する光信号に異なる時間帯を使用するＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、送受信する光信号を異なる符号系列で変調するＣＤＭ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、送受信する光信号の方向性を利用するＤＤＭ（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）等が知られている。

これらの技術の中で、高速信号の光送受信システムでは、ＦＤＭが多く採用されている。ＦＤＭを利用する光送受信システム又は光送受信装置として、すでに国際標準として規格されているものがある（例えば、非特許文献１参照。）。ＦＤＭは一方の装置から他方の装置への光信号と他方の装置から一方の装置への光信号とで異なる周波数帯を使用して、単一光ファイバに論理的に独立な２つの伝送パスを持たせるシステムである。

なお、ＦＤＭに対して、一般的にＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）や光ＦＤＭという表現も使用されているが、本願明細書では、同義語として使用している。

これらのＦＤＭを利用する光送受信システムでは、ブロッキング周波数帯を挟んで送受信する２つの周波数を十分離れた配置とすることにより、送受信する光信号のクロストークを防止している。つまり、ブロッキング周波数帯を配置することにより、自己の送信した光信号が反射されても、自己の光検波器が受信することを防止する。
ＩＴＵ−Ｔ／Ｇ．９８３．１

光送受信装置では、温度変化や経時劣化等により送信する光信号の光周波数や濾波器の透過周波数特性が変動する。これらの変動により、光送受信装置の送信する光信号の光周波数と受信濾波器の周波数特性が重なり、送信する光信号の反射がクロストークとなって通信の妨げとなる。

このようなクロストークを防止するために、例えば、ＩＴＵ−Ｔ／Ｇ．９８３．１では温度変化や経時劣化等により送信する光信号の光周波数や濾波器の透過周波数特性が変動しても、光送受信装置の送信する光信号の光周波数と受信濾波器の透過周波数特性が重ならないように、送受信する光信号の光周波数帯が十分離れるように配置している。しかし、送受信する光信号の光周波数帯を十分に離すと、光周波数の利用効率が劣化することになる。

一方、光送受信装置の光源等を温度調整することによって、送受信する光信号の光周波数帯を近接して配置することもできる。例えば、ＤＦＤＭ（Ｄｅｎｓｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）では、光源や濾波器を精密に温度調整することによって、多くの光信号を単一の光ファイバに周波数多重している。しかし、精密な温度調整は光送受信装置を高価格なものとする。

このような課題を解決するために、本願発明は、相対する光送受信装置で単一の光フィアバを使用し、同一の光周波数帯で双方向通信を可能にする光送受信システム、又は光送受信装置を提供することを目的とする。

本願発明の光送受信システム、又は相対する光送受信装置において、各光送受信装置の送信濾波手段及び受信濾波手段は、光送受信装置の光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す透過周波数特性を有し、一方の光送受信装置の送信濾波手段と他方の光送受信装置の受信濾波手段とが使用周波数帯内で略等しい透過周波数特性で、かつ、一方の光送受信装置の受信濾波手段と他方の光送受信装置の送信濾波手段とが使用周波数帯内で略等しい透過周波数特性で、さらに、各光送受信装置の送信濾波手段と受信濾波手段とが使用周波数帯内で相補的な透過周波数特性である。

このような特性の送信濾波手段及び受信濾波手段を用いることで、相対する光送受信装置間で、双方向通信に使用する波長の間にブロッキング周波数帯を設けることなく、単一の光ファイバを使用して同一の光周波数帯で双方向通信を可能にする。

具体的には、本願発明は、送信信号で変調した出力光を出力する第一の光変調手段と、該第一の光変調手段からの出力光を濾波する第一の送信濾波手段と、受信した入力光を濾波する第一の受信濾波手段と、該第一の受信濾波手段からの入力光を光検波して受信信号を再生する第一の光検波手段と、光伝送路からの入力光を該第一の受信濾波手段に分波し該第一の送信濾波手段からの出力光を該光伝送路に合波する第一の光合分波手段とを具備して光信号を送受信する第一の光送受信装置、及び、送信信号で変調した出力光を出力する第二の光変調手段と、該第二の光変調手段からの出力光を濾波する第二の送信濾波手段と、受信した入力光を濾波する第二の受信濾波手段と、該第二の受信濾波手段からの入力光を光検波して受信信号を再生する第二の光検波手段と、該光伝送路からの入力光を該第二の受信濾波手段に分波し該第二の送信濾波手段からの出力光を該光伝送路に合波する第二の光合分波手段とを具備して光信号を送受信する第二の光送受信装置を備える光送受信システムにおいて、該第一の送信濾波手段の透過周波数特性と該第二の受信濾波手段の透過周波数特性とが該光送受信システムの使用周波数帯内で略等しく、該第一の受信濾波手段の透過周波数特性と該第二の送信濾波手段の透過周波数特性とが該光送受信システムの使用周波数帯内で略等しく、該第一の送信濾波手段の透過周波数特性は、該光送受信システムの使用周波数帯内で該第一の光変調手段の出力光又は該第二の光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す特性を有し、該第一の送信濾波手段の透過周波数特性と該第二の送信濾波手段の透過周波数特性とが該光送受信システムの使用周波数帯内で相補的な関係にある光送受信システムである。

本願発明の光送受信システムには、前記第一の光変調手段の出力光又は前記第二の光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期ｆｏ及び中心周波数ｆｃに対して、前記第一の送信濾波手段の光周波数ｆにおける透過周波数特性Ｔ（ｆ）が、
Ｔ（ｆ）＝（１＋ｃｏｓ（２・π・（ｆ−ｆｃ）／ｆｏ））／２
であることも含まれる。

本願発明の光送受信システムには、繰り返す周期で相補的な周波数特性を有する２つの光信号に１つの光信号を光合分波する光結合器によって、前記第一の送信濾波手段と前記第一の受信濾波手段と前記第一の光合分波手段とが一体として実現されていることも含まれる。

本願発明の光送受信システムには、繰り返す周期で相補的な周波数特性を有する２つの光信号に１つの光信号を光合分波する光結合器によって、前記第一の送信濾波手段と前記第一の受信濾波手段と前記第一の光合分波手段とが一体として実現されており、繰り返す周期で相補的な周波数特性を有する２つの光信号に１つの光信号を光合分波する光結合器によって、前記第二の送信濾波手段と前記第二の受信濾波手段と前記第二の光合分波手段とが一体として実現されていることも含まれる。

本願発明の光送受信システムには、前記第一の光検波手段の検波出力が最大となるように前記第一の受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることも含まれる。

本願発明の光送受信システムには、前記第一の光変調手段の出力光を停止し、前記第一の光検波手段の検波出力が最大となるように前記第一の受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることも含まれる。
本願発明の光送受信システムには、前記第一の光変調手段及び前記第二の光変調手段が時間軸上で時間シフトしても直交する信号系列の送信信号で強度変調した出力光をそれぞれ出力し、前記第一の光検波手段が光検波して再生した受信信号の信号系列と前記第二の光変調手段の変調する送信信号の信号系列との相関が最大になるように前記第一の受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることも含まれる。

本願発明の光送受信システムには、前記第一の光検波手段がマークとして光検波したときの検波出力とスペースとして光検波したときの検波出力との差が最大になるように、前記第一の受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることも含まれる。

本願発明の光送受信システムには、前記調整手段は、前記第一の受信濾波手段及び前記第一の送信濾波手段の透過周波数特性の全体を周波数シフトすることによって調整することも含まれる。

本願他の発明は、送信信号で変調した出力光を出力する光変調手段と、該光変調手段からの出力光を濾波する送信濾波手段と、受信した入力光を濾波する受信濾波手段と、該受信濾波手段からの入力光を光検波して受信信号を再生する光検波手段と、光伝送路からの入力光を該受信濾波手段に分波し該送信濾波手段からの出力光を該光伝送路に合波する光合分波手段とを具備して、相対する装置との間で光信号を送受信する光送受信装置において、該送信濾波手段の透過周波数特性は、該光送受信装置の使用周波数帯内で該光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す特性を有し、該送信濾波手段の透過周波数特性と該受信濾波手段の透過周波数特性とが該光送受信装置の使用周波数帯内で相補的な関係にある光送受信装置である。

本願他の発明は、送信信号で変調した出力光を出力する光変調手段と、該光変調手段からの出力光を濾波する送信濾波手段と、受信した入力光を濾波する受信濾波手段と、該受信濾波手段からの入力光を光検波して受信信号を再生する光検波手段と、光伝送路からの入力光を該受信濾波手段に分波し該送信濾波手段からの出力光を該光伝送路に合波する光合分波手段とを具備して、相対する装置との間で光信号を送受信する光送受信装置において、該光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期ｆｏ及び中心光周波数ｆｃに対して、前記送信濾波手段の光周波数ｆにおける透過周波数特性Ｔ（ｆ）が、
Ｔ（ｆ）＝（１＋ｃｏｓ（２・π・（ｆ−ｆｃ）／ｆｏ））／２
であり、該光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期ｆｏ及び中心光周波数に対して、前記受信濾波手段の光周波数ｆにおける透過周波数特性Ｒ（ｆ）が、
Ｒ（ｆ）＝（１−ｃｏｓ（２・π・（ｆ−ｆｃ）／ｆｏ））／２
である光送受信装置である。

本願他の発明の光送受信装置には、繰り返す周期で相補的な周波数特性を有する２つの光信号に１つの光信号を光合分波する光結合器によって、前記送信濾波手段と前記受信濾波手段と前記光合分波手段とが一体として実現されていることも含まれる。

本願他の発明の光送受信装置には、前記光検波手段の検波出力が最大となるように前記受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることも含まれる。

本願他の発明の光送受信装置には、前記光変調手段の出力を停止し、前記光検波手段の検波出力が最大となるように前記受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることも含まれる。

本願他の発明の光送受信装置には、前記光変調手段は前記相対する装置が送信する信号系列と時間軸上で時間シフトしても直交する信号系列の送信信号で強度変調した出力光を出力し、前記光検波手段が光検波し再生した受信信号の信号系列と前記相対する装置が変調する送信信号の信号系列との相関が最大になるように前記受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることも含まれる。

本願他の発明の光送受信装置には、前記光検波手段がマークとして光検波したときの検波出力とスペースとして光検波したときの検波出力との差が最大になるように、前記受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることも含まれる。

本願他の発明の光送受信装置には、前記調整手段は、前記受信濾波手段及び前記送信濾波手段の透過周波数特性の全体を周波数シフトすることによって調整することも含まれる。

光変調手段の出力光のスペクトルは一般にガウス分布が多く、その光周波数幅とは、光周波数に対して光電力がピーク値に対して２分の１になる上限周波数と下限周波数の差をいう。又は、ピーク値に対して１０分の１になる上限周波数と下限周波数の差をいう。

本願発明の光送受信システム、又は光送受信装置は、相対する光送受信装置間で単一の光ファイバを使用して同一の光周波数帯で双方向通信を可能にする。

本願発明の光送受信システム及び光送受信装置について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は相対する２つの光送受信装置が単一の光ファイバを使用して光信号を送受信する光送受信システムを示す。図１において、５は光伝送路、１０は第一の光送受信装置、１１は第一の光変調手段、１２は第一の送信濾波手段、１３は第一の受信濾波手段、１４は第一の光検波手段、１５は第一の光合分波手段、１８は第一の入力端子、１９は第一の出力端子、２０は第二の光送受信装置、２１は第二の光変調手段、２２は第二の送信濾波手段、２３は第二の受信濾波手段、２４は第二の光検波手段、２５は第二の光合分波手段、２８は第二の入力端子、２９は第二の出力端子である。

第一の光送受信装置１０への第一の入力端子１８に入力された送信信号は第一の光変調手段１１で光変調される。変調方式は問わない。例えば、強度変調、周波数変調、位相変調等やこれらの混合した変調方式が適用できる。また、変調手段については、半導体レーザ等の光源を直接変調する直接変調形式や光源と変調器を分離した外部変調形式でもよい。第一の光変調手段１１で変調された出力光は第一の送信濾波手段１２で所定の周波数特性で濾波される。第一の送信濾波手段１２は受動素子であるか能動素子であるかは問わない。第一の送信濾波手段１２で濾波された出力光は第一の光合分波手段１５で光伝送路５に合波され送信信号光となる。第一の光合分波手段１５も受動素子であるか能動素子であるかは問わない。

光伝送路５に合波された送信信号光は当該光伝送路５を伝搬し、第二の光送受信装置２０で受信される。第二の光送受信装置２０では、光伝送路５からの入力光は第二の光合分波手段２５で第二の受信濾波手段２３に分波される。第二の光合分波手段２５は受動素子であるか能動素子であるかは問わない。第二の光合分波手段２５からの入力光は第二の受信濾波手段２３で所定の周波数特性で濾波される。第二の受信濾波手段２３も受動素子であるか能動素子であるかは問わない。第二の受信濾波手段２３で濾波された入力光は第二の光検波手段２４で光検波され受信信号として再生される。検波方式は第一の光変調手段１１の変調方式に合わせて決定される。再生された受信信号は第二の出力端子２９から出力される。

第二の光送受信装置２０の第二の入力端子２８に入力された送信信号は第二の光変調手段２１で光変調される。第二の入力端子２８に入力された送信信号と第一の入力端子１８に入力された送信信号とは同じ信号形式でなくともよい。例えば、一方がディジタル信号で、他方がアナログ信号でもよいし、一方がベースバンド信号で、他方が変調信号でもよい。第二の光変調手段２１での変調方式は問わない。例えば、強度変調、周波数変調、位相変調等やこれらの混合した変調方式が適用できる。変調方式についても、第二の光変調手段２１での変調方式と第一の光変調手段１１での変調方式とは同じ変調方式でなくともよい。例えば、一方が強度変調で、他方が周波数変調でもよいし、一方が強度変調で、他方が位相変調でもよい。また、変調手段については、半導体レーザ等の光源を直接変調する直接変調形式や光源と変調器を分離した外部変調形式でもよい。第二の光変調手段２１で変調された出力光は第二の送信濾波手段２２で所定の周波数特性で濾波される。第二の送信濾波手段２２は受動素子であるか能動素子であるかは問わない。第二の送信濾波手段２２で濾波された出力光は第二の光合分波手段２５で光伝送路５に合波され送信信号光となる。

光伝送路５に合波された送信信号光は当該光伝送路５を伝搬し、第一の光送受信装置１０で受信される。第一の光送受信装置１０では、光伝送路５からの入力光は第一の光合分波手段１５で第一の受信濾波手段１３に分波される。第一の光合分波手段１５からの入力光は第一の受信濾波手段１３で所定の周波数特性で濾波される。第一の受信濾波手段１３も受動素子であるか能動素子であるかは問わない。第一の受信濾波手段１３で濾波された入力光は第一の光検波手段１４で光検波され受信信号として再生される。検波方式は第二の光変調手段２１の変調方式に合わせて決定される。再生された受信信号は第一の出力端子１９から出力される。

図１では、１対１のｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ伝送形式の例で説明したが、本発明は１対ｎのｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ伝送形式や、ｎ対ｎのｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ伝送形式にも適用することができる。

ここで、図１に示す光送受信システムにおいて、第一の送信濾波手段１２の透過周波数特性と第二の受信濾波手段２３の透過周波数特性とが光送受信システムの使用周波数帯内で略等しく、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性と第二の送信濾波手段２２の透過周波数特性とが光送受信システムの使用周波数帯内で略等しく、第一の送信濾波手段１２の透過周波数特性は、光送受信システムの使用周波数帯内で第一の光変調手段１１の出力光又は第二の光変調手段２１の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す特性を有し、第一の送信濾波手段１２の透過周波数特性と第二の送信濾波手段２２の透過周波数特性とが光送受信システムの使用周波数帯内で相補的な関係にある。

また、第一の送信濾波手段１２の透過周波数特性は、光送受信システムの使用周波数帯内で第一の光変調手段１１の出力光の光周波数幅及び第二の光変調手段２１の出力光の光周波数幅の公約数に相当する周期で繰り返す特性とすることでもよい。

結果的に、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性と第一の送信濾波手段１２の透過周波数特性とが光送受信システムの使用周波数帯内で相補的な関係になり、第二の受信濾波手段２３の透過周波数特性と第二の送信濾波手段２２の透過周波数特性とが光送受信システムの使用周波数帯内で相補的な関係になる。また、第一の送信濾波手段１２、第一の受信濾波手段１３、第二の送信濾波手段２２、及び第二の受信濾波手段２４の透過周波数特性は、光送受信システムの使用周波数帯内で第一の光変調手段１１の出力光又は第二の光変調手段２１の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期、又は第一の光変調手段１１の出力光の光周波数幅及び第二の光変調手段２１の出力光の光周波数幅の公約数に相当する周期で繰り返す特性を有することになる。

出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す特性の例を図２に示す。図２の実線は、第一の送信濾波手段の波長に対する透過波長特性の例である。横軸は波長（単位はｎｍ）、縦軸は透過率（単位は任意）を表す。光送受信システムで使用する光周波数が極めて高いため、光周波数×波長＝光速、の関係を用いて、横軸は、慣習的に波長で表す。例えば、光送受信システムの使用波長帯域が１５４６．８ｎｍから１５５４．８ｎｍであり、第一の光変調手段の出力光の波長幅、及び第二の光変調手段の出力光の波長幅が１．６ｎｍとして、その２分の１の周期である０．８ｎｍの周期で繰り返す特性の例を図２の実線で示す。図２の実線は、１５５０．０ｎｍから１５５１．６ｎｍを拡大して表示している。１５４９．８ｎｍから１５５０．２ｎｍまでは透過率０．１で、１５５０．２ｎｍから１５５０．６ｎｍまでは透過率０．９となり、光送受信システムの使用波長帯域である１５４６．８ｎｍから１５５４．８ｎｍまで周期的に繰り返される。

第二の受信濾波手段の波長に対する透過波長特性は、第一の送信濾波手段からの送信光を通過させるよう第一の送信濾波手段と同じ図２の実線と同様になる。その結果、第一の送信濾波手段と第二の受信濾波手段を縦続接続したときの波長に対する透過波長特性は、図２の一点鎖線のようになる。つまり、１５４９．８ｎｍから１５５０．２ｎｍまでは透過率０．０１で、１５５０．２ｎｍから１５５０．６ｎｍまでは透過率０．８１となり、光送受信システムの使用波長帯域である１５４６．８ｎｍから１５５４．８ｎｍまで通過域と遮断域とが周期的に繰り返される。このような透過波長特性であれば、第一の光送受信装置から第二の光送受信装置への光信号が第一の送信濾波手段及び第二の受信濾波手段での透過割合は、通過域では、
０．５×０．８１＝０．４０５
となり、遮断域では、
０．５×０．０１＝０．００５
となり、合わせて０．４１に減衰する。実際には、これに光伝送路の光損失によりさらに減衰することになる。

一方、第一の受信濾波手段と第二の送信濾波手段の波長に対する透過波長特性は、図２の実線と相補的な関係になる。つまり、第一の受信濾波手段と第二の送信濾波手段の波長に対する透過波長特性は、１５４９．８ｎｍから１５５０．２ｎｍまでは透過率０．９で、１５５０．２ｎｍから１５５０．６ｎｍまでは透過率０．１となり、光送受信システムの使用波長帯域である１５４６．８ｎｍから１５５４．８ｎｍまで通過域と遮断域とが周期的に繰り返される。

第一の光送受信装置が送信した光信号と同じ光電力の光信号を第二の光送受信装置が送信し、その光信号が光伝送路の途中で反射され、第二の光送受信装置が受信すると、第二の光送受信装置ではクロストークとなる。このクロストークは、第二の送信濾波手段及び第二の受信濾波手段で光損失を受け、光送受信システムの使用波長帯域内で、
０．９×０．１＝０．０９
に減衰する。図２の点線で、そのレベルを示す。実際には、これに、反射点までの光伝送路の往復光損失と反射点での反射率によりさらに減衰することになる。

第二の光検波手段が受信した光信号レベルとクロストークレベルの比率は０．０９／０．４１＝０．２２であるから、第二の光検波手段では正常に光信号を受信することができる。実際には、光伝送路の光損失と反射点での反射率を考慮すると、さらに比率は小さくなる。第一の光送受信装置が受信するときも同様である。

第一の光送受信装置や第二の光送受信装置の光源としては、一般に半導体レーザが使用される。半導体レーザは温度調整をしなければ、環境温度によってその発振周波数が変動する。しかし、第一の光送受信装置及び第二の光送受信装置の出力光の光周波数が同一周波数帯に配置されていても、第一の送信濾波回路、第一の受信濾波回路、第二の送信濾波回路、第二の受信濾波回路が図２に示すような、第一の光変調手段、又は第二の光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す透過波長特性であれば、環境温度によって第一の光変調手段、又は第二の光変調手段の出力光の光周波数が変動しても、第一の光検波手段、又は第二の光検波手段が受信した光信号のレベルは一定となる。また、光信号レベルとクロストークレベルの比率は０．０９／０．４１＝０．２２以下であるから、第一の光検波手段、又は第二の光検波手段では正常に光信号を受信することができる。

ここでは、通過域と遮断域との透過割合の比を０．９対０．１としているが、第一の光検波手段又は第二の光検波手段がクロストークを始めとする雑音の中から光信号を識別できる比であればよい。

従って、本実施の形態のような光送受信装置であれば、送受信の光周波数が同一周波数帯に配置されていても、温度調整することなく正常に光信号を送受信することができる。

（実施の形態２）
次に、送信濾波手段や受信濾波手段が出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す他の透過波長特性の例を説明する。図２のように、通過域と遮断域を理想的な矩形とすることは、単純な構成の送信濾波手段や受信濾波手段では困難である。比較的多く利用されるのは、三角関数形状の透過波長特性である。図３の実線は、第一の送信濾波手段の波長に対する透過波長特性の例である。横軸は波長（単位はｎｍ）、縦軸は透過率（単位は任意）を表す。例えば、光送受信システムの使用波長帯域が１５４６．８ｎｍから１５５４．８ｎｍであり、第一の光変調手段の出力光の光波長幅、及び第二の光変調手段の出力光の光波長幅が１．６ｎｍとして、その２分の１の周期である０．８ｎｍの周期で繰り返す透過波長特性の例を図３の実線で示す。図３の実線は、１５５０．０ｎｍから１５５１．６ｎｍを拡大して表示している。

第一の光変調手段の出力光又は第二の光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期ｆｏ及び中心光周波数ｆｃに対して、第一の送信濾波手段の光周波数ｆにおける透過周波数特性Ｔ１（ｆ）が、
Ｔ１（ｆ）＝（１＋ｃｏｓ（２・π・（ｆ−ｆｃ）／ｆｏ））／２ （１）
で表され、光送受信システムの使用波長帯域である１５４６．８ｎｍから１５５４．８ｎｍまで周期的に繰り返される。

第二の受信濾波手段の波長に対する透過波長特性は、第一の送信濾波手段からの送信光を通過させるよう第一の送信濾波手段と同じ図２の実線と同様になる。第二の受信濾波手段の光周波数ｆにおける透過周波数特性Ｒ２（ｆ）が、
Ｒ２（ｆ）＝（１＋ｃｏｓ（２・π・（ｆ−ｆｃ）／ｆｏ））／２ （２）
で表され、光送受信システムの使用波長帯域である１５４６．８ｎｍから１５５４．８ｎｍまで周期的に繰り返される。

その結果、第一の送信濾波手段と第二の受信濾波手段を縦続接続したときの波長に対する透過波長特性は、図３の一点鎖線のようになる。つまり、Ｔ１（ｆ）・Ｒ２（ｆ）となり、光送受信システムの使用波長帯域である１５４６．８ｎｍから１５５４．８ｎｍまで通過域と遮断域とが周期的に繰り返される。このような透過波長特性であれば、第一の光送受信装置から第二の光送受信装置への光信号が第一の送信濾波手段及び第二の受信濾波手段での透過割合は、1周期平均で０．３７６となる。実際には、これに光伝送路の光損失によりさらに減衰することになる。

一方、第一の受信濾波手段と第二の送信濾波手段の波長に対する透過波長特性は、図３の実線と相補的な関係になる。つまり、
Ｒ１（ｆ）＝（１−ｃｏｓ（２・π・（ｆ−ｆｃ）／ｆｏ））／２ （３）
Ｔ２（ｆ）＝（１−ｃｏｓ（２・π・（ｆ−ｆｃ）／ｆｏ））／２ （４）
となり、光送受信システムの使用波長帯域である１５４６．８ｎｍから１５５４．８ｎｍまで通過域と遮断域とが周期的に繰り返される。

第一の光送受信装置が送信した光信号と同じ光電力の光信号を第二の光送受信装置が送信し、その光信号が光伝送路の途中で反射され、第二の光送受信装置が受信すると、第二の光送受信装置ではクロストークとなる。このクロストークは、第二の送信濾波手段及び第二の受信濾波手段で光損失を受け、光送受信システムの使用波長帯域内で、１周期平均０．１２６に減衰する。図３の点線で、そのレベルを示す。実際には、これに、反射点までの光伝送路の往復光損失と反射点での反射率によりさらに減衰することになる。

第二の光検波手段が受信した光信号レベルとクロストークレベルの比率は０．１２６／０．３７６＝０．３３５であるから、第二の光検波手段では正常に光信号を受信することができる。実際には、光伝送路の往復光損失と反射点での反射率を考慮すると、さらに比率は小さくなる。第一の光送受信装置が受信するときも同様である。

第一の光送受信装置や第二の光送受信装置の光源としては、一般に半導体レーザが使用される。半導体レーザは温度調整をしなければ、環境温度によってその発振周波数が変動する。しかし、第一の光送受信装置及び第二の光送受信装置の出力光の光周波数が同一周波数帯に配置されていても、第一の送信濾波回路、第一の受信濾波回路、第二の送信濾波回路、第二の受信濾波回路が図３に示すような、第一の光変調手段、又は第二の光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す透過波長特性であれば、環境温度によって第一の光変調手段、又は第二の光変調手段の出力光の光周波数が変動しても、第一の光検波手段、又は第二の光検波手段が受信した光信号のレベルは一定となる。また、光信号レベルとクロストークレベルの比率は０．１２６／０．３７６＝０．３３５以下であるから、第一の光検波手段、又は第二の光検波手段では正常に光信号を受信することができる。

ここでは、通過域のピークと遮断域のピークとの透過割合の比を１対０としているが、第一の光検波手段又は第二の光検波手段がクロストークを始めとする雑音の中から光信号を識別できる比であればよい。

従って、本実施の形態のような光送受信装置であれば、送受信の光周波数が同一周波数帯に配置されていても、温度調整することなく正常に光信号を送受信することができる。

（実施の形態３）
次に、繰り返す周期で相補的な周波数特性を有する２つの光信号に１つの光信号を光合分波する光結合器によって、第一の送信濾波手段と第一の受信濾波手段と第一の光合分波手段とが一体として実現されている例を説明する。

前述した実施の形態では、第一の送信濾波手段と第一の受信濾波手段と第一の光合分波手段とをそれぞれの機能ブロックで説明したが、図４に示すように、第一の送信濾波手段１２と第一の受信濾波手段１３と第一の光合分波手段１５とを、１の光結合器１７によって構成することができる。この光結合器１７は、１つの光信号を、繰り返す周期で相補的な周波数特性を有する２つの光信号に光合分波する。本実施の形態の光送受信システムの場合は、相対する光送受信装置の両方がこのような構成の光結合器を備えてもよい。

光結合器の実施の形態として、マッハツェンダ（以後、「マッハツェンダ」を「ＭＺ」と略記する。）型干渉計を図５に示す。図５において、３０はＭＺ型干渉計、３１は共通端子、３２は第一の光結合部、３３は第二の光路、３４は第二の光結合部、３５は入力端子、３６は出力端子、３７は第一の光路である。入力端子３５から入力された光信号は、第二の光結合部３４と第一の光結合部３２との間にある第一の光路３７と第二の光路３３との光路長差によって、周期的な周波数特性を持って共通端子３１から出力される。

共通端子３１から入力された光信号は、第一の光結合部３２と第二の光結合部３４との間にある第一の光路３７と第二の光路３３との光路長差によって、周期的な周波数特性を持って出力端子３６から出力される。第一の光路３７と第二の光路３３との光路長差を適切に設計すると、図３の実線で示すような周期関数を持った光結合器とすることができる。

また、図５で示すようなＭＺ型干渉計を多段に接続したり、リング付きＭＺ型干渉計としたりすると、図２の実線で示すような特性に近い透過波長特性の光結合器とすることができる。

従って、周期関数で表される透過周波数特性のＭＺ型干渉計は、本実施の形態の光送受信システム、又は光送受信装置の光結合器に適用することができる。

（実施の形態４）
光結合器の他の実施の形態として、アレイ導波路回折格子（以後、「アレイ導波路回折格子」を「ＡＷＧ」と略記する。）型干渉計を図６に示す。図６において、４０はＡＷＧ型干渉計、４１は共通端子、４２は第一のスラブ導波路、４３はチャネル導波路、４４は第二のスラブ導波路、４５は入力端子、４６は出力端子である。入力端子４５から入力された光信号は、第二のスラブ導波路４４によってチャネル導波路４３の各導波路に分離され、チャネル導波路４３の各導波路の光路長差によって第一のスラブ導波路４２で光信号が干渉し、周期的な周波数特性を持って共通端子４１から出力される。

共通端子４１から入力された光信号は、第一のスラブ導波路４２によってチャネル導波路４３の各導波路に分離され、チャネル導波路４３の各導波路の光路長差によって第二のスラブ導波路４４で光信号が干渉し、周期的な周波数特性を持って出力端子４６から出力される。チャネル導波路４３等を適切に設計すると、図３の実線で示すような周期関数を持った光結合器とすることができる。

また、図６で示すようなＡＷＧ型干渉計を多段に接続したり、リング付きＡＷＧ型干渉計としたりすると、図２の実線で示すような特性に近い透過波長特性の光結合器とすることができる。

従って、周期関数で表される透過周波数特性のＡＷＧ型干渉計は、本実施の形態の光送受信システム、又は光送受信装置の光結合器に適用することができる。

（実施の形態５）
本実施の形態は、温度等の環境条件や経時変化によって受信濾波手段の透過周波数特性又は送信濾波手段の透過周波数特性が変動した場合であっても、光送受信システム又は光送受信装置が正常な通信を維持するための調整手段について説明する。

本実施の形態の光送受信装置の構成を図７に示す。図７において、５は光伝送路、１０は第一の光送受信装置、１１は第一の光変調手段、１２は第一の送信濾波手段、１３は第一の受信濾波手段、１４は第一の光検波手段、１５は第一の光合分波手段、１８は第一の入力端子、１９は第一の出力端子、５１は調整手段である。図１に示す第一の光送受信装置との違いは調整手段５１の有無である。本実施の形態において、実施の形態１と同じ符号のものは、断らない限り実施の形態１での意味と同じである。

第一の光変調手段１１や第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の出力光の光周波数が光送受信システムの使用周波数帯内で変動しても、光送受信システム又は光送受信装置の通信は正常に光信号を送受信することができる。しかし、光送受信システムの送信濾波手段や受信濾波手段の透過周波数特性が変動すると、光送受信システム又は光送受信装置の通信は正常に光信号を送受信することが出来なくなる虞がある。特に、相対する光送受信装置が異なる環境条件に置かれた場合、両者の送信濾波手段や受信濾波手段の透過周波数特性が異なる方向に変動することがある。

第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性が第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の送信濾波手段の透過周波数特性と等しく設定されていれば、第一の光検波手段１４の受信レベルは最適になるが、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性、又は第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の送信濾波手段の透過周波数特性が変動した場合は、第一の光検波手段１４の受信レベルが劣化する。本実施の形態の光送受信装置１０は、第一の光検波手段１４の受信レベルが最大となるように、第一の受信濾波手段、又は第一の受信濾波手段及び第一の送信濾波手段の透過周波数特性を調整するものである。

図７において、第一の光検波手段１４が受信するのは、第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置が送信した光信号及び第一の光送受信装置１０自身が送信した光信号の反射によって生じるクロストークである。クロストークレベルが小さいと第一の光検波手段１４が受信するのは第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置が送信した光信号が支配的となる。

以下に、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性の調整方法について説明する。調整手段５１は、第一の光検波手段１４の受信する光信号レベルが最大になるように、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性を調整する。例えば、第一の受信濾波手段１３がＭＺ型干渉計の場合は印加する電圧を制御することによって、図３に示す透過波長特性全体を波長シフトする。例えば、第一の受信濾波手段１３がＡＷＧ型干渉計の場合は温度又は張力を制御することによって、図３に示す透過波長特性全体を波長シフトする。波長シフト手法として、例えば、図３の透過波長特性全体を高域に波長シフトして光信号レベルが大きくなれば、さらに、高域に波長シフトし、光信号レベルが小さくなるまで同じ動作を続ける。反対に、高域に波長シフトして光信号レベルが小さくなれば、低域に波長シフトする。このような動作であれば、第一の光検波手段１４の検波出力が最大となるように第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性を調整することができる。

第一の光送受信装置１０に相対する光受信装置でも同様の動作で光検波手段の検波出力が最大となるように受信濾波手段の透過周波数特性を調整することができる。

また、第一の光検波手段１４の受信する光信号レベルが最大になるように、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性を調整する際に、第一の送信濾波手段１２の透過周波数特性を同時に調整することもできる。ＭＺ型干渉計やＡＷＧ型干渉計のように、受信濾波手段と送信濾波手段とが一体として実現されている場合は、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性と第一の送信濾波手段１２の透過周波数特性とを同時に調整することになる。この場合は、第一の光送受信装置１０に相対する光受信装置では、調整された透過周波数特性の第一の光送信濾波手段からの光信号を受信することになる。相対する光送受信装置では、受信濾波手段の透過周波数特性を送信濾波手段の透過周波数特性と独立に調整する構成であれば、相対する光送受信装置の光検波手段の検波手段の検波出力が最大となるように受信濾波手段の透過周波数特性を調整することができる。相対する光送受信装置において、ＭＺ型干渉計やＡＷＧ型干渉計のように、受信濾波手段と送信濾波手段とが一体として実現されている場合は、相対する光送受信装置の受信濾波手段の透過周波数特性は送信濾波手段と同じ方向に変動するため、受信濾波手段の透過周波数特性の調整の必要性は少ない。以上、受信濾波手段１３の透過周波数特性の調整方法について説明した。

本実施の形態では、光送受信システムにおいて通信を遮断することなく受信濾波手段の透過周波数特性を調整することができる。

従って、本実施の形態によれば、温度等の環境条件の変動や経時変化があっても、受信濾波手段の透過周波数特性又は送信濾波手段の透過周波数特性を調整することによって、光送受信システム又は光送受信装置は正常な通信を維持することができる。

（実施の形態６）
本実施の形態は、温度等の環境条件や経時変化によって受信濾波手段の透過周波数特性又は送信濾波手段の透過周波数特性が変動した場合であっても、光送受信システム又は光送受信装置が正常な通信を維持するための調整手段について説明する。

本実施の形態の光送受信装置の構成を図８に示す。図８において、図７に示す第一の光送受信装置との違いは調整手段５２である。本実施の形態において、実施の形態１と同じ符号のものは、断らない限り実施の形態１での意味と同じである。

第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性が第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の送信濾波手段の透過周波数特性と等しく設定されていれば、第一の光検波手段１４の受信レベルは最適になるが、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性、又は第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の送信濾波手段の透過周波数特性が変動した場合は、第一の光検波手段１４の受信レベルが劣化する。本実施の形態の光送受信装置は、第一の光検波手段１４の受信レベルが最大となるように、第一の受信濾波手段、又は第一の受信濾波手段及び第一の送信濾波手段の透過周波数特性を調整するものである。

図８において、第一の光検波手段１４が受信するのは、第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置が送信した光信号及び第一の光送受信装置１０自身が送信した光信号の反射によって生じるクロストークである。クロストークレベルが大きいと第一の光検波手段１４は第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置が送信した光信号から受信濾波手段１３の透過周波数特性を正しく調整することができない。

そこで、調整手段５２は、第一の光変調手段１１が光伝送路５に対して光信号が出力されず、光伝送路内に反射光も存在しない時間領域を検出する。ここで、光速をＣ（ｍ／ｓｅｃ）、光伝送路の屈折率をｎ、光伝送路の長さをＬ（ｍ）とすると、第一の光送受信装置が光伝送路５に光信号を送信して、反射して戻ってくるまでの最悪時間は２・ｎ・Ｌ／Ｃ（ｓｅｃ）である。調整手段５２は、第一の光変調手段１１が２・ｎ・Ｌ／Ｃの時間だけ光信号を出力しないことを検出すると、その間に第一の光検波手段１４の受信する光信号レベルが最大になるように、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性を調整する。第一の光変調手段１１が光信号を送出してから、第一の光変調手段１１が２・ｎ・Ｌ／Ｃの時間だけ光信号を出力しないときが調整の開始タイミングであり、第一の光変調手段１１が光信号を送出するときが調整の終了タイミングである。ベースバンドディジタル伝送の場合は、少なくとも、２・ｎ・Ｌ／Ｃの時間だけスペースが続くことが必要である。但し、光伝送路の遠端からの反射光が光信号の識別に問題がない程度に小さければ、調整の開始タイミングを早めてもよい。

第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性の調整方法は実施の形態５で述べたと同じ方法が適用できる。

第一の光送受信装置１０に相対する光受信装置でも同様の動作で光検波手段の検波出力が最大となるように受信濾波手段の透過周波数特性を調整することができる。

本実施の形態では、光送受信システムにおいて、通信を遮断することなく受信濾波手段の透過周波数特性を調整することができる。

従って、本実施の形態によれば、温度等の環境条件の変動や経時変化があっても、受信濾波手段の透過周波数特性又は送信濾波手段の透過周波数特性を調整することによって、光送受信システム又は光送受信装置は正常な通信を維持することができる。

（実施の形態７）
本実施の形態は、温度等の環境条件や経時変化によって受信濾波手段の透過周波数特性又は送信濾波手段の透過周波数特性が変動した場合であっても、光送受信システム又は光送受信装置が正常な通信を維持するための調整手段について説明する。

本実施の形態の光送受信装置の構成を図９に示す。図９において、図７に示す第一の光送受信装置との違いは調整手段５３である。本実施の形態において、実施の形態１と同じ符号のものは、断らない限り実施の形態１での意味と同じである。

第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性が第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の送信濾波手段の透過周波数特性と等しく設定されていれば、第一の光検波手段１４の受信レベルは最適になるが、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性、又は第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の送信濾波手段の透過周波数特性が変動した場合は、第一の光検波手段１４の受信レベルが劣化する。本実施の形態の光送受信装置は、第一の光変調手段１１の出力光を停止し、第一の光検波手段１４の受信レベルが最大になるように、第一の受信濾波手段、又は第一の受信濾波手段及び第一の送信濾波手段の透過周波数特性を調整するものである。

図９において、第一の光検波手段１４が受信するのは、第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置が送信した光信号及び第一の光送受信装置１０自身が送信した光信号の反射によって生じるクロストークである。クロストークレベルが大きいと第一の光検波手段１４は第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置が送信した光信号から受信濾波手段１３の透過周波数特性を正しく調整することができない。

そこで、光伝送路５に反射光が存在しなくなるよう、第一の光変調手段１１の出力を遮断する。そのため、調整手段５３は、第一の光変調手段１１の出力を遮断して、光伝送路５に対して光信号しないように第一の光変調手段１１に指示する。ここで、光速をＣ（ｍ／ｓｅｃ）、光伝送路の屈折率をｎ、光伝送路の長さをＬ（ｍ）とすると、第一の光送受信装置が光伝送路５に光信号を送信して、反射して戻ってくるまでの最悪時間は２・ｎ・Ｌ／Ｃ（ｓｅｃ）である。調整手段５３は、第一の光変調手段１１が２・ｎ・Ｌ／Ｃの時間だけ出力を遮断した後、第一の光検波手段１４の受信する光信号レベルが最大になるように、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性を調整する。第一の光変調手段１１が出力を遮断してから、２・ｎ・Ｌ／Ｃの時間だけ経過したときが調整の開始タイミングである。調整が終了すると、調整手段５３は、第一の光変調手段１１の出力の遮断を解除する。但し、但し、光伝送路の遠端からの反射光が光信号の識別に問題がない程度に小さければ、調整の開始タイミングを早めてもよい。

第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性の調整方法は実施の形態５で述べたと同じ方法が適用できる。

第一の光送受信装置１０に相対する光受信装置でも同様の動作で光検波手段の検波出力が最大となるように受信濾波手段の透過周波数特性を調整することができる。

従って、本実施の形態によれば、温度等の環境条件の変動や経時変化があっても、受信濾波手段の透過周波数特性又は送信濾波手段の透過周波数特性を調整することによって、光送受信システム又は光送受信装置は正常な通信を維持することができる。

（実施の形態８）
本実施の形態は、温度等の環境条件や経時変化によって受信濾波手段の透過周波数特性又は送信濾波手段の透過周波数特性が変動した場合であっても、光送受信システム又は光送受信装置が正常な通信を維持するための調整手段について説明する。

本実施の形態の光送受信装置の構成を図１０に示す。図１０において、図７に示す第一の光送受信装置との違いは調整手段５４である。本実施の形態において、実施の形態１と同じ符号のものは、断らない限り実施の形態１での意味と同じである。

第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性が第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の送信濾波手段の透過周波数特性と等しく設定されていれば、第一の光検波手段１４の受信レベルは最適になるが、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性、又は第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の送信濾波手段の透過周波数特性が変動した場合は、第一の光検波手段１４の受信レベルが劣化する。本実施の形態の光送受信装置は、第一の光変調手段１１及び第一の光送受信装置に相対する光送受信装置の光変調手段が時間軸上で時間シフトしても直交する信号系列の送信信号で強度変調した出力光をそれぞれ出力し、第一の光検波手段１４が光検波して再生した受信信号の信号系列と第一の光送受信装置に相対する光送受信装置の光変調手段の変調する送信信号の信号系列との相関が最大になるように第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性を調整するものである。

図１０において、第一の光検波手段１４が受信するのは、第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置が送信した光信号及び第一の光送受信装置１０自身が送信した光信号の反射によって生じるクロストークである。クロストークレベルが大きいと第一の光検波手段１４は第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置が送信した光信号から受信濾波手段１３の透過周波数特性を正しく調整することができない。

そこで、本実施の形態では、相対する両方の光送受信装置で協調して、第一の光検波手段１４の受信レベルが最大になるように、第一の受信濾波手段、又は第一の受信濾波手段及び第一の送信濾波手段の透過周波数特性を調整するものである。透過周波数特性を調整する際は、第一の光送受信装置１０の調整手段５４と第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の調整手段とは時間軸上で時間シフトしても直交する信号系列をそれぞれ光変調手段に入力する。相互に直交する信号系列としては、アダマール符号が適用できる。例えば、一方は０１０１０１０１の繰り返しで、他方は１１１１００００の繰り返しとする。調整手段５４は、第一の光検波器が検波した信号系列と相対する光送受信装置の送信する信号系列との相関をとる。相関をとる区間は信号系列の繰り返し区間である。調整手段５４は相関が最大となるように第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性の調整をする。

反射光の信号系列が０１０１０１０１、検波した信号系列が１１１１００００であり、相対する光送受信装置の送信する信号系列が１１１１００００であった場合、反射光の相関値は同期、非同期によらず２であり、検波した信号系列との相関は同期して４となるので、反射光による影響を軽減して検波する信号系列のレベルを測定することができる。

測定結果を基に、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性の調整方法は実施の形態５で述べたと同じ方法が適用できる。

第一の光送受信装置１０に相対する光受信装置でも同様の動作で光検波手段の検波出力が最大となるように受信濾波手段の透過周波数特性を調整することができる。

従って、本実施の形態によれば、温度等の環境条件の変動や経時変化があっても、受信濾波手段の透過周波数特性又は送信濾波手段の透過周波数特性を調整することによって、光送受信システム又は光送受信装置は正常な通信を維持することができる。

（実施の形態９）
本実施の形態は、温度等の環境条件や経時変化によって受信濾波手段の透過周波数特性又は送信濾波手段の透過周波数特性が変動した場合であっても、光送受信システム又は光送受信装置が正常な通信を維持するための調整手段について説明する。

本実施の形態の光送受信装置の構成を図１１に示す。図１１において、図７に示す第一の光送受信装置との違いは調整手段５５である。本実施の形態において、実施の形態１と同じ符号のものは、断らない限り実施の形態１での意味と同じである。

第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性が第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の送信濾波手段の透過周波数特性と等しく設定されていれば、第一の光検波手段１４の受信レベルは最適になるが、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性、又は第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の送信濾波手段の透過周波数特性が変動した場合は、第一の光検波手段１４の受信レベルが劣化する。本実施の形態の光送受信装置は、第一の光検波手段１４がマークとして光検波したときの検波出力とスペースとして光検波したときの検波出力との差が最大になるように、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性を調整するものである。

図１１において、第一の光検波手段１４が受信するのは、第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置が送信した光信号及び第一の光送受信装置１０自身が送信した光信号の反射によって生じるクロストークである。クロストークレベルが大きいと第一の光検波手段１４は第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置が送信した光信号から受信濾波手段１３の透過周波数特性を正しく調整することができない。

そこで、本実施の形態では、第一の光検波手段１４の出力から第一の光送受信装置１０に相対する光送受信装置の送信する光信号がマークであるかスペースであるかを識別する。調整手段５５はマーク又はスペースのそれぞれにおける第一の光検出手段１４の出力強度をそれぞれ積算し、それぞれの積算値の差が最大となるように第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性の調整をする。

積算結果を基に、第一の受信濾波手段１３の透過周波数特性の調整方法は実施の形態５で述べたと同じ方法が適用できる。

第一の光送受信装置１０に相対する光受信装置でも同様の動作で光検波手段の検波出力が最大となるように受信濾波手段の透過周波数特性を調整することができる。

本実施の形態では、光送受信システムにおいて、通信を遮断することなく受信濾波手段の透過周波数特性を調整することができる。

従って、本実施の形態によれば、温度等の環境条件の変動や経時変化があっても、受信濾波手段の透過周波数特性又は送信濾波手段の透過周波数特性を調整することによって、光送受信システム又は光送受信装置は正常な通信を維持することができる。

本発明は、相対する光送受信装置で単一の光フィアバを使用し、同一の光周波数帯で双方向通信を可能にする光送受信システム、又は光送受信装置に適用することができる。また、ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ伝送形式ばかりでなく、ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ伝送形式やｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ伝送形式にも適用することができる。

相対する光送受信装置が光信号を送受信する光送受信システムを示す図である。 出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す特性の例を説明する図である。 出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す他の特性の例を説明する図である。 送信濾波手段と受信濾波手段と光合分波手段とを、繰り返す周期で相補的な周波数特性を有する２つの光信号に１つの光信号を光合分波する光結合器によって構成した例を説明する図である。 光結合器の例として、マッハツェンダ型干渉計の構成を説明する図である。 光結合器の例として、マアレイ導波路回折格子型干渉計の構成を説明する図である。 受信濾波手段、送信濾波手段の透過周波数特性を調整する光送受信装置の構成を説明する図である。 受信濾波手段、送信濾波手段の透過周波数特性を調整する光送受信装置の構成を説明する図である。 受信濾波手段、送信濾波手段の透過周波数特性を調整する光送受信装置の構成を説明する図である。 受信濾波手段、送信濾波手段の透過周波数特性を調整する光送受信装置の構成を説明する図である。 受信濾波手段、送信濾波手段の透過周波数特性を調整する光送受信装置の構成を説明する図である。

符号の説明

５ 光伝送路
１０ 第一の光送受信装置
１１ 第一の光変調手段
１２ 第一の送信濾波手段
１３ 第一の受信濾波手段
１４ 第一の光検波手段
１５ 第一の光合分波手段
１８ 第一の入力端子
１９ 第一の出力端子
２０ 第二の光送受信装置
２１ 第二の光変調手段
２２ 第二の送信濾波手段
２３ 第二の受信濾波手段
２４ 第二の光検波手段
２５ 第二の光合分波手段
２８ 第二の入力端子
２９ 第二の出力端子
３０ ＭＺ型干渉計
３１ 共通端子
３２ 第一の光結合部
３３ 第二の光路
３４ 第二の光結合部
３５ 入力端子
３６ 出力端子
３７ 第一の光路
４０ ＡＷＧ型干渉計
４１ 共通端子
４２ 第一のスラブ導波路
４３ チャネル導波路
４４ 第二のスラブ導波路
４５ 入力端子
４６ 出力端子
５１〜５５ 調整手段

Claims (17)

1. 送信信号で変調した出力光を出力する第一の光変調手段と、該第一の光変調手段からの出力光を濾波する第一の送信濾波手段と、受信した入力光を濾波する第一の受信濾波手段と、該第一の受信濾波手段からの入力光を光検波して受信信号を再生する第一の光検波手段と、光伝送路からの入力光を該第一の受信濾波手段に分波し該第一の送信濾波手段からの出力光を該光伝送路に合波する第一の光合分波手段とを具備して光信号を送受信する第一の光送受信装置、及び、送信信号で変調した出力光を出力する第二の光変調手段と、該第二の光変調手段からの出力光を濾波する第二の送信濾波手段と、受信した入力光を濾波する第二の受信濾波手段と、該第二の受信濾波手段からの入力光を光検波して受信信号を再生する第二の光検波手段と、該光伝送路からの入力光を該第二の受信濾波手段に分波し該第二の送信濾波手段からの出力光を該光伝送路に合波する第二の光合分波手段とを具備して光信号を送受信する第二の光送受信装置を備える光送受信システムにおいて、
   該第一の送信濾波手段の透過周波数特性と該第二の受信濾波手段の透過周波数特性とが該光送受信システムの使用周波数帯内で略等しく、
   該第一の受信濾波手段の透過周波数特性と該第二の送信濾波手段の透過周波数特性とが該光送受信システムの使用周波数帯内で略等しく、
   該第一の送信濾波手段の透過周波数特性は、該光送受信システムの使用周波数帯内で該第一の光変調手段の出力光又は該第二の光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す特性を有し、
   該第一の送信濾波手段の透過周波数特性と該第二の送信濾波手段の透過周波数特性とが該光送受信システムの使用周波数帯内で相補的な関係にある光送受信システム。
2. 前記第一の光変調手段の出力光又は前記第二の光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期ｆｏ及び中心光周波数ｆｃに対して、前記第一の送信濾波手段の光周波数ｆにおける透過周波数特性Ｔ（ｆ）が、
   Ｔ（ｆ）＝（１＋ｃｏｓ（２・π・（ｆ−ｆｃ）／ｆｏ））／２
   であることを特徴とする請求項１に記載の光送受信システム。
3. 繰り返す周期で相補的な周波数特性を有する２つの光信号に１つの光信号を光合分波する光結合器によって、前記第一の送信濾波手段と前記第一の受信濾波手段と前記第一の光合分波手段とが一体として実現されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送受信システム。
4. 繰り返す周期で相補的な周波数特性を有する２つの光信号に１つの光信号を光合分波する光結合器によって、前記第一の送信濾波手段と前記第一の受信濾波手段と前記第一の光合分波手段とが一体として実現されており、繰り返す周期で相補的な周波数特性を有する２つの光信号に１つの光信号を光合分波する光結合器によって、前記第二の送信濾波手段と前記第二の受信濾波手段と前記第二の光合分波手段とが一体として実現されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光送受信システム。
5. 前記第一の光検波手段の検波出力が最大となるように前記第一の受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかの光送受信システム。
6. 前記第一の光変調手段の出力光を停止し、前記第一の光検波手段の検波出力が最大となるように前記第一の受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかの光送受信システム。
7. 前記第一の光変調手段及び前記第二の光変調手段が時間軸上で時間シフトしても直交する信号系列の送信信号で強度変調した出力光をそれぞれ出力し、前記第一の光検波手段が光検波して再生した受信信号の信号系列と前記第二の光変調手段の変調する送信信号の信号系列との相関が最大になるように前記第一の受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかの光送受信システム。
8. 前記第一の光検波手段がマークとして光検波したときの検波出力とスペースとして光検波したときの検波出力との差が最大になるように、前記第一の受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかの光送受信システム。
9. 前記調整手段は、前記第一の受信濾波手段及び前記第一の送信濾波手段の透過周波数特性の全体を周波数シフトすることによって調整することを特徴とする請求項５から８に記載のいずれかの光送受信システム。
10. 送信信号で変調した出力光を出力する光変調手段と、該光変調手段からの出力光を濾波する送信濾波手段と、受信した入力光を濾波する受信濾波手段と、該受信濾波手段からの入力光を光検波して受信信号を再生する光検波手段と、光伝送路からの入力光を該受信濾波手段に分波し該送信濾波手段からの出力光を該光伝送路に合波する光合分波手段とを具備して、相対する装置との間で光信号を送受信する光送受信装置において、
    該送信濾波手段の透過周波数特性は、該光送受信装置の使用周波数帯内で該光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期で繰り返す特性を有し、
    該送信濾波手段の透過周波数特性と該受信濾波手段の透過周波数特性とが該光送受信装置の使用周波数帯内で相補的な関係にある光送受信装置。
11. 送信信号で変調した出力光を出力する光変調手段と、該光変調手段からの出力光を濾波する送信濾波手段と、受信した入力光を濾波する受信濾波手段と、該受信濾波手段からの入力光を光検波して受信信号を再生する光検波手段と、光伝送路からの入力光を該受信濾波手段に分波し該送信濾波手段からの出力光を該光伝送路に合波する光合分波手段とを具備して、相対する装置との間で光信号を送受信する光送受信装置において、
    該光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期ｆｏ及び中心光周波数ｆｃに対して、前記送信濾波手段の光周波数ｆにおける透過周波数特性Ｔ（ｆ）が、
    Ｔ（ｆ）＝（１＋ｃｏｓ（２・π・（ｆ−ｆｃ）／ｆｏ））／２
    であり、
    該光変調手段の出力光の光周波数幅の自然数分の１の周期ｆｏ及び中心光周波数ｆｃに対して、前記受信濾波手段の光周波数ｆにおける透過周波数特性Ｒ（ｆ）が、
    Ｒ（ｆ）＝（１−ｃｏｓ（２・π・（ｆ−ｆｃ）／ｆｏ））／２
    である光送受信装置。
12. 繰り返す周期で相補的な周波数特性を有する２つの光信号に１つの光信号を光合分波する光結合器によって、前記送信濾波手段と前記受信濾波手段と前記光合分波手段とが一体として実現されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光送受信装置。
13. 前記光検波手段の検波出力が最大となるように前記受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１０から１２に記載のいずれかの光送受信装置。
14. 前記光変調手段の出力を停止し、前記光検波手段の検波出力が最大となるように前記受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１０から１２に記載のいずれかの光送受信装置。
15. 前記光変調手段は前記相対する装置が送信する信号系列と時間軸上で時間シフトしても直交する信号系列の送信信号で強度変調した出力光を出力し、前記光検波手段が光検波し再生した受信信号の信号系列と前記相対する装置が変調する送信信号の信号系列との相関が最大になるように前記受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１０から１２に記載のいずれかの光送受信装置。
16. 前記光検波手段がマークとして光検波したときの検波出力とスペースとして光検波したときの検波出力との差が最大になるように、前記受信濾波手段の透過周波数特性を調整する調整手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１０から１２に記載のいずれかの光送受信装置。
17. 前記調整手段は、前記受信濾波手段及び前記送信濾波手段の透過周波数特性の全体を周波数シフトすることによって調整することを特徴とする請求項１３から１６に記載のいずれかの光送受信装置。
    

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