JP2005159453A - 光送信装置、光受信装置及び光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】 干渉成分が大きくなり易い状況でも、希望信号を干渉成分から正しく区別することができるようにする。
【解決手段】 本発明は、１又は複数チャネルの光送信装置と、それに対応する１又は複数チャネルの光受信装置とが共通の伝送路を介して対向し、各光送信装置及び各光受信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による符号化、復号を行う光符号分割多重伝送システムに関する。そして、同一チャネルの光送信装置及び光受信装置に対し、システム全体で使用する波長数より少ない所定数の波長を含む符号パターンであって、当該符号パターンに含まれている波長の組み合わせが、他チャネルの符号パターンの波長組み合わせと異なっている符号パターンを割り当てていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は光送信装置、光受信装置及び光符号分割多重（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；以下、ＯＣＤＭと呼ぶ）伝送システムに関するものである。

近年、光メトロ・アクセスネットワークの高速、大容量化に適した多重方式としてＯＣＤＭが注目されている。ＯＣＤＭは、送受信装置において、直交する符号系列を用いて各チャネルを符号化／復号することにより多重を実現する方式である。符号化／復号の実現方式としては、実現の容易性と製造コスト面で有利なファイバブラッグ回折格子（Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ；以下、ＦＢＧと呼ぶ）を用いた時間拡散／波長ホッピングによる方法がある。

まず、特許文献１に記載されている時間拡散／波長ホッピング方式による符号化及び復号の過程を図２を用いて説明する。図２は、データ周期Ｔｂと符号周期Ｔｃが等しい場合を示しているが、データ周期Ｔｂと符号周期Ｔｃとが異なる場合においても符号化及び復号は可能である（非特許文献１参照）。

送信側においては、図２（ａ１）に示すように、光信号でなる送信データ２０１が符号化器２０３に入力される。送信データ１０１（１０２）は、所定数でなる波長数Ｎ１（図２では３個）の波長λ１〜λ３を、電気信号でなる送信データに従い、Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ｚｅｒｏ（ＲＺ）フォーマットで強度変調したものであり、図２（ａ２）に示すように、データ周期Ｔｂ毎のチップに有効なデータが生じている。送信データ１０１に含まれる各波長成分をそれぞれ、符号化器１０３において、特定の符号パターン（コード１）に従う特定の時間だけ遅延され（符号化され）、図２（ａ３）に示すように、時間軸上において波形が拡散された光信号１０５となる。光信号１０５は、伝送路１０４を介して復号器１０６に到達する。

復号器１０６においては、入力された光信号１０５における各波長成分が、特定の符号パターン（コード１）に従う特定の時間だけ遅延され（復号され）、図２（ａ４）に示すように、時間軸上において逆拡散され（各波長成分の遅延時間差が相殺され）、同一チップ期間に各波長成分が重畳された、当初の送信データ１０１と同じ受信データ１０７（１０８）が得られる。このような符号化器１０３及び復号器１０６の符号パターンが揃っている場合の受信データ１０７（１０８）の波形は、自己相関波形と呼ばれている。

なお、図２（ｂ１）〜図２（ｂ４）には、符号化器１０３と復号器１０６での符号パターンが異なる場合を示している。符号化器１０３と復号器１０６とで異なる符号を用いた場合には、復号器１０６の処理によっても、時間遅延差が相殺されず、図２（ｂ４）に示すような低いピークを持ち時間軸方向に拡散された波形（受信データ）が得られる。このような符号化器及び復号器の符号パターンが異なっている場合の受信データの波形は、相互相関波形と呼ばれている。

図３は、以上のような時間拡散／波長ホッピングによる方法を多重伝送に適用した光伝送システムの構成を示すブロック図である。

チャネルＣＨｉ（ｉは１、２、…）の光送信装置２０１−ｉにおいては、変調器２０４−ｉが、多波長パルス光源２０３−ｉからの多波長パルスを電気的送信データ２０２−ｉに応じて強度変調し、変調後のデータを符号化器２０５−ｉ（図２の１０３が対応する）がそのチャネルの符号パターンに従って符号化する。各チャネルの符号化後の光信号は、合波器２１１によって合波された後、共通伝送路２１２に送出される。伝送路２１２を通過した多重光信号は、分岐器２１３によって、チャネル数だけ分岐されて各チャネル用の光受信装置２０６−ｉに与えられる。各光受信装置２０６−ｉにおいては、復号器２０７−ｉ（図２の１０６が対応する）がそのチャネルの符号パターンに従って復号し、その復号データの閾値を越えた部分を受光器２０８−ｉで取り出すことにより、受信データ２０９−ｉを得る。

ここで、多重伝送のときには、復号後における相互相関波形が希望信号（自己相関波形）に対して干渉成分となるため、受信品質を向上させるには干渉除去を行う構成が必要となり、例えば、時間ゲート処理回路を適用できる。時間ゲート処理回路では、干渉成分と希望信号とが復号後に時間的に重ならないように、各チャネルの受信タイミングを調整し、復号後に希望信号が通過する時間にゲートをオン状態にし、干渉成分が通過する時間にゲートをオフすることにより、希望信号のみを取り出す。

図４は、２多重ＯＣＤＭ伝送における時間ゲート処理の過程を示す説明図である。図４では、４波長１６チップの時間拡散／波長ホッピング方式で、２種類の符号パターンコード１及びコード２が以下の場合を示している。

コード１＝（λ１，０，０，０，０，λ２，０，０，０，０，λ３，０，０，０，０，λ４）
コード２＝（０，０，λ２，０，０，０，０，０，λ４，λ１，０，０，０，０，０，λ３）
特開２０００−２０９１８６号公報 Ｘ．Ｗａｎｇ、Ｋ．Ｔ．Ｃｈａｎ共著、「Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｉｎ ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ ＦＯ−ＣＤＭＡ ｓｙｓｔｅｍｓ」、ＯＥＣＣ ２０００、１４Ａ２−５、ｐｐ．４５８−４５９、２０００年７月

上述した時間拡散／波長ホッピング方式では、多重度が大きい場合や、符号周期が短いような場合などの特定の使用環境では、希望信号の近傍に大きな干渉成分が生じ、時間ゲート処理を介しても干渉成分を除去し得ない恐れがある。

時間拡散／波長ホッピング方式では、復号信号のＳＮ比ＳＮＲは、（１）式のように表される。（１）式において、ＳＮＲｎは、多重しないときにＴｃ＝Ｔｂとなるデータレートで符号化及び復号した場合の復号信号ＳＮ比であり、Ｍは多重度であり、Ｇ＝Ｔｃ／Ｔｂである。

ＳＮＲ＝ＳＮＲｎ／（Ｇ＊Ｍ）
＝（ＳＮＲｎ＊Ｔｂ）／（Ｔｃ＊Ｍ） （１）
符号周期Ｔｃを一定にした場合、データ周期Ｔｂが短い高速信号に対応させようとすると、（１）式から、復号信号ＳＮ比ＳＮＲが悪くなること（干渉成分が大きくなること）が分かり、高速信号の対応と復号信号ＳＮ比とはトレードオフの関係にある。また、当然、多重度Ｍを増やすと干渉成分も大きくなる。以下、一例として、Ｇ＝４、Ｍ＝４であり、４チャネルＣＨ１〜ＣＨ４の使用符号（符号パターン）コード１〜コード４が、（２）式〜（５）式の場合を検討してみる。

コード１＝（λ１，０，０，０，０，λ２，０，０，０，０，λ３，０，０，０，０，λ４） （２）
コード２＝（０，０，λ２，０，０，０，０，０，λ４，λ１，０，０，０，０，０，λ３） （３）
コード３＝（０，０，０，０，λ３，０，λ１，０，０，０，０，０，０，λ４，０，λ２） （４）
コード４＝（０，０，０，０，０，０，λ４，０，０，λ３，０，０，λ２，０，０，λ１） （５）
このような状況において、希望信号と干渉成分とが重ならないように受信した場合の復号波形の計算結果例を図５に示している。図５では１データ周期Ｔｂのチップパルスの時間位置と振幅を示している。なお、図５は、Ｇ＝４、Ｍ＝４であるので、あるチャネルのデータ１ビットを符号化した１６チップ期間には、そのチャネルの次の１ビットを符号化した１６チップ期間と４チップ期間ずつ重なっている。

図５中の白色のチップは希望信号のチップであり、送受の符号が一致している場合、同じデータビット内の各チップは復号後に常に同じ時間位置で重なる。すなわち、データ”１”送信時は４チップ分の振幅が、データ”０”送信時は０の振幅が得られる。

図５中のハッチ付きのチップは干渉成分のチップである。希望信号のチップと異なる点は、異なるデータビットから生じたチップが復号後に同じ時間位置に重なることである。すなわち、同じデータビット内の異なる波長成分は復号後に同じ時間位置には重ならない。従って、強度変調された光データを符号拡散した場合、他チャネルのデータ”１”の度合いにより、干渉成分の振幅レベルが０から４の５通りの値をランダムにとる。しかも、他チャネルの全てがオール”１”送信時は、常に干渉成分の振幅が４チップ分となり、希望信号と区別がつかない。特に、時間ゲート処理による干渉成分の除去を行う場合、希望信号の時間位置に干渉成分が重ならないように時間調整するため、希望信号の時間位置以外の時間位置に干渉成分が集中し、干渉成分の振幅が増大する。時間ゲートの消光比が無限大でない限り、時間ゲート後の干渉光の残留量が多くなり、その結果、受信ＳＮ比が劣化し、受信誤りが大きくなり、かつ、タイミング情報が抽出できないという課題を有する。

また、チップは有限振幅の裾をもつパルスであるため、現実的には時間ゲート内に干渉成分（言い換えれば干渉パルス）の裾が侵入する。希望信号は、システムで用いられる全ての波長成分を含むので、干渉パルスの裾と同一波長の希望信号が重なることになる。その結果、光ビートが発生し、光／電気変換後の希望信号のＳ／Ｎ比が劣化するという課題をも有する。

そのため、多重度が大きかったり、符号速度に比してデータ速度が高速であったりするような干渉成分が大きくなり易い状況でも、希望信号を干渉成分から正しく区別することができる光送信装置、光受信装置及び光符号分割多重伝送システムが望まれている。

かかる課題を解決するため、第１の本発明は、１又は複数チャネルの光送信装置と、それに対応する１又は複数チャネルの光受信装置とが共通の伝送路を介して対向し、上記各光送信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行うと共に、上記各光受信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による復号を行う光符号分割多重伝送システムにおける光送信装置において、システム全体で使用する波長数より少ない所定数の波長を含む符号パターンであって、当該符号パターンに含まれている波長の組み合わせが、他の光送信装置における符号パターンの波長組み合わせと異なっている符号パターンで、時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行う符号化手段を有することを特徴とする。

また、第２の本発明は、１又は複数チャネルの光送信装置と、それに対応する１又は複数チャネルの光受信装置とが共通の伝送路を介して対向し、上記各光送信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行うと共に、上記各光受信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による復号を行う光符号分割多重伝送システムにおける光受信装置において、システム全体で使用する波長数より少ない所定数の波長を含む符号パターンであって、当該符号パターンに含まれている波長の組み合わせが、他の光受信装置における符号パターンの波長組み合わせと異なっている符号パターンで、時間拡散／波長ホッピング方式による復号を行う復号手段を有することを特徴とする。

さらに、第３の本発明は、１又は複数チャネルの光送信装置と、それに対応する１又は複数チャネルの光受信装置とが共通の伝送路を介して対向し、上記各光送信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行うと共に、上記各光受信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による復号を行う光符号分割多重伝送システムにおいて、同一チャネルの上記光送信装置及び上記光受信装置に対し、システム全体で使用する波長数より少ない所定数の波長を含む符号パターンであって、当該符号パターンに含まれている波長の組み合わせが、他チャネルの符号パターンの波長組み合わせと異なっている符号パターンを割り当てていることを特徴とする。

本発明によれば、各チャネルで符号パターンの波長組み合わせを異なるようにさせたので、復号後の干渉成分の振幅を、希望信号の振幅に比較して相対的に小さくでき、データの再生品質を従来より向上させることができる。

以下、本発明による光送信装置、光受信装置及び光符号分割多重伝送システム（ＯＣＤＭ送信装置、ＯＣＤＭ受信装置及びＯＣＤＭ伝送システム）の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

まず、この実施形態に至った考え方を説明する。従来において、干渉成分が大きい理由は、強度変調フォーマットであって位相相殺による干渉低減ができないためであり、強度変調フォーマットを採用する以上、位相相殺という方法を適用することはできない。そのため、干渉低減のために他の手段が求められる。符号化された段階でのチップパルスの数を減らせば、干渉成分の振幅を小さくできる。一方、単に各チャネルのチップパルスの数を減らすと、希望信号の振幅も小さくなり、その結果、希望信号対干渉成分の振幅比は変わらなくなる。仮に、あるチャネルの光送信装置及び光受信装置が対応できない波長成分を、他のチャネルが採用していても、上述のあるチャネルから見ると、その波長成分は干渉成分を形成するものにはなり得ない。この実施形態では、このようなチャネルへの波長成分の割当てを工夫して、チップパルス数を減らすうことによる干渉成分の、希望信号より大きな振幅の減少を達成しようとしたものである。

図１は、この実施形態のＯＣＤＭ伝送システムの構成を示すブロック図である。この実施形態のＯＣＤＭ伝送システムは、光伝送路３１０を介して、４チャネル分の送信側構成と受信側構成とが対向している。

送信側構成は、多波長パルス光源３０１、分岐器３０２、４チャネルＣＨ１〜ＣＨ４の光送信装置３０３−１〜３０３−４、合波器３０７を有する。一方、受信側構成は、分岐器３２１、４チャネルＣＨ１〜ＣＨ４の光受信装置３２２−１〜３２２−４、合波器３０７を有する。なお、多波長パルス光源３０１（及び分岐器３０２）は、各チャネルの光送信装置３０３−１〜３０３−４の構成要素と見ることができる。

多波長パルス光源３０１は、各チャネルの光送信装置３０３−１〜３０３−４に共通なものであり、この実施形態の場合、４個の波長成分λ１〜λ４を含むパルス（多波長（４波長）パルス）を、データ周期Ｔｂ毎に出力するものである。分岐器３０２は、多波長パルス光源３０１から出力された多波長パルスを４分岐し、各チャネルの光送信装置３０３−１〜３０３−４に与えるものである。

各チャネルの光送信装置３０３−ｉ（ｉは１〜４）は、変調器３０５−ｉ及び符号化器３０６−ｉを有している。

変調器３０５−ｉは、従来と同様に、入力された多波長パルスに対し、そのチャネルの送信データ３０４−ｉに応じた強度変調を施すものである。

符号化器３０６−ｉは、強度変調された多波長パルスを、そのチャネルＣＨｉの符号パターン（コードｉ’；符号周期Ｔｃはデータ周期Ｔｂの４倍）に従って時間拡散して出力するものである。この実施形態の場合、従来とは異なり、符号化器３０６−ｉは、符号化処理を通じて、そのチャネルＣＨｉに定まっているある１個の波長成分を、時間拡散信号から除外する処理も行っている。言い換えると、各チャネルの符号パターン（コード１’〜コード４’）はそれぞれ、４個の波長成分λ１〜λ４の内の３個についての時間拡散を実行するものとなっている。さらに言い換えると、異符号（コード）間で共通の波長の数が各符号がもつ波長の数より小さくなるように波長チップを間引くという考え方に従って、各チャネルＣＨ１〜ＣＨ４のコード１’〜コード４’を定めている。後述するように、このような割当てにより、干渉振幅を小さくすることができる。

各チャネルＣＨ１〜ＣＨ４のコード１’〜コード４’は、例えば、以下の（６）式〜（９）式に従うものである。

コード１’＝（λ１，０，０，０，０，λ２，０，０，０，０，０，０，０，０，０，λ４） （６）
コード２’＝（０，０，λ２，０，０，０，０，０，０，λ１，０，０，０，０，０，λ３） （７）
コード３’＝（０，０，０，０，λ３，０，λ１，０，０，０，０，０，０，λ４，０，０） （８）
コード４’＝（０，０，０，０，０，０，λ４，０，０，λ３，０，０，λ２，０，０，０） （９）
（６）式に示すコード１’は、（２）式に示した従来のコード１から、波長λ３のチップを間引いたものであり、（７）式に示すコード２’は、（３）式に示した従来のコード２から、波長λ４のチップを間引いたものであり、（８）式に示すコード３’は、（４）式に示した従来のコード３から、波長λ２のチップを間引いたものであり、（９）式に示すコード４’は、（５）式に示した従来のコード４から、波長λ１のチップを間引いたものである。なお、（２）式〜（５）式で示したコード１〜コード４が直交性を有するので、それら各コードから、１個の波長成分を間引いたコード１’〜コード４’も直交性を有する。

図６は、チャネルＣＨ１に係る符号化器３０６−１の詳細構成例を示すブロック図である。符号化器３０６−１は、サーキュレータ４０２、ＦＢＧ４０３及び光終端器４０５を有する。

入力光（強度変調後の４波長パルス）４０１は、サーキュレータ４０２を介してＦＢＧ４０３に入力されるようになされている。ＦＢＧ４０３は、コード１’に従う時間拡散を実現できるような位置に、波長成分λ１、λ２、λ４を反射させる部分（回折格子）を有し、コード１’の要素となっていない波長成分λ３については、反射させることなく直進出射させる。光終端器４０５は、このような波長λ３の光成分を終端するものであり、波長λ３の光成分がＦＢＧ４０３に戻るようなことを阻止している。ＦＢＧ４０３の所定部分で反射された波長λ１、λ２、λ４の光成分は、サーキュレータ４０２を介して出力される。ここで、サーキュレータ４０２に入射されてＦＢＧ４０３に向かうようにされた時点から、ＦＢＧ４０３で反射され、サーキュレータ４０２に再入射されるまでの時点は、各波長λ１、λ２、λ４の成分で異なる。すなわち、各波長λ１、λ２、λ４の成分で、異なる往復伝搬遅延を施されて、コード１’に従う時間拡散がなされる。

他のチャネルＣＨ２〜ＣＨ４に係る符号化器３０６−２〜３０６−４も同様な構成を有している。但し、ＦＢＧで反射される波長成分や反射部分の位置が、そのチャネルのコード２’〜コード４’に応じていることは勿論であり、光終端器が終端する波長成分が、そのチャネルのコード２’〜コード４’に応じていることは勿論である。

図１に戻り、合波器３０７は、各チャネルの光送信装置３０３−１〜３０３−４からの出力光を合波し（多重し）、伝送路３１０に送出するものである。分岐器３２１は、伝送路３１０を介して到来した多重光を４分岐し、各チャネルの光受信装置３２２−１〜３２２−４に与えるものである。

各チャネルの光受信装置３２２−ｉは、復号器３２３−ｉ、時間ゲート回路３２４−ｉ、受光器３２５−ｉを有する。

復号器３２３−ｉは、入力された多重光に対し、そのチャネルＣＨｉの符号パターン（コードｉ’）に従って、時間逆拡散して出力するものである。上述のように、そのチャネルＣＨｉの符号パターン（コードｉ’）は、４個中３個の波長成分だけに関するものであるので、この実施形態の場合、復号器３２３−ｉは、該当しない波長成分を除去する機能をも果たしている。図７には、チャネルＣＨ１に係る復号器３２３−１の詳細構成例などを示している。

復号器３２３−１は、図７（Ａ）に示すように、サーキュレータ５０２、ＦＢＧ５０３及び光終端器５０５を有し、対応するチャネルＣＨ１に係る符号化器３０６−１と同様な構成を有している。ＦＢＧ５０３における、符号チップに係る波長λ１、λ２、λ４の成分光を反射する部分（回折格子）の位置が、符号化器３０６−１と異なっており、光終端器５０５が、コード１’で利用されていない波長λ３の成分光を処理系から除外する点は、符号化器３０６−１側と同様である。

復号器３２３−１に、仮に、図７（Ｂ）に示すように、同一チャネルＣＨ１に係る符号化器３０６−１から出力された時間拡散光５０６だけが入力された場合には、復号処理により、全ての波長チップが同一時間位置で重なった復号光５０７が得られる。一方、復号器３２３−１に、仮に、図７（Ｃ）に示すように、他のある１個のチャネル（ここではＣＨ２とする）に係る符号化器３０６−２から出力された時間拡散光５０８だけが入力された場合には、復号処理により、波長λ３のチップは除外され、波長λ１及びλ２については、チャネルの相違のために意図しない時間位置で入力されるため自己相関波形にはならない復号光５０９が得られる。

他のチャネルＣＨ２〜ＣＨ４に係る復号器３２２−２〜３２２−４も、図７に示すチャネルＣＨ１の構成と同様な構成を有し、コード２’〜コード４’に応じた復号処理を行う。

図８は、（６）式〜（９）式に示すコード１’〜コード４’が割り当てられた４チャネルの復号器３２２−１〜３２２−４からの復号波形の計算結果例を示している。すなわち、復号光希望信号と干渉成分とが重ならないように受信した場合の復号波形の計算結果例を示しており、従来での課題の説明に用いた図５と対比される図面である。

希望信号を得るには、符号化器及び復号器で同一符号パターンに従うので、例えば、コード１’を用いると、送信及び受信の両側で波長成分λ１、λ２及びλ４が透過する。また、これらの波長チップの符号化と復号における時間遅延はともに１５チップとなる。そのため、復号後、全ての波長チップが同一時間位置で重なり、希望信号の振幅は、データ”１”の送信時には３となる。図８（Ａ）の第１列（左側から数えている）が、この場合の時間位置である。

例えば、コード１’で復号する場合の干渉成分については以下の通りである。コード１’で復号する場合、コード２’のチャネルからの干渉光における波長λ１及びλ２の成分はコード１’復号器（３２３−１）を透過し、波長λ３の成分はコード１’復号器で遮断されて透過しない。また、コード１’復号器（３２３−１）を透過する波長λ１及びλ２の成分の符号化と復号における時間遅延はそれぞれ、２４チップと１２チップになる。そのため、あるデータでの波長λ２チップと、その波長λ２チップを含むデータビットに対して３ビツト後のデータビット内の波長λ１チップが同一時間位置で重なり、干渉振幅の最大値は２である。図８（Ａ）の第２列がこの場合の時間位置である。コード３’及びコード４’が割り当てられた符号化器側からの干渉についても、同様なことが言える。図８（Ａ）の第３列及び第４列が、コード３’及びコード４’からの干渉成分での時間位置である。

チャネルＣＨ２〜ＣＨ４に対しても同様のことが成り立ち、復号後の受信波形の計算値は図８（Ｂ）〜図８（Ｄ）のようになる。

従って、この実施形態の場合、希望信号振幅対干渉振幅の比は３対２となり、従来方式（図５）と比べて干渉振幅が相対的に小さくなっている。

以上のように、異符号（コード）間で共通の波長の数が、各符号がもつ波長の数より小さくなるように波長チップを間引くことにより、干渉振幅を小さくすることができるようになっている。

図１に戻り、時間ゲート回路３２４−ｉは、得られた復号信号に対し、時間ゲート処理をして干渉成分を除去するものである。受光器３２５−ｉは、光電変換することにより、送信側が送信しようとしたデータ３２６−ｉを再生するものである。光電変換時にデータ”１”を出力するための閾値が、希望信号振幅と、干渉成分の最大振幅との中間に設けられている。

ここで、時間ゲート処理により、希望信号のみを抽出するためには、復号器３２３−ｉの出力で希望信号と干渉成分とが時間的に分離されている必要がある。これは、例えば、以下のようにして実現できる。上述した４符号（コード１’〜コード４’）では、４チャネル間のデータビットの相対的な時間関係として、ビット同期が取れている状態であれば、受信側において、全チャネルで希望信号と干渉成分が時間的に分離できる。４チャネル間の相対的なデータビットの時間関係は、合波器３０７からの出力の段階での時間位置関係により決定されるため、ビット同期がとれるように、送信データ３０４−１〜３０４−４を時間調整し、各チャネルの変調器−合波器間の光学的距離を等しくすることにより実現できる。

上記実施形態によれば、復号後の干渉成分の振幅を希望信号の振幅より常に小さくなるように低減でき、データの再生品質を従来より向上させることができる。また、復号後の干渉成分の振幅を希望信号の振幅より常に小さくなるように低減できるので、時間ゲート回路の消光比に対する規定を緩やかにすることができ、時間ゲート回路を容易に実現することができる。

また、上記実施形態によれば、光送信装置又は光受信装置において、そのチャネルに無関係な波長成分光を除外するために、時間拡散又は時間逆拡散する符号化器又は復号器の構成を利用するようにしたので、そのチャネルに無関係な波長成分光を除外するための専用構成を不要とでき、上述した効果を発揮するための光送信装置又は光受信装置への構成追加を最小限とすることができる。

（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態においては、時間拡散又は時間逆拡散する符号化器や復号器として、ＦＢＧを利用したものを示したが、波長成分毎に異なる時間遅延を付与できる構成であれば、ＦＢＧを利用しないものであっても良い。

また、上記実施形態においては、符号化器や復号器が、所定の波長成分光を除外する機能をも担うものを示したが、符号化器や復号器は、時間拡散又は時間逆拡散処理のみを行い、符号化器や復号器の前段又は後段に所定の波長成分光を除外する機能のみを担う光学部品（波長除去フィルタ）を設けるようにしても良い。例えば、このようにした場合、符号化器や復号器としては、（２）式〜（５）式に従う従来と同様なコード１〜コード４を取扱うものを適用でき、このような符号化器や復号器と、前段又は後段に設けた光学部品との組によって、上述した（６）式〜（９）式に従うコード１’〜コード４’の符号化や復号を実現することができる。

さらに、上記実施形態においては、Ｇ＝４、Ｍ（多重度）＝４であって、適用波長数が４波の場合を意識して説明したが、本発明は、このような場合に限定されるものではない。すなわち、Ｇ＝４かつＭ（多重度）＝４のような干渉成分が大きくなるような状況で、本発明は大きな効果を発揮するが、本発明は、このような場合に限定されるものではない。

多重度（チャネル数）は、これより多くても少なくても良い。また、適用波長数が４波より多くても少なくても良い。適用波長数がある程度多い場合には、各チャネル用のコードから除外する波長成分も１波に限定されず、２波以上を除外するようにしても良い。データ周期Ｔｂと符号周期Ｔｃとの関係も、Ｇ（＝Ｔｃ／Ｔｂ）＝４に限定されず、データ周期Ｔｂが符号周期Ｔｃに対し、これ以上の高速でも低速でも本発明を適用することができる。

上記実施形態においては、４波用のコード１〜コード４のそれぞれから、１個の波長成分のチップを除外することで、直交性を維持しているコード１’〜コード４’を形成するものを示したが、システム全体が利用する波長数より、波長成分数が少ないコードの形成方法は、上記方法に限定されるものではない。例えば、各コードで使用する波長成分を先に決定した後、直交性を満たすように、各コードの具体的内容を定めるようにしても良い。

また、上記実施形態においては、光受信装置側に時間ゲート回路を設けたものを示したが、時間ゲート回路を省略するようにしても良い。すなわち、復号後の干渉成分の最大振幅でも、希望信号の振幅より常に小さくなるので（２：３の関係）、時間ゲート回路を省略しても、閾値レベルの設定により干渉成分と希望信号とを弁別できる。

さらに、上記実施形態においては、送信側において、各チャネルの時間拡散後の信号を同期して合波器に入力する場合を示したが、同期方式を採用していない場合（非同期の場合）にも、本発明を適用することができる。

さらにまた、上記実施形態においては、送信側における多波長パルス光源が、各チャネルに共通なものを示したが、各チャネル毎に、多波長パルス光源を設けるようにしても良い。このようにした場合には、そのチャネルのコードで除外されている波長成分を含まない多波長パルスを、該当チャネルの多波長パルス光源が生成するようにしても良い。

実施形態の光符号分割多重伝送システムの構成を示すブロック図である。 光符号分割多重方式の基本的概念の説明図である。 従来の光符号分割多重伝送システムの構成を示すブロック図である。 時間ゲートの必要性の説明図である。 従来の課題の説明図である。 実施形態の符号化器の詳細構成を示すブロック図である。 実施形態の復号器の詳細構成を示すブロック図である。 実施形態での復号波形を示す説明図である。

符号の説明

３０１…多波長パルス光源、３０２…分岐器、３０３−１〜３０３−４…光送信装置、３０５−１〜３０５−４…変調器、３０６−１〜３０６−４…符号化器光送信装置、３０７…合波器、３１０…伝送路、３２１…分岐器、３２２−１〜３２２−４…光受信装置、３２３−１〜３２３−４…復号器、３２４−１〜３２４−４…時間ゲート回路、３２５−１〜３２５−４…受光器。

Claims (8)

1. １又は複数チャネルの光送信装置と、それに対応する１又は複数チャネルの光受信装置とが共通の伝送路を介して対向し、上記各光送信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行うと共に、上記各光受信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による復号を行う光符号分割多重伝送システムにおける光送信装置において、
   システム全体で使用する波長数より少ない所定数の波長を含む符号パターンであって、当該符号パターンに含まれている波長の組み合わせが、他の光送信装置における符号パターンの波長組み合わせと異なっている符号パターンで、時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行う符号化手段を有することを特徴とする光送信装置。
2. 上記符号化手段は、利用する符号パターンに含まれる波長をもつチップパルス光のみを透過させ、他の波長をもつチップパルス光を遮断することを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
3. １又は複数チャネルの光送信装置と、それに対応する１又は複数チャネルの光受信装置とが共通の伝送路を介して対向し、上記各光送信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行うと共に、上記各光受信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による復号を行う光符号分割多重伝送システムにおける光受信装置において、
   システム全体で使用する波長数より少ない所定数の波長を含む符号パターンであって、当該符号パターンに含まれている波長の組み合わせが、他の光受信装置における符号パターンの波長組み合わせと異なっている符号パターンで、時間拡散／波長ホッピング方式による復号を行う復号手段を有することを特徴とする光受信装置。
4. 上記復号手段は、利用する符号パターンに含まれる波長をもつチップパルス光のみを透過させ、他の波長をもつチップパルス光を遮断することを特徴とする請求項３に記載の光受信装置。
5. １又は複数チャネルの光送信装置と、それに対応する１又は複数チャネルの光受信装置とが共通の伝送路を介して対向し、上記各光送信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行うと共に、上記各光受信装置が時間拡散／波長ホッピング方式による復号を行う光符号分割多重伝送システムにおいて、
   同一チャネルの上記光送信装置及び上記光受信装置に対し、システム全体で使用する波長数より少ない所定数の波長を含む符号パターンであって、当該符号パターンに含まれている波長の組み合わせが、他チャネルの符号パターンの波長組み合わせと異なっている符号パターンを割り当てていることを特徴とする光符号分割多重伝送システム。
6. 各チャネルに割り当てた符号パターンは、異チャネル間で一部異なる波長を用いたものであり、復号処理後における自己相関波形に含まれる波長の数が相互相関波形に含まれる波長の最大の数より多いことを特徴とする請求項５に記載の光符号分割多重伝送システム。
7. 上記各光送信装置に設けられ、時間拡散／波長ホッピング方式による符号化を行う符号化手段は、利用する符号パターンに含まれる波長をもつチップパルス光のみを透過させ、他の波長をもつチップパルス光を遮断することを特徴とする請求項５又は６に記載の光符号分割多重伝送システム。
8. 上記各光受信装置に設けられ、時間拡散／波長ホッピング方式による復号を行う復号手段は、利用する符号パターンに含まれる波長をもつチップパルス光のみを透過させ、他の波長をもつチップパルス光を遮断することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の光符号分割多重伝送システム。
   

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